KR20140093215A - 대형 위상 시프트 마스크 및 대형 위상 시프트 마스크의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

대사이즈의 영역을 노광하는 대형의 포토마스크로, 미세한 패턴을 형성하기에 적합한 구성의 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법을 제공한다. 차광막은 크롬 또는 크롬 화합물을 주성분으로 하고, 위상 시프트막은 산화크롬 또는 산화질화크롬을 주성분으로 하고, 상기 차광 영역에서는 차광막 상에 위상 시프트막이 적층되어 있는 구성으로 함으로써, 제조가 용이하고 미세한 패턴을 전사 가능한 대형 위상 시프트 마스크를 얻었다. 또한, 차광막과 위상 시프트막의 사이에 크롬 화합물로 이루어지는 반사 방지막을 또한 갖는 구성으로서 차광 영역의 반사율을 억제하였다.

Description

대형 위상 시프트 마스크 및 대형 위상 시프트 마스크의 제조 방법{LARGE-SIZED PHASE-SHIFT MASK, AND METHOD FOR PRODUCING LARGE-SIZED PHASE-SHIFT MASK}

본 발명은 포토마스크에 관한 것으로, 특히 액정 표시 장치, EL 표시 장치 등의 액티브 매트릭스형 표시 장치의 제조에 사용되는 대형의 포토마스크 및 대형의 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

플랫 패널 디스플레이(FPD로 약기)의 제조에 사용되는 포토마스크의 사양의 변화는, 액정 표시 장치(LCD로 약기)를 사용한 박형 텔레비전에 보이는 대형 화면화와 고정밀화에서 대표된다. 대형 화면화에 대해서는 액정의 박형 텔레비전의 양산이 시작된 1990년 당초의 제조에 사용된 제1 세대라고 불리는 유리 기판의 크기는 300mm×400mm이었지만, 2002년경 제조에 사용되기 시작한 제5 세대의 유리 기판의 크기는 1100mm×1300mm이며, 2006년경 제조에 사용되기 시작한 제8 세대의 유리 기판의 크기는 2140mm×2460mm까지 달하고 있다.

액정 표시 장치의 고정밀화는, 당초 퍼스널 컴퓨터용 디스플레이로 고화소화가 진행되었다. VGA 디스플레이는 640×480 화소이었지만, XGA 디스플레이는 1024×768 화소, SXGA 디스플레이에서는 1280×1024 화소, UXGA 디스플레이는 1600×1200 화소가 되었다. 이것들의 고화소화에 수반하여, 화소 피치도 0.33mm부터, 0.24mm, 0.20mm로 미세화가 진행되었다. 또한, 스마트 폰 등에서는 4.5형으로 1280×720 화소이며, 화소 피치는 0.077mm(329ppi)까지 달하고 있다. 또, 하이비전(HDTV)은 1920×1080 화소이지만, 또한 화소를 보간해서 4배의 화소수의 3840×2160 화소(4K 액정 패널이라고 함)로 하는 디스플레이도 있다.

상기와 같은 액정 표시 장치를 제조하는 노광 장치나, 노광 장치에 사용되는 포토마스크에 대해서, 이하에서 설명한다. 대표적인 액정 표시 장치인 컬러 TFT(Thin Film Transistor) 액정 표시 장치의 셀은, 따로따로 제조된 컬러 필터와 TFT 어레이 기판의 사이에 액정을 봉입하여 조립된다. 또한, 액정 표시 셀에, 영상 신호를 TFT의 구동 신호로 변환하여 공급하는 주변 구동 회로와 백라이트를 내장하여 액정 표시 모듈이 완성된다.

TFT 어레이 기판은, TFT를 매트릭스 형상으로 다수 배열한 기판으로, 액정의 각 화소의 표시(ON), 비표시(OFF)를 제어하는 기판이다. 일례로서, 이하와 같은 공정으로 제조된다. 즉, 1)유리 기판 상에 MoW 등의 게이트 전극 재료를 패턴 형성하는 게이트 배선 공정, 2)게이트 절연막을 형성한 후, A-Si막을 아일랜드 형상으로 패턴 형성하는 반도체 부분 형성 공정, 3)ITO막(주석 도핑 산화인듐막)을 패턴 형성하는 투명 표시 전극 형성 공정, 4)게이트 절연막에 콘택트 홀을 형성하는 공정, 5)Al 등의 도체층을 패턴 형성하여 TFT의 소스·드레인 및 신호선을 형성하는 공정, 6)표면에 절연성의 보호막을 형성하는 공정 등으로 이루어지는 제조 공정을 거쳐서 TFT 어레이 기판이 제조된다.

상기의 TFT 어레이 기판 제조 공정의 각 공정에서 사용되는 패턴의 형성은, 배율이 1대 1인 등배의 대형 마스크를 사용하여 등배의 투영형 노광 장치(프로젝션 노광 장치라고도 함)로 노광된다. 현재, 이 대형 마스크를 사용한 등배의 투영 노광 방식이, 생산성 높고 고정밀도로 TFT 어레이 기판을 패턴 형성하는 표준적인 제조 방법으로 되어 있다. 또한, 컬러 필터의 패턴 형성에서는, 비용적으로 유리한 프록시미티 노광 방식이 표준적인 제조 방법이다. 프록시미티 노광은, 마스크와 노광 대상을 수십 ㎛ 내지 100㎛ 정도의 간극으로 근접하여 배치하고, 마스크의 후방으로부터 평행광을 조사하는 노광 방식이다.

TFT 어레이 기판용의 대형 마스크는 당초 350mm×350mm의 크기로 시작되었지만, TFT 어레이 기판의 제조에 사용되는 등배의 투영형 노광 장치의 대형화에 따라 대사이즈화되었다. TFT 어레이 기판의 제조에 사용되는 등배의 투영형 노광 장치에는, 마스크의 패턴을 워크에 투영 노광하기 위해서 미러계를 사용하는 미러 프로젝션 노광 방식과, 렌즈계를 사용하는 렌즈 프로젝션 노광 방식의 2가지가 있다. 각각의 노광 장치의 사양에 따라, 사용하는 대형 마스크의 크기가 상이하고, 제5 세대의 유리 기판에 대하여, 미러 프로젝션 노광 방식에서는 520mm×610mm 크기의 대형 마스크를 사용하고, 렌즈 프로젝션 노광 방식에서는 800mm×920mm 크기의 대형 마스크를 사용하고 있다. 또한, 제8 세대의 유리 기판에 대하여, 미러 프로젝션 노광 방식에서는 850mm×1400mm 크기의 대형 마스크를 사용하고, 렌즈 프로젝션 노광 방식에서는 1220mm×1400mm의 크기의 대형 마스크를 사용하고 있다.

통상의 반도체용의 마스크(6인치 레티클)의 대각선의 길이는 약 154mm인 것에 반해, 상기의 대형 마스크의 대각선의 길이는, 당초의 마스크에서는 495mm, 제5 세대의 미러 프로젝션 노광 방식에서는 약 801mm이며, 제8 세대의 렌즈 프로젝션 노광 방식용 대형 마스크에서는 1856mm까지 대형화되고 있다.

상기한 바와 같이 TFT 어레이 기판의 패턴 형성에 사용되는 대형 마스크는, 반도체 웨이퍼용의 마스크에 대하여, 대각선의 길이의 비로 3.2배 내지 12배의 크기이다. 또한, 제조 비용(성막 시간, 검사 시간 등)에 직접 관계하는 면적비에서는 10배 내지 144배이다. 이러한 대사이즈인 것에 기인하는 비용적인 요구에서, 대형 마스크의 층 구성은 석영 유리에 적층된 크롬을 주성분으로 하는 차광막과, 차광막에 적층된 산화크롬 또는 산화질화크롬을 주성분으로 하는 반사 방지막의 2층으로 구성된다. 차광막은 사용하는 노광 파장에서의 투과율이 0.1％ 이하가 바람직하고, 반사 방지막은 사용하는 노광 파장에서의 반사율이 30％ 이하가 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, TFT 어레이 기판은 대형화되는 한편, 최근이 되어 패턴의 미세화가 요구되도록 되고 있다. 즉, 노광 장치의 해상 한계에 가까운 미세한 패턴, 또는 노광 장치의 해상 한계에 가까운 미세한 패턴을, 노광 영역 전체에서 균일하게 결상하는 것이 요구되고 있다.

노광 장치의 해상 한계 이하의 미세한 라인 앤드 스페이스(L/S) 패턴이 형성된 바이너리형의 포토마스크를 사용하여 레지스트에 노광하면, 결상면에서 포토마스크 상의 라인(차광)의 부분과 스페이스(투과)의 부분에 대응한 노광 강도의 진폭이 작아지고, 스페이스(투과)부에 대응한 부분의 노광량이 레지스트의 감도의 임계값에 달하지 않아, 결과적으로 레지스트를 현상해도 패턴이 형성되지 않는다.

이와 같은 과제에 대한 종래 기술에 의한 해결 방법의 하나로서, 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2009-4242753호 홍보)에는 그레이톤 마스크를 사용하는 방법이 제안되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 도 1을 인용한 도 4 및, 도 4를 설명하기 위하여 추가한 노광 광량 분포를 모델적으로 도시한 도 5를 사용하여 설명한다.

