WO2007058199A1 - マスクブランク及びフォトマスク - Google Patents

マスクブランク及びフォトマスク Download PDF

Info

Publication number
WO2007058199A1
WO2007058199A1 PCT/JP2006/322737 JP2006322737W WO2007058199A1 WO 2007058199 A1 WO2007058199 A1 WO 2007058199A1 JP 2006322737 W JP2006322737 W JP 2006322737W WO 2007058199 A1 WO2007058199 A1 WO 2007058199A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reflectance
film
light
mask blank
layer portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/322737
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masaru Mitsui
Original Assignee
Hoya Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoya Corporation filed Critical Hoya Corporation
Priority to KR1020087014255A priority Critical patent/KR101056592B1/ko
Priority to CN2006800427265A priority patent/CN101310220B/zh
Publication of WO2007058199A1 publication Critical patent/WO2007058199A1/ja

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0337—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/48—Protective coatings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/46—Antireflective coatings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70791—Large workpieces, e.g. glass substrates for flat panel displays or solar panels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes

Definitions

  • the present invention relates to a mask blank and a photomask, in particular, a master blank (a blank for a photomask) for manufacturing an FPD device, a photomask (transfer mask) manufactured using the mask blank, and the like.
  • the gray tone mask has a light shielding portion 1, a transmission portion 2, and a gray tone portion 3 which is a semi-transparent region on a transparent substrate. And have.
  • the great part 3 has a function of adjusting the amount of transmission.
  • it is the region where the gray tone pattern (fine shading pattern 3a and fine transmission part 3b below the resolution limit of a large LCD exposure machine using a gray tone mask) is formed.
  • the gray tone pattern fine shading pattern 3a and fine transmission part 3b below the resolution limit of a large LCD exposure machine using a gray tone mask
  • the exposure light that has passed through the gray-tone part 3 will not be fully exposed.
  • the positive photoresist exposed through the gray tone part 3 remains on the substrate only by reducing the film thickness.
  • the resist can have a difference in solubility in the developer at the portion corresponding to the normal light-shielding portion 1 and the portion corresponding to the gray tone portion 3 due to the difference in the exposure amount, the resist shape after development is shown in FIG. As shown in 2) and Fig.
  • the part 1 'corresponding to the normal shading part 1 is about 1 m, for example, and the part 3' corresponding to the gray tone part 3 is about 0.4 to 0.5, for example. / ⁇ ⁇
  • part corresponding to transmission part 2 is resist It becomes part 2 without. Then, the first etching of the substrate to be covered is performed in the portion 2 without the resist, the thin portion 3 corresponding to the gray tone portion 3 is removed by ashing or the like, and the second etching is performed in this portion. By doing so, the process for two conventional masks is performed with one mask, and the number of masks is reduced.
  • Non-Patent Document 1 Monthly FPD Intelligence, P.31-35, May 1999
  • Non-Patent Document 2 “The story of photomask technology”, Isao Tanabe, Morihisa Homoto, Hiroshi Takehana, published by Kogyo Chokai, “Chapter 4 Actual Photomasks for LCD” p.151-180
  • LSI masks for manufacturing semiconductor devices such as microprocessors, semiconductor memories, and system LSIs are relatively small, at most about 6 inches square, and reduced projection exposure using the stepper (shot step exposure) method.
  • a silicon wafer is used as a substrate to be transferred, and the final form is cut into a large number of chips.
  • the exposure wavelength should be shortened to overcome the resolution limit determined by the exposure wavelength.
  • LSI masks use monochromatic exposure light (single wavelength exposure light) from the viewpoint of eliminating chromatic aberration by the lens system and thereby improving resolution.
  • the shortening of the monochromatic exposure wavelength for LSI masks has progressed to g-line (436 nm), i-line (365 nm), KrF excimer laser (248 nm), and ArF excimer laser (193 nm) for ultra-high pressure mercury lamps. ! /, Ru.
  • the minimum line width of the mask pattern formed on the LSI mask is about 0.26 m (the minimum line width of the pattern formed on the wafer is about 0.07 ⁇ m). .
  • the minimum line width of the pattern formed on the large FPD mask is about 1 ⁇ m or less, and the minimum line width of the pattern formed on the large glass substrate for transfer is about 2 to 3 ⁇ m.
  • FPDs are used as one FPD product with a large area, and the final form is large compared to LSI, and all the elements must function. Therefore, defects that prevent the functioning of all devices and non-standard defects that are considered to be likely to interfere are not allowed. In this way, in FPD products, it is necessary to realize that there is no defect with a large area, but there are large variations in the characteristics within the plane and between substrates in the large FPD mask blank! / High quality for large FPD masks and large area FPD products, improving yield, etc. It is difficult to do that. Such features tend to increase as FPDs become larger and more precise.
  • characteristics of large FPD masks that are not required for LSI masks are required (that is, they should be considered) based on differences in the use environment of the mask and differences in mask size. It is necessary).
  • the present inventor has paid attention to multicolor wave exposure in relation to the required characteristics peculiar to a large mask for FPD that arises based on such differences in the use environment of the mask.
  • the advantage of the exposure (multicolor wave exposure) processing with a plurality of wavelengths is that the exposure light intensity can be increased compared to the case of exposure with a single wavelength (monochromatic wave exposure).
  • the exposure light intensity is higher when exposure is performed with light in a wavelength band that includes the h-line and extends over the i-line force g-line, as compared to monochromatic exposure with only the i-line or only the g-line. For this reason, it is possible to improve device productivity.
  • the 1X exposure method has a lower incident intensity of the exposure light applied to the device surface. There is an advantage that the incident intensity of the irradiated exposure light can be compensated.
  • the exposure process is performed using a plurality of wavelengths, the exposure light intensity is high, so that the reflectance of the mask surface needs to be sufficiently suppressed.
  • the reflected light reflected on the mask surface also has multiple wavelengths. This is because the light is incident on the device surface together with the exposure light, and appropriate patterning is hindered.
  • a large display device such as an FPD device has a large area, and is therefore required to be uniformly exposed over a particular surface.
  • reflection is required. Since the light intensity of light is large and difficult to suppress sufficiently, it is an obstacle to supplying high-quality products (for example, FPD devices).
  • FPD devices for example, FPD devices.
  • reflected light from the mask surface due to the return light on the device side from the gray tone part and the light-shielding part is incident on the device side, which may cause manufacturing difficulties. .
  • An object of the present application is to find out problems associated with multicolor wave exposure and to devise countermeasures. Means for solving the problem
  • a mask in which a lower layer portion having a light shielding function and an upper layer portion having an antireflection function formed on the lower layer portion are stacked on a light-transmitting substrate. Therefore, if the composition of the portion adjacent to the lower layer portion and the upper layer portion has a composition gradient that continuously transitions from the lower layer portion to the upper layer portion, it is possible to solve these problems. It turned out to be preferable.
  • such a composition gradient structure is used for inline sputtering when a lower layer portion having a light shielding function and an upper layer portion having an antireflection function are formed on the lower layer portion. It was found that the film can be suitably formed by continuously forming from the lower layer portion to the upper layer portion using a method or the like.
  • the present inventor paid attention to the multicolor wave exposure unique to the large mask for FPD, and studied the required characteristics specific to the large mask for FPD suitable for this multicolor wave exposure.
  • the spectral curve of the film surface reflectance R is mainly determined by the film material, film composition, film quality, manufacturing conditions, manufacturing apparatus, and the like.
  • the film surface reflectance R is related to the wavelength ( ⁇ 4) and the film thickness, and changes according to these changes.
  • the film surface reflectance R there is no problem in terms of antireflection performance and standards as long as it is below a certain value. Therefore, even if the fluctuation range of the spectral curve R of the film surface reflectance R in the wavelength range of i-line to g-line (difference between the maximum reflectance and the minimum reflectance of each wavelength) is large (the curve of the spectral curve is tight). However, if the maximum value of the film surface reflectance R in the wavelength band of i-line to g-line is below a certain level, there is no problem in antireflection performance.
  • the film surface low reflectivity (low The film surface reflectivity) can be realized, and it is thought that it is considered to be preferable.
  • a film with a small fluctuation width of the film surface reflectance for example, a fluctuation width of less than 1%
  • a film with a small fluctuation width of the film surface reflectance in a wider wavelength band including i-line to g-line for example, in the case of a film whose optical reflectivity is less than 2% in the wavelength band extending from 350 ⁇ !
  • the manufacturing conditions may vary (process variations) Spectral curves (spectral reflectance lines, reflectance curves) shift up, down, left, and right in response to film composition fluctuations and film thickness fluctuations. Even so, the spectral reflectance (reflectance at each wavelength) does not fluctuate greatly, and the uniformity of the spectral reflectance (reflectance at each wavelength) is good. Therefore, it has been proved that it is easy to manufacture a large number of mask blanks and masks that have good uniformity in spectral reflectance (reflectance at each wavelength), and that can be easily manufactured in large quantities with a good yield. On the other hand, for example, as shown in FIG.
  • the fluctuation range of the spectral reflectance (reflectance at each wavelength) in the wavelength band is small and falls within the standard k and k ′ over the wavelength band (upper limit “ In the case where the wavelength band can be managed with the lower limit standard values k and k ′), it is preferable because it is a criterion for determining whether or not the same film is manufactured, compared to the case where the fluctuation range is large.
  • spectral curve (spectral reflectance line, reflectance curve) is basically tight in the wavelength band of line to g-line, and even a wider wavelength band including the wavelength band, or the spectral curve (spectral reflectance line, In the reflectance curve, the width of the wavelength band that provides the minimum reflectance is reduced, and the spectral reflectance (at each wavelength) is reduced. It has been found that the fluctuation range of the reflectivity tends to increase.
