KR20200037163A - Phase shift mask blank and manufacturing method therefor, phase shift mask and manufacturing method therefor, and display device manufacturing method - Google Patents

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KR20200037163A
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미찌오 스가노
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호야 가부시키가이샤
호야 일렉트로닉스 말레이지아 센드리안 베르하드
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Abstract

The present invention relates to a phase shift mask blank which can be formed into a cross-sectional shape which effectively manifests a phase effect by wet etching. The phase shift mask blank comprises: a transparent substrate; a light semitransmissive film comprising a metal silicide-based material and formed on a main surface of the transparent substrate; and an etching mask film comprising a chromium-based material and formed on the light semitransmissive film, wherein a composition gradient region P is formed at the interface between the light semitransmissive film and the etching mask film. In the composition inclined region P, the proportion of components slowing the wet etching rate of the light semitransmissive film is gradually and/or continuously increasing toward the depth direction.

Description

위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법과 표시 장치의 제조 방법{PHASE SHIFT MASK BLANK AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR, PHASE SHIFT MASK AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR, AND DISPLAY DEVICE MANUFACTURING METHOD}Phase shift mask blank and manufacturing method thereof, phase shift mask and manufacturing method thereof, and manufacturing method of display device TECHNICAL FIELD

본 발명은, 웨트 에칭에 의해 형성되는 위상 시프트막 패턴의 단면 형상이 양호해지는 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 이 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 이 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법과 이 위상 시프트 마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phase shift mask blank having a good cross-sectional shape of a phase shift film pattern formed by wet etching, and a manufacturing method thereof, a phase shift mask using the phase shift mask blank, and a manufacturing method thereof. In addition, the present invention relates to a phase shift mask blank for manufacturing a display device and a manufacturing method thereof, a phase shift mask for manufacturing a display device using the phase shift mask blank, and a manufacturing method thereof and a manufacturing method for a display device using the phase shift mask It is about.

현재, 액정 표시 장치에 채용되고 있는 방식으로서, VA(Vertical alignment) 방식이나 IPS(In Plane Switching) 방식이 있다. 이들의 방식에 의해, 고정밀, 고속 표시 성능, 광시야각의 액정 표시 장치의 실현이 도모되고 있다. 이들의 방식을 적용한 액정 표시 장치에서는, 투명 도전막에 의한 라인 앤 스페이스 패턴으로 화소 전극을 형성함으로써, 응답 속도, 시야각을 개선할 수 있다. 최근에는, 응답 속도 및 시야각의 가일층의 향상이나, 액정 표시 장치의 광이용 효율의 향상, 즉, 액정 표시 장치의 저소비 전력화나 콘트라스트 향상의 관점으로부터, 라인 앤 스페이스 패턴의 피치 폭의 미세화가 요구되고 있다. 예를 들어, 라인 앤 스페이스 패턴의 피치 폭을 6㎛로부터 5㎛로, 또한 5㎛로부터 4㎛로 좁게 하는 것이 요망되고 있다. Currently, as a method employed in a liquid crystal display device, there are a VA (Vertical Alignment) method or an IPS (In Plane Switching) method. By these methods, realization of a high-precision, high-speed display performance and a wide viewing angle liquid crystal display device is achieved. In the liquid crystal display device to which these methods are applied, the response speed and viewing angle can be improved by forming the pixel electrode in a line and space pattern by a transparent conductive film. In recent years, it is required to refine the pitch width of the line and space pattern from the viewpoint of improving the response layer and viewing angle, and improving the light utilization efficiency of the liquid crystal display device, that is, reducing power consumption and improving contrast of the liquid crystal display device. have. For example, it is desired to narrow the pitch width of the line and space pattern from 6 μm to 5 μm and from 5 μm to 4 μm.

또한, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치의 제조 시에는, 필요한 패터닝이 실시된, 복수의 도전막이나 절연막을 적층함으로써 트랜지스터 등의 소자를 형성한다. 그 때, 적층되는 개개의 막의 패터닝에, 포토리소그래피 공정을 이용하는 경우가 많다. 예를 들어, 이들의 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터에는 포토리소그래피 공정에 의해, 절연층에 콘택트 홀을 형성하고, 상층의 패턴과 하층의 패턴을 접속하는 구성을 갖는 것이 있다. 최근에는, 이와 같은 표시 장치에 있어서, 밝고, 정밀한 상(像)을, 충분한 동작 속도를 갖고서 표시하고, 또한, 소비 전력을 저감시키는 요구가 높아지고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해, 표시 장치의 구성 소자를, 미세화하고, 고집적화하는 것이 요구되고 있다. 예를 들어, 콘택트 홀의 직경을 2㎛로부터 1.5㎛로 작게 하는 것이 요망되고 있다. Further, when manufacturing a liquid crystal display device or an organic EL display device, elements such as transistors are formed by laminating a plurality of conductive films or insulating films, which are subjected to necessary patterning. In that case, a photolithography process is often used for patterning the individual films to be laminated. For example, some thin film transistors used in these display devices have a configuration in which a contact hole is formed in an insulating layer by a photolithography process, and a pattern of an upper layer and a pattern of a lower layer are connected. In recent years, in such a display device, there is an increasing demand to display bright, precise images with a sufficient operating speed and to reduce power consumption. In order to satisfy these demands, it is desired to make the components of the display device finer and more highly integrated. For example, it is desired to reduce the diameter of the contact hole from 2 µm to 1.5 µm.

이와 같은 배경으로부터, 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화에 대응할 수 있는 표시 장치 제조용의 포토마스크가 요망되고 있다. From such a background, a photomask for manufacturing a display device capable of coping with the miniaturization of line and space patterns or contact holes is desired.

라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화를 실현할 때에, 종래의 포토마스크에서는, 표시 장치 제조용의 노광기의 해상 한계가 3㎛이므로, 충분한 공정 우도(Process Margin) 없이, 해상 한계에 가까운 최소 선폭의 제품을 생산해야만 한다. 이 때문에, 표시 장치의 불량률이 높아지는 문제가 있었다. When realizing miniaturization of line and space patterns or contact holes, the conventional photomask produces a product with the minimum line width close to the resolution limit without sufficient process margin because the resolution limit of the exposure machine for display device manufacturing is 3 μm. must do it. For this reason, there is a problem that the defective rate of the display device increases.

예를 들어, 콘택트 홀을 형성하기 위한 홀 패턴을 갖는 포토마스크를 사용해서, 이를 피전사체에 전사하는 것을 고려한 경우, 직경이 3㎛를 초과하는 홀 패턴이면 종래의 포토마스크로 전사할 수 있었다. 그러나, 직경이 3㎛ 이하의 홀 패턴, 특히, 직경이 2.5㎛ 이하의 홀 패턴을 전사하는 것은 매우 곤란하였다. 직경이 2.5㎛ 이하의 홀 패턴을 전사하기 위해서는, 예를 들어 높은 NA를 갖는 노광기로 전환하는 것도 생각할 수 있지만, 큰 투자가 필요해진다. For example, when considering using a photomask having a hole pattern for forming a contact hole and transferring it to an object to be transferred, a hole pattern having a diameter of more than 3 μm could be transferred to a conventional photomask. However, it has been very difficult to transfer hole patterns with a diameter of 3 µm or less, especially hole patterns with a diameter of 2.5 µm or less. In order to transfer a hole pattern having a diameter of 2.5 µm or less, it is also possible to switch to an exposure machine having a high NA, for example, but a large investment is required.

따라서, 해상도를 향상시켜, 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화에 대응하기 위해, 표시 장치 제조용의 포토마스크로서, 위상 시프트 마스크가 주목받고 있다. Therefore, a phase shift mask is attracting attention as a photomask for manufacturing display devices in order to improve resolution and cope with miniaturization of line and space patterns and contact holes.

최근, 액정 표시 장치 제조용의 포토마스크로서, 크롬계 위상 시프트막을 구비한 위상 시프트 마스크가 개발되었다. Recently, a phase shift mask having a chromium phase shift film has been developed as a photomask for manufacturing a liquid crystal display device.

특허문헌 1에는, 투명 기판과, 투명 기판 상에 형성된 차광층과, 차광층의 주위에 형성되고, 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 영역 중 어느 하나의 광에 대하여 180도의 위상차를 갖게 하는 것이 가능한 산화질화 크롬계 재료를 포함하는 위상 시프트층을 구비한 하프톤형 위상 시프트 마스크가 기재되어 있다. 이 위상 시프트 마스크는 투명 기판 상의 차광층을 패터닝하고, 차광층을 피복하도록 위상 시프트층을 투명 기판 상에 형성하고, 위상 시프트층 상에 포토레지스트층을 형성하고, 포토레지스트층을 노광 및 현상함으로써 레지스트 패턴을 형성하고, 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여 위상 시프트층을 패터닝함으로써 제조된다. In Patent Document 1, a transparent substrate, a light shielding layer formed on a transparent substrate, and a light shielding layer are formed around, and it is possible to have a phase difference of 180 degrees with respect to any one of the wavelength regions of 300 nm or more and 500 nm or less. A halftone phase shift mask with a phase shift layer comprising a chromium oxynitride based material is described. This phase shift mask is patterned by patterning a light shielding layer on a transparent substrate, forming a phase shift layer on the transparent substrate to cover the light shielding layer, forming a photoresist layer on the phase shift layer, and exposing and developing the photoresist layer It is produced by forming a resist pattern and patterning the phase shift layer using the resist pattern as an etching mask.

일본 특허 공개 제2011-13283호 공보Japanese Patent Publication No. 2011-13283

본 발명자들은 크롬계 위상 시프트막을 구비한 위상 시프트 마스크에 대해서 예의 검토하였다. 그 결과, 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 웨트 에칭에 의해 크롬계 위상 시프트막을 패터닝한 경우, 레지스트막과 크롬계 위상 시프트막과의 계면에 웨트 에칭액이 침입하고, 계면 부분의 에칭이 빠르게 진행하는 것을 알 수 있었다. 형성된 크롬계 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 단면 형상은 경사를 발생하고, 하단이 끌리는 테이퍼 형상으로 되었다. The present inventors have studied politely a phase shift mask provided with a chromium phase shift film. As a result, when the chromium-based phase shift film is patterned by wet etching using the resist pattern as a mask, wet etchant enters the interface between the resist film and the chromium-based phase shift film, and etching of the interface portion proceeds rapidly. Could know. The cross-sectional shape of the edge portion of the formed chromium-based phase shift film pattern generated an inclination and became a tapered shape where the lower end was drawn.

크롬계 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 단면 형상이 테이퍼 형상인 경우, 크롬계 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 막 두께가 감소함에 따라, 위상 시프트 효과가 약해진다. 이 때문에, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 없다. 또한, 레지스트막과 크롬계 위상 시프트막과의 계면에의 웨트 에칭액의 침입은, 크롬계 위상 시프트막과 레지스트막과의 밀착성이 좋지 않은 것에 기인한다. 이 때문에, 크롬계 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 단면 형상을 엄밀하게 제어하는 것이 어려워, 선폭(CD)을 제어하는 것이 매우 곤란하였다. When the cross-sectional shape of the edge portion of the chromium-based phase shift film pattern is tapered, the phase shift effect is weakened as the film thickness of the edge portion of the chromium-based phase shift film pattern decreases. For this reason, the phase shift effect cannot be sufficiently exhibited. In addition, the intrusion of the wet etching solution into the interface between the resist film and the chromium phase shift film is due to poor adhesion between the chromium phase shift film and the resist film. For this reason, it is difficult to strictly control the cross-sectional shape of the edge portion of the chromium phase shift film pattern, and it is very difficult to control the line width (CD).

또한, 본 발명자들은 이들의 문제점을 해결하기 위해 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 단면 형상을 수직화하는 방법을 예의 검토하였다. 지금까지, 위상 시프트막의 막 조성(예를 들어, 질소 함유량)에 경사를 갖게 하고 막 두께 방향의 에칭 속도에 변화를 갖게 하는 방법이나, 위상 시프트막에 첨가물(예를 들어 Al, Ga)을 추가하여 에칭 시간을 제어하는 방법이 개발되었다. 그러나, 이들의 방법에서는, 대면적의 위상 시프트 마스크 전체에 있어서의 투과율의 균일성을 실현하는 것이 매우 곤란하였다. In addition, the present inventors have studied how to verticalize the cross-sectional shape of the edge portion of the phase shift film pattern in order to solve these problems. So far, a method of making the film composition (for example, nitrogen content) of the phase shift film inclined and changing the etching rate in the film thickness direction, or adding additives (for example, Al, Ga) to the phase shift film Thus, a method of controlling the etching time has been developed. However, in these methods, it has been very difficult to realize uniformity of transmittance in the entire large-scale phase shift mask.

이 때문에, 본 발명은, 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 웨트 에칭에 의해, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 단면 형상으로 위상 시프트막을 패터닝 가능한 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 위상 시프트막 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법, 특히, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 단면 형상으로 위상 시프트막을 패터닝 가능한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 시프트막 패턴을 갖는 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법과 이 위상 시프트 마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. For this reason, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a phase shift mask blank capable of patterning a phase shift film into a cross-sectional shape capable of sufficiently exhibiting a phase shift effect by wet etching, a method of manufacturing the same, and a phase shift effect thereof A phase shift mask having a phase shift film pattern that can be sufficiently exhibited and a method for manufacturing the same, in particular, a phase shift mask blank for manufacturing a display device capable of patterning the phase shift film in a cross-sectional shape capable of sufficiently exhibiting a phase shift effect, and a manufacturing method and phase thereof An object of the present invention is to provide a phase shift mask for manufacturing a display device having a shift film pattern capable of sufficiently exhibiting a shift effect, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a display device using the phase shift mask.

또한, 본 발명은, 웨트 에칭에 의해, CD 편차가 작은 단면 형상으로 위상 시프트막을 패터닝 가능한 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, CD 편차가 작은 위상 시프트막 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법, 특히, CD 편차가 작은 단면 형상으로 위상 시프트막을 패터닝 가능한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, CD 편차가 작은 위상 시프트막 패턴을 갖는 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법과 이 위상 시프트 마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention is a phase shift mask blank capable of patterning a phase shift film in a cross-sectional shape with a small CD deviation by wet etching, and a manufacturing method thereof, a phase shift mask having a phase shift film pattern with a small CD deviation, and a manufacturing method thereof, In particular, a phase shift mask blank for manufacturing a display device capable of patterning a phase shift film in a cross-sectional shape with a small CD deviation and a manufacturing method thereof, a phase shift mask for manufacturing a display device having a phase shift film pattern with a small CD deviation, and a manufacturing method thereof, and It is an object to provide a manufacturing method of a display device using a phase shift mask.

또한, 본 발명은, 광학 특성이 균일한 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 광학 특성이 균일한 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법, 특히, 광학 특성이 균일한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 광학 특성이 균일한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법과 이 위상 시프트 마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a phase shift mask blank having uniform optical properties and a method for manufacturing the same, a phase shift mask having uniform optical properties and a method for manufacturing the same, in particular, a phase shift mask blank for manufacturing a display device having uniform optical properties, and the same An object of the present invention is to provide a manufacturing method, a phase shift mask for manufacturing a display device having uniform optical characteristics, and a manufacturing method for the same, and a manufacturing method for a display device using the phase shift mask.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following configuration.

(구성 1) (Configuration 1)

위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, In the phase shift mask blank,

투명 기판과, Transparent substrate,

상기 투명 기판의 주표면 상에 형성된, 노광광의 위상을 바꾸는 성질을 갖고 또한 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막과, A light semitransmissive film formed on the main surface of the transparent substrate and having a property of changing the phase of exposure light, and further comprising a metal silicide-based material,

상기 광반투과막 상에 형성된, 크롬계 재료를 포함하는 에칭 마스크막An etching mask film formed on the light semitransmissive film and comprising a chromium-based material

을 구비하고, Equipped with,

상기 광반투과막과 상기 에칭 마스크막과의 계면에 조성 경사 영역이 형성되고, 상기 조성 경사 영역에서는, 상기 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분의 비율이, 깊이 방향을 향해 단계적 및/또는 연속적으로 증가하고 있는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. A composition inclined region is formed at an interface between the light semitransmissive film and the etching mask film, and in the composition inclined region, a proportion of components that slow the wet etching rate of the light semitransmissive film is stepwise and / or continuous toward the depth direction. Phase shift mask blank characterized in that it is increasing.

(구성 2) (Configuration 2)

상기 광반투과막은, 상기 광반투과막과 상기 에칭 마스크막과의 계면 및 상기 광반투과막과 상기 투명 기판과의 계면을 제외한 부분의 조성이, 실질적으로 균일한 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크. The phase shift according to Configuration 1, wherein the light semitransmissive film is substantially uniform in composition except for the interface between the light semitransmissive film and the etching mask film and the interface between the light semitransmissive film and the transparent substrate. Mask blank.

(구성 3) (Configuration 3)

상기 광반투과막은, 복수의 층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크. The phase shift mask blank according to configuration 1 or 2, wherein the light semitransmissive film contains a plurality of layers.

(구성 4) (Configuration 4)

상기 금속 실리사이드계 재료는, 금속 실리사이드의 질화물, 금속 실리사이드의 산화질화물, 금속 실리사이드의 산화탄화물, 금속 실리사이드의 탄화질화물, 금속 실리사이드의 탄화산화질화물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크. The metal silicide-based material is any one of nitrides of metal silicides, oxynitrides of metal silicides, oxides of metal silicides, carbon nitrides of metal silicides, and carbon oxynitrides of metal silicides. Phase shift mask blank.

(구성 5)(Configuration 5)

상기 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분이 질소 또는 탄소인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크. The phase shift mask blank according to configuration 1 or 2, wherein the component that slows the wet etching rate is nitrogen or carbon.

(구성 6)(Configuration 6)

상기 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분이 질소인 경우, 상기 조성 경사 영역에 있어서의 상기 에칭 마스크막과의 경계 중, 상기 에칭 마스크막측으로부터 X선 광전자 분광법에 의해, 측정 스텝을 0.5분의 조건에서 조성 분석을 행하였을 때에, 처음에 1원자% 이상의 규소(Si)가 검출되는 위치에서의 규소(Si)에 대한 질소(N)의 비율(N/Si)의 최대값이 3.0 이상 30 이하인 것을 특징으로 하는 구성 5에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크. When the component that slows the wet etching rate is nitrogen, the composition is measured under the condition of 0.5 minutes by X-ray photoelectron spectroscopy from the etching mask film side of the boundary with the etching mask film in the composition gradient region. When analysis is performed, the maximum value of the ratio (N / Si) of nitrogen (N) to silicon (Si) at a position where silicon (Si) of 1 atomic% or more is first detected is 3.0 to 30 The phase shift mask blank according to the configuration 5 described above.

(구성 7)(Configuration 7)

상기 에칭 마스크막은, 차광성을 갖는 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크. The phase shift mask blank according to configuration 1 or 2, wherein the etching mask film has light-shielding properties.

(구성 8)(Configuration 8)

상기 에칭 마스크막은, 상기 광반투과막측에 형성된 차광층과 상기 차광층 상에 형성된 반사 방지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크. The etching mask film comprises a light-shielding layer formed on the light semitransmissive film side and an anti-reflection layer formed on the light-shielding layer.

(구성 9)(Configuration 9)

상기 에칭 마스크막은, 상기 광반투과막과 접하도록 형성된 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크. The etching mask film, the phase shift mask blank according to the configuration 1 or 2, characterized in that it comprises an insulating layer formed to contact the light semitransmissive film.

(구성 10)(Configuration 10)

상기 절연층은, Cr을 50원자% 미만 포함하는 CrCO 또는 CrCON을 포함하고, 10㎚ 이상 50㎚ 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 구성 9에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크. The insulating layer contains CrCO or CrCON containing less than 50 atomic% Cr, and has a thickness of 10 nm or more and 50 nm or less.

(구성 11)(Configuration 11)

상기 위상 시프트 마스크 블랭크는, 표시 장치 제조용 위상 시프트 마스크 블랭크인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.The phase shift mask blank according to the configuration 1 or 2, wherein the phase shift mask blank is a phase shift mask blank for manufacturing a display device.

(구성 12) (Configuration 12)

위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, In the manufacturing method of the phase shift mask blank,

투명 기판을 준비하는 준비 공정과, Preparation process for preparing a transparent substrate,

상기 투명 기판의 주표면 상에, 스퍼터링에 의해, 노광광의 위상을 바꾸는 성질을 갖고 또한 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막을 형성하는 반투과막 형성 공정과, A semi-transmissive film forming step of forming a light semi-transmissive film having a property of changing the phase of exposure light and sputtering on the main surface of the transparent substrate and including a metal silicide-based material,

상기 광반투과막 상에, 스퍼터링에 의해, 크롬계 재료를 포함하는 에칭 마스크막을 형성하는 에칭 마스크막 형성 공정 On the light semitransmissive film, an etching mask film forming step of forming an etching mask film containing a chromium-based material by sputtering

을 갖고, Have

상기 반투과막 형성 공정은, 스퍼터 가스 분위기에서 스퍼터 파워를 인가하여 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막을 성막하는 성막 공정과, 상기 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 포함하는 가스 분위기에 상기 광반투과막을 노출시키는 폭로(曝露) 공정을 포함하고, 상기 폭로 공정은, 상기 광반투과막을 대기에 노출시키는 일 없이 상기 성막 공정 후에 연속해서 행해지는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법. The semi-transmissive film forming process is performed by forming a light semitransmissive film containing a metal silicide-based material by applying sputter power in a sputter gas atmosphere, and a gas atmosphere containing a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film. And a step of exposing the light semitransmissive film, wherein the exposing step is continuously performed after the film forming process without exposing the light semitransmissive film to the atmosphere.

(구성 13)(Configuration 13)

상기 성막 공정은, 금속과 규소를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용해서, 헬륨 가스, 네온 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스 및 크세논 가스를 포함하는 군(群)으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 불활성 가스와, 질소 가스, 일산화질소 가스, 일산화이질소 가스 및 이산화질소 가스를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 질소 또는 질소 화합물을 포함하는 활성 가스, 혹은, 이산화탄소 가스 또는 탄화수소 가스를 포함하는 탄소 화합물을 포함하는 활성 가스와의 혼합 가스를 포함하는 스퍼터 가스 분위기에서 행해지는 것을 특징으로 하는 구성 12에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법. The film forming process, using a sputtering target containing a metal and silicon, and an inert gas containing at least one selected from the group consisting of helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas and xenon gas and , Nitrogen gas, nitrogen monoxide gas, dinitrogen monoxide gas, and an active gas containing nitrogen or nitrogen compounds containing at least one member selected from the group containing nitrogen dioxide gas, or a carbon compound comprising carbon dioxide gas or hydrocarbon gas A method for producing a phase shift mask blank according to Configuration 12, characterized in that it is carried out in a sputter gas atmosphere containing a mixed gas with an active gas.

(구성 14)(Configuration 14)

상기 폭로 공정은, 질소 또는 질소 화합물을 포함하는 가스 분위기에서 행해지는 것을 특징으로 하는 구성 12 또는 13에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법. The said exposure process is a manufacturing method of the phase shift mask blank of the structure 12 or 13 characterized by being performed in a gas atmosphere containing nitrogen or a nitrogen compound.

(구성 15)(Configuration 15)

상기 폭로 공정은, 탄소 또는 탄소 화합물을 포함하는 가스 분위기에서 행해지는 것을 특징으로 하는 구성 12 또는 13에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법. The said exposure process is a manufacturing method of the phase shift mask blank of the structure 12 or 13 characterized by being performed in a gas atmosphere containing carbon or a carbon compound.

(구성 16)(Configuration 16)

상기 위상 시프트 마스크 블랭크는, 표시 장치 제조용 위상 시프트 마스크 블랭크인 것을 특징으로 하는 구성 12 또는 13에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법. The said phase shift mask blank is the manufacturing method of the phase shift mask blank in the structure 12 or 13 characterized by the above-mentioned.

(구성 17) (Configuration 17)

투명 기판과, Transparent substrate,

상기 투명 기판의 주표면 상에 웨트 에칭에 의해 형성되고, 노광광의 위상을 바꾸는 성질을 갖고 또한 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막 패턴A light semitransmissive film pattern formed by wet etching on the main surface of the transparent substrate and having a property of changing the phase of exposure light and also comprising a metal silicide-based material

을 구비하고, Equipped with,

상기 광반투과막 패턴은, 상면 및 상기 광반투과막 패턴과 상기 투명 기판과의 계면을 제외한 부분의 조성이, 실질적으로 균일하고, In the light semitransmissive film pattern, the composition of the upper surface and a portion excluding the interface between the light semitransmissive film pattern and the transparent substrate is substantially uniform,

상기 광반투과막 패턴의 단면이, 상기 광반투과막 패턴의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변을 포함하고, 상기 상변과 상기 측변과의 접점과 상기 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 상기 측변의 위치를 연결한 직선과, 상기 상변과의 이루는 각도가, 85도 내지 120도의 범위 내이며, 또한, 상기 상변과 상기 측변과의 접점을 통해 상기 투명 기판의 상기 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 상기 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 상기 측변의 위치를 통해 상기 투명 기판의 상기 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 상기 막 두께의 2분의 1 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. The cross section of the light semitransmissive film pattern includes upper, lower and side sides corresponding to the top, bottom, and side surfaces of the light semitransmissive film pattern, and a third of the film thickness from the contact point between the upper side and the lateral side and the upper side. 2 The angle formed between the straight line connecting the position of the side at the lowered position and the upper side is within a range of 85 degrees to 120 degrees, and furthermore, through the contact point between the upper side and the side, the transparent substrate The first imaginary line perpendicular to the main surface and the second imaginary line perpendicular to the main surface of the transparent substrate through the position of the lateral side at a position at a height of tenths of the film thickness from the bottom surface. A phase shift mask, characterized in that the width is 1/2 or less of the film thickness.

(구성 18) (Configuration 18)

표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크에 있어서, In the phase shift mask for manufacturing a display device,

투명 기판과, Transparent substrate,

상기 투명 기판의 주표면 상에 형성된, 노광광의 위상을 바꾸는 성질을 갖고 또한 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막 패턴A light semitransmissive film pattern formed on the main surface of the transparent substrate and having a property of changing the phase of exposure light and also comprising a metal silicide-based material

을 구비하고, Equipped with,

상기 광반투과막 패턴은, 상면 및 상기 광반투과막 패턴과 상기 투명 기판과의 계면을 제외한 부분의 조성이, 실질적으로 균일하고, In the light semitransmissive film pattern, the composition of the upper surface and a portion excluding the interface between the light semitransmissive film pattern and the transparent substrate is substantially uniform,

상기 광반투과막 패턴의 단면이, 상기 광반투과막 패턴의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변을 포함하고, 상기 상변과 상기 측변과의 접점과 상기 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 상기 측변의 위치를 연결한 직선과, 상기 상변과의 이루는 각도가, 85도 내지 120도의 범위 내이며, 또한, 상기 상변과 상기 측변과의 접점을 통해 상기 투명 기판의 상기 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 상기 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 상기 측변의 위치를 통해 상기 투명 기판의 상기 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 상기 막 두께의 2분의 1 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. The cross section of the light semitransmissive film pattern includes upper, lower and side sides corresponding to the top, bottom, and side surfaces of the light semitransmissive film pattern, and a third of the film thickness from the contact point between the upper side and the lateral side and the upper side. 2 The angle formed between the straight line connecting the position of the side at the lowered position and the upper side is within a range of 85 degrees to 120 degrees, and furthermore, through the contact point between the upper side and the side, the transparent substrate The first imaginary line perpendicular to the main surface and the second imaginary line perpendicular to the main surface of the transparent substrate through the position of the lateral side at a position at a height of tenths of the film thickness from the bottom surface. A phase shift mask, characterized in that the width is 1/2 or less of the film thickness.

(구성 19)(Configuration 19)

상기 광반투과막 패턴은, 금속 실리사이드 질화막, 금속 실리사이드 산화질화막, 금속 실리사이드의 산화탄화물, 금속 실리사이드의 탄화산화질화물 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 17 또는 18에 기재된 위상 시프트 마스크. The light-semitransmissive film pattern comprises a metal silicide nitride film, a metal silicide oxynitride film, a metal silicide oxide carbide, or a metal silicide carbide oxynitride phase shift mask described in 17 or 18.

(구성 20)(Configuration 20)

상기 광반투과막 패턴은, 라인 앤 스페이스 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 17 또는 18에 기재된 위상 시프트 마스크. The phase shift mask according to configuration 17 or 18, wherein the light semitransmissive film pattern includes a line and space pattern.

(구성 21)(Configuration 21)

상기 광반투과막 패턴은, 홀 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 17 또는 18에 기재된 위상 시프트 마스크. The phase shift mask according to configuration 17 or 18, wherein the light semitransmissive film pattern includes a hole pattern.

(구성 22) (Configuration 22)

위상 시프트 마스크의 제조 방법에 있어서, In the manufacturing method of the phase shift mask,

구성 1 혹은 2에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 에칭 마스크막 상에, 또는, 구성 12 혹은 13에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 의해 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크의 에칭 마스크막 상에, 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정과, A resist pattern is formed on the etching mask film of the phase shift mask blank of structure 1 or 2, or on the etching mask film of the phase shift mask blank obtained by the manufacturing method of the phase shift mask blank of structure 12 or 13. Resist pattern forming process,

상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 에칭 마스크막을 웨트 에칭해서 에칭 마스크막 패턴을 형성하는 에칭 마스크막 패턴 형성 공정과, An etching mask film pattern forming step of wet etching the etching mask film using the resist pattern as a mask to form an etching mask film pattern;

상기 에칭 마스크막 패턴을 마스크로 하여 상기 광반투과막을 웨트 에칭해서 광반투과막 패턴을 형성하는 반투과막 패턴 형성 공정A semi-transmissive film pattern forming step of forming a light semitransmissive film pattern by wet etching the light semitransmissive film using the etching mask film pattern as a mask.

을 갖는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법. Method of manufacturing a phase shift mask, characterized in that it has a.

(구성 23)(Configuration 23)

상기 반투과막 패턴 형성 공정은, 불화 수소산, 규불화 수소산 및 불화 수소 암모늄으로부터 선택된 적어도 하나의 불소 화합물과, 과산화수소, 질산 및 황산으로부터 선택된 적어도 하나의 산화제를 포함하는 에칭액을 사용해서 웨트 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 구성 22에 기재된 위상 시프트 마스크의 제조 방법. In the semi-permeable layer pattern forming process, wet etching is performed using an etchant containing at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, hydrofluoric acid and ammonium fluoride, and at least one oxidizing agent selected from hydrogen peroxide, nitric acid and sulfuric acid. The manufacturing method of the phase shift mask of the structure 22 characterized by the above-mentioned.

