KR20240003435A - 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크, 노광방법, 및 디바이스의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
패턴 정밀도가 높은 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제공한다. 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 로서, 기재 (10) 와, 상기 기재 (10) 상에 형성된, 지르코늄 (Zr), 규소 (Si) 및 질소 (N) 를 함유하는 위상 시프트층 (20) 을 갖는다. 상기 위상 시프트층 (20) 에 함유되는 질소 농도가, 51 원자％ 이상이다.
Description
본 발명은 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크, 노광 방법, 및 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
투명 기재 상에, 산화질화크롬으로 이루어지는 위상 시프트층이 형성된 위상 시프트 마스크가 알려져 있다 (특허문헌 1). 종래부터 위상 시프트 마스크의 품질 향상이 요망되고 있다.
제 1 양태에 따르면, 위상 시프트 마스크 블랭크로서, 기재와, 상기 기재 상에 형성된, 지르코늄 (Zr), 규소 (Si) 및 질소 (N) 를 함유하는 위상 시프트층을 갖고, 상기 위상 시프트층에 함유되는 질소 농도가, 51 원자％ 이상인 위상 시프트 마스크 블랭크가 제공된다.
제 2 양태에 따르면, 제 1 양태의 위상 시프트 마스크 블랭크의 상기 위상 시프트층의 일부가 제거되고, 상기 위상 시프트층의 표면에 소정의 패턴이 형성되어 있는 위상 시프트 마스크가 제공된다.
제 3 양태에 따르면, 제 2 양태의 위상 시프트 마스크를 개재하여 감광성 기판을 노광하는 노광 방법이 제공된다.
제 4 양태에 따르면, 제 3 양태의 노광 방법을 포함하는 디바이스의 제조 방법이 제공된다.
도 1 은, 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크의 개략 단면도이다.
도 2 는, 변형예에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크의 개략 단면도이다.
도 3 은, 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크의 개략 단면도이다.
도 4(a) ∼ (e) 는, 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 5 는, 실시형태의 노광 방법에 사용하는 노광 장치의 개략도이다.
도 6 은, 실시예에 있어서의 위상 시프트층 중의 질소 농도와, 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 위상 시프트층의 굴절률 및 소쇠 계수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7 은, 실시예에 있어서의 위상 시프트층 중의 질소 농도와, 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 위상 시프트층의 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8(a) ∼ (j) 는, 실시예에 있어서의 위상 시프트층 단면의 SEM 사진이다.
도 9 는, 실시예에 있어서의 위상 시프트층 중의 질소 농도와 위상 시프트층 단면의 경사 각도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10 은, 실시예에 있어서의 스퍼터링 가스 중의 질소 도입 비율과, 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 위상 시프트층의 굴절률 및 소쇠 계수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11 은, 실시예에 있어서의 스퍼터링 가스 중의 질소 도입 비율과, 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 위상 시프트층의 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2 는, 변형예에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크의 개략 단면도이다.
도 3 은, 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크의 개략 단면도이다.
도 4(a) ∼ (e) 는, 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 5 는, 실시형태의 노광 방법에 사용하는 노광 장치의 개략도이다.
도 6 은, 실시예에 있어서의 위상 시프트층 중의 질소 농도와, 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 위상 시프트층의 굴절률 및 소쇠 계수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7 은, 실시예에 있어서의 위상 시프트층 중의 질소 농도와, 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 위상 시프트층의 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8(a) ∼ (j) 는, 실시예에 있어서의 위상 시프트층 단면의 SEM 사진이다.
도 9 는, 실시예에 있어서의 위상 시프트층 중의 질소 농도와 위상 시프트층 단면의 경사 각도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10 은, 실시예에 있어서의 스퍼터링 가스 중의 질소 도입 비율과, 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 위상 시프트층의 굴절률 및 소쇠 계수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11 은, 실시예에 있어서의 스퍼터링 가스 중의 질소 도입 비율과, 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 위상 시프트층의 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다.
[위상 시프트 마스크 블랭크]
도 1 에 나타내는, 본 실시형태의 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 에 대해서 설명한다. 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 는, 기재 (10) 와, 기재 (10) 의 표면 (기재 표면) (10a) 상에 형성된 위상 시프트층 (반투과층 또는 위상 시프트막) (20) 을 구비한다. 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 에서는, 위상 시프트층 (20) 에 소정의 패턴 (50) 을 형성함으로써 위상 시프트 마스크 (300) (도 3 참조) 를 제작할 수 있다. 위상 시프트 마스크 (300) 는, FPD (Flat Panel Display) 등의 표시용 디바이스나 LSI (Large Scale Integration) 등의 반도체 디바이스를 제조할 때에 사용된다.
기재 (10) 의 재료로는, 예를 들어 합성 석영 유리가 사용된다. 또한, 기재 (10) 의 재료는, 합성 석영 유리에 한정되지 않는다. 기재 (10) 는, 위상 시프트 마스크 (300) 가 사용되는 노광 장치의 노광광을 충분히 투과하는 것이면 된다.
