JP2005257712A - グレートーンマスク及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】遮光部、透光部及び半透光部を有し、遮光部が透明基板21上に順に設けられた遮光膜22b及び半透光膜24aより形成され、半透光部は半透光部に対応する領域を露出させた透明基板21上に半透光膜24aを成膜してなるグレートーンマスク30である。透明基板上に遮光膜が形成されたマスクブランクスを用い、遮光部及び透光部に対応する領域に形成したレジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングすることにより半透光部に対応する領域の透明基板を露出させ、基板上に半透光膜を成膜することにより半透光部を形成し、遮光部及び半透光部に対応する領域に形成したレジストパターンをマスクとして、露出した半透光膜及び遮光膜をエッチングすることにより透光部及び遮光部を形成する。
【選択図】図2
Description
この方法は、遮光部と透光部と半透光部(グレートーン部)を有するフォトマスク(以下、グレートーンマスクという)を用いることにより、使用するマスク枚数を低減するというものである。
ガラス基板1上に、ゲート電極用金属膜が形成され、フォトマスクを用いたフォトリソプロセスによりゲート電極2が形成される。その後、ゲート絶縁膜3、第1半導体膜4(a−Si)、第2半導体膜5(N+a−Si)、ソースドレイン用金属膜6、及びポジ型フォトレジスト膜7が形成される(図5(1))。次に、遮光部11と透光部12と半透光部13を有するグレートーンマスク10を用いて、ポジ型フォトレジスト膜7を露光し、現像することにより、TFTチャネル部及びソースドレイン形成領域と、データライン形成領域を覆い、かつチャネル部形成領域がソースドレイン形成領域よりも薄くなるように第1レジストパターン7aが形成される(図5(2))。次に、第1レジストパターン7aをマスクとして、ソースドレイン金属膜6及び第2、第1半導体膜5,4をエッチングする(図5(3))。次に、チャネル部形成領域の薄いレジスト膜を酸素によるアッシングにより除去し、第2レジストパターン7bを形成する(図6(1))。しかる後、第2レジストパターン7bをマスクとして、ソースドレイン用金属膜6がエッチングされ、ソース/ドレイン6a、6bが形成され、次いで第2半導体膜5をエッチングし(図6(2))、最後に残存した第2レジストパターン7bを剥離する(図6(3))。
そこで本発明の目的は、従来の問題点を解消して、エッチングストッパー膜を設けなくても、遮光膜及び半透光膜をエッチング特性が同じか或いは近似した膜材料で構成することができ、また半透光部のパターンずれを防止できるようにしたハーフトーン膜タイプのグレートーンマスク及びその製造方法を提供することである。
(構成1)遮光部、透光部及び半透光部を有するグレートーンマスクであって、該グレートーンマスクを用いて露光する被処理体における感光性材料層への露光量を、前記遮光部と透光部と半透光部とで異ならしめることにより、異なる膜厚の感光性材料層からなる被処理体の処理を行うためのマスク層を被処理体上に得るために用いられるグレートーンマスクにおいて、前記遮光部が、透明基板上に設けられた遮光膜及びその上に成膜された半透光膜より形成され、前記半透光部は、半透光部に対応する領域を露出させた透明基板上に成膜された半透光膜より形成されていることを特徴とするグレートーンマスク。
(構成2)前記遮光膜及び半透光膜を、エッチング特性が同じか或いは近似した膜材料で構成することを特徴とする構成1記載のグレートーンマスク。
(構成3)前記グレートーンマスクは遮光部と半透光部とが隣接する部分を有し、前記半透光部を形成する半透光膜の膜厚が半透光部における前記遮光部との境界近傍において他の半透光部よりも厚いことを特徴とする構成1又は2記載のグレートーンマスク。
(構成4)前記被処理体の処理がエッチング処理であり、前記グレートーンマスクは遮光部と半透光部とが隣接する部分を有し、前記半透光部における前記遮光部との境界近傍に対応する被処理体のパターン形状が、テーパ形状であることを特徴とする構成1乃至3の何れかに記載のグレートーンマスク。
