KR20110103872A - Multi-gradation photomask, manufacturing method of multi-gradation photomask, and pattern transfer method - Google Patents
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Abstract
차광부는, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 투명 기판 상에 이 순서로 적층되어 이루어진다. 반투광부는, 반투광막이 투명 기판 상에 형성되어 이루어진다. 투광부는, 투명 기판이 노출되어 이루어진다. 차광부와 투광부와의 경계 부분에는, 반투광막 상의 위상 시프트 조정막이 부분적으로 노출되어 이루어지는 위상 시프터부가 형성되고, 노광광이 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 노광광이 투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 된다.The light shielding portion is formed by stacking a translucent film, a phase shift adjusting film, and a light shielding film on a transparent substrate in this order. The translucent part is formed by forming a translucent film on a transparent substrate. The transparent part exposes a transparent substrate. The phase shifter part in which the phase shift adjustment film | membrane on a transflective film is partially exposed is formed in the boundary part of a light shielding part and a light transmission part, the phase shift amount at the time of exposure light passing a phase shifter part, and an exposure light is a light transmission part. The difference with the phase shift amount at the time of transmission becomes 90 to 270 degrees.
Description
본 발명은, 예를 들면 액정 표시 장치 등의 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display : 이하 FPD라고 부름) 등의 제조에 이용되는 다계조 포토마스크, 상기 다계조 포토마스크의 제조 방법, 및 상기 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법에 관한 것이다.The present invention is, for example, a multi-gradation photomask used for the production of a flat panel display (hereinafter referred to as FPD) such as a liquid crystal display device, a manufacturing method of the multi-gradation photomask, and the multi-gradation photo A pattern transfer method using a mask.
FPD용의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 TFT라고 부름) 기판은, 차광부 및 투광부로 이루어지는 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성된 포토마스크를 이용하여, 예를 들면 5회∼6회의 포토리소그래피 공정을 거쳐서 제조되어 왔다. 최근, 포토리소그래피 공정수를 삭감하기 위해서, 차광부, 반투광부, 및 투광부를 포함하는 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성된 다계조 포토마스크가 이용되도록 되어 왔다(일본 특허 공개 제2007-249198호 공보 참조).The thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) substrate for FPD is, for example, five to six photolithography steps using a photomask in which a transfer pattern composed of a light shielding portion and a light transmitting portion is formed on a transparent substrate. It has been produced via. In recent years, in order to reduce the number of photolithography processes, a multi-gradation photomask in which a transfer pattern including a light shielding portion, a translucent portion, and a light transmitting portion is formed on a transparent substrate has been used (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-249198). Reference).
전술한 다계조 포토마스크는, 이것을 이용하여, 피전사체 상에, 부분적으로 레지스트 잔막값이 상이한 레지스트 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 여기서, 그 포토마스크에서, 차광부는, 투명 기판 상에 반투광막과 차광막이 형성되어 이루어지고, 반투광부는, 반투광막이 투명 기판 상에 형성되어 이루어지고, 투광부는, 투명 기판이 노출되어 이루어지는 것으로 할 수 있다. 그러나, 이와 같은 다계조 포토마스크를 이용하여 피전사체 상의 레지스트막에 전사용 패턴을 전사하면, 예를 들면 차광부와 투광부와의 경계 부분이나, 차광부와 반투광부의 경계 부분에서 광의 회절이 생겨, 차광부에 광이 감돌아 들어가, 노광광의 강도 분포가 완만한 곡선형상이 되게 되는 경우가 있다. 그 결과, 피전사체 상에 형성되는 레지스트 패턴의 측벽 형상이, 예를 들면 옷단을 끄는 듯한(blind over edging) 테이퍼 형상으로 되는 등, 완만하게 되는 경우가 있다. 그리고, 이와 같은 레지스트 패턴을 마스크로 하여 박막의 가공을 행하자고 하면, 가공 선폭이나 형상의 제어가 곤란하게 되어, 액정 표시 장치의 제조 수율이 저하되게 되는 경우가 있다. 또한, 광의 회절에 의한 영향은, 전사용 패턴의 미세화가 진행됨에 따라서 커진다.The multi-gradation photomask mentioned above can form a resist pattern from which a resist residual film value differs partially on a to-be-transferred body using this. Here, in the photomask, the light-shielding portion is formed by forming a translucent film and a light-shielding film on a transparent substrate, the semi-transmissive portion is formed by forming a translucent film on a transparent substrate, and the light-transmitting portion is formed by exposing a transparent substrate. It can be done. However, when the transfer pattern is transferred to the resist film on the transfer object by using such a multi-gradation photomask, for example, diffraction of light at the boundary portion between the light shielding portion and the light transmitting portion or at the boundary portion of the light blocking portion and the semi-transmissive portion is obtained. It arises, and light may bounce off to a light shielding part, and it may become a curved shape in which intensity distribution of exposure light is gentle. As a result, the sidewall shape of the resist pattern formed on the to-be-transferred body may become smooth, for example, becoming a taper shape which is blind over edging. And if it is going to process a thin film using such a resist pattern as a mask, it will become difficult to control a process line width and a shape, and the manufacturing yield of a liquid crystal display device may fall. Moreover, the influence by the diffraction of light becomes large as refinement | miniaturization of the transfer pattern progresses.
본 발명은, 차광부와 투광부와의 경계 부분이나, 차광부와 반투광부와의 경계 부분에서의 광의 회절에 의한 영향을 억제하여, 측벽 형상이 샤프한(급격한 상승 형상을 갖는) 레지스트 패턴을 피전사체 상에 형성하는 것이 가능한 다계조 포토마스크, 그 다계조 포토마스크의 제조 방법, 및 그 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention suppresses the influence of diffraction of light at the boundary portion between the light shielding portion and the light transmitting portion, or at the boundary portion between the light shielding portion and the translucent portion, and applies a resist pattern having a sharp sidewall shape (having a sharp rising shape). An object of the present invention is to provide a multi-gradation photomask that can be formed on a body, a manufacturing method of the multi-gradation photomask, and a pattern transfer method using the multi-gradation photomask.
본 발명의 제1 양태는, 차광부, 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성된 다계조 포토마스크로서,A first aspect of the present invention is a multi-gradation photomask in which a predetermined transfer pattern including a light shielding portion, a semi-transmissive portion, and a light transmitting portion is formed on a transparent substrate,
상기 차광부는, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층되어 이루어지고,The light shielding portion is formed by laminating a semi-transmissive film, a phase shift adjusting film, and a light shielding film on the transparent substrate in this order,
상기 반투광부는, 상기 반투광막이 상기 투명 기판 상에 형성되어 이루어지고,The transflective portion is formed by forming the transflective film on the transparent substrate,
상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고,The light transmitting portion is formed by exposing the transparent substrate,
상기 차광부와 상기 투광부와의 경계, 또는 상기 차광부와 상기 반투광부의 경계에는, 상기 반투광막 상의 상기 위상 시프트 조정막이 부분적으로 노출되어 이루어지는 위상 시프터부가 형성되고,On the boundary between the light blocking portion and the light transmitting portion, or the boundary between the light blocking portion and the semi-transmissive portion, a phase shifter portion is formed in which the phase shift adjustment film on the semi-transmissive film is partially exposed.
상기 차광부와 상기 투광부의 경계에 상기 위상 시프터부가 형성될 때, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이, 상기 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이, 상기 투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되고,When the phase shifter portion is formed at the boundary between the light shielding portion and the light transmitting portion, the exposure light having a representative wavelength within a range of i to g lines, the amount of phase shift when the phase shifter passes through the phase shifter, and the exposure light, The difference with the phase shift amount at the time of penetrating the said light transmission part becomes 90 to 270 degrees,
상기 차광부와 상기 반투광부의 경계에 상기 위상 시프터부가 형성될 때, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이, 상기 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이, 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크이다.When the phase shifter portion is formed at the boundary between the light shielding portion and the semi-transmissive portion, the exposure light having a representative wavelength within a range of i to g lines, the amount of phase shift and the exposure light when the phase shifter passes through the phase shifter portion, The difference between the phase shift amount at the time of transmitting the said semi-transmissive part is 90 degree | times or more and less than 270 degree | times, It is a multi-gradation photomask characterized by the above-mentioned.
본 발명의 제2 양태는, 차광부, 반투광부, 및 투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판 상에 형성된 다계조 포토마스크로서, 상기 차광부는, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층되어 이루어지고, 상기 반투광부는, 상기 반투광막이 상기 투명 기판 상에 형성되어 이루어지고, 상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고, 상기 차광부와 상기 투광부와의 경계 부분에는, 상기 반투광막 상의 상기 위상 시프트 조정막이 부분적으로 노출되어 이루어지는 위상 시프터부가 형성되고, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 상기 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 다계조 포토마스크이다.A second aspect of the present invention is a multi-gradation photomask in which a predetermined transfer pattern including a light shielding portion, a semi-transmissive portion, and a light transmitting portion is formed on a transparent substrate, wherein the light shielding portion is a semi-transmissive film, a phase shift adjusting film, and A light shielding film is laminated | stacked in this order on the said transparent substrate, The said semi-transmissive part is formed by forming the said semi-transmissive film on the said transparent substrate, The said light-transmitting part is formed by exposing the said transparent substrate, The said light-shielding part And a phase shifter portion in which the phase shift adjustment film on the semi-transmissive film is partially exposed at a boundary portion between the light transmitting portion and exposure light having a representative wavelength within a range of i-g lines passes through the phase shifter portion. Multi-gradation cloth in which the difference between the phase shift amount at the time of performing the exposure and the phase shift amount at the time when the exposure light passes through the light-transmitting portion is 90 to 270 degrees. A mask.
