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JP2005181895A - Halftone phase shift mask blank and halftone phase shift mask manufacturing method - Google Patents

Halftone phase shift mask blank and halftone phase shift mask manufacturing method Download PDF

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JP2005181895A
JP2005181895A JP2003425698A JP2003425698A JP2005181895A JP 2005181895 A JP2005181895 A JP 2005181895A JP 2003425698 A JP2003425698 A JP 2003425698A JP 2003425698 A JP2003425698 A JP 2003425698A JP 2005181895 A JP2005181895 A JP 2005181895A
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JP
Japan
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film
halftone
phase shift
shift mask
blank
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2003425698A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahide Iwakata
政秀 岩片
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

【課題】 遮光膜を設けていないハーフトーンブランク構造を用いることにより、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を提供する。
【解決手段】透明基板1上にハーフトーン膜2を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクで、ハーフトーン膜2の上に薄膜導電層3を形成する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blank for a halftone type phase shift mask capable of providing a blank which can remarkably improve the dimensional accuracy of a pattern of a halftone film as compared with the prior art by using a halftone blank structure without a light shielding film. And a halftone phase shift mask manufacturing method.
A thin-film conductive layer is formed on a halftone film in a blank for a halftone phase shift mask formed by laminating a halftone film on a transparent substrate.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、寸法精度を向上させたハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク製造方法に関する。   The present invention relates to a blank for a halftone phase shift mask with improved dimensional accuracy and a method for manufacturing a halftone phase shift mask.

従来、一般的に用いられているハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクは以下のような構造である。すなわち、ガラス基板上にハーフトーン膜を積層し、このハーフトーン膜上に遮光膜を形成する。さらに、遮光膜上にレジスト膜を形成する構造としている。また、製造方法については、上述した構造であるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクのレジスト膜に対し、描画および現像を行い、遮光膜をエッチングし、エッチングされた遮光膜をハードマスクとしてハーフトーン膜をエッチングする(例えば、特許文献1参照)。
特開平08−82916。
Conventionally, generally used halftone type phase shift mask blanks have the following structure. That is, a halftone film is laminated on a glass substrate, and a light shielding film is formed on the halftone film. Further, a resist film is formed on the light shielding film. As for the manufacturing method, the halftone phase shift mask blank resist film having the above-described structure is drawn and developed, the light shielding film is etched, and the etched light shielding film is used as a hard mask. Is etched (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-08-82916.

従来のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを用いたハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法では、ハーフトーンマスクの素子寸法は、パターニングされた遮光膜の寸法により大部分は決定される。この遮光膜として使用されるCrは、薄くする程、寸法制御が向上するが、薄膜化により遮光性が低下するため、薄膜化には限界がある。また、Crは、ドライエッチングレートが遅く、レジスト選択比が取りにくいため、微細パターンの寸法制御が困難であり、今後の微細化に対応できない。また、Crに変わる最適な素材も現在見つかっていない。   In the halftone phase shift mask manufacturing method using the conventional halftone phase shift mask blank, the element size of the halftone mask is largely determined by the size of the patterned light shielding film. As the Cr used as the light-shielding film is thinner, the dimensional control is improved. However, the light-shielding property is lowered by the thinning, so that there is a limit to the thinning. In addition, since Cr has a slow dry etching rate and a resist selection ratio is difficult to obtain, it is difficult to control the size of a fine pattern, and it cannot cope with future miniaturization. Moreover, the optimal material which changes to Cr is not found now.

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、遮光膜を設けていないハーフトーンブランク構造を用いることにより、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and its object is to use a halftone blank structure not provided with a light shielding film, so that the dimensional accuracy of the pattern of the halftone film is significantly higher than the conventional one. A blank for halftone phase shift mask and a method for manufacturing a halftone phase shift mask can be provided.

本発明はかかる課題を解決するものであり、請求項1の発明は、透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層を形成することを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクである。   The present invention solves such a problem, and the invention according to claim 1 is a halftone phase shift mask blank formed by laminating a halftone film on a transparent substrate, and a thin film conductive film is formed on the halftone film. A blank for a halftone phase shift mask characterized by forming a layer.