(構成6)前記遮光膜及び半透光膜を、エッチング特性が同じか或いは近似した膜材料で形成し、同一エッチング液又は同一エッチングガスで処理することを特徴とする構成5記載のグレートーンマスクの製造方法。
(構成7)遮光部、透光部及び半透光部を有するグレートーンマスクを用いて被処理体における感光性材料層へ露光を行い、該被処理体における感光性材料層への露光量を、前記遮光部と透光部と半透光部とで異ならしめることにより、異なる膜厚の感光性材料層からなるマスク層を被処理体上に得る工程と、前記異なる膜厚の感光性材料層からなるマスク層を適宜使い分けて被処理体の処理を行なって、被処理体にパターンを形成する工程とを有する被処理体の製造方法において、前記グレートーンマスクは、前記遮光部が、透明基板上に設けられた遮光膜及びその上に成膜された半透光膜より形成され、前記半透光部は、半透光部に対応する領域を露出させた透明基板上に成膜された半透光膜より形成されていることを特徴とする被処理体の製造方法。
(構成8)前記被処理体の処理がエッチング処理であり、前記グレートーンマスクは遮光部と半透光部とが隣接する部分を有し、前記半透光部における前記遮光部との境界近傍に対応する被処理体のパターン形状が、テーパ形状であることを特徴とする構成7記載の被処理体の製造方法。
このように、半透光部は、半透光部に対応する領域を露出させた透明基板上に直接半透光膜を成膜してなるため、従来のように半透光部を形成する場合に、上層の遮光膜のみをエッチングにより除去して下層の半透光膜を露出させる必要がなくなり、それゆえ遮光膜と半透光膜を共にエッチング特性が同じか或いは近似した膜材料で形成することもでき、膜材料の選択の幅が広がる。従って、本発明では、従来の遮光膜と半透光膜の間に設けていたエッチングストッパー膜は不要であり、全体の膜厚を薄く出来て、アクペクト比を小さくすることができる。
ここで、被処理体とは、表示デバイス、半導体デバイス等の素材となる基板が挙げられ、被処理体の処理とは、エッチング処理、イオン注入処理等の処理が挙げられる。
また、構成3では、グレートーンマスクは遮光部と半透光部とが隣接する部分を有し、前記半透光部を形成する半透光膜の膜厚が半透光部における前記遮光部との境界近傍において他の半透光部よりも厚い構成とする。本発明のグレートーンマスクでは、半透光部における遮光部との境界近傍において、半透光膜が遮光膜上から透明基板上に亘って覆われることにより、半透光膜の膜厚が半透光部における遮光部との境界近傍において他の半透光部よりも厚くなる。構成3によれば、構成4のような被処理体のパターン形状をテーパ形状とする場合に好適である。
また、構成7によれば、本発明のグレートーンマスクを用いて、使用するマスク枚数を低減した製造工程にて、被処理体、例えば表示デバイス、半導体デバイス等の素材となる基板などを製造することが出来る。
また、構成8によれば、本発明のグレートーンマスクを用いることにより、該グレートーンマスクの半透光部における遮光部との境界近傍に対応する被処理体のパターン形状がテーパ形状であるような被処理体を製造することができる。
また、本発明のグレートーンマスクを用いることにより、該グレートーンマスクの半透光部における遮光部との境界近傍に対応する被処理体のパターン形状がテーパ形状となるように形成することができる。
図1は、本発明に係るグレートーンマスクの製造方法の一実施の形態を示すもので、その製造工程を順に示す概略断面図、図2は図1の製造工程の続きを示す図である。
本実施の形態で使用するマスクブランクス20は、図1(a)に示すように、石英等の透明基板21上に遮光膜22を形成したものである。
上記マスクブランクス20を用いて得られる本実施の形態のグレートーンマスク30は、図2(i)に示したように、遮光部は、透明基板21上に設けられた遮光膜22b及びその上の半透光膜24aより形成され、半透光部は、半透光部に対応する領域を露出させた透明基板21上に成膜された半透光膜24aより形成されている。