본 발명의 제3 양태는, 상기 위상 시프터부의 폭이 10㎚ 이상 1000㎚ 이하인 제1 양태에 기재된 다계조 포토마스크이다.A third aspect of the present invention is the multi-gradation photomask according to the first aspect, wherein the width of the phase shifter portion is 10 nm or more and 1000 nm or less.
본 발명의 제4 양태는, 상기 위상 시프터부는, 상기 차광막의 사이드 에칭에 의해 형성된 것이고, 상기 위상 시프터부의 폭은 10㎚ 이상 500㎚ 이하인 제1 또는 제2 양태에 기재된 다계조 포토마스크이다.A fourth aspect of the present invention is the multi-tone photomask according to the first or second aspect, wherein the phase shifter portion is formed by side etching of the light shielding film, and the width of the phase shifter portion is 10 nm or more and 500 nm or less.
본 발명의 제5 양태는, 상기 위상 시프터부의 상기 노광광의 투과율은 5％ 이상 20％ 이하인 것을 특징으로 하는 제1 양태 또는 제2 양태에 기재된 다계조 포토마스크이다.A fifth aspect of the present invention is the multi-gradation photomask according to the first or second aspect, wherein the transmittance of the exposure light of the phase shifter portion is 5% or more and 20% or less.
본 발명의 제6 양태는, 상기 차광부와 상기 반투광부와의 경계 부분에는, 상기 반투광막 상의 상기 위상 시프트 조정막이 부분적으로 노출되어 이루어지는 제2 위상 시프터부가 형성되고, 상기 노광광이 상기 제2 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 제1 내지 제3 중 어느 하나의 양태에 기재된 다계조 포토마스크이다.According to a sixth aspect of the present invention, a second phase shifter portion in which the phase shift adjustment film on the translucent film is partially exposed is formed at a boundary portion between the light shielding portion and the semi-transmissive portion, and the exposure light is applied to the first light. The difference between the phase shift amount at the time of transmitting a 2 phase shifter part, and the phase shift amount at the time when the said exposure light transmits the said semi-transmissive part becomes 90 degree | times or more and is within 270 degrees, The aspect in any one of the 1st-3rd aspect It is a multi-gradation photomask.
본 발명의 제7 양태는, 상기 노광광이 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 60도 미만인 제1 내지 제4 중 어느 하나의 양태에 기재된 다계조 포토마스크이다.According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a first to fourth aspect in which a difference between a phase shift amount when the exposure light passes through the transflective portion and a phase shift amount when the exposure light passes through the transmissive portion is less than 60 degrees. It is a multi-gradation photomask in any one of aspect.
본 발명의 제8 양태는, 차광부, 투광부, 및 반투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴을 투명 기판 상에 형성하는 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 차광막, 및 제1 레지스트막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 제1 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 적어도 상기 차광부의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막 및 상기 위상 시프트 조정막을 에칭하는 제1 에칭 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제1 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크 블랭크 상에 제2 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 적어도 상기 차광부의 형성 예정 영역 및 상기 반투광부의 형성 예정 영역을 덮는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 반투광막을 에칭함과 함께, 상기 차광막의 측부를 에칭하여 상기 위상 시프트 조정막을 부분적으로 노출시켜 위상 시프터부를 형성하는 제2 에칭 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 상기 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 다계조 포토마스크의 제조 방법이다.An eighth aspect of the present invention is a manufacturing method of a multi-gradation photomask which forms a predetermined transfer pattern including a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion on a transparent substrate. Preparing a photomask blank in which the light shielding film and the first resist film are laminated in this order on the transparent substrate; and drawing and developing the first resist film to cover at least a region to be formed of the light shielding portion. A step of forming a first resist pattern, a first etching step of etching the light shielding film and the phase shift adjusting film using the first resist pattern as a mask, and removing the first resist pattern, the first etching step being performed Forming a second resist film on the photomask blank, and drawing and developing the second resist film to form at least the light shielding portion Forming a second resist pattern covering a region and a region to be formed of the semi-transmissive portion, etching the semi-transmissive layer using the second resist pattern as a mask, and etching side portions of the light-shielding layer to adjust the phase shift A second etching step of partially exposing the film to form a phase shifter, and a step of removing the second resist pattern, wherein exposure light having a representative wavelength within a range of i to g lines passes through the phase shifter. It is a manufacturing method of the multi-gradation photomask in which the difference between a phase shift amount and the phase shift amount when the said exposure light passes the said light transmission part is 90 to 270 degrees.
본 발명의 제9 양태는, 차광부, 투광부, 및 반투광부를 포함하는 소정의 전사용 패턴을 투명 기판 상에 형성하는 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 차광막, 및 제1 레지스트막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 제1 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하는 제1 에칭 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제1 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크 블랭크 상에 제2 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역과, 상기 차광부와 상기 투광부와의 경계 부분에 위치하는 위상 시프터부의 형성 예정 영역을 덮는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트 조정막을 에칭하여 상기 반투광부와 상기 위상 시프터부를 형성하는 제2 에칭 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제2 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크 블랭크 상에 제3 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 제3 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 투광부의 형성 예정 영역을 제외한 영역을 덮는 제3 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 반투광막을 에칭하는 제3 에칭 공정과, 상기 제3 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 상기 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 다계조 포토마스크의 제조 방법이다.A ninth aspect of the present invention is a manufacturing method of a multi-gradation photomask which forms a predetermined transfer pattern including a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion on a transparent substrate, comprising: a semi-transmissive film, a phase shift adjusting film, Preparing a photomask blank in which a light shielding film and a first resist film are laminated on the transparent substrate in this order; and drawing and developing the first resist film to cover a region to be formed of the light shielding part. A process of forming a resist pattern, a first etching process of etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask, and removing the first resist pattern, and then on the photomask blank on which the first etching process is performed. A step of forming a second resist film, drawing and developing the second resist film, and a region to be formed of the light shielding portion, and the light shielding portion and the light transmitting portion Forming a second resist pattern covering a region to be formed in the phase shifter portion located in the system portion; and etching the phase shift adjustment film using the second resist pattern as a mask to form the semi-transmissive portion and the phase shifter portion. A step of forming a third resist film on the photomask blank on which the second etching step is performed, and after removing the second resist pattern, drawing and developing the third resist film, Forming a third resist pattern covering a region excluding a region to be formed in the light transmitting portion, a third etching process of etching the semi-transmissive film using the third resist pattern as a mask, and a process of removing the third resist pattern Phase phase when the exposure light having a representative wavelength within the range of i to g lines passes through the phase shifter Teuryang and the furnace the difference between the phase shift amount at the time of light is transmitted through said transparent portion is a method of manufacturing a multi-gradation photomask is within 270 degrees 90 degrees.
본 발명의 제10 양태는, 상기 제2 레지스트 패턴을 형성하는 상기 공정에서는, 상기 차광부와 상기 반투광부와의 경계 부분에 위치하는 제2 위상 시프터부의 형성 예정 영역을 덮는 상기 제2 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 제2 에칭 공정에서는, 상기 제2 위상 시프터부를 형성하고, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 상기 제2 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 제7 양태에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법이다.According to a tenth aspect of the present invention, in the step of forming the second resist pattern, the second resist pattern covering a region where a second phase shifter portion is to be formed is located at a boundary between the light shielding portion and the translucent portion. In the second etching step, the second phase shifter portion is formed, and the amount of phase shift when exposure light having a representative wavelength within a range of i to g lines passes through the second phase shifter portion and the furnace It is a manufacturing method of the multi-gradation photomask as described in a 7th aspect in which the difference with the phase shift amount at the time of light light permeate | transmitting the said semi-transmissive part becomes 90 to 270 degrees.
본 발명의 제11 양태는, 상기 위상 시프트 조정막이, 상기 차광막 및 상기 반투광막의 에칭에 이용하는 에칭액 또는 에칭 가스에 대하여 내성을 갖는 제6 내지 제8 중 어느 하나의 양태에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법이다.An eleventh aspect of the present invention provides a multi-gradation photomask according to any one of sixth to eighth aspects, wherein the phase shift adjustment film is resistant to etching liquid or etching gas used for etching the light shielding film and the semitransmissive film. It is a manufacturing method.
본 발명의 제12 양태는, 제1 내지 제5 중 어느 하나의 양태에 기재된 다계조 포토마스크, 또는 제6 내지 제9 중 어느 하나의 양태에 기재된 제조 방법에 의한 다계조 포토마스크를 개재하여, 피전사체 상에 형성되어 있는 레지스트막에 상기 노광광을 조사함으로써, 상기 레지스트막에 상기 전사용 패턴을 전사하는 공정을 갖는 패턴 전사 방법이다.12th aspect of this invention is via the multi-gradation photomask in any one of 1st-5th aspect, or the manufacturing method in any one of 6th-9th aspect, It is a pattern transfer method which has a process of transferring the said transfer pattern to the said resist film by irradiating the said exposure light to the resist film formed on the to-be-transferred body.
본 발명의 제13 양태는, 상기 피전사체 상에 형성되어 있는 상기 레지스트막은, 상기 위상 시프터부에 대응하는 부분의 노광광에 대하여 실질적으로 감도를 갖지 않는 제10 양태에 기재된 패턴 전사 방법이다.A thirteenth aspect of the present invention is the pattern transfer method according to the tenth aspect, wherein the resist film formed on the transfer member has substantially no sensitivity to exposure light of a portion corresponding to the phase shifter portion.