  • the fluctuation range of the spectral reflectance (reflectance at each wavelength) in the above wavelength band can be reduced by making the chromium oxide film system (for example, CrO film) an antireflection film into a multilayer.
  • the chromium oxide film system for example, CrO film
  • Such a multilayer structure complicates the process and increases film defects.
  • the antireflection film of the chromic acid nitride film system (for example, CrON film) includes the wavelength band of i-line to g-line, and further includes such a wavelength band.
  • Spectral curves spectral reflectivity lines, reflectivity curves
  • the mask blank and FPD itself are of high quality and more uniform (strict standards)
  • any antireflection film of chromic oxynitride film is not suitable for achieving such purpose.
  • the method of the present invention has the following configuration.
  • a mask blank having a light-shielding film comprising at least a lower layer portion having a light shielding function and an upper layer portion having an antireflection function on a light-transmitting substrate,
  • the light-shielding film is a film that is controlled so that the fluctuation range of the film surface reflectance is within a range of less than 1% in a wavelength band extending from at least i-line to g-line radiated from an ultra-high pressure mercury lamp.
  • a mask blank for manufacturing an FPD device is a film that is controlled so that the fluctuation range of the film surface reflectance is within a range of less than 1% in a wavelength band extending from at least i-line to g-line radiated from an ultra-high pressure mercury lamp.
  • the light-shielding film has a minimum reflectance that minimizes the film surface reflectance of 380 ⁇ ! 4
  • the light-shielding film is composed of a chromium carbide-based lower layer having a light shielding function and an antireflection function.
  • the FPD device according to Configuration 1 or 2 wherein the lower layer portion and the upper layer portion are optically designed and manufactured to satisfy the above requirements. Mask blank for manufacturing.
  • the light-shielding film is composed of a chromium nitride base layer, a chromium carbide lower layer portion having a light shielding function, and a chromium oxynitride upper layer portion having an antireflection function.
  • Mask blank in which a translucent substrate, a lower layer portion having a light shielding function formed on the substrate, and an upper layer portion having an antireflection function formed on the lower layer portion are laminated.
  • the mask blank is a photomask that is exposed to exposure light including a plurality of wavelengths when a device is manufactured after the lower layer portion and the upper layer portion are patterned to form a photomask.
  • the reflectance curve of the mask blank is configured to draw a downward convex curve with respect to the wavelength of light, and the minimum reflectance portion of the reflectance curve corresponds to the exposure light.
  • a mask blank characterized by being configured as much as possible within the wavelength band.
  • a large FPD mask and mask blank suitable for multicolor wave exposure can be provided.
  • the light-shielding film is composed of at least a lower layer portion having a light-shielding function and an upper layer portion having an anti-reflection function.
  • the film is characterized in that the fluctuation range of the film surface reflectance is controlled to be within a range of less than 1% in at least the wavelength band extending from the i-line to the g-line (Configuration 1).
  • a light-shielding film satisfying the above requirements may satisfy the above requirements (selecting a film material suitable for satisfying the above requirements), and further adjusting and manufacturing the film composition It is obtained by confirming that the above requirements can be satisfied by conditions, selection and control of manufacturing equipment, control of film quality by these, materials for light-shielding films, bottom peak position, film configuration, etc.
  • the light-shielding film has a fluctuation range of the film surface reflectance of less than 1% in the wavelength band extending over at least the i-line force g-line emitted from the ultrahigh pressure mercury lamp under the above-described circumstances.
  • This film is designed and manufactured so that the film surface reflectance for i-line, h-line, and g-line is almost the same regardless of the wavelength.
  • the lower layer portion having a light shielding function is a portion having a high light shielding performance and exhibiting most or all of the required light shielding performance.
  • the upper layer portion having the antireflection function is a portion that is formed on the lower layer portion having the light shielding function and reduces the reflectance of the lower layer portion having the light shielding function to express the antireflection function.
  • the light-shielding film has a minimum reflectance that minimizes the film surface reflectance of 380 ⁇ ! ⁇ 430nm It is preferred that the film be controlled to be in the wavelength range U ⁇ (Configuration 2).
  • the light shielding film includes a lower layer portion of a chromium carbide system (material system containing chromium and carbon) having a light shielding function and an antireflection function. It is preferable that the lower layer portion and the upper layer portion are optically designed and manufactured to satisfy the above requirements. Configuration 3).
  • the film composition of these materials is adjusted compared to other materials.
  • these materials for example, CrC light-shielding layer (lower layer) ⁇ CrON anti-reflection layer (upper layer), etc.
  • the wavelength range of i-line to g-line depending on the selection and control of manufacturing conditions, manufacturing equipment, etc., control of film quality by these, material of the light-shielding film, etc., bottom peak position, film configuration, etc. This is because it is easy to obtain a material satisfying that the fluctuation range of the surface reflectance is within a range of less than 1%.
  • films made of these materials have film composition adjustments compared to other materials.
  • films made of these materials have film composition adjustments compared to other materials.
  • a film in which the fluctuation range of the film surface reflectance is controlled to be within a range of less than 2% in the wavelength band extending up to 450 nm can be obtained.
  • Spectral reflectance (reflectance at each wavelength) is uniform so that the spectral reflectance (reflectance at each wavelength) does not fluctuate greatly with respect to the direction shift.
  • the spectral curve (spectral reflection) is sharp in the wavelength band at both ends. If the rate line or reflectance curve rises, the spectroscopic curve (spectral reflectance line) may be out of specification just by shifting slightly in the horizontal direction.
  • Films made of these materials are used for film composition adjustment, manufacturing conditions, selection of manufacturing equipment, etc.
  • the material of the light-shielding film, etc., the position of the bottom peak, the film configuration, etc., the bottom peak of the film surface reflectance such as the A line and C line in FIG. It is possible to make it to match 400 ⁇ lOnm near the h line (405nm), which is almost the center of the wavelength band of the wavelength band. It is possible to obtain a film with good uniformity of spectral reflectance (reflectance at each wavelength), in which the reflectance (reflectivity at each wavelength) does not vary greatly.
  • the light-shielding film comprises a chromium nitride-based (material system containing chromium and nitrogen) base layer, and a chromium carbide having a light-shielding function.
  • a material system a material system containing chromium and carbon
  • an upper layer portion of a chromium oxynitride system a material system containing chromium, oxygen, and nitrogen having an antireflection function.
  • the upper layer part is preferably optically designed and manufactured to satisfy the above requirements (Configuration 4).
  • examples of the ultra-high pressure mercury lamp include those having the characteristics shown in Fig. 1, for example, but the present invention is not limited to this.
  • Examples of the translucent substrate include synthetic quartz, soda lime glass, and alkali-free glass.
  • an FPD device such as an LCD (liquid crystal display), a plasma display, an organic EL (electric aperture luminescence) display or the like is manufactured.
  • LCD liquid crystal display
  • plasma display a plasma display
  • organic EL electric aperture luminescence
  • the mask for LCD manufacturing includes all masks necessary for LCD manufacturing.
  • TFT thin film transistor
  • TFT channel and contact hole low-temperature polysilicon TFT
  • color filter low-temperature polysilicon TFT
  • reflector Black matrix
  • Other masks for manufacturing display devices include all masks required for the manufacture of organic EL (electric mouth luminescence) displays, plasma displays, and so on.
  • the mask blank and the mask according to the present invention are formed on the light-transmitting substrate, the lower layer portion having a light shielding function formed on the light-transmitting substrate, and the lower layer portion.
  • the mask blank formed with the upper layer portion having the anti-reflection function is formed into a photomask by patterning the lower layer portion and the upper layer portion.
  • a mask blank for a photomask that is exposed by exposure light including a mask blank, and the mask blank reflectance curve is configured to draw a downward convex curve with respect to the light wavelength,
  • the reflectance portion is configured to be within a wavelength band corresponding to the exposure light (Configuration 5).
  • the minimum reflectance portion refers to a region up to a reflectance that is 0.5% higher than the smallest reflectance (minimum reflectance) force in the reflectance curve of the mask blank.
  • the mask blank and the mask according to the present invention have a configuration in which the reflectance is minimized in a wavelength band of i-line wavelength (365 nm) or more and g-line wavelength (436 nm) or less (Configuration 6). It is desirable that the mask blank reflectivity is substantially minimized at the h-line wavelength (405 nm) (Configuration 7).
  • substantially the h-line wavelength means a wavelength band of 405 nm ⁇ 10 nm.
  • the mask blank and the mask according to the present invention have a maximum reflectance in the wavelength band with respect to the exposure light that does not exceed 13% (Configuration 8). -You can do it.
  • the maximum reflectance in the wavelength band for exposure light (specifically, the i-line wavelength to the g-line wavelength) is 12% or less, more preferably 11.5% or less, and even more preferably 11% or less. .
  • the mask blank and the mask of the present invention are suitable as a mask blank and a photomask (Configuration 9) corresponding to an exposure machine that performs an equal magnification exposure process.
  • the mask blank and the mask according to the present invention are mask blanks comprising a lower layer portion having a light shielding function on a light-transmitting substrate and an upper layer portion having an antireflection function above the lower layer portion.
  • a portion of the yarn adjacent to the lower layer portion and the upper layer portion has a composition gradient that continuously transitions from the lower layer portion toward the upper layer portion.
  • the main component element may be a metal element.
  • the metal element chromium is preferable among the forces including transition metals such as chromium tantalum.
