KR20110110010A - 다계조 포토마스크, 다계조 포토마스크의 제조 방법, 다계조 포토마스크용 블랭크 및 패턴 전사 방법 - Google Patents

다계조 포토마스크, 다계조 포토마스크의 제조 방법, 다계조 포토마스크용 블랭크 및 패턴 전사 방법 Download PDF

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KR20110110010A
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호야 가부시키가이샤
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Abstract

차광부는, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 투명 기판 상에 적층되어 이루어진다. 반투광부는, 반투광막, 및 위상 시프트 조정막이 투명 기판 상에 적층되어 이루어진다. 투광부는, 투명 기판이 노출되어 이루어진다. i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 60도 이하로 되도록, 반투광막과 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있다.

Description

다계조 포토마스크, 다계조 포토마스크의 제조 방법, 다계조 포토마스크용 블랭크 및 패턴 전사 방법{MULTI-GRAY SCALE PHOTOMASK, MANUFACTURING METHOD OF MULTI-GRAY SCALE PHOTOMASK, BLANK FOR MULTI-GRAY SCALE PHOTOMASK, AND PATTERN TRANSFER METHOD}
본 발명은, 예를 들면 액정 표시 장치 등의 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display : 이하 FPD라고 부름) 등의 제조에 이용되는 다계조 포토마스크, 상기 다계조 포토마스크의 제조 방법, 다계조 포토마스크용 블랭크, 및 상기 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법에 관한 것이다.
FPD용의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 TFT라고 부름) 기판은, 차광부 및 투광부로 이루어지는 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성된 포토마스크를 이용하여, 예를 들면 5회∼6회의 포토리소그래피 공정을 거쳐서 제조되어 왔다. 최근, 포토리소그래피 공정수를 삭감하기 위해서, 차광부, 반투광부, 및 투광부를 포함하는 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성된 다계조 포토마스크가 이용되도록 되어 왔다(일본 특허 공개 제2007-249198호 공보 참조).
전술한 다계조 포토마스크는 FPD(액정 표시 장치 등)의 제조에 매우 유용하다. 이러한 다계조 포토마스크에서, 차광부는, 투명 기판 상에 반투광막과 차광막이 형성되어 이루어지고, 반투광부는, 반투광막이 투명 기판 상에 형성되어 이루어지고, 투광부는, 투명 기판이 노출되어 이루어지는 것으로 할 수 있다. 그러나, 이와 같은 다계조 포토마스크를 이용하여 피전사체 상의 레지스트막에 전사용 패턴을 전사하면, 예를 들면 반투광부와 투광부와의 경계 부분에 대응하는 부분에서 노광광의 강도가 저하되어, 피전사체 상의 레지스트막의 노광이 불충분하게 되어, 레지스트 패턴에 돌기가 생기는 등의 형성 불량이 생기게 되는 경우가 있었다. 그리고, 이와 같은 레지스트 패턴을 마스크로 하여 박막의 에칭 가공 등을 행하고자 하면, 박막 패턴의 형상 불량이나 에칭 잔해 등이 발생하여, 제조 수율이 저하되게 되는 경우가 있었다.
본 발명은, 반투광부와 투광부와의 경계 부분에서, 피전사체 상에 형성되는 레지스트 패턴의 형상을 보다 정확하게 제어할 수 있는 다계조 포토마스크, 상기 다계조 포토마스크의 제조 방법, 다계조 포토마스크용 블랭크, 및 상기 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 양태는, 차광부, 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성됨으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크로서, 상기 차광부는, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 상기 투명 기판 상에 적층되어 이루어지고, 상기 반투광부는, 상기 반투광막, 및 상기 위상 시프트 조정막이 상기 투명 기판 상에 적층되어 이루어지고, 상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 60도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는 다계조 포토마스크이다.
본 발명의 제2 양태는, 상기 반투광부에서의 상기 광의 투과율이 5％ 이상 60％ 이하로 되도록, 상기 반투광막의 재질 및 두께가 설정되어 있는 제1 양태에 기재된 다계조 포토마스크이다.
본 발명의 제3 양태는, 차광부, 제1 반투광부, 제2 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성됨으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크로서, 상기 차광부는, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 상기 투명 기판 상에 적층되어 이루어지고, 상기 제1 반투광부 또는 상기 제2 반투광부 중 어느 한쪽은, 상기 반투광막, 및 상기 위상 시프트 조정막이 상기 투명 기판 상에 적층되어 이루어지고, 상기 제1 반투광부 또는 상기 제2 반투광부 중 다른 쪽은, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성되어 이루어지고, 상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 제1 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 60도 이하로 되고, 상기 광이 상기 제2 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 90도 이상 270도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는 다계조 포토마스크이다.
본 발명의 제4 양태는, 상기 제1 반투광부는, 상기 반투광막, 및 상기 위상 시프트 조정막이 상기 투명 기판 상에 적층되어 이루어지고, 상기 제2 반투광부는, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성되어 이루어지는 제3 양태에 기재된 다계조 포토마스크이다.
본 발명의 제5 양태는, 상기 전사용 패턴은, 각각 형상이 상이한 제1 패턴과 제2 패턴을 포함하고, 상기 제1 패턴은, 상기 차광부, 상기 제1 반투광부, 및 상기 투광부를 포함하고, 상기 제2 패턴은, 상기 차광부, 상기 제2 반투광부, 및 상기 투광부를 포함하는 제3 또는 제4 양태에 기재된 다계조 포토마스크이다.
본 발명의 제6 양태는, 상기 제2 패턴은, 상기 차광부와 상기 투광부와의 사이에 위치하고, 노광기의 해상 한계 이하의 선폭의 제2 반투광부를 갖는 제3 또는 제4 양태에 기재된 다계조 포토마스크이다.
본 발명의 제7 양태는, 차광부, 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴을 투명 기판 상에 형성함으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 차광막, 및 제1 레지스트막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층된 포토마스크용 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 제1 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하는 제1 에칭 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제1 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크용 블랭크 상에 제2 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역 및 상기 반투광부의 형성 예정 영역을 덮는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트 조정막 및 상기 반투광막을 에칭하여 상기 투명 기판을 일부 노출시키는 제2 에칭 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고, 상기 포토마스크용 블랭크에서는, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 60도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는 다계조 포토마스크의 제조 방법이다.
본 발명의 제8 양태는, 차광부, 제1 반투광부, 제2 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴을 투명 기판 상에 형성함으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 차광막, 및 제1 레지스트막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층된 포토마스크용 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 제1 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하는 제1 에칭 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제1 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크용 블랭크 상에 제2 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역 및 상기 제1 반투광부 또는 상기 제2 반투광부 중 어느 한쪽의 형성 예정 영역을 덮는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트 조정막을 에칭하여 상기 반투광막을 일부 노출시키는 제2 에칭 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제2 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크용 블랭크 상에, 제3 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 제3 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역, 상기 제1 반투광부의 형성 예정 영역, 및 상기 제2 반투광부의 형성 예정 영역을 덮는 제3 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 반투광막을 에칭하여 상기 투명 기판을 일부 노출시키는 제3 에칭 공정과, 상기 제3 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고, 상기 포토마스크용 블랭크에서는, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 제1 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 60도 이하로 되고, 상기 광이 상기 제2 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 90도 이상 270도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는 다계조 포토마스크의 제조 방법이다.