본 발명에 따른 다계조 포토마스크, 그 다계조 포토마스크의 제조 방법, 및 그 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법에 의하면, 차광부와 투광부와의 경계 부분이나, 차광부와 반투광부와의 경계 부분에서의 광의 회절에 의한 영향을 억제하여, 측벽 형상이 샤프한(급격한 상승 형상을 갖는) 레지스트 패턴을 피전사체 상에 형성하는 것이 가능하게 된다.According to the multi-gradation photomask according to the present invention, the manufacturing method of the multi-gradation photomask, and the pattern transfer method using the multi-gradation photomask, the boundary between the light shielding portion and the light transmitting portion, or the light shielding portion and the semi-transmissive portion By suppressing the influence by the diffraction of the light at the boundary portion, it becomes possible to form a resist pattern having a sharp sidewall shape (having a sharp rising shape) on the transfer object.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크의 부분 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크의 제조 공정의 플로우도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크의 부분 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크의 제조 공정의 플로우도.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴의 부분 평면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴의 부분 평면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴의 부분 평면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 도시하는 단면도.1 is a partial cross-sectional view of a multi-gradation photomask according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a pattern transfer method using a multi-gradation photomask according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart of a manufacturing process of a multi-gradation photomask according to an embodiment of the present invention.
4 is a partial cross-sectional view of a multi-gradation photomask according to another embodiment of the present invention.
5 is a flow chart of a manufacturing process of a multi-gradation photomask according to another embodiment of the present invention.
6 is a partial plan view of a transfer pattern included in a multi-gradation photomask according to an embodiment of the present invention.
7 is a partial plan view of a transfer pattern included in a multi-gradation photomask according to another embodiment of the present invention.
8 is a partial plan view of a transfer pattern included in a multi-gradation photomask according to another embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view showing a pattern transfer method using a multi-gradation photomask according to another embodiment of the present invention.
이하에, 본 발명의 일 실시 형태를, 주로 도 1 내지 도 3, 및 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)의 부분 단면도이다. 도 2는 다계조 포토마스크(10)를 이용한 패턴 전사 방법을 도시하는 단면도이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, one Embodiment of this invention is described, referring mainly FIGS. 1-3, and FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a
도 3은 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)의 제조 공정의 플로우도이다. 도 6은 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)가 구비하는 전사용 패턴의 부분 평면도이다.3 is a flowchart of a manufacturing process of the
(1) 다계조 포토마스크의 구성(1) Composition of multi-gradation photomask
도 1에 도시한 다계조 포토마스크(10)는, 예를 들면 액정 표시 장치(LCD)용의 박막 트랜지스터(TFT) 기판의 제조 등에 이용된다. 단, 도 1은 다계조 포토마스크의 적층 구조를 예시하는 것이고, 실제의 패턴은, 이것과 동일하다고는 할 수 없다.The
다계조 포토마스크(10)는, 차광부(110), 반투광부(115), 및 투광부(120)를 포함하는 소정의 전사용 패턴이 투명 기판(100) 상에 형성된 구성을 갖는다. 차광부(110)는, 반투광막(101), 위상 시프트 조정막(102), 및 차광막(103)이 투명 기판(100) 상에 이 순서로 적층되어 이루어진다. 반투광부(115)는, 반투광막(101)이 투명 기판(100) 상에 형성되어 이루어진다. 투광부(120)는, 투명 기판(100)이 노출되어 이루어진다. 차광부(110)와 투광부(120)와의 경계 부분에는, 반투광막(101) 상의 위상 시프트 조정막(102)이 부분적으로 노출되어 이루어지는 위상 시프터부(111)가 형성되어 있다.The
투명 기판(100)은, 예를 들면 석영(SiO2) 글래스나, SiO2, Al2O3, B2O3, RO(R은 알칼리 토류 금속), R2O(R2는 알칼리 금속) 등을 함유하는 저팽창 글래스 등으로 이루어지는 평판으로서 구성되어 있다. 투명 기판(100)의 주면(표면 및 이면)은, 연마되거나 하여 평탄하게 또한 평활하게 구성되어 있다. 투명 기판(100)은, 예를 들면 1변이 2000㎜∼2400㎜ 정도의 사각형으로 할 수 있다. 투명 기판(100)의 두께는 예를 들면 3㎜∼20㎜ 정도로 할 수 있다.The
반투광막(101)은, 크롬(Cr)을 함유하는 재료로 이루어지고, 예를 들면 질화 크롬(CrN), 산화 크롬(CrO), 산질화 크롬(CrON), 불화 크롬(CrF) 등으로 이루어진다. 반투광막(101)은, 예를 들면 질산 제2세륨 암모늄((NH4)2Ce(NO3)6) 및 과염소산(HClO4)을 함유하는 순수로 이루어지는 크롬용 에칭액을 이용하여 에칭 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 반투광막(101)은, 불소(F)계의 에칭액(또는 에칭 가스)에 대한 에칭 내성을 갖고, 후술하는 바와 같이 불소(F)계의 에칭액(또는 에칭 가스)을 이용하여 위상 시프트 조정막(102)을 에칭할 때의 에칭 스토퍼층으로서 기능한다.The
위상 시프트 조정막(102)은, 몰리브덴(Mo) 등의 금속 재료와 실리콘(Si)을 함유하는 재료로 이루어지고, 예를 들면, MoSix, MoSiN, MoSiON, MoSiCON 등으로 이루어진다. 위상 시프트 조정막(102)은, 불소(F)계의 에칭액(또는 에칭 가스)을 이용하여 에칭 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 위상 시프트 조정막(102)은, 전술한 크롬용 에칭액에 대한 에칭 내성을 갖고, 후술하는 바와 같이 크롬용 에칭액을 이용하여 차광막(103)을 에칭할 때의 에칭 스토퍼층으로서 기능한다.The phase
차광막(103)은, 실질적으로 크롬(Cr)으로 이루어진다. 또한, 차광막(103)의 표면에 Cr 화합물(CrO, CrC, CrN 등)을 적층하면(도시 생략), 차광막(103)의 표면에 반사 억제 기능을 갖게 할 수 있다. 차광막(103)은, 전술한 크롬용 에칭액을 이용하여 에칭 가능하도록 구성되어 있다.The
차광부(110), 반투광부(115), 및 투광부(120)는, 예를 들면 i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광에 대하여, 각각 소정의 범위 내의 투과율을 갖도록 구성되어 있다. 즉, 차광부(110)는 전술한 노광광을 차광(광 투과율이 대략 0％) 시키도록 구성되어 있다. 또한, 투광부(120)는, 전술한 노광광을 대략 100％ 투과시키도록 구성되어 있다. 또한, 반투광부(115)는, 예를 들면 노광광의 투과율을 20∼80％(충분히 넓은 투광부(120)의 투과율을 100％로 하였을 때. 이하와 마찬가지임), 바람직하게는 30∼60％ 정도로 저감시키도록 구성되어 있다. 반투광부(115)의 투과율은, 반투광부(115)를 구성하는 반투광막(101)의 재질 및 두께를 설정함으로써 임의로 제어할 수 있다. 또한, i선(365㎚), h선(405㎚), g선(436㎚)은, 수은(Hg)의 주된 발광 스펙트럼이다. 또한, 여기서 말하는 대표 파장이란, i선, h선, g선 중 어느 하나의, 임의의 파장이다.The
차광부(110)와 투광부(120)와의 경계 부분에 형성된 위상 시프터부(111)는, 위상 시프터부(111)를 투과하는 노광광의 위상을 소정의 값만큼 시프트시키도록 구성되어 있다. 구체적으로는, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 위상 시프터부(111)를 투과할 때의 위상 시프트량과, 전술한 노광광이 투광부(120)를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가, 90도 이상 270도 이내, 보다 바람직하게는 150도 이상 210도 이내로 되도록 구성되어 있다. 더욱 바람직하게는, i선∼g선의 범위의 모든 노광광이 위상 시프터부(111)를 투과할 때의 위상 시프트량과, 전술한 노광광이 투광부(120)를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가, 상기의 각 범위 이내이도록 할 수 있다. 이에 의해, 투광부(120)를 투과하여 회절에 의해 위상 시프터부(111)측에 진입한 노광광과, 위상 시프터부(111)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄하게 된다. 그 결과, 후술하는 바와 같이, 피전사체에 형성되어 있는 레지스트막에 다계조 포토마스크(10)를 개재하여 노광광을 조사할 때에, 차광부(110)와 투광부(120)와의 경계 부분에 대향하는 레지스트막의 감광을 억제할 수 있어, 측벽 형상이 샤프한(급격한 상승 형상을 갖는) 레지스트 패턴을 피전사체 상에 형성하는 것이 가능하게 된다.The