上記マスクブランクス20は、透明基板21上に遮光膜22を形成することで得られるが、その成膜方法は、蒸着法、スパッタ法、CVD(化学的気相成長)法など、膜種に適した方法を適宜選択すればよい。また、膜厚に関しては、特に制約はないが、要は良好な遮光性が得られるように最適化された膜厚で形成すればよい。
まず、このマスクブランクス20上に例えば電子線用のポジ型レジストを塗布し、ベーキングを行って、レジスト膜23を形成する(図1(a)参照)。
次に、電子線描画機或いはレーザ描画機などを用いて描画を行う。描画データは、例えば前述の図7に示すパターン100の場合を例にとると、そのうちの半透光部パターン103に対応するパターンデータである。描画後、これを現像して、マスクブランクス20上に、半透光部を形成する領域(図1に図示するAの領域)ではレジストが除去され、遮光部を形成する領域(図1に図示するBの領域)及び透光部を形成する領域(図1に図示するCの領域)にはレジストが残存するレジストパターン23aを形成する(図1(b)参照)。
残存するレジストパターン23aは、酸素によるアッシング或いは濃硫酸などを用いて除去する(図1(d)参照)。
半透光膜24の材質、遮光膜の材質との組合せなどについては前述した通りであり、ここでは説明を省略する。半透光膜の成膜方法については、前述の遮光膜の場合と同様、蒸着法、スパッタ法、CVD(化学的気相成長)法など、膜種に適した方法を適宜選択すればよい。また、半透光膜の膜厚に関しては、特に制約はないが、所望の半透光性が得られるように最適化された膜厚で形成すればよい。
そして、2回目の描画を行う。この時の描画データは、半透光部(A領域)及び遮光部(B領域)を含むパターンデータである。描画後、これを現像して、透光部(C領域)ではレジストが除去され、遮光部(B領域)及び半透光部(A領域)にはレジストが残存するレジストパターン23bを形成する(図2(g)参照)。
なお、残存するレジストパターン23bは、酸素アッシング等を用いて除去する(図2(i)参照)。
なお、本実施の形態では、ポジ型のレジストを用いた場合を例示したが、ネガ型レジストを用いてもよい。この場合、描画データが反転するだけで、工程は上述と全く同様にして実施できる。
図3に、上記実施の形態のグレートーンマスク30を用いた液晶表示装置等の被処理体の製造工程の一例を示す。
同図(a)に示す被処理体製造用基板40は、基材41上に、例えば第1の金属膜42と第2の金属膜43とが形成されており、さらにその上にポジ型フォトレジスト膜44が形成されている(図3(a)参照)。基板40の構成は、製造する被処理体によって異なるので、ここで例示した構成はあくまでも一例である。被処理体の種類によって、金属膜の他に絶縁膜や半導体膜等を有する場合もあり、また層数もここで例示したものに限定されるわけではない。
しかる後、第2レジストパターン44bをマスクとして、上記半透光部に対応する領域の第2の金属膜43をエッチングして第2の金属膜パターン43aを形成し(図3(e)参照)、最後に残存した第2レジストパターン44bを剥離する(図3(f)参照)。第2の金属膜43は上記半透光部における遮光部との境界近傍に対応する領域では上述のエッチングによりテーパ形状のパターンに形成される。
即ち、本実施の形態のグレートーンマスクは、図4(a)の上側に示すように、半透光部においては遮光部との境界近傍にのみ半透光膜24bが形成されている。このようなグレートーンマスクは、例えば前述の図2(g)の工程において、半透光部における遮光部との境界近傍以外の半透光部にはレジスト膜を形成しないことによって得られる。
このグレートーンマスクを用いて、たとえば基材41上に金属膜42とポジ型フォトレジスト膜44が形成された被処理体製造用基板のポジ型フォトレジスト膜44を露光し、現像することにより、グレートーンマスクの半透光部における遮光部との境界近傍に対応する領域のフォトレジスト膜をテーパ形状とするレジストパターン44cが形成される(図4(b)参照)。
次に、レジストパターン44cをマスクとして、金属膜42をエッチングして金属膜パターン42aを形成し(図4(c)参照)、残存したレジストパターン44cを剥離する(図4(d)参照)。金属膜42は上記半透光部における遮光部との境界近傍に対応する領域ではテーパ形状のパターンに形成される。