위상 시프트층 (20) 은, 지르코늄 (Zr), 규소 (Si) 및 질소 (N) 를 함유한다. 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도는, 51 원자％ 이상이고, 바람직하게는 52 원자％ 이상, 또는 53 원자％ 이상이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 위상 시프트 마스크 (300) 에서는, 위상 시프트층 (20) 의 일부가 웨트 에칭 등에 의해서 기재 표면 (10a) 으로부터 제거되고, 그 제거 부분이 위상 시프트층 (20) 의 표면에 소정의 패턴 (50) 을 형성한다. 패턴 (50) (제거 부분, 오목부) 은, 웨트 에칭 등에 의해서 노출된 위상 시프트층 (20) 의 측면 (21) 과, 노출된 기재 표면 (10a) 에 의해서 구획된다. 도 3 은, 위상 시프트층 (20) 의 기재 표면 (10a) 에 직교하는 단면을 나타낸다. 도 3 에 나타내는 단면에 있어서, 패턴 (50) 을 구획하는 위상 시프트층 (20) 의 측면 (21) 의, 기재 표면 (10a) 으로부터의 경사 각도 θ 가 90°에 가까울수록, 위상 시프트 마스크 (300) 에 형성된 패턴 (50) 의 정밀도가 높다고 판단할 수 있다. 경사 각도 θ 는, 위상 시프트층 (20) 의 기재 표면 (10a) 에 직교하는 단면에 있어서, 위상 시프트층 (20) 의 패턴 (50) (오목부) 을 구획하는 측면 (21) 과 기재 표면 (10a) 이 이루는 각도 중 위상 시프트층 (20) 을 포함하는 각도이다. 따라서, 경사 각도 θ 는 90°에 가까울수록 바람직하다. 구체적으로는, 경사 각도 θ 는, 45°∼ 90°가 바람직하고, 하한치는 60°가 보다 바람직하며, 70°가 더욱 바람직하다. 상한치는 85°또는 75°여도 된다. 도 3 은, θ = 90°의 상태를 나타낸다. 본 발명자들은 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도를 51 원자％ 이상으로 함으로써, 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 로 제작되는 위상 시프트 마스크 (300) 에 있어서, 경사 각도 θ 가 커져 (90°에 가까워져), 위상 시프트 마스크 (300) 의 패턴 정밀도가 향상되는 것을 알아내었다. 또한, 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도의 상한치는, 질소 도입 효율의 관점에서, 56 원자％ 이하가 보다 바람직하고, 55 원자％ 이하가 더욱 바람직하다.
위상 시프트층 (20) 중의 지르코늄 농도는, 예를 들어, 20 원자％ ∼ 27 원자％ 이고, 하한치는 21 원자％ 가 바람직하며, 22 원자％ 가 보다 바람직하다. 상한치는, 25 ％ 가 바람직하고, 24.5 ％ 가 보다 바람직하다. 위상 시프트층 중의 규소 농도는, 예를 들어, 20 원자％ ∼ 27 원자％ 이고, 하한치는 21 원자％ 가 바람직하며, 22 원자％ 가 보다 바람직하다. 상한치는, 26 ％ 가 바람직하고, 25 ％ 가 보다 바람직하다.
위상 시프트층 (20) 은, Zr, Si 및 N 이외의 원소를 함유하지 않거나, 또는 효과에 영향을 주지 않을 정도의 소량의 불순물로서 함유해도 된다. 또, 본원 명세서에 있어서, 위상 시프트층 (20) 의 원자 농도는, 후술하는 실시예에서 설명하는 X 선 광전자 분광법 (XPS) 을 사용하여 측정할 수 있다.
또, 본 실시형태의 위상 시프트 마스크 블랭크는, 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도를 51 원자％ 이상으로 함으로써, 위상 시프트층 (20) 의 굴절률 및 소쇠 계수가 안정된다. 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도가 51 원자％ 미만일 경우, 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도에 따라서, 위상 시프트층 (20) 의 굴절률 및 소쇠 계수는 크게 변동된다. 굴절률은, 질소 농도가 높을수록 높아지는 경향이 있다. 소쇠 계수는, 질소 농도가 높을수록 낮아지는 경향이 있다. 한편, 질소 농도 51 원자％ 이상에서는, 질소 농도를 변화시켜도 굴절률은 높은 값으로 안정되고, 소쇠 계수는 낮은 값으로 안정된다. 즉, 질소 농도를 51 원자％ 이상으로 함으로써, 안정된 광학 특성 (굴절률 및 소쇠 계수) 이 얻어진다. 광학 특성이 안정되어 있기 때문에, 이것에 기초하는 광학 설계가 용이해진다. 또, 위상 시프트층 (20) 의 형성 공정 (성막 공정) 에 있어서도, 굴절률 및 소쇠 계수의 값을 포함하는 광학 특성이 안정되기 때문에, 성막 조건의 제어가 용이해진다.
또, 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도가 51 원자％ 이상이면, 굴절률이 높은 값이 되고, 소쇠 계수가 낮은 값이 되기 때문에, 이하의 이점도 생긴다. 굴절률이 높아짐으로써, 후술하는 식 : d = λ/(2(n - 1)) (d : 위상 시프트층 (20) 의 두께, λ : 노광광의 파장, n : 파장 λ 에 있어서의 위상 시프트층 (20) 의 굴절률) 로 유도되는 위상 시프트층 (20) 의 두께를 얇게 할 수 있다. 성막에 필요한 두께를 얇게 함으로써, 기재 (10) 에 보다 균일하게 막을 성막할 수 있다. 또, 위상 시프트층 (20) 의 두께를 얇게 할 수 있으면, 후술하는 사이드 에칭량을 저감할 수 있고, 보다 설계 치수에 가까운 패턴 (50) 을 형성할 수 있다 (패턴 정밀도가 향상된다). 또, 소쇠 계수가 낮아짐으로써 광의 흡수가 작아지고, 위상 시프트층 (20) 의 투과율을 높일 수 있다.
