JP2007249198A - Manufacturing method for four-gradation photomask, and photomask blank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置(Liquid Crystal Display:以下、LCDと称する)の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下、TFTと称する)などの製造に好適に使用される4階調フォトマスクの製造方法、及びこの4階調フォトマスクの製造方法に用いられるフォトマスクブランクに関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a four-tone photomask suitably used for manufacturing a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) of a liquid crystal display (Liquid Crystal Display: hereinafter referred to as LCD) and the like, and The present invention relates to a photomask blank used in the manufacturing method of this four-tone photomask.
光透過率が3段階以上の多段階に変化する多階調フォトマスクが、特許文献1に開示されている。この多階調フォトマスクは、光学素子の屈折面や反射面を創成する際に使用される。
A multi-tone photomask whose light transmittance changes in multiple stages of three or more stages is disclosed in
上記公報記載の多階調フォトマスクは、まず、透光性基板上に形成された金属化合物等の膜上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜を露光して描画し、現像して第1レジストパターンを形成する。そして、この第1レジストパターンをマスクにして上記金属化合物等の膜をエッチングする。 In the multi-tone photomask described in the above publication, first, a resist film is formed on a film of a metal compound or the like formed on a light-transmitting substrate, the resist film is exposed, drawn, developed, and developed. A resist pattern is formed. Then, the film of the metal compound or the like is etched using the first resist pattern as a mask.
次に、上記金属化合物等の膜上に再度レジスト膜を形成し、このレジスト膜を露光・描画して現像し、第2レジストパターンを形成する。そして、この第2レジストパターンをマスクにして上記金属化合物等の膜を再度エッチングする。上述のレジストパターンの形成と金属化合物等の膜のエッチングとを所望回数繰り返すことで、多階調のフォトマスクを製造している。
ところが、上記公報記載の多階調フォトマスクの製造方法では、金属化合物等の膜をエッチングする回数と、そのエッチング加工用のレジストパターンを形成するための露光・描画回数とが同一回数であるため、露光・描画回数が増大してしまう。例えば、光透過率を4段階に変化させる4階調のフォトマスクを製造するためには、露光・描画回数を3回実施しなければならない。 However, in the multi-tone photomask manufacturing method described in the above publication, the number of times of etching a film such as a metal compound is the same as the number of times of exposure / drawing for forming a resist pattern for the etching process. The number of exposure / drawing increases. For example, in order to manufacture a four-gradation photomask that changes the light transmittance in four steps, the number of exposures / drawings must be performed three times.
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、4階調のフォトマスクをフォトグラフィ工程により少ない描画回数で製造できる4階調のフォトマスクの製造方法、及びこの製造方法に用いられるフォトマスクブランクを提供することにある。 An object of the present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and a manufacturing method of a four-tone photomask capable of manufacturing a four-tone photomask with a small number of drawing operations by a photolithography process, and the manufacturing method. It is to provide a photomask blank used in the manufacturing process.
本発明の第1の態様は、
遮光部、透光部、及びそれぞれ異なる光透過率の第1半透光部と第2半透光部を有する4階調フォトマスクの製造方法において、
透光性基板上に、互いのエッチングに対して耐性を有する材料からなる第1半透光膜と遮光膜とが順次成膜されたフォトマスクブランクを準備する工程と、
このフォトマスクブランクの上記遮光膜上に、前記透光部及び前記第2半透光部を開口領域とした第1レジストパターンを形成する工程と、
上記第1レジストパターンをマスクに上記遮光膜をエッチングした後、上記第1半透光膜をエッチングし、更に上記第1レジストパターンを剥離する工程と、
次に、上記透光性基板及び上記遮光膜上に第2半透光膜を成膜する工程と、
当該第2半透光膜上に、前記透光部及び前記第1半透光部を開口領域とした第2レジス
トパターンを形成する工程と、
上記第2レジストパターンをマスクに上記第2半透光膜及び上記遮光膜をエッチングした後、上記第2レジストパターンを除去して、前記透光部、前記遮光部、前記第1半透光部及び前記第2半透光部を形成する工程と、
を有する4階調フォトマスクの製造方法である。
The first aspect of the present invention is:
In a method for manufacturing a four-tone photomask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a first semi-transmissive portion and a second semi-transmissive portion having different light transmittances, respectively.
Preparing a photomask blank in which a first semi-transparent film and a light-shielding film made of materials having resistance to mutual etching are sequentially formed on a translucent substrate;
Forming a first resist pattern having the light-transmitting portion and the second semi-light-transmitting portion as an opening region on the light-shielding film of the photomask blank;
Etching the light-shielding film using the first resist pattern as a mask, etching the first semi-transparent film, and further peeling the first resist pattern;
Next, forming a second semi-transparent film on the translucent substrate and the light shielding film,
Forming a second resist pattern having the light-transmitting portion and the first semi-light-transmitting portion as an opening region on the second semi-transmissive film;
The second semi-transparent film and the light-shielding film are etched using the second resist pattern as a mask, and then the second resist pattern is removed, so that the light-transmitting part, the light-shielding part, and the first semi-transparent part And forming the second semi-transparent part,
Is a method of manufacturing a four-tone photomask having
本発明の第2の態様は、
遮光部、透光部、及びそれぞれ異なる光透過率の第1半透光部と第2半透光部を有する4階調フォトマスクの製造方法において、
透光性基板上に、互いのエッチングに対して耐性を有する材料からなる第1半透光膜と遮光膜とが順次成膜されたフォトマスクブランクを準備する工程と、
このフォトマスクブランクの上記遮光膜上に、前記透光部及び前記第2半透光部を開口領域とした第1レジストパターンを形成する工程と、
上記第1レジストパターンをマスクに上記遮光膜をエッチングした後、上記第1レジストパターンを剥離し、上記遮光膜をマスクに上記第1半透光膜をエッチングする工程と、
次に、上記透光性基板及び上記遮光膜上に第2半透光膜を成膜する工程と、
当該第2半透光膜上に、前記透光部及び前記第1半透光部を開口領域とした第2レジストパターンを形成する工程と、
上記第2レジストパターンをマスクに上記第2半透光膜及び上記遮光膜をエッチングした後、上記第2レジストパターンを除去して、前記透光部、前記遮光部、前記第1半透光部及び前記第2半透光部を形成する工程と、
を有する4階調フォトマスクの製造方法である。
The second aspect of the present invention is:
In a method for manufacturing a four-tone photomask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a first semi-transmissive portion and a second semi-transmissive portion having different light transmittances, respectively.