したがって請求項1の発明は、ハーフトーン膜の上に遮光膜ではなく薄膜導電層が形成される。このため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。   Therefore, according to the first aspect of the invention, a thin film conductive layer is formed on the halftone film instead of the light shielding film. For this reason, the blank which improves the dimensional accuracy of the pattern of a halftone film markedly compared with the past can be provided.

また、請求項2の発明は、前記ハーフトーン膜の膜厚が、10〜40nmであることを特徴とする請求項1に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクである。   The invention of claim 2 is the blank for halftone phase shift mask according to claim 1, wherein the film thickness of the halftone film is 10 to 40 nm.

したがって請求項2の発明は、ハーフトーン膜の膜厚が10〜40nmであるため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。   Therefore, the invention according to claim 2 can provide a blank that greatly improves the dimensional accuracy of the pattern of the halftone film as compared with the conventional one because the film thickness of the halftone film is 10 to 40 nm.

また、請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、当該ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が、2以下であることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクである。   Further, the invention of claim 3 is the halftone phase shift mask blank according to claim 1 or 2, wherein the halftone phase shift mask blank has an optical density value of 2 or less in the transfer wavelength region. A blank for a halftone phase shift mask, which is characterized in that:

したがって請求項3の発明は、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が2以下である。このため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。   Therefore, in the invention of claim 3, the optical density value in the transfer wavelength region of the blank for halftone phase shift mask is 2 or less. For this reason, the blank which improves the dimensional accuracy of the pattern of a halftone film markedly compared with the past can be provided.

また、請求項4の発明は、透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク製造方法において、前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、レジスト膜を順次積層した、ハーフトーンブランクを準備するステップと、前記レジスト膜にメインパターンをパターンニングするステップと、パターニングされたレジスト膜をマスクとして、前記薄膜導電層およびハーフトーン膜をエッチングするステップと、前記レジスト膜および薄膜導電層を剥離するステップと、パターニングされたハーフトーン膜上にレジスト膜を積層するステップと、最終的な遮光膜パターンに当たるレジストが取り除かれるようにレジスト膜をパターニングするステップと、パターニングされたレジスト膜上およびハーフトーン膜上に遮光膜を形成するステップと、前記レジスト膜および当該レジスト膜上の遮光膜を剥離するステップとを含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク製造方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the halftone phase shift mask manufacturing method comprising a halftone film laminated on a transparent substrate, a thin film conductive layer and a resist film are sequentially laminated on the halftone film. Preparing a tone blank; patterning a main pattern on the resist film; etching the thin-film conductive layer and halftone film using the patterned resist film as a mask; and the resist film and thin-film conductive Peeling the layer, laminating a resist film on the patterned halftone film, patterning the resist film so that the resist corresponding to the final light-shielding film pattern is removed, and on the patterned resist film And shading film on halftone film The method comprising a said resist film and the resist halftone phase shift mask manufacturing method characterized by comprising the step of separating the light shielding film on the membrane.

したがって請求項4の発明は、ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、レジスト膜を順次積層した、ハーフトーンブランクを準備し、レジスト膜にメインパターンをパターンニングする。そして、パターニングされたレジスト膜をマスクとして、薄膜導電層およびハーフトーン膜をエッチング後、レジスト膜および薄膜導電層を剥離する。続いて、パターニングされたハーフトーン膜上にレジスト膜を積層し、最終的な遮光膜パターンに当たるレジストが取り除かれるようにレジスト膜をパターニングする。そして、パターニングされたレジスト膜上およびハーフトーン膜上に遮光膜を形成し、レジスト膜および当該レジスト膜上の遮光膜を剥離して製造する。このため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させたハーフトーン型位相シフトマスクを提供することができる。   Accordingly, the invention of claim 4 prepares a halftone blank in which a thin conductive layer and a resist film are sequentially laminated on a halftone film, and patterns a main pattern on the resist film. Then, after etching the thin film conductive layer and the halftone film using the patterned resist film as a mask, the resist film and the thin film conductive layer are peeled off. Subsequently, a resist film is laminated on the patterned halftone film, and the resist film is patterned so that the resist corresponding to the final light-shielding film pattern is removed. Then, a light shielding film is formed on the patterned resist film and the halftone film, and the resist film and the light shielding film on the resist film are peeled off. Therefore, it is possible to provide a halftone phase shift mask in which the dimensional accuracy of the halftone film pattern is remarkably improved as compared with the prior art.