  • the additive calo element include an element having an antireflection function, and nitrogen or oxygen is particularly preferable. Is suitable.
  • the lower layer portion is composed of chromium as a main component
  • the upper layer portion is composed of chromium and a material containing nitrogen and Z or oxygen
  • the boundary portion between the lower layer portion and the upper layer portion is formed of nitrogen.
  • a mask blank or mask having a structure in which the content of Z or oxygen continuously increases in the film thickness direction is desirable.
  • the mask blank and the mask according to the present invention are suitable as a mask blank and a mask corresponding to an exposure apparatus in which the illumination optical system is configured in a reflective optical system.
  • the mask blank and the mask according to the present invention are suitable as a large mask having a size of 330 mm X 450 mm rectangle or more and a large mask blank corresponding to this mask.
  • Examples of the use of such a large mask include a mask for manufacturing a display device, for example, a photomask for manufacturing an FPD device.
  • the present invention is suitable as a mask blank corresponding to a gray tone mask.
  • a photomask for manufacturing an FPD device according to the present invention is manufactured using a mask blank for manufacturing the FPD device according to the present invention (Configuration 10, Configuration) 11).
  • a large in-line sputtering device on a large glass substrate (synthetic quartz (QZ) 10mm thick, size 850mm x 1200mm), a base layer, a lower layer part having a light shielding function, and an upper layer part having an anti-reflection function
  • the light-shielding film comprised by this was formed.
  • Cr targets are placed in each space (sputtering chamber) arranged continuously in a large in-line sputtering system.
  • a CrN layer glass
  • Ar gas and N gas as sputtering gases.
  • the CrC layer (lower layer with light shielding function) contains N (nitrogen) due to the N gas and NO gas used when forming the CrN underlayer and CrON layer (upper layer with antireflection function).
  • the above ground layer, CrC layer (light shielding function Cr and N were contained in all of the lower layer portion and the CrON layer (upper layer portion having an antireflection function).
  • the spectral curve (spectral reflectance line, reflectance curve) of the sample is shown in Fig. 2A.
  • the spectral reflectance was measured with a spectral reflectometer.
  • the fluctuation width of the film surface reflectance is 1% in the wavelength band extending over the g-line at least the i-line force emitted from the ultra-high pressure mercury lamp. 0. 8%). Specifically, the fluctuation range of the film surface reflectance was 0.8%, which was within the range of less than 1%. In addition, the maximum value of the film surface reflectance in such a wavelength band was 12.0% or less.
  • the spectral curve (spectral reflectance line, reflectance curve) A shown in FIG. 2 has a wavelength of 350 ⁇ !
  • the fluctuation range of the film surface reflectance was in the range of less than 2% (1.8%).
  • the fluctuation range of the film surface reflectance was 1.8%, which was within the range of less than 2%.
  • the maximum value of the film surface reflectance in this wavelength band is 12.8%.
  • a large in-line sputtering device on a large glass substrate (synthetic quartz (QZ) 10mm thick, size 850mm x 1200mm), a base layer, a lower layer part having a light shielding function, and an upper layer part having an anti-reflection function
  • the light-shielding film comprised by this was formed.
  • Cr targets are placed in each space (sputtering chamber) arranged continuously in a large in-line sputtering system.
  • a CrN layer glass
  • Ar gas and N gas as sputtering gases.
  • a mask blank was fabricated by continuously depositing 250 ⁇ of CrON layer (upper layer with antireflection function) using Ar gas and NO gas as sputtering gases. Each film was a composition gradient film.
  • the CrC layer lower layer with light blocking function
  • CrON layer upper layer with antireflection function
  • N nitrogen
  • N is contained in the N gas and NO gas used for the above-mentioned underlayer, CrC layer (
  • the CrC layer (the lower layer having a light shielding function) is a layer containing He.
  • the spectral curve (spectral reflectance line, reflectance curve) of the sample is shown in Fig. 2B.
  • the spectral reflectance was measured with a spectral reflectometer.
  • the fluctuation width of the film surface reflectance is 1% in the wavelength band extending over the g-line at least the i-line force emitted from the ultra-high pressure mercury lamp. 0. 8%). Specifically, the fluctuation range of the film surface reflectance was 0.8%, which was within the range of less than 1%. In addition, the maximum value of the film surface reflectance in this wavelength band was 12.7%.
  • the fluctuation range of the film surface reflectance is 2% (1.3%) in the wavelength band extending from 350 ⁇ m to 450 nm. It was within the range of less than. Specifically, the fluctuation range of the film surface reflectance was 1.3%, which was within the range of less than 2%. In addition, the maximum value of the film surface reflectance in the wavelength band is 13.2%.
  • a large in-line sputtering system is used on a large glass substrate (synthetic quartz (QZ) 10mm thick, size 850mm X 1200mm), and it is composed of a lower layer part with a light shielding function and an upper layer part with an antireflection function.
  • a light shielding film was formed.
  • Cr targets are placed in each space (sputtering chamber) that is continuously placed in a large in-line sputtering system.
  • a CrC layer (with a light shielding function) is formed using Ar gas and CH gas as sputtering gases.
  • the mask blank was fabricated by continuously forming a CrON layer (upper layer portion having antireflection function) of 450 angstroms using Ar gas and NO gas as the sputtering gas, followed by 450 angstroms.
  • Each film was a composition gradient film.
  • the CrC layer (lower layer with light-shielding function) is formed as a CrON layer (upper layer with antireflection function).
  • N nitrogen
  • Cr and N are both contained in the CrC layer (lower layer with light shielding function) and CrON layer (upper layer part with antireflection function). It was.
  • the spectral curve (spectral reflectance line, reflectance curve) of the above sample is shown in Fig. 2C.
  • the spectral reflectance was measured with a spectral reflectometer.
  • the fluctuation width of the film surface reflectance is 1% in the wavelength band extending over the g-line at least the i-line force emitted from the ultra-high pressure mercury lamp. 0. 3%). Specifically, the fluctuation range of the film surface reflectance was 0.3%, which was within the range of less than 1%. In addition, the maximum value of the film surface reflectance in this wavelength band was 12.2%.
  • the spectral curve (spectral reflectance line, reflectance curve) C shown in Fig. 2 has a wavelength of 350 ⁇ !
  • the fluctuation range of the film surface reflectance was in the range of less than 2% (0.7%).
  • the fluctuation range of the film surface reflectance was 0.7%, which was within the range of less than 1%.
  • the maximum value of the film surface reflectance in this wavelength band is 12.6%.
  • a large in-line sputtering system was used to form a base film, a light-shielding film, and an antireflection film.
  • Cr targets are placed in each space (sputter chamber) that is continuously placed in a large in-line sputtering system, and Ar gas and CO gas are sputtered first.
  • CrO film glass surface antireflection film as the gas, 300 angstroms, then Ar gas as the sputtering gas, Cr film (light-shielding film) as 950 angstroms, then ArO and CO gas as the sputtering gas, CrO film (film surface antireflection) 300 angstroms,
  • a film was continuously formed to prepare a mask blank.
  • the spectral curve (spectral reflectance line, reflectance curve) of the above sample is shown in Fig. 2D.
  • the spectral reflectance was measured with a spectral reflectometer.
  • the spectral curve (spectral reflectivity line, reflectivity curve) D shown in Fig. 2 ultra-high pressure mercury lamp power At least the i-line force radiated is in the wavelength band extending over the g-line, and the fluctuation range of the film surface reflectance exceeds 2%. (2.3%). Specifically, the fluctuation range of the film surface reflectance was 2.3%, exceeding 2%. In addition, the maximum value of the film surface reflectance in this wavelength band was 13.6%.
  • the fluctuation range of the film surface reflectance was more than 3% (3.3%). Specifically, the fluctuation range of the film surface reflectance was 3.3%, exceeding 3%. In addition, the maximum value of the film surface reflectance in this wavelength band was 14.57%.
  • a large in-line sputtering system is used on a large glass substrate (synthetic quartz (QZ) 10mm thick, size 850mm x 1200mm).
  • QZ synthetic quartz
  • a light-shielding film was formed.
  • Cr targets are placed in each space (sputtering chamber) arranged continuously in a large in-line sputtering system.
  • a CrN layer is formed using Ar and N gases as sputtering gases.
  • a mask blank was prepared by continuously forming a CrON layer (an upper layer portion having an antireflection function) of 230 ⁇ using Ar gas and NO gas as sputtering gases.
  • the resulting film was subjected to composition analysis in the film thickness direction of the light-shielding film by Auger electron spectroscopy.
  • the results are shown in Fig. 7.
  • the composition gradient film in which chromium, carbon, oxygen, and nitrogen constituting the light-shielding film continuously changed in the film thickness direction was formed in the base layer, the lower layer portion, and the upper layer portion.
  • it is a film that contains chromium and nitrogen in all of the underlayer, lower layer, and upper layer. there were.
  • the film surface of the light-shielding film was measured at least in the wavelength band from the i-line to the g-line radiated from the ultrahigh pressure mercury lamp (ultrahigh pressure mercury lamp).
  • the fluctuation range of the reflectance was 0.8%, which was within the range of less than 1%.
  • the minimum reflectivity portion where the reflectivity is minimum was approximately near the h line (405 nm).
  • the maximum value of the film surface reflectance in such a wavelength band was 11.0% or less.
  • the maximum value of the film surface reflectance in this wavelength band was 11.7%.
  • the light-shielding film was patterned to prepare a large-sized mask for FPD.
  • FIG. 1 is a diagram showing a spectral distribution of an ultra-high pressure mercury lamp as an exposure light source.
  • FIG. 2 is a diagram showing a spectral curve (spectral reflectance line, reflectance curve) of a light-shielding film having an antireflection function prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an aspect of a spectral curve (spectral reflectance line, reflectance curve) of a light-shielding film having an antireflection function.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a preferred embodiment of a spectral curve (spectral reflectance line, reflectance curve) of a light-shielding film having an antireflection function.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a gray-tone mask having a semi-transparent film, wherein (1) is a partial A plan view, (2) is a partial cross-sectional view.
  • a diagram for explaining a gray-tone mask having a fine light-shielding pattern below the resolution limit (1) is a partial plan view, and (2) is a partial cross-sectional view.
  • FIG. 7 is a view showing the result of compositional analysis of the light-shielding film of Example 4 in the depth direction of the film by Auger electron spectroscopy.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