Preparing a photomask blank in which a first semi-transparent film and a light-shielding film made of materials having resistance to mutual etching are sequentially formed on a translucent substrate;
Forming a first resist pattern having the light-transmitting portion and the second semi-light-transmitting portion as an opening region on the light-shielding film of the photomask blank;
Etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask, then peeling the first resist pattern and etching the first semi-transparent film using the light shielding film as a mask;
Next, forming a second semi-transparent film on the translucent substrate and the light shielding film,
Forming a second resist pattern having the light-transmitting portion and the first semi-light-transmitting portion as an opening region on the second semi-transmissive film;
The second semi-transparent film and the light-shielding film are etched using the second resist pattern as a mask, and then the second resist pattern is removed, so that the light-transmitting part, the light-shielding part, and the first semi-transparent part And forming the second semi-transparent part,
Is a method of manufacturing a four-tone photomask having
本発明の第3の態様は、
上記第2半透光膜は、上記遮光膜と同様のエッチングが可能な材料からなる本発明の第1又は2の態様に記載の4階調フォトマスクの製造方法である。
The third aspect of the present invention is:
The second semi-transparent film is the four-tone photomask manufacturing method according to the first or second aspect of the present invention, which is made of a material that can be etched in the same manner as the light-shielding film.
本発明の第4の態様は、
上記第1半透光膜が、モリブデンシリサイドを主成分とした材料からなり、上記遮光膜及び上記第2半透光膜がクロムを主成分とした材料からなる本発明の第1〜3の態様のいずれかに記載の4階調フォトマスクの製造方法である。
The fourth aspect of the present invention is:
The first to third aspects of the present invention, wherein the first semi-transparent film is made of a material containing molybdenum silicide as a main component, and the light shielding film and the second semi-transparent film are made of a material containing chromium as a main component. The method for producing a four-tone photomask according to any one of the above.
本発明の第5の態様は、
本発明の第1〜4の態様のいずれかに記載の4階調フォトマスクの製造方法に用いるためのフォトマスクブランクであって、
透光性基板と、前記透光性基板上に第1半透光膜と遮光膜とが積層されたパターンと、前記透光性基板上及び当該パターン上に成膜された第2半透光膜と、を有するフォトマスクブランクである。
According to a fifth aspect of the present invention,
A photomask blank for use in the method for producing a four-tone photomask according to any one of the first to fourth aspects of the present invention,
A translucent substrate, a pattern in which a first semi-transparent film and a light-shielding film are stacked on the translucent substrate, and a second semi-transparent film formed on the translucent substrate and the pattern. A photomask blank having a film.
本発明の第6の態様は、
遮光部、透光部、及びそれぞれ異なる光透過率の第1半透光部と第2半透光部を有する4階調フォトマスクの製造方法において、
透光性基板上に、第1半透光膜、第2半透光膜及び遮光膜が順次成膜され、これらの第1半透光膜及び遮光膜と上記第2半透光膜とが互いのエッチングに対して耐性を有する材料からなるフォトマスクブランクを準備する工程と、
このフォトマスクブランクの上記遮光膜上に、前記透光部及び前記第1半透光部を開口領域とした第1レジストパターンを形成する工程と、
上記第1レジストパターンをマスクに上記遮光膜をエッチングした後、上記第2半透光膜をエッチングし、更に上記第1レジストパターンを剥離する工程と、
次に、前記透光部及び前記第2半透光部を開口領域とした第2レジストパターンを形成
する工程と、
上記第2レジストパターンをマスクに上記遮光膜及び上記第1半透光膜をエッチングした後、上記第2レジストパターンを除去して、前記透光部、前記遮光部、前記第1半透光部及び前記第2半透光部を形成する工程と、
を有する4階調フォトマスクの製造方法である。
The sixth aspect of the present invention is:
In a method for manufacturing a four-tone photomask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a first semi-transmissive portion and a second semi-transmissive portion having different light transmittances, respectively.