본 실시형태의 위상 시프트층 (20) 의 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 굴절률은, 예를 들어, 2.60 ∼ 2.85 여도 되고, 보다 바람직한 굴절률의 하한치는 2.7 이며, 더욱 바람직하게는 2.75 이다.
본 실시형태의 위상 시프트층 (20) 의 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 소쇠 계수는, 예를 들어, 0.13 ∼ 0.18 이어도 되고, 또, 보다 바람직한 소쇠 계수의 상한치는 0.17 이며, 보다 바람직하게는 0.16 이고, 더욱 바람직하게는 0.15 이다.
위상 시프트층 (20) 은, 위상 시프트 마스크 (300) 를 사용한 노광 공정에 있어서 조사되는 노광광의 위상을 국소적으로 변화시키는 위상 시프터로서 기능한다. 이 때문에, 위상 시프트층 (20) 은, 노광광을 어느 정도 투과시킬 필요가 있다. 위상 시프트층 (20) 의 노광광 (예를 들어, 파장 330 ㎚ ∼ 470 ㎚ 의 광) 에 대한 투과율은, 20 ％ 이상, 또는 30 ％ ∼ 40 ％ 가 바람직하다. 상기 서술한 굴절률 및 소쇠 계수와 동일하게, 본 실시형태의 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 는, 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도를 51 원자％ 이상으로 함으로써, 위상 시프트층 (20) 의 상기 범위의 파장을 갖는 광의 투과율이 20 ％ 이상으로 안정된다. 위상 시프트 마스크 (300) 를 사용한 노광 공정에서 사용되는 대표적인 노광광으로는, 예를 들어, 심자외선 (DUV, 파장 : 302 ㎚, 313 ㎚, 334 ㎚), i 선 (파장 : 365 ㎚), h 선 (파장 : 405 ㎚), g 선 (파장 : 436 ㎚) 을 들 수 있다. 이것들은, 단색광으로서 또는 복합광으로서 사용될 수 있다.
여기에서, 위상 시프트층 (20) 은, 파장 365 ㎚ 광으로 180°의 위상 시프트를 부여하는 막두께에서의 파장 365 ㎚ 의 광의 투과율이, 30 ％ ∼ 40 ％ 여도 되고, 하한치는 33 ％ 가 바람직하며, 34 ％ 가 보다 바람직하다. 또, 상한치는 38 ％ 가 바람직하고, 37 ％ 가 보다 바람직하다. 또, 위상 시프트층 (20) 은, 파장 405 ㎚ 에서 180°의 위상 시프트를 부여하는 막두께에서의 파장 405 ㎚ 의 광의 투과율이, 45 ％ ∼ 55 ％ 여도 되고, 하한치는 47 ％ 가 바람직하며, 48 ％ 가 보다 바람직하다. 또한, 상한치는 53 ％ 가 바람직하고, 52 ％ 가 보다 바람직하다. 또, 위상 시프트층 (20) 은, 파장 436 ㎚ 의 광으로 180°의 위상 시프트를 부여하는 막두께에서의, 파장 436 ㎚ 의 광의 투과율이, 55 ％ ∼ 75 ％ 여도 되고, 하한치는 57 ％ 가 바람직하며, 60 ％ 가 보다 바람직하다. 또, 상한치는 73 ％ 가 바람직하고, 72 ％ 가 보다 바람직하다.
위상 시프트층 (20) 은, 위상 시프트 마스크 (300) 를 사용한 노광 공정에 있어서 조사되는 노광광의 위상을 약 180°변경하는 (시프트하는) 것이 바람직하다 (위상 시프트량 : 약 180°). 즉, 위상 시프트층 (20) 은, 그것을 투과하는 노광광 (예를 들어, 파장 330 ㎚ ∼ 470 ㎚ 의 광) 의 위상을 160°∼ 200°(180°± 20°), 또는, 170°∼ 190°(180°± 10°) 변화시키는 것이 바람직하다.
위상 시프트량은, 위상 시프트 마스크 (300) 를 투과하는 광 (노광광) 의 파장에 맞추어, 위상 시프트층 (20) 의 굴절률, 두께 (막두께) 등을 변경함으로써 조정할 수 있다. 위상 시프트층 (20) 의 두께는, 위상 시프트층 (20) 의 굴절률 등의 특성, 투과하는 광 (노광광) 의 파장을 감안하여, 위상 시프트량이 약 180°로 되도록 설계할 수 있다. 즉, 위상 시프트층 (20) 의 두께 d 는, 식 : d = λ/(2(n - 1)) 에 기초하여 설계할 수 있다 (d : 위상 시프트층 (20) 의 두께, λ : 노광광의 파장, n : 파장 λ 에 있어서의 위상 시프트층 (20) 의 굴절률). 위상 시프트층 (20) 의 두께는, 예를 들어, 90 ㎚ ∼ 125 ㎚ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 위상 시프트층 (20) 의 두께의 하한치는 96 ㎚ 이며, 더욱 바람직하게는 102 ㎚ 이다. 보다 바람직한 위상 시프트층 (20) 의 두께의 상한치는 116 ㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 110 ㎚ 이다.
위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않고, 범용의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 는, 후술하는 실시예에서 설명하는 반응성 스퍼터링을 사용하여, 기재 (10) 상에 위상 시프트층 (20) 을 성막하여 제조해도 된다.