また、請求項5の発明は、透明透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、前記ハーフトーン膜の上に形成された薄膜導電層と、前記透明基板の前記ハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に形成された遮光膜とを備えることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクである。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a blank for a halftone type phase shift mask comprising a halftone film laminated on a transparent transparent substrate, a thin film conductive layer formed on the halftone film, and the transparent substrate. A halftone phase shift mask blank comprising a light shielding film formed on a surface opposite to the surface on which the halftone film is formed.

したがって請求項5の発明は、透明基板上のハーフトーン膜の上に形成された薄膜導電層と、透明基板のハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に形成された遮光膜を備える。このため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。   Accordingly, the invention of claim 5 includes a thin film conductive layer formed on a halftone film on a transparent substrate, and a light shielding film formed on a surface opposite to the surface on which the halftone film of the transparent substrate is formed. Prepare. For this reason, the blank which improves the dimensional accuracy of the pattern of a halftone film markedly compared with the past can be provided.

また、請求項6の発明は、前記ハーフトーン膜の膜厚が、10〜40nmであることを特徴とする請求項5に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクである。   The invention of claim 6 is the blank for halftone phase shift mask according to claim 5, wherein the film thickness of the halftone film is 10 to 40 nm.

したがって請求項6の発明は、ハーフトーン膜の膜厚が10〜40nmであるため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。   Therefore, since the film thickness of the halftone film is 10 to 40 nm, the blank according to the sixth aspect of the present invention can provide a blank that can remarkably improve the dimensional accuracy of the pattern of the halftone film as compared with the prior art.

また、請求項7の発明は、請求項5又は6に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、当該ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が、2以下であることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクである。   The invention of claim 7 is the blank for halftone phase shift mask according to claim 5 or 6, wherein the optical density value in the transfer wavelength region of the blank for halftone phase shift mask is 2 or less. A blank for a halftone phase shift mask, which is characterized in that:

したがって請求項7の発明は、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が2以下であるため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。   Accordingly, in the invention of claim 7, since the optical density value in the transfer wavelength region of the blank for halftone type phase shift mask is 2 or less, the blank that greatly improves the dimensional accuracy of the pattern of the halftone film as compared with the prior art. Can be provided.

また、請求項8の発明は、透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク製造方法において、前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、第1のレジスト膜を順次積層し、さらに、前記透明基板の前記ハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に遮光膜、第2のレジスト膜を順次積層した、ハーフトーンブランクを準備するステップと、前記第1のレジスト膜にメインパターンをパターンニングするステップと、パターニングされた第1のレジスト膜をマスクとして、前記薄膜導電層およびハーフトーン膜をエッチングするステップと、前記第2のレジスト膜をパターニングするステップと、パターニングされた第2のレジスト膜をマスクとして、前記遮光膜をエッチングするステップと、を含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク製造方法である。   The invention of claim 8 is a halftone phase shift mask manufacturing method comprising a halftone film laminated on a transparent substrate, and a thin film conductive layer and a first resist film are sequentially laminated on the halftone film. And a step of preparing a halftone blank in which a light shielding film and a second resist film are sequentially laminated on a surface of the transparent substrate opposite to the surface on which the halftone film is formed; Patterning a main pattern on a resist film, etching the thin film conductive layer and halftone film using the patterned first resist film as a mask, patterning the second resist film, Etching the light-shielding film using the patterned second resist film as a mask, and That is a halftone phase shift mask manufacturing method.

したがって請求項8の発明は、ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、第1のレジスト膜が順次積層され、さらに、透明基板のハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に遮光膜、第2のレジスト膜が順次積層されたハーフトーンブランクが準備される。続いて、薄膜導電層およびハーフトーン膜のエッチングと、遮光膜のエッチングが行われ、ハーフトーン型位相シフトマスクが製造される。このため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させたハーフトーン型位相シフトマスクを提供することができる。   Accordingly, in the invention of claim 8, the thin conductive film and the first resist film are sequentially laminated on the halftone film, and the light shielding film is formed on the surface of the transparent substrate opposite to the surface on which the halftone film is formed. A halftone blank in which the second resist films are sequentially laminated is prepared. Subsequently, etching of the thin film conductive layer and the halftone film and etching of the light shielding film are performed to manufacture a halftone phase shift mask. Therefore, it is possible to provide a halftone phase shift mask in which the dimensional accuracy of the halftone film pattern is remarkably improved as compared with the prior art.