A first semi-transparent film, a second semi-transparent film, and a light-shielding film are sequentially formed on the translucent substrate, and the first semi-transparent film, the light-shielding film, and the second semi-transparent film are formed. Preparing a photomask blank made of a material resistant to mutual etching;
Forming a first resist pattern having the light-transmitting portion and the first semi-light-transmitting portion as an opening region on the light-shielding film of the photomask blank;
Etching the light-shielding film using the first resist pattern as a mask, etching the second semi-transparent film, and further peeling the first resist pattern;
Next, a step of forming a second resist pattern having the light-transmitting portion and the second semi-light-transmitting portion as opening regions;
After the light shielding film and the first semi-transparent film are etched using the second resist pattern as a mask, the second resist pattern is removed, and the light transmitting part, the light shielding part, and the first semi light transmitting part are removed. And forming the second semi-transparent part,
Is a method of manufacturing a four-tone photomask having
本発明の第7の態様は、
遮光部、透光部、及びそれぞれ異なる光透過率の第1半透光部と第2半透光部を有する4階調フォトマスクの製造方法において、
透光性基板上に、第1半透光膜、第2半透光膜及び遮光膜が順次成膜され、これらの第1半透光膜及び遮光膜と上記第2半透光膜とが互いのエッチングに対して耐性を有する材料からなるフォトマスクブランクを準備する工程と、
このフォトマスクブランクの上記遮光膜上に、前記透光部及び前記第1半透光部を開口領域とした第1レジストパターンを形成する工程と、
上記第1レジストパターンをマスクに上記遮光膜をエッチングした後、上記第1レジストパターンを剥離し、上記遮光膜をマスクに上記第2半透光膜をエッチングする工程と、
次に、前記透光部及び前記第2半透光部を開口領域とした第2レジストパターンを形成する工程と、
上記第2レジストパターンをマスクに上記遮光膜及び上記第1半透光膜をエッチングした後、上記第2レジストパターンを除去して、前記透光部、前記遮光部、前記第1半透光部及び前記第2半透光部を形成する工程と、
を有する4階調フォトマスクの製造方法である。
The seventh aspect of the present invention is
In a method for manufacturing a four-tone photomask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a first semi-transmissive portion and a second semi-transmissive portion having different light transmittances, respectively.
A first semi-transparent film, a second semi-transparent film, and a light-shielding film are sequentially formed on the translucent substrate, and the first semi-transparent film, the light-shielding film, and the second semi-transparent film are formed. Preparing a photomask blank made of a material resistant to mutual etching;
Forming a first resist pattern having the light-transmitting portion and the first semi-light-transmitting portion as an opening region on the light-shielding film of the photomask blank;
Etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask, then peeling the first resist pattern and etching the second semi-transparent film using the light shielding film as a mask;
Next, a step of forming a second resist pattern having the light-transmitting portion and the second semi-light-transmitting portion as opening regions;
After the light shielding film and the first semi-transparent film are etched using the second resist pattern as a mask, the second resist pattern is removed, and the light transmitting part, the light shielding part, and the first semi light transmitting part are removed. And forming the second semi-transparent part,
Is a method of manufacturing a four-tone photomask having
本発明の第8の態様は、
上記第1半透光膜と上記遮光膜とが同様のエッチング剤によってエッチングが可能である本発明の第6又は7の態様に記載の4階調フォトマスクの製造方法である。
The eighth aspect of the present invention is
The four-tone photomask manufacturing method according to the sixth or seventh aspect of the present invention, wherein the first semi-transparent film and the light-shielding film can be etched with the same etching agent.
本発明の第9の態様は、
上記第2半透光膜が、モリブデンシリサイドを主成分とした材料からなり、上記第1半透光膜及び上記遮光膜がクロムを主成分とした材料からなる本発明の第8の態様に記載の4階調フォトマスクの製造方法である。
The ninth aspect of the present invention provides
In the eighth aspect of the present invention, the second semi-transparent film is made of a material mainly composed of molybdenum silicide, and the first semi-transparent film and the light-shielding film are made of a material mainly composed of chromium. The four-tone photomask manufacturing method.
本発明の第10の態様は、
本発明の第6〜9の態様のいずれかに記載の4階調フォトマスクの製造方法に用いるためのフォトマスクブランクであって、
透光性基板と、前記透光性基板上に順次積層された第1半透光膜、第2半透光膜及び遮光膜と、を有するフォトマスクブランクである。
The tenth aspect of the present invention provides
A photomask blank for use in the method for producing a four-tone photomask according to any one of the sixth to ninth aspects of the present invention,
A photomask blank comprising a translucent substrate, and a first semi-transparent film, a second semi-transparent film, and a light-shielding film sequentially stacked on the translucent substrate.
請求項1乃至5のいずれかに記載の発明によれば、透光性基板上に、互いのエッチング
に対し耐性を有する材料からなる第1半透光膜と遮光膜とが順次成膜され、この遮光膜上に、好ましくは遮光膜と同様のエッチングが可能な材料からなる第2半透光膜が成膜されることから、互いにエッチング耐性がある膜とない膜との組合せにより、フォトリソグラフィ工程によって描画回数を低減して4階調フォトマスクを製造できる。
According to the invention according to any one of
請求項6乃至10のいずれかに記載の発明によれば、透光性基板上に、第1半透光膜
、第2半透光膜及び遮光膜が順次成膜され、第1半透光膜と遮光膜とが同様のエッチングが可能であり、これらの第1半透光膜及び遮光膜と第2半透光膜とが互いのエッチングに対して耐性を有する材料からなることから、互いにエッチング耐性がある膜とない膜との組合せにより、フォトリソグラフィ工程によって描画回数を低減して4階調フォトマスク
を製造できる。
According to the invention of any one of claims 6 to 10, the first semi-transparent film, the second semi-transparent film, and the light-shielding film are sequentially formed on the translucent substrate, and the first semi-transparent film is formed. Since the film and the light-shielding film can be etched in the same manner, the first semi-transparent film and the light-shielding film and the second semi-transparent film are made of materials having resistance to mutual etching. A combination of a film having etching resistance and a film having no etching resistance can reduce the number of times of drawing by a photolithography process and manufacture a four-tone photomask.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
[A]第1の実施の形態(図1、図2)
図1は、本発明に係る4階調フォトマスクの製造方法における第1の実施の形態である4階調グレートーンマスクの製造工程を示す工程図である。図2は、図1の製造工程により製造された4階調グレートーンマスクを示し、(A)が平面図、(B)が側断面図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[A] First embodiment (FIGS. 1 and 2)
FIG. 1 is a process diagram showing a manufacturing process of a four-tone gray-tone mask according to the first embodiment of the method for manufacturing a four-tone photomask according to the present invention. 2A and 2B show a four-tone gray-tone mask manufactured by the manufacturing process of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a side sectional view.