＜변형예＞
본 변형예에서는, 도 2 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 에 대해서 설명한다. 위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 는, 기재 (10) 와, 기재 표면 (10a) 에 형성된 위상 시프트층 (20) 과, 위상 시프트층 (20) 상에 형성된 크롬 화합물을 함유하는 에칭 마스크층 (크롬 화합물층) (30) 을 구비한다. 에칭 마스크층 (30) 을 갖는 것 이외의 위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 의 구성은, 도 1 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 와 동일하다. 본 변형예의 위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 는, 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 와 동일한 효과를 얻고, 추가로, 에칭 마스크층 (30) 을 가짐으로써, 이하에 설명하는 효과를 얻는다.
위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 와 동일하게, 위상 시프트층 (20) 에 소정의 패턴 (50) 을 형성함으로써, 위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 로부터 위상 시프트 마스크 (300) (도 3 참조) 를 제작할 수 있다. 웨트 에칭에 의해서 위상 시프트층 (20) 에 소정의 패턴 (50) 을 형성할 경우, 위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 상에 포토레지스트층 (40) 이 형성된다 (도 4(a) 참조). 본 변형예의 위상 시프트층 (ZrSiN 계층) (20) 은 포토레지스트층 (40) 에 대한 밀착성이 낮다. 이 때문에, 위상 시프트층 (20) 상에 직접, 포토레지스트층 (40) 을 형성하면, 웨트 에칭 중에 포토레지스트층 (40) 이 박리될 우려가 있다. 그래서, 위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 에서는, 포토레지스트층 (40) 과 위상 시프트층 (20) 의 양방에 밀착성을 갖는 에칭 마스크층 (30) 을 형성함으로써, 웨트 에칭 중의 포토레지스트층 (40) 의 박리를 억제할 수 있다.
에칭 마스크층 (30) 의 재료는, 특별히 한정되지 않고, 포토레지스트층 (40) 과 위상 시프트층 (20) 의 밀착성을 높이는 재료이면 되고, 예를 들어, 질화크롬, 산화크롬 등의 크롬 화합물을 사용하여 된다. 또, 위상 시프트 마스크 (300) 의 제작에 있어서, 포토레지스트층 (40) 은, 파장 350 ㎚ ∼ 450 ㎚ 의 광으로 노광된다. 이 때문에, 포토레지스트층 (40) 아래에 형성되는 에칭 마스크층 (30) 은, 파장 350 ㎚ ∼ 450 ㎚ 의 광의 반사율이 낮은 편이 바람직하고, 반사 방지층으로도 기능하여, 산화크롬이 반사 방지층으로는 보다 바람직하다. 노광광의 반사를 억제함으로써, 포토레지스트층 (40) 내에서의 노광광의 다중 반사가 억제되어, 위상 시프트 마스크 (300) 의 패턴 정밀도가 향상된다. 예를 들어, 에칭 마스크층 (30) 의 파장 413 ㎚ 의 광에 대한 반사율은, 15 ％ 이하가 바람직하다. 에칭 마스크층 (30) 은, 단층이어도 되고, 복수의 층으로 형성되어 있어도 된다. 에칭 마스크층 (30) 이 복수의 층으로 형성될 경우, 포토레지스트층 (40) 의 바로 아래의 층의 노광광에 대한 반사율이 낮은 것이 바람직하다. 예를 들어, 에칭 마스크층 (30) 은, 위상 시프트층 (20) 상에 형성된 질화크롬층 (31) 과, 질화크롬층 (31) 상에 형성된 산화크롬층 (32) 으로 구성되어도 된다. 산화크롬층 (32) 은, 예를 들어, 파장 413 ㎚ 의 광의 반사율을 11 ％ 정도로 억제할 수 있다.
에칭 마스크층 (30) 의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 적절히 조정할 수 있고, 예를 들어, 10 ㎚ ∼ 120 ㎚ 로 해도 된다. 에칭 마스크층 (30) 이 질화크롬층 (31) 과 산화크롬층 (32) 으로 구성될 경우, 예를 들어, 에칭 마스크층 (30) 의 두께는 80 ∼ 120 ㎚ 가 바람직하고, 질화크롬층 (31) 의 두께와 산화크롬층 (32) 의 두께의 비는, 6 : 4 (3 : 2) ∼ 8 : 2 (4 : 1) 의 비율로 성막되어 있으면 바람직하다. 에칭 마스크층 (30) 이 지나치게 얇으면, 에칭 시간이 짧아져, 위상 시프트층면 내의 CD (Critical dimension) 제어 (즉, 패턴 (50) 의 선 폭 제어) 가 곤란해진다. 또, 에칭 마스크층 (30) 이 지나치게 두꺼우면, 사이드 에칭량이 커져, 설계대로의 패턴 치수를 얻기가 곤란해진다. 에칭 마스크층 (30) 을 토대로 위상 시프트층 (20) 을 웨트 에칭할 때 (도 4(d) 참조), 위상 시프트층 (20) 은 에칭액에 의해서 등방적으로 에칭된다. 그 때문에, 기재 (10) 에 대해서 수직인 방향으로 위상 시프트층 (20) 이 에칭되는 것 이외에, 수직 방향으로 직교하는 횡방향으로도 위상 시프트층 (20) 이 에칭된다. 이 횡방향으로 에칭이 진행되는 현상을 사이드 에칭이라고 부른다. 이 때문에, 에칭 마스크층 (30) 이 지나치게 두꺼운 경우나, 상기 서술한 바와 같이 위상 시프트층 (20) 이 지나치게 두꺼운 경우에는, 원하는 패턴 폭보다 넓은 폭으로 에칭될 우려가 있다.