(구성 24)(Configuration 24)

상기 위상 시프트 마스크는, 표시 장치 제조용 위상 시프트 마스크인 것을 특징으로 하는 구성 22에 기재된 위상 시프트 마스크의 제조 방법. The said phase shift mask is a manufacturing method of the phase shift mask in the structure 22 characterized by the above-mentioned.

(구성 25) (Configuration 25)

표시 장치의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of the display device,

기판 상에 레지스트막이 형성된 레지스트막을 구비한 기판에 대해, 구성 17 또는 18에 기재된 위상 시프트 마스크를, 상기 레지스트막에 대향하여 배치하는 위상 시프트 마스크 배치 공정과,A phase shift mask arrangement step of arranging the phase shift mask described in Configurations 17 or 18 against the resist film with respect to the substrate provided with a resist film on which the resist film is formed;

상기 노광광을 상기 위상 시프트 마스크에 조사하여, 상기 레지스트막을 노광하는 레지스트막 노광 공정 A resist film exposure step of exposing the resist film by irradiating the exposure light to the phase shift mask

을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법. The manufacturing method of the display device characterized by having.

(구성 26)(Configuration 26)

상기 노광광은, 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 25에 기재된 표시 장치의 제조 방법. The exposure light comprises a light in a wavelength range of 300 nm or more and 500 nm or less.

(구성 27)(Configuration 27)

상기 노광광은 i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광인 것을 특징으로 하는 구성 25 또는 26에 기재된 표시 장치의 제조 방법. The exposure light is a composite light comprising i-line, h-line and g-line, the manufacturing method of the display device according to configuration 25 or 26.

상술한 바와 같이, 본 발명에 관한 위상 시프트 마스크 블랭크, 특히 표시 장치 제조용에 사용되는 표시 장치 제조용 위상 시프트 마스크 블랭크에 의하면, 투명 기판의 주표면 상에 형성된, 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막과, 광반투과막 상에 형성된, 크롬계 재료를 포함하는 에칭 마스크막을 구비하고 있다. 광반투과막과 에칭 마스크막과의 계면에 형성되는 조성 경사 영역에서는, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분의 비율이, 깊이 방향을 향해 단계적 및/또는 연속적으로 증가하고 있다. 이 때문에, 웨트 에칭에 의해, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 단면 형상으로 광반투과막을 패터닝 가능한 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻을 수 있다. 또한, 웨트 에칭에 의해, CD 편차가 작은 단면 형상으로 광반투과막을 패터닝 가능한 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻을 수 있다. As described above, according to the phase shift mask blank according to the present invention, in particular, the phase shift mask blank for manufacturing a display device used for manufacturing a display device, a light semitransmissive film comprising a metal silicide-based material formed on a main surface of a transparent substrate And an etching mask film comprising a chromium-based material formed on the light semitransmissive film. In the composition gradient region formed at the interface between the light semitransmissive film and the etching mask film, the proportion of components that slow the wet etching rate of the light semitransmissive film is gradually and / or continuously increasing toward the depth direction. For this reason, the phase shift mask blank which can pattern the light semitransmissive film in the cross-sectional shape which can fully exhibit a phase shift effect by wet etching can be obtained. Further, by wet etching, a phase shift mask blank capable of patterning the light semitransmissive film in a cross-sectional shape with a small CD deviation can be obtained.

또한, 본 발명에 관한 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법, 특히 표시 장치 제조용에 사용되는 표시 장치 제조용 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 의하면, 투명 기판의 주표면 상에, 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막을 형성하고, 광반투과막 상에, 크롬계 재료를 포함하는 에칭 마스크막을 형성한다. 광반투과막의 형성은 광반투과막을 성막하고, 광반투과막을 대기에 노출시키는 일 없이 성막 후에 연속해서, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 포함하는 가스 분위기에 광반투과막을 노출시킴으로써 행해진다. 이 때문에, 웨트 에칭에 의해, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 단면 형상으로 광반투과막을 패터닝 가능한 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 수 있다. 또한, 웨트 에칭에 의해, CD 편차가 작은 단면 형상으로 광반투과막을 패터닝 가능한 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 수 있다. Further, according to the method of manufacturing a phase shift mask blank according to the present invention, in particular, a method of manufacturing a phase shift mask blank for manufacturing a display device used for manufacturing a display device, a light spot comprising a metal silicide-based material on a main surface of a transparent substrate A transmission film is formed, and an etching mask film containing a chromium-based material is formed on the light semitransmissive film. The light semitransmissive film is formed by forming the light semitransmissive film and exposing the light semitransmissive film to a gas atmosphere containing a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film continuously after the film is formed without exposing the light semitransmissive film to the atmosphere. For this reason, the phase shift mask blank which can pattern the light semitransmissive film in the cross-sectional shape which can fully exhibit a phase shift effect by wet etching can be manufactured. Further, by wet etching, a phase shift mask blank capable of patterning the light semitransmissive film in a cross-sectional shape with a small CD deviation can be produced.

또한, 본 발명에 관한 위상 시프트 마스크, 특히 표시 장치 제조용에 사용되는 표시 장치 제조용 위상 시프트 마스크에 의하면, 투명 기판의 주표면 상에 형성된, 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막 패턴을 구비하고 있다. Further, according to the phase shift mask according to the present invention, in particular, the phase shift mask for manufacturing a display device used for manufacturing a display device is provided with a light semitransmissive film pattern comprising a metal silicide-based material formed on the main surface of the transparent substrate. .

이 광반투과막 패턴의 조성은 실질적으로 균일하다. 이 때문에, 광학 특성이 균일한 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. The composition of the light semitransmissive film pattern is substantially uniform. For this reason, a phase shift mask with uniform optical characteristics can be obtained.

또한, 이 광반투과막 패턴의 단면에서, 상변과 측변과의 접점과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도가, 85도 내지 120도의 범위 내에 있다. 또한, 광반투과막 패턴의 단면에서, 상변과 측변과의 접점을 통해 투명 기판의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 통해 투명 기판의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 막 두께의 2분의 1 이하이다. 이 때문에, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 광반투과막 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. 또한, CD 편차가 작은 광반투과막 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. 이 위상 시프트 마스크는 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화에 대응할 수 있다. In addition, in the cross section of the light semitransmissive film pattern, the angle formed between the upper edge and the straight line connecting the position of the side edge at the position of the contact point between the upper side and the side edge and the height of two-thirds of the thickness of the film from the upper surface is 85. It is within the range of 120 degrees. In addition, in the cross section of the light semitransmissive film pattern, the position of the lateral side at the position of the first imaginary line perpendicular to the main surface of the transparent substrate through the contact point between the upper side and the lateral side, and a height raised by one tenth of the thickness of the film from the lower surface. Through the width of the second virtual line perpendicular to the main surface of the transparent substrate is less than half of the film thickness. For this reason, a phase shift mask having a light semitransmissive film pattern capable of sufficiently exhibiting a phase shift effect can be obtained. Further, a phase shift mask having a light semitransmissive film pattern with a small CD deviation can be obtained. This phase shift mask can cope with line and space patterns or miniaturization of contact holes.

또한, 본 발명에 관한 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 특히 표시 장치 제조용에 사용되는 표시 장치 제조용 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의하면, 상술한 위상 시프트 마스크 블랭크 또는 상술한 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 의해 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용해서 위상 시프트 마스크를 제조한다. 이 때문에, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 광반투과막 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다. 또한, CD 편차가 작은 광반투과막 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다. 이 위상 시프트 마스크는 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화에 대응할 수 있다. Moreover, according to the manufacturing method of the phase shift mask which concerns on this invention, especially the manufacturing method of the phase shift mask for manufacture of a display device used for manufacture of a display device, the phase shift mask blank mentioned above or the manufacturing method of the phase shift mask blank mentioned above A phase shift mask is produced using the obtained phase shift mask blank. For this reason, a phase shift mask having a light semitransmissive film pattern capable of sufficiently exhibiting a phase shift effect can be produced. Further, a phase shift mask having a light semitransmissive film pattern with a small CD deviation can be produced. This phase shift mask can cope with line and space patterns or miniaturization of contact holes.

또한, 본 발명에 관한 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 상술한 위상 시프트 마스크 또는 상술한 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의해 얻어진 위상 시프트 마스크를 사용해서 표시 장치를 제조한다. 이 때문에, 미세한 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀을 갖는 표시 장치를 제조할 수 있다.Moreover, according to the manufacturing method of the display device which concerns on this invention, the display device is manufactured using the phase shift mask mentioned above or the phase shift mask obtained by the manufacturing method of the phase shift mask mentioned above. For this reason, a display device having a fine line and space pattern or a contact hole can be manufactured.

도 1은 시뮬레이션에 사용한 라인 앤 스페이스 패턴의 모식도이다.
도 2는 1회째의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 2회째의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 광반투과막 및 에칭 마스크막의 형성에 사용하는 스퍼터링 장치를 도시하는 모식도이다.
도 5는 제1 실시예의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 깊이 방향의 조성 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 제1 실시예의 위상 시프트 마스크의 평면 사진이다.
도 7은 제1 실시예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다.
도 8은 제2 실시예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다.
도 9는 제3 실시예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다.
도 10은 제4 실시예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다.
도 11은 제1 참고예의 위상 시프트 마스크의 평면 사진이다.
도 12는 제1 참고예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다.
도 13은 제2 참고예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다.
도 14는 제3 참고예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다.
도 15는 제1 비교예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다.
1 is a schematic diagram of a line and space pattern used for simulation.
2 is a diagram showing the results of the first simulation.
3 is a view showing the results of the second simulation.
4 is a schematic diagram showing a sputtering device used for forming a light semitransmissive film and an etching mask film.
5 is a view showing the compositional analysis results in the depth direction for the phase shift mask blank of the first embodiment.
6 is a top view of the phase shift mask of the first embodiment.
7 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the first embodiment.
8 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the second embodiment.
9 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the third embodiment.
10 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the fourth embodiment.
11 is a plan view of the phase shift mask of the first reference example.
12 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the first reference example.
13 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the second reference example.
14 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the third reference example.
15 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the first comparative example.

본 발명의 실시 형태를 설명하기 전에, 위상 시프트막 패턴의 단면 형상의 차이에 의한 위상 시프트 효과의 차이에 대해, 시뮬레이션 결과를 사용해서 설명한다. Before explaining the embodiment of the present invention, the difference in the phase shift effect due to the difference in the cross-sectional shape of the phase shift film pattern will be described using simulation results.

시뮬레이션은, 개구수(NA)가 0.085, 코히어런스 팩터(σ)가 0.9, 노광광이 g선, h선, i선의 복합광(강도비는, g선:h선:i선=0.95:0.8:1.0)의 노광 조건에서 행하였다. 시뮬레이션은, 2회 행하였다. In the simulation, the numerical aperture (NA) is 0.085, the coherence factor (σ) is 0.9, the exposure light is g-line, h-line, and i-line composite light (intensity ratio, g-line: h-line: i-line = 0.95: 0.8: 1.0). The simulation was performed twice.

1회째의 시뮬레이션은, 엣지 부분의 단면 형상이 수직인 위상 시프트막 패턴을 구비한 위상 시프트 마스크(이하, PSM(A)라고 칭하는 경우가 있음), 엣지 부분의 단면 형상이 테이퍼 형상인 위상 시프트막 패턴을 구비한 위상 시프트 마스크(이하, PSMTP(A)라고 칭하는 경우가 있음), 바이너리 마스크(이하, Bin이라고 칭하는 경우가 있음)에 대해서 행하였다. 상세하게는, 위상 시프트 마스크(PSM(A) 및 PSMTP(A))는 위상 시프트막 패턴과 위상 시프트막 패턴 상에 형성된 차광막 패턴을 포함하는 라인 패턴과, 광투과부를 포함하는 스페이스 패턴을 갖는 라인 앤 스페이스 패턴의 구성을 하고 있다. 바이너리 마스크(Bin)는 차광막 패턴을 포함하는 라인 패턴과, 광투과부를 포함하는 스페이스 패턴을 갖는 라인 앤 스페이스 패턴의 구성을 하고 있다. 라인 패턴의 폭은 2.0㎛이며, 스페이스 패턴의 폭은 2.0㎛이다. 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 폭은 0.5㎛이다. 차광막 패턴의 폭은 1㎛이다. 차광막 패턴은 엣지 부분을 제외한 위상 시프트막 패턴 상에 배치되어 있다.In the first simulation, a phase shift mask (hereinafter, sometimes referred to as PSM (A)) having a phase shift film pattern in which the edge section has a vertical cross-sectional shape, and a phase shift film whose edge section has a tapered shape. A phase shift mask with a pattern (hereinafter, sometimes referred to as PSMTP (A)) and a binary mask (hereinafter, sometimes referred to as bin) were performed. Specifically, the phase shift masks PSM (A) and PSMTP (A) include a line pattern including a phase shift film pattern and a light-shielding film pattern formed on the phase shift film pattern, and a line pattern having a space pattern including a light transmitting portion It consists of an n-space pattern. The binary mask Bin has a line-and-space pattern having a line pattern including a light-shielding film pattern and a space pattern including a light transmitting portion. The width of the line pattern is 2.0 µm, and the width of the space pattern is 2.0 µm. The width of the edge portion of the phase shift film pattern is 0.5 µm. The width of the light-shielding film pattern is 1 µm. The light shielding film pattern is disposed on the phase shift film pattern excluding the edge portion.

PSM(A)에서는, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 투과율은 i선에 대해 6%이며, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분을 투과한 광과 광투과부를 투과한 광과의 위상차는 i선에 대해 180도이다. In PSM (A), the transmittance of the edge portion of the phase shift film pattern is 6% with respect to i-line, and the phase difference between the light passing through the edge portion of the phase shift film pattern and the light passing through the light transmission portion is with respect to i-line. 180 degrees.

PSMTP(A)에서는, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분은 투과율 및 위상차가 0.05㎛의 폭에서 10단계로 변화되도록 구성되어 있다. 10단계로 구성되어 있는 엣지 부분 중, 차광막 패턴에 가장 가까운 부분의 투과율은 i선에 대하여 6%이며, 차광막 패턴에 가장 가까운 부분을 투과한 광과 광투과부를 투과한 광과의 위상차는 i선에 대하여 180도이다. 10단계로 구성되어 있는 엣지 부분 중, 광투과부에 가장 가까운 부분의 투과율은 i선에 대하여 57.5%이며, 광투과부에 가장 가까운 부분을 투과한 광과 광투과부를 투과한 광과의 위상차는 i선에 대하여 20.19도이다. 또한, 후술하는 실시예에 기재된 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)의 경우, 10단계로 구성되어 있는 엣지 부분의 가상 경사면의 각도는, 약 165도이다. In the PSMTP (A), the edge portion of the phase shift film pattern is configured such that transmittance and phase difference are changed in steps of 10 at a width of 0.05 µm. The transmittance of the portion closest to the light-shielding film pattern of the edge portion composed of 10 steps is 6% with respect to the i-line, and the phase difference between the light transmitted through the light-transmitting portion and the light passing through the portion closest to the light-shielding film pattern is i-line. It is about 180 degrees. Among the edge parts composed of 10 steps, the transmittance of the portion closest to the light transmitting portion is 57.5% with respect to the i-line, and the phase difference between the light passing through the portion closest to the light transmitting portion and the light passing through the light transmitting portion is i-line. It is about 20.19 degrees. In addition, in the case of the molybdenum silicide nitride film (MoSiN) described in Examples described later, the angle of the virtual inclined surface of the edge portion composed of 10 steps is about 165 degrees.

도 1은 시뮬레이션에 사용한 라인 앤 스페이스 패턴의 모식도이다. 도 1은 PSM(A)에 있어서의 라인 앤 스페이스 패턴(1)의 일부를 도시하고 있다. 도 1에서는, 중앙에 위치하는 라인 패턴(2a)과, 스페이스 패턴(3a)을 사이에 두고 라인 패턴(2a)의 좌측에 위치하는 라인 패턴(2b)과, 스페이스 패턴(3b)을 사이에 두고 라인 패턴(2a)의 우측에 위치하는 라인 패턴(2c)을 도시하고 있다. 좌우로 위치하는 라인 패턴(2b, 2c)은 라인 패턴의 절반의 폭만을 도시하고 있다. 도 1에서는, 라인 패턴(2a, 2b, 2c)을 구성하는 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분(4)과, 차광막 패턴(5)에, 해칭을 부여하여 나타내고 있다. 1 is a schematic diagram of a line and space pattern used for simulation. Fig. 1 shows a part of the line and space pattern 1 in the PSM (A). In Fig. 1, the line pattern 2a positioned at the center and the space pattern 3a are interposed between the line pattern 2b located at the left side of the line pattern 2a, and the space pattern 3b is interposed. The line pattern 2c located on the right side of the line pattern 2a is shown. The line patterns 2b and 2c positioned to the left and right show only half the width of the line pattern. In Fig. 1, hatching is given to the edge portion 4 and the light-shielding film pattern 5 of the phase shift film pattern constituting the line patterns 2a, 2b, and 2c.

표 1 및 도 2는, 1회째의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 도 2 중, 곡선 a는 PSM(A)의 결과를 나타내고, 곡선 b는 PSMTP(A)의 결과를 나타내고, 곡선 c는 Bin의 결과를 나타내고 있다. 도 2의 횡축은 라인 패턴의 중심을 제로로 하였을 때의 위치(㎛)를 나타내고, 종축은 광 강도를 나타내고 있다. Table 1 and FIG. 2 show the results of the first simulation. In Fig. 2, curve a shows the result of PSM (A), curve b shows the result of PSMTP (A), and curve c shows the result of Bin. The horizontal axis in Fig. 2 represents the position (µm) when the center of the line pattern is zero, and the vertical axis represents light intensity.

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, PSM(A)에서는, 최대 광 강도가 0.43198, 최소 광 강도가 0.08452, 콘트라스트(최대 광 강도와 최소 광 강도의 차/최대 광 강도와 최소 광 강도의 합)가 0.67273이다. PSMTP(A)에서는, 최대 광 강도가 0.53064, 최소 광 강도가 0.13954, 콘트라스트가 0.58359이다. Bin에서는, 최대 광 강도가 0.49192, 최소 광 강도가 0.12254, 콘트라스트가 0.60114이다. As shown in Table 1 and FIG. 2, in PSM (A), the maximum light intensity is 0.43198, the minimum light intensity is 0.08452, and the contrast (the difference between the maximum light intensity and the minimum light intensity / the sum of the maximum light intensity and the minimum light intensity) ) Is 0.67273. In PSMTP (A), the maximum light intensity is 0.53064, the minimum light intensity is 0.13954, and the contrast is 0.58359. In the bin, the maximum light intensity is 0.49192, the minimum light intensity is 0.12254, and the contrast is 0.60114.

표 1 및 도 2에 도시하는 시뮬레이션 결과로 보이는 바와 같이, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 단면 형상이 수직인 위상 시프트 마스크(PSM(A))의 경우, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 단면 형상이 테이퍼 형상인 위상 시프트 마스크(PSMTP(A))의 경우나 바이너리 마스크(Bin)의 경우에 비해, 콘트라스트가 높다. 또한, PSMTP(A)의 경우, Bin의 경우보다 콘트라스트가 낮다. PSMTP(A)의 경우, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분은 테이퍼 형상이므로, 광투과부에 근접함에 따라서 투과율이 높고 또한 위상차가 작아진다. 즉, 광투과부에 근접함에 따라서 광의 누설량이 증가하고 또한 위상 효과가 상실된다. 이 때문에, PSMTP(A)의 경우, 콘트라스트는 낮아진다. PSM(A)의 경우, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분은 수직 형상이므로, 광투과부에 근접해도 일정한 투과율(6%)과 위상차(180도)를 갖고 있다. 즉, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분과 광투과부과의 경계에서 바로 투과율과 위상이 변화한다. 이 때문에, PSM(A)의 경우, Bin의 경우에 비해, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분에서의 광의 누설은 있지만, 콘트라스트는 높아진다. 따라서, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 단면 형상을 수직으로 함으로써, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 것을 알 수 있다. As shown in the simulation results shown in Tables 1 and 2, in the case of a phase shift mask (PSM (A)) in which the cross-sectional shape of the edge portion of the phase shift film pattern is vertical, the cross-sectional shape of the edge portion of the phase shift film pattern Compared to the case of the phase shift mask (PSMTP (A)) which is a taper shape or the case of the binary mask (Bin), contrast is high. Further, in the case of PSMTP (A), the contrast is lower than in the case of Bin. In the case of PSMTP (A), since the edge portion of the phase shift film pattern is tapered, the transmittance is high and the phase difference is small as it approaches the light transmitting portion. That is, as the amount of light leakage increases as the light transmitting portion approaches, the phase effect is lost. For this reason, in the case of PSMTP (A), contrast is low. In the case of PSM (A), since the edge portion of the phase shift film pattern is vertical, it has a constant transmittance (6%) and a phase difference (180 degrees) even when it is close to the light transmitting portion. That is, the transmittance and phase change directly at the boundary between the edge portion of the phase shift film pattern and the light transmission portion. For this reason, in the case of the PSM (A), there is leakage of light at the edge portion of the phase shift film pattern, but the contrast is higher than in the case of the bin. Therefore, it turns out that the phase shift effect can fully be exhibited by making the cross-sectional shape of the edge part of a phase shift film pattern perpendicular.

2회째의 시뮬레이션은, 엣지 부분의 단면 형상이 수직인 위상 시프트막 패턴을 구비한 위상 시프트 마스크(이하, PSM(B)라고 칭하는 경우가 있음), 엣지 부분의 단면 형상이 테이퍼 형상인 위상 시프트막 패턴을 구비한 위상 시프트 마스크(이하, PSMTP(B)라고 칭하는 경우가 있음), 바이너리 마스크(이하, Bin이라고 칭하는 경우가 있음)에 대해서 행하였다. 2회째의 시뮬레이션에 사용한 위상 시프트 마스크(PSM(B) 및 PSMTP(B))는, 1회째의 시뮬레이션에 사용한 PSM(A) 및 PSMTP(A)로부터 차광막 패턴을 제거한 것이다. 상세하게는, PSM(B) 및 PSMTP(B)는, 위상 시프트막 패턴을 포함하는 라인 패턴과, 광투과부를 포함하는 스페이스 패턴을 갖는 라인 앤 스페이스 패턴의 구성을 하고 있다. 2회째의 시뮬레이션에 사용한 바이너리 마스크(Bin)는, 1회째의 시뮬레이션에 사용한 Bin과 동일하다. In the second simulation, a phase shift mask (hereinafter, sometimes referred to as PSM (B)) having a phase shift film pattern in which the edge section has a vertical cross-sectional shape, and a phase shift film in which the edge section has a tapered shape. A phase shift mask with a pattern (hereinafter, sometimes referred to as PSMTP (B)) and a binary mask (hereinafter, sometimes referred to as bin) were performed. The phase shift masks (PSM (B) and PSMTP (B)) used in the second simulation are obtained by removing the light-shielding film pattern from the PSM (A) and PSMTP (A) used in the first simulation. In detail, PSM (B) and PSMTP (B) have a line-and-space pattern having a line pattern including a phase shift film pattern and a space pattern including a light transmitting portion. The binary mask (Bin) used for the second simulation is the same as the bin used for the first simulation.

표 2 및 도 3은, 2회째의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 도 3 중, 곡선 d는 PSM(B)의 결과를 나타내고, 곡선 e는 PSMTP(B)의 결과를 나타내고, 곡선 f는 Bin의 결과를 나타내고 있다. 도 3의 횡축은 라인 패턴의 중심을 제로로 하였을 때의 위치(㎛)를 나타내고, 종축은 광 강도를 나타내고 있다. Table 2 and FIG. 3 show the results of the second simulation. In Fig. 3, curve d shows the result of PSM (B), curve e shows the result of PSMTP (B), and curve f shows the result of Bin. The horizontal axis in Fig. 3 represents the position (mu m) when the center of the line pattern is zero, and the vertical axis represents the light intensity.

Figure pat00002
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표 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, PSM(B)에서는, 최대 광 강도가 0.40505, 최소 광 강도가 0.05855, 콘트라스트가 0.74743이다. PSMTP(B)에서는, 최대 광 강도가 0.49925, 최소 광 강도가 0.09713, 콘트라스트가 0.67426이다. Bin에서는, 최대 광 강도가 0.49192, 최소 광 강도가 0.12254, 콘트라스트가 0.60114이다. As shown in Table 2 and FIG. 3, in PSM (B), the maximum light intensity is 0.40505, the minimum light intensity is 0.05855, and the contrast is 0.74743. In PSMTP (B), the maximum light intensity is 0.49925, the minimum light intensity is 0.09713, and the contrast is 0.67426. In the bin, the maximum light intensity is 0.49192, the minimum light intensity is 0.12254, and the contrast is 0.60114.

표 2 및 도 3에 도시하는 시뮬레이션 결과로 보이는 바와 같이, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 단면 형상이 수직인 위상 시프트 마스크(PSM(B))의 경우, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 단면 형상이 테이퍼 형상인 위상 시프트 마스크(PSMTP(B))의 경우나 바이너리 마스크(Bin)의 경우에 비해, 콘트라스트가 높다. 따라서, 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분의 단면 형상을 수직으로 함으로써, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 것을 알 수 있다. As shown in the simulation results shown in Table 2 and Fig. 3, in the case of a phase shift mask (PSM (B)) in which the cross-sectional shape of the edge portion of the phase shift film pattern is vertical, the cross-sectional shape of the edge portion of the phase shift film pattern The contrast is higher than in the case of the tapered phase shift mask (PSMTP (B)) or the binary mask (Bin). Therefore, it turns out that the phase shift effect can fully be exhibited by making the cross-sectional shape of the edge part of a phase shift film pattern perpendicular.

이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 이 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법과 이 위상 시프트 마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a phase shift mask blank for manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof, a phase shift mask for manufacturing a display device using the phase shift mask blank, and a manufacturing method thereof and a display device using the phase shift mask The manufacturing method will be described in detail.

<제1 실시 형태> <First Embodiment>

제1 실시 형태에서는, 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법에 대해서 설명한다. In the first embodiment, a phase shift mask blank for manufacturing a display device and its manufacturing method will be described.

제1 실시 형태의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에서는, 투명 기판을 준비하는 준비 공정과, 투명 기판의 주표면 상에, 스퍼터링에 의해, 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막을 형성하는 반투과막 형성 공정과, 광반투과막 상에, 스퍼터링에 의해, 크롬계 재료를 포함하는 에칭 마스크막을 형성하는 에칭 마스크막 형성 공정을 행한다. In the manufacturing method of the phase shift mask blank for manufacture of the display device of 1st Embodiment, the preparation process of preparing a transparent substrate, and sputtering on the main surface of a transparent substrate are formed, and the light semitransmissive film containing a metal silicide type material is formed. The semi-transmissive film forming process is performed, and an etching mask film forming process is performed on the light semitransmissive film to form an etching mask film containing a chromium-based material by sputtering.

이하, 각 공정을 상세하게 설명한다. Hereinafter, each process is explained in full detail.

1. 준비 공정 1. Preparation process

표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하는 경우, 우선, 투명 기판을 준비한다. When manufacturing a phase shift mask blank for manufacturing a display device, first, a transparent substrate is prepared.

투명 기판의 재료는, 사용하는 노광광에 대하여 투광성을 갖는 재료이면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 합성 석영 유리, 소다 석회 유리, 무알칼리 유리를 들 수 있다. The material of the transparent substrate is not particularly limited as long as it is a material that has translucency with respect to the exposure light used. For example, synthetic quartz glass, soda-lime glass, and alkali-free glass are mentioned.

2. 반투과막 형성 공정 2. Semi-permeable film formation process

다음에, 투명 기판의 주표면 상에, 스퍼터링에 의해, 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막을 형성한다. Next, a light semitransmissive film containing a metal silicide-based material is formed on the main surface of the transparent substrate by sputtering.

상세하게는, 이 반투과막 형성 공정에서는, 우선, 스퍼터 가스 분위기에서 스퍼터 파워를 인가하여 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막을 성막하는 성막 공정을 행한다. 그 후, 광반투과막을 대기에 노출시키는 일 없이 성막 공정 후에 연속해서, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 포함하는 가스 분위기에 광반투과막을 노출시키는 폭로 공정을 행한다. Specifically, in this semi-transmissive film forming step, first, a film forming step of applying a sputter power in a sputter gas atmosphere to form a light semitransmissive film containing a metal silicide-based material is performed. Subsequently, after exposing the light-semitransmissive film to the atmosphere, a process of exposing the light-semitransmissive film to a gas atmosphere containing a component that slows the wet etching rate of the light-semitransmissive film is performed continuously.

광반투과막은, 노광광의 위상을 바꾸는 성질을 갖는다. 이 성질에 의해, 광반투과막을 투과한 노광광과 투명 기판만을 투과한 노광광 사이에 소정의 위상차가 발생한다. 노광광이 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 복합광인 경우, 광반투과막은 대표 파장의 광에 대하여, 소정의 위상차를 발생시키도록 형성한다. 예를 들어, 노광광이 i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광인 경우, 광반투과막은 i선, h선 및 g선 중 어느 하나에 대해, 180도의 위상차를 발생시키도록 형성한다. 또한, 상술에서 설명한 위상 시프트 효과를 발휘하기 위해, 광반투과막의 위상차는 i선, h선 및 g선 중 어느 하나의 대표 파장에 대해, 180도±20도의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 광반투과막의 위상차는 i선, h선 및 g선 중 어느 하나의 대표 파장에 대해, 180도±10도의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 광반투과막의 투과율은 i선, h선 및 g선 중 어느 하나의 대표 파장에 있어서, 1% 이상 20% 이하가 바람직하다. 특히 바람직하게는, 광반투과막의 투과율은 i선, h선 및 g선 중 어느 하나의 대표 파장에 있어서, 3% 이상 10% 이하가 바람직하다. The light semitransmissive film has a property of changing the phase of exposure light. Due to this property, a predetermined phase difference occurs between the exposure light transmitted through the light semitransmissive film and the exposure light transmitted only through the transparent substrate. When the exposure light is a composite light containing light in a wavelength range of 300 nm or more and 500 nm or less, the light semitransmissive film is formed so as to generate a predetermined phase difference with respect to light having a representative wavelength. For example, when the exposure light is a composite light including i-line, h-line and g-line, the light semitransmissive film is formed to generate a phase difference of 180 degrees for any one of the i-line, h-line and g-line. In addition, in order to exert the phase shift effect described above, it is preferable to set the phase difference of the light semitransmissive film in a range of 180 degrees ± 20 degrees with respect to any representative wavelength of i-line, h-line, and g-line. More preferably, the phase difference of the light semitransmissive film is preferably set to a range of 180 degrees ± 10 degrees with respect to any one of i-ray, h-ray, and g-ray wavelengths. In addition, the transmittance of the light semitransmissive film is preferably 1% or more and 20% or less in any representative wavelength of i-line, h-line, and g-line. Particularly preferably, the transmittance of the light semitransmissive film is preferably 3% or more and 10% or less in any one of i-ray, h-ray, and g-ray wavelengths.

