JP2007256922A - Pattern forming method, method of manufacturing gray tone mask, and pattern transfer method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属及びシリコンを含む薄膜をエッチングによりパターニングするパターン形成方法、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グレートーンマスクの製造方法、及び被転写体上に露光光を露光する工程を有するパターンの転写方法に関する。 The present invention relates to a pattern formation method for patterning a thin film containing metal and silicon by etching, a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) of a liquid crystal display device (hereinafter referred to as LCD), and the like. The present invention relates to a gray tone mask manufacturing method that is preferably used, and a pattern transfer method that includes a step of exposing exposure light onto a transfer target.
LCDのTFTは、CRT(陰極線管)に比較して、薄型にしやすく消費電力が低いという利点から、現在商品化が急速に進んでいる。LCDのTFTは、マトリックス状に配列された各画素にTFTが配列された構造のTFT基板と、各画素に対応して、レッド、グリーン、及びブルーの画素パターンが配列されたカラーフィルタとが液晶相の介在の下に重ね合わされた概略構造を有する。このLCDのTFTでは、製造工程数が多く、TFT基板だけでも5〜6枚のフォトマスクを用いて製造されていた。 LCD TFTs are currently being rapidly commercialized due to the advantages of being thinner and lower in power consumption than CRTs (cathode ray tubes). The TFT of the LCD includes a TFT substrate having a structure in which a TFT is arranged in each pixel arranged in a matrix, and a color filter in which red, green, and blue pixel patterns are arranged corresponding to each pixel. It has a schematic structure superimposed under the intervening phase. This LCD TFT has a large number of manufacturing steps, and the TFT substrate alone is manufactured using 5 to 6 photomasks.
このような状況の下、TFT基板の製造を4枚のフォトマスクを用いて行う方法が提案されている。この方法は、遮光部と透光部と半透光部(グレートーン部)と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ものである。図3及び図4に、グレートーンマスクを用いたTFT基板の製造工程の一例を示す。 Under such circumstances, a method of manufacturing a TFT substrate using four photomasks has been proposed. In this method, the number of masks to be used is reduced by using a photomask (hereinafter referred to as a gray tone mask) having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-light transmitting portion (gray tone portion). 3 and 4 show an example of a manufacturing process of a TFT substrate using a gray tone mask.
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グラフィー工程によりゲート電極2が形成される。その後、ゲート絶縁膜3、第1半導体膜(a−Si)4、第2半導体膜(N+a−Si)5、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3(A))。
A metal film for a gate electrode is formed on the
次に、遮光部101と透光部102と半透光部(グレートーン部)103とを有するグレートーンマスク100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チャン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とを覆い、且つTFTチャン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3(B))。
Next, the positive