도 4의 (a)에 예시한 바와 같이, 종래 기술에서 예시된 포토마스크(50)는, 투명 기판(51) 상에 미세 패턴을 갖지 않는 차광막(52)에 의한 차광부(54), 미세 패턴을 갖지 않는 반투광막(53)에 의한 반투광부(55), 반투광막(53)에 의한 미세 패턴부(56)(투광부와 반투광막(53)에 의한 반투광부로 구성됨), 투광부(57)(투명 기판(51)이 노출)의 4개의 영역을 형성하고 있다.

상술한 종래 기술에서 예시된 포토마스크(50)를 노광광(40)을 사용하여 노광하고, 피전사체(60) 상의 포토레지스트막(포지티브 레지스트)(63)에 패턴을 전사하면, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 피전사체(60) 상에 현상 후의 후막의 잔막 영역(63a), 박막의 잔막 영역(63b), 상기 포토마스크(50) 상의 미세 패턴부(56)에 대응한 미세 패턴 영역(63c) 및 실질적으로 잔막이 없는 영역(63d)으로 이루어지는 전사 패턴(레지스트 패턴)이 형성된다. 또한, 도 4 중의 부호 62a, 62b는 피전사체(60)에서 기판(61) 상에 적층된 막을 나타낸다.

도 5에, 반투과막의 미세 패턴(56)의 효과를 도시하고, 설명한다. 즉, 일반의 바이너리 마스크와 같이 차광막으로 미세 패턴을 형성한 경우(도 5의 (b))의 노광 광량의 분포 형상(74c)은, 투광부에 대응한 노광량의 피크의 부분에서도 포지티브 레지스트가 누락되는 노광량(75)에 달하지 않아 패턴을 형성하지 않는다. 이에 반해, 포토마스크(50)를 사용해서 반투과막의 미세 패턴(56)을 노광하여 전사할 경우(도 5의 (a)), 노광광의 투과량은 일반의 바이너리 마스크의 차광막에 의한 미세 패턴부의 노광 광량의 투과량보다 커진다. 반투과막으로 미세 패턴을 형성한 경우의 노광 광량의 분포 형상(73c)은, 투광부에 대응한 노광량의 피크 부분에서 포지티브 레지스트가 누락되는 노광량(75)에 달하여 미세한 패턴에서도 충분한 노광량을 얻어 레지스트 상에 패턴(63c)을 형성 가능하게 하고 있다.

한편, 이러한 종래 기술의 포토마스크(50)를 사용하여 반투과막(53)의 미세 패턴(56)을 노광에 의해 전사할 때, 노광광의 투과량은 일반의 바이너리 마스크의 차광막에 의한 차광 패턴부의 노광 광량의 투과량보다 커져서 노광 광량 분포의 콘트라스트가 저하한다. 이로 인해, 반투광막에 의한 미세 패턴부(56)를 전사한 경우의 피전사체 상의 미세 패턴 영역(63c)의 레지스트 잔막값이, 통상의 차광막 패턴을 전사한 경우(예를 들어, 후막 잔막 영역(63a))의 레지스트 잔막값보다 작아진다(포지티브형 포토레지스트를 예로 들어 설명하고 있지만, 네거티브형 포토레지스트의 경우도 마찬가지임). 이 경우, 그 후의 피전사체의 에칭 프로세스를 적절하게 행하기 위해서, 노광량을 조정함과 함께, 노광 후의 포토레지스트의 현상 프로세스에서 조건을 적절히 조정하여 레지스트 잔막값을 적절하게 조절할 필요가 있다.

일본 특허 공개 제2009-42753호 공보

상술한 바와 같이, 액정 표시 장치로 대표되는 플랫 디스플레이의 제조에 사용되는 포토마스크는 대형화가 진전되고 있지만, 다른 한편으로, 플랫 디스플레이의 표시 화소 피치의 미세화가 진행되어 포토마스크의 전사 패턴의 미세화에의 요구도 높아지고 있다.

따라서, 종래의 바이너리 마스크를 대신하는 포토마스크로서, 투명 기판과, 투명 기판 상에 패턴 형상으로 형성된 위상 시프트막을 갖고, 투명 기판이 노출된 영역을 투과 영역, 위상 시프트막이 형성되어 있는 영역을 위상 시프트 영역으로 하는 구성의 위상 시프트 마스크를 사용하는 것이 검토되고 있다. 상기 위상 시프트 마스크는, 해상 한계에 의해 발생하는 투과 영역의 광 진폭 분포의 확대 부분의 광 진폭을 상쇄하는 위치에 위상 시프트 영역을 배치함으로써, 광 강도의 확대를 억제하여 보다 미세한 패턴을 노광하는 것을 가능하게 한다.

그러나, 상기 위상 시프트막은, 통상, 바이너리 마스크의 차광막과 비교하여 차광 능력이 낮아서 반투명한 막이 되므로, 상술한 위상 시프트 마스크를 사용하여 노광을 행한 경우, 상기 투과 영역 및 위상 시프트 영역의 경계에 대응하는 부분에서는, 레지스트의 패턴의 확대가 적고, 그 측면을 우뚝 솟아 있는 형상으로 하는 것이 가능해지지만, 위상 시프트 영역의 중앙 부분에 대응하는 부분에 있어서는, 위상 시프트막 자체의 투과율이 영향을 미쳐서 레지스트에 오목부가 발생한다는 문제가 있다. 또한, 상기 오목부를 갖는 레지스트는 하층을 보호하는 기능에 대해서는 발휘할 수 있지만, 레지스트의 현상 공정 후에 행해지는 검사에 있어서, 상기 오목부를 갖는 레지스트에 대해서는 결함으로서 검출되어버릴 경우가 있다. 따라서, 원래 보호 기능을 갖는 레지스트에 대해서도 검사에 의해 결함품으로 판별되어 사용할 수 없으므로, TFT 어레이 기판 등의 생산성이 저하되어버린다는 문제가 있다.

본 발명은 노광에 의해 피전사체에 패턴을 전사할 때, 결상면에서의 미세한 패턴의 노광 광량 분포의 콘트라스트를 높여서 전사하는 위상 시프트 마스크에 있어서, 대형 포토마스크에 적합한 구성의 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. 또한, 본원에서는 1변의 길이가 350mm 이상인 마스크를 대형 포토마스크라 하고 있다.

(제1 수단)

본 발명의 제1 수단은, 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 형성된 차광막과, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투명한 위상 시프트막을 갖고,

상기 투명 기판이 노출된 투과 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 차광막이 설치된 차광 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 위상 시프트막만이 설치된 위상 시프트 영역을 갖고, 상기 투과 영역 및 상기 위상 시프트 영역이 인접하는 패턴을 갖고, 상기 투과 영역과 상기 차광 영역의 사이에 위상 시프트 영역이 인접하여 배치되어 있고, 상기 위상 시프트 영역을 투과한 노광광은, 상기 투과 영역을 투과한 노광광에 대하여 위상이 반전되어 있는 위상 시프트 마스크로서,

상기 차광막은 크롬 또는 크롬 화합물을 주성분으로 하고, 상기 위상 시프트막은 산화크롬 또는 산화질화크롬을 주성분으로 하고, 상기 차광 영역에서는 차광막 상에 위상 시프트막이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 위상 시프트 마스크이다.

상기 제1 수단의 대형 위상 시프트 마스크를 사용함으로써 대면적의 영역에서 미세 패턴에 대하여 노광 패턴의 콘트라스트를 높일 수 있음과 함께, 제조의 출발재로서 기존의 대형 하드 마스크 블랭크스를 사용할 수 있어 대형 위상 시프트 마스크의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.

(제2 수단)

본 발명의 제2 수단은, 상기 차광 영역의 상기 차광막과 상기 위상 시프트막의 사이에 반사 방지막을 또한 갖는 것을 특징으로 하는 제1 수단에 기재된 대형 위상 시프트 마스크이다.

제2 수단에 의하면, 대형 위상 시프트 마스크의 차광 영역의 표면 반사를 방지하여 노광 시에 미광을 발생해서 전사 정밀도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

(제3 수단)

본 발명의 제3 수단은, 상기 위상 시프트 영역의 폭은 0.25㎛ 이상, 3.5㎛ 이하의 범위의 폭인 것을 특징으로 하는, 제1 수단 또는 제2 수단 중 어느 한 항의 수단에 기재된 대형 위상 시프트 마스크이다.

제3 수단에 의하면, 노광 패턴의 콘트라스트를 높이는 위상 시프트의 효과를 양호하게 얻을 수 있다.

(제4 수단)

본 발명의 제4 수단은, 상기 투과 영역의 가장 좁은 부분의 폭은 1㎛ 이상, 6㎛ 이하의 범위의 폭인 것을 특징으로 하는, 제1 수단 내지 제3 수단 중 어느 하나에 기재된 대형 위상 시프트 마스크이다.

제4 수단에 의하면, 노광 패턴의 콘트라스트를 높이는 위상 시프트의 효과를 양호하게 얻을 수 있다.

(제5 수단)

본 발명의 제5 수단은, 노광광에서의 상기 위상 시프트막의 광 투과율은 4％ 이상, 15％ 이하인 것을 특징으로 하는, 제1 수단 내지 제4 수단 중 어느 한 항에 기재된 대형 위상 시프트 마스크이다.