위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않고, 범용의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 는, 후술하는 실시예에서 설명하는 반응성 스퍼터링을 사용하여, 기재 (10) 상에 위상 시프트층 (20) 및 에칭 마스크층 (30) 을 성막하여 제조해도 된다.
[위상 시프트 마스크]
도 3 에 나타내는, 위상 시프트 마스크 (300) 에 대해서 설명한다. 위상 시프트 마스크 (300) 는, 기재 (10) 와, 기재 (10) 의 표면 (10a) 에 형성된 위상 시프트층 (20) 을 갖고, 위상 시프트층 (20) 에 소정의 패턴 (50) 이 형성되어 있다. 위상 시프트층 (20) 에 소정의 패턴 (50) 이 형성되어 있는 것 이외의, 위상 시프트 마스크 (300) 의 구성은, 도 1 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 와 동일하다. 위상 시프트층 (20) 의 기재 표면 (10a) 에 직교하는 단면에 있어서, 패턴 (50) 을 구획하는 위상 시프트층 (20) 의 측면 (21) 의, 기재 표면 (10a) 으로부터의 경사 각도 θ 는 45°∼ 90°가 바람직하다.
위상 시프트 마스크 (300) 의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않고, 범용의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 위상 시프트 마스크 (300) 는, 후술하는 실시예에서 설명하는 반응성 스퍼터링, 및 웨트 에칭 (도 4 참조) 을 사용하여 제조해도 된다.
[노광 방법]
다음으로, 위상 시프트 마스크 블랭크 (100, 200) 로 제작된 위상 시프트 마스크 (300) 를 사용한 노광 방법에 대해서 설명한다. 위상 시프트 마스크 (300) 를 사용한 노광 방법은, 반도체나 액정 패널 등의 디바이스 제조에 있어서, 노광 장치를 사용한 포트리소그래피 공정으로서 실시할 수 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 노광 방법에 사용하는 노광 장치 (500) 는, 광원 (LS) 과, 조명 광학계 (502) 와, 위상 시프트 마스크 (300) 를 유지하는 마스크 스테이지 (503) 와, 투영 광학계 (504) 와, 노광 대상물인 감광성 기판 (515) 을 유지하는 기판 스테이지 (505) 와, 기판 스테이지 (505) 를 수평면 내에서 이동시키는 구동 기구 (506) 을 구비한다.
먼저, 노광 장치 (500) 의 마스크 스테이지 (503) 에, 위상 시프트 마스크 (300) 를 배치한다. 또, 기판 스테이지 (505) 에 포토레지스트가 도포된 감광성 기판 (515) 을 배치한다. 그리고, 광원 (LS) 으로부터 노광광을 출사한다. 출사된 노광광은, 조명 광학계 (502) 에 입사되어 소정 광속으로 조정되고, 마스크 스테이지 (503) 에 유지된 위상 시프트 마스크 (300) 에 조사된다. 위상 시프트 마스크 (300) 를 통과한 광은 위상 시프트 마스크 (300) 에 그려진 디바이스의 패턴 (50) 과 동일한 패턴을 갖고 있고, 이 패턴이 투영 광학계 (504) 를 개재하여 기판 스테이지 (505) 에 유지된 감광성 기판 (515) 의 소정 위치에 조사된다. 이로써, 감광성 기판 (515) 은, 위상 시프트 마스크 (300) 의 디바이스 패턴에 의해서 소정 배율로 노광된다.
위상 시프트 마스크 블랭크 (100, 200) 로 제작한 위상 시프트 마스크 (300) 는 패턴 정밀도가 높다. 그 때문에, 위상 시프트 마스크 (300) 를 사용하여 노광을 행함으로써, 노광 공정에 있어서의 회로 패턴 불량을 저감할 수 있어, 집적도가 높은 디바이스를 효율적으로 제조할 수 있다.
실시예
이하에, 실시예 및 비교예에 의해서 위상 시프트 마스크 블랭크, 및 위상 시프트 마스크에 대해서 구체적에서 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.
시료의 제작
시료 1 ∼ 10 으로서, 도 1 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 를 제작하였다. 또한, 시료 6 ∼ 10 은 실시예에 상당하고, 시료 1 ∼ 5 는 비교예에 상당한다.
[시료 1]
먼저, 기재 (10) 로서 석영 유리의 원형의 평행 평판을 준비하였다 (사이즈 : 직경 3 인치, 두께 0.5 밀리). DC 마그네트론 스퍼터 장치를 사용하여, 스퍼터링 타깃으로서 ZrSi 합금 타깃을 사용하고, Ar-N2 혼합 가스를 도입하면서 반응성 스퍼터링을 행하여, 기재 (10) 상에 두께 101 ㎚ 의 위상 시프트층 (20) 을 형성하고, 시료 1 을 제작하였다. ZrSi 합금 타깃의 조성 (원자비) 은, Zr : Si = 1 : 2 로 하였다. 성막 조건은, 혼합 가스 전압 (全壓) 0.32 ㎩, 혼합 가스 (스퍼터링 가스) 중의 N2 도입 비율 : 5.0 ％, DC 출력 1.5 ㎾ 로 하였다.
[시료 2 ∼ 10]
혼합 가스 중의 N2 도입 비율을 표 1 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 시료 1 과 동일한 방법에 의해서 시료 2 ∼ 10 을 제작하였다.