광반투과막을 구성하는 금속 실리사이드계 재료는, 노광광에 대해 소정의 투과율과 위상차가 생기는 것이면, 금속과, 규소를 포함하고 있으면 되고, 또 다른 원소를 포함해도 상관없다. 다른 원소로서는, 노광광에 있어서의 굴절률(n), 소쇠 계수(k)를 제어 가능한 원소이면 되고, 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 불소(F)로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로부터 선택된다. 예를 들어, 금속 실리사이드의 산화물, 금속 실리사이드의 산화질화물, 금속 실리사이드의 질화물, 금속 실리사이드의 탄화질화물, 금속 실리사이드의 산화탄화물, 금속 실리사이드의 탄화산화질화물 등을 들 수 있다. 또한, 웨트 에칭에 의한 패턴 제어성의 관점으로부터, 광반투과막을 구성하는 금속 실리사이드계 재료는, 금속과, 규소와, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 포함하는 재료로 하는 것이 바람직하다. 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분으로서, 예를 들어 질소(N), 탄소(C)를 들 수 있다. 금속으로서, 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 등의 전이 금속을 들 수 있다. 광반투과막을 구성하는 금속 실리사이드계 재료로서, 예를 들어, 금속 실리사이드의 질화물, 금속 실리사이드의 산화질화물, 금속 실리사이드의 산화탄화물, 금속 실리사이드의 탄화질화물, 금속 실리사이드의 탄화산화질화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 몰리브덴 실리사이드(MoSi)의 질화물, 탄탈륨 실리사이드(TaSi)의 질화물, 텅스텐 실리사이드(WSi)의 질화물, 티타늄 실리사이드(TiSi)의 질화물, 지르코늄 실리사이드(ZrSi)의 질화물, 몰리브덴 실리사이드의 산화질화물, 탄탈륨 실리사이드의 산화질화물, 텅스텐 실리사이드의 산화질화물, 티타늄 실리사이드의 산화질화물, 지르코늄 실리사이드의 산화질화물, 몰리브덴 실리사이드의 산화탄화물, 탄탈륨 실리사이드의 산화탄화물, 티타늄 실리사이드의 산화탄화물, 텅스텐 실리사이드의 산화탄화물, 지르코늄 실리사이드의 산화탄화물, 몰리브덴 실리사이드의 탄화질화물, 탄탈륨 실리사이드의 탄화질화물, 티타늄 실리사이드의 탄화질화물, 지르코늄 실리사이드의 탄화질화물, 텅스텐 실리사이드의 탄화질화물, 몰리브덴 실리사이드의 탄화산화질화물, 탄탈륨 실리사이드의 탄화산화질화물, 티타늄 실리사이드의 탄화산화질화물, 텅스텐 실리사이드의 탄화산화질화물, 지르코늄 실리사이드의 탄화산화질화물을 들 수 있다. The metal silicide-based material constituting the light semitransmissive film may contain metal and silicon as long as it has a predetermined transmittance and phase difference with respect to exposure light, and may contain another element. As another element, an element which can control the refractive index (n) and extinction coefficient (k) in exposure light may be sufficient, and it is at least 1 selected from oxygen (O), nitrogen (N), carbon (C), and fluorine (F). It is selected from the elements of the species. For example, oxides of metal silicides, oxynitrides of metal silicides, nitrides of metal silicides, carbon nitrides of metal silicides, oxide oxides of metal silicides, carbon oxide oxynitrides of metal silicides, and the like. In addition, from the viewpoint of pattern controllability by wet etching, it is preferable that the metal silicide-based material constituting the light semitransmissive film is a material containing a metal, silicon, and a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film. As a component for slowing the wet etching rate of the light semitransmissive film, nitrogen (N) and carbon (C) are exemplified. Examples of the metal include transition metals such as molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), and zirconium (Zr). Examples of the metal silicide-based material constituting the light semitransmissive film include metal silicide nitrides, metal silicide oxide nitrides, metal silicide oxide carbides, metal silicide carbonitrides, and metal silicide carbonitride oxides. Specifically, nitride of molybdenum silicide (MoSi), nitride of tantalum silicide (TaSi), nitride of tungsten silicide (WSi), nitride of titanium silicide (TiSi), nitride of zirconium silicide (ZrSi), oxynitride of molybdenum silicide, Oxide nitride of tantalum silicide, oxide nitride of tungsten silicide, oxide nitride of titanium silicide, oxide nitride of zirconium silicide, oxide carbide of molybdenum silicide, oxide oxide of tantalum silicide, oxide oxide of titanium silicide, oxide carbide of tungsten silicide, zirconium silicide Oxide carbide, molybdenum silicide carbonitride, tantalum silicide carbonitride, titanium silicide carbonitride, zirconium silicide carbonitride, tungsten silicide carbonitride, molybdenum silicide carbon There may be mentioned oxy-nitride, tantalum silicide oxide nitride carbide, carbide oxide of titanium silicide nitride, carbide, oxynitride, oxynitride carbide of zirconium silicide of tungsten silicide.

광반투과막을 구성하는 금속, 규소, 질소의 조성은, 노광광에 대한 원하는 위상차(180도±20도), 투과율(1% 이상 20% 이하), 웨트 에칭 특성(광반투과막 패턴의 단면 형상이나 CD 편차), 내약성의 관점으로부터 조정한다. 금속과 규소의 비율은, 금속:규소=1:1 이상 1:9 이하가 바람직하다. 질소의 함유량은, 25원자% 이상 55원자% 이하, 더욱 바람직하게는, 30원자% 이상 50원자% 이하가 바람직하다. The composition of the metal, silicon, and nitrogen constituting the light semitransmissive film includes a desired phase difference (180 ° ± 20 °) for exposure light, transmittance (1% or more and 20% or less), and wet etching characteristics (cross-sectional shape of the light semitransmissive film pattern or CD deviation). The ratio of metal to silicon is preferably metal: silicon = 1: 1 to 1: 9. The content of nitrogen is preferably 25 atomic% or more and 55 atomic% or less, more preferably 30 atomic% or more and 50 atomic% or less.

광반투과막의 성막 공정은, 금속과 규소를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용해서, 노광광에 있어서의 굴절률(n)과, 소쇠 계수(k)가 제어 가능한 성분을 갖는 가스를 포함하는 스퍼터 가스 분위기에서 행해진다. 이와 같은 가스로서, 산소 가스(O2), 일산화탄소 가스(CO), 이산화탄소 가스(CO2), 질소 가스(N2), 일산화질소 가스(NO), 이산화질소 가스(NO2), 일산화이질소 가스(N2O), 탄화수소계 가스(CH4 등), 탄화 불소계 가스(CF4 등), 질화 불소계 가스(NF3 등) 등의 활성 가스를 들 수 있다. 또한, 웨트 에칭에 의한 패턴 제어성의 관점으로부터, 광반투과막의 성막 공정은, 금속과 규소를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용해서, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 갖는 가스를 포함하는 스퍼터 가스 분위기에서 행해지는 것이 바람직하다. 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분으로서, 상술한 바와 같이, 예를 들어 질소(N), 탄소(C)를 들 수 있다. 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 갖는 가스로서, 질소 가스, 일산화질소 가스, 이산화질소 가스, 일산화이질소 가스, 일산화탄소 가스, 이산화탄소 가스, 탄화수소계 가스(CH4 등), 탄화 불소계 가스(CF4 등), 질화 불소계 가스(NF3 등) 등의 활성 가스를 들 수 있다. 스퍼터 가스 분위기 중에는, 불활성 가스로서, 헬륨 가스, 네온 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스 및 크세논 가스 등이 포함되어 있어도 좋다. 스퍼터 가스 분위기는, 예를 들어 헬륨 가스, 네온 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스 및 크세논 가스를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 불활성 가스와, 질소 가스, 일산화질소 가스 및 이산화질소 가스를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 활성 가스와의 혼합 가스를 포함한다.The light-semitransmissive film forming process was performed in a sputter gas atmosphere containing a gas having a component in which the refractive index (n) and extinction coefficient (k) in exposure light were controllable using a sputtering target containing metal and silicon. All. As such a gas, oxygen gas (O 2 ), carbon monoxide gas (CO), carbon dioxide gas (CO 2 ), nitrogen gas (N 2 ), nitrogen monoxide gas (NO), nitrogen dioxide gas (NO 2 ), nitrogen monoxide gas ( And active gases such as N 2 O), hydrocarbon-based gases (such as CH 4 ), fluorine-based gases (such as CF 4 ), and fluorine-based gases (such as NF 3 ). Further, from the viewpoint of pattern controllability by wet etching, a sputtering gas atmosphere comprising a gas having a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film using a sputtering target containing metal and silicon in the film forming process of the light semitransmissive film. It is preferably done in. As a component which slows the wet etching rate of the light semitransmissive film, nitrogen (N) and carbon (C) are mentioned, for example, as described above. As a gas having a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film, nitrogen gas, nitrogen monoxide gas, nitrogen dioxide gas, dinitrogen monoxide gas, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, hydrocarbon-based gas (CH 4, etc.), fluorocarbon gas (CF 4 Etc.) and active gases, such as fluorine nitride gas (NF 3 etc.). In the sputter gas atmosphere, helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, etc. may be included as an inert gas. The sputter gas atmosphere includes, for example, an inert gas containing at least one selected from the group comprising helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, and xenon gas, and nitrogen gas, nitrogen monoxide gas, and nitrogen dioxide gas. It contains the mixed gas with the active gas containing at least 1 sort (s) selected from the said group.

광반투과막의 성막 후의 폭로 공정은, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 갖는 가스를 포함하는 폭로용 가스 분위기에 광반투과막을 노출시킴으로써 행해진다. 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분으로서, 상술한 바와 같이, 예를 들어 질소(N)를 들 수 있다. 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 갖는 가스로서, 질소 가스 등의 활성 가스를 들 수 있다. 폭로용 가스 분위기 중에는, 불활성 가스로서, 헬륨 가스, 네온 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스, 크세논 가스 등이 포함되어 있어도 좋다. 폭로용 가스 분위기가 질소 가스와 불활성 가스와의 혼합 가스 분위기를 포함하는 경우, 불활성 가스에 대한 질소 가스의 비율(질소 가스/불활성 가스)은 20% 이상, 바람직하게는 30% 이상이다. The exposure process after the light-semitransmissive film is formed is performed by exposing the light-semitransmissive film to a gas atmosphere for exposure including a gas having a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film. As a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film, nitrogen (N) is mentioned, for example, as described above. As a gas having a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film, an active gas such as nitrogen gas can be mentioned. In the gas atmosphere for exposure, helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, etc. may be included as an inert gas. When the gas atmosphere for exposure includes a mixed gas atmosphere of nitrogen gas and inert gas, the ratio of nitrogen gas to nitrogen gas / inert gas to inert gas is 20% or more, preferably 30% or more.

광반투과막은 1개의 층을 포함하는 경우 및 복수의 층을 포함하는 경우 중 어느 하나이어도 좋다. 광반투과막이 복수의 층을 포함하는 경우, 광반투과막의 성막 공정 및 광반투과막의 성막 후의 폭로 공정은 복수회 행해진다. 성막 공정이 복수회 행해지는 경우, 광반투과막의 성막 시에 스퍼터링 타겟에 인가하는 스퍼터 파워를 작게 할 수 있다. The light-semitransmissive film may be either one of a layer or a plurality of layers. When the light semitransmissive film contains a plurality of layers, the film forming process of the light semitransmissive film and the exposing process after the film formation of the light semitransmissive film are performed multiple times. When the film forming step is performed multiple times, the sputter power applied to the sputtering target during film formation of the light semitransmissive film can be reduced.

3. 에칭 마스크막 형성 공정 3. Etching mask film forming process

다음에, 광반투과막 상에, 스퍼터링에 의해, 크롬계 재료를 포함하는 에칭 마스크막을 형성한다. Next, an etching mask film containing a chromium-based material is formed on the light semitransmissive film by sputtering.

에칭 마스크막은, 차광성을 갖는 경우 및 광반투과성을 갖는 경우 중 어느 하나이어도 좋다. 에칭 마스크막을 구성하는 크롬계 재료는, 크롬(Cr)을 포함하는 것이면, 특별히 제한되지 않는다. 에칭 마스크막을 구성하는 크롬계 재료로서, 예를 들어, 크롬(Cr), 크롬의 산화물, 크롬의 질화물, 크롬의 탄화물, 크롬의 불화물, 그들을 적어도 하나 포함하는 재료를 들 수 있다. The etching mask film may be either light-shielding or light-transmissive. The chromium-based material constituting the etching mask film is not particularly limited as long as it contains chromium (Cr). Examples of the chromium-based material constituting the etching mask film include chromium (Cr), chromium oxide, chromium nitride, chromium carbide, and chromium fluoride, and materials containing at least one of them.

이 마스크막 형성 공정은, 크롬 또는 크롬 화합물을 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용해서, 예를 들어 헬륨 가스, 네온 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스 및 크세논 가스를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 불활성 가스와, 산소 가스, 질소 가스, 이산화탄소 가스, 산화질소계 가스, 탄화수소계 가스 및 불소계 가스를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 활성 가스와의 혼합 가스를 포함하는 스퍼터 가스 분위기에서 행해진다. This mask film forming process includes at least one selected from the group consisting of, for example, helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, and xenon gas, using a sputtering target containing a chromium or chromium compound. In a sputter gas atmosphere containing a mixed gas of an inert gas and at least one selected from the group consisting of oxygen gas, nitrogen gas, carbon dioxide gas, nitrogen oxide gas, hydrocarbon gas and fluorine gas. Is done.

에칭 마스크막은 1개의 층을 포함하는 경우 및 복수의 층을 포함하는 경우 중 어느 하나이어도 좋다. 에칭 마스크막이 복수의 층을 포함하는 경우, 예를 들어 광반투과막측에 형성되는 차광층과 차광층 상에 형성되는 반사 방지층을 포함하는 적층 구조의 경우나, 광반투과막과 접하도록 형성되는 절연층과 절연층 상에 형성되는 차광층과 차광층 상에 형성되는 반사 방지층을 포함하는 적층 구조의 경우가 있다. 차광층은 1개의 층을 포함하는 경우 및 복수의 층을 포함하는 경우 중 어느 하나이어도 좋다. 차광층으로서, 예를 들어 크롬질화막(CrN), 크롬탄화막(CrC), 크롬탄화질화막(CrCN)을 들 수 있다. 반사 방지층은 1개의 층을 포함하는 경우 및 복수의 층을 포함하는 경우 중 어느 하나이어도 좋다. 반사 방지층으로서, 예를 들어 크롬산화질화막(CrON)을 들 수 있다. 절연층은, 예를 들어 Cr을 50원자% 미만 포함하는 CrCO 또는 CrCON을 포함하고, 10㎚ 이상 50㎚ 이하의 두께를 갖는다. 크롬계 재료를 포함하는 에칭 마스크막을 웨트 에칭할 때, 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막으로부터 금속 이온이 녹기 시작한다. 그 때, 전자가 발생한다. 광반투과막과 접하도록 절연층을 형성하는 경우, 광반투과막으로부터 금속 이온이 녹기 시작할 때에, 발생한 전자가 에칭 마스크막에 공급되는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 에칭 마스크막을 웨트 에칭할 때의 면 내에서의 에칭 속도를 균일하게 할 수 있다. The etching mask film may be either one of a layer or a plurality of layers. When the etching mask film includes a plurality of layers, for example, in the case of a laminated structure comprising a light-shielding layer formed on the light-semitransmissive film side and an anti-reflection layer formed on the light-shielding layer, or an insulating layer formed to contact the light-semitransmissive film There is a case of a laminated structure including a light blocking layer formed on an insulating layer and an antireflection layer formed on a light blocking layer. The light-shielding layer may be any one of a case including one layer and a case of including a plurality of layers. As a light shielding layer, a chromium nitride film (CrN), a chromium carbide film (CrC), and a chromium carbonitride film (CrCN) are mentioned, for example. The anti-reflection layer may be any one of a single layer and a plurality of layers. As an antireflection layer, a chromium oxynitride film (CrON) is mentioned, for example. The insulating layer contains, for example, CrCO or CrCON containing less than 50 atomic% Cr, and has a thickness of 10 nm or more and 50 nm or less. When wet etching the etching mask film containing the chromium-based material, metal ions begin to melt from the light semitransmissive film containing the metal silicide-based material. At that time, electrons are generated. When the insulating layer is formed to be in contact with the light semitransmissive film, it is possible to prevent electrons generated when metal ions begin to melt from the light semitransmissive film to be supplied to the etching mask film. For this reason, the etching rate in the surface when wet etching the etching mask film can be made uniform.

제1 실시 형태의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크는, 이와 같은 준비 공정과, 반투과막 형성 공정과, 에칭 마스크막 형성 공정에 의해 제조된다. The phase shift mask blank for manufacturing the display device of the first embodiment is produced by such a preparatory step, a semi-transmissive film forming step, and an etching mask film forming step.

도 4는 광반투과막 및 에칭 마스크막의 형성에 사용하는 스퍼터링 장치의 일례를 나타내는 모식도이다.4 is a schematic view showing an example of a sputtering device used for forming a light semitransmissive film and an etching mask film.

도 4에 도시하는 스퍼터링 장치(11)는 인라인형이며, 반입 챔버(LL), 제1 스퍼터 챔버(SP1), 버퍼 챔버(BU), 제2 스퍼터 챔버(SP2) 및 반출 챔버(ULL)의 5개의 챔버를 포함하고 있다. 이들 5개의 챔버가 순번대로 연속해서 배치되어 있다. The sputtering apparatus 11 shown in FIG. 4 is in-line, and 5 of the carry-in chamber LL, the first sputter chamber SP1, the buffer chamber BU, the second sputter chamber SP2 and the carry-out chamber ULL It contains two chambers. These five chambers are sequentially arranged in sequence.

트레이(도시하지 않음)에 탑재된 투명 기판(12)은, 소정의 반송 속도로, 화살표 S의 방향으로, 반입 챔버(LL), 제1 스퍼터 챔버(SP1), 버퍼 챔버(BU), 제2 스퍼터 챔버(SP2) 및 반출 챔버(ULL)의 순번대로 반송될 수 있다. 또한, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 투명 기판(12)은, 화살표 S와 반대의 방향으로, 반출 챔버(ULL), 제2 스퍼터 챔버(SP2), 버퍼 챔버(BU), 제1 스퍼터 챔버(SP1) 및 반입 챔버(LL)의 순번대로 복귀될 수 있다. The transparent substrate 12 mounted on the tray (not shown), at a predetermined conveying speed, in the direction of the arrow S, is brought into the carry-in chamber LL, the first sputter chamber SP1, the buffer chamber BU, and the second. The sputtering chamber SP2 and the carrying-out chamber ULL may be transported in sequence. In addition, the transparent substrate 12 mounted on the tray (not shown), in the direction opposite to the arrow S, is taken out chamber ULL, second sputter chamber SP2, buffer chamber BU, first sputter chamber (SP1) and the return chamber LL may be sequentially returned.

반입 챔버(LL)와 제1 스퍼터 챔버(SP1), 제2 스퍼터 챔버(SP2)와 반출 챔버(ULL)는 구획판에 의해 구획되어 있다. 제1 스퍼터 챔버(SP1), 버퍼 챔버(BU), 제2 스퍼터 챔버(SP2)는 GV(게이트 밸브)로 구획되어 있지 않고, 3개의 챔버가 연결된 큰 용기를 포함하고 있다. The carrying-in chamber LL, the first sputtering chamber SP1, the second sputtering chamber SP2 and the carrying-out chamber ULL are partitioned by a partition plate. The first sputter chamber SP1, the buffer chamber BU, and the second sputter chamber SP2 are not partitioned by a GV (gate valve), and include a large container in which three chambers are connected.

또한, 반입 챔버(LL) 및 반출 챔버(ULL)는 구획판에 의해 스퍼터링 장치(11)의 외부로부터 구획될 수 있다. Further, the carry-in chamber LL and the carry-out chamber ULL may be partitioned from the outside of the sputtering device 11 by a partition plate.

반입 챔버(LL), 버퍼 챔버(BU) 및 반출 챔버(ULL)는, 배기를 행하는 배기 장치(도시하지 않음)에 접속되어 있다. The carry-in chamber LL, the buffer chamber BU, and the carry-out chamber ULL are connected to an exhaust device (not shown) for performing exhaust.

제1 스퍼터 챔버(SP1)에는, 반입 챔버(LL)측에, 광반투과막을 형성하기 위한 금속과 규소를 포함하는 제1 스퍼터링 타겟(13)이 배치되고, 제1 스퍼터링 타겟(13) 부근에는, 제1 가스 도입구(GA1)(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 또한, 제1 스퍼터 챔버(SP1)에는, 버퍼 챔버(BU)측에, 에칭 마스크막을 형성하기 위한 크롬을 포함하는 제2 스퍼터링 타겟(14)이 배치되고, 제2 스퍼터링 타겟(14) 부근에는, 제2 가스 도입구(GA2)(도시하지 않음)가 배치되어 있다. In the first sputtering chamber SP1, a first sputtering target 13 including metal and silicon for forming a light semitransmissive film is disposed on the carrying chamber LL side, and in the vicinity of the first sputtering target 13, The first gas introduction port GA1 (not shown) is disposed. Further, in the first sputtering chamber SP1, a second sputtering target 14 containing chromium for forming an etching mask film is disposed on the buffer chamber BU side, and in the vicinity of the second sputtering target 14, A second gas introduction port GA2 (not shown) is provided.

제2 스퍼터 챔버(SP2)에는, 버퍼 챔버(BU)측에, 에칭 마스크막을 형성하기 위한 크롬을 포함하는 제3 스퍼터링 타겟(15)이 배치되고, 제3 스퍼터링 타겟(15) 부근에는, 제3 가스 도입구(GA31)(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 또한, 제2 스퍼터 챔버(SP2)에는, 반출 챔버(ULL)측에, 에칭 마스크막을 형성하기 위한 크롬을 포함하는 제4 스퍼터링 타겟(16)이 배치되고, 제4 스퍼터링 타겟 부근에는, 제4 가스 도입구(GA4)(도시하지 않음)가 배치되어 있다. In the second sputter chamber SP2, a third sputtering target 15 containing chromium for forming an etching mask film is disposed on the buffer chamber BU side, and in the vicinity of the third sputtering target 15, a third A gas introduction port GA31 (not shown) is provided. Further, in the second sputtering chamber SP2, a fourth sputtering target 16 containing chromium for forming an etching mask film is disposed on the discharge chamber ULL side, and in the vicinity of the fourth sputtering target, a fourth gas An introduction port GA4 (not shown) is provided.

도 4에서는, 제1 스퍼터링 타겟(13), 제2 스퍼터링 타겟(14), 제3 스퍼터링 타겟 및 제4 스퍼터링 타겟(15)에, 해칭을 부여하여 나타내고 있다. In FIG. 4, hatching is given to the first sputtering target 13, the second sputtering target 14, the third sputtering target, and the fourth sputtering target 15.

도 4에 도시하는 인라인형의 스퍼터링 장치(11)를 사용해서, 광반투과막 및 에칭 마스크막을 형성하는 경우, 우선, 광반투과막을 형성하기 위해, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 투명 기판(12)을 반입 챔버(LL)에 반입한다. When the light semitransmissive film and the etching mask film are formed using the inline sputtering device 11 shown in FIG. 4, first, to form the light semitransmissive film, a transparent substrate 12 mounted on a tray (not shown) ) Is carried into the transfer chamber LL.

스퍼터링 장치(11)의 내부를 소정의 진공도로 한 후, 제1 가스 도입구(GA1)로부터 소정의 유량의, 상술한 활성 가스, 구체적으로는 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 갖는 가스를 포함하는 스퍼터링 가스를 도입하고, 또한, 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4) 중 적어도 한쪽으로부터 제2 스퍼터 챔버(SP2)에, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 갖는 가스를 포함하는 폭로용 가스를 도입하고, 제1 스퍼터링 타겟(13)에 소정의 스퍼터 파워를 인가한다. 스퍼터 파워의 인가, 스퍼터링 가스의 도입, 폭로용 가스의 도입은, 투명 기판(12)이 반출 챔버(ULL)에 반송될 때까지 계속한다. After making the inside of the sputtering device 11 at a predetermined vacuum degree, a gas having a predetermined flow rate from the first gas inlet GA1, the active gas described above, specifically, a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film. Introducing a sputtering gas containing, and further slowing the wet etching rate of the light semitransmissive film from at least one of the third gas inlet GA3 and the fourth gas inlet GA4 to the second sputter chamber SP2. A gas for exposure including a gas having a component is introduced, and a predetermined sputtering power is applied to the first sputtering target 13. The application of sputter power, introduction of sputtering gas, and introduction of gas for exposure continue until the transparent substrate 12 is conveyed to the discharge chamber ULL.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 투명 기판(12)을, 소정의 반송 속도로, 화살표 S의 방향으로, 반입 챔버(LL), 제1 스퍼터 챔버(SP1), 버퍼 챔버(BU), 제2 스퍼터 챔버(SP2) 및 반출 챔버(ULL)의 순번대로 반송한다. 투명 기판(12)이 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 스퍼터링 타겟(13) 부근을 통과할 때에, 반응성 스퍼터링에 의해, 투명 기판(12)의 주표면 상에, 소정의 막 두께의 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막이 성막된다. 또한, 투명 기판(12)이 제2 스퍼터 챔버(SP2)를 통과하는 동안, 광반투과막이, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 갖는 가스를 포함하는 폭로용 가스 분위기에 노출된다. Thereafter, the transparent substrate 12 mounted on the tray (not shown), at a predetermined conveying speed, in the direction of the arrow S, is brought into the carry-in chamber LL, the first sputter chamber SP1, and the buffer chamber BU , The second sputter chamber (SP2) and the transfer chamber (ULL) in order. When the transparent substrate 12 passes around the first sputtering target 13 of the first sputtering chamber SP1, by reactive sputtering, metal silicide of a predetermined film thickness is formed on the main surface of the transparent substrate 12 A light semitransmissive film containing a system material is formed. Further, while the transparent substrate 12 passes through the second sputter chamber SP2, the light semitransmissive film is exposed to a gas atmosphere for exposure including a gas having a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film.

2층째의 광반투과막의 성막을 행하는 경우, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 투명 기판(12)을, 화살표 S와 반대의 방향으로, 반출 챔버(ULL), 제2 스퍼터 챔버(SP2), 버퍼 챔버(BU), 제1 스퍼터 챔버(SP1) 및 반입 챔버(LL)의 순번대로 복귀하고, 다시, 상술한 광반투과막의 성막을 행한다. 투명 기판(12)을 반입 챔버(LL)로 복귀할 때, 제1 스퍼터 챔버(SP1) 및 제2 스퍼터 챔버(SP2)에, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 갖는 가스를 포함하는 폭로용 가스를 도입하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 투명 기판(12)을 반입 챔버(LL)로 복귀하는 동안, 광반투과막을, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 갖는 가스를 포함하는 폭로용 가스 분위기에 노출시킬 수 있다. In the case of forming the second layer of the light semitransmissive film, the transparent substrate 12 mounted on the tray (not shown), in the direction opposite to the arrow S, is carried out in the ejection chamber ULL, the second sputter chamber SP2, and the buffer. The chamber BU, the first sputtering chamber SP1, and the carrying-in chamber LL are returned in order, and the above-mentioned light semitransmissive film is formed again. When returning the transparent substrate 12 to the carry-in chamber LL, the first sputtering chamber SP1 and the second sputtering chamber SP2 are exposed with gas having a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film. It is preferable to introduce a solvent gas. Thereby, while returning the transparent substrate 12 to the carrying-in chamber LL, the light semitransmissive film can be exposed to a gas atmosphere for exposure including a gas having a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film.

3층째 및 4층째의 광반투과막의 성막을 행하는 경우도, 마찬가지로 행한다.In the case of forming the third and fourth layers of the light semitransmissive film, the same is done.

이와 같이 하여 투명 기판(12)의 주표면 상에 광반투과막을 형성한 후, 스퍼터링 장치(11)의 외부에 투명 기판(12)을 취출하지 않고 연속해서 에칭 마스크막을 형성하는 경우에는, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 투명 기판(12)을, 화살표 S와 반대의 방향으로, 반출 챔버(ULL), 제2 스퍼터 챔버(SP2), 버퍼 챔버(BU), 제1 스퍼터 챔버(SP1) 및 반입 챔버(LL)의 순번대로 복귀한다. 한편, 광반투과막의 형성 후, 일단 스퍼터링 장치(11)의 외부에 투명 기판(12)을 취출한 후, 에칭 마스크막을 형성하는 경우에는, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 투명 기판(12)을 반입 챔버(LL)에 반입한 후, 상술한 바와 같이, 스퍼터링 장치(11)의 내부를 소정의 진공도로 한다. In this way, after the light semitransmissive film is formed on the main surface of the transparent substrate 12, the etching mask film is continuously formed without taking out the transparent substrate 12 on the outside of the sputtering device 11. The transparent substrate 12 mounted on the substrate is not carried in the direction opposite to the arrow S, and is carried out by the carrying-out chamber ULL, the second sputtering chamber SP2, the buffer chamber BU, the first sputtering chamber SP1, and carrying in. The chamber LL is returned in turn. On the other hand, after forming the light semitransmissive film, once the transparent substrate 12 is taken out of the sputtering device 11, and when forming an etching mask film, the transparent substrate 12 mounted on a tray (not shown) is used. After carrying into the carrying-in chamber LL, as described above, the inside of the sputtering device 11 is set to a predetermined vacuum degree.