제5 수단에 의하면, 노광 패턴의 콘트라스트를 높이는 위상 시프트의 효과를 양호하게 얻을 수 있다.

(제6 수단)

본 발명의 제6 수단은, 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 형성된 차광막과, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투명한 위상 시프트막을 갖고, 상기 투명 기판이 노출된 투과 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 차광막이 설치된 차광 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 위상 시프트막만이 설치된 위상 시프트 영역을 갖고, 상기 투과 영역 및 상기 위상 시프트 영역이 인접하는 패턴을 갖고, 상기 투과 영역과 상기 차광 영역의 사이에 위상 시프트 영역이 인접하여 배치되어 있고, 상기 위상 시프트 영역을 투과한 노광광은, 상기 투과 영역을 투과한 노광광에 대하여 위상이 반전되어 있는 위상 시프트 마스크를 제조하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법이며,

상기 투명 기판의 한쪽 면에, 크롬 또는 크롬 화합물을 재료로 하는 차광막이 적층된 블랭크스에 감광성 레지스트를 도포한, 감광성 레지스트가 구비된 블랭크스를 준비하는 공정과,

감광성 레지스트가 구비된 블랭크스에, 묘화 장치로 원하는 패턴을 노광하여 현상한 후, 습식 에칭하고, 감광성 레지스트를 제거하여 차광막을 패턴 형성하는 공정과,

상기 투명 기판 및 패턴 형성된 상기 차광막 상에 크롬 화합물을 포함하는 위상 시프트막을 형성하는 공정과,

형성된 상기 위상 시프트막에 감광성 레지스트를 도포하고, 묘화 장치로 원하는 패턴을 노광, 현상한 후, 습식 에칭하고, 감광성 레지스트를 제거하여 상기 위상 시프트막을 패턴 형성하는 공정을 포함하는, 대형 위상 시프트 마스크의 제조 방법이다.

본 발명의 제6 수단에 의하면, 제조의 출발재로서 크롬의 대형 하드 마스크 블랭크스를 사용할 수 있고, 또한, 위상 시프트막의 패턴 형성을 습식 에칭으로 행할 수 있으므로, 대형 위상 시프트 마스크의 제조 비용을 억제하는 효과가 크다.

(제7 수단)

본 발명의 제7 수단은, 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 형성된 차광막과, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투명한 위상 시프트막을 갖고, 상기 투명 기판이 노출된 투과 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 차광막이 설치된 차광 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 위상 시프트막만이 설치된 위상 시프트 영역을 갖고, 상기 투과 영역 및 상기 위상 시프트 영역이 인접하는 패턴을 갖고, 상기 투과 영역과 상기 차광 영역의 사이에 위상 시프트 영역이 인접하여 배치되어 있고, 상기 위상 시프트 영역을 투과한 노광광은, 상기 투과 영역을 투과한 노광광에 대하여 위상이 반전되어 있고, 상기 차광 영역에서는 상기 차광막 상에 상기 위상 시프트막이 적층되고, 상기 차광 영역의 상기 차광막과 상기 위상 시프트막의 사이에 반사 방지막을 또한 갖는 위상 시프트 마스크를 제조하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법이며,

상기 투명 기판의 한쪽 면에, 크롬을 주성분으로 하는 차광막과, 크롬의 산화물 또는 크롬의 산화질화물을 주성분으로 하는 반사 방지막의 순서대로 적층된 블랭크스에 감광성 레지스트를 도포한, 감광성 레지스트가 달링 블랭크스를 준비하는 공정과,

감광성 레지스트가 구비된 블랭크스에, 묘화 장치로 원하는 패턴을 노광하여 현상한 후, 습식 에칭하고, 감광성 레지스트를 제거하여 상기 차광막과 상기 반사 방지막을 패턴 형성하는 공정과,

상기 투명 기판 및 패턴 형성된 상기 차광막과 상기 반사 방지막 상에 크롬 화합물을 포함하는 위상 시프트막을 형성하는 공정과,

형성된 상기 위상 시프트막에 감광성 레지스트를 도포하고, 묘화 장치로 원하는 패턴을 노광, 현상한 후, 습식 에칭하고, 감광성 레지스트를 제거하여 상기 위상 시프트막을 패턴 형성하는 공정을 포함하는, 대형 위상 시프트 마스크의 제조 방법이다.

본 발명의 제7 수단에 의하면, 제조의 출발재로서 반사 방지막을 갖는 2층의 크롬의 대형 하드 마스크 블랭크스를 사용할 수 있고, 또한, 위상 시프트막의 패턴 형성을 습식 에칭으로 행할 수 있으므로, 반사 방지막을 갖는 대형 위상 시프트 마스크 제조 비용을 억제하는 효과가 크다.

본 발명의 대형 위상 시프트 마스크를 사용함으로써 대면적의 영역에서 미세한 패턴에 대하여 노광 패턴의 콘트라스트를 높일 수 있다. 또한, 제조의 출발재로서, 차광막이 크롬을 주성분으로 하는 막인 기존의 대형 하드 마스크 블랭크스를 사용할 수 있어 대형 위상 시프트 마스크를 저비용으로 제조할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 의한 대형 위상 시프트 마스크의 구조와 작용을 설명하는 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 의한 대형 위상 시프트 마스크의 제조 공정을 도시한 단면도이다.
도 3은, 본 발명에 의한 대형 위상 시프트 마스크의 노광 강도 분포의 콘트라스트 향상의 효과를, 종래의 바이너리 마스크와 비교한 설명도이다.
도 4는, 종래 기술인 하프톤 마스크로의 미세 패턴의 전사를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 5의 (a)는 도 4의 하프톤 마스크로 노광한 경우의 노광 강도 분포를 모식적으로 설명하는 도면, 도 5의 (b)는 비교를 위해서 바이너리 마스크로 미세 패턴을 노광한 경우의 노광 강도 분포를 모식적으로 설명하는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 실시예에서의 대형 위상 시프트 마스크의 예에 대하여 도시하는 개략 평면도이다.
도 7은, 본 발명의 실시예에서의 대형 위상 시프트 마스크의 노광 강도 분포에 대하여 설명하는 도면이다.
도 8은, 도 7의 C 부분의 확대도이다.
도 9는, 도 7의 D 부분의 확대도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 대형 위상 시프트 마스크의 구성 및 그 제조 방법의 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 1의 (a)는, 본 발명의 대형 위상 시프트 마스크의 일 실시 형태의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 1의 (b) 및 도 1의 (c)는, 대형 위상 시프트 마스크를 투과한 노광광의 결상면에서의 진폭 및 강도를 도시하는 도면이다. 도 2의 (a) 내지 (f)는, 본 발명의 대형 위상 시프트 마스크의 제조 공정을 설명하는 도면이다.

(대형 위상 시프트 마스크의 구성)

도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 대형 위상 시프트 마스크(1)의 구성은, 투명 기판(2)과, 상기 투명 기판(2) 상에 형성된 차광막(3)과, 상기 투명 기판(2) 상에 형성된 반투명한 위상 시프트막(5)을 갖고, 상기 투명 기판(2)이 노출된 투과 영역(6)과, 상기 투명 기판(2) 상에 상기 차광막(3)이 설치된 차광 영역(7)과, 상기 투명 기판(2) 상에 상기 위상 시프트막(5)만이 설치된 위상 시프트 영역(8)을 갖고, 상기 투과 영역(6) 및 상기 위상 시프트 영역(8)이 인접하는 패턴을 갖고, 상기 투과 영역(6)과 상기 차광 영역(7)의 사이에 위상 시프트 영역(8)이 인접하여 배치되어 있고, 상기 위상 시프트 영역(8)을 투과한 노광광은, 상기 투과 영역(6)을 투과한 노광광에 대하여 위상이 반전되어 있는 위상 시프트 마스크이다.

상기 차광막(3)은 크롬을 주성분으로 하고, 상기 위상 시프트막(5)은 산화질화크롬 또는 산화크롬을 주성분으로 하고, 상기 차광 영역(7)에서는 차광막(3) 상에 위상 시프트막(5)이 적층되어 있다. 여기서, 대형 위상 시프트 마스크란, 적어도 그 1변의 길이가 350mm 이상의 마스크라 한다.

에지 강조형 위상 시프트 마스크의 결상면에서의 효과를 간단하게 설명한다. 도 1의 (b)는 대형 위상 시프트 마스크의 결상면(구체적으로는 감광성 레지스트 표면)에서의 광의 진폭 분포를 나타내고 있고, 도 1의 (c)는 대형 위상 시프트 마스크의 결상면에서의 광의 강도 분포를 나타내고 있다. 광의 강도는 광의 진폭을 제곱하여 얻어지고, 광 진폭이 그 위상에 따라 플러스와 마이너스의 값이 되는 것에 대해, 광의 강도(에너지와 동일함)는 플러스값만을 나타낸다. 또, 노광광(40)은 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 투명 기판(2)측으로부터 차광막(3)의 방향에 조사된다. 노광광(40)으로서는 초고압 수은등의 g선(파장 436nm), h선(파장 405nm), i선(파장 365nm), KrF 엑시머 레이저(파장 248nm), KrF 엑시머 레이저(193nm) 중에서 선택하여 사용할 수 있다. 실용적으로는, TFT 어레이 기판의 패턴 형성은 대면적이며, 노광에 대광량이 요구되는 점에서, i선 단독, h선, i선의 2파장, 또는 g선, h선, i선의 3파장을 포함한 노광광이 사용된다.