반투광부(115)의 위상 시프트량은 소정값 미만으로 되도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 전술한 대표 파장을 갖는 노광광이 반투광부(115)를 투과할 때의 위상 시프트량과, 전술한 노광광이 투광부(120)를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가, 60도 미만, 바람직하게는 30도 미만으로 되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 투광부(120)를 투과한 노광광과, 반투광부(115)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 피전사체에 형성되어 있는 레지스트막에 다계조 포토마스크(10)를 개재하여 노광광을 조사할 때에, 반투광부(115)와 투광부(120)와의 경계 부분에 불필요한 암부가 생기지 않아, 레지스트막을 보다 확실하게 감광시킬 수 있다.The phase shift amount of the
또한, 위상 시프터부(111)의 위상 시프트량은, 위상 시프터부(111)를 구성하는 반투광막(101)의 위상 시프트량과, 위상 시프트 조정막(102)의 위상 시프트량과의 겹침으로 정해진다. 전술한 바와 같이, 반투광부(115)의 위상 시프트량(반투광막(101)의 위상 시프트량)은, 60도 미만, 바람직하게는 30도 미만으로 되어 있다. 위상 시프터부(111)의 위상 시프트량은, 위상 시프트 조정막(102)의 재료 및 두께를 조정함으로써 실질적으로 제어할 수 있다. 또한, 반투광부(115)는 위상 시프트 조정막(102)을 갖지 않기 때문에, 반투광부(115)의 투과율은, 위상 시프트 조정막(102)의 재료나 두께에 의존하지 않는다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 반투광부(115)의 투과율과, 위상 시프터부(111)의 위상 시프트량을, 독립하여 제어하는 것이 가능하다.Moreover, the phase shift amount of the
또한, 위상 시프터부(111)의 폭, 즉 위상 시프트 조정막(102)의 노출면의 폭(도 6에서 말하는 W)은, 10㎚ 이상 100㎛ 이하, 바람직하게는 10㎚ 이상 1000㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎚ 이상 500㎚ 이하로 할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 이 위상 시프터부(111)를, 웨트 에칭 시의 사이드 에칭에 의해 형성하는 경우에는, 상기 폭을 10㎚ 이상 500㎚ 이하로 할 수 있고, 보다 바람직하게는, 50㎚ 이상 200㎚ 이하로 할 수 있다. 이와 같은 폭으로 함으로써, 전술한 효과를 얻기 쉬워진다.The width of the
도 6은 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)가 구비하는 전사용 패턴의 부분 평면도이다. 이와 같이, 차광부(110), 투광부(120) 및 반투광부(115)의 평면 형상은, 피전사체로서의 액정 표시 장치용 기판 상에 형성하는 회로 패턴(디바이스 패턴)에 따라서, 다양한 형상으로 구성되어 있다. 또한, 차광부(110)와 투광부(120)와의 경계 부분에는, 위상 시프터부(111)가 형성되어 있다.6 is a partial plan view of a transfer pattern included in the
도 2에, 다계조 포토마스크(10)를 이용한 패턴 전사 공정에 의해 피전사체(30)에 형성되는 레지스트 패턴(302p)의 부분 단면도를 예시한다. 레지스트 패턴(302p)은, 피전사체(30)에 형성된 포지티브형 레지스트막(302)에 다계조 포토마스크(10)를 개재하여 노광광을 조사하고, 현상함으로써 형성된다. 피전사체(30)는, 기판(300)과, 기판(300) 상에 순서대로 적층된 금속 박막이나 절연층, 반도체층 등의 임의의 피가공층(301)을 구비하고 있고, 포지티브형 레지스트막(302)은 피가공층(301) 상에 균일한 두께로 미리 형성되어 있는 것으로 한다. 또한, 피가공층(301)을 구성하는 각 층은, 각 층의 상층의 에칭액(또는 에칭 가스)에 대하여 내성을 갖도록 구성되어 있어도 된다.2, the partial cross section of the resist
다계조 포토마스크(10)를 개재하여 포지티브형 레지스트막(302)에 전술한 노광광을 조사하면, 차광부(110)에서는 노광광이 투과하지 않고, 또한, 반투광부(115), 투광부(120)의 순으로 노광광의 광량이 단계적으로 증가한다. 그리고, 포지티브형 레지스트막(302)은, 차광부(110), 반투광부(115)의 각각에 대응하는 영역에서 막 두께가 순서대로 얇아지게 되고, 투광부(120)에 대응하는 영역에서 제거된다. 이와 같이 하여, 피전사체(30) 상에 막 두께가 단계적으로 상이한 레지스트 패턴(302p)이 형성된다.When the above-described exposure light is irradiated to the positive resist
레지스트 패턴(302p)이 형성되면, 레지스트 패턴(302p)으로 덮여져 있지 않은 영역(투광부(120)에 대응하는 영역)에서 노출되어 있는 피가공층(301)을 표면측으로부터 순차적으로 에칭하여 제거한다. 그리고, 레지스트 패턴(302p)을 애싱(감막)하여 막 두께가 얇은 영역(반투광부(115)에 대응하는 영역)을 제거하고, 새롭게 노출된 피가공층(301)을 순차적으로 에칭하여 제거한다. 이와 같이, 막 두께가 단계적으로 상이한 레지스트 패턴(302p)을 이용함으로써, 종래의 포토마스크 2매분의 공정을 실시한 것으로 되어, 마스크 매수를 삭감할 수 있어, 포토리소그래피 공정을 간략화할 수 있다.When the resist
또한, 전술한 바와 같이, 투광부(120)를 투과하여 회절에 의해 위상 시프터부(111)측에 진입한 노광광과, 위상 시프터부(111)를 투과한 노광광은, 서로 간섭하여 서로 상쇄하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 차광부(110)와 투광부(120)와의 경계 부분에서 레지스트막의 감광을 억제할 수 있어, 측벽 형상이 샤프한(급격한 상승 형상을 갖는) 레지스트 패턴(302p)을 피전사체 상에 형성하는 것이 가능하게 된다. 또한, 투광부(120)를 투과한 노광광과, 반투광부(115)를 투과한 노광광은, 간섭에 의한 서로의 상쇄가 작아지도록 구성되어 있다. 그 때문에, 반투광부(115)와 투광부(120)와의 경계 부분에 불필요한 암부가 생기지 않아, 포지티브형 레지스트막(302)을 보다 확실하게 감광시킬 수 있다. 또한, 포지티브형 레지스트막(302)의 감광 불량은, 예를 들면 레지스트 패턴(302p)의 형상 불량이나, 피가공층(301)의 에칭 불량을 야기하는 요인으로 된다.As described above, the exposure light transmitted through the
(2) 다계조 포토마스크의 제조 방법(2) Manufacturing method of multi-gradation photomask
계속해서, 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)의 제조 방법에 대하여, 도 3을 참조하면서 설명한다.Next, the manufacturing method of the
(포토마스크 블랭크 준비 공정)(Photomask Blank Preparation Process)
우선, 도 3의 (a)에 예시한 바와 같이, 투명 기판(100) 상에 반투광막(101), 위상 시프트 조정막(102), 차광막(103)이 이 순서로 형성되고, 최상층에 제1 레지스트막(104)이 형성된 포토마스크 블랭크(10b)를 준비한다. 또한, 제1 레지스트막(104)은, 포지티브형 포토레지스트 재료 혹은 네가티브형 포토레지스트 재료에 의해 구성하는 것이 가능하다. 이하의 설명에서는, 제1 레지스트막(104)이 포지티브형 포토레지스트 재료로 형성되어 있는 것으로 한다. 제1 레지스트막(104)은, 예를 들면 슬릿 코터나 스핀 코터 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 포토마스크 블랭크(10b)를 준비할 때에는, 반투광부(115)를 투과하는 노광광의 광 투과율, 및 위상 시프터부(111)를 투과하는 노광광의 위상 시프트량 등이, 전술한 조건을 충족시키도록, 반투광막(101) 및 위상 시프트 조정막(102)의 재질, 두께를 각각 선택한다.First, as illustrated in FIG. 3A, the
(제1 레지스트 패턴 형성 공정)(1st resist pattern formation process)
다음으로, 포토마스크 블랭크(10b)에 대하여, 레이저 묘화기 등에 의해 묘화 노광을 행하여, 제1 레지스트막(104)을 감광시키고, 스프레이 방식 등의 방법에 의해 제1 레지스트막(104)에 현상액을 공급하여 현상을 실시하여, 적어도 차광부(110)의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴(104p)을 형성한다. 즉, 후술하는 제2 에칭 공정에서 차광막(103)을 사이드 에칭시켜 위상 시프터부(111)를 형성할 때, 차광부(110)가 소정의 영역을 유지하여 형성되도록, 적어도 차광부(110)의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴(104p)을 형성하는 것이다. 제1 레지스트 패턴(104p)이 형성된 상태를, 도 3의 (b)에 예시한다.Next, drawing exposure is performed on the photomask blank 10b using a laser drawing machine or the like to expose the first resist
(제1 에칭 공정)(First Etching Step)
다음으로, 형성한 제1 레지스트 패턴(104p)을 마스크로 하여, 차광막(103)을 에칭하여 차광막 패턴(103p)을 형성한다. 차광막(103)의 에칭은, 전술한 크롬용 에칭액을, 스프레이 방식 등의 방법에 의해 차광막(103)에 공급하여 행하는 것이 가능하다. 이때, 기초의 위상 시프트 조정막(102)은 에칭 스토퍼층으로서 기능한다.Next, using the formed first resist
다음으로, 제1 레지스트 패턴(104p) 또는 차광막 패턴(103p)을 마스크로 하여, 위상 시프트 조정막(102)을 에칭하여 위상 시프트 조정막 패턴(102p)을 형성하고, 반투광막(101)을 부분적으로 노출시킨다. 위상 시프트 조정막(102)의 에칭은, 불소(F)계의 에칭액(또는 에칭 가스)을 위상 시프트막(102)에 공급하여 행하는 것이 가능하다. 이때, 기초의 반투광막(101)은 에칭 스토퍼층으로서 기능한다. 차광막 패턴(103p) 및 위상 시프트 조정막 패턴(102p)이 형성된 상태를, 도 3의 (c)에 예시한다. 또한, 차광막 패턴(103p)을 마스크로 하여 위상 시프트 조정막(102)을 에칭할 때에는, 제1 레지스트 패턴(104p)을 미리 박리하고 나서 행해도 된다.Next, using the first resist
(제2 레지스트막 형성 공정)(2nd resist film formation process)
다음으로, 제1 레지스트 패턴(104p)을 제거한 후, 차광막 패턴(103p) 및 노출된 반투광막(101)을 갖는 포토마스크 블랭크(10b) 상의 전체면에, 제2 레지스트막(105)을 형성한다. 제1 레지스트 패턴(104p)은, 제1 레지스트 패턴(104p)에 박리액 등을 접촉시킴으로써 제거할 수 있다. 제2 레지스트막(105)은, 제1 레지스트막(104)과 마찬가지로, 예를 들면 슬릿 코터나 스핀 코터 등을 이용하여 형성할 수 있다. 제2 레지스트막(105)이 형성된 상태를, 도 3의 (d)에 예시한다.Next, after the first resist
(제2 레지스트 패턴 형성 공정)(2nd resist pattern formation process)