図2に示すグレートーンマスク10は、例えば液晶表示装置(LCD)の薄膜トランジスタ(TFT)やカラーフィルタ、またはプラズマディスプレイパネル(PDP)などを製造するために用いられるものであり、被転写体11上に、膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターン12を形成するものである。尚、図2(B)中において符号19A、19B、19Cは、被転写体11において積層された膜を示す。
A
上記グレートーンマスク10は、当該グレートーンマスク10の使用時に露光光を遮光(光透過率が略0%)させる遮光部13と、露光光を略100%透過させる透光部14と、露光光の透過率を20〜50%程度に低減させる第1半透光部15A及び第2半透光部15Bとを有して構成される。このように、遮光部13及び透光部14の他に半透光部を有するフォトマスクがグレートーンマスクと称される。上記第1半透光部15Aと第2半透光部15Bとは光透過率が異なり、本実施の形態では、第1半透光部15Aの光透過率が第2半透光部15Bの光透過率よりも低く設定されている。従って、上記グレートーンマスク10は、露光光の透過率が4段階に異なる4階調のグレートーンマスクとなっている。
The
上記第1半透光部15Aは、ガラス基板等の透光性基板16の表面に光半透過性の第1半透光膜17Aが設けられて構成される。また、第2半透光部15Bは、透光性基板16の表面に光半透過性の第2半透光膜17Bが設けられて構成される。更に、遮光部13は、透光性基板16の表面に、上記第1半透光膜17A、遮光膜18及び上記第2半透光膜17Bが順次積層されて構成される。
The first
上記第1半透光膜17Aは、金属とシリコンを含む薄膜であり、モリブデンシリサイド(MoSi)を主成分とする膜が好ましく、例えばMoSi(MoSi2)、MoSiN、MoSiON、MoSiCON等が挙げられる。また、第2半透光膜17B及び遮光膜18は、クロムを主成分とする膜であり、遮光膜18はクロム、第2半透光膜17Bは窒化クロム、酸化クロム、酸窒化クロム、フッ化クロム等が好ましい。第1半透光部15Aの光透過率は、第1半透光膜17Aの膜材質と膜厚との選定によって設定される。また、第2半透光部15Bの光透過率は、第2半透光膜17Bの膜材質と膜厚との選定によって設定される。更に、遮光部13の光透過率は、第1半透光膜17A、第2半透光膜17B及び遮光膜18の膜材質と膜厚との選定によって設定される。
The first
上述のような4階調のグレートーンマスク10を使用したとき、遮光部13では露光光が透過せず、第2半透光部15Bでは露光光が低減され、第1半透光部15Aでは、第2半透光部15Bよりも露光光が更に低減されるため、被転写体11上に付着したレジスト膜(ポジ型フォトレジスト膜)は、遮光部13に対応する部分で膜厚が最も高くなり、第1半透光部15Aに対応する部分で膜厚が次に厚くなり、第2半透光部15Bに対応する部分で膜厚が薄くなり、透光部14に対応する部分で膜がないレジストパターン12を形成する。なお、レジスト膜をネガ型フォトレジスト膜とした場合には、各部に対応するレジスト膜の膜厚は上記の逆になる。
When the four-tone gray-
そして、レジストパターン12の膜のない部分(透光部14に対応する部分)で、被転写体11における例えば膜19A、19B及び19Cに第1エッチングを実施する。続いて、レジストパターン12の膜のうち最も膜厚が薄い部分(第2半透光部15Bに対応する部分)をアッシング等によって除去し、この部分(第2半透光部15Bに対応する部分)で、被転写体11における例えば膜19B及び19Cに第2エッチングを実施する。続いて、レジストパターン12の膜のうち次に膜厚が薄い部分(第1半透光部15Aに対応する部分)をアッシング等によって除去し、この部分(第1半透光部15Aに対応する部分)で、被転写体11における例えば膜19Cに第3エッチングを実施する。このようにして、1枚のグレートーンマスク10を用いて、従来のフォトマスク3枚分の工程が実施されることになり、マスク枚数が削減される。
Then, first etching is performed on, for example, the films 19 </ b> A, 19 </ b> B, and 19 </ b> C in the transferred object 11 at a portion of the resist
ところで、上述のような4階調グレートーンマスク10を製造する製造工程を、図1を用いて以下に述べる。
A manufacturing process for manufacturing the above-described four-tone gray-
まず、透光性基板16の表面に、第1半透光膜17A、遮光膜18を順次成膜する工程を実施してフォトマスクブランク20を形成し、準備する(図1(A))。この第1半透光膜17Aと遮光膜18は、グレートーンマスク10の製造工程において、互いのエッチングに対し耐性を有する膜になっている。たとえば、第1半透光膜17Aは、クロム用エッチングガスまたは液に対して耐性を有し、遮光膜18は、MoSi用エッチングガスまたは液に対して耐性を有する素材(材料)を選択することが出来る。
First, a
次に、上記フォトマスクブランク20の遮光膜18上にレジスト膜(ポジ型フォトレジスト膜)を成膜する。続いて、このレジスト膜を電子線またはレーザーを用いた描画装置によって露光して描画し、現像して、第1レジストパターン21を形成する(図1(B))。この第1レジストパターン21は、製造されるグレートーンマスク10の透光部14及び第2半透光部15Bを開口領域とする形状に形成される。
Next, a resist film (positive photoresist film) is formed on the
次に、この第1レジストパターン21が形成されたフォトマスクブランク20の遮光膜18を、クロム用エッチングガスまたは液を用い、第1レジストパターン21をマスクにしてドライエッチングまたはウェットエッチングする(図1(C))。このエッチングにより、遮光膜18に遮光膜パターン22が形成される。また、第1半透光膜17Aは、クロム用エッチングガスまたは液に対して耐性を有することから、この遮光膜18のエッチング時にはエッチングされにくい。
Next, the light-shielding
遮光膜パターン22の形成後、第1レジストパターン21を剥離し(図1(D))、その後、遮光膜パターン22をマスクにし、第1半透光膜17Aをドライまたはウェットエッチングして第1半透光膜パターン23を形成する(図1(E))。または、上記遮光膜パターン22の形成後、第1レジストパターン21及び遮光膜パターン22をマスクにし、第1半透光膜17Aをドライまたはウェットエッチングして第1半透光膜パターン23を形成し、その後に上記第1レジストパターン21を剥離してもよい。これらのウェットまたはドライエッチングにおいて、遮光膜18は、MoSi用エッチングガスまたは液に対して耐性を有するため、この第1半透光膜17Aのエッチング時にエッチングされることがない。また、上記MoSi用エッチング液としては、例えば弗化水素酸、珪弗化水素酸、弗化水素アンモニウムから選ばれる少なくとも一つの弗素化合物と、過酸化水素、硝酸、硫酸から選ばれる少なくとも一つの酸化剤を含むものが使用される。