차광층과 반사 방지층을 포함하는 적층 구조의 에칭 마스크막을 형성하는 경우에는, 그 후, 스퍼터링 장치(11)의 내부를 소정의 진공도로 한 상태에서, 제2 가스 도입구(GA2)로부터 소정의 유량의 스퍼터링 가스를 도입하고, 제2 스퍼터링 타겟(14)에 소정의 스퍼터 파워를 인가한다. 또한, 제3 가스 도입구(GA3)로부터 소정의 유량의 스퍼터링 가스를 도입하고, 제3 스퍼터링 타겟(15)에 소정의 스퍼터 파워를 인가한다. 또한, 제4 가스 도입구(GA4)로부터 소정의 유량의 스퍼터링 가스를 도입하고, 제4 스퍼터링 타겟(16)에 소정의 스퍼터 파워를 인가한다. 스퍼터 파워의 인가, 스퍼터링 가스의 도입은, 투명 기판(12)이 반출 챔버(ULL)에 반송될 때까지 계속한다. When forming an etching mask film of a laminated structure including a light-shielding layer and an anti-reflection layer, thereafter, while the inside of the sputtering device 11 is set to a predetermined vacuum, a predetermined flow rate from the second gas introduction port GA2 Sputtering gas is introduced, and a predetermined sputtering power is applied to the second sputtering target 14. Further, sputtering gas having a predetermined flow rate is introduced from the third gas introduction port GA3, and a predetermined sputtering power is applied to the third sputtering target 15. Further, sputtering gas having a predetermined flow rate is introduced from the fourth gas introduction port GA4, and a predetermined sputtering power is applied to the fourth sputtering target 16. The application of sputtering power and introduction of sputtering gas continue until the transparent substrate 12 is conveyed to the delivery chamber ULL.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 투명 기판(12)을, 소정의 반송 속도로, 화살표 S의 방향으로, 반입 챔버(LL), 제1 스퍼터 챔버(SP1), 버퍼 챔버(BU), 제2 스퍼터 챔버(SP2) 및 반출 챔버(ULL)의 순번대로 반송한다. 투명 기판(12)이 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제2 스퍼터링 타겟(14) 부근을 통과할 때에, 반응성 스퍼터링에 의해, 광반투과막 상에, 소정의 막 두께의 크롬계 재료를 포함하는 차광층이 성막된다. 또한, 투명 기판(12)이 제2 스퍼터 챔버(SP2)의 제3 스퍼터링 타겟(15) 및 제4 스퍼터링 타겟(16) 부근을 통과할 때에, 반응성 스퍼터링에 의해, 차광층 상에, 소정의 막 두께의 크롬계 재료를 포함하는 차광층이나 반사 방지층이 성막된다. Thereafter, the transparent substrate 12 mounted on the tray (not shown), at a predetermined conveying speed, in the direction of the arrow S, is brought into the carry-in chamber LL, the first sputter chamber SP1, and the buffer chamber BU , The second sputter chamber (SP2) and the transfer chamber (ULL) in order. When the transparent substrate 12 passes around the second sputtering target 14 of the first sputtering chamber SP1, light-shielding containing a chromium-based material of a predetermined film thickness on the light semitransmissive film by reactive sputtering The layer is formed. In addition, when the transparent substrate 12 passes around the third sputtering target 15 and the fourth sputtering target 16 of the second sputtering chamber SP2, by reactive sputtering, a predetermined film is formed on the light-shielding layer. A light-shielding layer or anti-reflection layer containing a thick chromium-based material is formed.

광반투과막 상에, 차광층과 반사 방지층을 포함하는 적층 구조의 에칭 마스크막을 형성한 후, 투명 기판(12)을 스퍼터링 장치(11)의 외부에 취출한다. After forming the etching mask film of the laminated structure containing the light-shielding layer and the anti-reflection layer on the light semitransmissive film, the transparent substrate 12 is taken out of the sputtering device 11.

한편, 절연층과 차광층과 반사 방지층을 포함하는 적층 구조의 에칭 마스크막을 형성하는 경우에는, 투명 기판(12) 상에 광반투과막을 형성한 후, 스퍼터링 장치(11)의 내부를 소정의 진공도로 한 상태에서, 제2 가스 도입구(GA2)로부터 소정의 유량의 스퍼터링 가스를 도입하고, 제2 스퍼터링 타겟(14)에 소정의 스퍼터 파워를 인가한다. On the other hand, when forming an etching mask film having a laminated structure including an insulating layer, a light-blocking layer, and an anti-reflection layer, after forming a light semitransmissive film on the transparent substrate 12, the inside of the sputtering device 11 is set to a predetermined vacuum degree. In one state, sputtering gas having a predetermined flow rate is introduced from the second gas introduction port GA2, and a predetermined sputtering power is applied to the second sputtering target 14.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 투명 기판(12)을, 소정의 반송 속도로, 화살표 S의 방향으로, 반입 챔버(LL), 제1 스퍼터 챔버(SP1), 버퍼 챔버(BU), 제2 스퍼터 챔버(SP2) 및 반출 챔버(ULL)의 순번대로 반송한다. 투명 기판(12)이 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제2 스퍼터링 타겟(14) 부근을 통과할 때에, 반응성 스퍼터링에 의해, 광반투과막 상에, 소정의 막 두께의 크롬계 재료를 포함하는 절연층이 성막된다. Thereafter, the transparent substrate 12 mounted on the tray (not shown), at a predetermined conveying speed, in the direction of the arrow S, is brought into the carry-in chamber LL, the first sputter chamber SP1, and the buffer chamber BU , The second sputter chamber (SP2) and the transfer chamber (ULL) in order. When the transparent substrate 12 passes around the second sputtering target 14 of the first sputtering chamber SP1, by reactive sputtering, insulation comprising a chromium-based material of a predetermined film thickness on the light semitransmissive film The layer is formed.

그 후, 차광층 및 반사 방지층의 성막을 행하기 위해, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 투명 기판(12)을, 화살표 S와 반대의 방향으로, 반출 챔버(ULL), 제2 스퍼터 챔버(SP2), 버퍼 챔버(BU), 제1 스퍼터 챔버(SP1) 및 반입 챔버(LL)의 순번대로 복귀하고, 상술한 바와 같이, 차광층 및 반사 방지층을 성막한다. Thereafter, in order to form the light-shielding layer and the anti-reflection layer, the transparent substrate 12 mounted on the tray (not shown), in the direction opposite to the arrow S, is carried out in the discharge chamber ULL and the second sputter chamber ( SP2), the buffer chamber BU, the first sputter chamber SP1, and the return chamber LL are sequentially returned, and as described above, a light-shielding layer and an anti-reflection layer are formed.

광반투과막 상에, 절연층과 차광층과 반사 방지층을 포함하는 적층 구조의 에칭 마스크막을 형성한 후, 투명 기판(12)을 스퍼터링 장치(11)의 외부에 취출한다. After forming an etching mask film having a laminated structure including an insulating layer, a light-blocking layer, and an anti-reflection layer on the light semitransmissive film, the transparent substrate 12 is taken out of the sputtering device 11.

이와 같이 하여 제조된 제1 실시 형태의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크는, 투명 기판과, 투명 기판의 주표면 상에 형성된, 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막과, 광반투과막 상에 형성된, 크롬계 재료를 포함하는 에칭 마스크막을 구비하고, 광반투과막과 에칭 마스크막과의 계면에 조성 경사 영역이 형성되어 있다. The phase shift mask blank for manufacturing the display device of the first embodiment manufactured as described above is formed on a transparent substrate, a light semitransmissive film comprising a metal silicide-based material formed on a main surface of the transparent substrate, and a light semitransmissive film. The formed etching mask film containing a chromium-based material is provided, and a composition gradient region is formed at the interface between the light semitransmissive film and the etching mask film.

이하, 제1 실시예의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 X선 광전자 분광법(XPS)에 의한 깊이 방향의 조성 분석 결과를 나타내는 도 5를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the phase shift mask blank of the first embodiment will be described with reference to FIG. 5 showing the result of compositional analysis in the depth direction by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

조성 경사 영역 P는, 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석 결과에 있어서, 광반투과막에 기인하는 실리콘(규소:Si) 피크 및 몰리브덴(Mo) 피크가 출현하고 나서 에칭 마스크막에 기인하는 크롬(Cr) 피크가 소실될 때까지의 영역이다. The composition gradient region P is an etching mask film after the appearance of silicon (silicon: Si) peaks and molybdenum (Mo) peaks due to the light semitransmissive film in the composition analysis results in the depth direction by XPS with respect to the phase shift mask blank. This is the region until the chromium (Cr) peak due to disappears.

조성 경사 영역 P에서는, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분(도 5에서는, 질소(N))의 비율이, 깊이 방향을 향해 단계적 및/또는 연속적으로 단조 증가하고 있다. In the composition gradient region P, the proportion of the component (in FIG. 5, nitrogen (N)) that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film is monotonically increasing stepwise and / or continuously toward the depth direction.

또한, 조성 경사 영역 P에서는, 산소의 비율은 조성 균일 영역 Q에서의 산소의 비율과 거의 바뀌지 않고, 실질적으로 균일하게 포함되어 있다. 조성 경사 영역 P에 있어서의 산소의 비율(함유량)이, 20원자% 이하, 바람직하게는 10원자% 이하, 더욱 바람직하게는 5원자% 이하이다. In addition, in the composition inclined region P, the proportion of oxygen hardly changes with the proportion of oxygen in the composition uniform region Q, and is contained substantially uniformly. The proportion (content) of oxygen in the composition gradient region P is 20 atomic% or less, preferably 10 atomic% or less, and more preferably 5 atomic% or less.

또한, 조성 경사 영역 P에 있어서의 상기 에칭 마스크막과의 경계에서의 규소(Si)에 대한 질소(N)의 비율(N/Si)의 최대값이 3.0 이상 30 이하, 바람직하게는 3.5 이상 25 이하, 더욱 바람직하게는 4.0 이상 20 이하이다. 단, 상기 경계는, 상기 위상 시프트 마스크 블랭크를 상기 에칭 마스크막측으로부터 X선 광전자 분광법에 의해, 측정 스텝을 0.5분의 조건에서 조성 분석을 행하였을 때에, 처음에 1원자% 이상의 규소(Si)가 검출되는 위치로 한다. In addition, the maximum value of the ratio (N / Si) of nitrogen (N) to silicon (Si) at the boundary with the etching mask film in the composition gradient region P is 3.0 or more and 30 or less, preferably 3.5 or more and 25 Below, it is more preferably 4.0 or more and 20 or less. However, as for the boundary, when the phase shift mask blank was subjected to composition analysis under the condition of 0.5 min for the measurement step by X-ray photoelectron spectroscopy from the etching mask film side, silicon (Si) of 1 atomic% or more was initially found. Let it be the position to be detected.

광반투과막의 조성은 실질적으로 균일하다. 단, 광반투과막과 에칭 마스크막과의 계면에는, 상술한 조성 경사 영역 P가 형성되고, 광반투과막과 투명 기판과의 계면에도, 조성이 경사지는 영역이 형성되므로, 그들 부분의 조성은 균일하지 않다. 조성 균일 영역 Q는 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석 결과에 있어서, 에칭 마스크막에 기인하는 크롬(Cr) 피크가 소실되고 나서 투명 기판에 기인하는 산소(O) 피크가 출현할 때까지의 영역이다. The composition of the light semitransmissive film is substantially uniform. However, the above-mentioned composition gradient region P is formed at the interface between the light semitransmissive film and the etching mask film, and the region where the composition is inclined is also formed at the interface between the light semitransmissive film and the transparent substrate. Do not. In the composition uniformity region Q, in the composition analysis result in the depth direction by XPS of the phase shift mask blank, the chromium (Cr) peak due to the etching mask film disappeared, and then the oxygen (O) peak due to the transparent substrate appeared. This is the area until you do.

조성 균일 영역 Q에서는, 몰리브덴(Mo), 규소(Si) 및 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분(도 5에서는, 질소(N))의 각각의 비율의 변동이, 5원자% 이하, 바람직하게는 3원자% 이하이다. In the composition uniform region Q, the variation in the proportion of each of the components (slow in the nitrogen (N) in FIG. 5) that slows the wet etching rate of molybdenum (Mo), silicon (Si), and light semitransmissive film is preferably 5 atomic% or less, It is 3 atomic% or less.

광반투과막이 복수의 층을 포함하는 경우, 각 층의 두께 방향의 중심 부근에서의 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분(도 5에서는, 질소(N))의 조성에 대한 각 층의 계면(도 5에서는, 스퍼터 시간이 25분일 때)에 있어서의 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분(도 5에서는, 질소(N))의 조성의 감소가 3원자% 이하, 바람직하게는 2원자% 이하이다. When the light semitransmissive film includes a plurality of layers, the interface of each layer to the composition of a component (in FIG. 5, nitrogen (N)) that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film near the center of the thickness direction of each layer ( In Fig. 5, the decrease in the composition of the component (in Fig. 5, nitrogen (N)) that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film in the case of sputtering time of 25 minutes is 3 atomic% or less, preferably 2 atomic% Is below.

이 제1 실시 형태의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 의하면, 투명 기판의 주표면 상에, 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막을 형성하고, 광반투과막 상에, 크롬계 재료를 포함하는 에칭 마스크막을 형성한다. 광반투과막의 형성은 광반투과막을 성막하고, 광반투과막을 대기에 노출시키는 일 없이 성막 후에 연속해서, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 포함하는 가스 분위기에 광반투과막을 노출시킴으로써 행해진다. 성막 후에 연속해서, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 포함하는 가스 분위기에 광반투과막을 노출시킴으로써, 광반투과막의 표면으로부터의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분의 이탈을 방지할 수 있다. 이 때문에, 웨트 에칭에 의해, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 수직에 가까운 단면 형상으로 광반투과막을 패터닝 가능한 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 수 있다. 또한, 웨트 에칭에 의해, CD 편차가 작은 단면 형상으로 광반투과막을 패터닝 가능한 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 수 있다. According to the manufacturing method of the phase shift mask blank for manufacturing the display device of this 1st Embodiment, the light semitransmissive film containing a metal silicide type material is formed on the main surface of a transparent substrate, and on the light semitransmissive film, a chromium type material An etching mask film is formed. The light semitransmissive film is formed by forming the light semitransmissive film and exposing the light semitransmissive film to a gas atmosphere containing a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film continuously after the film is formed without exposing the light semitransmissive film to the atmosphere. By successively exposing the light-semitransmissive film to a gas atmosphere containing a component that slows the wet etching rate of the light-semitransmissive film after the film formation, it is possible to prevent separation of components that slow the wet etch rate from the surface of the light-semitransmissive film. For this reason, it is possible to manufacture a phase shift mask blank capable of patterning the light semitransmissive film in a cross-sectional shape close to vertically capable of sufficiently exhibiting a phase shift effect by wet etching. Further, by wet etching, a phase shift mask blank capable of patterning the light semitransmissive film in a cross-sectional shape with a small CD deviation can be produced.

또한, 이 제1 실시 형태의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크에 의하면, 투명 기판의 주표면 상에 형성된, 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막과, 광반투과막 상에 형성된, 크롬계 재료를 포함하는 에칭 마스크막을 구비하고 있다. 광반투과막과 에칭 마스크막과의 계면에 형성되는 조성 경사 영역 P에서는, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분의 비율이, 깊이 방향을 향해 단계적 및/또는 연속적으로 증가하고 있다. 이 때문에, 웨트 에칭에 의해, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 수직에 가까운 단면 형상으로 광반투과막을 패터닝 가능한 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻을 수 있다. 또한, 웨트 에칭에 의해, CD 편차가 작은 단면 형상으로 광반투과막을 패터닝 가능한 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻을 수 있다. Moreover, according to the phase shift mask blank for manufacture of the display device of this 1st Embodiment, the light semitransmissive film containing the metal silicide type material formed on the main surface of a transparent substrate, and the chrome type material formed on the light semitransmissive film are provided. It is equipped with the etching mask film containing. In the composition inclined region P formed at the interface between the light semitransmissive film and the etching mask film, the proportion of components that slow the wet etching rate of the light semitransmissive film is gradually and / or continuously increasing toward the depth direction. For this reason, a phase shift mask blank capable of patterning the light semitransmissive film in a cross-sectional shape close to vertically capable of sufficiently exhibiting a phase shift effect by wet etching can be obtained. Further, by wet etching, a phase shift mask blank capable of patterning the light semitransmissive film in a cross-sectional shape with a small CD deviation can be obtained.

<제2 실시 형태> <Second Embodiment>

제2 실시 형태에서는, 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법에 대해서 설명한다. In the second embodiment, a phase shift mask for manufacturing a display device and its manufacturing method will be described.

제2 실시 형태의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에서는, 우선, 제1 실시 형태에서 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 의해 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크의 에칭 마스크막 상에, 또는, 제1 실시 형태에서 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크의 에칭 마스크막 상에, 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정을 행한다. In the method of manufacturing the phase shift mask for manufacturing a display device of the second embodiment, first, on the etching mask film of the phase shift mask blank obtained by the method of manufacturing the phase shift mask blank for manufacturing the display device described in the first embodiment, Alternatively, a resist pattern forming step of forming a resist pattern is performed on the etching mask film of the phase shift mask blank for manufacturing the display device described in the first embodiment.

상세하게는, 이 레지스트 패턴 형성 공정에서는, 우선, 에칭 마스크막 상에 레지스트막을 형성한다. 그 후, 레지스트막에 대해 소정의 크기의 패턴을 묘화한다. 그 후, 레지스트막을 소정의 현상액으로 현상하여, 레지스트 패턴을 형성한다. Specifically, in this resist pattern forming step, first, a resist film is formed on the etching mask film. Then, a pattern of a predetermined size is drawn on the resist film. Thereafter, the resist film is developed with a predetermined developer to form a resist pattern.

레지스트막에 묘화하는 패턴으로서, 라인 앤 스페이스 패턴이나 홀 패턴을 들 수 있다. Examples of the pattern to be drawn on the resist film include a line and space pattern and a hole pattern.

다음에, 레지스트 패턴을 마스크로 하여 에칭 마스크막을 웨트 에칭해서 에칭 마스크막 패턴을 형성하는 에칭 마스크막 패턴 형성 공정을 행한다. Next, an etching mask film pattern forming step is performed by wet etching the etching mask film using a resist pattern as a mask to form an etching mask film pattern.

에칭 마스크막을 웨트 에칭하는 에칭액은, 에칭 마스크막을 선택적으로 에칭할 수 있는 것이면, 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로는, 질산 제2 세륨 암모늄과 과염소산을 포함하는 에칭액을 들 수 있다. The etching solution for wet etching the etching mask film is not particularly limited as long as it can selectively etch the etching mask film. Specifically, an etchant containing cupric ammonium nitrate and perchloric acid is mentioned.

다음에, 에칭 마스크막 패턴을 마스크로 하여 광반투과막을 웨트 에칭해서 광반투과막 패턴을 형성하는 반투과막 패턴 형성 공정을 행한다. Next, a semi-transmissive film pattern forming process is performed by wet etching the light semitransmissive film using the etching mask film pattern as a mask to form the light semitransmissive film pattern.

광반투과막을 웨트 에칭하는 에칭액은, 광반투과막을 선택적으로 에칭할 수 있는 것이면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 불화 수소산, 규불화 수소산 및 불화 수소 암모늄으로부터 선택된 적어도 하나의 불소 화합물과, 과산화수소, 질산 및 황산으로부터 선택된 적어도 하나의 산화제를 포함하는 에칭액을 들 수 있다. 구체적으로는, 불화 수소 암모늄과 과산화수소와의 혼합 용액을 순수로 희석한 에칭액을 들 수 있다. The etching solution for wet etching the light semitransmissive film is not particularly limited as long as it can selectively etch the light semitransmissive film. For example, an etchant containing at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, hydrofluoric acid and ammonium hydrogen fluoride, and at least one oxidizing agent selected from hydrogen peroxide, nitric acid and sulfuric acid. Specifically, an etchant obtained by diluting a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide with pure water.

반투과막 패턴 상에, 차광막 패턴을 갖는 타입의 위상 시프트 마스크를 제조하는 경우에는, 반투과막 패턴 형성 후, 에칭 마스크막 패턴을, 광반투과막 패턴보다 좁은 소정의 패턴으로 패터닝한다. 이 경우, 광반투과막 패턴은 노광광의 위상을 바꾸는 성질을 갖고, 에칭 마스크막 패턴은 차광성을 갖는다. When a phase shift mask of a type having a light-shielding film pattern is produced on a semi-transmissive film pattern, after forming the semi-transmissive film pattern, the etching mask film pattern is patterned into a predetermined pattern narrower than the light semi-transmissive film pattern. In this case, the light semitransmissive film pattern has a property of changing the phase of the exposure light, and the etching mask film pattern has light blocking properties.

반투과막 패턴 상에, 차광막 패턴을 갖지 않는 타입의 위상 시프트 마스크를 제조하는 경우에는, 반투과막 패턴 형성 후, 에칭 마스크막 패턴을 박리한다. 이 경우, 광반투과막 패턴은 노광광의 위상을 바꾸는 성질을 갖는다. In the case of manufacturing a phase shift mask of a type having no light-shielding film pattern on a semi-transmissive film pattern, after forming the semi-transmissive film pattern, the etching mask film pattern is peeled off. In this case, the light semitransmissive film pattern has a property of changing the phase of exposure light.

이와 같은 레지스트 패턴 형성 공정과, 에칭 마스크막 패턴 형성 공정과, 반투과막 패턴 형성 공정에 의해, 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크가 제조된다. A phase shift mask for manufacturing a display device is manufactured by such a resist pattern forming step, an etching mask film pattern forming step, and a semi-transmissive film pattern forming step.

이와 같이 하여 제조된 제2 실시 형태의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크는, 투명 기판과, 투명 기판의 주표면 상에 형성된, 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막 패턴을 구비하고 있다. 반투과막 패턴 상에, 차광막 패턴을 갖는 타입의 경우, 또한, 광반투과막 패턴 상에 형성된, 크롬계 재료를 포함하는 에칭 마스크막 패턴을 구비하고 있다. 광반투과막 패턴이 배치되어 있는 부분이 위상 시프트부를 구성하고, 투명 기판이 노출되어 있는 부분이 광투과부를 구성한다. The phase shift mask for manufacturing the display device of the second embodiment thus manufactured includes a transparent substrate and a light semitransmissive film pattern comprising a metal silicide-based material formed on a main surface of the transparent substrate. On the semi-transmissive film pattern, in the case of a type having a light-shielding film pattern, an etching mask film pattern comprising a chromium-based material is also provided on the light semi-transmissive film pattern. The portion where the light semitransmissive film pattern is disposed constitutes the phase shift portion, and the portion where the transparent substrate is exposed constitutes the light transmission portion.

광반투과막 패턴으로서, 라인 앤 스페이스 패턴이나 홀 패턴을 들 수 있다.As a light-semitransmissive film pattern, a line-and-space pattern or a hole pattern can be mentioned.

광반투과막 패턴은 노광광의 위상을 바꾸는 성질을 갖는다. 이 성질에 의해, 광반투과막 패턴이 배치된 위상 시프트부를 투과한 노광광과 투명 기판이 노출되어 있는 광투과부를 투과한 노광광 사이에 소정의 위상차가 발생한다. 노광광이 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 복합광인 경우, 광반투과막 패턴은 대표 파장의 광에 대해, 소정의 위상차를 발생시킨다. 예를 들어, 노광광이 i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광인 경우, 광반투과막 패턴은 i선, h선 및 g선 중 어느 하나에 대해, 180도의 위상차를 발생시킨다. 상술과 마찬가지로, 광반투과막 패턴의 위상차는 i선, h선 및 g선 중 어느 하나의 대표 파장에 대해, 180도±20도의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 광반투과막의 위상차는 i선, h선 및 g선 중 어느 하나의 대표 파장에 대해, 180도±10도의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 광반투과막의 투과율은 i선, h선 및 g선 중 어느 하나의 대표 파장에 있어서, 1% 이상 20% 이하가 바람직하다. 특히 바람직하게는, 광반투과막의 투과율은 i선, h선 및 g선 중 어느 하나의 대표 파장에 있어서, 3% 이상 10% 이하가 바람직하다. The light semitransmissive film pattern has a property of changing the phase of exposure light. Due to this property, a predetermined phase difference occurs between the exposure light transmitted through the phase shift portion where the light semitransmissive film pattern is disposed and the exposure light transmitted through the light transmission portion where the transparent substrate is exposed. When the exposure light is a composite light containing light in a wavelength range of 300 nm or more and 500 nm or less, the light semitransmissive film pattern generates a predetermined phase difference with respect to light having a representative wavelength. For example, when the exposure light is a composite light including i-line, h-line and g-line, the light semitransmissive film pattern generates a phase difference of 180 degrees with respect to any one of the i-line, h-line and g-line. As described above, it is preferable to set the phase difference of the light semitransmissive film pattern in a range of 180 degrees ± 20 degrees with respect to any one of i-ray, h-ray, and g-ray wavelengths. More preferably, the phase difference of the light semitransmissive film is preferably set to a range of 180 degrees ± 10 degrees with respect to any one of i-ray, h-ray, and g-ray wavelengths. In addition, the transmittance of the light semitransmissive film is preferably 1% or more and 20% or less in any representative wavelength of i-line, h-line, and g-line. Particularly preferably, the transmittance of the light semitransmissive film is preferably 3% or more and 10% or less in any one of i-ray, h-ray, and g-ray wavelengths.

또한, 본 발명의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크는, 등배 노광의 프로젝션 노광에 사용되어 위상 시프트 효과를 충분히 발휘한다. 특히, 그 노광 환경으로서는, 개구수(NA)는, 바람직하게는 0.06 내지 0.15, 보다 바람직하게는 0.08 내지 0.10이며, 코히어런스 팩터(σ)는, 바람직하게는 0.5 내지 1.0이다. In addition, the phase shift mask for manufacturing a display device of the present invention is used for projection exposure of equal magnification exposure to sufficiently exhibit the phase shift effect. In particular, as the exposure environment, the numerical aperture (NA) is preferably 0.06 to 0.15, more preferably 0.08 to 0.10, and the coherence factor (σ) is preferably 0.5 to 1.0.

광반투과막 패턴은, 노광광에 대해 소정의 투과율과 위상차가 생기는 것이면, 금속과, 규소를 포함하고 있으면 되고, 또 다른 원소를 포함해도 상관없다. 다른 원소로서는, 노광광에 있어서의 굴절률(n), 소쇠(消衰) 계수(k)를 제어 가능한 원소이면 되고, 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 불소(F)로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로부터 선택된다. 예를 들어, 금속 실리사이드의 산화물, 금속 실리사이드의 산화질화물, 금속 실리사이드의 질화물, 금속 실리사이드의 탄화질화물, 금속 실리사이드의 탄화산화질화물 등을 들 수 있다. 또한, 웨트 에칭에 의한 패턴 제어성의 관점으로부터, 광반투과막 패턴은 금속과, 규소와, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 포함하는 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분으로서, 예를 들어 질소(N), 탄소(C)를 들 수 있다. 금속으로서, 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 등의 전이 금속을 들 수 있다. 반투과막 패턴을 구성하는 금속 실리사이드계 재료로서, 예를 들어, 금속 실리사이드 질화물, 금속 실리사이드 산화질화물, 금속 실리사이드의 산화탄화물, 금속 실리사이드의 탄화질화물, 금속 실리사이드의 탄화산화질화물을 들 수 있다. 광반투과 패턴을 구성하는 금속, 규소, 질소의 조성은, 노광광에 대한 원하는 위상차(180도±20도), 투과율(1% 이상 20% 이하), 웨트 에칭 특성(광반투과막 패턴의 단면 형상이나 CD 편차), 내약성의 관점으로부터 조정한다. 금속과 규소의 비율은, 금속:규소=1:1 이상 1:9 이하가 바람직하다. 질소의 함유량은, 25원자% 이상 55원자% 이하, 더욱 바람직하게는, 30원자% 이상 50원자% 이하가 바람직하다. The light semitransmissive film pattern may contain a metal and silicon as long as a predetermined transmittance and a phase difference are generated with respect to the exposure light, and may contain another element. As other elements, any element that can control the refractive index (n) and extinction coefficient (k) in exposure light may be used, and oxygen (O), nitrogen (N), carbon (C), and fluorine (F) It is selected from at least one element selected. For example, oxides of metal silicides, oxynitrides of metal silicides, nitrides of metal silicides, carbon nitrides of metal silicides, carbon oxynitrides of metal silicides, and the like. Further, from the viewpoint of pattern controllability by wet etching, it is preferable that the light semitransmissive film pattern includes a metal, a silicon, and a metal silicide-based material containing a component that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film. As a component for slowing the wet etching rate of the light semitransmissive film, nitrogen (N) and carbon (C) are exemplified. Examples of the metal include transition metals such as molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), and titanium (Ti). Examples of the metal silicide-based material constituting the semi-permeable layer pattern include metal silicide nitride, metal silicide oxynitride, metal silicide oxide carbide, metal silicide carbonitride, and metal silicide carbonitride oxynitride. The composition of the metal, silicon, and nitrogen constituting the light semitransmissive pattern includes a desired phase difference (180 ° ± 20 °) for exposure light, transmittance (1% or more and 20% or less), and wet etching characteristics (cross-sectional shape of the light semitransmissive film pattern) Or CD deviation). The ratio of metal to silicon is preferably metal: silicon = 1: 1 to 1: 9. The content of nitrogen is preferably 25 atomic% or more and 55 atomic% or less, more preferably 30 atomic% or more and 50 atomic% or less.

광반투과막 패턴의 조성은 막의 깊이 방향을 향해 실질적으로 균일하다. 단, 광반투과막 패턴의 상면에는, 상술한 조성 경사 영역이 형성되고, 광반투과막 패턴과 투명 기판과의 계면에도, 조성이 경사지는 영역이 형성되므로, 그들 부분의 조성은 균일하지 않다. The composition of the light semitransmissive film pattern is substantially uniform toward the depth direction of the film. However, the above-described composition inclined region is formed on the upper surface of the light semitransmissive film pattern, and an area in which the composition is inclined is also formed at the interface between the light semitransmissive film pattern and the transparent substrate, so the composition of these parts is not uniform.

에칭 마스크막 패턴은, 크롬(Cr)을 포함하는 크롬계 재료를 포함한다. 에칭 마스크막 패턴을 구성하는 크롬계 재료로서, 예를 들어, 크롬질화물(CrN), 크롬탄화물(CrC), 크롬탄화질화물(CrCN), 크롬산화질화물(CrON), 크롬산화탄화물(CrCO), 크롬산화질화탄화물(CrCON)을 들 수 있다. The etching mask film pattern contains a chromium-based material containing chromium (Cr). As a chromium-based material constituting the etching mask film pattern, for example, chromium nitride (CrN), chromium carbide (CrC), chromium carbide (CrCN), chromium oxynitride (CrON), chromium oxide (CrCO), chromic acid Picture quality carbide (CrCON) is mentioned.

이하, 제1 실시예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진을 나타내는 도 7 및 제2 실시예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진을 나타내는 도 8을 참조하여 설명한다. It will be described below with reference to Fig. 7 showing a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the first embodiment and Fig. 8 showing a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the second embodiment.