［課題］多色波露光に適したＦＰＤデバイスを製造するためのＦＰＤ用大型マスク及びマ スクブランクを提供する。 ［解決手段］透光性基板上に、遮光機能を有する下層部と反射防止機能を有する上層部と で少なくとも構成される遮光性膜、を有するマスクブランクであって、 　前記遮光性膜は、超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域 において、膜面反射率の変動幅が１％未満の範囲内となるように制御された膜であること を特徴とする。

Description

技術分野
[0001] 本発明は、マスクブランク及びフォトマスク特に、 FPDデバイスを製造するためのマ スタブランク（フォトマスク用のブランク）、係るマスクブランクを用いて製造されたフォト マスク (転写マスク)等に関する。
背景技術
[0002] 近年、大型 FPD用マスクの分野にぉ 、て、半透光性領域 ( 、わゆるグレートーン部 )を有するグレートーンマスクを用いてマスク枚数を削減する試みがなされて 、る（非 特許文献 1)。
ここで、グレートーンマスクは、図 5 (1)及び図 6 (1)に示すように、透明基板上に、 遮光部 1と、透過部 2と、半透光性領域であるグレートーン部 3とを有する。グレート一 ン部 3は、透過量を調整する機能を有し、例えば、図 5 (1)に示すようにグレートーン マスク用半透光性膜 (ハーフ透光性膜) 3a'を形成した領域、あるいは、図 6 (1)に示 すようにグレートーンパターン (グレートーンマスクを使用する大型 LCD用露光機の 解像限界以下の微細遮光パターン 3a及び微細透過部 3b)を形成した領域であって 、これらの領域を透過する光の透過量を低減しこの領域による照射量を低減して、係 る領域に対応するフォトレジストの現像後の膜減りした膜厚を所望の値に制御するこ とを目的として形成される。
大型グレートーンマスクを、ミラープロジェクシヨン方式やレンズを使ったレンズ方式 の大型露光装置に搭載して使用する場合、グレートーン部 3を通過した露光光は全 体として露光量が足りなくなるため、このグレートーン部 3を介して露光したポジ型フォ トレジストは膜厚が薄くなるだけで基板上に残る。つまり、レジストは露光量の違いに よって通常の遮光部 1に対応する部分とグレートーン部 3に対応する部分で現像液 に対する溶解性に差ができるため、現像後のレジスト形状は、図 5 (2)及び図 6 (2)に 示すように、通常の遮光部 1に対応する部分 1 'が例えば約 1 m、グレートーン部 3 に対応する部分 3'が例えば約 0. 4〜0. 5 /ζ πι、透過部 2に対応する部分はレジスト のない部分 2，となる。そして、レジストのない部分 2，で被カ卩ェ基板の第 1のエツチン グを行い、グレートーン部 3に対応する薄い部分 3，のレジストをアツシング等によって 除去しこの部分で第 2のエッチングを行うことによって、 1枚のマスクで従来のマスク 2 枚分の工程を行い、マスク枚数を削減する。
非特許文献 1 :月刊 FPD Intelligence, P.31- 35、 1999年 5月
非特許文献 2 :「フォトマスク技術のはなし」、田辺功、法元盛久、竹花洋著、工業調 查会刊、「第 4章 LCD用フォトマスクの実際」 p.151-180
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
ところで、マイクロプロセッサ、半導体メモリ、システム LSIなどの半導体ディバイスを 製造するための LSI用マスクは、最大でも 6インチ角程度と相対的に小型であって、 ステツパ (ショット ステップ露光)方式による縮小投影露光装置に搭載されて使用さ れることが多い。係る LSI用マスクでは、被転写基板としてシリコンウェハを使用し、最 終形態として多数のチップに切断されて使用される。係る LSI用マスクでは、露光波 長で決定される解像限界を打破すベぐ露光波長の短波長化が図られている。ここ で、 LSI用マスクでは、レンズ系による色収差排除及びそれによる解像性向上の観点 から、単色の露光光（単一波長の露光光）が使用される。この LSI用マスクについて の単色の露光波長の短波長化は、超高圧水銀灯の g線 (436nm)、 i線（365nm)、 KrFエキシマレーザ（248nm)、 ArFエキシマレーザ（193nm)へと進行してきて！/、る 。また、 LSI用マスク上に形成されるマスクパターンの最小線幅は 0. 26 m程度（ゥ ェハ上に形成されるパターンの最小線幅は 0. 07 μ m程度）を実現して 、る。
これに対し、 FPD (フラットパネルディスプレイ）用大型マスクを、ミラープロジェクショ ン (スキャニング露光方式による、等倍投影露光)方式の露光装置に搭載して使用す る場合、（1)反射光学系だけでマスクを介した露光が行われるので、 LSI用マスクの 如きレンズ系の介在に基づき生じる色収差は問題とならないこと、及び、（2)現状で は多色波露光 (複数の波長を持つ多波長露光)の影響 (透過光や反射光に基づく干 渉や、色収差の影響など)を検討するよりも、単色波露光 (単一波長露光）に比べ大 きな露光光強度を確保した方が総合的な生産面力 有利であることから、またレンズ 方式の大型露光装置に搭載して使用する場合上記 (2)に記載したことなどから、超 高圧水銀灯の i線〜 g線の広 、波長帯域を利用し多色波露光を実施して 、る。
[0004] また、 FPD用大型マスクブランクでは、基板サイズが大き 、分、基板サイズが小さ!/ヽ 場合に比べ、製造原理上の限界面 (製造方法や製造装置に由来する限界面)の要 因、並びに製造条件の変動 (プロセス変動）の要因に基づき、面内及び基板間にお いて諸特性 (膜組成、膜質、透過率、反射率、光学濃度、ヱツチング特性、その他光 学特性、膜厚など)のばらつきが生じやすぐこのため面内及び基板間の諸特性が均 一なものを大量に作りづらい、といった特色がある。このような特色は、 FPDの更なる 大型化 ·高精細化に伴 、増長される傾向にある。
ここで、面内及び基板間において諸特性のばらつきが大きい場合、以下の不都合 がある。
(1)諸特性のばらつきが大きい製品は、ばらつきが大きい点において高品質とは言 えず、性能面でも良いとは言えない。
(2)諸特¾のばらつきが大きいと、規格内に収めるのが大変で、規格内に収まるもの を大量に製造するのが難しぐつくりずらい。
(3)諸特性のばらつきが大きいため、規格外のものが出てしまい、生産性 (歩留まり） が悪い。
(4)諸特性のばらつきが大きいと、それにあわせて規格も緩くする必要がある。したが つて、高規格化を追求できず、高規格化に対応しずらい。
[0005] さらに、 FPD用大型マスクに形成されるパターンの最小線幅は 1 μ m程度以下、被 転写用大型ガラス基板上に形成されるパターンの最小線幅は共に 2〜3 μ m程度で あり、最先端 LSIの最小線幅に比べ大きい。しかし、 FPDは、大面積のままで 1つの FPD製品として使用され、 LSIに比べ最終形態が大面積であり、多数の素子のすべ てが機能することが必要である。従って全ての素子が機能することを阻害する欠陥及 び阻害する可能性があると考えられる規格外の欠陥は許容されない。このように、 FP D製品では、大面積で欠陥がないことを実現する必要があるが、 FPD用大型マスク ブランクでの面内及び基板間にお 、て諸特性のばらつきが大き!/、場合、 FPD用大 型マスク並びに大面積 FPD製品についての高品質ィ匕ゃ歩留まり向上等を実現する ことは難しいといった特色がある。このような特色は、 FPDの更なる大型化'高精細化 に伴 、増長される傾向にある。
以上のように、 FPD用大型マスクでは、マスクの使用環境の相違やマスクサイズの 相違等に基づき、 LSI用マスクでは要求されない（即ち検討する必要のない）特性が 、要求される（即ち検討する必要がある）と言える。
このようなマスクの使用環境の相違等に基づき生ずる FPD用大型マスク特有の要 求特性に関し、本発明者は、多色波露光に着目した。
さて、複数の波長による露光（多色波露光)処理の利点は、露光光強度が、単一波 長による露光（単色波露光）の場合に比べて大きくできることである。例えば、 i線のみ 、又は g線のみの単色波露光に比べて、 h線を含み i線力 g線に亘る波長帯域の光 で露光を行うほうが、露光光強度は大きい。このため、デバイスの生産性を向上させ ることがでさる。
例えば、 FPDデバイス等の大型のディスプレイデバイスは、等倍露光法を利用して 製造される場合が多 ヽ。 LSIデバイス等の製造で使われて 、る縮小露光法に比べて 等倍露光法では、デバイス面に照射される露光光の入射強度が小さいので、複数の 波長を利用することで、デバイス面に照射される露光光の入射強度を補える利点が 得られる。
他方で、複数の波長を利用して露光処理する場合、露光光強度が大きいため、マ スク表面の反射率を十分に抑制しておく必要が生じた。
それは、デバイス面に照射された露光光の一部が反射され、デバイス面側力 マス ク表面に入射した光 (デバイス面側からの戻り光）力 マスク表面で反射される反射光 も複数の波長を有する光となり、その光が再度、露光光とともにデバイス面に入射し てしまうので、適切なパターニングが阻害されるからである。
例えば、 FPDデバイス等の大型のディスプレイデバイスでは、大面積であるため、と りわけ面内に亘つて均一に露光処理することが要求される力 複数の波長を利用し た複数波長露光では、反射光の光強度が大きぐ十分に抑制することが困難である ため、高品質な製品 (例えば、 FPDデバイス)を供給する上での阻害要因となってい また、グレートーンマスクの場合では、グレートーン部と遮光部の 2箇所によるデバイ ス側の戻り光によるマスク表面の反射光がデバイス側に入射してしまうため、製造上 の困難を引き起こす場合もある。
本願の目的は、多色波露光に伴う問題点を見出し、対応策を案出することにある。 課題を解決するための手段
本発明者の研究に基づくと、これらの課題は、露光処理に利用される露光光の波 長帯域に渡ってマスク表面の反射率が広帯域で抑制されたマスクであれば解決でき ることが判明した。
また、本発明者の研究に基づくと、透光性基板上に遮光機能を有する下層部と、こ の下層部の上に形成された反射防止機能を有する上層部とが積層されたマスクであ つて、前記下層部と前記上層部とに隣接する部分の組成が、前記下層部から前記上 層部に向力つて連続的に遷移する組成傾斜を有していると、これらの課題の解決に 好ましいことが判明した。
また、本発明者の研究に基づくと、このような組成傾斜構造は、遮光機能を有する 下層部と、この下層部の上に反射防止機能を有する上層部とを形成する場合に、ィ ンラインスパッタリング法等を利用して下層部から上層部にわたって連続形成処理す ることにより好適に形成できることがわかった。
さらに、本発明者は、 FPD用大型マスクに特有の多色波露光に着目し、この多色 波露光に適した FPD用大型マスクに特有の要求特性について研究を行った。
その結果、以下のことが判明した。
(1)露光光源である超高圧水銀灯力 放射される i線， h線， g線の露光光強度 (相対 強度）はほぼ等しい。より詳しくは i線， h線， g線の露光光強度 (相対強度）はほぼ等 しいが、両端の i線， g線の強度に比べ中央の h線の強度がやや低い（図 1参照)。 つまり相対強度的には i線， h線， g線はいずれも同等に重要視する必要があり、マ スクを介した露光時に相対強度に応じて発現される作用、例えば反射防止膜による 膜面反射率など、についてはいずれも同等に重要視する必要があると考えられる。 ここで、 i線， h線， g線の相対強度に応じて発現される作用のうち、反射防止膜の膜 面反射率について考えると、ある膜厚の反射防止膜による膜面反射率 Rの分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線）は波長 λの関数であり、 R=f ( λ )で表される。この膜 面反射率 Rの分光曲線は、主として、膜材料、膜組成、膜質、製造条件、製造装置 等で決定される。一方で、膜面反射率 Rは、波長（λ Ζ4)及び膜厚と関係し、これら の変化に応じて変化する。
また、膜面反射率 Rに関しては、一定値以下であれば反射防止の性能上及び規格 上は問題ない。したがって、 i線〜 g線の波長帯域で膜面反射率 Rの分光曲線の変動 幅 (各波長における反射率の最大反射率と最小反射率の差)が大きくても (分光曲線 のカーブがきつくても）、 i線〜 g線の波長帯域内における膜面反射率 Rの最大値が 一定以下であれば反射防止の性能的には問題ない。