다음으로, 레이저 묘화기 등에 의해 묘화 노광을 행하여, 제2 레지스트막(105)을 감광시키고, 스프레이 방식 등의 방법에 의해 제2 레지스트막(105)에 현상액을 공급하여 현상을 실시하여, 적어도 차광부(110)의 형성 예정 영역 및 반투광부(115)의 형성 예정 영역을 각각 덮는 제2 레지스트 패턴(105p)을 형성한다. 제2 레지스트 패턴(105p)이 형성된 상태를 도 3의 (e)에 예시한다.Next, drawing exposure is performed by a laser drawing machine or the like, the second resist
(제2 에칭 공정)(Second etching step)
다음으로, 형성한 제2 레지스트 패턴(105p)을 마스크로 하여 반투광막(101)을 에칭하여 반투광막 패턴(101p)을 형성함과 함께, 투명 기판(100)을 부분적으로 노출시켜 투광부(120)를 형성한다. 또한, 차광막 패턴(103p)이 노출된 측부에 대해서도 에칭(사이드 에칭)을 행하여, 위상 시프트 조정막 패턴(102p)을 부분적으로 노출시켜 위상 시프터부(111)를 형성한다. 그리고, 위상 시프트 조정막(102)의 노출면의 폭이, 10㎚ 이상 500㎚ 이하, 바람직하게는 50㎚ 이상 200㎚ 이하로 되면, 에칭을 정지한다. 반투광막(101) 및 차광막 패턴(103p)의 에칭은, 크롬용 에칭액을, 스프레이 방식 등의 방법에 의해 반투광막(101)의 노출면, 및 차광막 패턴(103p)의 측부에 공급하여 행하는 것이 가능하다. 제2 에칭 공정이 실시된 상태를 도 3의 (f)에 예시한다.Next, the
(제2 레지스트 패턴 제거 공정)(2nd resist pattern removal process)
다음으로, 제2 레지스트 패턴(105p)을 제거하고, 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)의 제조를 완료한다. 제2 레지스트 패턴(105p)은, 제2 레지스트 패턴(105p)에 박리액 등을 접촉시킴으로써 제거할 수 있다. 제2 레지스트 패턴을 제거한 상태를 도 3의 (g)에 예시한다.Next, the second resist
(3) 본 실시 형태에 따른 효과(3) effects according to the present embodiment
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 발휘한다.According to this embodiment, one or more effects shown below are exhibited.
(a) 본 실시 형태에 따르면, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 위상 시프터부(111)를 투과할 때의 위상 시프트량과, 전술한 노광광이 투광부(120)를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가, 90도 이상 270도 이내, 보다 바람직하게는 150도 이상 210도 이내로 되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 투광부(120)를 투과하여 회절에 의해 위상 시프터부(111)측에 진입한 노광광과, 위상 시프터부(111)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄하게 된다. 그 결과, 피전사체에 형성되어 있는 레지스트막에 다계조 포토마스크(10)를 개재하여 노광광을 조사할 때에, 차광부(110)와 투광부(120)와의 경계 부분에 대향하는 레지스트막의 감광을 억제할 수 있어, 측벽 형상이 샤프한(급격한 상승 형상을 갖는) 레지스트 패턴을 피전사체 상에 형성하는 것이 가능하게 된다.(a) According to the present embodiment, the amount of phase shift when the exposure light having the representative wavelength within the range of the i line to the g line passes through the
(b) 본 실시 형태에 따르면, 전술한 대표 파장을 갖는 노광광이 반투광부(115)를 투과할 때의 위상 시프트량과, 전술한 노광광이 투광부(120)를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가, 60도 미만, 바람직하게는 30도 미만으로 되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 투광부(120)를 투과한 노광광과, 반투광부(115)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 피전사체에 형성되어 있는 레지스트막에 다계조 포토마스크(10)를 개재하여 노광광을 조사할 때에, 반투광부(115)와 투광부(120)와의 경계 부분에 불필요한 암부가 생기지 않아, 레지스트막을 보다 확실하게 감광시킬 수 있다.(b) According to the present embodiment, the amount of phase shift when the exposure light having the above-mentioned representative wavelength passes through the
(c) 본 실시 형태에 따르면, 위상 시프터부(111)의 위상 시프트량은, 위상 시프트 조정막(102)의 재료 및 두께를 조정함으로써 실질적으로 제어할 수 있다. 또한, 반투광부(115)는 위상 시프트 조정막(102)을 갖지 않기 때문에, 반투광부(115)의 투과율은, 위상 시프트 조정막(102)의 재료나 두께에 의존하지 않는다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 반투광부(115)의 투과율과, 위상 시프터부(111)의 위상 시프트량을, 독립하여 제어하는 것이 가능하다.(c) According to the present embodiment, the phase shift amount of the
(d) 본 실시 형태에 따르면, 위상 시프터부(111)의 폭, 즉 위상 시프트 조정막(102)의 노출면의 폭은, 10㎚ 이상 1000㎚ 이하, 바람직하게는 10㎚ 이상 500㎚ 이하, 보다 바람직하게는 50㎚ 이상 200㎚ 이하로 하고 있다. 이와 같은 폭으로 함으로써, 전술한 효과를 얻기 쉬워진다.(d) According to this embodiment, the width of the
(e) 본 실시 형태에 따르면, 제2 에칭 공정에서, 제2 레지스트 패턴(105p)을 마스크로 하여 반투광막(101)을 에칭함과 함께, 차광막 패턴(102p)의 측부를 사이드 에칭하여 위상 시프트 조정막(102p)을 부분적으로 노출시키고 있다. 즉, 차광막 패턴(103p), 위상 시프트 조정막 패턴(102p), 및 반투광막 패턴(101p)의 3종류의 상이한 패턴을, 사이드 에칭을 이용함으로써 2회의 포토리소그래피 공정에 의해 형성하고 있다. 이에 의해, 다계조 포토마스크(10)의 제조 공정에서의 포토리소그래피 공정수를 삭감하는 것이 가능하게 된다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태에 따르면, 반투광막(101), 위상 시프트 조정막(102), 차광막(103)의 소재를 선택함으로써, 웨트 에칭 시에 사이드 에칭이 진행되는 것을 이용한 패터닝을 행할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 3개의 막을 2회의 에칭에 의해 패터닝하고 있다. 이 이점을 얻기 위해서, 예를 들면, 반투광막(101) 및 차광막(103)의 소재를, 동일한 에천트에 의해 에칭 가능한 소재(예를 들면 Cr계)로 하고, 위상 시프트 조정막(102)을 이 에천트에 대하여 내성을 갖는 소재(예를 들면 MoSi계)로 하고 있는 것이다.(e) According to the present embodiment, in the second etching step, the
<본 발명의 다른 실시 형태><Other embodiments of the present invention>
계속해서, 본 발명의 다른 실시 형태를, 도 4, 도 5, 및 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 4는 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)의 부분 단면도이다. 도 5는 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)의 제조 공정의 플로우도이다. 도 7은 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)가 구비하는 전사용 패턴의 부분 평면도이다.Then, another embodiment of this invention is described, referring FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the
(1) 다계조 포토마스크의 구성(1) Composition of multi-gradation photomask
도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 차광부(110) 내에서의 반투광부(115)와 인접하는 부분에도, 위상 시프트 조정막(101)이 부분적으로 노출되어 이루어지는 제2 위상 시프터부(112)가 더 형성되어 있는 점이, 전술한 실시 형태와는 상이하다.As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the second phase shifter portion in which the phase
차광부(110)와 반투광부(115)와의 경계 부분에 형성된 제2 위상 시프터부(112)는, 제2 위상 시프터부(112)를 투과하는 노광광의 위상을 소정의 값만큼 시프트시키도록 구성되어 있다. 구체적으로는, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 제2 위상 시프터부(112)를 투과할 때의 위상 시프트량과, 전술한 노광광이 반투광부(115)를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가, 90도 이상 270도 이내, 보다 바람직하게는 150도 이상 210도 이내로 되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 반투광부(115)를 투과하여 회절에 의해 제2 위상 시프터부(112)측에 진입한 노광광과, 제2 위상 시프터부(112)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄하게 된다. 그 결과, 피전사체에 형성되어 있는 레지스트막에 다계조 포토마스크(10)를 개재하여 노광광을 조사할 때에, 차광부(110)와 반투광부(115)와의 경계 부분에 대향하는 레지스트막의 감광을 억제할 수 있어, 측벽 형상이 샤프한(급격한 상승 형상을 갖는) 레지스트 패턴을 피전사체 상에 형성하는 것이 가능하게 된다.The
또한, 제2 위상 시프터부(112)의 폭(도 7에서 말하는 W')은, 위상 시프터부(제1 위상 시프터부)(111)와 마찬가지로, 10㎚ 이하 100㎛ 이하, 바람직하게는 10㎚ 이상 1000㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎚ 이상 500㎚ 이하로 한다. 이와 같은 폭으로 함으로써, 전술한 효과를 얻기 쉬워진다.The width of the second phase shifter 112 (W 'in FIG. 7) is 10 nm or less and 100 μm or less, preferably 10 nm, similarly to the phase shifter (first phase shifter) 111. It is more than 1000 nm, More preferably, you may be 50 nm or more and 500 nm or less. By setting it as such width, the above-mentioned effect becomes easy to be acquired.