After the formation of the light
上述のようにして第1半透光膜パターン23を形成後、遮光膜18上及び露出した透光性基板16上に第2半透光膜17Bを成膜して、他のフォトマスクブランク24、すなわち、透光性基板16と、この透光性基板16上に第1半透光膜17Aと遮光膜18とが積
層されたパターンと、露出した透光性基板16上及び当該パターン上に成膜された第2半透光膜17Bと、を有するフォトブランクマスク24を形成する(図1(F))。なお、第2半透光膜17Bと遮光膜18とは、グレートーンマスク10の製造工程において、互いのエッチングに対して耐性が小さい膜である。すなわち、第2半透光膜17Bと遮光膜18とは、同種のエッチングガスまたは液によってエッチングが可能な素材(材料)により構成される。
After forming the first
次に、上記フォトマスクブランク24の第2半透光膜17B上にレジスト膜を成膜する。続いて、このレジスト膜を前述と同様に露光して描画し、現像して、第2レジストパターン25を形成する(図1(G))。この第2レジストパターン25は、透光部14及び第1半透光部15Aを開口領域とする形状に形成される。
Next, a resist film is formed on the second
次に、第2レジストパターン25をマスクにして、前記クロム用エッチングガスまたは液を用い遮光膜18及び第2半透光膜17Bをドライまたはウェットエッチングする(図1(H))。その後、残存する第2レジストパターン25を除去(剥離)して、第1半透光膜17Aからなる第1半透光部15A、第2半透光膜17Bからなる第2半透光部15B、第1半透光膜17A、第2半透光膜17B及び遮光膜18が積層されてなる遮光部13を有する4階調のグレートーンマスク10を製造する(図1(I))。
Next, using the second resist
以上のように構成されたことから、上記実施の形態によれば、次の効果を奏する。グレートーンマスク10の製造工程によれば、透光性基板16と、この透光性基板16上に第1半透光膜17Aと遮光膜18とが積層されたパターンと、この透光性基板16の露出面及び当該パターン上に成膜された第2半透光膜17Bと、を有するフォトブランクマスク24が形成される。そして、第1半透光膜17Aと遮光膜18とは互いのエッチングに対し耐性を有する膜であり、また、遮光膜18と第2半透光膜17Bとは同様のエッチング剤によってエッチングが可能な膜である。このように、互いにエッチング耐性が大きい膜と相対的に小さい膜との組合せにより、フォトリソグラフィ工程による描画回数を2回に低減して、4階調のフォトマスク10を製造できる。
With the configuration as described above, according to the above embodiment, the following effects are obtained. According to the manufacturing process of the
[B]第2の実施の形態(図3、図4)
図3は、本発明に係る4階調フォトマスクの製造方法における第2の実施の形態である4階調グレートーンマスクの製造工程を示す工程図である。図4は、図3の製造工程により製造された4階調グレートーンマスクを示し、(A)が平面図、(B)が側断面図である。この第2の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
[B] Second embodiment (FIGS. 3 and 4)
FIG. 3 is a process diagram showing a manufacturing process of a 4-tone gray-tone mask which is the second embodiment in the method of manufacturing a 4-tone photomask according to the present invention. 4A and 4B show a four-tone gray-tone mask manufactured by the manufacturing process of FIG. 3, in which FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a side sectional view. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図2に示すグレートーンマスク30も、例えば液晶表示装置(LCD)の薄膜トランジスタ(TFT)やカラーフィルタ、またはプラズマディスプレイパネル(PDP)などを製造するために用いられるものであり、被転写体31上に、膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターン32を形成するものである。
The
上記グレートーンマスク30は、当該グレートーンマスク30の使用時に露光光を遮光(光透過率が略0%)させる遮光部33と、露光光を略100%透過させる透光部34と、露光光の透過率を20〜50%程度に低減させる第1半透光部35A及び第2半透光部35Bとを有して構成される。上記第1半透光部35Aと第2半透光部35Bとは光透過率が異なり、本実施の形態では、第1半透光部35Aの光透過率が第2半透光部35Bの光透過率よりも高く設定されている。従って、上記グレートーンマスク30も、前記グレートーンマスク10と同様に、露光光の透過率が4段階に異なる4階調のグレートーンマスクとなっている。
The gray-
上記第1半透光部35Aは、ガラス基板等の透光性基板16の表面に光半透過性の第1半透光膜37Aが設けられて構成される。また、第2半透光部35Bは、透光性基板16の表面に、上記第1半透光膜37Aと光半透過性の第2半透光膜37Bとが積層されて構成される。更に、遮光部33は、透光性基板16の表面に、上記第1半透光膜37A、第2半透光膜37B及び遮光膜38が順次積層されて構成される。
The first
上記第2半透光膜37Bは、金属とシリコンを含む薄膜であり、モリブデンシリサイド(MoSi)を主成分とする膜が好ましく、例えばMoSi(MoSi2)、MoSiN、MoSiON、MoSiCON等が挙げられる。また、第1半透光膜37A及び遮光膜38は、クロムを主成分とする膜であり、遮光膜38はクロム、第1半透光膜37Aは窒化クロム、酸化クロム、酸窒化クロム、フッ化クロム等が好ましい。第1半透光部35Aの光透過率は、第1半透光膜37Aの膜材質と膜厚との選定によって設定される。また、第2半透光部35Bの光透過率は、第1半透光膜37A及び第2半透光膜37Bのそれぞれの膜材質と膜厚との選定によって設定される。
The second