本発明のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクによれば、透明基板、ハーフトーン膜、薄膜導電層の順に積層した構造としたため、EBレジストを用いた場合でも、EB描画時の導電性を満たしつつ、ハーフトーン膜のエッチングにおいて、寸法精度を大幅に向上することが可能なブランクを提供することができる。   According to the halftone phase shift mask blank of the present invention, since the transparent substrate, the halftone film, and the thin film conductive layer are laminated in this order, the conductivity at the time of EB writing is satisfied even when the EB resist is used. In addition, it is possible to provide a blank capable of greatly improving the dimensional accuracy in etching a halftone film.

また、本発明のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法によれば、EBレジストを用いた場合でも、EB描画時の導電性を満たしつつ、ハーフトーン膜のエッチングにおいて、寸法精度を大幅に向上することができる。さらに、ハーフトーン膜のパターニングに遮光膜を用いずに、別途遮光膜を形成しているため、本発明のハーフトーン型位相シフトマスクにおける遮光膜は、十分な光学濃度及び反射率を維持する膜厚とすることができる。   Further, according to the method of manufacturing a halftone phase shift mask of the present invention, even when an EB resist is used, the dimensional accuracy is greatly improved in etching of the halftone film while satisfying the conductivity at the time of EB writing. be able to. Further, since the light shielding film is formed separately without using the light shielding film for patterning of the halftone film, the light shielding film in the halftone phase shift mask of the present invention is a film that maintains a sufficient optical density and reflectance. It can be thick.

(第1実施形態)
次に、本願発明の第1実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(First embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1実施形態に係るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの一実施形態を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a blank for a halftone phase shift mask according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明の第1実施形態によるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクは、ガラス基板1上に順次、ハーフトーン膜2、薄膜導電層3、レジスト膜(例えば、EBレジスト膜)4を積層した構造となっている。なお、EBレジスト膜を用いる場合は、薄膜導電層3としては、電子ビームを用いた描画時の導電性を満たす材料であればよく、例えば、Crを用いることができ、多層構造としてもよい。例えば、光学濃度を制御するためのCr層と、レーザーの反射率を制御するためのCrO層の2層構成とすることができる。この薄膜導電層3全体としての厚みは、10〜40nm程度の膜厚が望ましい。また、ハーフトーン膜2は、50〜150nm程度の膜厚が望ましい。   As shown in FIG. 1, the halftone phase shift mask blank according to the first embodiment of the present invention is sequentially formed on a glass substrate 1 with a halftone film 2, a thin film conductive layer 3, and a resist film (for example, an EB resist film). ) 4 is laminated. In the case of using an EB resist film, the thin film conductive layer 3 may be any material that satisfies the conductivity at the time of drawing using an electron beam. For example, Cr can be used, and a multilayer structure may be used. For example, a two-layer structure of a Cr layer for controlling the optical density and a CrO layer for controlling the reflectance of the laser can be used. The thickness of the thin film conductive layer 3 as a whole is preferably about 10 to 40 nm. The halftone film 2 preferably has a thickness of about 50 to 150 nm.