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3(C))。次に、酸素によるアッシングによってレジスト膜7を全体的に減少させて、チャンネル部形成領域の薄いレジスト膜を除去し、第2レジストパターン7Bを形成する(図4(A))。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がエッチングされてソース/ドレイン6A、6Bが形成され、次いで第2半導体膜5をエッチングする(図4(B))。最後に、残存した第2レジストパターン7Bを剥離する(図4(C))。
Next, the source /
ここで用いられるグレートーンマスク100は、図5(H)に示すグレートーンマスク200と同様のマスクである。このグレートーンマスク200は、遮光膜101と透光部102とグレートーン部103とを有するものである。上記グレートーン部103は、特許文献1に記載のように、光半透過性のハーフトーン膜(半透光膜)から構成されている。この半透光膜を用いることで、グレートーン部103による露光量を少なくしてハーフトーン露光を実施することができる。
The
グレートーン部103が半透光膜から構成されたことから、設計においては、全体の透過率がどのくらい必要かを検討するのみで足り、グレートーンマスク200の製造においても、半透光膜の膜種(膜材質)や膜厚を選択するだけでグレートーンマスク200の生産が可能となる。従って、グレートーンマスク200の製造では、半透光膜の膜厚制御を行うだけで足り、比較的管理が容易である。また、TFTチャンネル部をグレートーンマスク200のグレートーン部103で形成する場合、半透光膜103であればフォトリソグラフィー工程により容易にパターンニングが実施できるので、TFTチャンネル部の形状も複雑な形状が可能となる。
Since the
上述のようなグレートーンマスク200の製造は、まず、透光性基板104上に半透光膜105及び遮光膜106を順次形成したマスクブランク107を準備する(図5(A))。上記半透光膜105としては、モリブデン及びシリコンを含む膜、例えばMoSi膜が用いられる。また、遮光膜106は、例えばクロムを主成分とする膜である。
In manufacturing the
次に、上記マスクブランク106の遮光膜106上に、透光部102を開口領域とした第1レジストパターン108を形成する(図5(B))。そして、この第1レジストパターン108をマスクにして、クロム用エッチング液を用い遮光膜106をエッチングして遮光膜パターン109を形成する(図5(C))。その後、同様に上記第1レジストパターン108をマスクにして、MoSi用エッチング液を用い半透光膜105をエッチングして透光部102を形成する(図5(D))。この透光部102の形成後、残存する第1レジストパターン108を剥離する(図5(E))。
Next, a
次に、遮光膜パターン109上に、グレートーン部103を開口領域とした第2レジストパターン110を形成し(図5(F))、この第2レジストパターン110をマスクにして、クロム用エッチング液を用いて遮光膜106をエッチングし、遮光部101及びグレートーン部103を形成する(図5(G))。最後に、残存した第2レジストパターン110を除去して、グレートーンマスク200を製造する(図5(H))。
Next, a
上述のように、グレートーン部103が半透光膜105からなるグレートーンマスク200を製造する際には、図5(D)に示すように、第1レジストパターン108をマスクにして、MoSi用エッチング液を用い半透光膜105(MoSi膜)をウェットエッチングしている。このとき、第1レジストパターン108のレジストとMoSi用エッチング液とが化学反応して異物が生成される場合があり、この異物が、図5(E)に示す透光性基板104上や、遮光膜パターン109の遮光膜106上に付着してしまうと不都合である。
As described above, when manufacturing the
第1レジストパターン108を形成するレジストとしては、例えば、ノボラック系レジストを用いる場合が多い。ノボラック系レジストは、量産性、低コストの観点から有利であるためである。また、MoSi用エッチング液としては、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とを含むエッチング液を用いる場合が多い。ただし、レジストの種類とエッチング液の含有成分との組み合わせによっては、レジストとエッチング液とが化学反応して、フッ化物系有機物を主成分とする異物が生ずる場合がある。これらの異物は、一旦透光性基板104や遮光膜106に付着すると、通常行われる酸洗浄やアルカリ洗浄で洗浄しても除去することが非常に困難である。
As a resist for forming the
更に、上記レジストは、上記エッチング液に触れると、遮光膜106との付着性が低下する場合が多く、エッチング中に剥離しやすくなる。剥離したレジストは、エッチング液中を浮遊し、異物として基板に再付着する懸念がある。この再付着した異物は、多くの場合、エッチング液との反応により上記の有機物を生成しているため、基板に強固に付着しやすい。
Further, when the resist comes into contact with the etching solution, the adhesion to the
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、レジストがエッチング液と接触することにより生成された異物が、基板や当該基板上の膜に付着することを防止できるパターン形成方法、及びグレートーンマスクの製造方法を提供することにある。 The object of the present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and pattern formation that can prevent foreign matter generated by contact of a resist with an etching solution from adhering to a substrate or a film on the substrate. It is to provide a method and a method of manufacturing a gray-tone mask.