上述のような4階調のグレートーンマスク30を使用したとき、遮光部33では露光光が透過せず、第1半透光部35Aでは露光光が低減され、第2半透光部35Bでは、第1半透光部35Aよりも露光光が更に低減されるため、被転写体31上に付着したレジスト膜(ポジ型フォトレジスト膜)は、遮光部33に対応する部分で膜厚が最も高くなり、第2半透光部35Bに対応する部分で膜厚が次に厚くなり、第1半透光部35Aに対応する部分で膜厚が薄くなり、透光部34に対応する部分で膜がないレジストパターン32を形成する。なお、レジスト膜をネガ型フォトレジスト膜とした場合には、各部に対応するレジスト膜の膜厚は上記の逆になる。
When the four-tone gray-
そして、レジストパターン32の膜のない部分(透光部34に対応する部分)で、被転写体31における例えば膜19A、19B及び19Cに第1エッチングを実施する。続いて、レジストパターン32の膜のうち最も膜厚が薄い部分(第1半透光部35Aに対応する部分)をアッシング等によって除去し、この部分(第1半透光部35Aに対応する部分)で、被転写体31における例えば膜19B及び19Cに第2エッチングを実施する。続いて、レジストパターン32の膜のうち次に膜厚が薄いが薄い部分(第2半透光部35Bに対応する部分)をアッシング等によって除去し、この部分(第2半透光部35Bに対応する部分)で、被転写体31における例えば膜19Cに第3エッチングを実施する。このようにして、1枚のグレートーンマスク30を用いて、従来のフォトマスク3枚分の工程が実施されることになり、マスク枚数が削減される。
Then, first etching is performed on, for example, the films 19 </ b> A, 19 </ b> B, and 19 </ b> C in the
ところで、上述のような4階調グレートーンマスク30を製造する製造工程を、図3を用いて以下に述べる。
A manufacturing process for manufacturing the above-described four-tone gray-
まず、透光性基板16の表面に、第1半透光膜37A、第2半透光膜37B及び遮光膜38を順次成膜する工程を実施してフォトマスクブランク40を形成し、準備する(図3(A))。ここで、第2半透光膜37Bと遮光膜38とは、グレートーンマスク30の製造工程において、互いのエッチングに対し耐性を有する膜になっている。たとえば、第2半透光膜37Bは、クロム用エッチングガスまたは液に対して耐性を有し、遮光膜38は、MoSi用エッチングカスまたは液に対して耐性を有する素材(材料)を選択することが出来る。また、第1半透光膜37Aは、遮光膜38と同様なエッチングが可能な材料からなり、従って、第1半透光膜37Aと遮光膜38は、互いのエッチングに対し耐性の小さい膜である。すなわち、第1半透光膜37Aと遮光膜38とは、同種のエッチングガスまたは液によってエッチングが可能な素材(材料)により構成される。
First, a step of sequentially forming a first
次に、上記フォトマスクブランク40の遮光膜38上にレジスト膜(ポジ型フォトレジ
スト膜)を成膜する。続いて、このレジスト膜を電子線またはレーザーを用いた描画装置によって露光して描画し、現像して、第1レジストパターン41を形成する(図3(B))。この第1レジストパターン41は、製造されるグレートーンマスク30の透光部34及び第1半透光部35Aを開口領域とする形状に形成される。
Next, a resist film (positive photoresist film) is formed on the
次に、この第1レジストパターン41が形成されたフォトマスクブランク40の遮光膜38を、クロム用エッチングガスまたは液を用い、第1レジストパターン41をマスクにしてドライエッチングまたはウェットエッチングする(図3(C))。このエッチングにより、遮光膜38に遮光膜パターン42が形成される。また、第2半透光膜37Bは、クロム用エッチングガスまたは液に対して耐性を有することから、この遮光膜38のエッチング時にはエッチングされにくい。
Next, the light-shielding
遮光膜パターン42の形成後、第1レジストパターン41を剥離し、その後、遮光膜パターン42をマスクにし、第2半透光膜37Bをドライまたはウェットエッチングして第2半透光膜パターン43を形成する(図3(D))。または、上記遮光膜パターン42の形成後、第1レジストパターン41及び遮光膜パターン42をマスクにし第2半透光膜37Bをドライまたはウェットエッチングして第2半透光膜パターン43を形成し、その後に上記第1レジストパターン41を剥離してもよい。これらのウェットまたはドライエッチングにおいて、遮光膜38及び第1半透光膜37Aは、MoSi用エッチングガスまたは液に対して耐性を有するため、この第2半透光膜37Bのエッチング時にはエッチングされにくい。
After the formation of the light
上述のようにして第2半透光膜パターン43を形成後、遮光膜38上及び露出した第1半透光膜37A上にレジスト膜を成膜する。続いて、このレジスト膜を前述と同様に露光して描画し、現像して、第2レジストパターン44を形成する(図3(E))。この第2レジストパターン44は、透光部34及び第2半透光部35Bを開口領域とする形状に形成される。
After forming the second
次に、第2レジストパターン44をマスクにして、前記クロム用エッチングガスまたは液を用い、遮光膜38及び第1半透光膜37Aをドライまたはウェットエッチングする(図3(F))。その後、残存する第2レジストパターン44を除去(剥離)して、第1半透光膜37Aからなる第1半透光部35A、第1半透光膜37A及び第2半透光膜37Bが積層されてなる第2半透光部35B、第1半透光膜37A、第2半透光膜37B及び遮光膜38が積層されてなる遮光部33を有する4階調のグレートーンマスク30を製造する(図3(G))。
Next, using the second resist
以上のように構成されたことから、上記実施の形態によれば、次の効果を奏する。グレートーンマスク30の製造工程によれば、透光性基板16と、透光性基板16上に順次積層された第1半透光膜37A、第2半透光膜37B及び遮光膜38と、を有するフォトブランクマスク40が形成される。ここで、第2半透光膜37Bと遮光膜38とは互いのエッチングに対し耐性を有する膜であり、また、第1半透光膜37Aと遮光膜38とは同様のエッチング剤によってエッチングが可能な膜である。このように、互いにエッチング耐性が大きい膜と相対的に小さい膜との組合せにより、フォトリソグラフィ工程による描画回数を2回に低減して、4階調のフォトマスク10を製造できる。
With the configuration as described above, according to the above embodiment, the following effects are obtained. According to the manufacturing process of the
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to this.