위상 시프트층의 물성 평가
(1) 조성 분석
시료 1 ∼ 10 의 위상 시프트층 (20) 의 조성 분석을 X 선 광전자 분광법 (XPS) 에 의해서 행하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 또한, 위상 시프트층의 최표면은 산화되어 있을 우려가 있기 때문에, 조성 분석은 스퍼터링에 의해서 최표면의 산화의 영향이 있는 부분을 깎아낸 후에 행하였다. 분석 장치는, PHI 사 제조, QuanteraAXM 을 사용하였다. 분석 조건은 이하와 같이 하였다. X 선원 : 단색화 Al (1486.6 eV), 검출 영역 : 직경 100 ㎛ 의 원형 영역, 검출 깊이 : 약 4 ∼ 5 ㎚ (취출각 45°), 측정 스펙트럼 : Zr3d, Si2p, N1s 및 O1s, 스퍼터 조건 : Ar ＋ 2.0 ㎸, 스퍼터 속도 : 약 5 ㎚/min (SiO2 환산).
(2) 굴절률 및 소쇠 계수의 측정, 그리고 투과율의 시뮬레이션
시료 1 ∼ 10 의 위상 시프트층 (20) 에 관하여, 엘립소메트리법에 의해서, i 선 (365 ㎚) 에 있어서의 굴절률 및 소쇠 계수를 측정하였다. 결과를 표 1 및 도 6 에 나타낸다. 또, 시료 1 ∼ 10 의 위상 시프트층 (20) 에 관하여, 굴절률의 측정 결과로부터, 3 종류 (365 ㎚, 405 ㎚, 436 ㎚) 의 파장 각각에 있어서, 180°의 위상 시프트를 부여하는 막두께를 구하고, 그 막두께에 있어서의 위상 시프트층 (20) 의 투과율을 시뮬레이션에 의해서 산출하였다. 결과를 표 1 및 도 7 에 나타낸다. 시뮬레이션은 시뮬레이션 소프트「TFCalc」를 사용하여 행하고, 엘립소메트리법으로 얻어진 i 선 (365 ㎚) 에 있어서의 굴절률과 소쇠 계수의 측정 결과로부터, 3 종류 (365 ㎚, 405 ㎚, 436 ㎚) 의 파장 각각에 있어서 180°의 위상 시프트를 부여하는 막두께를 사용하여, 그 막두께에 있어서의 위상 시프트층 (20) 의 투과율을 산출하였다. 여기에서, 투과율은 반사도 고려한 외부 투과율이다.
위상 시프트 마스크의 제작
시료 1 (위상 시프트 마스크 블랭크) 의 위상 시프트층 (20) 에 패턴 (50) 을 형성하고, 도 3 에 나타내는 위상 시프트 마스크 (300) 를 제작하였다. 먼저, DC 마그네트론 스퍼터 장치를 사용하고, 스퍼터링 타깃으로서 Cr 타깃을 사용하여, Ar-N2 혼합 가스를 도입하면서 반응성 스퍼터링을 행하고, 계속해서, Ar-O2 혼합 가스를 도입하면서 반응성 스퍼터를 행하였다. 이로써, 위상 시프트 마스크 블랭크 (100) 상에, 질화크롬층 (31) 및 산화크롬층 (32) 으로 구성되는 에칭 마스크 (30) 를 형성하고, 위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 를 제작하였다 (도 2). 에칭 마스크 (30) 의 두께는, 96 ㎚ (질화크롬층 (31) 의 두께 : 산화크롬층 (32) 의 두께 = 7 : 3) 로 하였다. 다음으로, 위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 상에, 포지티브형 자외선 레지스트 (나가세 켐텍스 제조, GRX-M237) 를 스핀 코트에 의해서 도포하여, 포토레지스트층 (40) 을 형성하였다 (도 4(a)). 포토레지스트층 (40) 의 두께는 660 ㎚ 로 하였다.
고압 수은 램프를 사용한 마스크 얼라이너 (캐논 제조, PLA-501) 를 사용하고, 패턴 (50) 에 대응하는 개구가 형성된 차광 마스크를 사용하여 포토레지스트층 (40) 을 노광하였다. 이로써, 포토레지스트층 (40) 의 패턴 (50) 에 대응하는 부분이 노광되었다. 다음으로, 노광된 위상 시프트 마스크 블랭크 (200) 를 유기 알칼리계 현상액 (타마 화학 공업 제조, 1.83 ％ 수산화테트라메틸암모늄) 에 침지하였다. 이로써, 포토레지스트층 (40) 의 감광부가 용해, 제거되고, 패턴 (50) 에 대응하는 개구가 형성되었다 (도 4(b)).
다음으로, 패턴 (50) 에 대응하는 개구가 형성된 포토레지스트층 (40) 을 마스크로 하고, 에칭 마스크층 (30) 을 질산제2세륨암모늄과 질산을 함유하는 에칭액 (하야시 순약 공업 제조, PureEtchCR101) 을 사용하여 웨트 에칭하였다. 에칭액 온도는 23 ± 3 ℃, 에칭 시간은 100 sec. 로 하였다. 이로써, 에칭 마스크층 (30) 의, 포토레지스트층 (40) 에 덮이지 않고 노출된 부분이 제거되었다 (도 4(c)).