광반투과막 패턴의 단면은 광반투과막 패턴의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변(23)을 포함한다. 도 7 및 도 8에 있어서, 보조선(21)은 광반투과막 패턴의 상면에 대응하는 상변의 위치를 나타내고, 보조선(22)은 광반투과막 패턴의 하면에 대응하는 하변의 위치를 나타낸다. 이 경우, 상변과 측변과의 접점(26)과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치(27)를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도 θ가, 85도 내지 120도의 범위 내이다. 도 7에 있어서, 보조선(24)은 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치를 나타낸다. 또한, 상변과 측변(23)과의 접점(26)을 통해 투명 기판의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선(29)과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치(28)를 통해 투명 기판의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선(30)의 폭(이하, 하단 폭이라고 칭하는 경우가 있음) D가, 막 두께의 2분의 1 이하이다. 도 8에 있어서, 보조선(25)은 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치를 나타낸다. The cross section of the light semitransmissive film pattern includes upper, lower and side sides 23 corresponding to the top, bottom, and side surfaces of the light semitransmissive film pattern. 7 and 8, the auxiliary line 21 represents the position of the upper side corresponding to the upper surface of the light semitransmissive film pattern, and the auxiliary line 22 represents the position of the lower side corresponding to the lower surface of the light semitransmissive film pattern. In this case, the angle θ between the straight line connecting the contact point 26 between the upper side and the lateral side and the position 27 of the lateral side at a height of two-thirds the thickness of the film from the upper surface, and the angle θ between the upper side is 85 degrees. To 120 degrees. In Fig. 7, the auxiliary line 24 indicates the position of a height that is two-thirds of the thickness of the film from the top surface. In addition, the first virtual line 29 perpendicular to the main surface of the transparent substrate through the contact 26 between the upper side and the side 23 and the side at a position at a height of one tenth of the thickness of the film from the bottom surface. The width of the second virtual line 30 perpendicular to the main surface of the transparent substrate through the position 28 of (hereinafter, sometimes referred to as the lower width) D is equal to or less than half of the film thickness. In Fig. 8, the auxiliary line 25 indicates the position of a height that is increased by one tenth of the thickness of the film from the lower surface.

위상 시프트 마스크는, 광반투과막 패턴 상에 노광광을 차광하는 차광막 패턴을 가져도 좋다. 광반투과막 패턴 상에 차광막 패턴을 갖는 경우, 노광기에 의해 마스크 패턴을 인식하기 쉬워진다. 또한, 광반투과막 패턴을 투과한 노광광에 의한 레지스트막의 감막을 방지할 수 있다. The phase shift mask may have a light-shielding film pattern that shields the exposure light on the light semitransmissive film pattern. When the light-shielding film pattern has a light-shielding film pattern, it is easy to recognize the mask pattern by an exposure machine. Further, it is possible to prevent the resist film from being exposed to the light by passing through the light semitransmissive film pattern.

이 제2 실시 형태의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의하면, 제1 실시 형태에서 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 의해 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크, 또는, 제1 실시 형태에서 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용해서 위상 시프트 마스크를 제조한다. 이 때문에, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 수직에 가까운 단면 형상의 광반투과막 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다. 또한, 하단 폭 D가 작고, CD 편차가 작은 광반투과막 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다. 이 위상 시프트 마스크는 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화에 대응할 수 있다. According to the manufacturing method of the phase shift mask for manufacture of the display apparatus of this 2nd embodiment, the phase shift mask blank obtained by the manufacturing method of the phase shift mask blank for manufacture of the display apparatus demonstrated in 1st Embodiment, or 1st Embodiment A phase shift mask is produced using the phase shift mask blank for manufacturing the display device described above. For this reason, it is possible to manufacture a phase shift mask having a light semitransmissive film pattern having a cross-sectional shape close to vertical that can sufficiently exhibit a phase shift effect. Further, a phase shift mask having a light semitransmissive film pattern with a small bottom width D and a small CD deviation can be manufactured. This phase shift mask can cope with line and space patterns or miniaturization of contact holes.

이 제2 실시 형태의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크에 의하면, 투명 기판의 주표면 상에 형성된, 금속 실리사이드계 재료를 포함하는 광반투과막 패턴을 구비하고 있다. 이 광반투과막 패턴의 조성은, 광반투과막 패턴의 깊이 방향에 걸쳐 실질적으로 균일하다. 이 때문에, 광학 특성이 균일한 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. 또한, 이 광반투과막 패턴의 단면에서, 상변과 측변과의 접점(26)과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치(27)를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도 θ가, 85도 내지 120도의 범위 내에 있다. 또한, 광반투과막 패턴의 단면에서, 상변과 측변과의 접점(26)을 통해 투명 기판의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선(29)과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치(28)를 통해 투명 기판의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선(30)의 폭 D가, 막 두께의 2분의 1 이하이다. 이 때문에, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는 수직에 가까운 단면 형상의 광반투과막 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. 또한, 하단 폭 D가 작고, CD 편차가 작은 광반투과막 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. 이 위상 시프트 마스크는 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화에 대응할 수 있다. According to the phase shift mask for manufacturing a display device of this second embodiment, a light semitransmissive film pattern including a metal silicide-based material formed on a main surface of a transparent substrate is provided. The composition of the light semitransmissive film pattern is substantially uniform over the depth direction of the light semitransmissive film pattern. For this reason, a phase shift mask with uniform optical characteristics can be obtained. In addition, in the cross section of the light semitransmissive film pattern, a straight line connecting the contact point 26 between the upper side and the side edge and the position 27 of the side edge at a height of two-thirds the thickness of the film from the top surface, and the upper edge and The angle θ of is in the range of 85 degrees to 120 degrees. In addition, in the cross section of the light semitransmissive film pattern, the first virtual line 29 perpendicular to the main surface of the transparent substrate through the contact 26 between the upper side and the side side, and a height increased by one tenth of the film thickness from the lower surface. The width D of the second virtual line 30 perpendicular to the main surface of the transparent substrate through the position 28 on the side at the position of is less than half the film thickness. For this reason, it is possible to obtain a phase shift mask having a light semitransmissive film pattern having a cross-sectional shape close to vertical that can sufficiently exhibit a phase shift effect. Further, a phase shift mask having a light semitransmissive film pattern with a small bottom width D and a small CD deviation can be obtained. This phase shift mask can cope with line and space patterns or miniaturization of contact holes.

<제3 실시 형태> <Third embodiment>

제3 실시 형태에서는, 표시 장치의 제조 방법에 대해서 설명한다. In the third embodiment, a method of manufacturing the display device will be described.

제3 실시 형태의 표시 장치의 제조 방법에서는, 우선, 기판 상에 레지스트막이 형성된 레지스트막을 구비한 기판에 대해, 제2 실시 형태에 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에서 얻어진 위상 시프트 마스크 또는 제2 실시 형태에 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크를, 레지스트막에 대향하여 배치하는 위상 시프트 마스크 배치 공정을 행한다. In the method of manufacturing the display device of the third embodiment, first, a phase shift mask obtained by the method of manufacturing the phase shift mask for manufacturing the display device described in the second embodiment, for a substrate having a resist film on which a resist film is formed on a substrate, or A phase shift mask arrangement step for arranging the phase shift mask for manufacturing the display device described in the second embodiment to face the resist film is performed.

다음에, 노광광을 위상 시프트 마스크에 조사하여, 레지스트막을 노광하는 레지스트막 노광 공정을 행한다. Next, a resist film exposure step of exposing the resist film by irradiating the exposure light with a phase shift mask is performed.

노광광은, 예를 들어 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 복합광이다. 구체적으로는, i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광이다. 또한, 표시 장치의 제조 시의 노광으로서는, 등배 노광의 프로젝션 노광이 바람직하다. 노광 환경은, 개구수(NA)는, 바람직하게는 0.06 내지 0.15, 보다 바람직하게는 0.08 내지 0.10이며, 코히어런스 팩터(σ)는, 바람직하게는 0.5 내지 1.0이다. The exposure light is, for example, a composite light containing light in a wavelength range of 300 nm to 500 nm. Specifically, it is a composite light containing i-line, h-line and g-line. Moreover, as exposure at the time of manufacture of a display device, projection exposure of equal magnification exposure is preferable. In the exposure environment, the numerical aperture (NA) is preferably 0.06 to 0.15, more preferably 0.08 to 0.10, and the coherence factor (σ) is preferably 0.5 to 1.0.

이 제3 실시 형태의 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 제2 실시 형태에서 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의해 얻어진 위상 시프트 마스크, 또는, 제2 실시 형태에서 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크를 사용해서 표시 장치를 제조한다. 이 때문에, 미세한 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀을 갖는 표시 장치를 제조할 수 있다. According to the manufacturing method of the display apparatus of this 3rd embodiment, the phase shift mask obtained by the manufacturing method of the phase shift mask for manufacture of the display apparatus demonstrated in 2nd Embodiment, or the phase for manufacturing the display apparatus demonstrated in 2nd Embodiment A display device is manufactured using a shift mask. For this reason, a display device having a fine line and space pattern or a contact hole can be manufactured.

<실시예><Example>

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.

<제1 실시예><First Example>

A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법 A. Phase shift mask blank and manufacturing method thereof

제1 실시예의 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하기 위해, 우선, 투명 기판(12)으로서, 3345 크기(330㎜×450㎜×5㎜)의 합성 석영 유리 기판을 준비하였다. To manufacture the phase shift mask blank of the first embodiment, first, as a transparent substrate 12, a 3345 size (330 mm × 450 mm × 5 mm) synthetic quartz glass substrate was prepared.

그 후, 합성 석영 유리 기판을, 주표면을 하측을 향해 트레이(도시하지 않음)에 탑재하고, 도 4에 도시하는 인라인형의 스퍼터링 장치(11)의 반입 챔버(LL)에 반입하였다. 제1 스퍼터 챔버(SP1)에는, 반입 챔버(LL)측에, 제1 스퍼터링 타겟(13)으로서, 몰리브덴 실리사이드(Mo:Si=1:4)를 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치되어 있다. 또한, 제1 스퍼터 챔버(SP1)에는, 버퍼 챔버(BU)측에, 제2 스퍼터링 타겟(14)으로서, 크롬을 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치되어 있다. 또한, 제2 스퍼터 챔버(SP2)에는, 버퍼 챔버(BU)측, 반출 챔버(ULL)측 각각에, 제3 스퍼터링 타겟(15)으로서, 크롬을 포함하는 스퍼터링 타겟이, 제4 스퍼터링 타겟(16)으로서, 크롬을 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치되어 있다. Thereafter, the synthetic quartz glass substrate was mounted on a tray (not shown) with the main surface facing downward, and was carried into the carrying chamber LL of the inline sputtering device 11 shown in FIG. 4. In the first sputtering chamber SP1, a sputtering target including molybdenum silicide (Mo: Si = 1: 4) is disposed as the first sputtering target 13 on the side of the transfer chamber LL. Further, a sputtering target containing chromium is disposed as a second sputtering target 14 on the buffer chamber BU side in the first sputtering chamber SP1. In addition, in the second sputtering chamber SP2, a sputtering target containing chromium is provided as a third sputtering target 15 on the buffer chamber BU side and the carrying-out chamber ULL side, respectively, and the fourth sputtering target 16 ), A sputtering target containing chromium is disposed.

합성 석영 유리 기판의 주표면 상에 광반투과막을 형성하기 위해, 우선, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 스퍼터링 타겟(13) 부근에 배치된 제1 가스 도입구(GA1)로부터 아르곤(Ar) 가스와 질소(N2) 가스와의 혼합 가스(Ar:50sccm, N2:90sccm)를 도입하고, 제1 스퍼터링 타겟(13)에 8.0㎾의 스퍼터 파워를 인가하였다. 또한, 제2 스퍼터 챔버(SP2)의 제3 스퍼터링 타겟(15) 부근에 배치된 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 스퍼터링 타겟(16) 부근에 배치된 제4 가스 도입구(GA4)로부터 아르곤(Ar) 가스와 질소(N2) 가스와의 혼합 가스(Ar:50sccm, N2:90sccm)를 도입하였다. 제1 스퍼터링 타겟(13)에의 스퍼터 파워를 인가, 제1 가스 도입구(GA1)로부터의 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스를 도입 및 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4)로부터의 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스의 도입은, 합성 석영 유리 기판이 반출 챔버(ULL)에 반송시킬 때까지 계속하였다. In order to form a light semitransmissive film on the main surface of the synthetic quartz glass substrate, first, argon (Ar) from the first gas inlet GA1 disposed near the first sputtering target 13 of the first sputter chamber SP1. A mixed gas (Ar: 50 sccm, N 2 : 90 sccm) of gas and nitrogen (N 2 ) gas was introduced, and a sputter power of 8.0 kPa was applied to the first sputtering target 13. In addition, from the third gas inlet GA3 disposed near the third sputtering target 15 of the second sputtering chamber SP2 and the fourth gas inlet GA4 disposed near the fourth sputtering target 16. A mixed gas (Ar: 50 sccm, N 2 : 90 sccm) of argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas was introduced. Applying sputter power to the first sputtering target 13, introducing a mixed gas of Ar gas and N 2 gas from the first gas inlet GA1, and the third gas inlet GA3 and the fourth gas inlet The introduction of the mixed gas of Ar gas and N 2 gas from (GA4) was continued until the synthetic quartz glass substrate was conveyed to the carrying-out chamber ULL.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S의 방향으로, 반입 챔버(LL), 제1 스퍼터 챔버(SP1), 버퍼 챔버(BU), 제2 스퍼터 챔버(SP2) 및 반출 챔버(ULL)의 순번대로 반송하였다. 또한, 합성 석영 유리 기판의 반송 속도는, 400㎜/분으로 하였다. 합성 석영 유리 기판이, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 스퍼터링 타겟(13) 부근을 통과할 때에, 반응성 스퍼터링에 의해, 합성 석영 유리 기판의 주표면 상에, 막 두께 55.0㎚의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)을 포함하는 1층째의 광반투과막이 성막되었다. 합성 석영 유리 기판이, 제2 스퍼터 챔버(SP2)를 통과하는 동안, 1층째의 광반투과막은 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스 분위기에 노출되었다. Thereafter, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown), in the direction of the arrow S, is brought into the carry-in chamber LL, the first sputter chamber SP1, the buffer chamber BU, and the second sputter chamber SP2. ) And the transfer chamber (ULL). In addition, the conveyance speed of the synthetic quartz glass substrate was 400 mm / min. When the synthetic quartz glass substrate passes near the first sputtering target 13 of the first sputtering chamber SP1, by reactive sputtering, a molybdenum silicide nitride film with a film thickness of 55.0 nm is formed on the main surface of the synthetic quartz glass substrate. A light-semitransmissive film on the first layer containing (MoSiN) was formed. While the synthetic quartz glass substrate passed through the second sputter chamber SP2, the light semitransmissive film on the first layer was exposed to a mixed gas atmosphere of Ar gas and N 2 gas.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S와 반대의 방향으로, 반출 챔버(ULL), 제2 스퍼터 챔버(SP2), 버퍼 챔버(BU), 제1 스퍼터 챔버(SP1) 및 반입 챔버(LL)의 순번대로 반송하고, 반입 챔버(LL)로 복귀하였다. 합성 석영 유리 기판을 반입 챔버(LL)로 복귀하는 동안, 제1 가스 도입구(GA1)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:50sccm, N2:90sccm)를 도입하고, 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:50sccm, N2:90sccm)를 도입하고, 1층째의 광반투과막을, Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스 분위기에 노출시켰다. Subsequently, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown), in the direction opposite to the arrow S, is taken out (ULL), the second sputter chamber (SP2), the buffer chamber (BU), and the first sputter chamber (SP1) and the transfer chamber LL were sequentially returned, and returned to the transfer chamber LL. While returning the synthetic quartz glass substrate to the loading chamber LL, a mixed gas (Ar: 50 sccm, N 2 : 90 sccm) of Ar gas and N 2 gas is introduced from the first gas inlet GA1, and the third A mixed gas (Ar: 50 sccm, N 2 : 90 sccm) of Ar gas and N 2 gas is introduced from the gas inlet (GA3) and the fourth gas inlet (GA4), and the light semitransmissive film of the first layer is mixed with Ar gas. It was exposed to a mixed gas atmosphere with N 2 gas.

그 후, 제1 스퍼터링 타겟(13)에의 스퍼터 파워의 인가, 제1 가스 도입구(GA1)로부터의 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스의 도입 및 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4)로부터의 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스의 도입을 행하고, 상술한 방법과 동일한 방법에 의해, 1층째의 광반투과막 상에, 막 두께 55.0㎚의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)을 포함하는 2층째의 광반투과막을 성막하고, 성막 후에, 2층째의 광반투과막을, Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스 분위기에 노출시켰다. Thereafter, application of sputter power to the first sputtering target 13, introduction of a mixture gas of Ar gas and N 2 gas from the first gas introduction port GA1, and a third gas introduction port GA3 and fourth A mixed gas of Ar gas and N 2 gas is introduced from the gas inlet (GA4), and a molybdenum silicide nitride film (with a thickness of 55.0 nm) is formed on the first light semitransmissive film by the same method as described above. MoSiN) -containing second-layer light-semitransmissive films were formed, and after the film formation, the second-layer light-semitransmissive films were exposed to a mixed gas atmosphere of Ar gas and N 2 gas.

이와 같이 하여, 합성 석영 유리 기판의 주표면 상에, 2층의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)을 포함하는 합계 막 두께 110㎚의 광반투과막을 형성하였다. In this way, a light semitransmissive film having a total film thickness of 110 nm containing two layers of molybdenum silicide nitride films (MoSiN) was formed on the main surface of the synthetic quartz glass substrate.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S와 반대의 방향으로 반송하고, 반입 챔버(LL)로 복귀하였다. 합성 석영 유리 기판을 반입 챔버(LL)로 복귀하는 동안, 상술한 방법과 동일한 방법에 의해, 2층째의 광반투과막을, Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스 분위기에 노출시켰다. Thereafter, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown) was conveyed in the direction opposite to the arrow S, and returned to the carry-in chamber LL. While returning the synthetic quartz glass substrate to the carry-in chamber LL, the light semitransmissive film on the second layer was exposed to a mixed gas atmosphere of Ar gas and N 2 gas by the same method as described above.

다음에, 광반투과막 상에 에칭 마스크막이 되는 차광층, 반사 방지층을 형성하였다. 차광층, 반사 방지층은, 특정 파장(예를 들어, g선)에 대한 막면 반사율이 15% 이하, 광학 농도 OD가 3.0 이상이 되도록, 제2 스퍼터링 타겟(14), 제3 스퍼터링 타겟(15), 제4 스퍼터링 타겟(16)의 크롬 타깃 부근의 제2 가스 도입구(GA2), 제3 가스 도입구(GA3), 제4 가스 도입구(4)에 도입하는 가스의 종류, 유량 및 합성 석영 유리 기판의 반송 속도를 조정하고, 또한, 각 스퍼터링 타겟에 인가하는 스퍼터 파워를 적절히 조정하였다. 제2 가스 도입구(GA2)로부터는 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스를, 제3 가스 도입구(GA3)로부터는 Ar 가스와 메탄(CH4) 가스와의 혼합 가스를, 제4 가스 도입구(GA4)로부터는 Ar 가스와 일산화질소(NO) 가스와의 혼합 가스를 도입하였다. 또한, 각 스퍼터링 타겟에의 스퍼터 파워의 인가, 각 가스 도입구로부터의 혼합 가스의 도입은, 합성 석영 유리가 반출 챔버(ULL)에 반송될 때까지 계속하였다. 또한, 합성 석영 유리 기판의 반송 속도는, 400㎜/분으로 하였다. Next, a light-blocking layer and an anti-reflection layer serving as an etching mask film were formed on the light semitransmissive film. The light-shielding layer and the anti-reflection layer have a second sputtering target 14 and a third sputtering target 15 such that the film surface reflectance for a specific wavelength (for example, g-line) is 15% or less and the optical density OD is 3.0 or more. , Type, flow rate and synthetic quartz of gas introduced into the second gas inlet (GA2), the third gas inlet (GA3), and the fourth gas inlet (4) near the chrome target of the fourth sputtering target (16) The conveyance speed of the glass substrate was adjusted, and the sputter power applied to each sputtering target was appropriately adjusted. A mixed gas of Ar gas and N 2 gas from the second gas inlet GA2, a mixed gas of Ar gas and methane (CH 4 ) gas from the third gas inlet GA3, and a fourth gas A mixed gas of Ar gas and nitrogen monoxide (NO) gas was introduced from the introduction port GA4. In addition, application of sputtering power to each sputtering target and introduction of a mixed gas from each gas introduction port continued until synthetic quartz glass was conveyed to the carrying-out chamber ULL. In addition, the conveyance speed of the synthetic quartz glass substrate was 400 mm / min.

그 결과, 광반투과막 상에, 막 두께 25.0㎚의 크롬질화막(CrN)과 막 두께 70.0㎚의 크롬탄화질화막(CrCN)의 적층막을 포함하는 차광층과, 막 두께 20.0㎚의 크롬산화질화막(CrON)을 포함하는 반사 방지층의 적층막이 성막되었다.As a result, on the light semitransmissive film, a light-shielding layer comprising a laminated film of a chromium nitride film (CrN) with a thickness of 25.0 nm and a chromium carbonitride film (CrCN) with a thickness of 70.0 nm, and a chromium oxide nitride film (CrON) having a film thickness of 20.0 nm ), A laminated film of the antireflection layer was formed.

이와 같이 하여, 광반투과막 상에, CrN과 CrCN의 적층막을 포함하는 차광층, CrON을 포함하는 반사 방지층이 순번대로 형성된 적층 구조의 에칭 마스크막을 형성하였다. In this way, on the light semitransmissive film, a light-blocking layer containing a laminated film of CrN and CrCN and an anti-reflective layer containing CrON were sequentially formed to form an etching mask film having a laminated structure.

그 후, 제2 스퍼터 챔버와 반출 챔버를 구획판에 의해 완전히 구획한 후, 반출 챔버를 대기압 상태로 복귀하여, 광반투과막과 에칭 마스크막이 형성된 합성 석영 유리 기판을 스퍼터링 장치(11)로부터 취출하였다. Thereafter, after the second sputter chamber and the discharge chamber were completely partitioned by a partition plate, the discharge chamber was returned to an atmospheric pressure state, and a synthetic quartz glass substrate on which a light semitransmissive film and an etching mask film were formed was taken out from the sputtering device 11. .

이와 같이 하여, 합성 석영 유리 기판 상에, 광반투과막과 에칭 마스크막이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다. In this way, a phase shift mask blank having a light semitransmissive film and an etching mask film formed on a synthetic quartz glass substrate was obtained.

얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크의 광반투과막에 대해, 일본 Lasertec사제의 MPM-100에 의해 투과율, 위상차를 측정하였다. 광반투과막의 투과율, 위상차의 측정에는, 동일한 트레이에 세트하여 제작된, 합성 석영 유리 기판의 주표면 상에, 2층의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)(합계 막 두께 110㎚)이 성막된 광반투과막을 구비한 기판(더미 기판)을 사용하였다. 광반투과막의 투과율, 위상차는, 에칭 마스크막을 형성하기 전에 광반투과막을 구비한 기판(더미 기판)을 반출 챔버(ULL)로부터 취출하고, 측정하였다. 그 결과, 투과율은 5.2%(파장:365㎚) 위상차는 180도(파장:365㎚)이었다. About the light semitransmissive film of the obtained phase shift mask blank, the transmittance | permeability and phase difference were measured by MPM-100 by Lasertec Japan. For the measurement of transmittance and retardation of the light semitransmissive film, a light semitransmissive film having two layers of molybdenum silicide nitride film (MoSiN) (total film thickness of 110 nm) formed on a main surface of a synthetic quartz glass substrate produced by setting in the same tray was formed. The provided substrate (dummy substrate) was used. The transmittance and phase difference of the light semitransmissive film were measured by taking out the substrate (dummy substrate) provided with the light semitransmissive film from the carrying out chamber ULL before forming the etching mask film. As a result, the transmittance was 5.2% (wavelength: 365 nm) and the phase difference was 180 degrees (wavelength: 365 nm).

또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대해, 시마즈 세이사꾸쇼사제의 분광 광도계 Solid Spec-3700에 의해, 막면 반사율, 광학 농도를 측정하였다. 위상 시프트 마스크 블랭크(에칭 마스크막)의 막면 반사율은 10.0%(파장:436㎚), 광학 농도 OD는 4.0(파장:436㎚)이었다. 이 에칭 마스크막은, 막 표면에서의 반사율이 낮은 차광막으로서 기능하는 것을 알 수 있었다. In addition, the obtained phase shift mask blank was measured for reflectance and optical density on the film surface by a spectrophotometer Solid Spec-3700 manufactured by Shimadzu Corporation. The phase shift mask blank (etching mask film) had a film surface reflectance of 10.0% (wavelength: 436 nm) and an optical density OD of 4.0 (wavelength: 436 nm). It has been found that this etching mask film functions as a light shielding film having a low reflectance at the film surface.

또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대해, X선 광전자 분광법(XPS)에 의한 깊이 방향의 조성 분석을 행하였다. 도 5는 제1 실시예의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석 결과를 나타낸다. 도 5의 횡축은 스퍼터 시간(분)을 나타내고, 종축은 함유량(원자%)을 나타내고 있다. 도 5 중, 곡선 a는 규소(Si)의 함유량 변화를 나타내고, 곡선 b는 질소(N)의 함유량 변화를 나타내고, 곡선 c는 산소(O)의 함유량 변화를 나타내고, 곡선 d는 탄소(C)의 함유량 변화를 나타내고, 곡선 e는 크롬(Cr)의 함유량 변화를 나타내고, 곡선 f는 몰리브덴(Mo)의 함유량 변화를 나타내고 있다. Further, the obtained phase shift mask blank was analyzed for composition in the depth direction by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). 5 shows the compositional analysis results in the depth direction by XPS for the phase shift mask blank of the first embodiment. The horizontal axis in Fig. 5 represents the sputtering time (minutes), and the vertical axis represents the content (atomic percent). In Fig. 5, curve a shows a change in content of silicon (Si), curve b shows a change in content of nitrogen (N), curve c shows a change in content of oxygen (O), and curve d shows carbon (C). Represents the change in content, curve e represents the change in content of chromium (Cr), and curve f represents the change in content of molybdenum (Mo).

도 5에 도시되는 바와 같이, 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석 결과에 있어서, 광반투과막에 기인하는 실리콘(Si) 피크 및 몰리브덴(Mo) 피크가 출현하고 나서 에칭 마스크막에 기인하는 크롬(Cr) 피크가 소실될 때까지의 영역인 조성 경사 영역 P에서는, 광반투과막의 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 질소(N)의 함유량이, 광반투과막의 깊이 방향(합성 석영 유리 기판의 방향)을 향해 단계적 및/또는 연속적으로 증가하고 있었다. As shown in Fig. 5, in the compositional analysis result in the depth direction by the XPS of the phase shift mask blank, after the appearance of the silicon (Si) peak and the molybdenum (Mo) peak due to the light semitransmissive film, the etching mask film In the composition gradient region P, which is the region until the chromium (Cr) peak due to the disappearance, the content of nitrogen (N) that slows the wet etching rate of the light semitransmissive film is in the depth direction of the light semitransmissive film (of a synthetic quartz glass substrate. Direction) and / or continuously.

또한, 조성 경사 영역 P에서는, 산소의 함유량이, 5원자% 이하이었다. In addition, in the composition gradient region P, the content of oxygen was 5 atomic% or less.

또한, 조성 경사 영역 P에 있어서의 에칭 마스크막측의 계면에서의 규소(Si)에 대한 질소(N)의 비율의 최대값은, 3.7이었다. In addition, the maximum value of the ratio of nitrogen (N) to silicon (Si) at the interface on the etching mask film side in the composition gradient region P was 3.7.

에칭 마스크막에 기인하는 크롬(Cr) 피크가 소실되고 나서 합성 석영 유리 기판에 기인하는 산소(O) 피크가 출현할 때까지의 조성 균일 영역 Q에서는, 몰리브덴(Mo)의 함유량이 평균 15원자%, 규소(Si)의 함유량이 평균 38원자%, 질소(N)의 함유량이 평균 45원자%, 산소(O)의 함유량이 2원자% 이하이고, 각각의 함유량의 변동이, 5원자% 이하이었다. In the composition uniform region Q from the disappearance of the chromium (Cr) peak attributable to the etching mask film to the appearance of the oxygen (O) peak attributable to the synthetic quartz glass substrate, the content of molybdenum (Mo) is an average of 15 atomic% , The content of silicon (Si) was 38 atomic% on average, the content of nitrogen (N) was 45 atomic% on average, the content of oxygen (O) was 2 atomic% or less, and the fluctuation of each content was 5 atomic% or less. .

상술한 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에서는, 광반투과막과 에칭 마스크막을 소정의 진공도를 유지한 상태로 연속해서 형성하였다. 본원 발명의 효과를 확실하게 얻기 위해서는, 광반투과막과 에칭 마스크막을 소정의 진공도를 유지한 상태로 연속해서 형성하는 것이 바람직하다. 광반투과막과 에칭 마스크막을 소정의 진공도를 유지한 상태로 형성함으로써, 광반투과막의 최표면으로부터 합성 석영 유리 기판에 도달까지의 조성의 변동을 작게 할 수 있다. In the manufacturing method of the phase shift mask blank mentioned above, the light semitransmissive film and the etching mask film were continuously formed in the state which maintained the predetermined vacuum degree. In order to reliably obtain the effects of the present invention, it is preferable to continuously form the light semitransmissive film and the etching mask film while maintaining a predetermined degree of vacuum. By forming the light semitransmissive film and the etching mask film while maintaining a predetermined degree of vacuum, it is possible to reduce variations in composition from the outermost surface of the light semitransmissive film to the synthetic quartz glass substrate.

또한, 광반투과막을 형성 후에 대기 중에 보관하거나, 광반투과막을 에칭 마스크막 형성 전에 세정하였다고 해도, 일정한 범위의 조성 변화이면, 제1 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. Further, even if the light semitransmissive film is stored in the air after formation, or even if the light semitransmissive film is cleaned before forming the etching mask film, the same effect as in the first embodiment can be obtained if the composition is changed within a certain range.

B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법 B. Phase shift mask and its manufacturing method

상술한 바와 같이 하여 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용해서 위상 시프트 마스크를 제조하기 위해, 우선, 위상 시프트 마스크 블랭크의 에칭 마스크막 상에, 레지스트 도포 장치를 사용해서 포토레지스트막을 도포하였다. In order to manufacture a phase shift mask using the phase shift mask blank manufactured as mentioned above, first, the photoresist film was apply | coated using the resist coating apparatus on the etching mask film of the phase shift mask blank.

그 후, 가열ㆍ냉각 공정을 거쳐, 막 두께 1000㎚의 포토레지스트막을 형성하였다. Then, a photoresist film having a thickness of 1000 nm was formed through a heating and cooling process.

그 후, 레이저 묘화 장치를 사용해서 포토레지스트막을 묘화하고, 현상ㆍ린스 공정을 거쳐, 에칭 마스크막 상에, 라인 패턴의 폭이 2.0㎛ 및 스페이스 패턴의 폭이 2.0㎛의 라인 앤 스페이스 패턴의 레지스트 패턴을 형성하였다. Thereafter, a photoresist film is drawn using a laser drawing apparatus, and after development and rinsing, a line-and-space pattern resist having a line pattern width of 2.0 µm and a space pattern width of 2.0 µm on the etching mask film. A pattern was formed.