대형 위상 시프트 마스크(1)의 투과 영역(6)을 노광광(40)이 투과하고, 레지스트 상의 결상면에 결상했을 때의 광 진폭 분포를 도 1의 (b)의 파선(10)으로 나타내고, 광 강도 분포를 도 1의 (c)의 파선(13)으로 나타내었다. 해상 한계가 없으면, 광 진폭 분포는 결상면에서 직사각 형상이 되어야 하지만, 노광 장치(도시하지 않음)의 해상 한계에 의해 조종 형상의 확대를 가진 광 진폭 분포로 되어 있다. 이에 반해, 도 1의 (a)의 위상 시프트 영역을 투과한 노광광은 위상이 반전되어, 도 1의 (b)의 파선(11)으로 나타낸 바와 같이 마이너스의 광 진폭 분포가 된다. 이러한 마이너스의 광 진폭 분포(11)를, 투과 영역(6)의 광 진폭 분포(10)의 확대 부분의 광 진폭을 상쇄하는 위치에 위상 시프트 영역(8)을 배치하고, 위상 시프트 광을 추가하여 노광광의 진폭 분포가 퍼지는 것을 방지한 광의 진폭 분포를 도 1의 (b)의 실선(12)에 나타내었다. 또, 위상 시프트 광을 추가한 광의 진폭 분포(12)에 대응하는 위상 시프트 광을 포함하는 광의 강도 분포를 도 1의 (c)의 실선(14)에 나타내었다. 투과 영역만의 광 강도 분포(13)과, 위상 시프트 광을 포함하는 광의 강도 분포(14)를 비교하면, 위상 시프트 영역(8)의 위치에 대응하여 광 강도가 저하되어 광 강도의 확대가 억제되어 있다. 이 광 강도가 저하된 부분을 사선부(15)로 나타낸다. 한편, 광 강도가 저하된 외측에는, 사이드 피크라고 불리는 새롭게 광 강도가 강해진 부분이 보인다(도 1의 (c) 16). 사이드 피크는 위상 시프트 영역의 투과율을 올리면 강해지지만, 레지스트가 감광하지 않는 레벨로 억제할 필요가 있다.

본 발명에 사용되는 위상 시프트막(5)에 필요한 광학 특성을 설명한다. 위상 시프트막(5)은 노광광(40)의 위상을 반전시키는 막 두께가 요구되고, 위상 시프트막의 막 두께(d), 위상 시프트막의 굴절률(n), 노광광의 파장(λ)과, 노광광이 위상 시프트막을 통과하여 발생하는 위상차(Φ)의 사이에는 Φ=2π(n-1)d/λ의 관계가 있고, 위상차가 반전하는 것은 Φ=π이므로, 위상차가 반전하는 막 두께(d)는 λ/2(n-1)이 된다. 구체적으로는, 노광광 파장(λ)이 i선의 365nm이고, 위상 시프트막의 굴절률(n)이 2.55이면, 위상 시프트막의 두께는 118nm으로 계산할 수 있다. 위상 시프트막의 두께의 변동의 허용 범위로서는 계산된 위상 시프트막의 두께에 대하여 플러스 마이너스 10퍼센트 정도의 범위이며, 이 허용 범위 내이면 위상 시프트막으로서 충분한 위상 시프트의 효과를 얻을 수 있다.

초고압 수은등과 같이 노광광이 복수의 피크 파장(3개의 휘선 스펙트럼을 가짐)으로 이루어지는 경우에는, 각각의 피크 파장에 대한 위상 시프트막의 막 두께를 산출하고, 각각의 피크 파장으로 구분되는 노광광의 에너지 강도의 비율로 중량 부여한 합(가중 평균이라고 함)으로 위상 시프트막의 막 두께를 정한다. 예를 들어, 노광 광원으로서, g선이 Pg, h선이 Ph, i선이 Pi의 에너지 강도를 갖는 광원을 사용할 경우, 각각의 g선에 대응한 위상 시프트막의 두께가 Dg, h선에 대응한 위상 시프트막의 두께가 Dh, i선에 대응한 위상 시프트막의 두께가 Di이면, 가중 평균으로 구한 위상 시프트막의 두께(D)는, D=(Pg×Dg+Ph×Dh+Pi×Di)÷(Pg+Ph+Pi)로 구한다. 구체적으로, Pg=2, Dg=141nm, Ph=1, Dh=130, Pi=3, Di=118nm이면, 가중 평균으로 구한 위상 시프트막의 두께(D)는 128nm로 구해진다. 이러한 가중 평균으로 구한 위상 시프트막의 두께(D)를 사용함으로써, 복수의 피크 파장을 포함하는 노광광에서도 위상 시프트 마스크의 효과를 양호하게 얻을 수 있다.

가중 평균으로 위상 시프트막의 두께(D)를 구하는 방법으로서는, 각 피크 파장에 대한 노광광의 에너지 강도에, 대응하는 파장의 레지스트의 감도를 곱한 값을 가중 평균의 가중치(중량)로서 사용하는 방법도 적용할 수 있고, 또한 양호한 결과를 얻을 수 있다.

위상 시프트막(5)의 광 투과율에 대해서는, 위상 시프트의 효과에 의한 사이드 피크가 발생하지 않는 범위에서, 노광된 패턴의 콘트라스트가 높아지는 값으로 설정한다. 구체적으로는, 위상 시프트막(5)의 노광광에서의 광 투과율은 4％ 이상, 15％ 이하가 적합하다. 위상 시프트막의 투과율이 4％ 이하이면 위상 시프트에 의한 콘트라스트를 높이는 효과가 적고, 위상 시프트막의 투과율이 15％ 이상이면 위상 시프트의 효과가 너무 강하여 차광 영역에 서브 피크(사이드 피크)가 높아져서 결함이 될 가능성이 발생한다.

이상과 같이, 노광 장치의 해상도 한계에 기인하는 노광 강도 분포의 확대를 억제하는 효과를 갖는 본 발명의 대형 위상 시프트 마스크(1)의 각 영역의 구체적인 치수에 대해서, 도 1의 (a)의 단면도를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 1은 에지 강조형 위상 시프트 마스크를 예시하였다.

도 1의 (a)는, 노광면에서 포지티브 레지스트에 라인 앤드 스페이스의 스페이스 패턴, 또는 홀 패턴을 노광하기 위한 위상 시프트 마스크의 단면도를 도시하고 있다. 본 발명의 대형 위상 시프트 마스크의 주된 용도는, 액정 표시 장치, EL 표시 장치 등의 플랫 디스플레이 패널에 사용되는 TFT 어레이 기판의 패턴 형성이다. 이 패턴 형성에 사용되는 대형의 투영형 노광 장치의 해상 한계는 3㎛ 정도이고, 본 발명의 대형 위상 시프트 마스크는, 상기 해상 한계(3㎛)에 관한 묘화 패턴에 대해서, 노광 패턴의 콘트라스트를 개선하는 것을 과제로 하고 있다. 따라서, 본원의 대형 위상 시프트 마스크가 현저한 효과를 발휘하는 투과 영역의 폭(a)은 1㎛ 이상, 6㎛ 이하이다.

투과 영역의 폭(a)이 6㎛보다 넓은 경우에는 노광 장치의 해상 한계에 의한 영향은 적으므로, 본 발명의 대형 위상 시프트 마스크의 효과는 현저하지 않다. 또, 투과 영역의 폭이 1㎛보다 좁은 경우에는 본 발명의 위상 시프트의 효과를 추가해도 노광 패턴을 해상할 수 없다. 여기서, 투과 영역의 폭(a)은 투명 기판 평면 상의 대상이 되는 투과 영역 형상의 최대의 내접원의 직경이며, 대상 투과 영역의 형상이 직사각형이면, 짧은 변의 길이가 투과 영역의 폭이다.

본 발명에서의 위상 시프트 영역의 폭으로서는, 투과 영역의 광 강도의 확대를 억제할 수 있고, 레지스트를 원하는 패턴 형상으로 노광할 수 있으면 특별히 한정되지 않는다.

이러한 위상 시프트 영역의 폭으로서는 3.5㎛ 이하, 그 중에서도 2.5㎛ 이하, 특히 2.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 위상 시프트 영역의 폭이 상기 값을 초과할 경우에는, 위상 시프트의 효과가 미치는 범위로부터 벗어나서 노광 패턴의 콘트라스트를 강화하는 효과가 한계에 달할 가능성이 있기 때문이다. 또한, 투과 영역 및 차광 영역의 사이에 위치하는 위상 시프트 영역에 있어서, 투과 영역의 광 진폭과 상쇄되지 않고 남는 광 진폭 분포에 의한 광 강도 분포의 피크(사이드 피크)의 영향이 커지고, 위상 시프트 영역을 투과하는 투과광에 레지스트가 반응하여 레지스트의 패턴 형상으로 오목부 등을 발생하여, 레지스트의 패턴 형상을 원하는 형상으로 하는 것이 곤란해질 가능성이 있기 때문이다.