본 발명의 제9 양태는, 차광부, 제1 반투광부, 제2 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴을 투명 기판 상에 형성함으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 차광막, 및 제1 레지스트막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층된 포토마스크용 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 제1 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하는 제1 에칭 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제1 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크용 블랭크 상에 제2 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역, 상기 제1 반투광부의 형성 예정 영역, 및 상기 제2 반투광부의 형성 예정 영역을 덮는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트 조정막 및 상기 반투광막을 에칭하여 상기 투명 기판을 일부 노출시키는 제2 에칭 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제2 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크용 블랭크 상에, 제3 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 제3 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역, 상기 제1 반투광부 또는 상기 제2 반투광부 중 어느 한쪽의 형성 예정 영역, 및 상기 투광부의 형성 예정 영역을 덮는 제3 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트 조정막을 에칭하여 상기 반투광막을 일부 노출시키는 제3 에칭 공정과, 상기 제3 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고, 상기 포토마스크용 블랭크에서는, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 제1 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 60도 이하로 되고, 상기 광이 상기 제2 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 90도 이상 270도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는 다계조 포토마스크의 제조 방법이다.
본 발명의 제10 양태는, 상기 위상 시프트 조정막이, 상기 차광막 및 상기 반투광막의 에칭에 이용하는 에칭액 또는 에칭 가스에 대하여 내성을 갖는 제7 내지 제9 양태 중 어느 하나에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법이다.
본 발명의 제11 양태는, 제1 내지 제4 양태 중 어느 하나에 기재된 다계조 포토마스크, 또는 제7 내지 제9 양태 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의한 다계조 포토마스크를 개재하여, 피전사체 상에 형성되어 있는 레지스트막에 i선∼g선의 범위 내의 파장을 갖는 노광광을 조사함으로써, 상기 레지스트막에 상기 전사용 패턴을 전사하는 공정을 갖는 패턴 전사 방법이다.
본 발명의 제12 양태는, 차광부, 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성됨으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크를 제조하는 포토마스크용 블랭크로서, 상기 투명 기판 상에, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 적층되어 이루어지고, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 적층막을 투과할 때의 위상 시프트량이 60도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는 다계조 포토마스크용 블랭크이다.
본 발명의 제13 양태는, 차광부, 제1 반투광부, 제2 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성됨으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크를 제조하는 포토마스크용 블랭크로서, 상기 투명 기판 상에, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 적층되어 이루어지고, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 적층막을 투과할 때의 위상 시프트량, 또는 상기 광이 상기 반투광막을 투과할 때의 위상 시프트량 중 어느 한쪽이 60도 이하로 되고, 다른 쪽이 90도 이상 270도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는 다계조 포토마스크용 블랭크이다.
본 발명에 따른 다계조 포토마스크, 상기 다계조 포토마스크의 제조 방법, 다계조 포토마스크용 블랭크, 및 상기 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법에 따르면, 반투광부와 투광부와의 경계 부분에서, 위상 반전에 의한 노광광의 투과율 저하를 억제함으로써, 피전사체 상에 형성되는 레지스트 패턴의 형상을 보다 정확하게 제어할 수 있다.
도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크의 부분 단면도, 도 1의 (b)는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크용 블랭크의 부분 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크의 제조 공정의 플로우도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크의 부분 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크의 제조 공정의 플로우도.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크의 제조 공정의 플로우도.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴의 부분 평면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴의 부분 평면도.
<본 발명의 제1 실시 형태>
이하에, 본 발명의 제1 실시 형태를, 도 1 내지 도 3 및 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 1의 (a)는 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)의 부분 단면도이고, 도 1의 (b)는 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크용 블랭크(10b)의 부분 단면도이다. 도 2는 다계조 포토마스크(10)를 이용한 패턴 전사 방법을 도시하는 단면도이다. 도 3은 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)의 제조 공정의 플로우도이다. 그리고 도 7은 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)가 구비하는 전사용 패턴의 부분 평면도이다.
(1) 다계조 포토마스크의 구성
도 1의 (a)에 도시한 다계조 포토마스크(10)는, 예를 들면 플랫 패널 디스플레이(FPD)용의 박막 트랜지스터(TFT) 기판의 제조 등에 이용된다. 단, 도 1의 (a)는 다계조 포토마스크의 적층 구조를 예시하는 것이며, 실제의 패턴은 이것과 동일하다고는 할 수 없다.
다계조 포토마스크(10)는, 차광부(110), 반투광부(115), 및 투광부(120)를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판(100) 상에 형성된 구성을 갖는다. 차광부(110)는, 반투광막(101), 위상 시프트 조정막(102), 및 차광막(103)이 투명 기판(100) 상에 적층되어 이루어진다. 반투광부(115)는, 반투광막(101), 및 위상 시프트 조정막(102)이 투명 기판(100) 상에 형성되어 이루어진다. 투광부(120)는, 투명 기판(100)이 노출되어 이루어진다. 그 다계조 포토마스크(10)의 전사용 패턴의 일부를 평면에서 보면, 예를 들면 도 7과 같은 것으로 할 수 있다. 이와 같이, 차광부(110), 투광부(120) 및 반투광부(115)의 평면 형상은, 피전사체로서의 액정 표시 장치용 기판 상에 형성하는 회로 패턴(디바이스 패턴)에 따라서, 다양한 형상으로 구성되어 있다.
상기한 바와 같이, 다계조 포토마스크(10)는, 반투광막(101), 위상 시프트 조정막(102), 및 차광막(103)의 각 막이 상기 투명 기판(100) 상에 적층되어 이루어진다. 각각의 막은, 상기에 기재된 순으로 적층되어 있는 것이 바람직하지만, 반투광막(후술하는 바와 같이, 주로 투과율을 제어하는 막)(101)과 위상 시프트 조정막(주로 위상 시프트량을 제어하는 막)(102)과의 적층순은 역이어도 된다.
또한, 본 발명은 이하의 마스크 구조에 대해서도 효과를 발휘하고, 이것도 본 발명에 포함된다. 즉, 차광부(110)는, 차광막(103), 반투광막(101), 및 위상 시프트 조정막(102)이 상기 투명 기판(100) 상에 이 순서로 적층되어 이루어지고, 상기 반투광부(115)는, 상기 반투광막(101), 및 상기 위상 시프트 조정막(102)이 상기 투명 기판(100) 상에 이 순서로 적층되어 이루어지고, 상기 투광부(120)는, 상기 투명 기판(100)이 노출되어 이루어진다. 이 경우에서도, 반투광막(101)과 위상 시프트 조정막(102)의 적층순은 역이어도 된다.
이 이후는 도 1의 (a)에 예시한 바와 같이, 반투광막(101), 위상 시프트 조정막(102), 및 차광막(103)의 각 막이 상기 투명 기판(100) 상에 이 순서로 적층되어 이루어지는 다계조 포토마스크(10)에 대하여 설명한다. 또한, 다계조 포토마스크(10)는, 도 1의 (b)에 예시한 바와 같이, 다계조 포토마스크(10)와 마찬가지의 적층 구조를 갖는 다계조 포토마스크용 블랭크(10b)를 이용하여 제조된다. 다계조 포토마스크(10)의 제조 방법에 대해서는 후술한다.
투명 기판(100)은, 예를 들면 석영(SiO2) 글래스나, SiO2, Al2O3, B2O3, RO(R은 알칼리 토류 금속), R2O(R2는 알칼리 금속) 등을 함유하는 저팽창 글래스 등으로 이루어지는 평판으로서 구성되어 있다. 투명 기판(100)의 주면(표면 및 이면)은, 연마되거나 하여 평탄 또한 평활하게 구성되어 있다. 투명 기판(100)은, 예를 들면 1변이 2000㎜∼2400㎜ 정도의 사각형으로 할 수 있다. 투명 기판(100)의 두께는 예를 들면 3㎜∼20㎜ 정도로 할 수 있다.