請求項1に記載の発明に係るパターン形成方法は、基板上に形成された、金属及びシリコンを含む薄膜をエッチングによりパターニングする工程を含むパターン形成方法において、上記薄膜上に、当該薄膜のエッチングに対し耐性を有する無機系エッチングマスク層を形成する工程と、上記無機系エッチングマスク層上に、所望のレジストパターンを形成する工程と、上記レジストパターンをマスクにして上記無機系エッチングマスク層を、上記薄膜がエッチング耐性を有する無機系エッチングマスク層用エッチング液を用いてエッチングする工程と、上記無機系エッチングマスク層をエッチングした後に、残存した上記レジストパターンを剥離する工程と、上記無機系エッチングマスク層をマスクにして、薄膜用エッチング液を用いて上記薄膜をエッチングする工程と、上記無機系エッチングマスク層の所望部分以外を除去する工程と、を有することを特徴とするものである。
A pattern forming method according to an invention of
請求項2に記載の発明に係るパターン形成方法は、請求項1に記載の発明において、上記金属及びシリコンを含む薄膜が、モリブデンとシリコンを含む薄膜であることを特徴とするものである。 A pattern forming method according to a second aspect of the present invention is the pattern forming method according to the first aspect, wherein the thin film containing metal and silicon is a thin film containing molybdenum and silicon.
請求項3に記載の発明に係るパターン形成方法は、請求項1又は2に記載の発明において、上記無機系エッチングマスク層が、クロムを主成分とする膜であることを特徴とするものである。 A pattern forming method according to a third aspect of the present invention is the pattern forming method according to the first or second aspect, wherein the inorganic etching mask layer is a film containing chromium as a main component. .
請求項4に記載の発明に係るパターン形成方法は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、上記薄膜用エッチング液が、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とを含むことを特徴とするものである。 A pattern forming method according to a fourth aspect of the present invention is the pattern forming method according to any one of the first to third aspects, wherein the thin film etching solution is hydrofluoric acid, silicohydrofluoric acid, or ammonium hydrogen fluoride. And at least one oxidant selected from hydrogen peroxide, nitric acid, and sulfuric acid.
請求項5に記載の発明に係るグレートーンマスクの製造方法は、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を低減するグレートーン部とを有するグレートーン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耐性を有する、金属及びシリコンを含む薄膜と無機系エッチングマスク層とが順次形成されたマスクブランクを準備する工程と、上記無機系エッチングマスク層上に、前記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して、上記無機系エッチングマスク層を無機系エッチングマスク層用エッチング液を用いてエッチングする工程と、上記無機系エッチングマスク層をエッチングした後に、残存した上記第1レジストパターンを剥離する工程と、上記無機系エッチングマスク層をマスクにして、薄膜用エッチング液を用い上記薄膜をエッチングして、前記透光部を形成する工程と、上記無機系エッチングマスク層及び前記透光性基板上に、前記グレートーン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して、上記無機系エッチングマスク層をエッチングした後上記第2レジストパターンを剥離して、上記薄膜からなる上記グレートーン部、上記無機系エッチングマスク層及び上記
薄膜からなる前記遮光部をそれぞれ形成する工程と、を有することを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a gray-tone mask manufacturing method, comprising: a light-blocking portion; a light-transmitting portion; and a gray-tone mask having a gray-tone portion that reduces the amount of exposure light used when the mask is used. In the method, a step of preparing a mask blank in which a thin film containing metal and silicon and an inorganic etching mask layer, which are resistant to mutual etching, are sequentially formed on a transparent substrate, and the inorganic etching mask described above Forming a first resist pattern on the layer with the light-transmitting portion as an opening region; and using the first resist pattern as a mask, the inorganic etching mask layer is etched with an inorganic etching mask layer etchant. And etching, and after etching the inorganic etching mask layer, the remaining first resist pattern is removed. Using the inorganic etching mask layer as a mask, etching the thin film using a thin film etching solution to form the light transmitting portion, and the inorganic etching mask layer and the light transmitting substrate. A step of forming a second resist pattern having the gray tone portion as an opening region; and etching the inorganic etching mask layer using the second resist pattern as a mask, and then removing the second resist pattern. And forming the gray tone portion made of the thin film, the inorganic etching mask layer, and the light shielding portion made of the thin film, respectively.
請求項6に記載の発明に係るグレートーンマスクの製造方法は、請求項5に記載の発明において、上記金属及びシリコンを含む薄膜が、モリブデンとシリコンを含む半透光膜であることを特徴とするものである。 A graytone mask manufacturing method according to a sixth aspect of the invention is characterized in that, in the fifth aspect of the invention, the thin film containing metal and silicon is a translucent film containing molybdenum and silicon. To do.