그 후, 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 질산 제2 세륨 암모늄과 과염소산을 포함하는 크롬 에칭액에 의해 에칭 마스크막을 웨트 에칭해서, 에칭 마스크막 패턴을 형성하였다. Subsequently, an etching mask film was formed by wet etching the etching mask film with a chromium etching solution containing a second cerium ammonium nitrate and perchloric acid using the resist pattern as a mask.

그 후, 에칭 마스크막 패턴을 마스크로 하여, 불화 수소 암모늄과 과산화수소와의 혼합 용액을 순수로 희석한 몰리브덴 실리사이드 에칭액에 의해 광반투과막을 웨트 에칭해서, 광반투과막 패턴을 형성하였다. Then, using the etching mask film pattern as a mask, the light semitransmissive film was wet-etched with a molybdenum silicide etching solution in which a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide was diluted with pure water to form a light semitransmissive film pattern.

그 후, 레지스트 패턴을 박리하였다. Thereafter, the resist pattern was peeled off.

그 후, 레지스트 도포 장치를 사용해서, 에칭 마스크막 패턴을 덮도록, 포토레지스트막을 도포하였다. Thereafter, a photoresist film was applied to cover the etching mask film pattern using a resist coating device.

그 후, 가열ㆍ냉각 공정을 거쳐, 막 두께 1000㎚의 포토레지스트막을 형성하였다. Then, a photoresist film having a thickness of 1000 nm was formed through a heating and cooling process.

그 후, 레이저 묘화 장치를 사용해서 포토레지스트막을 묘화하고, 현상ㆍ린스 공정을 거쳐, 에칭 마스크막 패턴 상에, 라인 패턴의 폭이 1.0㎛의 레지스트 패턴을 형성하였다. Subsequently, a photoresist film was drawn using a laser writing apparatus, and after development and rinsing, a resist pattern having a line pattern width of 1.0 µm was formed on the etching mask film pattern.

그 후, 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 질산 제2 세륨 암모늄과 과염소산을 포함하는 크롬 에칭액에 의해 에칭 마스크막 패턴을 웨트 에칭해서, 광반투과막 패턴의 폭보다도 좁은 에칭 마스크막 패턴을 형성하였다. Subsequently, using the resist pattern as a mask, the etching mask film pattern was wet-etched with a chromium etching solution containing ammonium cerium nitrate and perchloric acid to form an etching mask film pattern narrower than the width of the light semitransmissive film pattern.

그 후, 레지스트 패턴을 박리하였다. Thereafter, the resist pattern was peeled off.

이와 같이 하여, 합성 석영 유리 기판 상에, 광반투과막 패턴과 광반투과막 패턴의 폭보다도 좁은 에칭 마스크막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 얻었다. In this way, on the synthetic quartz glass substrate, a phase shift mask in which an etching mask film pattern narrower than the width of the light semitransmissive film pattern and the light semitransmissive film pattern was formed was obtained.

얻어진 위상 시프트 마스크의 평면 및 단면을 주사형 전자 현미경에 의해 관찰하였다. 이하의 실시예 및 비교예에 있어서, 위상 시프트 마스크의 평면 및 단면의 관찰에는, 주사형 전자 현미경을 사용하였다. 도 6은 제1 실시예의 위상 시프트 마스크의 평면 사진이다. 도 7은 제1 실시예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다. 도 6, 도 7 중, QZ는 합성 석영 유리 기판을 나타내고, PS는 광반투과막 패턴을 나타내고, Cr은 에칭 마스크막 패턴을 나타낸다. The plane and cross section of the obtained phase shift mask were observed with a scanning electron microscope. In the following examples and comparative examples, a scanning electron microscope was used for observation of the plane and cross-section of the phase shift mask. 6 is a top view of the phase shift mask of the first embodiment. 7 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the first embodiment. 6 and 7, QZ represents a synthetic quartz glass substrate, PS represents a light semitransmissive film pattern, and Cr represents an etching mask film pattern.

도 7에 도시되는 바와 같이, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 합성 석영 유리 기판(QZ)과 접하는 부분에서는 하단이 끌리고, 에칭 마스크막 패턴(Cr)과 접하는 부분에서는 거의 수직인 형상이었다. As shown in FIG. 7, the cross-section of the light semitransmissive film pattern PS was dragged at the bottom of the portion in contact with the synthetic quartz glass substrate QZ, and almost vertical in the portion in contact with the etching mask film pattern Cr.

상세하게는, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 광반투과막 패턴(PS)의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변(23)을 포함한다. 보조선(21)은 광반투과막 패턴(PS)의 상면에 대응하는 상변의 위치를 나타내고, 보조선(22)은 광반투과막 패턴(PS)의 하면에 대응하는 하변의 위치를 나타낸다. Specifically, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS includes upper, lower and side sides 23 corresponding to the top, bottom, and side surfaces of the light semitransmissive film pattern PS. The auxiliary line 21 represents the position of the upper side corresponding to the upper surface of the light semitransmissive film pattern PS, and the auxiliary line 22 represents the position of the lower side corresponding to the lower surface of the light semitransmissive film pattern PS.

상변과 측변과의 접점(26)과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치(27)를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도 θ가, 105도이었다. 보조선(24)은 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치를 나타낸다. The angle θ between the straight line connecting the contact point 26 between the upper side and the lateral side and the position 27 of the lateral side at a height of 2/3 of the film thickness from the upper surface and the upper side was 105 degrees. The auxiliary line 24 represents the position of the height of two-thirds of the film thickness from the top surface.

또한, 상변과 측변(23)과의 접점(26)을 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 44㎚이었다. In addition, at the position of the first imaginary line perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate QZ through the contact 26 between the upper side and the lateral side 23 and a height raised by one tenth of the film thickness from the lower surface. The width with the second virtual line perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate QZ through the position of the side was 44 nm.

상술한 바와 같이 광반투과막 패턴의 단면 형상은, 상기 각도 θ가 105도, 상기 폭이 44㎚(광반투과막의 막 두께 110㎚에 대해 2.5분의 1)로 양호하고, 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 노광광, 보다 구체적으로는, i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광의 노광광에 있어서, 상기 표 1에 나타내는 PSM(A)와 동등한 위상 시프트 효과를 갖는 위상 시프트 마스크가 얻어졌다. As described above, the cross-sectional shape of the light-semitransmissive film pattern has a good angle of θ of 105 degrees and a width of 44 nm (one-half to 2.5 of the film thickness of the light-semitransmissive film) of 300 nm to 500 nm. In exposure light containing light in the wavelength range of, more specifically, exposure light of composite light including i-line, h-line and g-line, has a phase shift effect equivalent to PSM (A) shown in Table 1 above. A phase shift mask was obtained.

위상 시프트 마스크의 광반투과막 패턴의 CD 편차를, 세이코인스트루먼트나노테크놀로지사제 SIR8000에 의해 측정하였다. CD 편차의 측정은, 기판의 주연 영역을 제외한 270㎜×390㎜의 영역에 대해, 5×5의 지점에서 측정하였다. CD 편차는, 목표로 하는 라인 앤 스페이스 패턴(라인 패턴의 폭:2.0㎛, 스페이스 패턴의 폭:2.0㎛)으로부터의 어긋남 폭이다. 이하의 실시예 및 비교예에 있어서, CD 편차의 측정에는, 동일한 장치를 사용하였다. The CD deviation of the light semitransmissive film pattern of the phase shift mask was measured by SIR8000 manufactured by Seiko Instruments Nano Technology. The CD deviation was measured at a point of 5 × 5 for an area of 270 mm × 390 mm excluding the peripheral region of the substrate. The CD deviation is the deviation width from the target line and space pattern (width of the line pattern: 2.0 µm, width of the space pattern: 2.0 µm). In the following Examples and Comparative Examples, the same apparatus was used for the measurement of CD deviation.

CD 편차는 0.096㎛로 양호하였다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 광반투과막 패턴(PS)의 엣지 E는 직선 형상이며, CD 편차가 양호한 것을 시사하고 있다. The CD deviation was good at 0.096 μm. As shown in Fig. 6, the edge E of the light semitransmissive film pattern PS is linear, suggesting that the CD deviation is good.

<제2 실시예> <Second Example>

제2 실시예에서는 광반투과막이 4층의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)을 포함하는 경우에 대해서 설명한다. In the second embodiment, a case where the light semitransmissive film includes a four-layer molybdenum silicide nitride film (MoSiN) will be described.

A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법 A. Phase shift mask blank and manufacturing method thereof

제2 실시예의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조에, 투명 기판(12)으로서, 3345 크기의 합성 석영 유리 기판을 사용하였다. In the production of the phase shift mask blank of the second embodiment, a 3345 size synthetic quartz glass substrate was used as the transparent substrate 12.

제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 합성 석영 유리 기판을, 도 4에 도시하는 인라인형의 스퍼터링 장치(11)의 반입 챔버(LL)에 반입하였다. 제1 스퍼터링 타겟(13), 제2 스퍼터링 타겟(14), 제3 스퍼터링 타겟(15), 제4 스퍼터링 타겟(16)으로서, 제1 실시예와 동일한 스퍼터링 타겟을 사용하였다. By the same method as in the first embodiment, the synthetic quartz glass substrate was carried into the delivery chamber LL of the inline sputtering apparatus 11 shown in FIG. 4. As the first sputtering target 13, the second sputtering target 14, the third sputtering target 15, and the fourth sputtering target 16, the same sputtering target as in the first embodiment was used.

그 후, 제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 스퍼터링 장치(11)의 내부를 소정의 진공도로 하였다. 배기는 합성 석영 유리 기판을 스퍼터링 장치(11)로부터 취출하는 단계까지 계속하였다. Thereafter, the inside of the sputtering apparatus 11 was set to a predetermined vacuum degree by the same method as in the first embodiment. Exhaust continued until the synthetic quartz glass substrate was taken out from the sputtering device 11.

그 후, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 스퍼터링 타겟(13) 부근에 배치된 제1 가스 도입구(GA1)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:30sccm, N2:30sccm)를 도입하고, 제1 스퍼터링 타겟(13)에 4.0㎾의 스퍼터 파워를 인가하였다. 또한, 제2 스퍼터 챔버(SP2)의 제3 스퍼터링 타겟(15) 부근에 배치된 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 스퍼터링 타겟(16) 부근에 배치된 제4 가스 도입구(GA4)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:30sccm, N2:30sccm)를 도입하였다. 제1 스퍼터링 타겟(13)에의 스퍼터 파워의 인가, 제1 가스 도입구(GA12)로부터의 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스의 도입 및 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4)로부터의 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스의 도입은, 합성 석영 유리 기판이 반출 챔버(ULL)에 반송시킬 때까지 계속하였다. Thereafter, a mixed gas of Ar gas and N 2 gas (Ar: 30sccm, N 2 : 30sccm) from the first gas inlet GA1 disposed near the first sputtering target 13 of the first sputter chamber SP1. ) Was introduced, and sputter power of 4.0 kW was applied to the first sputtering target 13. In addition, from the third gas inlet GA3 disposed near the third sputtering target 15 of the second sputtering chamber SP2 and the fourth gas inlet GA4 disposed near the fourth sputtering target 16. A mixed gas (Ar: 30 sccm, N 2 : 30 sccm) of Ar gas and N 2 gas was introduced. Application of sputter power to the first sputtering target 13, introduction of a mixed gas of Ar gas and N 2 gas from the first gas inlet GA12 and third gas inlet GA3 and fourth gas inlet The introduction of the mixed gas of Ar gas and N 2 gas from (GA4) was continued until the synthetic quartz glass substrate was conveyed to the carrying-out chamber ULL.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S의 방향으로, 반출 챔버(ULL)까지 반송하였다. 또한, 합성 석영 유리 기판의 반송 속도는, 400㎜/분으로 하였다. 합성 석영 유리 기판이, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 스퍼터링 타겟(13) 부근을 통과할 때에, 반응성 스퍼터링에 의해, 합성 석영 유리 기판의 주표면 상에, 막 두께 27.5㎚의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)을 포함하는 1층째의 광반투과막이 성막되었다. 합성 석영 유리 기판이, 제2 스퍼터 챔버(SP2)를 통과하는 동안, 1층째의 광반투과막은 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스 분위기에 노출되었다. Then, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown) was conveyed to the carrying-out chamber ULL in the direction of the arrow S. In addition, the conveyance speed of the synthetic quartz glass substrate was 400 mm / min. When the synthetic quartz glass substrate passes near the first sputtering target 13 of the first sputtering chamber SP1, by reactive sputtering, a molybdenum silicide nitride film having a film thickness of 27.5 nm is formed on the main surface of the synthetic quartz glass substrate. A light-semitransmissive film on the first layer containing (MoSiN) was formed. While the synthetic quartz glass substrate passed through the second sputter chamber SP2, the light semitransmissive film on the first layer was exposed to a mixed gas atmosphere of Ar gas and N 2 gas.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S와 반대의 방향으로 반송하고, 반입 챔버(LL)로 복귀하였다. 합성 석영 유리 기판을 반입 챔버(LL)로 복귀하는 동안, 제1 가스 도입구(GA1)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:30sccm, N2:30sccm)를 도입하고, 제3 가스 도입구(GA3)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:30sccm, N2:30sccm)를 도입하고, 1층째의 광반투과막을, Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스 분위기에 노출시켰다. Thereafter, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown) was conveyed in the direction opposite to the arrow S, and returned to the carry-in chamber LL. While returning the synthetic quartz glass substrate to the loading chamber LL, a mixed gas (Ar: 30 sccm, N 2 : 30 sccm) of Ar gas and N 2 gas is introduced from the first gas inlet GA1, and the third A mixed gas (Ar: 30 sccm, N 2 : 30 sccm) of Ar gas and N 2 gas is introduced from the gas inlet (GA3), and the light semitransmissive film of the first layer is introduced into a mixed gas atmosphere of Ar gas and N 2 gas. Exposed.

그 후, 1층째의 광반투과막과 동일한 방법에 의해, 2층째, 3층째, 4층째의 광반투과막을 형성하였다. 2층째, 3층째, 4층째의 광반투과막의 형성 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S와 반대의 방향으로 반송하고, 반입 챔버(LL)로 복귀하였다. 합성 석영 유리 기판을 반입 챔버(LL)로 복귀하는 동안, 상술한 방법과 동일한 방법에 의해, 2층째, 3층째, 4층째의 광반투과막을, Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스 분위기에 노출시켰다. Subsequently, the second-layer, third-layer, and fourth-layer light-semitransmissive films were formed by the same method as the first-layer light-semitransmissive films. After the formation of the second, third, and fourth light semitransmissive films, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown) was conveyed in the direction opposite to the arrow S, and returned to the carry-in chamber LL. While returning the synthetic quartz glass substrate to the carry-in chamber LL, the second-, third-, and fourth-layer light semitransmissive films are exposed to a mixed gas atmosphere of Ar gas and N 2 gas by the same method as described above. Ordered.

이와 같이 하여, 합성 석영 유리 기판의 주표면 상에, 4층의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)을 포함하는 합계 막 두께 110㎚의 광반투과막을 형성하였다. In this way, on the main surface of the synthetic quartz glass substrate, a light semitransmissive film having a total film thickness of 110 nm including four layers of molybdenum silicide nitride films (MoSiN) was formed.

그 후, 제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 광반투과막 상에, 에칭 마스크막을 형성하고, 합성 석영 유리 기판 상에, 광반투과막과 에칭 마스크막이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다. Then, an etching mask film was formed on the light semitransmissive film by the same method as in the first embodiment, and a phase shift mask blank was formed on the synthetic quartz glass substrate, on which the light semitransmissive film and the etching mask film were formed.

상기 제1 실시예와 마찬가지로, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석을 행하였다. 그 결과, 상기 조성 경사 영역 P에서는, 광반투과막의 웨트 에칭을 느리게 하는 질소(N)의 함유량이, 광반투과막의 깊이 방향(합성 석영 유리 기판의 방향)을 향해 연속적으로 증가하고 있었다. Similar to the first embodiment, compositional analysis in the depth direction by XPS was performed on the obtained phase shift mask blank. As a result, in the composition gradient region P, the content of nitrogen (N), which slows wet etching of the light semitransmissive film, was continuously increasing toward the depth direction of the light semitransmissive film (in the direction of the synthetic quartz glass substrate).

또한, 조성 경사 영역 P에 있어서의 에칭 마스크막측의 계면에서의 규소(Si)에 대한 질소(N)의 비율의 최대값은, 3.6이었다. In addition, the maximum value of the ratio of nitrogen (N) to silicon (Si) at the interface on the etching mask film side in the composition gradient region P was 3.6.

B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법 B. Phase shift mask and its manufacturing method

상술한 바와 같이 하여 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용해서, 제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 에칭 마스크막 패턴 및 광반투과막 패턴을 형성하였다. Using the phase shift mask blank prepared as described above, an etching mask film pattern and a light semitransmissive film pattern were formed in the same manner as in the first embodiment.

광반투과막 패턴의 형성 후, 레지스트 패턴을 박리하였다. 그 후, 질산 제2 세륨 암모늄과 과염소산을 포함하는 크롬 에칭액에 의해 에칭 마스크막 패턴을 제거하였다. After formation of the light semitransmissive film pattern, the resist pattern was peeled off. Thereafter, the etching mask film pattern was removed with a chromium etchant containing cupric ammonium nitrate and perchloric acid.

이와 같이 하여, 합성 석영 유리 기판 상에, 광반투과막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 얻었다. In this way, a phase shift mask having a light semitransmissive film pattern formed on a synthetic quartz glass substrate was obtained.

도 8은 제2 실시예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다. 도 8 중, QZ는 합성 석영 유리 기판을 나타내고, PS는 광반투과막 패턴을 나타낸다. 8 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the second embodiment. In Fig. 8, QZ represents a synthetic quartz glass substrate, and PS represents a light semitransmissive film pattern.

도 8에 도시되는 바와 같이, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 합성 석영 유리 기판(QZ)과 접하는 부분에서는 하단이 끌리고, 에칭 마스크막 패턴과 접하고 있었던 부분에서는 거의 수직인 형상이었다. As shown in Fig. 8, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS was drawn at a lower end in a portion in contact with the synthetic quartz glass substrate QZ, and almost vertical in a portion in contact with the etching mask film pattern.

상세하게는, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 광반투과막 패턴(PS)의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변(23)을 포함한다. 보조선(21)은 광반투과막 패턴(PS)의 상면에 대응하는 상변의 위치를 나타내고, 보조선(22)은 광반투과막 패턴(PS)의 하면에 대응하는 하변의 위치를 나타낸다. Specifically, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS includes upper, lower and side sides 23 corresponding to the top, bottom, and side surfaces of the light semitransmissive film pattern PS. The auxiliary line 21 represents the position of the upper side corresponding to the upper surface of the light semitransmissive film pattern PS, and the auxiliary line 22 represents the position of the lower side corresponding to the lower surface of the light semitransmissive film pattern PS.

상변과 측변과의 접점(26)과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도가, 105도이었다.The angle between the straight line connecting the contact point 26 at the height of the contact point 26 between the upper side and the lateral side and the upper side of the film thickness of 2/3 of the film thickness was 105 degrees.

또한, 상변과 측변(23)과의 접점(26)을 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선(29)과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치(28)를 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선(30)의 폭 D가, 48㎚이었다. 보조선(25)은 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치를 나타낸다. In addition, the first virtual line 29 perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate QZ through the contact 26 between the upper side and the side 23 is raised by a tenth of the film thickness from the lower surface. The width D of the second virtual line 30 perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate QZ through the position 28 on the side at the position of was 48 nm. The auxiliary line 25 indicates a position at a height of tenths of the film thickness from the lower surface.

상술한 바와 같이 광반투과막 패턴의 단면 형상은, 상기 각도 θ가 105도, 상기 폭이 48㎚(광반투과막의 막 두께 110㎚에 대해 약 2.3분의 1)로 양호하고, 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 노광광, 보다 구체적으로는, i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광의 노광광에 있어서, 상기 표 2에 나타내는 PSM(B)와 동등한 위상 시프트 효과를 갖는 위상 시프트 마스크가 얻어졌다. As described above, the cross-sectional shape of the light semitransmissive film pattern has a good angle of θ of 105 degrees and a width of 48 nm (approximately one-third of 2.3 with respect to the thickness of the light semitransmissive film of about 110 nm), 300 nm to 500 nm The phase shift effect equivalent to that of PSM (B) shown in Table 2 above is obtained in exposure light of exposure light including light in the following wavelength range, and more specifically, composite light including i-line, h-line and g-line. The phase shift mask to have was obtained.

<제3 실시예> <Third Example>

제3 실시예에서는 광반투과막이 1층의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)을 포함하는 경우에 대해서 설명한다. In the third embodiment, a case in which the light semitransmissive film includes a molybdenum silicide nitride film (MoSiN) of one layer will be described.

A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법 A. Phase shift mask blank and manufacturing method thereof

제3 실시예의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조에, 투명 기판(12)으로서, 상술한 제1, 제2 실시예와 동일한 3345 크기의 합성 석영 유리 기판을 사용하였다.In the production of the phase shift mask blank of the third embodiment, as the transparent substrate 12, a synthetic quartz glass substrate having the same size of 3345 as the first and second embodiments described above was used.

제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 합성 석영 유리 기판을, 도 4에 도시하는 인라인형의 스퍼터링 장치(11)의 반입 챔버(LL)에 반입하였다. 제1 스퍼터링 타겟(13), 제2 스퍼터링 타겟(14), 제3 스퍼터링 타겟(15), 제4 스퍼터링 타겟(16)으로서, 제1 실시예와 동일한 스퍼터링 타겟 재료를 사용하였다.By the same method as in the first embodiment, the synthetic quartz glass substrate was carried into the delivery chamber LL of the inline sputtering apparatus 11 shown in FIG. 4. As the first sputtering target 13, the second sputtering target 14, the third sputtering target 15, and the fourth sputtering target 16, the same sputtering target material as the first embodiment was used.

제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 스퍼터링 타겟(13)에 10.0㎾의 스퍼터 파워를 인가하였다. 또한, 제1 스퍼터링 타겟(13) 부근에 배치된 제1 가스 도입구(GA1)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:50.0sccm, N2:100.0sccm)를 도입하였다. 또한, 제2 스퍼터 챔버(SP2)의 제3 스퍼터링 타겟(15) 부근에 배치된 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 스퍼터링 타겟(16) 부근에 배치된 제4 가스 도입구(GA4)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:50.0sccm, N2:100.0sccm)를 도입하였다. 제1 스퍼터링 타겟(13)에의 스퍼터 파워의 인가, 제1 가스 도입구(GA1)로부터의 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스의 도입 및 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4)로부터의 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스의 도입은, 합성 석영 유리 기판이 반출 챔버(ULL)에 반송시킬 때까지 계속하였다. Sputter power of 10.0 kW was applied to the first sputtering target 13 of the first sputter chamber SP1. Further, a mixed gas (Ar: 50.0 sccm, N 2 : 100.0 sccm) of Ar gas and N 2 gas was introduced from the first gas introduction port GA1 disposed near the first sputtering target 13. In addition, from the third gas inlet GA3 disposed near the third sputtering target 15 of the second sputtering chamber SP2 and the fourth gas inlet GA4 disposed near the fourth sputtering target 16. A mixed gas (Ar: 50.0 sccm, N 2 : 100.0 sccm) of Ar gas and N 2 gas was introduced. Application of sputter power to the first sputtering target 13, introduction of a mixture gas of Ar gas and N 2 gas from the first gas inlet GA1, and third gas inlet GA3 and fourth gas inlet The introduction of the mixed gas of Ar gas and N 2 gas from (GA4) was continued until the synthetic quartz glass substrate was conveyed to the carrying-out chamber ULL.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S의 방향으로, 반출 챔버(ULL)까지 반송하였다. 또한, 합성 석영 유리 기판의 반송 속도는, 350㎜/분으로 하였다. 합성 석영 유리 기판이, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 스퍼터링 타겟(13) 부근을 통과할 때에, 반응성 스퍼터링에 의해, 합성 석영 유리 기판의 주표면 상에, 막 두께 110㎚의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)을 포함하는 광반투과막이 성막되었다. 합성 석영 유리 기판이, 제2 스퍼터 챔버(SP2)를 통과하는 동안, 광반투과막은 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스 분위기에 노출되었다. Then, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown) was conveyed to the carrying-out chamber ULL in the direction of the arrow S. In addition, the conveyance speed of the synthetic quartz glass substrate was 350 mm / min. When the synthetic quartz glass substrate passes around the first sputtering target 13 of the first sputter chamber SP1, by reactive sputtering, a molybdenum silicide nitride film having a thickness of 110 nm is formed on the main surface of the synthetic quartz glass substrate. A light semitransmissive film containing (MoSiN) was formed. While the synthetic quartz glass substrate passed through the second sputter chamber SP2, the light semitransmissive film was exposed to a mixed gas atmosphere of Ar gas and N 2 gas.

이와 같이 하여, 합성 석영 유리 기판의 주표면 상에, 1층의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)을 포함하는 막 두께 110㎚의 광반투과막을 형성하였다.In this way, on the main surface of the synthetic quartz glass substrate, a light semitransmissive film having a thickness of 110 nm including a one-layer molybdenum silicide nitride film (MoSiN) was formed.

그 후, 제2 스퍼터 챔버(SP2)와 반출 챔버(ULL)를 구획판에 의해 완전히 구획한 후, 반출 챔버(ULL)를 대기압 상태로 복귀하여, 광반투과막이 형성된 합성 석영 유리 기판을 스퍼터링 장치(11)로부터 취출하였다. Thereafter, after the second sputtering chamber SP2 and the carrying-out chamber ULL are completely partitioned by a partition plate, the carrying-out chamber ULL is returned to the atmospheric pressure state, thereby sputtering the synthetic quartz glass substrate on which the light semitransmissive film is formed ( 11).

그 후, 광반투과막이 형성된 합성 석영 유리 기판을 2일 정도 대기 중에 보관하였다. Thereafter, the synthetic quartz glass substrate on which the light semitransmissive film was formed was stored in the air for about 2 days.

그 후, 광반투과막이 형성된 합성 석영 유리 기판을, 도 4에 도시하는 인라인형의 스퍼터링 장치(11)의 반입 챔버(LL)에 반입하였다. Subsequently, the synthetic quartz glass substrate on which the light semitransmissive film was formed was carried into the delivery chamber LL of the inline sputtering apparatus 11 shown in FIG. 4.

그 후, 제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 광반투과막 상에, 에칭 마스크막을 형성하고, 합성 석영 유리 기판 상에, 광반투과막과 에칭 마스크막이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다. Then, an etching mask film was formed on the light semitransmissive film by the same method as in the first embodiment, and a phase shift mask blank was formed on the synthetic quartz glass substrate, on which the light semitransmissive film and the etching mask film were formed.

상기 제1 실시예와 마찬가지로, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석을 행하였다. 그 결과에서는, 상기 조성 경사 영역 P에서는, 광반투과막의 웨트 에칭을 느리게 하는 질소(N)의 함유량이, 광반투과막의 깊이 방향(합성 석영 유리 기판의 방향)을 향해 연속적으로 증가하고 있었다. Similar to the first embodiment, compositional analysis in the depth direction by XPS was performed on the obtained phase shift mask blank. As a result, in the composition gradient region P, the content of nitrogen (N), which slows wet etching of the light semitransmissive film, was continuously increasing toward the depth direction of the light semitransmissive film (in the direction of the synthetic quartz glass substrate).

또한, 조성 경사 영역 P에 있어서의 에칭 마스크막측의 계면에서의 규소(Si)에 대한 질소(N)의 비율의 최대값은, 8.2이었다. In addition, the maximum value of the ratio of nitrogen (N) to silicon (Si) at the interface on the etching mask film side in the composition gradient region P was 8.2.

B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법 B. Phase shift mask and its manufacturing method

상술한 바와 같이 하여 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용해서, 제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 위상 시프트 마스크를 제조하였다. Using the phase shift mask blank produced as described above, a phase shift mask was produced in the same manner as in the first embodiment.

도 9는 제3 실시예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다. 도 9 중, QZ는 합성 석영 유리 기판을 나타내고, PS는 광반투과막 패턴을 나타내고, Cr은 에칭 마스크막 패턴을 나타낸다. 도 9에서는 광반투과막 패턴의 폭보다 좁은 에칭 마스크막 패턴을 형성하기 전의 상태에서의 단면 사진을 나타내고 있다. 9 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the third embodiment. In Fig. 9, QZ represents a synthetic quartz glass substrate, PS represents a light semitransmissive film pattern, and Cr represents an etching mask film pattern. Fig. 9 shows a cross-sectional photograph in a state before forming an etching mask film pattern narrower than the width of the light semitransmissive film pattern.

도 9에 도시되는 바와 같이, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 합성 석영 유리 기판(QZ)과 접하는 부분에서는 하단이 끌리고, 에칭 마스크막 패턴(Cr)과 접하는 부분에서는 거의 수직인 형상이었다. As shown in Fig. 9, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS was dragged at the lower end in the portion in contact with the synthetic quartz glass substrate QZ, and almost vertical in the portion in contact with the etching mask film pattern Cr.

상세하게는, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 광반투과막 패턴(PS)의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변을 포함한다. Specifically, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS includes upper sides, lower sides and side sides corresponding to the top, bottom, and side surfaces of the light semitransmissive layer pattern PS.

상변과 측변과의 접점과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도가, 97도이었다.The angle between the straight line connecting the position of the lateral side at the position of the height of the contact point between the upper side and the lateral side and the height down two-thirds of the film thickness from the upper surface, and the angle between the upper side and the upper side were 97 degrees.

또한, 상변과 측변과의 접점을 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 20㎚이었다. In addition, it is synthesized through the first virtual line perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate (QZ) through the contact point between the upper side and the side, and the position of the side at a height of one tenth of the film thickness from the bottom. The width with the second virtual line perpendicular to the main surface of the quartz glass substrate QZ was 20 nm.

또한, CD 편차는 0.098㎛로 양호하였다. In addition, the CD deviation was good at 0.098 µm.

상술한 바와 같이 광반투과막 패턴의 단면 형상은, 상기 각도 θ가 97도, 상기 폭이 20㎚(광반투과막의 막 두께 110㎚에 대해 5.5분의 1)로 양호하고, 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 노광광, 보다 구체적으로는, i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광의 노광광에 있어서, 상기 표 1에 나타내는 PSM(A)와 동등한 위상 시프트 효과를 갖는 위상 시프트 마스크가 얻어졌다. As described above, in the cross-sectional shape of the light semitransmissive film pattern, the angle θ is 97 degrees and the width is good at 20 nm (1 / 5.5 of the film thickness of the light semitransmissive film is 1 / 5.5), 300 nm or more and 500 nm or less In the exposure light containing light in the wavelength range of, more specifically, the exposure light of the composite light containing i-line, h-line and g-line, has a phase shift effect equivalent to that of PSM (A) shown in Table 1 above. A phase shift mask was obtained.