반투광막(101)은 크롬(Cr)을 함유하는 재료로 이루어지고, 예를 들면 질화 크롬(CrN), 산화 크롬(CrO), 산질화 크롬(CrON), 불화 크롬(CrF) 등의 크롬 화합물로 할 수 있다. 반투광막(101)은, 예를 들면 질산 제2세륨 암모늄((NH4)2Ce(NO3)6) 및 과염소산(HClO4)을 함유하는 순수로 이루어지는 크롬용 에칭액을 이용하여 에칭 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 반투광막(101)은, 불소(F)계의 에칭액(또는 에칭 가스)에 대한 에칭 내성을 갖고, 후술하는 바와 같이 불소(F)계의 에칭액(또는 에칭 가스)을 이용하여 위상 시프트 조정막(102)을 에칭할 때의 에칭 스토퍼층으로서 기능한다.
위상 시프트 조정막(102)은, 몰리브덴(Mo) 등의 금속 재료와 실리콘(Si)을 함유하는 재료로 이루어지는 금속 실리사이드 화합물로 할 수 있다. 예를 들면 MoSi, MoSix, MoSiN, MoSiON, MoSiCON 등으로 이루어진다. 위상 시프트 조정막(102)은, 불소(F)계의 에칭액(또는 에칭 가스)을 이용하여 에칭 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 위상 시프트 조정막(102)은, 전술한 크롬용 에칭액에 대한 에칭 내성을 갖고, 후술하는 바와 같이 크롬용 에칭액을 이용하여 차광막(103)을 에칭할 때의 에칭 스토퍼층으로서 기능한다.
차광막(103)은, 크롬(Cr) 또는 크롬을 주성분으로 하는 크롬 화합물로 할 수 있다. 또한, 차광막(103)의 표면에 소정 조성의 Cr 화합물(CrO, CrC, CrN 등)을 적층함(도시 생략)으로써, 차광막(103)의 표면에 광 반사 억제 기능을 갖게 할 수 있다. 차광막(103)은, 전술한 크롬용 에칭액을 이용하여 에칭 가능하도록 구성되어 있다.
차광부(110), 반투광부(115), 및 투광부(120)는, 예를 들면 i선∼g선의 범위 내의 파장을 갖는 노광광에 대하여, 각각 소정의 범위 내의 투과율을 갖도록 구성되어 있다. 즉, 차광부(110)는 노광광을 차광(광 투과율이 대략 0％)시키고, 투광부(120)는 노광광을 대략 100％ 투과시키도록 구성되어 있다. 그리고, 반투광부(115)는, 예를 들면 노광광의 투과율을 5％ 이상 60％ 이하(노광기의 해상도에 대하여 충분히 넓은 면적의 투광부의 투과율을 100％로 하고, 투과율의 기준으로 하였을 때. 이하 마찬가지임), 보다 바람직하게는 40％∼60％로 저감시키도록 구성되어 있다. 또한, i선(365㎚), h선(405㎚), g선(436㎚)이란, 수은(Hg)의 주된 발광 스펙트럼이다. 또한 상기 투과율의 지표로서는, i선∼g선의 범위의 대표 파장을 이용하였을 때에, 상기에 규정한 투과율로 되는 것이지만, 보다 바람직하게는, i선∼g선의 모든 파장에 대하여, 상기 투과율을 충족시키는 것이 바람직하다. 여기서, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장이란, i선, h선, g선 중 어느 하나의 임의의 파장이다.
또한, 반투광부(115)는, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 반투광부(115)를 투과할 때의 위상 시프트량이, 상기 투광부(120)에 대하여 60도 이하, 바람직하게는 30도 이하로 되도록 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 상기 광이 반투광부(115)를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 광이 투광부(120)를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 60도 이하, 바람직하게는 30도 이하로 되도록 구성되어 있다. 여기서, 보다 바람직하게는 i선∼g선의 범위 내의 모든 파장에 대하여, 상기 광학 특성을 갖도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 투광부(120)를 투과하여 회절에 의해 반투광부(115)측에 진입한 노광광과, 반투광부(115)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄하는 것을 억제할 수 있다. 마찬가지로, 반투광부(115)를 투과하여 회절에 의해 투광부(120)측에 침입한 노광광과, 투광부(120)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 후술하는 바와 같이, 피전사체에 형성되어 있는 레지스트막에 다계조 포토마스크(10)를 개재하여 노광광을 조사할 때에, 반투광부(115)와 투광부(120)와의 경계 부분에서의 노광광의 강도 저하가 억제되어, 피전사체 상에서 레지스트 패턴에 돌기가 생기는 등의 형상 불량이 억지된다. 즉, 반투광부(115)에 형성된 막(여기서는, 반투광막(101)과 위상 시프트 조정막(102)과의 적층막)의, 상기 대표 파장의 광에 대한 위상 시프트량이 60도 이하인 것에 의해, 상기의 작용이 얻어진다. 또한, 반투광부(115)를 투과한 상기 대표 파장의 광의 위상이 투광부(120)를 투과한 상기 대표 파장의 광보다 지연되는 경우에는, 투광부(120)에 대한 반투광부(115)의 위상 시프트량은 마이너스의 값으로 된다. 또한, 투광부(120)를 투과한 상기 대표 파장의 광의 위상이 반투광부(115)를 투과한 상기 대표 파장의 광보다 지연되는 경우에는, 투광부(120)에 대한 반투광부(115)의 위상 시프트량은 플러스의 값으로 된다. 본 실시 형태에 따른 「위상 시프트량」이란 상기 어느 경우도 포함하고, 위상 시프트량이 60도 이하이다라는 것은, 절대값이 60도 이하인 것을 말한다. 또한, 반투광부(115)에서의 위상 시프트량에 예를 들면 360도 이상의 어긋남을 발생시킴으로써도, 결과적으로 위상 시프트량이 60도 이하인 경우와 마찬가지의 효과가 생길 수 있기 때문에, 여기서 말하는 위상 시프트량에는 360×n±60도(단 n은 0을 포함하는 정수) 이내의 경우도 포함된다. 본 실시 형태에 따른 「위상 시프트량의 차」에 대해서도 마찬가지의 의미이다.
또한, 반투광부(115)의 위상 시프트량은, 반투광부(115)를 구성하는 반투광막(101) 및 위상 시프트 조정막(102)의 위상 시프트량의 조합으로 정해진다. 막의 적층에 의해, 노광광의 위상 시프트량을 제어하는 방법은, 예를 들면 WO2005/124454에 기재되어 있는 것을 적용할 수 있다. 즉 적층 구조를 취함으로써, 인접하는 2개의 막의 계면에서 불연속의 위상 변화가 생기는 막 설계가 가능하기 때문에, 반투광막(101)과 위상 시프트 조정막(102)과의 적층에 의한 위상 시프트량을 소정 범위(예를 들면 60도 이하)로 제어할 수 있다. 반대로, 각각의 막의 재질과 막 두께의 선택에 의해, 90도 이상 270도 이하의 위상 시프트량으로 하는 것도 가능하다. 이에 대해서는 후술한다.