또한, 본 발명에서는 위상 시프트 영역을 가짐으로써, 투과 영역에서의 광 강도의 확대를 억제할 수 있는 점에서, 위상 시프트 영역의 폭의 하한에 대해서는 위상 시프트막을 형성 가능한 정도이면 특별히 한정되지 않지만, 0.25㎛ 이상, 그 중에서도 0.5㎛ 이상, 특히 0.8㎛ 이상인 것이 바람직하다. 위상 시프트 영역을 양호한 얼라인먼트 정밀도로 설치할 수 있기 때문이다. 또한, 상기 값에 미치지 않는 경우에는, 위상이 반전된 광량이 줄어들어서 효과가 적을 가능성이 있기 때문이다.

또한, 상기 위상 시프트 영역의 폭(b)은 0.5㎛ 이상, 2㎛ 이하의 범위로, 위상 시프트의 효과가 가장 현저하다.

여기서, 위상 시프트 영역의 폭(b)은, 투과 영역과 위상 시프트 영역의 경계부터 위상 시프트 영역과 차광 영역의 경계까지의 거리를 투명 기판 표면에 평행하게 측정한 최단 거리이다.

여기서, 상술한 대형의 투영형 노광 장치의 해상 한계는, 상기 대형의 투영형 노광 장치로 바이너리 마스크를 사용하여 노광한 경우에 있어서, 노광 영역 내에서 안정적으로 해상할 수 있는 바이너리 마스크의 투과 영역의 폭의 최소값(이하, 해상 한계의 폭이라고 칭하는 경우가 있음)과 동등하게 취급할 수 있다.

본 발명의 위상 시프트 마스크는, 대형의 투영형 노광 장치와 함께 사용한 경우에, 상술한 바이너리 마스크의 해상 한계의 폭 이하의 묘화 패턴을 해상할 수 있다.

본 발명의 위상 시프트 마스크의 묘화 패턴의 폭으로서는, 대형의 투영형 노광 장치에서의 바이너리 마스크의 해상 한계의 폭에 대하여 100％ 이하, 그 중에서도 85％ 이하인 것이 바람직하고, 30％ 이상, 그 중에서도 40％ 이상인 것이 바람직하다. 상기 묘화 패턴의 폭이 상기 범위에 미치지 않는 경우에는, 묘화 패턴 자체를 해상하는 것이 곤란해질 가능성이 있기 때문이다. 또한, 상기 묘화 패턴의 폭이 상기 범위를 초과할 경우에는, 위상 시프트에 의한 효과를 충분히 발휘하는 것이 곤란해질 가능성이 있기 때문이다. 상기 위상 시프트 마스크에서의 묘화 패턴의 폭이 해상 한계의 폭과 동등한 경우에는, 바이너리 마스크를 사용하여 노광을 행한 경우에 비해 레지스트의 형상을 양호한 것으로 할 수 있다.

상기 묘화 패턴의 폭에 대해서는, 대형의 투영형 노광 장치에 고유한 해상 한계의 폭 및 레지스트의 감도에 기초하여 본 발명의 위상 시프트 마스크의 투과 영역의 폭 및 위상 시프트 영역의 폭, 위상 시프트막의 투과율 등을 조정함으로써 결정할 수 있다.

여기서, 바이너리 마스크의 투과 영역의 폭(d)은, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 1의 투과 영역에 인접하는 차광 영역의 한쪽의 경계부터 다른 쪽의 경계까지의 거리를 투명 기판 표면에 평행하게 측정한 최단 거리이다.

또한, 위상 시프트 마스크의 묘화 패턴의 폭이란, 투과 영역 및 위상 시프트 영역에 의해 레지스트에 묘화되는 패턴의 폭을 말한다.

(실시 형태)

(대형 위상 시프트 마스크의 구성 재료)

본 발명의 대형 위상 시프트 마스크(1)의 개개의 구성 요소의 구체적인 재료에 대하여 도 1의 (a)의 단면도를 참조하면서 설명한다. 도 1의 (a)에 도시한 대형 위상 시프트 마스크(1)의 구성은, 투명 기판(2)과, 상기 투명 기판(2) 상에 형성된 차광막(3)과, 상기 투명 기판(2) 상에 형성된 반투명한 위상 시프트막(4)을 가진 구조의 포토마스크이다.

본 발명의 대형 위상 시프트 마스크(1)로 사용되는 투명 기판(2)의 크기는 350mm×350mm 내지 1220mm×1400mm, 두께 8mm 내지 13mm이다. 재질은 광학 연마된 저팽창 유리(알루미노 붕규산 유리, 붕규산 유리), 합성 석영 유리가 사용 가능하지만, 열팽창률이 작고, 자외선의 투과율이 높은 합성 석영 유리가 적절하게 사용된다.

본 발명에 사용되는 차광막(3)으로서는 노광 파장에 있어서 투과율이 0.1％ 이하이고, 패턴 가공이 용이한 재질인 것이 요구된다. 이러한 차광막의 재료로서는 크롬, 크롬 화합물, 몰리브덴 실리사이드 화합물, 탄탈 화합물을 사용할 수 있지만, 습식 에칭으로 양호한 패턴 형성이 가능하여, 사용 실적도 많은 크롬 또는 크롬 화합물을 주성분으로 한 차광막이 바람직하다. 크롬 화합물로서는, 차광성이 높고, 차광막의 막 두께가 얇은 질화크롬이 사용된다. 크롬의 차광막과 질화크롬의 차광막을 비교하면, 성막이 용이하고 범용성이 높은 크롬 차광막을 사용한 마스크 블랭크스가 입수되기 쉬워 바람직하다. 구체적으로는, 금속 크롬의 박막을 차광막으로 한 경우, 노광광의 투과율을 0.1％ 이하로 하기 때문에, 막 두께는 70nm 이상에서 사용된다. 한편, 막 두께를 두껍게 하면 에칭 시간이 증가하고, 가공성이 저하되므로 통상 150nm 이하의 막 두께로 사용된다.

본 발명에 사용되는 위상 시프트막(5)은, 노광 파장에서 투과율이 4％ 내지 15％의 범위이며, 패턴 가공이 용이한 재질인 것이 요구된다.

위상 시프트막(5)의 재료로서는, 반투명으로, 적절한 굴절률을 갖는 재질로부터 선택되고, 산화질화크롬(CrON), 산화크롬(CrO), 몰리브덴 실리사이드 산화물(MoSiO), 몰리브덴 실리사이드 산화질화물(MoSiON)탄탈 실리사이드 산화물(TaSiO), 티타늄 산화질화물(TiON)을 사용할 수 있다. 이들 재질 중에서 차광막(3)을 구성하는 재질의 산화물이나 산화질화물을 위상 시프트막(5)의 재질로서 선택하면, 위상 시프트막과 차광막을 동일한 에칭 설비, 공정에서 패턴 형성할 수 있다는 이점이 발생한다.

또한, 차광막(3)으로서 크롬 또는 질화크롬, 위상 시프트막(5)으로서 산화크롬(CrO) 또는 산화질화크롬(CrON)을 선택함으로써, 차광막(3)과 위상 시프트막(5)을 동일한 에칭 설비로 가공할 수 있는 것 외에, 차광막(3)과 위상 시프트막(5)의 양자를, 양호한 패턴 가공성을 갖는 질산 제2 세륨계 습식 에천트에 의해 습식 에칭할 수 있어 비용 상의 장점이 크다.

여기서, 일반적인 대형의 투영형 노광 장치에 있어서는, 노광광으로서 평행광만을 조사하는 것은 곤란하고, 노광광의 일부에는 소정의 각도를 갖는 광을 포함하는 경우가 많다. 또한 패턴 에지로 회절하여 돌아 들어가는 광이나, 막의 경계에서의 반사광 등이 미광으로서 나와버린다. 또한, 이러한 미광은, 대형의 투영형 노광 장치에서의 조사 위치와, 실제로 레지스트에 도달한 위치가 상이한 점에서, 본래, 노광을 필요로 하지 않는 위상 시프트 마스크의 차광 영역에 대응하는 레지스트에 대해서도 노광되어버리는 것이 우려된다.

또한, 본 발명에 있어서는, 차광 영역은, 투명 기판 상에 차광막이 적층되고, 차광막 상에 위상 시프트막이 적층된 구성을 갖는 것이다. 또한, 위상 시프트막은 위상차(π)의 두께(D)를 갖는 것이다. 따라서, 예를 들어 본 발명의 위상 시프트 마스크를 사용하여 TFT 어레이 기판 등을 제작하기 위한 레지스트를 패터닝할 경우, 상술한 미광은 이하의 거동을 나타내는 것을 생각할 수 있다. 우선, 대형의 투영형 노광 장치로부터 조사된 미광은, 위상 시프트 마스크의 투명 기판을 투과하여 TFT 어레이 기판의 금속 전극 등에 반사되어 반사광이 된다. 이어서, 상기 미광의 반사광은 차광 영역의 위상 시프트막에 입사하여 차광막에 반사되어 제2 반사광이 되고, 다시, 위상 시프트막으로부터 출사된다. 따라서, 상기 차광 영역의 위상 시프트막에 입사되는 미광의 반사광과, 차광막에 반사되어 위상 시프트층으로부터 출사되는 미광의 제2 반사광의 위상차는 2π가 된다. 그로 인해, 위상 시프트막의 표면에서는 상술한 반사광과 상술한 제2 반사광이 서로 강화되는 점에서, 미광에 의한 레지스트에의 영향이 보다 현저해지는 것이 우려된다.