し力しながら、 i線， h線， g線の露光光強度はほぼ等しいことを考慮すると、 i線， h線 , g線の 、ずれに対してもほぼ同等の膜面低反射率 (低 、膜面反射率)を実現できる ことが好まし 、と考えられることがわ力つた。
(2) i線， h線， g線に対しほぼ同等の膜面反射率 (例えば i線、 h線、 g線における各反 射率の相互の差異が 1%未満)を有する膜は、実際に製造可能であることがわ力つた
(3)多色波露光で使用される大型 FPD用マスクにおいて、相対強度的にほぼ同等 である i線， h線， g線に対しほぼ同等の膜面反射率を有する膜を実際にマスクブラン ク及びマスクに適用することによって、係る変動幅が大きな膜を適用した場合に比べ 、面内及び基板間における膜面反射率が均一なものを大量に作りやすぐ従ってマ スタブランクの高品質ィ匕及び歩留まり向上等に寄与でき、ひいては、大面積 FPD製 品についての高品質ィ匕ゃ歩留まり向上等に寄与できることががわ力つた。
(4)上記（1)、（3)と関連して、例えば図 3に示すように、少なくとも i線， h線， g線に対 しほぼ同等の膜面反射率を有するように光学設計され作製された膜面反射率の変 動幅が小さな膜 (例えば変動幅が 1%未満）、好ましくは i線〜 g線を含むより広い波 長帯域で膜面反射率の変動幅が小さな膜 (例えば波長 350ηπ！〜 450nmに渡る波 長帯域において膜面反射率の変動幅が 2%未満に光学設計され作製された膜)、で ある場合は、製造条件の変動 (プロセス変動)や、これに伴う膜組成の変動や膜厚の 変動など、に対して、分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線)が上下左右にシフトし たしても、これによつて分光反射率 (各波長における反射率)が大きく変動することが なぐ分光反射率 (各波長における反射率)の均一性が良い。したがって、分光反射 率 (各波長における反射率)の均一性が良いものを大量に製造しやすぐまた規格 k 内に収まるマスクブランクやマスクを歩留まり良く大量に製造しやすいことがわ力つた これに対し、例えば図 3に示すように、上記波長帯域において分光反射率 (各波長 における反射率)の変動幅 H'が大きいと、ほんの少しの製造条件の変動（プロセス 変動)や、これに伴う膜組成の変動や膜厚の変動など、に対して、分光曲線 (分光反 射率線、反射率曲線）が上下左右にシフトしてしまい、これによつて分光反射率 (各 波長における反射率)が大きく変動してしまうので、分光反射率 (各波長における反 射率)の均一性が悪くなり、また分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線)のシフトによ つて規格 k外となってしまう割合も増えるので製造しにくく生産性も良くない。したがつ て、現実には、変動幅 Hが小さい場合に比べ、規格 kを緩くしないと生産性良く製造 できないことがわかった。
(5)上述したように、 i線〜 g線の波長帯域で膜面反射率 Rの分光曲線の変動幅が大 きくても、 i線〜 g線の波長帯域内における膜面反射率 Rの最大値が一定以下であれ ば反射防止の性能的には問題ない。し力しながら、例えば図 4に示すように、上記波 長帯域における分光反射率 (各波長における反射率)の変動幅が小さぐ上記波長 帯域に亘る規格 k、k '内に収まる（上限'下限の規格値 k、k 'で波長帯域管理できる) 場合は、係る変動幅が大きい場合に比べ、同一の膜が製造されているかどうかの一 つの判断基準となるので好ましいことがわ力つた。
(6)尚、上記（2)と関連して、 i線， h線， g線に対しほぼ同等の膜面反射率有する膜 は、実際に製造可能であること、を見出す課程おいて、以下のことがわ力 た。
(i)クロム酸化膜系（例えば CrO膜単層など)の反射防止膜だと、反射防止膜として 機能を持たせるには膜中に Oを含むため（膜中の Oが多いため）、 i線〜 g線の波長 帯域、更には係る波長帯域を含むより広い波長帯域で基本的に分光曲線 (分光反 射率線、反射率曲線)のカーブがきつぐ又は、分光曲線 (分光反射率線、反射率曲 線）において最小反射率となる波長帯域の幅が小さくなり、分光反射率 (各波長にお ける反射率)の変動幅が大きくなる傾向があることが判明した。
ここで、クロム酸化膜系（例えば CrO膜など）の反射防止膜を多層とすることによつ て、上記波長帯域における分光反射率 (各波長における反射率)の変動幅が小さく することも考えられるが、このように多層とするとプロセスが複雑となると共に膜欠陥の 増加する。
(ii)クロム酸ィ匕膜系の反射防止膜に比べ、クロム酸窒化膜系（例えば CrON膜)の反 射防止膜では、 i線〜 g線の波長帯域、更には係る波長帯域を含むより広い波長帯 域で基本的に分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線)のカーブが緩やかでフラット ではあるが、マスクブランク並びに FPD自体の高品質ィ匕やより均一なもの（規格の厳 しいもの）を大量に製造しやすくするなどの目的達成のためには、どのようなクロム酸 窒化膜系の反射防止膜であっても係る目的の達成に適しているわけではなぐし力も クロム酸窒化膜系の反射防止膜の下層がどのような遮光性膜であっても係る目的の 達成に適しているわけではない。したがって、係る目的の達成に適した所定の条件を 満たすクロム酸窒化膜系の反射防止膜及び遮光性膜を見つけ出し使用する必要が あることが判明した。つまり、膜材料が同じクロム酸窒化膜系であっても、膜組成の調 整、製造条件、製造装置等の選定及び制御、これらによる膜質の制御、遮光性膜の 材料等、ボトムピークの位置、膜構成の相違、などの相違によって所定の条件を満た す場合と満たさな 、場合があることが判明した。
本発明方法は、以下の構成を有する。
(構成 1)透光性基板上に、遮光機能を有する下層部と反射防止機能を有する上層 部とで少なくとも構成される遮光性膜、を有するマスクブランクであって、
前記遮光性膜は、超高圧水銀灯力 放射される少なくとも i線から g線に渡る波長帯 域において、膜面反射率の変動幅が 1%未満の範囲内となるように制御された膜で あることを特徴とする FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。
(構成 2)前記遮光性膜は、前記膜面反射率が最小となる最小反射率が 380ηπ！〜 4 30nmの波長範囲となるように制御された膜であることを特徴とする構成 1に記載の F PDデバイスを製造するためのマスクブランク。
(構成 3)前記遮光性膜は、遮光機能を有する炭化クロム系の下層部と反射防止機能 を有する酸窒化クロム系の上層部とで構成され、前記下層部及び上層部は上記要 件を満たすべく光学設計され、作製されていることを特徴とする構成 1又は 2に記載 の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。
(構成 4)前記遮光性膜は、窒化クロム系の下地層と、遮光機能を有する炭化クロム 系の下層部と、反射防止機能を有する酸窒化クロム系の上層部とで構成され、前記 下地層、下層部及び上層部は上記要件を満たすべく光学設計され、作製されている ことを特徴とする構成 1又は 2に記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク
(構成 5)透光性基板と、この基板の上に形成された遮光機能を有する下層部と、この 下層部の上に形成された反射防止機能を有する上層部とが積層されたマスクブラン クにおいて、前記マスクブランクは、前記下層部及び前記上層部がパター-ング処 理されてフォトマスクとなされた後、デバイスを製造する際に、複数の波長を含む露光 光により露光処理されるフォトマスク用のマスクブランクであって、前記マスクブランク の反射率曲線は、光の波長に対して下に凸の曲線を描くよう構成され、前記反射率 曲線の最小反射率部が前記露光光に対応する波長帯域内となるべく構成したことを 特徴とするマスクブランク。
(構成 6)構成 5に記載のマスクブランクであって、 i線波長以上 g線波長以内の波長 帯域で反射率が最小となることを特徴とするマスクブランク。
(構成 7)構成 5又は構成 6に記載のマスクブランクであって、実質的に h線波長で反 射率が最小となることを特徴とするマスクブランク。
(構成 8)構成 5乃至構成 7の何れか 1項に記載のマスクブランクであって、前記露光 光に対応する波長帯域における最大反射率が 13%を超えないことを特徴とするマス クブランク。
(構成 9)構成 5乃至構成 8の何れか 1項に記載のマスクブランクであって、等倍露光 処理する露光機に対応するフォトマスク用のマスクブランク。
(構成 10)構成 1乃至 4記載のマスクブランクを用いて製造されたことを特徴とする FP Dデバイスを製造するためのフォトマスク。
(構成 11)構成 5乃至構成 9の何れか 1項に記載のマスクブランクを用いて製造され たことを特徴とするフォトマスク。
発明の効果
[0009] 本発明によれば、多色波露光に適した FPD用大型マスク及びマスクブランクを提 供できる。
[0010] 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る FPDデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにぉ 、て、 遮光機能を有する下層部と反射防止機能を有する上層部とで少なくとも構成される 遮光性膜は、超高圧水銀灯力も放射される少なくとも i線から g線に渡る波長帯域に おいて、膜面反射率の変動幅が 1%未満の範囲内となるように制御された膜であるこ とを特徴とする (構成 1)。
本発明において、上記要件を満たす遮光性膜は、上記要件を満たす可能性がある と思われる（上記要件を満たすのに適した)膜材料を選択した上で、更に膜組成の調 整、製造条件、製造装置等の選定及び制御、これらによる膜質の制御、遮光性膜の 材料等、ボトムピークの位置、膜構成、などによって上記要件を満たすことが可能で あることを確認して得られる。尚、膜材料が同じであっても、膜組成の調整、製造条件 、製造装置等の選定及び制御、これらによる膜質の制御、遮光性膜の材料等、ボトム ピーク (分光曲線 (反射率曲線、分光反射率線)の最小反射率部)の位置、膜構成の 相違、などの相違によって上記要件を満たすものと満たさな 、ものがある。
本発明において、前記遮光性膜は、上記のような状況の下で、超高圧水銀灯から 放射される少なくとも i線力 g線に渡る波長帯域において、膜面反射率の変動幅が 1 %未満の範囲内にあり、 i線， h線， g線に対する膜面反射率が波長によらずほぼ同 等となるように、光学設計され、作製された膜である。
尚、本発明において、遮光機能を有する下層部は、遮光性能が高い部分であって 要求される遮光性能の大部分又は全部を発現させる部分である。また、反射防止機 能を有する上層部は、遮光機能を有する下層部の上に形成され、遮光機能を有する 下層部の反射率を低減させ、反射防止機能を発現させる部分である。
[0011] 本発明に係る FPDデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいて、 前記遮光性膜は、前記膜面反射率が最小となる最小反射率が 380ηπ！〜 430nmの 波長範囲となるように制御された膜であることが好ま Uヽ (構成 2)。
この理由は、膜面反射率が最小となる最小反射率 (即ちボトムピークの位置）が 38 0nm〜430nmの波長範囲内に存在するように制御された膜は、プロセス変動に伴う 分光曲線の上下左右方向のシフトに対し分光反射率 (各波長における反射率)が大 きく変動することが少なぐ分光反射率 (各波長における反射率)の均一性が良いか らである。また、遮光性膜の成膜中の製造条件 (成膜条件)が変動した場合であって も、これによつて分光反射率 (各波長における反射率)が変化することが少なぐ規格 内に収まるマスクブランクやマスクを歩留まり良く製造することができる。