일반적으로, 투광부(120)의 위상 시프트량과 이것에 인접하는 반투광부(115)의 위상 시프트량과의 차는 작을수록 바람직하지만, 반투광부(115)의 투과율을 원하는 값(예를 들면, 5％∼60％ 등)으로 조정하자고 하면, 반투광막(101)의 막 두께가 증가하고, 위상 시프트량이 증대되게 되는 경우가 있다. 이에 대하여, 본 실시 형태에 따른 위상 시프트 조정막(102)은, 반투광막(101) 단독으로 생기게 되는 위상 시프트량을 보정하는 보정막으로서 기능한다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 반투광막(101)의 위상 시프트량이 소정 범위를 초과하여 증대되는 경우에서도, 반투광부(115)를 위상 시프트 조정막(102)과의 적층막으로 하고, 이러한 적층막의 위상 시프트량을 임의의 값으로 조정함으로써, 반투광부(115)의 위상 시프트량을 보정하여 전술한 범위 내에 들어가게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 위상 시프트 조정막(102)을, 반투광부(115)의 투과율에 거의 영향을 주지 않는 투과율(예를 들면 85％ 이상, 보다 바람직하게는 90％ 이상)로 되도록 구성함으로써, 반투광부(115)의 투과율을, 주로 반투광막(101)을 소정의 투과율로 함으로써 조정할 수 있다. 위상 시프트 조정막(102)을 이와 같이 구성하기 위해서는, 예를 들면 위상 시프트 조정막(102)을 투과성이 높은 재질이나 두께로 한다. 또한, 반투광막(101)의 투과율은, 반투광막(10l)의 재질이나 두께에 의해 조정할 수 있다. 전술한 바와 같이 반투광부(115)의 위상 시프트량은 위상 시프트 조정막(102)에 의해 보정 가능하기 때문에, 반투광막(101)의 재질 및 두께는, 위상 시프트량의 관점에서 실질적인 제약을 받지 않고, 원하는 투과율을 얻는 것을 주안으로 하여 선정하는 것이 가능하게 된다.
도 2에, 다계조 포토마스크(10)를 이용한 패턴 전사 공정에 의해 피전사체(50)에 형성되는 레지스트 패턴(502p)의 부분 단면도를 예시한다. 레지스트 패턴(502p)은, 피전사체(50)에 형성된 포지티브형 레지스트막(502)에 다계조 포토마스크(10)를 개재하여 노광광을 조사하고, 현상함으로써 형성된다. 피전사체(50)는, 기판(500)과, 기판(500) 상에 순서대로 적층된 금속 박막이나 절연층, 반도체층 등의 임의의 피가공층(501)을 구비하고 있고, 포지티브형 레지스트막(502)은 피가공층(501) 상에 균일한 두께로 미리 형성되어 있는 것으로 한다. 또한, 피가공층(501)을 구성하는 각 층은, 각 층의 상층의 에칭액(또는 에칭 가스)에 대하여 내성을 갖도록 구성되어 있어도 된다.
다계조 포토마스크(10)를 개재하여 포지티브형 레지스트막(502)에 전술한 노광광을 조사하면, 차광부(110)에서는 노광광이 투과하지 않고, 또한, 반투광부(115), 투광부(120)의 순으로 노광광의 광량이 단계적으로 증가한다. 그리고, 포지티브형 레지스트막(502)은, 차광부(110), 반투광부(115)의 각각에 대응하는 영역에서 막 두께가 순서대로 얇아지고, 투광부(120)에 대응하는 영역에서 제거된다. 이와 같이 하여, 피전사체(50) 상에 막 두께가 단계적으로 상이한 레지스트 패턴(502p)이 형성된다.
레지스트 패턴(502p)이 형성되면, 레지스트 패턴(502p)으로 덮어져 있지 않은 영역(투광부(120)에 대응하는 영역)에서 노출되어 있는 피가공층(501)을 표면측으로부터 순차적으로 에칭하여 제거한다. 그리고, 레지스트 패턴(502p)을 애싱(감막)하여 막 두께가 얇은 영역(반투광부(115)에 대응하는 영역)을 제거하고, 새롭게 노출된 피가공층(501)을 순차적으로 에칭하여 제거한다. 이와 같이, 막 두께가 단계적으로 상이한 레지스트 패턴(502p)을 이용함으로써, 종래의 포토마스크 2매분의 공정을 실시한 것으로 되어, 마스크 매수를 삭감할 수 있고, 포토리소그래피 공정을 간략화할 수 있다.
또한 전술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)는, 투광부(120)를 투과하여 회절에 의해 반투광부(115)측에 진입한 노광광과 반투광부(115)를 투과한 노광광이 서로 상쇄하는 것이 억제되어, 반투광부(115)를 투과하여 회절에 의해 투광부(120)측에 침입한 노광광과 투광부(120)를 투과한 노광광이 서로 상쇄하는 것이 억제되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 반투광부(115)와 투광부(120)와의 경계 부분에 대향하는 레지스트막(502)에서 투과광량이 작은 암부가 생기지 않아, 레지스트막(502)이 설계 패턴에 대하여 보다 정확하게 노광되어, 피전사체(50) 상에 형성될 때의 레지스트 패턴(502p)의 형상 불량을 저감할 수 있다. 또한, 반투광부(115)와 투광부(120)와의 경계 부분에 대향하는 레지스트막(502)에서 위상 반전에 의한 암부가 생기면, 예를 들면 레지스트 패턴(502p)에 돌기가 발생하거나, 피가공층(501)의 에칭 불량이 발생하거나 하는 요인으로 된다. 이와 같은 위상 시프트량의 차에 의한 영향은, 전사용 패턴의 미세화가 진행됨에 따라서 커진다.
(2) 다계조 포토마스크의 제조 방법
계속해서, 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)의 제조 방법에 대하여, 도 3을 참조하면서 설명한다.
(포토마스크용 블랭크 준비 공정)
우선, 도 3의 (a)에 예시한 바와 같이, 투명 기판(100) 상에 반투광막(101), 위상 시프트 조정막(102), 차광막(103)이 이 순서로 형성되고, 최상층에 제1 레지스트막(104)이 형성된 포토마스크용 블랭크(10b)를 준비한다. 또한, 제1 레지스트막(104)은, 포지티브형 포토레지스트 재료 혹은 네가티브형 포토레지스트 재료에 의해 구성하는 것이 가능하다. 이하의 설명에서는, 제1 레지스트막(104)이 포지티브형 포토레지스트 재료로 형성되어 있는 것으로 한다. 제1 레지스트막(104)은, 예를 들면 슬릿 코터나 스핀 코터 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 포토마스크용 블랭크(10b)를 준비할 때에는, 반투광부(115)를 투과하는 노광광의 광 투과율, 및 위상 시프트량 등이, 전술한 조건을 충족시키도록, 반투광막(101)의 재질 및 두께, 및 위상 시프트 조정막(102)의 재질, 두께를 각각 선정한다.
(제1 레지스트 패턴 형성 공정)
다음으로, 포토마스크용 블랭크(10b)에 대하여, 레이저 묘화기 등에 의해 묘화 노광을 행하여, 제1 레지스트막(104)을 감광시키고, 스프레이 방식 등의 방법에 의해 제1 레지스트막(104)에 현상액을 공급하여 현상을 실시하여, 차광부(110)의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴(104p)을 형성한다. 제1 레지스트 패턴(104p)이 형성된 상태를, 도 3의 (b)에 예시한다.
(제1 에칭 공정)
다음으로, 형성한 제1 레지스트 패턴(104p)을 마스크로 하여, 차광막(103)을 에칭하여 차광막 패턴(103p)을 형성한다. 차광막(103)의 에칭은, 전술한 크롬용 에칭액을, 스프레이 방식 등의 방법에 의해 차광막(103)에 공급하여 행하는 것이 가능하다. 이때, 기초의 위상 시프트 조정막(102)이 에칭 스토퍼층으로서 기능한다. 차광막 패턴(103p)이 형성된 상태를, 도 3의 (c)에 예시한다.