도 7은 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)가 구비하는 전사용 패턴의 부분 평면도이다. 본 실시 형태에서는, 차광부(110)와 투광부(120)와의 경계 부분에 제1 위상 시프터부(111)가 형성되어 있는 것 외에, 차광부(110)와 반투광부(115)와의 경계 부분에 제2 위상 시프터부(112)가 형성되어 있다.7 is a partial plan view of a transfer pattern included in the
본 실시 형태에 따르면, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 제1 위상 시프터부(111)를 투과할 때의 위상 시프트량과, 전술한 노광광이 투광부(120)를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가, 120도 이상 240도 이내, 보다 바람직하게는 150도 이상 210도 이내로 되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 투광부(120)를 투과하여 회절에 의해 위상 시프터부(111)측에 진입한 노광광과, 위상 시프터부(111)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄하게 된다. 이에 의해, 반투광부(115)를 투과하여 회절에 의해 제2 위상 시프터부(112)측에 진입한 노광광과, 제2 위상 시프터부(112)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄함과 함께, 투광부(120)를 투과하여 회절에 의해 제1 위상 시프터부(111)측에 진입한 노광광과, 제1 위상 시프터부(111)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄한다. 그 결과, 피전사체에 형성되어 있는 레지스트막에 다계조 포토마스크(20)를 개재하여 노광광을 조사할 때에, 차광부(110)와 투광부(120)와의 경계 부분에 대향하는 레지스트막의 감광과, 차광부(110)와 반투광부(115)와의 경계 부분에 대향하는 레지스트막의 감광의 양방을 억제할 수 있어, 각각의 경계에서 측벽 형상이 샤프한(급격한 상승 형상을 갖는) 레지스트 패턴을 피전사체 상에 형성하는 것이 가능하게 된다.According to the present embodiment, the phase shift amount when the exposure light having the representative wavelength within the range of the i line to the g line passes through the
또한, 전술한 노광광이 반투광부(115)를 투과할 때의 위상 시프트량과, 전술한 노광광이 투광부(120)를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가, -60도 이상 60도 이내, 보다 바람직하게는 -30도 이상 30도 이내로 되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 투광부(120)를 투과한 노광광과, 반투광부(115)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 피전사체에 형성되어 있는 레지스트막에 다계조 포토마스크(10)를 개재하여 노광광을 조사할 때에, 반투광부(115)와 투광부(120)와의 경계 부분에 불필요한 암부가 생기지 않아, 레지스트막을 보다 확실하게 감광시킬 수 있다.Moreover, the difference between the phase shift amount when the above-mentioned exposure light passes through the
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 차광부(110)와 반투광부(115)와의 경계 부분에만 위상 시프터부를 형성할 수도 있다. 이와 같이 하면, 차광부(110)와 반투광부(115)와의 경계 부분의 대향하는 레지스트막의 감광을 억제할 수 있어, 이 경계 부분의 측벽 형상이 샤프한(급격한 상승 형상을 갖는) 레지스트 패턴을 피전사체 상에 형성하는 것이 가능하게 된다.In addition, as shown in FIG. 8, the phase shifter portion may be formed only at the boundary portion between the
(2) 다계조 포토마스크의 제조 방법(2) Manufacturing method of multi-gradation photomask
이와 같은 구성을 갖는 다계조 포토마스크(20)의 제조 방법에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다.The manufacturing method of the
(포토마스크 블랭크 준비 공정)(Photomask Blank Preparation Process)
우선, 도 5의 (a)에 예시한 바와 같이, 투명 기판(100) 상에 반투광막(101), 위상 시프트 조정막(102), 차광막(103)이 이 순서로 형성되고, 최상층에 제1 레지스트막(104)이 형성된 포토마스크 블랭크(10b)를 준비한다. 각 부재의 재료, 두께 등은, 각 부재의 광학 특성 등이 전술한 조건을 충족시키도록, 상기의 실시 형태와 마찬가지로 선택한다.First, as illustrated in FIG. 5A, the
(제1 레지스트 패턴 형성 공정)(1st resist pattern formation process)
다음으로, 포토마스크 블랭크(10b)에 대하여, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로 노광ㆍ현상을 실시하여, 차광부(110)의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴(104p)을 형성한다.Next, the photomask blank 10b is exposed and developed by the method similar to the above-mentioned embodiment, and the 1st resist
(제1 에칭 공정)(First Etching Step)
다음으로, 형성한 제1 레지스트 패턴(104p)을 마스크로 하여, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로 차광막(103)을 에칭하여, 차광막 패턴(103p)을 형성한다. 이때, 기초의 위상 시프트 조정막(102)은 에칭 스토퍼층으로서 기능한다. 차광막 패턴(103p)이 형성된 상태를, 도 5의 (b)에 예시한다.Next, using the formed first resist
(제2 레지스트막 형성 공정)(2nd resist film formation process)
다음으로, 제1 레지스트 패턴(104p)을 제거한 후, 차광막 패턴(103p) 및 노출된 위상 시프트 조정막(102)을 갖는 포토마스크 블랭크(10b) 상의 전체면에, 제2 레지스트막(105)을 형성한다. 제1 레지스트 패턴(104p)의 제거, 제2 레지스트막(105)의 형성에는, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법을 이용할 수 있다.Next, after removing the first resist
(제2 레지스트 패턴 형성 공정)(2nd resist pattern formation process)
다음으로, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로, 제2 레지스트막(105)을 노광ㆍ현상하여, 차광부(110)의 형성 예정 영역, 차광부(110)와 투광부(120)와의 경계 부분에 위치하는 제1 위상 시프터부(111)의 형성 예정 영역, 및 차광부(110)와 반투광부(115)와의 경계 부분에 위치하는 제2 위상 시프터부(112)의 형성 예정 영역을 각각 덮는 제2 레지스트 패턴(105p)을 형성한다. 제2 레지스트 패턴(105p)이 형성된 상태를 도 5의 (c)에 예시한다.Next, in the same manner as in the above-described embodiment, the second resist
(제2 에칭 공정)(Second etching step)
다음으로, 형성한 제2 레지스트 패턴(105p)을 마스크로 하여, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로 위상 시프트 조정막(102)을 에칭하여 위상 시프트 조정막 패턴(102p)을 형성함과 함께, 반투광부(115)와 제1 위상 시프터부(111)와 제2 위상 시프터부(112)를 형성한다. 제2 에칭 공정이 실시된 상태를, 도 5의 (d)에 예시한다.Next, using the formed second resist
(제3 레지스트막 형성 공정)(Third resist film forming step)
그리고, 제2 레지스트 패턴(105p)을 제거한 후, 차광막 패턴(103p), 위상 시프트 조정막 패턴(102p), 노출된 반투광막(101)을 갖는 포토마스크 블랭크(10b) 상의 전체면에, 제3 레지스트막(106)을 형성한다. 제2 레지스트 패턴(105p)의 제거, 제3 레지스트막(106)의 형성에는, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법을 이용할 수 있다.After removing the second resist
(제3 레지스트 패턴 형성 공정)(Third Resist Pattern Forming Step)
다음으로, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로, 제3 레지스트막(106)을 노광ㆍ현상하여, 투광부(120)의 형성 예정 영역을 제외한 영역을 덮는 제3 레지스트 패턴(106p)을 형성한다. 또한, 투광부(120)의 형성 예정 영역을 제외한 영역이란, 차광부(110)의 형성 예정 영역, 제1 위상 시프터부(111)의 형성 예정 영역, 제2 위상 시프터부(112)의 형성 예정 영역, 및 반투광부(115)의 형성 예정 영역이다. 제3 레지스트 패턴(106p)이 형성된 상태를 도 5의 (e)에 예시한다.Next, the third resist film 106 is exposed and developed by the method similar to the above-mentioned embodiment, and the 3rd resist
(제3 에칭 공정)(Third etching step)
다음으로, 형성한 제3 레지스트 패턴(106p)을 마스크로 하여 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로 반투광막(101)을 에칭하여 반투광막 패턴(101p)을 형성함과 함께, 투명 기판(100)을 부분적으로 노출시켜 투광부(100)를 형성한다. 제3 에칭 공정이 실시된 상태를 도 5의 (f)에 예시한다.Next, using the formed third resist
(제3 레지스트 패턴 제거 공정)(3rd resist pattern removal process)
다음으로, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법으로, 제3 레지스트 패턴(106p)을 제거하고, 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)의 제조를 완료한다. 제3 레지스트 패턴(106p)의 제거에는, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법을 이용할 수 있다. 제3 레지스트 패턴을 제거한 상태를 도 5의 (g)에 예시한다.Next, in the same manner as in the above-described embodiment, the third resist
본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(20)에서도, 전술한 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크(10)와 마찬가지의 효과를 발휘한다.Also in the
또한, 본 실시 형태에 따르면, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 제2 위상 시프터부(112)를 투과할 때의 위상 시프트량과, 전술한 노광광이 반투광부(115)를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가, 90도 이상 270도 이내, 보다 바람직하게는 150도 이상 210도 이내로 되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 반투광부(115)를 투과하여 회절에 의해 제2 위상 시프터부(112)측에 진입한 노광광과, 제2 위상 시프터부(112)를 투과한 노광광이 서로 간섭하여 서로 상쇄하게 된다. 그 결과, 피전사체에 형성되어 있는 레지스트막에 다계조 포토마스크(20)를 개재하여 노광광을 조사할 때에, 차광부(110)와 반투광부(115)와의 경계 부분에 대향하는 레지스트막의 감광을 억제할 수 있어, 측벽 형상이 날카로운(급격한 상승 형상을 갖는) 레지스트 패턴을 피전사체 상에 형성하는 것이 가능하게 된다.Further, according to the present embodiment, the amount of phase shift when the exposure light having the representative wavelength within the range of the i line to the g line passes through the
<본 발명의 또 다른 실시 형태><Another embodiment of the present invention>
또한, 본 발명의 다른 실시 형태를, 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 9는 본 실시 형태에 따른 다계조 포토마스크의 부분 단면도와, 이 포토마스크를 투과한 노광광의 진폭 강도 곡선 및 광 강도 곡선과, 피전사체에 형성되는 레지스트 패턴의 단면도를 도시하고, 각각의 관계를 나타낸 것이다.In addition, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9. 9 is a partial cross-sectional view of the multi-gradation photomask according to the present embodiment, the amplitude intensity curve and the light intensity curve of the exposure light transmitted through the photomask, and a cross-sectional view of the resist pattern formed on the transfer object, and each relationship It is shown.