本発明に係る FPDデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにぉ 、て、 前記遮光性膜は、遮光機能を有する炭化クロム系（クロムと炭素を含む材料系）の下 層部と反射防止機能を有する酸窒化クロム系（クロムと酸素と窒素を含む材料系）の 上層部とで構成され、前記下層部及び上層部は上記要件を満たすべく光学設計さ れ、作製されていることが好ましい (構成 3)。
この理由は、これらの材料系からなる膜 (例えば CrC遮光性層（下層部） \CrON 反射防止層（上層部)からなる膜等）は、他の材料系の膜に比べ、膜組成の調整、製 造条件、製造装置等の選定及び制御、これらによる膜質の制御、遮光性膜の材料等 、ボトムピークの位置、膜構成、などによって、上記要件即ち i線〜 g線の波長帯域で 膜面反射率の変動幅 1%未満の範囲内にあること、を満たすものが得られやすいか らである。
更に、これらの材料系からなる膜 (例えば CrC遮光性層（下層部） \CrON反射防 止層（上層部)からなる膜等）は、他の材料系の膜に比べ、膜組成の調整、製造条件 、製造装置等の選定及び制御、これらによる膜質の制御、遮光性膜の材料等、ボトム ピークの位置、膜構成、などによって、波長 350ηπ！〜 450nmに渡る波長帯域にお いて、膜面反射率の変動幅が 2%未満の範囲内となるように制御された膜が得られ やすぐこれによつて、プロセス変動に伴う分光曲線の左右方向のシフトに対し分光 反射率 (各波長における反射率)が大きく変動することがなぐ分光反射率 (各波長に おける反射率)の均一性が良い。これに対し、例えば i線〜 g線を含む波長帯域で膜 面反射率の変動幅が小さくてもその両端の波長帯域で急峻に分光曲線 (分光反射 率線、反射率曲線)が上昇する場合、分光曲線 (分光反射率線)が左右方向に少し ずれただけで規格外となることが考えられる。
尚、これらの材料系からなる膜 (例えば CrC遮光性層（下層部) \CrON反射防止 層（上層部)からなる膜等）は、膜組成の調整、製造条件、製造装置等の選定及び制 御、これらによる膜質の制御、遮光性膜の材料等、ボトムピークの位置、膜構成、など によって、図 2の A線、 C線の如ぐ膜面反射率のボトムピークを i線〜 g線の波長帯域 のほぼ中心である h線（405nm)付近の 400± lOnmに合わせ込んで作製すること が可能であり、これによつて、プロセス変動に伴う分光曲線の上下左右方向のシフト に対し分光反射率 (各波長における反射率)が大きく変動することがなぐ分光反射 率 (各波長における反射率)の均一性が良い膜を得ることが可能である。
本発明に係る FPDデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにぉ ヽては 、前記遮光性膜は、窒化クロム系（クロムと窒素を含む材料系）の下地層と、遮光機能 を有する炭化クロム系 (クロムと炭素を含む材料系）の下層部と、反射防止機能を有 する酸窒化クロム系（クロムと酸素と窒素を含む材料系）の上層部とで構成され、前記 下地層、下層部及び上層部は上記要件を満たすべく光学設計され、作製されている ことが好ましい (構成 4)。
この理由は、これらの材料系からなる膜 (例えば CrN下地層 \CrC遮光性層（下層 部) \CrON反射防止層（上層部)カゝらなる膜等)では、下地層を含めインライン型ス ノ^タリング装置によって連続的に形成することによって、膜面反射率の分光曲線が 微妙に変化し、これによつて、図 2の A線の如ぐ（1)膜面反射率のボトムピークが i線 〜g線の波長帯域のほぼ中心である h線 (405nm)付近にあり、（2)ボトムピークを中 心としてほぼ左右対称の膜面反射率の分光曲線が得られ、 (3)しかも i線から g線に 渡る波長帯域において膜面反射率の最大値が 12%以下である分光曲線が得られる 力 である。これらによって、プロセス変動に伴う分光曲線の上下左右方向のシフトに 対し分光反射率 (各波長における反射率)の変動が更に小さぐ分光反射率 (各波長 における反射率)の均一性が更に良い膜を得ることが可能となる。また、インライン型 スパッタリング装置によって連続的に成膜された CrN下地層 \CrC遮光性層（下層 部) \CrON反射防止層（上層部)からなる膜では、各膜の表面に酸化層が形成され な ヽので、光学特性 (反射率等)を厳密に制御しやすくなる。
[0014] 本発明において、超高圧水銀灯としては、例えば図 1に示す特性を有するものが例 示されるが、本発明はこれに限定されない。
また、透光性基板としては、合成石英、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどの 基板が挙げられる。
[0015] 本発明にお 、て、 FPDデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクとして は、 LCD (液晶ディスプレイ）、プラズマディスプレイ、有機 EL (エレクト口ルミネッセン ス）ディスプレイなどの FPDデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクが挙 げられる。
ここで、 LCD製造用マスクには、 LCDの製造に必要なすべてのマスクが含まれ、例 えば、 TFT (薄膜トランジスタ）、特に TFTチャンネル部やコンタクトホール部、低温ポ リシリコン TFT、カラーフィルタ、反射板 (ブラックマトリクス）、などを形成するためのマ スクが含まれる。他の表示ディバイス製造用マスクには、有機 EL (エレクト口ルミネッ センス）ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの製造に必要なすべてのマスクが含 まれる。
[0016] また、本発明に係るマスクブランク及びマスクにぉ 、て、透光性基板と、この透光性 基板の上に形成された遮光機能を有する下層部と、この下層部の上に形成された反 射防止機能を有する上層部とが形成されたマスクブランクは、前記下層部及び前記 上層部がパターユング処理されてフォトマスクとなされた後、デバイスを製造する際に 、複数の波長を含む露光光により露光処理されるフォトマスク用のマスクブランクであ つて、マスクブランクの反射率曲線は、光の波長に対して下に凸の曲線を描くように 構成され、前記反射率曲線の最小反射率部が前記露光光に対応する波長帯域内と なるように構成されたことを特徴とする (構成 5)。
ここで、最小反射率部とは、マスクブランクの反射率曲線において、最も小さい反射 率 (最小反射率)力 0. 5%高い反射率までの領域を言う。この反射率曲線の最小反 射率部が露光光に対応する波長帯域内となるようにすることにより、遮光性膜の成膜 中の製造条件 (成膜条件)が変動した場合であっても、これによつて分光反射率 (各 波長における反射率）が変化することが少なぐ規格内に収まるマスクブランクやマス クを歩留まり良く製造することができる。また、このように制御された膜は、プロセス変 動に伴う反射率曲線の上下左右方向のシフトに対し分光反射率 (各波長における反 射率)が大きく変動することが少なぐ分光反射率 (各波長における反射率)の均一性 がよい。マスクブランク、マスク表面の反射率が広波長帯域で抑制されることになるの で、露光処理によりデバイスを作製する際に、適切なパターニングが阻害されること がない。
また、本発明に係るマスクブランク及びマスクは、 i線波長（365nm)以上 g線波長（ 436nm)以下の波長帯域で反射率が最小となる構成にする (構成 6)ことが好ましぐ さらに好ましくは、実質的に h線波長 (405nm)でマスクブランクの反射率が最小とな る構成にする (構成 7)ことが望ましい。ここで、実質的に h線波長とは、 405nm± 10 nmの波長帯域をいう。
また、本発明に係るマスクブランク及びマスクは、露光光に対する波長帯域におけ る最大反射率が 13%を超えない (構成 8)ことで、より露光処理によりデバイスを作製 する際に、適切なパター-ングを行うことができる。好ましくは、露光光に対する波長 帯域 (具体的には、 i線波長から g線波長）における最大反射率が 12%以下、さらに 好ましくは、 11. 5%以下、さらに好ましくは、 11%以下が望ましい。
また、本発明のマスクブランク及びマスクは、等倍露光処理する露光機に対応する マスクブランク、フォトマスク (構成 9)として好適である。
また、本発明に係るマスクブランク及びマスクは、透光性基板上に遮光機能を有す る下層部と、この下層部の上方に反射防止機能を有する上層部とを構成したマスク ブランクであって、前記下層部と前記上層部とに隣接する部分の糸且成が、前記下層 部から前記上層部に向かって連続的に遷移する組成傾斜を有していることが好適で ある。
また、前記上層部と前記下層部の主成分を同一の元素とし、添加元素の含有量を 膜厚方向に連続的に遷移させた組成傾斜を有する構成がさらに好適である。例えば 、前記主成分の元素としては、金属元素とすることができる。金属元素としては、クロ ムゃタンタルなどの遷移金属が挙げられる力 中でもクロムが好適である。また、添カロ 元素としては、反射防止機能を有する元素が挙げられ、中でも窒素、又は酸素が好 適である。好ましい態様としては、例えば、下層部はクロムを主成分として構成し、上 層部はクロムと、窒素及び Z又は酸素を含む材料で構成し、前記下層部と前記上層 部の境界部分において、窒素及び Z又は酸素の含有量が膜厚方向で連続的に増 加する構成を有するマスクブランク、マスクが望ましい。
また、本発明に係るマスクブランク及び、マスクは、照明光学系が反射光学式に構 成された露光装置に対応するマスクブランク、マスクとして好適である。
また、本発明に係るマスクブランク及び、マスクは、 330mm X 450mm矩形以上の 大型マスク、及びこのマスクに対応する大型マスクブランクとして好適である。このよう な大型マスクの用途としては、ディスプレイデバイス製造用マスク、例えば、 FPDデバ イス製造用フォトマスクなどを挙げることができる。
また、本発明は、グレートーンマスクに対応するマスクブランクとして好適である。
[0017] 本発明に係る FPDデバイスを製造するためのフォトマスクは、上記本発明に係る F PDデバイスを製造するためのマスクブランクを用いて製造されることを特徴とする（構 成 10、構成 11)。
[0018] 以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。
(実施例 1)
大型ガラス基板（合成石英（QZ) 10mm厚、サイズ 850mm X 1200mm)上に、大 型インラインスパッタリング装置を使用し、下地層と、遮光機能を有する下層部と、反 射防止機能を有する上層部とで構成される遮光性膜の成膜を行った。成膜は、大型 インラインスパッタリング装置内に連続して配置された各スペース (スパッタ室）に Crタ 一ゲットを各々配置し、まず Arガスと Nガスをスパッタリングガスとして CrN層（ガラス
2
に対する付着力増強を目的とした下地層）を 150オングストローム、次いで Arガスと C Hガスをスパッタリングガスとして CrC層（遮光機能を有する下層部）を 650オングス
4
トローム、次いで Arガスと NOガスをスパッタリングガスとして CrON層（反射防止機能 を有する上層部）を 250オングストローム、連続成膜して、マスクブランクを作製した。 尚、各膜はそれぞれ組成傾斜膜であった。また、 CrC層（遮光機能を有する下層部） は、 CrN下地層や CrON層 (反射防止機能を有する上層部)の成膜の際に使用した Nガスや NOガスにより N (窒素）が含まれており、上記下地層、 CrC層（遮光機能を 有する下層部）、 CrON層（反射防止機能を有する上層部）の全てに Crと Nが含まれ ていた。
上記試料の分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線)を図 2の Aに示す。尚、分光反 射率は分光反射率計により測定した。
図 2に示す分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線) Aにおいては、超高圧水銀灯 力 放射される少なくとも i線力も g線に渡る波長帯域において、膜面反射率の変動 幅が 1% (0. 8%)未満の範囲内であった。詳しくは、膜面反射率の変動幅が 0. 8% で、 1%未満の範囲内に収まっていた。また、係る波長帯域における膜面反射率の 最大値は 12. 0%以下であった。