(제2 레지스트막 형성 공정)
그리고, 제1 레지스트 패턴(104p)을 제거한 후, 차광막 패턴(103p) 및 노출된 위상 시프트 조정막(102)을 갖는 포토마스크용 블랭크(10b) 상의 전체면에, 제2 레지스트막(105)을 형성한다. 제1 레지스트 패턴(104p)은, 제1 레지스트 패턴(104p)에 박리액 등을 접촉시킴으로써 제거할 수 있다. 제2 레지스트막(105)은, 예를 들면 슬릿 코터나 스핀 코터 등을 이용하여 형성할 수 있다. 제2 레지스트막(105)이 형성된 상태를, 도 3의 (d)에 예시한다.
(제2 레지스트 패턴 형성 공정)
다음으로, 레이저 묘화기 등에 의해 묘화 노광을 행하여, 제2 레지스트막(105)을 감광시키고, 스프레이 방식 등의 방법에 의해 제2 레지스트막(105)에 현상액을 공급하여 현상을 실시하여, 차광부(110)의 형성 예정 영역 및 반투광부(115)의 형성 예정 영역을 각각 덮는 제2 레지스트 패턴(105p)을 형성한다. 제2 레지스트 패턴(105p)이 형성된 상태를 도 3의 (e)에 예시한다.
(제2 에칭 공정)
계속해서, 제2 레지스트 패턴(105p)을 마스크로 하여, 위상 시프트 조정막(102)을 에칭하여 위상 시프트 조정막 패턴(102p)을 형성한다. 위상 시프트 조정막(102)의 에칭은, 불소(F)계의 에칭액(또는 에칭 가스)을 위상 시프트막(102)에 공급하여 행하는 것이 가능하다. 이때, 기초의 반투광막(101)이 에칭 스토퍼층으로서 기능한다. 다음으로, 제2 레지스트 패턴(105p)을 마스크로 하여 반투광막(101)을 에칭하여 반투광막 패턴(101p)을 형성하고, 투명 기판(100)을 부분적으로 노출시킨다. 반투광막(101)의 에칭은, 전술한 크롬용 에칭액을, 스프레이 방식 등의 방법에 의해 반투광막(101)이 노출된 면에 공급하여 행하는 것이 가능하다. 제2 에칭 공정이 실시된 상태를 도 3의 (f)에 예시한다.
(제2 레지스트 패턴 제거 공정)
그리고, 제2 레지스트 패턴(105p)을 제거하고, 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)의 제조를 완료한다. 제2 레지스트 패턴(105p)은, 제2 레지스트 패턴(105p)에 박리액 등을 접촉시킴으로써 제거할 수 있다. 제2 레지스트 패턴을 제거한 상태를 도 3의 (g)에 예시한다.
(3) 본 실시 형태에 따른 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 기재하는 1개 또는 복수의 효과를 발휘한다.
(a) 본 실시 형태에 따르면, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 반투광부(115)를 투과할 때의 위상 시프트량이 투광부(120)에 대하여 60도 이하로 되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 투광부(120)와 반투광부(115)가 인접하는 경계 부분에서의 노광광의 회절에 의한 투과광량 저하를 억지할 수 있다. 그 결과, 피전사체(50)에 형성되어 있는 레지스트막(502)에 다계조 포토마스크(10)를 개재하여 노광광을 조사할 때에, 반투광부(115)와 투광부(120)와의 경계 부분에 대향하는 레지스트막(502)을 보다 설계 패턴에 충실하게 노광할 수 있어, 피전사체(50) 상에 형성되는 레지스트 패턴(502p)의 형상을 보다 정확하게 제어할 수 있다.
(b) 본 실시 형태에 따르면, 반투광부(115)의 위상 시프트량은, 주로 반투광막(101)과 위상 시프트 조정막(102)과의 재질 및 두께를 설정함으로써 제어할 수 있다. 즉, 반투광막(101) 단독으로 원하는 투과율을 얻고자 하였을 때에, 위상 시프트량이 소정 범위 외로 증대되게 되는 경우라도, 반투광막(101)과 위상 시프트 조정막(102)과의 재질 및 두께의 조합에 의해, 반투광부(115)의 위상 시프트량을 보정하여 전술한 범위 내에 들어가게 하는 것이 가능하게 된다.
(c) 또한 본 실시 형태에 따르면, 반투광막(101)에 주로 투과율을 제어하는 기능, 위상 시프트 조정막(102)에, 주로 반투광부(115)의 위상 시프트량을 제어시키는 기능을 갖게 할 수 있다. 예를 들면, 위상 시프트 조정막(102)을 충분히 투과성이 높은 재질이나 두께로 구성함으로써, 반투광부(115)의 투과율을, 실질적으로 반투광막(101)의 재질 및 두께에 의해 제어할 수 있다.
(d) 또한 본 실시 형태에 따르면, 반투광부(115)의 위상 시프트량을 주로 위상 시프트 조정막(102)에 의해 보정 가능한 구성으로 하고 있기 때문에, 반투광막(101)의 재질 및 두께는, 주로 투과율의 관점에서 실질적으로 선정하는 것이 가능하게 된다.
(e) 본 실시 형태에 따르면, 위상 시프트 조정막(102)이, 차광막(103) 및 반투광막(101)의 에칭에 이용하는 에칭액 또는 에칭 가스에 대하여 내성을 갖는다. 이에 의해, 제1 에칭 공정에서의 차광막(103)의 에칭 시에, 위상 시프트 조정막(102)이 에칭 스토퍼층으로서 기능한다.
<본 발명의 제2 실시 형태>
계속해서, 본 발명의 제2 실시 형태를, 도 4, 도 5, 도 7, 및 도 8을 참조하면서 설명한다. 도 4는 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)의 부분 단면도이다. 도 5는 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)의 제조 공정의 플로우도이다. 도 7 및 도 8은 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)가 구비하는 전사용 패턴의 부분 평면도이고, 도 7은 제1 패턴을, 도 8은 제2 패턴을 각각 예시하고 있다. 도 4, 도 5는 각각, 단면 구조와 제조 플로우를 도시할 목적의 것으로, 실제의 전사용 패턴을 충실하게는 표현하고 있지 않다. 본 실시 양태의 다계조 마스크(20)에 형성된 전사용 패턴의 일부를 평면에서 보면, 예를 들면 도 7, 도 8과 같은 것으로 할 수 있다.
(1) 다계조 포토마스크의 구성
본 실시 형태에서는, 도 7에 도시한 제1 패턴, 도 8에 도시한 제2 패턴과 같이, 전사용 패턴이 2종류 형성되어 있다. 본 발명의 다계조 포토마스크는, 액정 표시 장치 제조용(특히 TFT 제조용)으로서 유용하지만, 본 실시 형태에서는, 2종류의 TFT 제조용의 전사용 패턴이 형성된 것을 예시한다. 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)는, 제1 실시 형태의 반투광부(115)와 마찬가지로 구성된 제1 반투광부(215) 외에, 제1 반투광부(215)와는 막 구성이 상이한 제2 반투광부(216)를 더 구비하고 있는 점이, 전술한 실시 형태와는 상이하다. 즉, 제1 반투광부(215)는, 전술한 실시 형태에 따른 반투광부(115)와 마찬가지로, 반투광막(201), 및 위상 시프트 조정막(202)이 투명 기판(200) 상에 적층되어 이루어진다. 또한, 제2 반투광부(216)는, 투명 기판(200) 상에 반투광막(201)이 형성되어 이루어진다. 또한, 다계조 포토마스크(20)가 구비하는 투명 기판(200), 반투광막(201), 위상 시프트 조정막(202), 및 차광막(203)은, 전술한 실시 형태와 마찬가지로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서도 반투광막(201)과 위상 시프트 조정막(202)과의 적층순은 불문하지만, 이하의 설명에서는, 차광부에서 반투광막(201), 위상 시프트 조정막(202), 및 차광막(203)이 투명 기판(200) 상에 이 순서로 적층된 마스크 구조에 기초하여 설명을 행한다. 또한, 차광부(210) 및 투광부(220)가 나타내는 투과율 등의 광학 특성은 전술한 실시 형태와 마찬가지이고, 제1 반투광부(215)가 나타내는 투과율이나 위상 시프트량 등의 광학 특성은 전술한 실시 형태에 따른 반투광부(115)와 마찬가지이다. 또한, 제2 반투광부(216)는, 예를 들면 i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광에 대하여, 예를 들면 투과율을 5％ 이상 80％ 이하, 보다 바람직하게는 10％ 이상 70％ 이하로 저감시키도록 구성되어 있다.