차광부(110)와 반투광부(115)의 경계에 위상 시프터부(112)를 갖는 본 발명의 포토마스크에서, 위상 시프터부(112)를 투과한 것에 의해, 반투광부(115)를 투과한 노광광에 대하여 위상차가 90도 이상 270 이내인 노광광의 진폭 강도와, 반투광부(115) 및 투광부(120)를 투과한 노광광의 진폭 강도를 점선으로 나타낸다. 또한, 이들 노광광을 합성하여 광 강도로 한 것을, 실선으로 나타낸다.In the photomask of the present invention having the
광 강도 곡선의 (A) 부분에는, 위상 시프터부(112)를 투과한 노광광과 반투광부를 투과한 노광광이 간섭에 의해 상쇄되어 광 강도가 감소하고 있는 부분이 도시되어 있고, 광 강도 곡선의 (B) 부분에는, 위상 시프터부(112)를 투과한 노광광이 도시되어 있다. 위상 시프터의 폭이 1000㎚를 초과하면, 그 이하의 선폭일 때에 생겼던 회절의 영향에 의한 투과율의 저하가 생기기 어려워져, 위상 시프터부를 투과한 노광광에서의 (B) 부분의 광 강도가 커지게 되는 경우(도면 중의 임계값 이상), 레지스트가 감광함으로써, 레지스트에 불필요한 막 두께의 변화를 주게 되게 된다. 따라서, 이 영향을 방지하기 위해서는 위상 시프터부의 투과율은, 노광광이 위상 시프트 효과를 갖는 강도 범위에서 가능한 한 낮은 것이 바람직하다. 또한, 광이 전혀 투과하지 않으면, 본 발명의 작용은 생기지 않기 때문에, 예를 들면, 위상 시프터부(112)의 투과율은 5％ 이상 20％ 이하로 할 수 있다. 보다 바람직하게는 5％ 이상 10％ 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써 폭이 1000㎚를 초과하도록 하는 위상 시프터부에서도, 위상 시프터부를 투과한 노광광에 의해 감광한 레지스트의 영역(B)과, 실질상 차광부에 대응하는 레지스트의 영역과의 사이에, 두께의 변동을 생기는 일이 없어진다.In the portion (A) of the light intensity curve, a portion where the exposure light transmitted through the
따라서, 본 발명의 위상 시프터부는, 차광부와 반투광부의 경계, 또는 차광부와 투광부의 경계에 있어, 본 발명의 포토마스크를 이용하여 패턴 전사를 행할 때에는, 차광부와 실질상 동등한 차광성을 갖는다. 따라서, 포토마스크의 패턴 설계 시에는, 위상 시프트부를 차광부와 동등한 차광성을 갖는 영역으로 할 수 있고, 위상 시프트부의 폭을 늘릴 때에는, 그 만큼 차광부의 폭을 줄이는 것이 필요하다.Therefore, the phase shifter portion of the present invention is at the boundary between the light shielding portion and the semi-transmissive portion, or the boundary between the light shielding portion and the light transmitting portion, and when performing pattern transfer using the photomask of the present invention, the light shielding properties are substantially equivalent to the light shielding portion. Have Therefore, at the time of pattern design of the photomask, the phase shift portion can be a region having the same light shielding properties as the light shielding portion. When increasing the width of the phase shifting portion, it is necessary to reduce the width of the light shielding portion by that amount.
또한, 이 경우의 위상 시프터부의 폭은, 패턴 설계의 용이함이나, 프로세스의 용이함 등으로부터 고려하여, 10㎚ 이상 100㎛ 이하로 할 수 있다.In addition, the width of the phase shifter part in this case can be 10 nm or more and 100 micrometers or less, considering the ease of pattern design, the ease of a process, and the like.
따라서, 본 발명의 포토마스크는, 위상 시프터부가 차광부와 동등한 차광성을 가지므로, 위상 시프터부를 차광성의 패턴으로 하여 포토마스크 패턴의 설계를 할 수 있다.Therefore, in the photomask of the present invention, since the phase shifter portion has the same light shielding property as the light shielding portion, the photomask pattern can be designed by using the phase shifter portion as the light shielding pattern.
또한, 차광부와 투과광의 경계에 형성한 위상 시프터부에 대해서도, 차광부와 반투광부의 경계에 형성한 위상 시프터부와 마찬가지로 취급할 수 있다. 이때도 예를 들면, 위상 시프터부의 투과율은 5％ 이상 20％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 투과율은 5％ 이상 10％ 이하인 것이 바람직하다.The phase shifter portion formed at the boundary between the light shielding portion and the transmitted light can be handled in the same manner as the phase shifter portion formed at the boundary between the light shielding portion and the semi-transmissive portion. At this time, for example, the transmittance of the phase shifter is preferably 5% or more and 20% or less, and more preferably 5% or more and 10% or less.
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can variously change in the range which does not deviate from the summary.
10, 20 : 다계조 포토마스크
100 : 투명 기판
101 : 반투광막
102 : 위상 시프트 조정막
103 : 차광막
110 : 차광부
111 : 위상 시프터부(제1 위상 시프터부)
112 : 제2 위상 시프터부
115 : 반투광부
120 : 투광부10, 20: multi-gradation photomask
100: transparent substrate
101: translucent film
102: phase shift adjustment film
103: light shielding film
110: light shield
111: phase shifter section (first phase shifter section)
112: second phase shifter unit
115: translucent part
120: floodlight
Claims (15)
상기 차광부는, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층되어 이루어지고,
상기 반투광부는, 상기 반투광막이 상기 투명 기판 상에 형성되어 이루어지고,
상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고,
상기 차광부와 상기 투광부와의 경계, 또는 상기 차광부와 상기 반투광부의 경계에는, 상기 반투광막 상의 상기 위상 시프트 조정막이 부분적으로 노출되어 이루어지는 위상 시프터부가 형성되고,
상기 차광부와 상기 투광부의 경계에 상기 위상 시프터부가 형성될 때, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이, 상기 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이, 상기 투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되고,
상기 차광부와 상기 반투광부의 경계에 상기 위상 시프터부가 형성될 때, i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이, 상기 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이, 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.A multi-gradation photomask in which a predetermined transfer pattern including a light shielding portion, a semi-transmissive portion, and a light transmitting portion is formed on a transparent substrate,
The light shielding portion is formed by laminating a semi-transmissive film, a phase shift adjusting film, and a light shielding film on the transparent substrate in this order,
The transflective portion is formed by forming the transflective film on the transparent substrate,
The light transmitting portion is formed by exposing the transparent substrate,
On the boundary between the light blocking portion and the light transmitting portion, or the boundary between the light blocking portion and the semi-transmissive portion, a phase shifter portion is formed in which the phase shift adjustment film on the semi-transmissive film is partially exposed.
When the phase shifter portion is formed at the boundary between the light shielding portion and the light transmitting portion, the exposure light having a representative wavelength within a range of i to g lines, the amount of phase shift when the phase shifter passes through the phase shifter, and the exposure light, The difference with the phase shift amount at the time of penetrating the said light transmission part becomes 90 to 270 degrees,
When the phase shifter portion is formed at the boundary between the light shielding portion and the semi-transmissive portion, the exposure light having a representative wavelength within a range of i to g lines, the amount of phase shift and the exposure light when the phase shifter passes through the phase shifter portion, And a difference with the amount of phase shift when passing through the semi-transmissive portion is 90 degrees or more and 270 degrees or less.