상기의 문제는, 본 발명에서의 차광 영역의 층 구성에 기인하는 문제이다.

본 발명에 있어서, 노광 시의 미광 대책의 관점에서 차광 영역은 반사 방지 기능을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용되는 차광 영역(7)은, 투명 기판(2) 상에 차광막(3)이 적층되고, 차광막(3) 상에 위상 시프트막(5)이 적층된 구성을 갖지만, 위상 시프트막(5)은 위상차(π)의 두께(D)를 가지므로, 차광막(3)의 표면에서 반사된 노광광(미광의 제2 반사광)과 위상 시프트막(5)의 표면에서의 반사광(미광의 반사광)은 위상차 2π가 되어 서로 강화되어버린다. 이 영향을 경감하기 위해서, 차광막과 위상 시프트막의 사이에 반투명막으로 이루어지는 반사 방지막(4)을 설치해도 된다. 반사 방지막(4)을 가짐으로써, 차광막을 반사한 광과 반사 방지막을 반사한 광(차광막을 반사한 광(미광의 제2 반사광)과 반사 방지막 표면에서의 미광의 반사광)이 서로 약화되도록 광로 길이를 설정함으로써, 위상차가 2π가 되어 서로 강화되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에서의 반사 방지막으로서는, 반사 방지 기능을 갖고, 차광 영역의 차광막 및 위상 시프트막의 사이에 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 금속막, 금속 화합물막 등을 적절하게 사용할 수 있다.

상기 반사 방지막의 재질로서는 산화크롬(CrO), 산화질화크롬(CrON), 질화크롬(CrN), 산화티타늄(TiO), 산화탄탈(TaO), 산화니켈 알루미늄(NiAlO) 등을 들 수 있고, 그 중에서도 산화크롬(CrO), 산화질화크롬(CrON)을 적절하게 사용할 수 있다.

상기 반사 방지막의 두께는, 차광막을 반사한 광과 반사 방지막을 반사한 광이 서로 약화되도록 광로 길이가 되도록 설계된다.

이러한 반사 방지막의 두께로서는, 차광막을 반사한 광이 반사 방지막을 투과함으로써, 차광막을 반사한 광과 반사 방지막을 반사한 광의 위상차가 π±10의 범위 내가 되는 두께인 것이 바람직하고, 그 중에서도 π±5의 범위 내가 되는 두께인 것이 바람직하고, 특히 π가 되는 두께인 것이 바람직하다.

차광막을 반사한 광과 반사 방지막을 반사한 광을 적절하게 약화시킬 수 있어, 미광으로 인한 문제를 적절하게 방지할 수 있기 때문이다.

상기 반사 방지막의 구체적인 두께로서는, 반사 방지막의 재료 등에 의해 적절히 선택되는 것이며 특별히 한정되지는 않지만, 0.01㎛ 내지 0.1㎛의 범위 내, 그 중에서도 0.02㎛ 내지 0.05㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 범위에 미치지 않는 경우에는 반사 방지막을 균일한 두께로 형성하는 것이 곤란해질 가능성이 있기 때문이며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 반사 방지막의 성막 시간, 비용이 많이 드는 가능성이 있기 때문이다.

또한, 반사 방지막으로서는, 투과하는 광의 위상을 조정하는 것 이외에도, 예를 들어 금속막 등의 표면을 조면화하여 광을 확산시키는 기능을 부여한 것을 사용해도 된다.

위상 시프트막(5)의 표면의 반사 방지 방법으로서는, 위상 시프트막(5)의 표면에 반투명한 저반사막을 설치할 수도 있다. 특히, 위상 시프트막(5)이 산화질화크롬인 경우, 표면에 금속 광택을 포함하는 경우가 있고, 그 경우에는 산화크롬으로 이루어지는 저반사층이 유효하다.

(제조 방법)

도 2의 (a) 내지 (f)는, 도 1의 (a)에 도시하는 본 발명의 대형 위상 시프트 마스크(1)의 제조 공정을 설명하는 도면이다.

본 실시 형태의 대형 위상 시프트 마스크(1)를 제작하기 위해서는, 우선, 투명 기판(2)에 차광막(3)이 적층되고, 또한 필요에 따라 반사 방지막(4)이 적층된 포토 마스크 블랭크스(20)를 준비한다(도 2의 (a)). 투명 기판(2)은 통상, 두께 8mm 내지 12mm의 광학 연마된 합성 석영을 사용한다. 포토 마스크 블랭크스(20)의 차광막(3)이 크롬막 또는 질화크롬막이면 스퍼터링법으로 성막된다. 또, 반사 방지막이 산화크롬이면, 마찬가지로 스퍼터링법으로 성막된다. 차광막이 크롬, 반사 방지막이 산화크롬의 블랭크스는 가장 일반적이어서 시판품을 용이하게 입수할 수 있다.

이어서, 상기의 포토 마스크 블랭크스(20)의 차광막(3)과 반사 방지막(4)을 통상의 방법에 따라서 패터닝(1회째의 패턴 형성 공정)한다. 즉, 차광막(3) 또는 반사 방지막(4) 상에 레이저 빔 묘화 장치의 노광 파장에 대응한 감광성 레지스트를 도포하고, 도포 후에 소정 시간 베이크하여 균일한 두께의 차광막용 레지스트막을 형성한다. 다음으로, 레이저 묘화 장치에 의해, 상기 차광막용 레지스트막에 차광 영역(7)의 패턴을 묘화하고 현상하여 차광막용 레지스트(16)를 형성한다(도 2의 (b)). 통상, 차광 영역(7)은 마스크의 유효 영역 전체로부터 투과 영역(6)과 위상 시프트 영역(8)을 제외한 영역이다. 또, 필요에 따라 위치 정렬용의 마크를 차광막으로 형성하여 위상 시프트 영역 패턴과의 위치 정렬에 사용한다.

이어서, 차광막용 레지스트(16)로부터 노출되어 있는 차광막을 에칭하여 제거하고, 잔존하고 있는 레지스트를 박리 제거하여 차광 영역(7)의 형상으로 패턴 형성된 차광막이 구비된 기판(21)을 얻는다(도 2의 (c)). 차광막(3)의 에칭은 습식 에칭법 또는 건식 에칭법을 적용할 수 있지만, 상기와 같이 플랫 디스플레이에 사용되는 포토마스크의 대형화에 수반하여 건식 에칭에서는 에칭 장치의 대형화에 엄청난 비용이 듬과 함께, 대면적에서의 에칭의 균일성의 제어도 어려우므로, 습식 에칭이 비용적으로 바람직하다. 차광막(3)이 크롬계의 막이면, 질산 제2 세륨 암모늄에 과염소산을 첨가한 습식 에천트로 양호하게 패턴 형성할 수 있다. 또한, 반사 방지막(4)의 재질이 산화크롬 등의 크롬계이면, 상기한 습식 에천트로 크롬계의 차광막과 동시에 에칭하여 패턴 형성할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 차광막(3)의 패턴 형성의 공정 후에, 패턴 형성된 차광막이 구비된 기판(21)의 검사를 행하고, 필요하면 결함을 수정하는 공정을 행할 수 있다.

이어서, 패턴 형성된 차광막이 구비된 기판(21)의 전체면에 위상 시프트막(5)을 성막한다(도 2의 (d)). 여기서, 위상 시프트막(5)은 상기 차광막(3)과 같은 계열의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 차광막(3)이 상술한 바와 같이 크롬계 재료에 의한 것이면, 위상 시프트막(5)은 크롬에 산소, 질소, 탄소 등의 원소를 1종류 또는 2종류 이상 포함하고, 굴절률이 비교적 높고, 소정의 범위의 광 투과율이 되도록 재료의 성분 비율을 선택한다. 구체적으로는, 산화크롬, 산화질화크롬, 산화질화탄화크롬에서 각 원소의 구성 비율을 선택한다.

위상 시프트막(5)의 성막은 크롬 차광막을 형성한 방법과 동일하게, 스퍼터링법 등의 진공 성막 방법이 사용된다.

이어서, 2회째의 패턴 형성 공정에 의해, 하층의 차광막 패턴인 차광 영역(7)과 위치 정렬을 하여 위상 시프트막(5)을 패턴 형성한다. 즉, 위상 시프트막(5) 상에 레이저 빔 묘화 장치의 노광 파장에 대응한 감광성 레지스트를 도포하고, 도포 후에 소정 시간 베이크하여 균일한 두께의 위상 시프트막용 레지스트막을 형성한다. 이어서, 레이저 빔 묘화 장치에 의해, 위상 시프트막용 레지스트막에 위상 시프트 영역(8)과 차광 영역(7)을 맞춘 영역의 패턴을 묘화한다. 계속해서, 노광한 위상 시프트막용 레지스트를 현상하여 패턴 형성된 위상 시프트막용 레지스트(17)를 얻는다(도 2의 (e)).