次に、図2〜図10を参照して、本発明の第1実施形態によるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを適用したハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を説明する。図2に示すように、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクのレジスト膜4に、例えばEB(電子ビーム)を用いてメインパターンをパターンニング(描画)する。次に、図3に示すように、現像処理を行い、パターニングに沿ってレジスト膜4を剥離し、図4に示すように、パターニングされたレジスト膜4をマスクとして、薄膜導電層3およびハーフトーン膜2をドライエッチングする。次に、図5に示すように、レジスト膜4および薄膜導電層3を剥離する。そして、図6に示すように、パターニングされたハーフトーン膜2上にレジスト膜5を積層する。続いて、図7に示すように、例えば、メインパターンの外周部のレジスト膜5が枠状6に(遮光部及びアライメントマーク部のレジスト膜が)取り除かれるように、例えばRB(レーザービーム)を用いてレジスト膜5をパターニングする。続いて、図8に示すように、現像処理を行い、レジスト膜5の枠状6部分を除去する。そして、図9に示すように、パターニングされたフォトレジスト5膜上およびハーフトーン膜2上に例えばCrをスパッタリング法を用いて遮光膜7を形成する。続いて、図10に示すように、レジスト膜5およびレジスト膜5上の遮光膜7を剥離する。最後に、洗浄、外観検査、修正を行い、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造を終了する。   Next, a halftone phase shift mask manufacturing method using the halftone phase shift mask blank according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the main pattern is patterned (drawn) on the resist film 4 of the halftone phase shift mask blank using, for example, EB (electron beam). Next, as shown in FIG. 3, the development process is performed, and the resist film 4 is peeled off along the patterning. As shown in FIG. 4, the thin film conductive layer 3 and the halftone are formed using the patterned resist film 4 as a mask. The film 2 is dry etched. Next, as shown in FIG. 5, the resist film 4 and the thin film conductive layer 3 are peeled off. Then, as shown in FIG. 6, a resist film 5 is laminated on the patterned halftone film 2. Subsequently, as shown in FIG. 7, for example, RB (laser beam) is applied so that the resist film 5 on the outer peripheral portion of the main pattern is removed in a frame shape 6 (resist films of the light shielding portion and the alignment mark portion). Then, the resist film 5 is patterned. Subsequently, as shown in FIG. 8, development processing is performed to remove the frame-like 6 portion of the resist film 5. Then, as shown in FIG. 9, a light shielding film 7 is formed on the patterned photoresist 5 film and the halftone film 2 using, for example, Cr by sputtering. Subsequently, as shown in FIG. 10, the resist film 5 and the light shielding film 7 on the resist film 5 are peeled off. Finally, cleaning, appearance inspection, and correction are performed, and the production of the halftone phase shift mask is completed.

以上説明したように、本発明のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を用いることにより、従来方法に比べて、寸法精度の格段に高いパターンを実現することができる。   As described above, by using the halftone phase shift mask blank and the halftone phase shift mask manufacturing method of the present invention, it is possible to realize a pattern with much higher dimensional accuracy than the conventional method. .

(第2実施形態)
次に、本願発明の第2実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図11は、本発明の第2実施形態に係るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの一実施形態を示す断面図である。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing one embodiment of a blank for halftone phase shift mask according to the second embodiment of the present invention.

図11に示すように、本発明の第2実施形態によるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクは、ガラス基板1の片側上に順次、ハーフトーン膜2、薄膜導電層3、レジスト膜(例えば、EBレジスト膜)4を積層し、さらに、上記ガラス基板1の別の片側には、遮光膜2’、レジスト膜(例えば、フォトレジスト膜)5を積層した構造となっている。なお、EBレジストを用いる場合は、薄膜導電層3としては、電子ビームを用いた描画時の導電性を満たす材料であればよい。この場合の薄膜導電層3の材料及び膜厚は、第1実施形態と同様である。   As shown in FIG. 11, the halftone phase shift mask blank according to the second embodiment of the present invention sequentially has a halftone film 2, a thin film conductive layer 3, a resist film (for example, EB) on one side of the glass substrate 1. Resist film) 4, and a light shielding film 2 ′ and a resist film (for example, a photoresist film) 5 are laminated on the other side of the glass substrate 1. When an EB resist is used, the thin film conductive layer 3 may be any material that satisfies the conductivity at the time of drawing using an electron beam. The material and film thickness of the thin film conductive layer 3 in this case are the same as those in the first embodiment.