<제4 실시예> <Fourth Example>

제3 실시예에서는 광반투과막이 형성된 합성 석영 유리 기판을 약 2일간 대기 중에 보관하였다. In the third embodiment, the synthetic quartz glass substrate on which the light semitransmissive film was formed was stored in the air for about 2 days.

이에 대해, 제4 실시예에서는 광반투과막이 형성된 합성 석영 유리 기판을 1주일간 대기 중에 보관하였다. 그 이외는, 제3 실시예와 동일한 방법에 의해, 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크를 제조하였다. In contrast, in the fourth embodiment, the synthetic quartz glass substrate on which the light semitransmissive film was formed was stored in the air for one week. Except for that, a phase shift mask blank and a phase shift mask were produced in the same manner as in the third embodiment.

상기 제1 실시예와 마찬가지로, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석을 행한, 그 결과, 상기 조성 경사 영역 P에서는, 광반투과막의 웨트 에칭을 느리게 하는 질소(N)의 함유량이, 광반투과막의 깊이 방향(합성 석영 유리 기판의 방향)을 향해 연속적으로 증가하고 있었다. Similar to the first embodiment, the compositional analysis of the obtained phase shift mask blank in the depth direction by XPS was performed. As a result, in the composition gradient region P, the content of nitrogen (N) that slows wet etching of the light semitransmissive film. It was continuously increasing toward the depth direction (the direction of the synthetic quartz glass substrate) of the light semitransmissive film.

또한, 조성 경사 영역 P에 있어서의 에칭 마스크막측의 계면에서의 규소(Si)에 대한 질소(N)의 비율의 최대값은, 3.2이었다. In addition, the maximum value of the ratio of nitrogen (N) to silicon (Si) at the interface on the etching mask film side in the composition gradient region P was 3.2.

도 10은 제4 실시예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다. 도 10 중, QZ는 합성 석영 유리 기판을 나타내고, PS는 광반투과막 패턴을 나타내고, Cr은 에칭 마스크막 패턴을 나타낸다. 도 10에서는 광반투과막 패턴의 폭보다 좁은 에칭 마스크막 패턴을 형성하기 전의 상태에서의 단면 사진을 나타내고 있다. 10 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the fourth embodiment. In Fig. 10, QZ represents a synthetic quartz glass substrate, PS represents a light semitransmissive film pattern, and Cr represents an etching mask film pattern. Fig. 10 shows a cross-sectional photograph in a state before forming an etching mask film pattern narrower than the width of the light semitransmissive film pattern.

도 10에 도시되는 바와 같이, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 직선적인 테이퍼 형상이었다. As shown in Fig. 10, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS was a straight tapered shape.

상세하게는, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 광반투과막 패턴(PS)의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변을 포함한다. Specifically, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS includes upper sides, lower sides and side sides corresponding to the top, bottom, and side surfaces of the light semitransmissive layer pattern PS.

상변과 측변과의 접점과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도가, 120도이었다. The angle formed by the straight line connecting the contact point between the upper side and the side edge and the position of the side edge at a height of two-thirds of the thickness of the film from the top surface, and the upper edge was 120 degrees.

또한, 상변과 측변과의 접점을 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 42㎚이었다. In addition, it is synthesized through the first virtual line perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate (QZ) through the contact point between the upper side and the side, and the position of the side at a height of one tenth of the film thickness from the bottom. The width with the second virtual line perpendicular to the main surface of the quartz glass substrate QZ was 42 nm.

또한, CD 편차는 0.105㎛로 양호하였다. In addition, the CD deviation was good at 0.105 μm.

상술한 바와 같이 광반투과막 패턴의 단면 형상은, 상기 각도 θ가 120도, 상기 폭이 42㎚(광반투과막의 막 두께 110㎚에 대해 약 2.6분의 1)로 양호하고, 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 노광광, 보다 구체적으로는, i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광의 노광광에 있어서, 상기 표 1에 나타내는 PSM(A)와 동등한 위상 시프트 효과를 갖는 위상 시프트 마스크가 얻어졌다. As described above, the cross-sectional shape of the light semitransmissive film pattern has a good angle of θ of 120 degrees and a width of 42 nm (approximately 1 / 2.6 of the thickness of the light semitransmissive film of about 110 nm), 300 nm to 500 nm The phase shift effect equivalent to that of PSM (A) shown in Table 1 above is obtained in exposure light of the exposure light including light in the following wavelength range, and more specifically, composite light including i-line, h-line and g-line. The phase shift mask to have was obtained.

제4 실시예로부터, 광반투과막을 대기 중에 1주일 정도 보관해도, 일정한 범위의 조성 변화이면, 양호한 CD 편차를 유지할 수 있는 것을 알 수 있었다. From the fourth example, it has been found that even if the light semitransmissive film is stored in the air for about a week, it is possible to maintain good CD deviation if the composition changes within a certain range.

<제5 실시예><Example 5>

제5 실시예에서는 광반투과막 상에 절연층이 형성되는 경우에 대해서 설명한다. In the fifth embodiment, a case in which an insulating layer is formed on a light semitransmissive film will be described.

A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법 A. Phase shift mask blank and manufacturing method thereof

제5 실시예의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조에, 투명 기판(12)으로서, 3345 크기의 합성 석영 유리 기판을 사용하였다. In the production of the phase shift mask blank of the fifth embodiment, a 3345 size synthetic quartz glass substrate was used as the transparent substrate 12.

제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 합성 석영 유리 기판의 주표면 상에 광반투과막을 형성하였다. In the same manner as in the first embodiment, a light semitransmissive film was formed on the main surface of the synthetic quartz glass substrate.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S와 반대의 방향으로 반송하고, 반입 챔버(LL)로 복귀하였다. 합성 석영 유리 기판을 반입 챔버(LL)로 복귀하는 동안, 상술한 방법과 동일한 방법에 의해, 2층째의 광반투과막을, Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스 분위기에 노출시켰다. Thereafter, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown) was conveyed in the direction opposite to the arrow S, and returned to the carry-in chamber LL. While returning the synthetic quartz glass substrate to the carry-in chamber LL, the light semitransmissive film on the second layer was exposed to a mixed gas atmosphere of Ar gas and N 2 gas by the same method as described above.

그 후, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제2 스퍼터링 타겟(14) 부근에 배치된 제2 가스 도입구(GA2)로부터 Ar 가스와 N2 가스와 CO2 가스와의 혼합 가스(Ar:55sccm, N2:60sccm, CO2:35sccm)를 도입하고, 제2 스퍼터링 타겟(14)에 5.0㎾의 스퍼터 파워를 인가하였다. 제2 스퍼터링 타겟(14)에의 스퍼터 파워의 인가, 제2 가스 도입구(GA2)로부터의 Ar 가스와 N2 가스와 CO2 가스와의 혼합 가스의 도입은, 합성 석영 유리 기판이 반출 챔버(ULL)에 반송시킬 때까지 계속하였다.Thereafter, a mixed gas of Ar gas, N 2 gas and CO 2 gas (Ar: 55 sccm) from the second gas inlet GA2 disposed near the second sputtering target 14 of the first sputter chamber SP1. N 2 : 60 sccm, CO 2 : 35 sccm) was introduced, and sputter power of 5.0 kW was applied to the second sputtering target 14. The application of sputter power to the second sputtering target 14 and the introduction of a mixed gas of Ar gas, N 2 gas, and CO 2 gas from the second gas inlet GA2 allow the synthetic quartz glass substrate to be carried out. ).

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S의 방향으로, 반출 챔버(ULL)까지 반송하였다. 또한, 합성 석영 유리 기판의 반송 속도는, 400㎜/분으로 하였다. 합성 석영 유리 기판이, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제2 스퍼터링 타겟(14) 부근을 통과할 때에, 반응성 스퍼터링에 의해, 광반투과막 상에, 막 두께 200㎚의 크롬산화질화탄화막(CrCON)을 포함하는 절연층이 성막되었다.Then, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown) was conveyed to the carrying-out chamber ULL in the direction of the arrow S. In addition, the conveyance speed of the synthetic quartz glass substrate was 400 mm / min. When the synthetic quartz glass substrate passes around the second sputtering target 14 of the first sputtering chamber SP1, by reactive sputtering, a chromium oxynitride carbide film (CrCON) having a thickness of 200 nm is formed on the light semitransmissive film. An insulating layer containing) was formed.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S와 반대의 방향으로 반송하고, 반입 챔버(LL)로 복귀하였다. Thereafter, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown) was conveyed in the direction opposite to the arrow S, and returned to the carry-in chamber LL.

그 후, 제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 절연층 상에, 크롬탄화질화막(CrCN)을 포함하는 차광층과 크롬산화질화막(CrON)을 포함하는 반사 방지층의 적층막을 성막하였다. Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, on the insulating layer, a laminated film of a light-blocking layer containing a chromium carbonitride film (CrCN) and an antireflective layer containing a chromium oxide nitride film (CrON) was formed.

이와 같이 하여, 광반투과막 상에, CrCON을 포함하는 절연층, CrCN을 포함하는 차광층, CrON을 포함하는 반사 방지층이 순번대로 형성된 적층 구조의 에칭 마스크막을 형성하였다. In this way, on the light semitransmissive film, an etching mask film having a laminated structure in which an insulating layer containing CrCON, a light blocking layer containing CrCN, and an antireflection layer containing CrON were sequentially formed was formed.

그 후, 제2 스퍼터 챔버와 반출 챔버를 구획판에 의해 완전히 구획한 후, 반출 챔버를 대기압 상태로 복귀하여, 광반투과막과 에칭 마스크막이 형성된 합성 석영 유리 기판을 스퍼터링 장치(11)로부터 취출하였다. Thereafter, after the second sputter chamber and the discharge chamber were completely partitioned by a partition plate, the discharge chamber was returned to an atmospheric pressure state, and a synthetic quartz glass substrate on which a light semitransmissive film and an etching mask film were formed was taken out from the sputtering device 11. .

이와 같이 하여, 합성 석영 유리 기판 상에, 광반투과막과 에칭 마스크막이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다. In this way, a phase shift mask blank having a light semitransmissive film and an etching mask film formed on a synthetic quartz glass substrate was obtained.

상기 제1 실시예와 마찬가지로, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석을 행하였다. 그 결과에서는, 상기 조성 경사 영역 P에서는, 광반투과막의 웨트 에칭을 느리게 하는 질소(N)의 함유량이, 광반투과막의 깊이 방향(합성 석영 유리 기판의 방향)을 향해 연속적으로 증가하고 있었다. Similar to the first embodiment, compositional analysis in the depth direction by XPS was performed on the obtained phase shift mask blank. As a result, in the composition gradient region P, the content of nitrogen (N), which slows wet etching of the light semitransmissive film, was continuously increasing toward the depth direction of the light semitransmissive film (in the direction of the synthetic quartz glass substrate).

또한, 조성 경사 영역 P에 있어서의 에칭 마스크막측의 계면에서의 규소(Si)에 대한 질소(N)의 비율의 최대값은, 3.7이었다. In addition, the maximum value of the ratio of nitrogen (N) to silicon (Si) at the interface on the etching mask film side in the composition gradient region P was 3.7.

B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법 B. Phase shift mask and its manufacturing method

상술한 바와 같이 하여 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용해서, 제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 위상 시프트 마스크를 제조하였다. Using the phase shift mask blank produced as described above, a phase shift mask was produced in the same manner as in the first embodiment.

얻어진 위상 시프트 마스크의 단면을 관찰하였다. The cross section of the obtained phase shift mask was observed.

광반투과막 패턴의 단면은, 제1 실시예와 마찬가지로, 합성 석영 유리 기판과 접하는 부분에서는 하단이 끌리고, 에칭 마스크막 패턴과 접하는 부분에서는 거의 수직인 형상이었다. As in the first embodiment, the cross section of the light semitransmissive film pattern was drawn at a lower end in a portion in contact with the synthetic quartz glass substrate, and almost vertical in a portion in contact with the etching mask film pattern.

상세하게는, 광반투과막 패턴의 단면은 광반투과막 패턴의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변을 포함한다. Specifically, the cross section of the light semitransmissive film pattern includes upper, lower and side sides corresponding to the upper, lower and side surfaces of the light semitransmissive film pattern.

상변과 측변과의 접점과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도가, 105도이었다. The angle formed by the straight line connecting the position of the lateral side at the position of the height of the contact point between the upper side and the lateral side and the height of two-thirds the thickness of the film from the upper surface, and the angle between the upper side and the upper side were 105 degrees.

또한, 상변과 측변과의 접점을 통해 합성 석영 유리 기판의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 통해 합성 석영 유리 기판의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 44㎚이었다. Further, the synthetic quartz glass substrate through the first virtual line perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate through the contact point between the upper side and the side edge, and the position of the side edge at a height of one tenth of the film thickness from the lower surface. The width of the second virtual line perpendicular to the main surface of was 44 nm.

또한, 합성 석영 유리 기판과 접하는 광반투과막 패턴의 각도는 60도이며, 에칭 마스크막 패턴과 접하는 광반투과막 패턴의 각도는 75도이었다. In addition, the angle of the light semitransmissive film pattern in contact with the synthetic quartz glass substrate was 60 degrees, and the angle of the light semitransmissive film pattern in contact with the etching mask film pattern was 75 degrees.

또한, CD 편차는 0.060㎛로 매우 양호하였다. In addition, the CD deviation was very good at 0.060 µm.

상술한 바와 같이 광반투과막 패턴의 단면 형상은, 상기 각도 θ가 105도, 상기 폭이 44㎚(광반투과막의 막 두께 110㎚에 대해 2.5분의 1)로 양호하고, 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 노광광, 보다 구체적으로는, i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광의 노광광에 있어서, 상기 표 1에 나타내는 PSM(A)와 동등한 위상 시프트 효과를 갖는 위상 시프트 마스크가 얻어졌다. As described above, the cross-sectional shape of the light-semitransmissive film pattern has a good angle of θ of 105 degrees and a width of 44 nm (one-half to 2.5 of the film thickness of the light-semitransmissive film) of 300 nm to 500 nm. In exposure light containing light in the wavelength range of, more specifically, exposure light of composite light including i-line, h-line and g-line, has a phase shift effect equivalent to PSM (A) shown in Table 1 above. A phase shift mask was obtained.

<제1 참고예> <First Reference Example>

제1 참고예에서는 광반투과막의 성막 후에, 광반투과막 표면을 N2를 포함한 가스 분위기에 노출시키지 않았던 경우에 대해서 설명한다. In the first reference example, a case where the surface of the light semitransmissive film is not exposed to a gas atmosphere containing N 2 after the light semitransmissive film is formed will be described.

A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법 A. Phase shift mask blank and manufacturing method thereof

제1 참고예의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조에, 투명 기판(12)으로서, 3345 크기의 합성 석영 유리 기판을 사용하였다. In the production of the phase shift mask blank of the first reference example, a 3345 size synthetic quartz glass substrate was used as the transparent substrate 12.

제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 합성 석영 유리 기판을, 도 4에 도시하는 인라인형의 스퍼터링 장치(11)의 반입 챔버(LL)에 반입하였다. 제1 스퍼터링 타겟(13), 제2 스퍼터링 타겟(14), 제3 스퍼터링 타겟(15), 제4 스퍼터링 타겟(16)으로서, 제1 실시예와 동일한 스퍼터링 타겟을 사용하였다. By the same method as in the first embodiment, the synthetic quartz glass substrate was carried into the delivery chamber LL of the inline sputtering apparatus 11 shown in FIG. 4. As the first sputtering target 13, the second sputtering target 14, the third sputtering target 15, and the fourth sputtering target 16, the same sputtering target as in the first embodiment was used.

제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 스퍼터링 타겟(13) 부근에 배치된 제1 가스 도입구(GA1)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:40sccm, N2:90sccm)를 도입하고, 제1 스퍼터링 타겟(13)에 8.5㎾의 스퍼터 파워를 인가하였다. 또한, 제2 스퍼터 챔버(SP2)의 제3 스퍼터링 타겟(15) 부근에 배치된 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 스퍼터링 타겟(16) 부근에 배치된 제4 가스 도입구(GA4)로부터 Ar 가스(130sccm)를 도입하였다. 제1 스퍼터링 타겟(13)에의 스퍼터 파워의 인가, 제1 가스 도입구(GA1)로부터의 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스의 도입 및 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4)로부터의 Ar 가스의 도입은, 합성 석영 유리 기판이 반출 챔버(ULL)에 반송시킬 때까지 계속하였다. A mixed gas (Ar: 40 sccm, N 2 : 90 sccm) of Ar gas and N 2 gas is introduced from the first gas introduction port GA1 disposed near the first sputtering target 13 of the first sputter chamber SP1. Then, sputtering power of 8.5 kW was applied to the first sputtering target 13. In addition, from the third gas inlet GA3 disposed near the third sputtering target 15 of the second sputtering chamber SP2 and the fourth gas inlet GA4 disposed near the fourth sputtering target 16. Ar gas (130 sccm) was introduced. Application of sputter power to the first sputtering target 13, introduction of a mixture gas of Ar gas and N 2 gas from the first gas inlet GA1, and third gas inlet GA3 and fourth gas inlet The introduction of Ar gas from (GA4) was continued until the synthetic quartz glass substrate was conveyed to the carrying out chamber ULL.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S의 방향으로, 반출 챔버(ULL)까지 반송하였다. 또한, 합성 석영 유리 기판의 반송 속도는, 400㎜/분으로 하였다. 합성 석영 유리 기판이, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 스퍼터링 타겟(13) 부근을 통과할 때에, 반응성 스퍼터링에 의해, 합성 석영 유리 기판의 주표면 상에, 막 두께 55.0㎚의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)을 포함하는 1층째의 광반투과막이 성막되었다. 합성 석영 유리 기판이, 제2 스퍼터 챔버(SP2)를 통과하는 동안, 1층째의 광반투과막은 Ar 가스 분위기에 노출되었다.Then, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown) was conveyed to the carrying-out chamber ULL in the direction of the arrow S. In addition, the conveyance speed of the synthetic quartz glass substrate was 400 mm / min. When the synthetic quartz glass substrate passes near the first sputtering target 13 of the first sputtering chamber SP1, by reactive sputtering, a molybdenum silicide nitride film with a film thickness of 55.0 nm is formed on the main surface of the synthetic quartz glass substrate. A light-semitransmissive film on the first layer containing (MoSiN) was formed. While the synthetic quartz glass substrate passed through the second sputter chamber SP2, the light semitransmissive film of the first layer was exposed to an Ar gas atmosphere.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S와 반대의 방향으로 반송하고, 반입 챔버(LL)로 복귀하였다. 합성 석영 유리 기판을 반입 챔버(LL)로 복귀하는 동안, 형성된 1층째의 광반투과막은 진공 상태에 있었다. Thereafter, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown) was conveyed in the direction opposite to the arrow S, and returned to the carry-in chamber LL. While returning the synthetic quartz glass substrate to the carry-in chamber LL, the formed first-layer light semitransmissive film was in a vacuum.

그 후, 1층째의 광반투과막과 동일한 방법에 의해, 2층째의 광반투과막을 형성하였다. Subsequently, a light semitransmissive film of the second layer was formed by the same method as the light semitransmissive film of the first layer.

이와 같이 하여, 합성 석영 유리 기판의 주표면 상에, 2층의 몰리브덴 실리사이드 질화막(MoSiN)을 포함하는 합계 막 두께 110㎚의 광반투과막을 형성하였다. In this way, a light semitransmissive film having a total film thickness of 110 nm containing two layers of molybdenum silicide nitride films (MoSiN) was formed on the main surface of the synthetic quartz glass substrate.

그 후, 트레이(도시하지 않음)에 탑재된 합성 석영 유리 기판을, 화살표 S와 반대의 방향으로 반송하고, 반입 챔버(LL)로 복귀하였다. 합성 석영 유리 기판을 반입 챔버(LL)로 복귀하는 동안, 형성된 2층째의 광반투과막은 진공 상태에 있었다. Thereafter, the synthetic quartz glass substrate mounted on the tray (not shown) was conveyed in the direction opposite to the arrow S, and returned to the carry-in chamber LL. While returning the synthetic quartz glass substrate to the carry-in chamber LL, the formed second-layer light semitransmissive film was in a vacuum.

그 후, 제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 광반투과막 상에, 에칭 마스크막을 형성하고, 합성 석영 유리 기판 상에, 광반투과막과 에칭 마스크막이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다. Then, an etching mask film was formed on the light semitransmissive film by the same method as in the first embodiment, and a phase shift mask blank was formed on the synthetic quartz glass substrate, on which the light semitransmissive film and the etching mask film were formed.

얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대해, XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석을 행하였다. 그 결과, 광반투과막을 구성하는 2개의 층의 각각의 두께 방향의 중심 부근에서, 질소(N)의 함유량은 46-47원자%이었다. 이에 대해, 2개의 층의 계면 부근에서, 질소(N)의 함유량은 44원자%이었다. 각 층의 중심 부근과 2개의 층의 계면 부근 사이에, 2-3원자%의 질소(N)의 함유량차가 보인다. 이 차는, 검출 한계에 가까울수록 미소한 차이이지만, 광반투과막의 성막 후에, Ar 가스 분위기를 통과하는 것, 그 후 트레이를 LL 챔버로 한창 되돌리고 있는 도중에 진공 분위기를 통과함으로써, 1층째의 광반투과막의 표면으로부터 질소가 이탈하였다고 추정된다. 게다가 2층째의 광반투과막이 성막된 것에 의해, 1층째와 2층째의 계면 부근에서, 질소(N)의 함유량이 적은 상태가 되었다. 또한, 상기 조성 경사 영역 P에서는, 광반투과막의 웨트 에칭을 느리게 하는 질소(N)의 함유량이, 광반투과막의 깊이 방향(합성 석영 유리 기판의 방향)을 향해 연속적으로 증가하고 있었다. The obtained phase shift mask blank was analyzed for composition in the depth direction by XPS. As a result, in the vicinity of the center of each thickness direction of the two layers constituting the light semitransmissive film, the content of nitrogen (N) was 46-47 atomic%. On the other hand, in the vicinity of the interface of the two layers, the content of nitrogen (N) was 44 atomic%. A difference in the content of nitrogen (N) of 2-3 atomic% is seen between the vicinity of the center of each layer and the interface between the two layers. This difference is a slight difference as it approaches the detection limit, but after the light-semitransmissive film is formed, it passes through an Ar gas atmosphere, and then passes through a vacuum atmosphere while returning the tray to the LL chamber in full. It is assumed that nitrogen has escaped from the surface. Moreover, when the light semitransmissive film of the 2nd layer was formed, the content of nitrogen (N) became small in the vicinity of the interface between the 1st and 2nd layers. Further, in the composition inclined region P, the content of nitrogen (N), which slows wet etching of the light semitransmissive film, was continuously increasing toward the depth direction of the light semitransmissive film (in the direction of the synthetic quartz glass substrate).

B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법 B. Phase shift mask and its manufacturing method

상술한 바와 같이 하여 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용해서, 제1 실시예와 동일한 방법에 의해, 위상 시프트 마스크를 제조하였다. Using the phase shift mask blank produced as described above, a phase shift mask was produced in the same manner as in the first embodiment.

도 11은 제1 참고예의 위상 시프트 마스크의 평면 사진이다. 도 12는 제1 참고예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다. 도 11, 도 12 중, QZ는 합성 석영 유리 기판을 나타내고, PS는 광반투과막 패턴을 나타내고, Cr은 에칭 마스크막 패턴을 나타낸다. 도 12에서는 광반투과막 패턴의 폭보다 좁은 에칭 마스크막 패턴을 형성하기 전의 상태에서의 단면 사진을 나타내고 있다. 11 is a plan view of the phase shift mask of the first reference example. 12 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the first reference example. 11 and 12, QZ represents a synthetic quartz glass substrate, PS represents a light semitransmissive film pattern, and Cr represents an etching mask film pattern. Fig. 12 shows a cross-sectional photograph in a state before forming an etching mask film pattern narrower than the width of the light semitransmissive film pattern.

도 12에 도시되는 바와 같이, 1층째의 광반투과막 패턴과 2층째의 광반투과막 패턴과의 계면에 큰 물림이 발생하고 있었다. 상술한 바와 같이, 1층째의 광반투과막과 2층째의 광반투과막과의 계면 부근은, 질소(N)의 함유량이 적은 상태이다. 이 질소의 함유량이 적은 계면 부근이 보다 빠르게 에칭됨으로써 물림이 발생하였다고 생각된다. As shown in Fig. 12, a large bit was generated at the interface between the light semitransmissive film pattern on the first layer and the light semitransmissive film pattern on the second layer. As described above, near the interface between the light semitransmissive film on the first layer and the light semitransmissive film on the second layer, the content of nitrogen (N) is low. It is thought that the bite occurred because the vicinity of the interface with a small nitrogen content was etched faster.

상세하게는, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 광반투과막 패턴(PS)의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변을 포함한다. Specifically, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS includes upper sides, lower sides and side sides corresponding to the top, bottom, and side surfaces of the light semitransmissive layer pattern PS.

상변과 측변과의 접점과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도가, 80도이었다. The angle formed by the straight line connecting the position of the lateral side at the position at a height of two-thirds of the thickness of the film from the contact point between the upper side and the lateral side was 80 degrees.

또한, 상변과 측변과의 접점을 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 45㎚이었다.In addition, it is synthesized through the first virtual line perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate (QZ) through the contact point between the upper side and the side, and the position of the side at a height of one tenth of the film thickness from the bottom. The width with the second virtual line perpendicular to the main surface of the quartz glass substrate QZ was 45 nm.

또한, CD 편차는 0.252㎛이었다. 도 11에 도시되는 바와 같이, 광반투과막 패턴(PS)의 엣지 E1이 거칠고, CD 편차가 큰 것을 시사하고 있다. 광반투과막 패턴(PS)의 엣지 E1이 거칠면, 에칭 마스크막 패턴(Cr)의 엣지 E2도 거칠게 된다. 이것은, 에칭 마스크막 패턴(Cr)을 형성할 때에, 광반투과막 패턴(PS)의 엣지 E1의 형상을 따라서 에칭액이 침입하기 때문이라고 생각된다. 에칭 마스크막 패턴(Cr)의 형상을 제어하기 위해서도, 광반투과막 패턴(PS)의 형상이 중요하다. In addition, the CD deviation was 0.252 µm. As shown in Fig. 11, it is suggested that the edge E1 of the light semitransmissive film pattern PS is rough and the CD deviation is large. When the edge E1 of the light semitransmissive film pattern PS is rough, the edge E2 of the etching mask film pattern Cr is also rough. This is considered to be because, when forming the etching mask film pattern Cr, the etching solution enters along the shape of the edge E1 of the light semitransmissive film pattern PS. In order to control the shape of the etching mask film pattern Cr, the shape of the light semitransmissive film pattern PS is also important.

제1 참고예로부터, 광반투과막의 성막을 복수회 반복하여, 복수의 층을 포함하는 광반투과막을 형성하는 경우, 성막과 성막 사이에, 웨트 에칭 속도를 느리게 하는 성분을 갖는 N2 가스 분위기에 광반투과막을 노출시키지 않았던 경우, 복수의 층을 포함하는 광반투과막이 인접하는 2개의 층의 계면에 물림이 발생하는 것을 알 수 있었다. 성막 후에 노출되는 가스 분위기 중에 N2 가스가 포함되어 있지 않은 경우, 광반투과막의 표면으로부터 미량의 질소가 이탈함으로써 광반투과막의 조성이 미소 변화하고, 이 계면에 에칭되기 쉬운 부분이 형성된다고 추정된다. From the first reference example, when the light-semitransmissive film is repeatedly formed a plurality of times to form a light-semitransmissive film including a plurality of layers, between the film and the film, the light spot is in an N 2 gas atmosphere having a component that slows the wet etching rate. When the transparent film was not exposed, it was found that the light semitransmissive film including a plurality of layers occurred at the interface between two adjacent layers. When the N 2 gas is not contained in the gas atmosphere exposed after the film formation, it is presumed that the composition of the light semitransmissive film changes minutely by forming a small amount of nitrogen from the surface of the light semitransmissive film, and an easily etched portion is formed at this interface.

<제2 참고예> <Second Reference Example>

제3 실시예에서는 광반투과막을 형성할 때, 제2 스퍼터 챔버(SP2)의 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스를 도입하였다. In the third embodiment, when forming the light semitransmissive film, a mixed gas of Ar gas and N 2 gas is introduced from the third gas inlet GA3 and the fourth gas inlet GA4 of the second sputter chamber SP2. Did.

이에 대해, 제2 참고예에서는 광반투과막을 형성할 때, 제2 스퍼터 챔버(SP2)의 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4)로부터 어떠한 가스도 도입하지 않았다. 그 이외는, 제3 실시예와 동일한 방법에 의해, 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크를 제조하였다. In contrast, in the second reference example, when forming the light semitransmissive film, no gas was introduced from the third gas inlet GA3 and the fourth gas inlet GA4 of the second sputter chamber SP2. Except for that, a phase shift mask blank and a phase shift mask were produced in the same manner as in the third embodiment.

상기 제1 실시예와 마찬가지로, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석을 행하였다. 그 결과, 상기 조성 경사 영역 P에서는, 광반투과막의 웨트 에칭을 느리게 하는 질소(N)의 함유량이, 광반투과막의 깊이 방향(합성 석영 유리 기판의 방향)을 향해 단계적으로 증가하고 있었지만, 조성 경사 영역 P에 있어서의 에칭 마스크막측의 계면에서의 규소(Si)에 대한 질소(N)의 비율의 최대값은, 2.4 있었다. Similar to the first embodiment, compositional analysis in the depth direction by XPS was performed on the obtained phase shift mask blank. As a result, in the composition inclined region P, the content of nitrogen (N), which slows wet etching of the light semitransmissive film, was gradually increased toward the depth direction of the light semitransmissive film (in the direction of the synthetic quartz glass substrate), but the composition inclined area The maximum value of the ratio of nitrogen (N) to silicon (Si) at the interface on the etching mask film side in P was 2.4.

도 13은 제2 참고예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다. 도 13 중, QZ는 합성 석영 유리 기판을 나타내고, PS는 광반투과막 패턴을 나타내고, Cr은 에칭 마스크막 패턴을 나타낸다. 도 13에서는 광반투과막 패턴을 형성한 후, 레지스트 패턴을 박리하기 전의 상태에서의 단면 사진을 나타내고 있다. 13 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the second reference example. In Fig. 13, QZ represents a synthetic quartz glass substrate, PS represents a light semitransmissive film pattern, and Cr represents an etching mask film pattern. 13 shows a cross-sectional photograph in a state before forming the light semitransmissive film pattern and before peeling the resist pattern.

도 13에 도시되는 바와 같이, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 직선적인 테이퍼 형상이었다. As shown in Fig. 13, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS was a straight tapered shape.

상세하게는, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 광반투과막 패턴(PS)의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변을 포함한다. Specifically, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS includes upper sides, lower sides and side sides corresponding to the top, bottom, and side surfaces of the light semitransmissive layer pattern PS.