이어서, 위상 시프트막용 레지스트(17)로부터 노출되어 있는 위상 시프트막(5)를 에칭하여 제거하고, 위상 시프트 영역(8)과, 차광막 패턴(7)을 맞춘 형상으로 패턴 가공된 위상 시프트막을 얻는다. 여기서, 위상 시프트막이 크롬에 산소, 질소, 탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재료로 형성되어 있으면, 크롬 또는 크롬 화합물로 형성된 차광막(3)의 에칭과 동일한 습식 에칭으로 패턴 가공을 할 수 있고, 이미 설명한 바와 같이 패턴 가공 공정의 비용적인 장점이 크다.

계속해서, 잔존하고 있는 위상 시프트막용의 레지스트막을 박리, 제거하여 대형 위상 시프트 마스크가 완성된다(도 2의 (f)).

이상, 도 2에 따라, 본 발명의 실시 형태에 의한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 설명하였다. 이 제조 방법에서 특히, 차광막(3)의 재질을 크롬으로 하고, 위상 시프트막(5)의 재질을 산소, 질소, 탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 크롬 화합물로 하면, 제조 공정의 출발재로서 시판되고 있는 크롬 하드 마스크를 사용할 수 있음과 함께, 에칭 공정이 모두가 습식 에칭이 되어 제조 상의 비용 장점이 엄청나다.

(기타)

본 발명의 위상 시프트 마스크는, 상기 TFT 어레이 기판 등의 패턴 형성을 위한 레지스트를 패터닝하기 위하여 사용된다.

본 발명의 위상 시프트 마스크와 함께 사용되는 레지스트에 대해서는, TFT 기판의 전극 재료, 현상액, 투영형 노광기 등에 의해 적절히 선택할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.

예를 들어, 노광기로서 Nikon사제 노광기를 사용하고, 레지스트로서 AZ1500, 현상액으로서 AZ300MIF를 사용했을 때, 위상 시프트 마스크의 투과율 5％ 이하의 부분에서의 노광광의 영향을 적게 할 수 있는, 즉 노광 강도가 5％ 이하인 광에 의해 레지스트가 묘화되기 어려운 것으로 할 수 있으므로, 노광 강도 분포에서의 사이드 피크에 반응하기 어려워서 레지스트의 패터닝을 양호하게 행할 수 있다.

또한, 레지스트의 두께로서는, 본 발명의 위상 시프트 마스크를 사용하여 원하는 형상으로 패터닝할 수 있는 정도이면 특별히 한정되지 않지만, 1.0㎛ 내지 10.0㎛의 범위 내, 그 중에서도 1.2㎛ 내지 5.0㎛의 범위 중, 특히 1.5㎛ 내지 4.0㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 레지스트의 두께를 상기 범위 내로 함으로써, 본 발명의 위상 시프트 마스크를 사용하여 원하는 형상을 갖는 레지스트 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 위상 시프트 마스크와 함께 사용되는 레지스트에 대해서는 상술한 것에 한정되지 않는다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않는다. 상기 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용 효과를 발휘하는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

(실시예)

(노광 강도 분포의 콘트라스트에 대해서)

도 3은, 본 발명에 의한 대형 위상 시프트 마스크(실시예 1)의 노광 강도 분포의 콘트라스트 향상의 효과를, 종래의 바이너리 마스크(비교예 1)와 비교한 설명도이다. 도 3의 (a)는 본 발명에 의한 대형 위상 시프트 마스크(실시예 1)의 라인 앤드 스페이스 패턴을 도시하는 평면도, 도 3의 (b)는 종래 기술인 바이너리 마스크(비교예 1)의 라인 앤드 스페이스 패턴을 도시하는 평면도, 도 3의 (c)는 도 3의 (a)와 도 3의 (b)에 도시한 마스크의 결상면에서의 노광 강도 분포를 비교하는 도면이다.

또, 표 1은, 본 발명에 의한 대형 위상 시프트 마스크(실시예 1)의 노광 강도 분포의 콘트라스트 향상의 효과를, 종래의 바이너리 마스크(비교예 1)와 비교한 표이다.

도 3의 (a)의 실시예 1인 본 발명의 대형 위상 시프트 마스크의 패턴은 4㎛ 피치의 라인 앤드 스페이스 패턴으로, 투과 영역(6)의 폭(a)은 3㎛이다. 투과 영역(6)의 양측에 인접하여 설치된 위상 시프트 영역(8)의 폭(b)은 0.4㎛이고, 투과율은 5.2％, 위상은 π(180°)로 반전되어 있다. 또, 차광 영역(7)의 폭은 0.2㎛이고 투과율은 0％이다. 또한, 각 영역의 투과율은 투과 영역(6)의 투과율을 100％로 하여 산출하고 있다.

도 3의 (b)의 비교예 1인 바이너리 마스크의 패턴은 4㎛ 피치의 라인 앤드 스페이스 패턴으로, 투과 영역의 폭(d)은 3㎛, 차광 영역의 폭(e)은 1㎛이다.

도 3의 (c)는 노광 장치에 의한 노광 결과를 시뮬레이션으로 구한 결과를 나타내는 그래프이며, 노광 장치의 광원은 g선, h선, i선의 3파장 혼합 광원으로 계산하였다. 그래프의 종축은, 결상면에서의 투과 영역의 노광광 강도의 최대값을 1로 정규화하여 표시하고 있고, 그래프의 횡축은 결상면에서의 위치를 가리키고 있다. 도 3의 (a)의 AA 단면에 대응한 위치의 대형 위상 시프트 마스크의 노광광 강도 분포를 노광광 강도 분포 곡선(31)에 나타내고 있다. 또, 도 3의 (b)의 BB 단면에 대응한 위치의 바이너리 마스크의 노광광 강도 분포를 노광광 강도 분포 곡선(32)에 나타내고 있다.

도 3의 (c)에 나타낸 대형 위상 시프트 마스크 노광광 강도 분포 곡선(31)의 광 강도 분포의 최대값은 0.747, 최소값은 0.324로, 최대값과 최소값의 차인 콘트라스트는 0.423이었다. 이에 반해, 종래 기술인 바이너리 마스크의 노광광 강도 분포 곡선(32)의 광 강도 분포의 최대값은 0.782, 최소값은 0.399로, 최대값과 최소값의 차인 콘트라스트는 0.383이었다. 즉, 종래 바이너리 마스크의 결상면에서의 노광광의 콘트라스트가 0.383이었던 것에 반해, 본 발명의 대형 위상 시프트 마스크의 노광광의 콘트라스트는 0.423이 되어 0.04 콘트라스트가 높아지고, 콘트라스트의 비율로 말하면 약 10％의 개선이 보였다. 이 결과를 표 1의 대형 위상 시프트 마스크의 효과에 정리하여 기재하였다.

이상의 노광 시뮬레이션 결과로부터, 본 발명은 대형의 마스크에서 위상 시프트 영역을 적절하게 배치하여 결상면에서의 노광 강도 분포의 콘트라스트를 개선하고, 보다 미세한 패턴을 안정적으로 형성할 수 있다.

(노광기의 해상 한계와 위상 시프트 마스크의 묘화 패턴의 관계에 대해서)

<위상 시프트 마스크의 제작>

두께 10mm의 합성 석영(투명 기판), 두께 100nm의 크롬막(차광막) 및 두께 25nm의 산화크롬막(반사 방지막)이 이 순서대로 적층된 시판중인 포토 마스크 블랭크스를 준비하고, 반사 방지막 상에 적응한 감광성 레지스트를 도포하고, 도포 후에 소정 시간 베이크하여 균일한 두께의 차광막용 레지스트막을 형성하였다. 다음으로 레이저 묘화 장치에 의해, 상기 차광막용 레지스트막에 차광 영역의 패턴을 묘화하고 현상하여 차광막용 레지스트를 형성하였다.

이어서, 차광막용 레지스트로부터 노출되어 있는 반사 방지막 및 차광막을 질산 제2 세륨 암모늄에 과염소산을 첨가한 습식 에천트를 사용해서 에칭하여 제거하고, 잔존하고 있는 레지스트를 박리 제거하여 차광 영역의 형상으로 패턴 형성된 차광막 및 반사 방지막이 구비된 기판을 얻었다.

이어서, 패턴 형성된 차광막 및 반사 방지막이 구비된 기판의 전체면에 산화질화크롬막(위상 시프트막)을 스퍼터링법에 의해 성막하였다.

이어서, 2회째의 패턴 형성 공정에 의해, 하층의 차광막 패턴인 차광 영역과 위치 정렬을 하여 차광막용 레지스트와 마찬가지의 형성 방법으로 위상 시프트막용 레지스트막을 형성하였다. 이어서, 레이저 빔 묘화 장치에 의해, 위상 시프트막용 레지스트막에 위상 시프트 영역과 차광 영역을 맞춘 영역의 패턴을 묘화한 후, 현상하여 패턴 형성된 위상 시프트막용 레지스트를 얻었다.

이어서, 위상 시프트막용 레지스트로부터 노출되어 있는 위상 시프트막을 상술한 차광막 및 반사 방지막과 마찬가지로 하여 에칭하여 제거하고, 위상 시프트 영역과 차광막 패턴을 맞춘 형상으로 패턴 가공된 위상 시프트막을 얻었다. 계속해서, 잔존하고 있는 위상 시프트막용의 레지스트막을 박리, 제거하였다. 이상의 공정에 의해, 투과 영역(선 폭 1.9㎛), 위상 시프트 영역(선 폭 2.0㎛) 및 차광 영역이 배치되고, 차광 영역에서는 차광막 상에 반사 방지막 및 위상 시프트막이 이 순서대로 적층되어 있는 대형 위상 시프트 마스크를 얻었다.