제2 반투광부(216)는, 제1 반투광부(215)와는 상이한 위상 시프트량을 갖고, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 제2 반투광부(216)를 투과할 때의 위상 시프트량은, 투광부(220)에 대하여 예를 들면 90도 이상 270도 이하, 보다 바람직하게는 150도 이상 210도 이하로 되도록 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 상기 광이 제2 반투광부(216)를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 광이 투광부(220, 220a)를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 예를 들면 90도 이상 270도 이하, 보다 바람직하게는 150도 이상 210도 이하로 되도록 구성되어 있다.
도 4에 예시한 바와 같이, 이 제2 반투광부(216)는 소정의 폭을 갖고, 차광부(210) 및 투광부(220)의 각각에 인접하고, 또한, 차광부(210)와 투광부(220) 사이에 끼워져 위치한다. 이에 의해, 제2 반투광부(216)에서는, 투광부(220)를 투과하여 회절에 의해 제2 반투광부(216)측에 진입한 노광광과, 제2 반투광부(216)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 약화시키도록 작용하고, 또한, 제2 반투광부(216)를 투과하여 회절에 의해 투광부(220)측에 침입한 노광광과, 투광부(220)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 약화시키도록 작용한다.
일반적으로, 투광부와 차광부가 인접하는 경우에는, 그들의 경계 부분에서 광의 회절에 의해 투과광의 광 강도 분포가 완만하게 되게 된다. 그러나 본 실시 형태와 같이, 위상 시프트 효과가 있는 제2 반투광부(216)가 투광부(220)와 차광부(210) 사이에 끼워져 존재하면, 투광부(220)와 차광부(210)와의 경계 부근에서의 광 강도의 변화를 보다 샤프하게 할 수 있어, 전사상의 콘트라스트가 향상된다. 바꾸어 말하면 차광부(210)와 투광부(220)와의 경계 부분에서 노광광의 상쇄를 발생시켜, 대향하는 레지스트막의 노광량을 감소시킬 수 있다. 이 때문에, 차광부(210)와 투광부(220)와의 경계에서 노광광의 광 강도 분포에 콘트라스트를 부여하여, 형성되는 레지스트 패턴의 측면 형상을 수직에 가깝게 할 수 있다. 이와 같이, 노광광을 상쇄하는 부분을 의도적으로 형성함으로써, 대응하는 영역의 레지스트 패턴에 원하는 형상 정밀도를 부여할 수 있고, 이에 의해 피전사체의 가공 정밀도를 높일 수 있다. 상기한 바와 같이, 위상 시프트량이 저감된 제1 반투광부(215)와, 위상 시프트 효과가 있는 제2 반투광부(216)를 구비한 다계조 포토마스크(20)를 사용함으로써, 피전사체 상에 형성되는 레지스트 패턴 형상을 보다 정밀하게 제어하고, 이러한 레지스트 패턴을 이용한 피전사체에의 가공 정밀도를 올리는 것이 가능하게 된다.
노광광의 위상 시프트량이 상이한 제1 반투광부(215), 및 제2 반투광부(216)를 면내에 갖는 다계조 포토마스크(20)의 예로서는, 도 7, 도 8의 각각에 도시한 반복 패턴이 전사용 패턴으로서 동일 평면 상에 형성된 것으로 할 수 있다. 여기서 도 8에 도시한 전사용 패턴(제2 패턴)에는, 한층 더한 고안을 실시할 수 있다. 도 8에서는, 제2 반투광부(216)가 선폭이 작은(예를 들면, 1㎛∼8㎛) 투광부(220a)와, 차광부(210)와의 경계에 소정 폭(예를 들면 50㎚∼2000㎚의 폭)으로 형성되어 있다. 이 소정 폭은, 노광기의 해상 한계 이하의 폭이며, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광에 대하여 90도 이상 270도 이하, 바람직하게는, 150도 이상 210도 이하의 위상 시프트량을 갖는다. 또한, 여기서 선폭이 작은 투광부(220a)에서는, 노광기의 해상 한계 정도, 또는 그것을 하회하는 선폭으로 할 수 있어, 노광광의 회절 현상에 의한 투과율의 저감이 무시할 수 없을 정도로 생기기 때문에, 투과하는 광의 강도는 피크의 정점에서도, 충분히 넓은 투광부에 대하여 20％∼80％로 저감되어, 소위 실질적인 반투광부(이하, 의사적 반투광부)로서 기능한다. 그리고, 이 의사적 반투광부와 차광부(210)와의 경계에서, 노광광의 위상 반전에 의해, 노광광의 광 강도에 양호한 콘트라스트가 부여된다. 결과로서, 이 다계조 포토마스크(20)를 이용하여 전사를 행하면, 상기 경계 부분에서 피전사체 상의 레지스트 패턴 형상이 정밀하게 제어되어, 이러한 레지스트 패턴을 이용하여 피전사체의 박막가공을 행할 때의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 상기의 관점에서, 본 실시 형태의 다계조 포토마스크(20)가 갖는 제2 패턴에서, 투광부(220a)와 차광부(210)와의 사이에 소정 폭으로써 제2 반투광부(216)를 위치시키고, 투광부(220a)를 노광기의 해상 한계 부근 또는 그 이하의 선폭(예를 들면, 1㎛∼8㎛)으로 함으로써, 차광부(210)와 투광부(220)와의 경계에서 샤프한 광 강도의 변화를 확보하면서, 투광부(220)에 의사적 반투광부로서의 기능을 갖게 할 수 있다. 이와 같이, 제1 패턴에서는 위상 시프트량을 저감한 제1 반투광부(215), 제2 패턴에서는 위상 효과를 갖는 제2 반투광부(216)를 병용하고, 각각의 특징을 이용하여 전사 성능을 높이는 것이 가능하다.
제1 반투광부(215) 및 제2 반투광부(216)에서의 위상 시프트량의 이와 같은 차이는, 제1 반투광부(215) 및 제2 반투광부(216)에서의 막 구성과 각 막의 재질이나 두께에 의해 발생시킬 수 있다. 제2 반투광부(216)의 위상 시프트량은, 제2 반투광부(216)를 구성하는 반투광막(201)의 위상 시프트량에 의해 정해진다. 제1 반투광부(215)의 위상 시프트량은, 제1 반투광부(215)를 구성하는 반투광막(201)과, 위상 시프트 조정막(202)과의 조합에 의해 정해지는 점은 전술한 대로이다.
또한, 상기한 바와 같이 제1 반투광부(215)가 위상 시프트 저감 효과를 갖고, 제2 반투광부(216)가 위상 시프트 효과를 갖는 것으로 할 때, 각각이 갖는 막 구성은 상기와 반대이어도 된다. 즉, 제1 반투광부(215)는 위상 시프트 저감 효과를 갖는 반투광막(201)으로 구성되는 것으로 하고, 제2 반투광부(216)는 위상 시프트 효과를 갖는 반투광막(201)과 위상 시프트 조정막(202)과의 적층막으로 구성되는 것으로 해도 된다.
(2) 다계조 포토마스크의 제조 방법
계속해서, 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)의 제조 방법에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다.