また、図 2に示す分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線) Aにおいては、波長 350 ηπ！〜 450nmに渡る波長帯域においては、膜面反射率の変動幅は 2% (1. 8%)未 満の範囲内であった。詳しくは、膜面反射率の変動幅が 1. 8%で、 2%未満の範囲 内に収まっていた。また、係る波長帯域における膜面反射率の最大値は 12. 8%で めつに。
複数枚 (基板間： 100枚）につ 、て面内（均等 9箇所）につ 、て同様に調べたところ 、いずれも上記膜面反射率の変動幅の範囲内にあること確認された。
(実施例 2)
大型ガラス基板（合成石英（QZ) 10mm厚、サイズ 850mm X 1200mm)上に、大 型インラインスパッタリング装置を使用し、下地層と、遮光機能を有する下層部と、反 射防止機能を有する上層部とで構成される遮光性膜の成膜を行った。成膜は、大型 インラインスパッタリング装置内に連続して配置された各スペース (スパッタ室）に Crタ 一ゲットを各々配置し、まず Arガスと Nガスをスパッタリングガスとして CrN層（ガラス
2
に対する付着力増強を目的とした下地層）を 150オングストローム、次いで Arガスと C Hガスと Heガスをスパッタリングガスとして CrC層（遮光機能を有する下層部）を 630
4
オングストローム、次いで Arガスと NOガスをスパッタリングガスとして CrON層（反射 防止機能を有する上層部）を 250オングストローム、連続成膜して、マスクブランクを 作製した。尚、各膜はそれぞれ組成傾斜膜であった。また、 CrC層 (遮光機能を有す る下層部）は、 CrN下地層や CrON層 (反射防止機能を有する上層部)の成膜の際 に使用した Nガスや NOガスにより N (窒素）が含まれており、上記下地層、 CrC層（
2
遮光機能を有する下層部)、 CrON層 (反射防止機能を有する上層部)の全てに Cr と Nが含まれていた。また、 CrC層（遮光機能を有する下層部）は、 Heを含む層であ つた o
上記試料の分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線)を図 2の Bに示す。尚、分光反 射率は分光反射率計により測定した。
図 2に示す分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線) Bにおいては、超高圧水銀灯 力 放射される少なくとも i線力も g線に渡る波長帯域において、膜面反射率の変動 幅が 1% (0. 8%)未満の範囲内であった。詳しくは、膜面反射率の変動幅が 0. 8% で、 1%未満の範囲内に収まっていた。また、係る波長帯域における膜面反射率の 最大値は 12. 7%であった。
また、図 2に示す分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線) Bにおいては、波長 350η m〜450nmに渡る波長帯域においては、膜面反射率の変動幅は 2% (1. 3%)未満 の範囲内であった。詳しくは、膜面反射率の変動幅が 1. 3%で、 2%未満の範囲内 に収まっていた。また、係る波長帯域における膜面反射率の最大値は 13. 2%であ つた o
複数枚 (基板間： 100枚）につ 、て面内（均等 9箇所）につ 、て同様に調べたところ 、いずれも上記膜面反射率の変動幅の範囲内にあること確認された。
(実施例 3)
大型ガラス基板（合成石英（QZ) 10mm厚、サイズ 850mm X 1200mm)上に、大 型インラインスパッタリング装置を使用し、遮光機能を有する下層部と、反射防止機 能を有する上層部とで構成される遮光性膜の成膜を行った。成膜は、大型インライン スパッタリング装置内に連続して配置された各スペース (スパッタ室）に Crターゲットを 各々配置し、まず Arガスと CHガスをスパッタリングガスとして CrC層（遮光機能を有
4
する下層部）を 500オングストローム、次いで Arガスと NOガスをスパッタリングガスと して CrON層（反射防止機能を有する上層部）を 450オングストローム、連続成膜し て、マスクブランクを作製した。尚、各膜はそれぞれ組成傾斜膜であった。また、 CrC 層 (遮光機能を有する下層部）は、 CrON層 (反射防止機能を有する上層部)の成膜 の際に使用した NOガスにより N (窒素）が含まれており、上記 CrC層（遮光機能を有 する下層部）、 CrON層（反射防止機能を有する上層部）の双方に Crと Nが含まれて いた。
上記試料の分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線)を図 2の Cに示す。尚、分光反 射率は分光反射率計により測定した。
図 2に示す分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線) Cにおいては、超高圧水銀灯 力 放射される少なくとも i線力も g線に渡る波長帯域において、膜面反射率の変動 幅が 1% (0. 3%)未満の範囲内であった。詳しくは、膜面反射率の変動幅が 0. 3% で、 1%未満の範囲内に収まっていた。また、係る波長帯域における膜面反射率の 最大値は 12. 2%であった。
また、図 2に示す分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線) Cにおいては、波長 350 ηπ！〜 450nmに渡る波長帯域においては、膜面反射率の変動幅は 2% (0. 7%)未 満の範囲内であった。詳しくは、膜面反射率の変動幅が 0. 7%で、 1%未満の範囲 内に収まっていた。また、係る波長帯域における膜面反射率の最大値は 12. 6%で めつに。
複数枚 (基板間： 100枚）につ 、て面内（均等 9箇所）につ 、て同様に調べたところ 、いずれも上記膜面反射率の変動幅の範囲内にあること確認された。
(比較例 1)
大型ガラス基板（合成石英（QZ) 10mm厚、サイズ 850mm X 1200mm)上に、大 型インラインスパッタリング装置を使用し、下地膜、遮光性膜及び反射防止膜の成膜 を行った。成膜は、大型インラインスパッタリング装置内に連続して配置された各スぺ ース（スパッタ室）に Crターゲットを各々配置し、まず Arガスと COガスをスパッタリン
2
グガスとして CrO膜 (ガラス面反射防止膜)を 300オングストローム、次いで Arガスを スパッタリングガスとして Cr膜 (遮光性膜)を 950オングストローム、次いで Arガスと C Oガスをスパッタリングガスとして CrO膜 (膜面反射防止膜)を 300オングストローム、
2
連続成膜して、マスクブランクを作製した。
上記試料の分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線)を図 2の Dに示す。尚、分光反 射率は分光反射率計により測定した。 図 2に示す分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線) Dにおいては、超高圧水銀灯 力 放射される少なくとも i線力も g線に渡る波長帯域において、膜面反射率の変動 幅は 2%超（2. 3%)であった。詳しくは、膜面反射率の変動幅が 2. 3%で、 2%を超 えていた。また、係る波長帯域における膜面反射率の最大値は 13. 6%であった。 また、図 2に示す分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線) Dにおいては、波長 350 ηπ！〜 450nmに渡る波長帯域において、膜面反射率の変動幅は 3%超（3. 3%)で あった。詳しくは、膜面反射率の変動幅が 3. 3%で、 3%を超えていた。また、係る波 長帯域における膜面反射率の最大値は 14. 57%であった。
複数枚 (基板間： 100枚）につ 、て面内（均等 9箇所）につ 、て同様に調べたところ 、ほんの少しのプロセス変動で、分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線) Cが上下左 右にシフトしてしま 、、これによつて膜面反射率が大きく変動してしまうことがわ力つた (実施例 4)
大型ガラス基板（合成石英（QZ) 10mm厚、サイズ 850mm X 1200mm)上に、大 型インラインスパッタリング装置を使用し、下地膜と、遮光機能を有する下層部、反射 防止機能を有する上層部とで構成される遮光性膜の成膜を行った。成膜は、大型ィ ンラインスパッタリング装置内に連続して配置された各スペース (スパッタ室）に Crタ 一ゲットを各々配置し、まず Arと Nガスをスパッタリングガスとして CrN層（ガラスに対
2
する付着力増強を目的とした下地層）を 150オングストローム、次いで、 Arと CHガス
4 と Nガスをスパッタリングガスとして CrCN層（遮光機能を有する下層部）を 620オン
2
グストローム、次いで、 Arガスと NOガスをスパッタリングガスとして CrON層（反射防 止機能を有する上層部）を 230オングストローム、連続成膜して、マスクブランクを作 製した。得られた膜について、ォージェ電子分光法により遮光性膜の膜厚方向の組 成分析を行った。その結果を図 7に示す。図 7のとおり、下層部の CrCN層と上層部 の CrON層の境界において、遮光膜の表面方向に連続的に酸素及び窒素が増加し た組成傾斜膜となっていた。また、下地層、下層部、上層部に亘つて、遮光性膜を構 成するクロム、炭素、酸素、窒素が膜厚方向の連続的に遷移した組成傾斜膜となつ ていた。さらに、下地層、下層部、上層部の全てにクロムと窒素が含まれている膜で あった。
この遮光性膜の膜表面の反射率を分光反射率計により測定したところ、超高圧水 銀灯 (超高圧水銀ランプ)から放射される少なくとも i線から g線にわたる波長帯域にお いて、膜面反射率の変動幅が 0. 8%であり、 1%未満の範囲内であった。また、上述 の実施例 1から 3と同様に、反射率が最小となる最小反射率部は、ほぼ h線 (405nm )付近であった。また、係る波長帯域における膜面反射率の最大値は、 11. 0%以下 であった。さらに、波長 350ηπ！〜 450nmにわたる波長帯域においては、膜面反射 率の変動幅は、 1. 5%で、 2%未満の範囲内であった。また、係る波長帯域における 膜面反射率の最大値は、 11. 7%であった。
複数枚 (基板間： 100枚）につ 、て面内（均等 9箇所）につ 、て同様に調べたところ 、いずれも上記膜面反射率の変動幅の範囲内にあることを確認された。
[0023] (マスクの作製）
上記実施例 1から実施例 4及び比較例 1で作製したマスクブランクを用い、遮光性 膜のパター-ングを行って、 FPD用大型マスクを作製した。
この結果、実施例 1から実施例 4の膜を使用した場合は、比較例 1の膜を使用した 場合に比べ、マスクの高品質ィ匕並びに歩留まり向上等に有益であることが確認され た。
[0024] 以上、好ましい実施例を掲げて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定 されるものではない。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]露光光源である超高圧水銀灯の分光分布を示す図である。
[図 2]実施例 1〜3及び比較例 1で作成した反射防止機能を有する遮光性膜の分光 曲線 (分光反射率線、反射率曲線)を示す図である。
[図 3]反射防止機能を有する遮光性膜の分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線)の 態様を説明するための図である。
[図 4]反射防止機能を有する遮光性膜の分光曲線 (分光反射率線、反射率曲線)の 好ましい態様を説明するた めの図である。
[図 5]半透光性膜を有するグレートーンマスクを説明するための図であり、 (1)は部分 平面図、（2)は部分断面図である。
圆 6]解像限界以下の微細遮光パターンを有するグレートーンマスクを説明するため の図であり、（1)は部分平面図、（2)は部分断面図である。
圆 7]実施例 4の遮光性膜をォージェ電子分光法により膜の深さ方向における組成 分析を行った結果を示す図である。
符号の説明
1 遮光部
2 透過部
3 グレートーン部
3a 微細遮光パターン
3b 微細透過部
3a' 半透光性膜