10 グレートーンマスク(フォトマスク)
13 遮光部
14 透光部
15A 第1半透光部
15B 第2半透光部
16 透光性基板
17A 第1半透光膜
17B 第2半透光膜
18 遮光膜
20 フォトマスクブランク
21 第1レジストパターン
24 フォトマスクブランク
25 第2レジストパターン
30 グレートーンマスク(フォトマスク)
33 遮光部
34 透光部
35A 第1半透光部
35B 第2半透光部
37A 第1半透光膜
37B 第2半透光膜
38 遮光膜
40 フォトマスクブランク
41 第1レジストパターン
44 第2レジストパターン
10 Gray tone mask (photomask)
13 light-shielding
33 light-shielding
Claims (10)
透光性基板上に、互いのエッチングに対して耐性を有する材料からなる第1半透光膜と遮光膜とが順次成膜されたフォトマスクブランクを準備する工程と、
このフォトマスクブランクの上記遮光膜上に、前記透光部及び前記第2半透光部を開口領域とした第1レジストパターンを形成する工程と、
上記第1レジストパターンをマスクに上記遮光膜をエッチングした後、上記第1半透光膜をエッチングし、更に上記第1レジストパターンを剥離する工程と、
次に、上記透光性基板及び上記遮光膜上に第2半透光膜を成膜する工程と、
当該第2半透光膜上に、前記透光部及び前記第1半透光部を開口領域とした第2レジストパターンを形成する工程と、
上記第2レジストパターンをマスクに上記第2半透光膜及び上記遮光膜をエッチングした後、上記第2レジストパターンを除去して、前記透光部、前記遮光部、前記第1半透光部及び前記第2半透光部を形成する工程と、
を有することを特徴とする4階調フォトマスクの製造方法。 In a method for manufacturing a four-tone photomask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a first semi-transmissive portion and a second semi-transmissive portion having different light transmittances, respectively.
Preparing a photomask blank in which a first semi-transparent film and a light-shielding film made of materials having resistance to mutual etching are sequentially formed on a translucent substrate;
Forming a first resist pattern having the light-transmitting portion and the second semi-light-transmitting portion as an opening region on the light-shielding film of the photomask blank;
Etching the light-shielding film using the first resist pattern as a mask, etching the first semi-transparent film, and further peeling the first resist pattern;
Next, forming a second semi-transparent film on the translucent substrate and the light shielding film,
Forming a second resist pattern having the light-transmitting portion and the first semi-light-transmitting portion as an opening region on the second semi-transmissive film;
The second semi-transparent film and the light-shielding film are etched using the second resist pattern as a mask, and then the second resist pattern is removed, so that the light-transmitting part, the light-shielding part, and the first semi-transparent part And forming the second semi-transparent part,
A method for manufacturing a four-tone photomask, comprising:
透光性基板上に、互いのエッチングに対して耐性を有する材料からなる第1半透光膜と遮光膜とが順次成膜されたフォトマスクブランクを準備する工程と、
このフォトマスクブランクの上記遮光膜上に、前記透光部及び前記第2半透光部を開口領域とした第1レジストパターンを形成する工程と、
上記第1レジストパターンをマスクに上記遮光膜をエッチングした後、上記第1レジストパターンを剥離し、上記遮光膜をマスクに上記第1半透光膜をエッチングする工程と、
次に、上記透光性基板及び上記遮光膜上に第2半透光膜を成膜する工程と、
当該第2半透光膜上に、前記透光部及び前記第1半透光部を開口領域とした第2レジストパターンを形成する工程と、
上記第2レジストパターンをマスクに上記第2半透光膜及び上記遮光膜をエッチングした後、上記第2レジストパターンを除去して、前記透光部、前記遮光部、前記第1半透光部及び前記第2半透光部を形成する工程と、
を有することを特徴とする4階調フォトマスクの製造方法。 In a method for manufacturing a four-tone photomask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a first semi-transmissive portion and a second semi-transmissive portion having different light transmittances, respectively.