다음으로, 패턴 (50) 에 대응하는 개구가 형성된 포토레지스트층 (40) 및 에칭 마스크층 (30) 을 마스크로 하고, 불화암모늄을 함유하는 에칭액 (ADEKA 제조, 아데카 케루미카 WGM-155) 을 사용하여 위상 시프트층 (20) 을 웨트 에칭하였다. 에칭액 온도는 23 ± 3 ℃ 로 하고, 노출된 위상 시프트층 (20) 을 균일하게 남김없이 제거하기 위해서, 40 ％ 오버 에칭을 행하였다. 이로써, 위상 시프트층 (20) 에 패턴 (50) 이 형성되었다 (도 4(d)).
마지막으로, 포토레지스트층 (40) 및 에칭 마스크층 (30) 의 박리 처리를 행하였다. 이상의 공정에 의해서, 시료 1 (위상 시프트 마스크 블랭크) 로부터, 도 4(e) 에 나타내는 위상 시프트 마스크 (300) 를 얻었다.
시료 2 ∼ 10 (위상 시프트 마스크 블랭크) 으로부터도, 시료 1 과 동일한 방법에 의해서 도 3 에 나타내는 위상 시프트 마스크 (300) 를 제조하였다.
위상 시프트 마스크 (300) 의 제작 과정에 있어서, 시료 1 ∼ 10 에 형성된 패턴 (50) 의 단면 관찰을 행하였다. 단면 관찰은, 에칭 마스크층 (30) 및 포토레지스트층 (40) 을 제거하기 전의 상태 (도 4(d) 에 나타내는 상태) 에서 행하였다. 도 8(a) ∼ (j) 에, 시료 1 ∼ 10 의 기재 표면 (10a) 에 직교하는 단면의 SEM 사진을 나타낸다. 도 8(a) ∼ (j) 로부터, 시료 1 ∼ 10 에 있어서, 위상 시프트층 (20) 의 측면 (21) 의, 기재 표면 (10a) 으로부터의 경사 각도 θ 를 계측하였다. 결과를 표 1 및 도 9 에 나타낸다. 또한, 도 8(a) 에는, θ 를 나타내고, 추가로, 위상 시프트층 (20) 과 질화크롬층 (31) 의 경계, 및 질화크롬층 (31) 과 산화크롬층 (32) 의 경계를 점선으로 나타낸다.
표 1, 도 8 및 도 9 에 나타내는 바와 같이, 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도가 51 원자％ 이상인 시료 6 ∼ 10 은, 위상 시프트층 (20) 의 기재 표면 (10a) 에 직교하는 단면에 있어서, 패턴 (50) 을 구획하는 위상 시프트층 (20) 의 측면 (21) 의, 기재 표면 (10a) 으로부터의 경사 각도 θ 가 45°이상이었다. 이것으로부터, 시료 6 ∼ 10 (위상 시프트 마스크 블랭크) 에서는, 패턴이 양호한 정밀도로 형성된 (패턴 정밀도가 높은) 위상 시프트 마스크 (300) 가 얻어진 것을 알 수 있다.
또, 표 1, 도 6 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도가 51 원자％ 이상인 시료 6 ∼ 10 은, 위상 시프트층 (20) 의 광학 특성 (굴절률, 소쇠 계수 및 투과율) 이 시료간에서 크게 다르지 않고, 가까운 값이었다. 즉, 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도가 51 원자％ 이상일 경우, 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도가 변화되어도, 광학 특성 (굴절률, 소쇠 계수 및 투과율) 은 안정되어 있었다. 또, 표 1, 도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 시료 6 ∼ 10 은, 위상 시프트층 (20) 의 형성 공정 (성막 공정) 에 있어서, 스퍼터링 가스 중의 질소 도입 비율을 35 ％ 부터 100 ％ 까지의 넓은 범위에서 변화시켜 제작하였다. 질소 도입 비율 35 ％ 이상 (시료 6 ∼ 10) 에서는, 위상 시프트층 (20) 의 광학 특성이 안정되기 때문에, 성막 조건의 제어가 용이하다.
한편, 표 1, 도 8 및 도 9 에 나타내는 바와 같이, 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도가 51 원자％ 미만인 시료 1 ∼ 5 는, 경사 각도 θ 가 45°미만이었다. 이것으로부터, 시료 1 ∼ 5 (위상 시프트 마스크 블랭크) 로 제작된 위상 시프트 마스크 (300) 의 패턴 정밀도는 낮은 것을 알 수 있다. 또, 표 1, 도 6 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 위상 시프트층 (20) 중의 질소 농도가 51 원자％ 미만인 시료 1 ∼ 5 는, 질소 농도에 의해서 위상 시프트층 (20) 의 광학 특성 (굴절률, 소쇠 계수 및 투과율) 이 크게 변동되어 있었다. 또, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 시료 1 ∼ 5 는, 위상 시프트층 (20) 의 형성 공정 (성막 공정) 에 있어서, 스퍼터링 가스 중의 질소 도입 비율을 35 ％ 미만으로 하여 제작하였다. 도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 가스 중의 질소 도입 비율이 35 ％ 미만 (시료 1 ∼ 5) 이면, 질소 도입 비율에 의해서 위상 시프트층 (20) 의 광학 특성이 크게 변화되기 때문에, 성막 조건의 엄밀한 제어가 요구된다.
본 실시형태의 위상 시프트 마스크 블랭크로는, 패턴 정밀도가 높은 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다. 위상 시프트 마스크는, FPD 등의 표시용 디바이스나 LSI 등의 반도체 디바이스를 제조할 때에 사용된다.