Claims

請求の範囲
[1] 透光性基板上に、遮光機能を有する下層部と反射防止機能を有する上層部とで少 なくとも構成される遮光性膜、を有するマスクブランクであって、
前記遮光性膜は、超高圧水銀灯力 放射される少なくとも i線から g線に渡る波長帯 域において、膜面反射率の変動幅が 1%未満の範囲内となるように制御された膜で あることを特徴とする FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。
[2] 前記遮光性膜は、前記膜面反射率が最小となる最小反射率が 380ηπ！〜 430nm の波長範囲となるように制御された膜であることを特徴とする請求項 1に記載の FPD デバイスを製造するためのマスクブランク。
[3] 前記遮光性膜は、遮光機能を有する炭化クロム系の下層部と反射防止機能を有す る酸窒化クロム系の上層部とで構成され、前記下層部及び上層部は上記要件を満た すべく光学設計され、作製されていることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の FPD デバイスを製造するためのマスクブランク。
[4] 前記遮光性膜は、窒化クロム系の下地層と、遮光機能を有する炭化クロム系の下 層部と、反射防止機能を有する酸窒化クロム系の上層部とで構成され、前記下地層 、下層部及び上層部は上記要件を満たすべく光学設計され、作製されていることを 特徴とする請求項 1又は 2に記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。
[5] 透光性基板と、この基板の上に形成された遮光機能を有する下層部と、この下層 部の上に形成された反射防止機能を有する上層部とが積層されたマスクブランクに おいて、
前記マスクブランクは、前記下層部及び前記上層部がパターユング処理されてフォ トマスクとなされた後、デバイスを製造する際に、複数の波長を含む露光光により露 光処理されるフォトマスク用のマスクブランクであって、
前記マスクブランクの反射率曲線は、光の波長に対して下に凸の曲線を描くよう構 成され、前記反射率曲線の最小反射率部が前記露光光に対応する波長帯域内とな るべく構成したことを特徴とするマスクブランク。
[6] 請求項 5に記載のマスクブランクであって、 i線波長以上 g線波長以内の波長帯域 で反射率が最小となることを特徴とするマスクブランク。
[7] 請求項 5又は請求項 6に記載のマスクブランクであって、実質的に h線波長で反射 率が最小となることを特徴とするマスクブランク。
[8] 請求項 5乃至請求項 7の何れか 1項に記載のマスクブランクであって、前記露光光 に対応する波長帯域における最大反射率が 13%を超えないことを特徴とするマスク ブランク。
[9] 請求項 5乃至請求項 8の何れか 1項に記載のマスクブランクであって、等倍露光処 理する露光機に対応するフォトマスク用のマスクブランク。
[10] 請求項 1乃至 4記載のマスクブランクを用いて製造されたことを特徴とする FPDデ バイスを製造するためのフォトマスク。
[11] 請求項 5乃至請求項 9の何れか 1項に記載のマスクブランクを用いて製造されたこと を特徴とするフォトマスク。
PCT/JP2006/322737 2005-11-16 2006-11-15 マスクブランク及びフォトマスク WO2007058199A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020087014255A KR101056592B1 (ko) 2005-11-16 2006-11-15 마스크 블랭크 및 포토마스크
CN2006800427265A CN101310220B (zh) 2005-11-16 2006-11-15 掩模底板及光掩模

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005331415 2005-11-16
JP2005-331415 2005-11-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007058199A1 true WO2007058199A1 (ja) 2007-05-24

Family

ID=38048584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/322737 WO2007058199A1 (ja) 2005-11-16 2006-11-15 マスクブランク及びフォトマスク

Country Status (3)

Country Link
KR (2) KR101056592B1 (ja)
CN (1) CN101310220B (ja)
WO (1) WO2007058199A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI402611B (zh) * 2007-09-29 2013-07-21 Hoya Corp 灰階光罩之製造方法及灰階光罩、以及圖案轉印方法
CN109307982A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 信越化学工业株式会社 光掩模坯料、光掩模坯料制造方法和光掩模制造方法
EP3667416A1 (en) * 2018-12-12 2020-06-17 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photomask blank, and method of manufacturing photomask

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01214859A (ja) * 1988-02-24 1989-08-29 Hitachi Ltd マスク
JPH11125896A (ja) * 1997-08-19 1999-05-11 Toppan Printing Co Ltd フォトマスクブランクス及びフォトマスク
JP2003195483A (ja) * 2001-12-28 2003-07-09 Hoya Corp フォトマスクブランク、フォトマスク、及びそれらの製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0166497B1 (ko) * 1995-03-24 1999-01-15 김주용 위상반전 마스크 및 그 제조방법
WO2000007072A1 (fr) * 1998-07-31 2000-02-10 Hoya Corporation Ebauche pour photomasque, photomasque, ses procedes de fabrication et procede de formage de micromodeles
KR100373317B1 (ko) * 1998-12-23 2003-05-16 호야 가부시키가이샤 하프톤형위상시프트마스크블랭크,하프톤형위상시프트마스크및미세패턴형성방법
TW200301848A (en) * 2002-01-09 2003-07-16 Nikon Corp Exposure apparatus and exposure method
CN1936703B (zh) * 2002-06-18 2011-12-07 Hoya株式会社 灰调掩模及其制造方法
KR100472115B1 (ko) * 2002-07-16 2005-03-10 주식회사 에스앤에스텍 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01214859A (ja) * 1988-02-24 1989-08-29 Hitachi Ltd マスク
JPH11125896A (ja) * 1997-08-19 1999-05-11 Toppan Printing Co Ltd フォトマスクブランクス及びフォトマスク
JP2003195483A (ja) * 2001-12-28 2003-07-09 Hoya Corp フォトマスクブランク、フォトマスク、及びそれらの製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI402611B (zh) * 2007-09-29 2013-07-21 Hoya Corp 灰階光罩之製造方法及灰階光罩、以及圖案轉印方法
CN109307982A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 信越化学工业株式会社 光掩模坯料、光掩模坯料制造方法和光掩模制造方法
EP3444670A1 (en) * 2017-07-28 2019-02-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photomask blank, photomask blank making method, and photomask making method
EP3667416A1 (en) * 2018-12-12 2020-06-17 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photomask blank, and method of manufacturing photomask
US11131920B2 (en) 2018-12-12 2021-09-28 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photomask blank, and method of manufacturing photomask

Also Published As

Publication number Publication date
KR101056592B1 (ko) 2011-08-11
KR20110013573A (ko) 2011-02-09
CN101310220A (zh) 2008-11-19
CN101310220B (zh) 2012-05-23
KR20080068128A (ko) 2008-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4516560B2 (ja) マスクブランク及びフォトマスク
TWI541589B (zh) A mask blank and its manufacturing method, manufacturing method of a mask, and manufacturing method of a semiconductor device
JP4726010B2 (ja) マスクブランク及びフォトマスク
KR101333931B1 (ko) 포토마스크 블랭크, 포토마스크 및 포토마스크의 제조방법
KR100651117B1 (ko) 포토마스크　블랭크, 포토마스크 및 이들의 제조 방법
JP4906888B2 (ja) マスクブランク及びフォトマスク
TWI417645B (zh) Mask mask and mask, and its manufacturing methods
CN111801618A (zh) 掩模坯料、相移掩模及半导体器件的制造方法
WO2007058199A1 (ja) マスクブランク及びフォトマスク
JP2007334316A (ja) マスクブランク及びフォトマスク
KR101543288B1 (ko) 다계조 포토마스크, 포토마스크 블랭크 및 패턴 전사방법
JP5414079B2 (ja) Ｆｐｄデバイス製造用マスクブランク、フォトマスク、及びｆｐｄデバイス製造用マスクブランクの設計方法
KR102598440B1 (ko) 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토 마스크
KR20210084921A (ko) 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크
KR20230125572A (ko) 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크
KR20230099315A (ko) 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크
KR20240085859A (ko) 마스크 블랭크, 전사용 마스크, 전사용 마스크의 제조 방법 및 표시 장치의 제조 방법
KR20210083522A (ko) 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680042726.5

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020087014255

Country of ref document: KR

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06832668

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020117001256

Country of ref document: KR