<레지스트 패턴의 제작>

상술한 위상 시프트 마스크를 사용하고, 해상 한계가 3㎛인 Nikon제 노광기를 사용하여 유리 기재 상에 형성된 두께 1.6㎛의 레지스트(AZ1500)를 패턴 노광하여 현상 처리를 행한 바, 1.9㎛의 레지스트 패턴을 형성할 수 있었다.

(위상 시프트 마스크에서의 위상 시프트 영역의 폭에 대해서)

도 6은 본 발명에 의한 대형 위상 시프트 마스크의 패턴을 도시하는 평면도, 도 7은 도 6에 도시한 대형 위상 시프트 마스크의 결상면에서의 노광 강도 분포를 도시하는 도면이며, 도 8은 도 7의 C 부분의 확대도, 도 9는 도 7의 D 부분의 확대도이다.

대형 위상 시프트 마스크로서는 투과 영역의 폭을 5㎛로 하고, 위상 시프트 영역의 폭(b)을 0.25㎛(실시예 3), 0.5㎛(실시예 4), 0.75㎛(실시예 5), 1.0㎛(실시예 6), 1.5㎛(실시예 7), 2.0㎛(실시예 8), 2.5㎛(실시예 9), 3.0㎛(실시예 10), 3.5㎛(실시예 11) 및 4.0㎛(실시예 12)로 한 경우의 Nikon사제 노광기에 의한 노광 강도 분포(광 강도)에 대하여 시뮬레이션을 행하였다. 또한, 상기 대형 위상 시프트 마스크의 패턴 이외의 시뮬레이션 조건에 대해서는 실시예 1과 동일하게 하였다. 결과를 도 7 내지 9에 나타내었다.

도 8에 나타낸 노광 강도가 작을수록, 도 7에 나타낸 파형이 샤프해져 있는 것을 나타내지만, 대형 위상 시프트 마스크의 패턴 에지의 위치에서의 위상 시프트 효과에 대해서는, 위상 시프트 영역의 폭이 2.0㎛를 초과하면 그 이상의 효과는 볼 수 없었다(위상 시프트 효과가 한계에 달함).

또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 위상 시프트 영역의 폭이 커짐에 따라서 사이드 피크의 값이 커졌다.

본 발명에 있어서는, 레지스트의 감도에 따라서 사이드 피크가 레지스트에 영향을 주지 않도록 위상 시프트 영역의 폭을 설정할 수 있다.

이러한 위상 시프트의 폭에 대해서는, TFT 어레이 기판을 형성할 때에 사용되는 레지스트의 실적으로부터 사이드 피크의 노광 강도가 5％ 이하로 되는 폭, 즉 0.25㎛ 내지 3.5㎛로 하는 것이 바람직하다.

1 : 대형 위상 시프트 마스크
2 : 투명 기판
3 : 차광막
4 : 반사 방지막
5 : 위상 시프트막
6 : 투과 영역
7 : 차광 영역
8 : 위상 시프트 영역
10 : 투과 영역의 광 진폭 분포
11 : 위상 시프트 영역의 광 진폭 분포
12 : 위상 시프트 효과를 포함하는 광의 진폭 분포
13 : 투과 영역의 광 강도 분포
14 : 위상 시프트 효과를 포함하는 광의 강도 분포
15 : 위상 시프트 영역의 효과
16 : 차광막의 패턴으로 형성된 레지스트
17 : 위상 시프트 영역과 차광막의 패턴으로 형성된 레지스트
20 : 포토 마스크 블랭크스
21 : 차광막이 패턴 형성된 포토 마스크 블랭크스
30 : 바이너리 마스크
31 : 대형 위상 시프트 마스크의 광 강도 분포
32 : 바이너리 마스크의 광 강도 분포
40 : 노광광

Claims (7)

1. 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 형성된 차광막과, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투명한 위상 시프트막을 갖고,
   상기 투명 기판이 노출된 투과 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 차광막이 설치된 차광 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 위상 시프트막만이 설치된 위상 시프트 영역을 갖고, 상기 투과 영역 및 상기 위상 시프트 영역이 인접하는 패턴을 갖고, 상기 투과 영역과 상기 차광 영역의 사이에 위상 시프트 영역이 인접하여 배치되어 있고, 상기 위상 시프트 영역을 투과한 노광광은, 상기 투과 영역을 투과한 노광광에 대하여 위상이 반전되어 있는 위상 시프트 마스크로서,
   상기 차광막은 크롬 또는 크롬 화합물을 주성분으로 하고, 상기 위상 시프트막은 산화크롬 또는 산화질화크롬을 주성분으로 하고, 상기 차광 영역에서는 차광막 상에 위상 시프트막이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는, 대형 위상 시프트 마스크.
2. 제1항에 있어서, 상기 차광 영역의 상기 차광막과 상기 위상 시프트막의 사이에 반사 방지막을 또한 갖는 것을 특징으로 하는, 대형 위상 시프트 마스크.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 위상 시프트 영역의 폭은 0.25㎛ 이상, 3.5㎛ 이하의 범위의 폭인 것을 특징으로 하는, 대형 위상 시프트 마스크.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투과 영역의 가장 좁은 부분의 폭은 1㎛ 이상, 6㎛ 이하의 범위의 폭인 것을 특징으로 하는, 대형 위상 시프트 마스크.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 노광광에서의 상기 위상 시프트막의 광 투과율은 4％ 이상, 15％ 이하인 것을 특징으로 하는, 대형 위상 시프트 마스크.
6. 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 형성된 차광막과, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투명한 위상 시프트막을 갖고, 상기 투명 기판이 노출된 투과 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 차광막이 설치된 차광 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 위상 시프트막만이 설치된 위상 시프트 영역을 갖고, 상기 투과 영역 및 상기 위상 시프트 영역이 인접하는 패턴을 갖고, 상기 투과 영역과 상기 차광 영역의 사이에 위상 시프트 영역이 인접하여 배치되어 있고, 상기 위상 시프트 영역을 투과한 노광광은, 상기 투과 영역을 투과한 노광광에 대하여 위상이 반전되어 있는 위상 시프트 마스크를 제조하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법이며,
   상기 투명 기판의 한쪽 면에, 크롬 또는 크롬 화합물을 재료로 하는 차광막이 적층된 블랭크스에 감광성 레지스트를 도포한, 감광성 레지스트가 구비된 블랭크스를 준비하는 공정과,
   감광성 레지스트가 구비된 블랭크스에, 묘화 장치로 원하는 패턴을 노광하여 현상한 후, 습식 에칭하고, 감광성 레지스트를 제거하여 차광막을 패턴 형성하는 공정과,
   상기 투명 기판 및 패턴 형성된 상기 차광막 상에 크롬 화합물을 포함하는 위상 시프트막을 형성하는 공정과,
   형성된 상기 위상 시프트막에 감광성 레지스트를 도포하고, 묘화 장치로 원하는 패턴을 노광, 현상한 후, 습식 에칭하고, 감광성 레지스트를 제거하여 상기 위상 시프트막을 패턴 형성하는 공정을 포함하는, 대형 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
7. 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 형성된 차광막과, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투명한 위상 시프트막을 갖고, 상기 투명 기판이 노출된 투과 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 차광막이 설치된 차광 영역과, 상기 투명 기판 상에 상기 위상 시프트막만이 설치된 위상 시프트 영역을 갖고, 상기 투과 영역 및 상기 위상 시프트 영역이 인접하는 패턴을 갖고, 상기 투과 영역과 상기 차광 영역의 사이에 위상 시프트 영역이 인접하여 배치되어 있고, 상기 위상 시프트 영역을 투과한 노광광은, 상기 투과 영역을 투과한 노광광에 대하여 위상이 반전되어 있고, 상기 차광 영역에서는 상기 차광막 상에 상기 위상 시프트막이 적층되고, 상기 차광 영역의 상기 차광막과 상기 위상 시프트막의 사이에 반사 방지막을 또한 갖는 위상 시프트 마스크를 제조하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법이며,
   상기 투명 기판의 한쪽 면에, 크롬을 주성분으로 하는 차광막과, 크롬의 산화물 또는 크롬의 산화질화물을 주성분으로 하는 반사 방지막의 순서대로 적층된 블랭크스에 감광성 레지스트를 도포한, 감광성 레지스트가 구비된 블랭크스를 준비하는 공정과,
   감광성 레지스트가 구비된 블랭크스에, 묘화 장치로 원하는 패턴을 노광하여 현상한 후, 습식 에칭하고, 감광성 레지스트를 제거하여 상기 차광막과 상기 반사 방지막을 패턴 형성하는 공정과,
   상기 투명 기판 및 패턴 형성된 상기 차광막과 상기 반사 방지막 상에 크롬 화합물을 포함하는 위상 시프트막을 형성하는 공정과,
   형성된 상기 위상 시프트막에 감광성 레지스트를 도포하고, 묘화 장치로 원하는 패턴을 노광, 현상한 후, 습식 에칭하고, 감광성 레지스트를 제거하여 상기 위상 시프트막을 패턴 형성하는 공정을 포함하는, 대형 위상 시프트 마스크의 제조 방법.

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