次に、図12〜図19を参照して、本発明の第2実施形態によるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを適用したハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を説明する。図12に示すように、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクのレジスト膜4に、例えばEB(電子ビーム)を用いてメインパターンをパターンニング(描画)する。次に、図13に示すように、現像処理を行い、パターニングに沿ってレジスト膜4を剥離する。次に、図14に示すように、パターニングされたレジスト膜4をマスクとして、薄膜導電層3およびハーフトーン膜2をドライエッチングする。次に、図15に示すように、レジスト膜4および薄膜導電層3を剥離する。   Next, a halftone phase shift mask manufacturing method to which the blank for halftone phase shift mask according to the second embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 12, a main pattern is patterned (drawn) on the resist film 4 of the halftone phase shift mask blank using, for example, EB (electron beam). Next, as shown in FIG. 13, development processing is performed, and the resist film 4 is peeled off along the patterning. Next, as shown in FIG. 14, the thin film conductive layer 3 and the halftone film 2 are dry-etched using the patterned resist film 4 as a mask. Next, as shown in FIG. 15, the resist film 4 and the thin film conductive layer 3 are peeled off.

そして、ここで基板全体の上下を図16に示すように反転させ、例えば、レジスト膜5が枠内8に取り除かれるように、例えばRB(レーザービーム)を用いてレジスト膜5をパターニングする。そして、図17に示すように、現像処理を行い、パターニングに沿ってレジスト膜5を剥離する。続いて、図18に示すように、レジスト膜5をマスクとして、遮光膜2’をエッチングする。そして、図19に示すように、レジスト膜5を剥離する。最後に、洗浄、外観検査、修正を行い、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造を終了する。   Then, the entire substrate is turned upside down as shown in FIG. 16, and the resist film 5 is patterned using, for example, RB (laser beam) so that the resist film 5 is removed in the frame 8. Then, as shown in FIG. 17, development processing is performed, and the resist film 5 is peeled off along the patterning. Subsequently, as shown in FIG. 18, the light shielding film 2 'is etched using the resist film 5 as a mask. Then, as shown in FIG. 19, the resist film 5 is peeled off. Finally, cleaning, appearance inspection, and correction are performed, and the production of the halftone phase shift mask is completed.

以上説明したように、本発明のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を用いることにより、従来方法に比べて、寸法精度の格段に高いパターンを実現することができる。   As described above, by using the halftone phase shift mask blank and the halftone phase shift mask manufacturing method of the present invention, it is possible to realize a pattern with much higher dimensional accuracy than the conventional method. .

次に、実施例として、図20乃至図22を用いて、遮光膜の薄膜化がいかに、素子寸法に影響するかテストを行った。評価内容及び評価方法を以下に示す。   Next, as an example, a test was performed as to how the thinning of the light-shielding film affects the element size using FIGS. 20 to 22. The evaluation contents and evaluation method are shown below.

<評価内容>
素子寸法のピッチ依存性
図20に示すように、レジスト寸法が(A)、(B)とも同一であり、ピッチの異なるというようなレジストパターンをマスクとして、遮光膜をエッチングした場合、遮光膜の寸法は、図2に示すように、ピッチの違いによって大きく異なってしまうことがわかった。本実施例では、このような傾向が遮光膜の膜厚により、どの様に変動するかテストした。遮光膜の膜厚は100,70,30nmの3種で材料にはCrを用いてテストを行った。尚、100,70nmの遮光膜は、一般的に使用されているCrブランクであり、OD=3以上、365nmの反射率=10〜15パーセントのスペックを満たすよう、設計された遮光膜である。30nmのCrブランクはOD=1.5、反射率=5パーセントであり一般的なCrブランクのスペックからは大きく外れたものであり、遮光膜としての役割は全く果たさない、あくまでもEB描画時のチャージアップを防ぐために設けた層ということができる。
<Evaluation details>
As shown in FIG. 20, when the light shielding film is etched using a resist pattern having the same resist dimensions (A) and (B) and different pitches as shown in FIG. As shown in FIG. 2, it was found that the dimensions greatly differ depending on the pitch. In this example, it was tested how such a tendency fluctuates depending on the thickness of the light shielding film. The thickness of the light shielding film was 100, 70, and 30 nm, and the test was performed using Cr as the material. The light shielding film of 100 nm and 70 nm is a commonly used Cr blank, and is a light shielding film designed so as to satisfy the specifications of OD = 3 or more, reflectivity of 365 nm = 10 to 15%. The 30 nm Cr blank has an OD = 1.5 and a reflectance = 5%, which is far from the specifications of a general Cr blank and does not play a role as a light-shielding film at all. It can be said that it is a layer provided to prevent up.