10 : 기재
20 : 위상 시프트층
30 : 에칭 마스크층
31 : 질화크롬층
32 : 산화크롬층
40 : 포토레지스트층
50 : 패턴
100, 200 : 위상 시프트 마스크 블랭크
300 : 위상 시프트 마스크
500 : 노광 장치
LS : 광원
502 : 조명 광학계
504 : 투영 광학계
503 : 마스크 스테이지
505 : 기판 스테이지
20 : 위상 시프트층
30 : 에칭 마스크층
31 : 질화크롬층
32 : 산화크롬층
40 : 포토레지스트층
50 : 패턴
100, 200 : 위상 시프트 마스크 블랭크
300 : 위상 시프트 마스크
500 : 노광 장치
LS : 광원
502 : 조명 광학계
504 : 투영 광학계
503 : 마스크 스테이지
505 : 기판 스테이지
Claims (20)
- 위상 시프트 마스크 블랭크로서,
기재와,
상기 기재 상에 형성된, 지르코늄 (Zr), 규소 (Si) 및 질소 (N) 를 함유하는 위상 시프트층을 갖고,
상기 위상 시프트층에 함유되는 질소 농도가, 51 원자％ 이상인, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상 시프트층에 함유되는 질소 농도가 51 원자％ ∼ 56 원자％ 인, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 위상 시프트층에 함유되는 지르코늄 농도가 20 원자％ ∼ 27 원자％ 인, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트층 중의 규소 농도가 20 원자％ ∼ 27 원자％ 인, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트층의 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 굴절률이 2.60 ∼ 2.85 인, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트층의 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 소쇠 계수가 0.13 ∼ 0.18 인, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트층의 파장 330 ㎚ ∼ 470 ㎚ 의 광의 투과율이 20 ％ 이상인, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
파장 365 ㎚ 의 광으로 180°의 위상 시프트를 부여하는 막두께에서의 상기 위상 시프트층의 파장 365 ㎚ 의 광의 투과율이 30 ％ ∼ 40 ％ 인, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
파장 405 ㎚ 의 광으로 180°의 위상 시프트를 부여하는 막두께에서의 상기 위상 시프트층의 파장 405 ㎚ 의 광의 투과율이 45 ％ ∼ 55 ％ 인, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
파장 436 ㎚ 의 광으로 180°의 위상 시프트를 부여하는 막두께에서의 상기 위상 시프트층의 파장 436 ㎚ 의 광의 투과율이 55 ％ ∼ 75 ％ 인, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트층은, 상기 위상 시프트층을 투과하는 광의 위상을 160°∼ 200°시프트시키는, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 11 항에 있어서,
상기 위상 시프트층은, 상기 위상 시프트층을 투과하는 광의 위상을 170°∼ 190°시프트시키는, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트층 상에 형성된 크롬 화합물층을 추가로 갖는, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 13 항에 있어서,
상기 크롬 화합물층은, 크롬 (Cr) 및 산소 (O) 를 함유하는, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 크롬 화합물층은, 상기 위상 시프트층 상에 형성된 질화크롬 (CrN) 층과, 상기 질화크롬층 상에 형성된 산화크롬 (CrO) 층을 포함하는, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 상기 위상 시프트층의 일부가 제거되고, 상기 위상 시프트층의 표면에 소정의 패턴이 형성되어 있는, 위상 시프트 마스크.
- 제 16 항에 있어서,
상기 위상 시프트층의 상기 기재 표면에 직교하는 단면에 있어서, 상기 위상 시프트층의 상기 패턴을 구획하는 측면과 상기 기재 표면이 이루는 각도 중 위상 시프트층을 포함하는 각도인 경사 각도가, 45°∼ 90°인, 위상 시프트 마스크. - 제 17 항에 있어서,
상기 경사 각도가 60°∼ 90°인, 위상 시프트 마스크. - 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 위상 시프트 마스크를 개재하여 감광성 기판을 노광하는 노광 방법.
- 제 19 항에 기재된 노광 방법을 포함하는 디바이스의 제조 방법.
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|---|---|---|---|
| JP2021077848 | 2021-04-30 | ||
| JPJP-P-2021-077848 | 2021-04-30 | ||
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| KR1020237027182A KR20240003435A (ko) | 2021-04-30 | 2022-04-15 | 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크, 노광방법, 및 디바이스의 제조 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2011013283A (ja) | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Ulvac Seimaku Kk | 位相シフトマスクの製造方法、フラットパネルディスプレイの製造方法及び位相シフトマスク |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPH08297357A (ja) * | 1995-04-25 | 1996-11-12 | Toppan Printing Co Ltd | エッジ強調型位相シフトマスクの製造方法 |
| JP3037941B2 (ja) * | 1997-12-19 | 2000-05-08 | ホーヤ株式会社 | ハーフトーン型位相シフトマスク及びハーフトーン型位相シフトマスクブランク |
| JP4324778B2 (ja) * | 2003-11-21 | 2009-09-02 | 信越化学工業株式会社 | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクブランクの製造方法、及びパターン転写方法 |
| JP2005284216A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 成膜用ターゲット及び位相シフトマスクブランクの製造方法 |
| JP6891099B2 (ja) * | 2017-01-16 | 2021-06-18 | Hoya株式会社 | 位相シフトマスクブランクおよびこれを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 |
| JP7073246B2 (ja) * | 2018-02-27 | 2022-05-23 | Hoya株式会社 | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法 |
-
2022
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011013283A (ja) | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Ulvac Seimaku Kk | 位相シフトマスクの製造方法、フラットパネルディスプレイの製造方法及び位相シフトマスク |
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| Publication number | Publication date |
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