22 遮光膜
23 レジスト膜
24 半透光膜
20 マスクブランクス
30 グレートーンマスク
100 マスクパターン
101 遮光部パターン
102 透光部パターン
103 半透光部パターン
Claims (8)
- 遮光部、透光部及び半透光部を有するグレートーンマスクであって、該グレートーンマスクを用いて露光する被処理体における感光性材料層への露光量を、前記遮光部と透光部と半透光部とで異ならしめることにより、異なる膜厚の感光性材料層からなる被処理体の処理を行うためのマスク層を被処理体上に得るために用いられるグレートーンマスクにおいて、
前記遮光部が、透明基板上に設けられた遮光膜及びその上に成膜された半透光膜より形成され、前記半透光部は、半透光部に対応する領域を露出させた透明基板上に成膜された半透光膜より形成されていることを特徴とするグレートーンマスク。 - 前記遮光膜及び半透光膜を、エッチング特性が同じか或いは近似した膜材料で構成することを特徴とする請求項1記載のグレートーンマスク。
- 前記グレートーンマスクは遮光部と半透光部とが隣接する部分を有し、前記半透光部を形成する半透光膜の膜厚が半透光部における前記遮光部との境界近傍において他の半透光部よりも厚いことを特徴とする請求項1又は2記載のグレートーンマスク。
- 前記被処理体の処理がエッチング処理であり、前記グレートーンマスクは遮光部と半透光部とが隣接する部分を有し、前記半透光部における前記遮光部との境界近傍に対応する被処理体のパターン形状が、テーパ形状であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のグレートーンマスク。
- 遮光部、透光部及び半透光部を有するグレートーンマスクの製造方法であって、
透明基板上に遮光膜が形成されたマスクブランクスを準備する工程と、
前記マスクブランクス上に前記遮光部及び透光部に対応する領域のレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングすることにより、前記半透光部に対応する領域の透明基板を露出させる工程と、
前記工程で残存したレジストパターンを除去し、得られた基板上の全面に半透光膜を成膜することにより、半透光部を形成する工程と、
前記遮光部及び半透光部に対応する領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した半透光膜及び遮光膜をエッチングすることにより、透光部及び遮光部を形成する工程と、
を有することを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。 - 前記遮光膜及び半透光膜を、エッチング特性が同じか或いは近似した膜材料で形成し、同一エッチング液又は同一エッチングガスで処理することを特徴とする請求項5記載のグレートーンマスクの製造方法。
- 遮光部、透光部及び半透光部を有するグレートーンマスクを用いて被処理体における感光性材料層へ露光を行い、該被処理体における感光性材料層への露光量を、前記遮光部と透光部と半透光部とで異ならしめることにより、異なる膜厚の感光性材料層からなるマスク層を被処理体上に得る工程と、
前記異なる膜厚の感光性材料層からなるマスク層を適宜使い分けて被処理体の処理を行なって、被処理体にパターンを形成する工程とを有する被処理体の製造方法において、
前記グレートーンマスクは、前記遮光部が、透明基板上に設けられた遮光膜及びその上に成膜された半透光膜より形成され、前記半透光部は、半透光部に対応する領域を露出させた透明基板上に成膜された半透光膜より形成されていることを特徴とする被処理体の製造方法。 - 前記被処理体の処理がエッチング処理であり、前記グレートーンマスクは遮光部と半透光部とが隣接する部分を有し、前記半透光部における前記遮光部との境界近傍に対応する被処理体のパターン形状が、テーパ形状であることを特徴とする請求項7記載の被処理体の製造方法。
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