(포토마스크용 블랭크 준비 공정)
우선, 도 5의 (a)에 예시한 바와 같이, 투명 기판(200) 상에 반투광막(201), 위상 시프트 조정막(202), 차광막(203)이 이 순서로 형성되고, 최상층에 제1 레지스트막(204)이 형성된 포토마스크용 블랭크(20b)를 준비한다. 각 부재의 재료, 두께 등은, 각 부재의 광학 특성 등이 전술한 조건을 충족시키도록, 상기의 실시 형태와 마찬가지로 선택한다.
(제1 레지스트 패턴 형성 공정)
다음으로, 포토마스크용 블랭크(20b)에 대하여, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로 노광ㆍ현상을 실시하여, 차광부(210)의 형성 예정 영역을 덮는, 제1 레지스트 패턴(204p)을 형성한다.
(제1 에칭 공정)
다음으로, 형성한 제1 레지스트 패턴(204p)을 마스크로 하여, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로 차광막(203)을 에칭하여, 차광막 패턴(203p)을 형성한다. 이때, 기초의 위상 시프트 조정막(202)은 에칭 스토퍼층으로서 기능한다. 차광막 패턴(203p)이 형성된 상태를, 도 5의 (b)에 예시한다.
(제2 레지스트막 형성 공정)
그리고, 제1 레지스트 패턴(204p)을 제거한 후, 차광막 패턴(203p) 및 노출된 위상 시프트 조정막(202)을 갖는 포토마스크용 블랭크(20b) 상의 전체면에, 제2 레지스트막(205)을 형성한다. 제1 레지스트 패턴(204p)의 제거, 제2 레지스트막(205)의 형성에는, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법을 이용할 수 있다.
(제2 레지스트 패턴 형성 공정)
다음으로, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로, 제2 레지스트막(205)을 노광ㆍ현상하여, 차광부(210)의 형성 예정 영역, 및 제1 반투광부(215)의 형성 예정 영역에, 제2 레지스트 패턴(205p)을 형성한다. 제2 레지스트 패턴(205p)이 형성된 상태를 도 5의 (c)에 예시한다.
(제2 에칭 공정)
다음으로, 형성한 제2 레지스트 패턴(205p)을 마스크로 하여, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로 위상 시프트 조정막(202)을 에칭하여, 위상 시프트 조정막 패턴(202p)을 형성한다. 위상 시프트 조정막 패턴(202p)이 형성된 상태를, 도 5의 (d)에 예시한다.
(제3 레지스트막 형성 공정)
그리고, 제2 레지스트 패턴(205p)을 제거한 후, 차광막 패턴(203p), 위상 시프트 조정막 패턴(202p), 및 노출된 반투광막(201)을 갖는 포토마스크용 블랭크(20b) 상의 전체면에, 제3 레지스트막(206)을 형성한다. 제2 레지스트 패턴(205p)의 제거, 제3 레지스트막(206)의 형성에는, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법을 이용할 수 있다.
(제3 레지스트 패턴 형성 공정)
다음으로, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로, 제3 레지스트막(206)을 노광ㆍ현상하여, 차광부(210)의 형성 예정 영역, 제1 반투광부(215)의 형성 예정 영역, 및 제2 반투광부(216)의 형성 예정 영역에, 제3 레지스트 패턴(206p)을 형성한다. 제3 레지스트 패턴(206p)이 형성된 상태를 도 5의 (e)에 예시한다.
(제3 에칭 공정)
다음으로, 형성한 제3 레지스트 패턴(206p)을 마스크로 하여, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로 반투광막(201)을 에칭하여, 반투광막 패턴(201p)을 형성한다. 그 상태를 도 5의 (f)에 예시한다.
(제3 레지스트 패턴 제거 공정)
그리고, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로, 제3 레지스트 패턴(206p)을 제거하여, 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)의 제조를 완료한다. 제3 레지스트 패턴(206p)이 제거된 상태를, 도 5의 (g)에 예시한다.
(3) 본 실시 형태에 따른 효과
본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)에서도, 전술한 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)와 마찬가지의 효과를 발휘한다.
또한, 본 실시 형태에 따른 제2 반투광부(216)는, 제1 반투광부(215)와는 상이한 위상 시프트량을 갖고, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 제2 반투광부(216)를 투과할 때의 위상 시프트량은, 투광부(220)에 대하여 예를 들면 90도 이상 270도 이하, 보다 바람직하게는 150도 이상 210도 이하로 되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 제1 반투광부(215)와 투광부(220)와의 경계 부분에 대향하는 레지스트막의 노광을 제1 실시 형태와 마찬가지로 확실하게 행하면서, 차광부(210)와 투광부(220)와의 경계 부분에서, 투과하는 광 강도 분포에 양호한 콘트라스트를 발생시킬 수 있다. 이와 같이, 노광광의 회절에 의한 콘트라스트의 저하를 억제하여, 대응하는 영역의 레지스트 패턴의 형상을 정밀하게 제어할 수 있다.
<본 발명의 제3 실시 형태>
제2 실시 형태에서 설명한 다계조 마스크(20)는, 다른 방법에 의해 제조하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 제1 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)의 제조 공정과 마찬가지의 공정을 실시한 후, 제2 반투광부의 형성 예정 영역에 존재하는 위상 시프트 조정막을 에칭에 의해 제거함으로써 제조할 수 있다.
도 6은 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(30)의 제조 공정의 플로우도이다. 또한, 도 6의 (b)∼도 6의 (f)의 공정은, 도 5의 (b)∼도 5의 (f)의 공정에 각각 대응하기 때문에, 도시를 생략한다.
우선, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 상기의 실시 형태와 마찬가지의 구성을 갖는 포토마스크용 블랭크(30b)를 준비한다. 그리고, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 레지스트 패턴 형성 공정, 제1 에칭 공정, 및 제2 레지스트막 형성 공정을 순차적으로 실시한다. 이때 제2 레지스트 패턴 형성 공정에서는, 차광부(320)의 형성 예정 영역, 제1 반투광부(315)의 형성 예정 영역, 및 제2 반투광부(316)의 형성 예정 영역에 제2 레지스트 패턴을 형성한다(도시 생략). 또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제2 에칭 공정, 제2 레지스트 패턴 제거 공정을 거쳐, 차광막 패턴(303p), 위상 시프트 조정막 패턴(302p), 및 반투광막 패턴(301p)을 각각 형성한다. 그 상태를 도 6의 (g)에 예시한다. 도 6의 (g)는, 전술한 제1 실시 형태에서의 도 3의 (g)의 상태에 상당하고, 이 상태에서는, 제2 반투광부(316)의 형성 예정 영역에는 위상 시프트 조정막(302)이 존재한다.
그 후, 포토마스크용 블랭크(30b) 상의 전체면에, 제3 레지스트막(307)을 형성한다. 제3 레지스트막(307)이 형성된 상태를 도 6의 (h)에 예시한다.
다음으로, 제3 레지스트막(307)을 노광ㆍ현상하여, 차광부(310)의 형성 예정 영역, 제1 반투광부(315)의 형성 예정 영역, 및 투광부(320)의 형성 예정 영역을 각각 덮는 제3 레지스트 패턴(307p)을 형성한다. 제3 레지스트 패턴(307p)이 형성된 상태를 도 6의 (i)에 예시한다. 또한, 제3 레지스트막(307)의 형성, 및 제3 레지스트 패턴(307p)의 형성에는, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법을 이용할 수 있다.
다음으로, 형성한 제3 레지스트 패턴(307p)을 마스크로 하여, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로 위상 시프트 조정막(302)을 에칭하여, 반투광막(301)을 일부 노출시킨다. 그 상태를 도 6의 (j)에 예시한다.