상기 차광부는, 반투광막, 위상 시프트 조정막, 및 차광막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층되어 이루어지고,
상기 반투광부는, 상기 반투광막이 상기 투명 기판 상에 형성되어 이루어지고,
상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고,
상기 차광부와 상기 투광부와의 경계 부분에는, 상기 반투광막 상의 상기 위상 시프트 조정막이 부분적으로 노출되어 이루어지는 위상 시프터부가 형성되고,
i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 상기 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.A multi-gradation photomask in which a predetermined transfer pattern including a light shielding portion, a semi-transmissive portion, and a light transmitting portion is formed on a transparent substrate,
The light shielding portion is formed by laminating a semi-transmissive film, a phase shift adjusting film, and a light shielding film on the transparent substrate in this order,
The transflective portion is formed by forming the transflective film on the transparent substrate,
The light transmitting portion is formed by exposing the transparent substrate,
At the boundary portion between the light shielding portion and the light transmitting portion, a phase shifter portion is formed in which the phase shift adjustment film on the semi-transmissive film is partially exposed,
The difference between the phase shift amount when the exposure light having a representative wavelength in the range of i-g line passes through the phase shifter portion and the phase shift amount when the exposure light passes through the light transmission portion is within 90 degrees or more and within 270 degrees. Multi-gradation photomask, characterized in that.
상기 위상 시프터부의 폭이 10㎚ 이상 1000㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.The method according to claim 1 or 2,
A multi-gradation photomask, wherein the phase shifter has a width of 10 nm or more and 1000 nm or less.
상기 위상 시프터부는, 상기 차광막의 사이드 에칭에 의해 형성된 것이고,
상기 위상 시프터부의 폭은 10㎚ 이상 500㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.The method according to claim 1 or 2,
The phase shifter portion is formed by side etching of the light shielding film,
A multi-gradation photomask, wherein the phase shifter has a width of 10 nm or more and 500 nm or less.
상기 위상 시프터부의 상기 노광광의 투과율은 5％ 이상 20％ 이하인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.The method according to claim 1 or 2,
The transmittance of said exposure light of said phase shifter part is 5% or more and 20% or less, The multi-gradation photomask characterized by the above-mentioned.
상기 차광부와 상기 반투광부와의 경계 부분에는, 상기 반투광막 상의 상기 위상 시프트 조정막이 부분적으로 노출되어 이루어지는 제2 위상 시프터부가 형성되고,
상기 노광광이 상기 제2 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.The method according to claim 1 or 2,
At a boundary portion between the light shielding portion and the semi-transmissive portion, a second phase shifter portion is formed in which the phase shift adjustment film on the semi-transmissive portion is partially exposed,
The difference between the phase shift amount when the exposure light passes through the second phase shifter portion and the phase shift amount when the exposure light passes through the semi-transmissive portion is 90 to 270 degrees. Photomask.
상기 노광광이 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 60도 미만인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.The method according to claim 1 or 2,
And a difference between a phase shift amount when the exposure light passes through the transflective portion and a phase shift amount when the exposure light passes through the transmissive portion is less than 60 degrees.
반투광막, 위상 시프트 조정막, 차광막, 및 제1 레지스트막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 제1 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 적어도 상기 차광부의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막 및 상기 위상 시프트 조정막을 에칭하는 제1 에칭 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제1 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크 블랭크 상에 제2 레지스트막을 형성하는 공정과,
상기 제2 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 적어도 상기 차광부의 형성 예정 영역 및 상기 반투광부의 형성 예정 영역을 덮는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 반투광막을 에칭함과 함께, 상기 차광막의 측부를 에칭하여 상기 위상 시프트 조정막을 부분적으로 노출시켜 위상 시프터부를 형성하는 제2 에칭 공정과,
상기 제2 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고,
i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 상기 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.A manufacturing method of a multi-gradation photomask in which a predetermined transfer pattern including a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion is formed on a transparent substrate,
Preparing a photomask blank in which a translucent film, a phase shift adjusting film, a light shielding film, and a first resist film are laminated on the transparent substrate in this order;
Drawing and developing the first resist film to form a first resist pattern covering at least a region to be formed of the light shielding portion;
A first etching step of etching the light shielding film and the phase shift adjusting film using the first resist pattern as a mask;
Removing the first resist pattern, and then forming a second resist film on the photomask blank on which the first etching step is performed;
Drawing and developing the second resist film to form a second resist pattern covering at least a region to be formed of the light blocking portion and a region to be formed of the semi-transmissive portion;
A second etching step of etching the semi-transmissive film using the second resist pattern as a mask, etching the side of the light-shielding film to partially expose the phase shift adjusting film to form a phase shifter;
And removing the second resist pattern,
The difference between the phase shift amount when the exposure light having a representative wavelength in the range of i-g line passes through the phase shifter portion and the phase shift amount when the exposure light passes through the light transmission portion is within 90 degrees or more and within 270 degrees. Method for producing a multi-gradation photomask, characterized in that.
반투광막, 위상 시프트 조정막, 차광막, 및 제1 레지스트막이 상기 투명 기판 상에 이 순서로 적층된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 제1 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역을 덮는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하는 제1 에칭 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제1 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크 블랭크 상에 제2 레지스트막을 형성하는 공정과,
상기 제2 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 차광부의 형성 예정 영역과, 상기 차광부와 상기 투광부와의 경계 부분에 위치하는 위상 시프터부의 형성 예정 영역을 덮는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트 조정막을 에칭하여 상기 반투광부와 상기 위상 시프터부를 형성하는 제2 에칭 공정과,
상기 제2 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 제2 에칭 공정이 행해진 상기 포토마스크 블랭크 상에 제3 레지스트막을 형성하는 공정과,
상기 제3 레지스트막에 묘화 및 현상을 실시하여, 상기 투광부의 형성 예정 영역을 제외한 영역을 덮는 제3 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 반투광막을 에칭하는 제3 에칭 공정과,
상기 제3 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고,
i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 상기 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.A manufacturing method of a multi-gradation photomask in which a predetermined transfer pattern including a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion is formed on a transparent substrate,
Preparing a photomask blank in which a translucent film, a phase shift adjusting film, a light shielding film, and a first resist film are laminated on the transparent substrate in this order;
Drawing and developing the first resist film to form a first resist pattern covering a region where a light shielding is to be formed;
A first etching step of etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask,
Removing the first resist pattern, and then forming a second resist film on the photomask blank on which the first etching step is performed;
The second resist film is drawn and developed to form a second resist pattern covering a region to be formed of the light blocking portion and a region to be formed of a phase shifter portion located at a boundary between the light blocking portion and the light transmitting portion. Process to do,
A second etching step of etching the phase shift adjustment film using the second resist pattern as a mask to form the semi-transmissive portion and the phase shifter portion;
After removing the second resist pattern, forming a third resist film on the photomask blank on which the second etching step is performed;
Drawing and developing the third resist film to form a third resist pattern covering a region other than a region to be formed in the light transmitting portion;
A third etching step of etching the semi-transmissive film using the third resist pattern as a mask;
Has a process of removing the third resist pattern,
The difference between the phase shift amount when the exposure light having a representative wavelength in the range of i-g line passes through the phase shifter portion and the phase shift amount when the exposure light passes through the light transmission portion is within 90 degrees or more and within 270 degrees. Method for producing a multi-gradation photomask, characterized in that.
상기 제2 레지스트 패턴을 형성하는 상기 공정에서는, 상기 차광부와 상기 반투광부와의 경계 부분에 위치하는 제2 위상 시프터부의 형성 예정 영역을 덮는 상기 제2 레지스트 패턴을 형성하고,
상기 제2 에칭 공정에서는, 상기 제2 위상 시프터부를 형성하고,
i선∼g선의 범위 내의 대표 파장을 갖는 노광광이 상기 제2 위상 시프터부를 투과할 때의 위상 시프트량과, 상기 노광광이 상기 반투광부를 투과할 때의 위상 시프트량과의 차가 90도 이상 270도 이내로 되는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.10. The method of claim 9,
In the step of forming the second resist pattern, forming the second resist pattern covering a region to be formed of the second phase shifter portion located at the boundary between the light shielding portion and the semi-transmissive portion,
In the second etching step, the second phase shifter portion is formed,
The difference between the phase shift amount when the exposure light having a representative wavelength within the range of i-g line passes through the second phase shifter portion and the amount of phase shift when the exposure light passes through the semi-transmissive portion is 90 degrees or more. A method for producing a multi-gradation photomask, which is within 270 degrees.
상기 위상 시프트 조정막이, 상기 차광막 및 상기 반투광막의 에칭에 이용하는 에칭액 또는 에칭 가스에 대하여 내성을 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.The method according to any one of claims 8 to 10,
The phase shift adjustment film is resistant to an etching solution or an etching gas used for etching the light shielding film and the semi-transmissive film, wherein the multi-gradation photomask is produced.
상기 피전사체 상에 형성되어 있는 상기 레지스트막은, 상기 위상 시프터부에 대응하는 부분의 노광광에 대하여 실질적으로 감도를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.The method of claim 12,
And said resist film formed on said transfer member has substantially no sensitivity to exposure light of a portion corresponding to said phase shifter portion.
상기 피전사체 상에 형성되어 있는 상기 레지스트막은, 상기 위상 시프터부에 대응하는 부분의 노광광에 대하여 실질적으로 감도를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.The method of claim 14,
And said resist film formed on said transfer member has substantially no sensitivity to exposure light of a portion corresponding to said phase shifter portion.
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