상변과 측변과의 접점과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도가, 135도이었다. The angle formed by the straight line connecting the contact point between the upper side and the side edge and the position of the side edge at a height of 2/3 of the thickness of the film from the top surface, and the upper edge was 135 degrees.

또한, 상변과 측변과의 접점을 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 85㎚이었다. In addition, it is synthesized through the first virtual line perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate (QZ) through the contact point between the upper side and the side, and the position of the side at a height of one tenth of the film thickness from the bottom. The width of the second virtual line perpendicular to the main surface of the quartz glass substrate QZ was 85 nm.

상술한 바와 같이 광반투과막 패턴의 단면 형상은, 상기 각도 θ가 135도, 상기 폭이 85㎚(광반투과막의 막 두께 110㎚에 대해 약 1.3분의 1)로 테이퍼 형상으로 되었다. 따라서, 얻어진 위상 시프트 마스크에서는, 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 노광광, 보다 구체적으로는, i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광의 노광광에 있어서, 상기 표 1에 나타내는 PSM(A)와 동등한 위상 시프트 효과까지는 얻어지지 않는다. As described above, the cross-sectional shape of the light semitransmissive film pattern was tapered with the angle θ of 135 degrees and the width of 85 nm (approximately one-third with respect to the film thickness of the light semitransmissive film of 110 nm). Therefore, in the obtained phase shift mask, in the exposure light containing light in a wavelength range of 300 nm or more and 500 nm or less, and more specifically, in the exposure light of composite light containing i-line, h-line and g-line, the above table Until the phase shift effect equivalent to PSM (A) shown in 1 is not obtained.

<제3 참고예> <Example 3 Reference>

제3 실시예에서는 광반투과막을 형성할 때, 제2 스퍼터 챔버(SP2)의 가스 도입구(GA3) 및 가스 도입구(GA4)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스를 도입하였다. In the third embodiment, when forming the light semitransmissive film, a mixed gas of Ar gas and N 2 gas was introduced from the gas inlet GA3 and the gas inlet GA4 of the second sputter chamber SP2.

이에 대해, 제3 참고예에서는 광반투과막을 형성할 때, 제2 스퍼터 챔버(SP2)의 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4)로부터 Ar 가스(150sccm)만을 도입하였다. 그 이외는, 제3 실시예와 동일한 방법에 의해, 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크를 제조하였다. In contrast, in the third reference example, when forming the light semitransmissive film, only Ar gas (150 sccm) was introduced from the third gas inlet GA3 and the fourth gas inlet GA4 of the second sputter chamber SP2. Except for that, a phase shift mask blank and a phase shift mask were produced in the same manner as in the third embodiment.

상기 제1 실시예와 마찬가지로, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석을 행하였다. 그 결과, 상기 조성 경사 영역 P에서는, 광반투과막의 웨트 에칭을 느리게 하는 질소(N)의 함유량이, 광반투과막의 깊이 방향(합성 석영 유리 기판의 방향)을 향해 단계적으로 증가하고 있었지만, 조성 경사 영역 P에 있어서의 규소(Si)에 대한 질소(N)의 비율의 최대값은, 2.6이었다. Similar to the first embodiment, compositional analysis in the depth direction by XPS was performed on the obtained phase shift mask blank. As a result, in the composition inclined region P, the content of nitrogen (N), which slows wet etching of the light semitransmissive film, was gradually increased toward the depth direction of the light semitransmissive film (in the direction of the synthetic quartz glass substrate), but the composition inclined area The maximum value of the ratio of nitrogen (N) to silicon (Si) in P was 2.6.

도 14는 제3 참고예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다. 도 14 중, QZ는 합성 석영 유리 기판을 나타내고, PS는 광반투과막 패턴을 나타내고, Cr은 에칭 마스크막 패턴을 나타낸다. 도 14에서는, 에칭 마스크막 패턴을 웨트 에칭해서, 광반투과막 패턴의 폭보다 좁은 에칭 마스크막 패턴을 형성하기 전의 상태에서의 단면 사진을 나타내고 있다. 14 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the third reference example. In Fig. 14, QZ represents a synthetic quartz glass substrate, PS represents a light semitransmissive film pattern, and Cr represents an etching mask film pattern. 14 shows a cross-sectional photograph in a state before wet etching the etching mask film pattern to form an etching mask film pattern narrower than the width of the light semitransmissive film pattern.

도 14에 도시되는 바와 같이, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 직선적인 테이퍼 형상이었다. As shown in Fig. 14, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS was a straight tapered shape.

상세하게는, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 광반투과막 패턴(PS)의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변을 포함한다. Specifically, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS includes upper sides, lower sides and side sides corresponding to the top, bottom, and side surfaces of the light semitransmissive layer pattern PS.

상변과 측변과의 접점과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도가, 135도이었다.The angle formed by the straight line connecting the contact point between the upper side and the side edge and the position of the side edge at a height of 2/3 of the thickness of the film from the top surface, and the upper edge was 135 degrees.

또한, 상변과 측변과의 접점을 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 89㎚이었다. In addition, it is synthesized through the first virtual line perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate (QZ) through the contact point between the upper side and the side, and the position of the side at a height of one tenth of the film thickness from the bottom. The width with the second virtual line perpendicular to the main surface of the quartz glass substrate QZ was 89 nm.

상술한 바와 같이 광반투과막 패턴의 단면 형상은, 상기 각도 θ가 135도, 상기 폭이 89㎚(광반투과막의 막 두께 110㎚에 대해 약 1.2분의 1)로 테이퍼 형상으로 되었다. 따라서, 얻어진 위상 시프트 마스크에서는, 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 노광광, 보다 구체적으로는, i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광의 노광광에 있어서, 상기 표 1에 나타내는 PSM(A)와 동등한 위상 시프트 효과까지는 얻어지지 않는다. As described above, the cross-sectional shape of the light semitransmissive film pattern was tapered at an angle of θ of 135 degrees and the width of 89 nm (approximately 1 / 1.2 of the film thickness of the light semitransmissive film of 110 nm). Therefore, in the obtained phase shift mask, in the exposure light containing light in a wavelength range of 300 nm or more and 500 nm or less, and more specifically, in the exposure light of composite light containing i-line, h-line and g-line, the above table Until the phase shift effect equivalent to PSM (A) shown in 1 is not obtained.

<제1 비교예> <First Comparative Example>

제3 실시예에서는 광반투과막을 형성할 때, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 가스 도입구(GA1)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:50.0sccm, N2:100.0sccm)를 도입하고, 제2 스퍼터 챔버(SP2)의 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:50.0sccm, N2:100.0sccm)를 도입하였다. 또한, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 스퍼터링 타겟(13)에 스퍼터 파워 10.0㎾를 인가하였다. 또한, 합성 석영 유리 기판의 반송 속도는, 350㎜/분으로 하였다. 또한, 광반투과막의 막 두께는 110㎚이었다. In the third embodiment, when the light semitransmissive film is formed, a mixed gas of Ar gas and N 2 gas (Ar: 50.0 sccm, N 2 : 100.0 sccm) from the first gas inlet (GA1) of the first sputter chamber (SP1) ) Is introduced, and a mixed gas (Ar: 50.0sccm, N 2 ) of Ar gas and N 2 gas from the third gas inlet GA3 and the fourth gas inlet GA4 of the second sputter chamber SP2: 100.0 sccm) was introduced. Further, a sputter power of 10.0 mW was applied to the first sputtering target 13 of the first sputter chamber SP1. In addition, the conveyance speed of the synthetic quartz glass substrate was 350 mm / min. In addition, the film thickness of the light semitransmissive film was 110 nm.

이에 대해, 제1 비교예에서는, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 가스 도입구(GA1)로부터 Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스(Ar:65sccm, N2:50sccm)를 도입하고, 제2 스퍼터 챔버(SP2)의 제3 가스 도입구(GA3) 및 제4 가스 도입구(GA4)로부터 Ar 가스(120sccm)를 도입하였다. 또한, 제1 스퍼터 챔버(SP1)의 제1 스퍼터링 타겟(13)에 스퍼터 파워 6.3㎾를 인가하였다. 또한, 합성 석영 유리 기판의 반송 속도는, 200㎜/분으로 하였다. 또한, 광반투과막의 막 두께는 115㎚이었다. 또한, 광반투과막을 형성한 후, 광반투과막의 표면을, 오존수로 세정을 행하였다. 그 이외는, 제3 실시예와 동일한 방법에 의해, 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크를 제조하였다. In contrast, in the first comparative example, a mixed gas (Ar: 65 sccm, N 2 : 50 sccm) of Ar gas and N 2 gas is introduced from the first gas inlet GA1 of the first sputter chamber SP1, Ar gas (120 sccm) was introduced from the third gas inlet GA3 and the fourth gas inlet GA4 of the second sputter chamber SP2. In addition, 6.3 kW of sputter power was applied to the first sputtering target 13 of the first sputter chamber SP1. In addition, the conveyance speed of the synthetic quartz glass substrate was 200 mm / min. Further, the film thickness of the light semitransmissive film was 115 nm. Moreover, after forming the light semitransmissive film, the surface of the light semitransmissive film was washed with ozone water. Except for that, a phase shift mask blank and a phase shift mask were produced in the same manner as in the third embodiment.

상기 제1 실시예와 마찬가지로, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대한 XPS에 의한 깊이 방향의 조성 분석을 행하였다. 그 결과, 상기 조성 경사 영역 P에서는, 광반투과막의 웨트 에칭을 느리게 하는 질소(N)의 함유량이, 광반투과막의 깊이 방향(합성 석영 유리 기판의 방향)을 향해 감소하고 있는 영역이 존재하고 있었다. Similar to the first embodiment, compositional analysis in the depth direction by XPS was performed on the obtained phase shift mask blank. As a result, in the composition inclined region P, there existed a region in which the content of nitrogen (N), which slowed wet etching of the light semitransmissive film, was decreased toward the depth direction (the direction of the synthetic quartz glass substrate) of the light semitransmissive film.

또한, 조성 경사 영역 P에 있어서의 에칭 마스크막측의 계면에서의 규소(Si)에 대한 질소(N)의 비율의 최대값은, 2.0이었다. In addition, the maximum value of the ratio of nitrogen (N) to silicon (Si) at the interface on the etching mask film side in the composition gradient region P was 2.0.

도 15는 제1 비교예의 위상 시프트 마스크의 단면 사진이다. 도 15 중, QZ는 합성 석영 유리 기판을 나타내고, PS는 광반투과막 패턴을 나타내고, Cr은 에칭 마스크막 패턴을 나타낸다. 도 15에서는 광반투과막 패턴의 폭보다 좁은 에칭 마스크막 패턴을 형성하기 전의 상태에서의 단면 사진을 나타내고 있다. 15 is a cross-sectional photograph of the phase shift mask of the first comparative example. In Fig. 15, QZ represents a synthetic quartz glass substrate, PS represents a light semitransmissive film pattern, and Cr represents an etching mask film pattern. 15 shows a cross-sectional photograph in a state before forming an etching mask film pattern narrower than the width of the light semitransmissive film pattern.

도 15에 도시되는 바와 같이, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 직선적인 테이퍼 형상이었다. As shown in Fig. 15, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS was a straight tapered shape.

상세하게는, 광반투과막 패턴(PS)의 단면은 광반투과막 패턴(PS)의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변을 포함한다. Specifically, the cross section of the light semitransmissive film pattern PS includes upper sides, lower sides and side sides corresponding to the top, bottom, and side surfaces of the light semitransmissive layer pattern PS.

상변과 측변과의 접점과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도가, 160도이었다. The angle formed by the straight line connecting the position of the lateral side at the position of the height of the contact point between the upper side and the lateral side and the height down two-thirds of the film thickness from the upper surface, and the angle between the upper side and the upper side were 160 degrees.

또한, 상변과 측변과의 접점을 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 295㎚이었다. In addition, it is synthesized through the first virtual line perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate (QZ) through the contact point between the upper side and the side, and the position of the side at a height of one tenth of the film thickness from the bottom. The width of the second virtual line perpendicular to the main surface of the quartz glass substrate QZ was 295 nm.

또한, 합성 석영 유리 기판(QZ)과 접하는 광반투과막 패턴(PS)의 각도는 15도이며, 상변과 측변과의 접점과 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 연결한 직선과, 상변과의 이루는 각도가, 160도이었다.In addition, the angle of the light semitransmissive film pattern PS in contact with the synthetic quartz glass substrate QZ is 15 degrees, and the position of the side edge at the position of the contact point between the top side and the side edge and the height of two-thirds of the film thickness from the top side. The angle formed between the straight line connecting and the upper edge was 160 degrees.

또한, 상변과 측변 T의 접점을 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 측변의 위치를 통해 합성 석영 유리 기판(QZ)의 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 295㎚이었다. In addition, it is synthesized through the first virtual line perpendicular to the main surface of the synthetic quartz glass substrate (QZ) through the contact point of the upper side and the side T, and the position of the side edge at a height of one tenth of the thickness of the film from the bottom surface. The width of the second virtual line perpendicular to the main surface of the quartz glass substrate QZ was 295 nm.

또한, 합성 석영 유리 기판(QZ)과 접하는 광반투과막 패턴(PS)의 각도는 15도이며, 에칭 마스크막 패턴(Cr)과 접하는 광반투과막 패턴(PS)의 각도는 165도이었다. 합성 석영 유리 기판의 반송 속도가 느리고, 광반투과막의 성막 후에 Ar 분위기에 노출되는 시간이 길었기 때문에, 광반투과막과 에칭 마스크막과의 계면의 질소 농도가 보다 감소하였으므로 물림이 커졌다고 생각된다. In addition, the angle of the light semitransmissive film pattern PS contacting the synthetic quartz glass substrate QZ was 15 degrees, and the angle of the light semitransmissive film pattern PS contacting the etching mask film pattern Cr was 165 degrees. Since the conveyance speed of the synthetic quartz glass substrate was slow and the exposure time to the Ar atmosphere was long after the light-semitransmissive film was formed, the nitrogen concentration at the interface between the light-semitransmissive film and the etching mask film was considered to be larger, resulting in a larger bite.

상술한 바와 같이 광반투과막 패턴의 단면 형상은, 상기 각도 θ가 165도, 상기 폭이 295㎚(광반투과막의 막 두께 110㎚에 대해 약 3배)로 큰 테이퍼 형상으로 되었다. 따라서, 얻어진 위상 시프트 마스크에서는, 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 노광광, 보다 구체적으로는, i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광의 노광광에 있어서, 상기 표 1에 나타내는 PSMTP(A)와 동등한 위상 시프트 효과밖에 얻어지지 않는다. As described above, the cross-sectional shape of the light semitransmissive film pattern has a taper shape with a large angle of θ of 165 degrees and a width of 295 nm (approximately 3 times of 110 nm of the light semitransmissive film). Therefore, in the obtained phase shift mask, in the exposure light containing light in a wavelength range of 300 nm or more and 500 nm or less, and more specifically, in the exposure light of composite light containing i-line, h-line and g-line, the above table Only the phase shift effect equivalent to PSMTP (A) shown in 1 is obtained.

또한, CD 편차는 0.230㎛이었다. Further, the CD deviation was 0.230 µm.

또한, 상술한 실시예에서는, 몰리브덴 실리사이드 질화막을 성막한 후, Ar 가스와 N2 가스와의 혼합 가스 분위기 하에서 노출시키는 예를 설명하였지만, N2 가스 분위기 하에 노출시키는 경우라도 동등한 효과가 얻어진다. 또한, 질소 가스 대신에, 일산화질소 가스, 일산화이질소 가스, 이산화질소 가스 등의 질소 화합물을 포함하는 가스라도 본 발명과 마찬가지의 효과를 발휘한다. 또한, 질소 외에 웨트 에칭을 느리게 하는 성분인 탄소가 광반투과막에 포함되는 경우에는, 질소 가스 대신에, 탄소 화합물을 포함하는 가스라도 본 발명과 마찬가지의 효과를 발휘한다. Further, in the above-described embodiment, an example in which a molybdenum silicide nitride film is formed and then exposed under a mixed gas atmosphere of Ar gas and N 2 gas has been described, but the same effect can be obtained even when exposed under an N 2 gas atmosphere. Further, instead of nitrogen gas, even gas containing nitrogen compounds such as nitrogen monoxide gas, dinitrogen monoxide gas, and nitrogen dioxide gas exerts the same effects as the present invention. In addition, when carbon, which is a component that slows wet etching other than nitrogen, is included in the light semitransmissive film, a gas containing a carbon compound instead of nitrogen gas exhibits the same effects as the present invention.

또한, 상술한 실시예에서는 광반투과막의 재료로서 몰리브덴 실리사이드 질화막의 예를 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 광반투과막의 재료로서 몰리브덴 실리사이드 산화질화막이나 몰리브덴 실리사이드의 탄화산화질화막이어도 좋다. 또한, 몰리브덴 실리사이드 이외의 금속 실리사이드계 재료의 경우에서도 상술과 동등한 효과가 얻어진다. In the above-described embodiment, an example of a molybdenum silicide nitride film has been described as a material for the light semitransmissive film, but is not limited thereto. As a material for the light semitransmissive film, a molybdenum silicide oxynitride film or a molybdenum silicide carbide oxynitride film may be used. Further, in the case of a metal silicide-based material other than molybdenum silicide, the same effect as described above is obtained.

또한, 상술한 실시예에서는, 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크나, 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 예를 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크나 위상 시프트 마스크는 반도체 장치 제조용, MEMS 제조용, 프린트 기판용 등에도 적용할 수 있다. Further, in the above-described embodiment, an example of a phase shift mask blank for manufacturing a display device or a phase shift mask for manufacturing a display device has been described, but is not limited thereto. The phase shift mask blank and phase shift mask of the present invention can also be applied to semiconductor device manufacturing, MEMS manufacturing, and printed circuit board use.

또한, 상술한 실시예에서는, 투명 기판의 크기가, 3345 크기(330㎜×450㎜)의 예를 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크의 경우, 대형(Large Size)의 투명 기판이 사용되고, 상기 투명 기판의 크기는 1변의 길이가, 10인치 이상이다. 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크에 사용하는 투명 기판의 크기는, 예를 들어 330㎜×450㎜ 이상 2280㎜×3130㎜ 이하이다. Further, in the above-described embodiment, the size of the transparent substrate has been described as an example of a size of 3345 (330 mm x 450 mm), but is not limited thereto. In the case of a phase shift mask blank for manufacturing a display device, a large size transparent substrate is used, and the size of the transparent substrate has a length of one side and 10 inches or more. The size of the transparent substrate used for the phase shift mask blank for manufacturing a display device is, for example, 330 mm x 450 mm or more and 2280 mm x 3130 mm or less.

또한, 반도체 장치 제조용, MEMS 제조용, 프린트 기판용의 위상 시프트 마스크 블랭크의 경우, 소형(Small Size)의 투명 기판이 사용되고, 상기 투명 기판의 크기는 1변의 길이가 9인치 이하이다. 상기 용도의 위상 시프트 마스크 블랭크에 사용하는 투명 기판의 크기는, 예를 들어 63.1㎜×63.1㎜ 이상 228.6㎜×228.6㎜ 이하이다. 통상, 반도체 제조용, MEMS 제조용은 6025 크기(152㎜×152㎜)나 5009 크기(126.6㎜×126.6㎜)가 사용되고, 프린트 기판용은 7012 크기(177.4㎜×177.4㎜)나, 9012 크기(228.6㎜×228.6㎜)가 사용된다.In the case of a phase shift mask blank for semiconductor device manufacturing, MEMS manufacturing, and printed circuit boards, a small size transparent substrate is used, and the size of the transparent substrate has a length of one side of 9 inches or less. The size of the transparent substrate used for the phase shift mask blank for the above use is, for example, 63.1 mm × 63.1 mm or more and 228.6 mm × 228.6 mm or less. Typically, for semiconductor manufacturing and MEMS manufacturing, a size of 6025 (152 mm × 152 mm) or a size of 5009 (126.6 mm × 126.6 mm) is used, and for a printed circuit board, size 7012 (177.4 mm × 177.4 mm) or 9012 (228.6 mm) X 228.6 mm) is used.

1 : 라인 앤 스페이스 패턴
2a, 2b, 2c : 라인 패턴
3a, 3b : 스페이스 패턴
4 : 위상 시프트막 패턴의 엣지 부분
5 : 차광막 패턴
11 : 스퍼터링 장치
LL : 반입 챔버
SP1 : 제1 스퍼터 챔버
BU : 버퍼 챔버
SP2 : 제2 스퍼터 챔버
ULL : 반출 챔버
12 : 투명 기판
13 : 제1 스퍼터링 타겟
14 : 제2 스퍼터링 타겟
15 : 제3 스퍼터링 타겟
16 : 제4 스퍼터링 타겟
21, 22 : 보조선
23 : 측변
24, 25 : 보조선
26 : 접점
27, 28 : 측변의 위치
29 : 제1 가상선
30 : 제2 가상선
QZ : 합성 석영 유리 기판
PS : 광반투과막 패턴
Cr : 에칭 마스크막 패턴
1: Line and space pattern
2a, 2b, 2c: line pattern
3a, 3b: space pattern
4: Edge portion of the phase shift film pattern
5: shading film pattern
11: sputtering device
LL: Carrying chamber
SP1: 1st sputter chamber
BU: Buffer chamber
SP2: Second sputter chamber
ULL: take-out chamber
12: transparent substrate
13: first sputtering target
14: second sputtering target
15: third sputtering target
16: 4th sputtering target
21, 22: auxiliary line
23: side
24, 25: auxiliary line
26: contact
27, 28: side position
29: first virtual line
30: second virtual line
QZ: Synthetic quartz glass substrate
PS: light semitransmissive film pattern
Cr: etching mask film pattern

Claims (15)

웨트 에칭에 의해 투명 기판 상에 광반투과막 패턴이 형성되어 있는 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크를 제작하기 위한 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,
상기 투명 기판과,
상기 투명 기판의 주표면 상에 형성된, 노광광의 위상을 바꾸는 성질을 갖는 광반투과막과,
해당 광반투과막 상에 형성된, 크롬계 재료로 구성되는 에칭 마스크막
을 구비하고,
상기 광반투과막은, 금속 실리사이드의 질화물, 금속 실리사이드의 산화질화물, 금속 실리사이드의 산화탄화물, 금속 실리사이드의 탄화질화물, 금속 실리사이드의 탄화산화질화물 중 어느 하나이며, 또한 복수의 층으로 구성되어 있고,
상기 광반투과막과 상기 에칭 마스크막의 계면에 조성 경사 영역이 형성되고, 해당 조성 경사 영역에서는, 질소 또는 탄소의 비율이, 깊이 방향을 향해서 단계적으로, 또는 연속적으로, 또는 일부가 단계적이고 다른 일부가 연속적으로, 증가하고 있는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
In the phase shift mask blank for manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device in which a light semitransmissive film pattern is formed on a transparent substrate by wet etching,
The transparent substrate,
A light semitransmissive film formed on the main surface of the transparent substrate and having a property of changing the phase of exposure light,
An etching mask film made of a chromium-based material formed on the light semitransmissive film
Equipped with,
The light semitransmissive film is any one of nitrides of metal silicides, oxynitrides of metal silicides, oxides of metal silicides, carbon nitrides of metal silicides, and carbon oxynitrides of metal silicides, and is composed of a plurality of layers,
A composition gradient region is formed at the interface between the light semitransmissive film and the etching mask layer, and in the composition gradient region, the proportion of nitrogen or carbon is stepwise or continuously toward the depth direction, or some are stepwise and others are The phase shift mask blank characterized by increasing continuously.
제1항에 있어서,
상기 광반투과막은, 해당 광반투과막과 상기 에칭 마스크막의 계면 및 해당 광반투과막과 상기 투명 기판의 계면을 제외한 부분의 조성 균일 영역의 조성이, 실질적으로 균일한 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
According to claim 1,
The light-semitransmissive film is a phase shift mask blank characterized in that the composition of the composition uniform region of the portion excluding the interface between the light-semitransmissive film and the etching mask film and the light semitransmissive film and the transparent substrate is substantially uniform.
제2항에 있어서,
상기 조성 균일 영역의 질소의 비율의 변동이 5원자% 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
According to claim 2,
Phase shift mask blank, characterized in that the variation in the proportion of nitrogen in the composition uniform region is 5 atomic% or less.
제1항에 있어서,
상기 조성 경사 영역에서는, 질소의 비율이, 깊이 방향을 향해서 단계적으로, 또는 연속적으로, 또는 일부가 단계적이고 다른 일부가 연속적으로, 증가하고 있고,
상기 조성 경사 영역에 있어서의 상기 에칭 마스크막과의 경계 중, 상기 에칭 마스크막측으로부터 X선 광전자 분광법에 의해, 측정 스텝을 0.5분의 조건에서 조성 분석을 행했을 때, 처음에 1원자% 이상의 규소(Si)가 검출되는 위치에서의 규소(Si)에 대한 질소(N)의 비율(N/Si)이 3.0 이상 30 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
According to claim 1,
In the composition gradient region, the proportion of nitrogen is increasing stepwise or continuously toward the depth direction, or partly and other partly, continuously,
Among the boundaries with the etching mask film in the composition inclined region, when the compositional analysis is performed under the condition of 0.5 minutes for the measurement step by X-ray photoelectron spectroscopy from the etching mask film side, silicon at least 1 atomic% or more A phase shift mask blank characterized in that the ratio (N / Si) of nitrogen (N) to silicon (Si) at the position where (Si) is detected is 3.0 or more and 30 or less.
제1항에 있어서,
상기 광반투과막에 있어서의 금속과 규소의 비율은, 금속:규소=1:1 이상 1:9 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
According to claim 1,
A phase shift mask blank characterized in that the ratio of metal to silicon in the light semitransmissive film is metal: silicon = 1: 1 or more and 1: 9 or less.
제1항에 있어서,
상기 금속은, 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 중 어느 것인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
According to claim 1,
The metal is a phase shift mask blank, characterized in that any of molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), zirconium (Zr).
제6항에 있어서,
상기 금속은, 지르코늄(Zr)인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
The method of claim 6,
The metal is zirconium (Zr) phase shift mask blank, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 에칭 마스크막은, 차광성을 갖는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
According to claim 1,
The said etching mask film has a light-shielding property, The phase shift mask blank characterized by the above-mentioned.
위상 시프트 마스크로서,
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 상기 광반투과막을 웨트 에칭해서 형성된 광반투과막 패턴을 구비하고,
상기 광반투과막 패턴은, 상면 및 해당 광반투과막 패턴과 상기 투명 기판의 계면을 제외한 부분의 조성이, 실질적으로 균일하고,
상기 광반투과막 패턴의 단면이, 해당 광반투과막 패턴의 상면, 하면 및 측면에 대응하는 상변, 하변 및 측변으로 구성되고, 상기 상변과 상기 측변과의 접점과 상기 상면으로부터 막 두께의 3분의 2 내려간 높이의 위치에서의 상기 측변의 위치를 연결한 직선과, 상기 상변과의 이루는 각도가, 85도 내지 120도의 범위 내이고, 또한 상기 상변과 상기 측변의 접점을 통해 상기 투명 기판의 상기 주표면에 대하여 수직인 제1 가상선과, 상기 하면으로부터 막 두께의 10분의 1 올라간 높이의 위치에서의 상기 측변의 위치를 통해 상기 투명 기판의 상기 주표면에 대하여 수직인 제2 가상선과의 폭이, 상기 막 두께의 2분의 1 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
As a phase shift mask,
A light-semitransmissive film pattern formed by wet etching the light-semitransmissive film of the phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 8,
In the light semitransmissive film pattern, the composition of the upper surface and a portion excluding the interface between the light semitransmissive film pattern and the transparent substrate is substantially uniform,
A cross section of the light semitransmissive film pattern is composed of upper, lower and side sides corresponding to the upper, lower and side surfaces of the light semitransmissive film pattern, and a third of the film thickness from the contact point between the upper side and the lateral side and the upper side. 2 The angle formed between the straight side connecting the position of the side at the lowered position and the upper side is within a range of 85 degrees to 120 degrees, and the main side of the transparent substrate through a contact point between the upper side and the side. The width of the first imaginary line perpendicular to the surface and the second imaginary line perpendicular to the main surface of the transparent substrate through the position of the lateral side at a position at a height one tenth of the thickness of the film from the bottom surface , Wherein the phase shift mask is less than half of the film thickness.
제9항에 있어서,
상기 광반투과막 패턴은, 라인 앤 스페이스 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
The method of claim 9,
The phase shift mask, characterized in that the light semitransmissive film pattern includes a line and space pattern.
제9항에 있어서,
상기 광반투과막 패턴은, 홀 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
The method of claim 9,
The phase shift mask characterized in that the light semitransmissive layer pattern includes a hole pattern.
위상 시프트 마스크의 제조 방법에 있어서,
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 에칭 마스크막 상에, 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정과,
상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 에칭 마스크막을 웨트 에칭해서 에칭 마스크막 패턴을 형성하는 에칭 마스크막 패턴 형성 공정과,
상기 에칭 마스크막 패턴을 마스크로 하여 상기 광반투과막을 웨트 에칭해서 광반투과막 패턴을 형성하는 반투과막 패턴 형성 공정
을 갖는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
In the manufacturing method of the phase shift mask,
A resist pattern forming step of forming a resist pattern on the etching mask film of the phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 8,
An etching mask film pattern forming step of wet etching the etching mask film using the resist pattern as a mask to form an etching mask film pattern;
A semi-transmissive film pattern forming step of forming a light semitransmissive film pattern by wet etching the light semitransmissive film using the etching mask film pattern as a mask.
Method of manufacturing a phase shift mask, characterized in that it has a.
표시 장치의 제조 방법에 있어서,
기판 상에 레지스트막이 형성된 레지스트막을 구비한 기판에 대해, 제9항에 기재된 위상 시프트 마스크를, 상기 레지스트막에 대향하여 배치하는 위상 시프트 마스크 배치 공정과,
상기 노광광을 상기 위상 시프트 마스크에 조사하여, 상기 레지스트막을 노광하는 레지스트막 노광 공정
을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
In the manufacturing method of the display device,
A phase shift mask arrangement step of arranging the phase shift mask according to claim 9 opposite to the resist film with respect to the substrate having a resist film on which the resist film is formed;
A resist film exposure step of exposing the resist film by irradiating the exposure light to the phase shift mask
The manufacturing method of the display device characterized by having.
제13항에 있어서,
상기 노광광은 300nm 이상 500nm 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
The method of claim 13,
The exposure light comprises a light in the wavelength range of 300nm or more and 500nm or less.
제14항에 있어서,
상기 노광광은 i선, h선 및 g선을 포함하는 복합광인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
The method of claim 14,
The exposure light is a method of manufacturing a display device, characterized in that the composite light including i-line, h-line and g-line.
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