<評価方法>
1.膜厚の異なる3種類の遮光膜上にレジストを塗布
2.評価パターン(ピッチを0.4〜8μmまで振ったLine&spaceパターン)を描画・現像
3.遮光膜を塩素系ガスを使用しドライエッチング
4.残レジストを剥膜した後に遮光膜(Line&spaceのline部)の測長を行う
次に、図22に実験の結果(薄膜化に伴う、ピッチ依存の改善結果)を示す。遮光膜の膜厚は100,70,30(nm)の3種で行った。X軸がピッチ、Y軸が設計寸法からのズレ量ΔCDである。遮光膜の薄膜化とともに、ピッチ依存のCD変動は大幅に改善していることがわかる。しかし、30nmのCrはODが低く遮光膜としての役割は殆ど果たさない。このことから30nm程度のCr膜は、ハーフトーン層のエッチングにのみ用いて、遮光膜となるCr膜は別途設けるという製造方法を発明するに至ったのである。
<Evaluation method>
1. 1. Resist is applied on three types of light shielding films with different film thicknesses. 2. Drawing and developing an evaluation pattern (Line & space pattern with a pitch of 0.4-8 μm). 3. Dry etching of light shielding film using chlorine gas. Measuring the length of the light-shielding film (line portion of the line & space) after stripping the remaining resist Next, FIG. The thickness of the light shielding film was 100, 70, and 30 (nm). The X axis is the pitch, and the Y axis is the deviation ΔCD from the design dimension. It can be seen that the pitch-dependent CD fluctuation is greatly improved as the light shielding film is made thinner. However, 30 nm Cr has a low OD and hardly plays a role as a light shielding film. Therefore, the inventors have invented a manufacturing method in which a Cr film of about 30 nm is used only for etching a halftone layer, and a Cr film serving as a light shielding film is separately provided.

本発明の第1実施形態に係るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the blank for halftone type phase shift masks concerning 1st Embodiment of this invention. この発明の第1実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 1st Embodiment of this invention. この発明の第1実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 1st Embodiment of this invention. この発明の第1実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 1st Embodiment of this invention. この発明の第1実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 1st Embodiment of this invention. この発明の第1実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 1st Embodiment of this invention. この発明の第1実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 1st Embodiment of this invention. この発明の第1実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 1st Embodiment of this invention. この発明の第1実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 1st Embodiment of this invention. この発明の第1実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 1st Embodiment of this invention. この発明の第2実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 2nd Embodiment of this invention. この発明の第2実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 2nd Embodiment of this invention. この発明の第2実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 2nd Embodiment of this invention. この発明の第2実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 2nd Embodiment of this invention. この発明の第2実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 2nd Embodiment of this invention. この発明の第2実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 2nd Embodiment of this invention. この発明の第2実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 2nd Embodiment of this invention. この発明の第2実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 2nd Embodiment of this invention. この発明の第2実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the halftone type phase shift mask manufacturing method concerning 2nd Embodiment of this invention. この発明の実施例に係わる遮光層の薄膜化がいかに、素子寸法に影響するかのテストについての評価内容及び評価方法を示す図。The figure which shows the evaluation content and evaluation method about the test of how thinning of the light shielding layer concerning the Example of this invention influences an element dimension. この発明の実施例に係わる遮光層の薄膜化がいかに、素子寸法に影響するかのテストについての評価内容及び評価方法を示す図。The figure which shows the evaluation content and evaluation method about the test of how thinning of the light shielding layer concerning the Example of this invention influences an element dimension. この発明の実施例に係わる実験の結果を示す図。The figure which shows the result of the experiment concerning the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…ガラス基板、2…ハーフトーン膜、2’、7…遮光膜、3…薄膜導電層、4…レジスト膜、5…レジスト膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate, 2 ... Halftone film, 2 ', 7 ... Light-shielding film, 3 ... Thin film conductive layer, 4 ... Resist film, 5 ... Resist film

Claims (8)