다음으로, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로, 제3 레지스트 패턴(307p)을 제거하여, 제2 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)와 마찬가지의 구성을 갖는 다계조 포토마스크(30)의 제조를 완료한다. 그 상태를 도 6의 (k)에 예시한다.
<본 발명의 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다. 또한, 도 1에 도시한 다계조 포토마스크(10)를 제조하는 다계조 포토마스크용 블랭크(도 1의 (b) 참조), 및 도 4에 도시한 다계조 포토마스크(20)를 제조하는 다계조 포토마스크용 블랭크(20b)(도 5의 (a) 참조)도 본 발명에 포함된다. 기판이나 막에 사용하는 재질 등은, 본 발명의 다계조 포토마스크에 대하여 설명한 것을 적용할 수 있다.
10, 20 : 다계조 포토마스크
100, 200 : 투명 기판
101, 201 : 반투광막
102, 202 : 위상 시프트 조정막
103, 203 : 차광막
110, 210 : 차광부
115 : 반투광부
215 : 제1 반투광부
216 : 제2 반투광부
120, 220 : 투광부

Claims (13)

  1. 차광부, 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성됨으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크로서,
    상기 차광부는, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 상기 투명 기판 상에 적층되어 이루어지고,
    상기 반투광부는, 상기 반투광막, 및 상기 위상 시프트 조정막이 상기 투명 기판 상에 적층되어 이루어지고,
    상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고,
    i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 60도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는
    것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반투광부에서의 상기 광의 투과율이 5％ 이상 60％ 이하로 되도록, 상기 반투광막의 재질 및 두께가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
  3. 차광부, 제1 반투광부, 제2 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성됨으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크로서,
    상기 차광부는, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 상기 투명 기판 상에 적층되어 이루어지고,
    상기 제1 반투광부 또는 상기 제2 반투광부 중 어느 한쪽은, 상기 반투광막, 및 상기 위상 시프트 조정막이 상기 투명 기판 상에 적층되어 이루어지고,
    상기 제1 반투광부 또는 상기 제2 반투광부 중 다른 쪽은, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성되어 이루어지고,
    상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고,
    i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 제1 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 60도 이하로 되고, 상기 광이 상기 제2 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 90도 이상 270도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 반투광부는, 상기 반투광막, 및 상기 위상 시프트 조정막이 상기 투명 기판 상에 적층되어 이루어지고,
    상기 제2 반투광부는, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 전사용 패턴은, 각각 형상이 상이한 제1 패턴과 제2 패턴을 포함하고,
    상기 제1 패턴은, 상기 차광부, 상기 제1 반투광부, 및 상기 투광부를 포함하고,
    상기 제2 패턴은, 상기 차광부, 상기 제2 반투광부, 및 상기 투광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제2 패턴은,
    상기 차광부와 상기 투광부와의 사이에 위치하고, 노광기의 해상 한계 이하의 선폭의 제2 반투광부를 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
  7. 차광부, 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴을 투명 기판 상에 형성함으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서,
    반투광막, 위상 시프트 조정막, 차광막, 및 제1 레지스트막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층된 포토마스크용 블랭크를 준비하는 공정과,
    상기 제1 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하는 제1 에칭 공정과,
    상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제1 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크용 블랭크 상에 제2 레지스트막을 형성하는 공정과,
    상기 제2 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역 및 상기 반투광부의 형성 예정 영역을 덮는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트 조정막 및 상기 반투광막을 에칭하여 상기 투명 기판을 일부 노출시키는 제2 에칭 공정과,
    상기 제2 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고,
    상기 포토마스크용 블랭크에서는,
    i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 60도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는
    것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.
  8. 차광부, 제1 반투광부, 제2 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴을 투명 기판 상에 형성함으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서,
    반투광막, 위상 시프트 조정막, 차광막, 및 제1 레지스트막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층된 포토마스크용 블랭크를 준비하는 공정과,
    상기 제1 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하는 제1 에칭 공정과,
    상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제1 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크용 블랭크 상에 제2 레지스트막을 형성하는 공정과,
    상기 제2 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역 및 상기 제1 반투광부 또는 상기 제2 반투광부 중 어느 한쪽의 형성 예정 영역을 덮는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트 조정막을 에칭하여 상기 반투광막을 일부 노출시키는 제2 에칭 공정과,
    상기 제2 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제2 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크용 블랭크 상에, 제3 레지스트막을 형성하는 공정과,
    상기 제3 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역, 상기 제1 반투광부의 형성 예정 영역, 및 상기 제2 반투광부의 형성 예정 영역을 덮는 제3 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 반투광막을 에칭하여 상기 투명 기판을 일부 노출시키는 제3 에칭 공정과,
    상기 제3 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고,
    상기 포토마스크용 블랭크에서는,
    i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 제1 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 60도 이하로 되고, 상기 광이 상기 제2 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 90도 이상 270도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.
  9. 차광부, 제1 반투광부, 제2 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴을 투명 기판 상에 형성함으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서,
    반투광막, 위상 시프트 조정막, 차광막, 및 제1 레지스트막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층된 포토마스크용 블랭크를 준비하는 공정과,
    상기 제1 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하는 제1 에칭 공정과,
    상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제1 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크용 블랭크 상에 제2 레지스트막을 형성하는 공정과,
    상기 제2 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역, 상기 제1 반투광부의 형성 예정 영역, 및 상기 제2 반투광부의 형성 예정 영역을 덮는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트 조정막 및 상기 반투광막을 에칭하여 상기 투명 기판을 일부 노출시키는 제2 에칭 공정과,
    상기 제2 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제2 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크용 블랭크 상에, 제3 레지스트막을 형성하는 공정과,
    상기 제3 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역, 상기 제1 반투광부 또는 상기 제2 반투광부 중 어느 한쪽의 형성 예정 영역, 및 상기 투광부의 형성 예정 영역을 덮는 제3 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트 조정막을 에칭하여 상기 반투광막을 일부 노출시키는 제3 에칭 공정과,
    상기 제3 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고,
    상기 포토마스크용 블랭크에서는,
    i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 제1 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 60도 이하로 되고, 상기 광이 상기 제2 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량이 상기 투광부에 대하여 90도 이상 270도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상 시프트 조정막이, 상기 차광막 및 상기 반투광막의 에칭에 이용하는 에칭액 또는 에칭 가스에 대하여 내성을 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 다계조 포토마스크, 또는 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의한 다계조 포토마스크를 개재하여, 피전사체 상에 형성되어 있는 레지스트막에 i선∼g선의 범위 내의 파장을 갖는 노광광을 조사함으로써, 상기 레지스트막에 상기 전사용 패턴을 전사하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.
  12. 차광부, 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성됨으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크를 제조하는 포토마스크용 블랭크로서,
    상기 투명 기판 상에, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 적층되어 이루어지고,
    i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 적층막을 투과할 때의 위상 시프트량이 60도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는
    것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크용 블랭크.
  13. 차광부, 제1 반투광부, 제2 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성됨으로써, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성 가능한 다계조 포토마스크를 제조하는 포토마스크용 블랭크로서,
    상기 투명 기판 상에, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 적층되어 이루어지고,
    i선∼g선의 범위 내의 대표 파장의 광이 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 적층막을 투과할 때의 위상 시프트량, 또는 상기 광이 상기 반투광막을 투과할 때의 위상 시프트량 중 어느 한쪽이 60도 이하로 되고, 다른 쪽이 90도 이상 270도 이하로 되도록, 상기 반투광막과 상기 위상 시프트 조정막과의 재질 및 두께가 설정되어 있는
    것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크용 블랭크.
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