Preparing a photomask blank in which a first semi-transparent film and a light-shielding film made of materials having resistance to mutual etching are sequentially formed on a translucent substrate;
Forming a first resist pattern having the light-transmitting portion and the second semi-light-transmitting portion as an opening region on the light-shielding film of the photomask blank;
Etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask, then peeling the first resist pattern and etching the first semi-transparent film using the light shielding film as a mask;
Next, forming a second semi-transparent film on the translucent substrate and the light shielding film,
Forming a second resist pattern having the light-transmitting portion and the first semi-light-transmitting portion as an opening region on the second semi-transmissive film;
The second semi-transparent film and the light-shielding film are etched using the second resist pattern as a mask, and then the second resist pattern is removed, so that the light-transmitting part, the light-shielding part, and the first semi-transparent part And forming the second semi-transparent part,
A method for manufacturing a four-tone photomask, comprising:
透光性基板と、前記透光性基板上に第1半透光膜と遮光膜とが積層されたパターンと、前記透光性基板上及び当該パターン上に成膜された第2半透光膜と、を有することを特徴とするフォトマスクブランク。 A photomask blank for use in the method for producing a four-tone photomask according to claim 1,
A translucent substrate, a pattern in which a first semi-transparent film and a light-shielding film are stacked on the translucent substrate, and a second semi-transparent film formed on the translucent substrate and the pattern. A photomask blank comprising: a film;
透光性基板上に、第1半透光膜、第2半透光膜及び遮光膜が順次成膜され、これらの第
1半透光膜及び遮光膜と上記第2半透光膜とが互いのエッチングに対して耐性を有する材料からなるフォトマスクブランクを準備する工程と、
このフォトマスクブランクの上記遮光膜上に、前記透光部及び前記第1半透光部を開口領域とした第1レジストパターンを形成する工程と、
上記第1レジストパターンをマスクに上記遮光膜をエッチングした後、上記第2半透光膜をエッチングし、更に上記第1レジストパターンを剥離する工程と、
次に、前記透光部及び前記第2半透光部を開口領域とした第2レジストパターンを形成する工程と、
上記第2レジストパターンをマスクに上記遮光膜及び上記第1半透光膜をエッチングした後、上記第2レジストパターンを除去して、前記透光部、前記遮光部、前記第1半透光部及び前記第2半透光部を形成する工程と、
を有することを特徴とする4階調フォトマスクの製造方法。 In a method for manufacturing a four-tone photomask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a first semi-transmissive portion and a second semi-transmissive portion having different light transmittances, respectively.
A first semi-transparent film, a second semi-transparent film, and a light-shielding film are sequentially formed on the translucent substrate, and the first semi-transparent film, the light-shielding film, and the second semi-transparent film are formed. Preparing a photomask blank made of a material resistant to mutual etching;
Forming a first resist pattern having the light-transmitting portion and the first semi-light-transmitting portion as an opening region on the light-shielding film of the photomask blank;
Etching the light-shielding film using the first resist pattern as a mask, etching the second semi-transparent film, and further peeling the first resist pattern;
Next, a step of forming a second resist pattern having the light-transmitting portion and the second semi-light-transmitting portion as opening regions;
After the light shielding film and the first semi-transparent film are etched using the second resist pattern as a mask, the second resist pattern is removed, and the light transmitting part, the light shielding part, and the first semi light transmitting part are removed. And forming the second semi-transparent part,
A method for manufacturing a four-tone photomask, comprising:
透光性基板上に、第1半透光膜、第2半透光膜及び遮光膜が順次成膜され、これらの第1半透光膜及び遮光膜と上記第2半透光膜とが互いのエッチングに対して耐性を有する材料からなるフォトマスクブランクを準備する工程と、
このフォトマスクブランクの上記遮光膜上に、前記透光部及び前記第1半透光部を開口領域とした第1レジストパターンを形成する工程と、
上記第1レジストパターンをマスクに上記遮光膜をエッチングした後、上記第1レジストパターンを剥離し、上記遮光膜をマスクに上記第2半透光膜をエッチングする工程と、
次に、前記透光部及び前記第2半透光部を開口領域とした第2レジストパターンを形成する工程と、
上記第2レジストパターンをマスクに上記遮光膜及び上記第1半透光膜をエッチングした後、上記第2レジストパターンを除去して、前記透光部、前記遮光部、前記第1半透光部及び前記第2半透光部を形成する工程と、
を有することを特徴とする4階調フォトマスクの製造方法。 In a method for manufacturing a four-tone photomask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a first semi-transmissive portion and a second semi-transmissive portion having different light transmittances, respectively.
A first semi-transparent film, a second semi-transparent film, and a light-shielding film are sequentially formed on the translucent substrate, and the first semi-transparent film, the light-shielding film, and the second semi-transparent film are formed. Preparing a photomask blank made of a material resistant to mutual etching;
Forming a first resist pattern having the light-transmitting portion and the first semi-light-transmitting portion as an opening region on the light-shielding film of the photomask blank;
Etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask, then peeling the first resist pattern and etching the second semi-transparent film using the light shielding film as a mask;
Next, a step of forming a second resist pattern having the light-transmitting portion and the second semi-light-transmitting portion as opening regions;
After the light shielding film and the first semi-transparent film are etched using the second resist pattern as a mask, the second resist pattern is removed, and the light transmitting part, the light shielding part, and the first semi light transmitting part are removed. And forming the second semi-transparent part,
A method for manufacturing a four-tone photomask, comprising:
透光性基板と、前記透光性基板上に順次積層された第1半透光膜、第2半透光膜及び遮光膜と、を有することを特徴とするフォトマスクブランク。 A photomask blank for use in the method for producing a four-tone photomask according to claim 6,
A photomask blank comprising: a light-transmitting substrate; and a first semi-light-transmitting film, a second semi-light-transmitting film, and a light-shielding film that are sequentially stacked on the light-transmitting substrate.
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