透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、
前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層を形成することを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
In a blank for a halftone phase shift mask formed by laminating a halftone film on a transparent substrate,
A blank for a halftone phase shift mask, wherein a thin film conductive layer is formed on the halftone film.
前記ハーフトーン膜の膜厚が、10〜40nmであることを特徴とする請求項1に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。 The blank for a halftone phase shift mask according to claim 1, wherein the film thickness of the halftone film is 10 to 40 nm. 請求項1又は2に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、
当該ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が、2以下であることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
In the blank for a halftone type phase shift mask according to claim 1 or 2,
The halftone phase shift mask blank, wherein the halftone phase shift mask blank has an optical density value of 2 or less in a transfer wavelength region.
透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク製造方法において、
前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、レジスト膜を順次積層した、ハーフトーンブランクを準備するステップと、
前記レジスト膜にメインパターンをパターンニングするステップと、
パターニングされたレジスト膜をマスクとして、前記薄膜導電層およびハーフトーン膜をエッチングするステップと、
前記レジスト膜および薄膜導電層を剥離するステップと、
パターニングされハーフトーン膜上にレジスト膜を積層するステップと、
最終的な遮光膜パターンに当たるレジストが取り除かれるようにレジスト膜をパターニングするステップと、
パターニングされたレジスト膜上およびハーフトーン膜上に遮光膜を形成するステップと、
前記レジスト膜および当該レジスト膜上の遮光膜を剥離するステップと、
を含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク製造方法。
In a halftone phase shift mask manufacturing method in which a halftone film is laminated on a transparent substrate,
A step of preparing a halftone blank in which a thin film conductive layer and a resist film are sequentially laminated on the halftone film; and
Patterning a main pattern on the resist film;
Etching the thin film conductive layer and the halftone film using the patterned resist film as a mask;
Peeling the resist film and the thin film conductive layer;
Patterning a patterned resist film on the halftone film;
Patterning the resist film so that the resist corresponding to the final light-shielding film pattern is removed;
Forming a light shielding film on the patterned resist film and the halftone film;
Peeling off the resist film and the light shielding film on the resist film;
A method for producing a halftone phase shift mask, comprising:
透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、
前記ハーフトーン膜の上に形成された薄膜導電層と、
前記透明基板の前記ハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に形成された遮光膜と、
を備えることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
In a blank for a halftone phase shift mask formed by laminating a halftone film on a transparent substrate,
A thin film conductive layer formed on the halftone film;
A light shielding film formed on a surface opposite to the surface on which the halftone film of the transparent substrate is formed;
A blank for a halftone phase shift mask, comprising:
前記ハーフトーン膜の膜厚は、10〜40nmであることを特徴とする請求項5に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。   6. The halftone phase shift mask blank according to claim 5, wherein the halftone film has a thickness of 10 to 40 nm. 請求項5又は6に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、
当該ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が、2以下であることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
In the blank for a halftone type phase shift mask according to claim 5 or 6,
The halftone phase shift mask blank, wherein the halftone phase shift mask blank has an optical density value of 2 or less in a transfer wavelength region.
透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク製造方法において、
前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、第1のレジスト膜を順次積層し、さらに、前記透明基板の前記ハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に遮光膜、第2のレジスト膜を順次積層したハーフトーンブランクを準備するステップと、
前記第1のレジスト膜にメインパターンをパターンニングするステップと、
パターニングされた第1のレジスト膜をマスクとして、前記薄膜導電層およびハーフトーン膜をエッチングするステップと、
前記第2のレジスト膜をパターニングするステップと、
パターニングされた第2のレジスト膜をマスクとして、前記遮光膜をエッチングするステップと、
を含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク製造方法。
In a halftone phase shift mask manufacturing method in which a halftone film is laminated on a transparent substrate,
A thin film conductive layer and a first resist film are sequentially laminated on the halftone film, and a light shielding film and a second resist are formed on the surface of the transparent substrate opposite to the surface on which the halftone film is formed. Preparing a halftone blank in which films are sequentially laminated;
Patterning a main pattern on the first resist film;
Etching the thin-film conductive layer and the halftone film using the patterned first resist film as a mask;
Patterning the second resist film;
Etching the light-shielding film using the patterned second resist film as a mask;
A method for producing a halftone phase shift mask, comprising:
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