請求項7に記載の発明に係るグレートーンマスクの製造方法は、請求項5又は6に記載の発明において、上記無機系エッチングマスク層が、クロムを主成分とする遮光膜であることを特徴とするものである。 A gray-tone mask manufacturing method according to a seventh aspect of the invention is characterized in that, in the invention according to the fifth or sixth aspect, the inorganic etching mask layer is a light shielding film containing chromium as a main component. To do.
請求項8に記載の発明に係るグレートーンマスクの製造方法は、請求項5乃至7のいずれかに記載の発明において、上記薄膜用エッチング液が、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とを含むことを特徴とするものである。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a gray-tone mask manufacturing method according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the thin film etching solution is hydrofluoric acid, silicohydrofluoric acid, It contains at least one fluorine compound selected from ammonium hydride and at least one oxidizing agent selected from hydrogen peroxide, nitric acid, and sulfuric acid.
請求項9に記載の発明に係るグレートーンマスクの製造方法は、請求項5乃至8のいずれかに記載の発明において、上記グレートーンマスクが、液晶表示装置製造用マスクであることを特徴とするものである。 A graytone mask manufacturing method according to a ninth aspect of the invention is characterized in that, in the invention according to any one of the fifth to eighth aspects, the graytone mask is a mask for manufacturing a liquid crystal display device. Is.
請求項10に記載の発明は、上記製造方法によるグレートーンマスクを用いて、被転写体上に露光光を露光する工程を有する、パターンの転写方法である。 A tenth aspect of the present invention is a pattern transfer method including a step of exposing exposure light onto a transfer object using the gray tone mask according to the above manufacturing method.
請求項1乃至10のいずれかに記載の発明によれば、レジストパターン(第1レジストパターン)を剥離した後、無機系エッチングマスク層をマスクとして、金属及びシリコンを含む薄膜を、薄膜用エッチング液を用いてエッチングすることから、上記レジストパターン(第1レジストパターン)のレジストと上記薄膜用エッチング液とが化学反応して異物が生成されることがない。従って、この異物が、基板や当該基板上の膜に付着することを確実に防止でき、優れた転写パターンを得ることができる。
According to the invention of any one of
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。
図1は、本発明に係るグレートーンマスクの製造方法における一実施形態を示す工程図である。図2は、図1のグレートーンマスクの製造方法において製造された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.
FIG. 1 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a gray-tone mask according to the present invention. 2A and 2B show a gray-tone mask manufactured by the gray-tone mask manufacturing method of FIG. 1, in which 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は、被転写体11において積層された膜を示す。グレートーンマスク10は、例えば、300×300mm以上の大きさである。また、現在の表示装置の大型化に伴い、一辺の大きさが1000mmを越える場合であっても、本実施形態は好適に適用できる。
A
上記グレートーンマスク10は、具体的には、当該グレートーンマスク10の使用時に露光光を遮光(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10〜60%程度に低減させるグレートーン部15と、を有して構成される。グレートーン部15は、ガラス基板等の透光性基板16の表面に、光
半透過性の半透光膜17が設けられて構成される。また、遮光部13は、透光性基板16の表面に、上記半透光膜17及び遮光性の遮光膜18が順次設けられて構成される。
Specifically, the
上記半透光膜17は、金属及びシリコンを含む薄膜であり、金属としては、例えば、モリブデン、タングステン、タンタル、バナジウム、ニオブ、コバルト、ジルコニウム、ニッケル等が上げられる。この中で、モリブデンが好ましい。従って、本実施形態の半透光膜17は、MoSiを成分とする膜である。なお、本願の半透光膜に炭素が含有されていると、半透光膜のエッチング効率が阻害されやすい。また、本願の半透光膜に窒素や酸素が含有されていると、グレートーンマスクの洗浄液耐性を低下させる懸念がある。従って、本実施形態の半透光膜17は、実質的にモリブデンとシリコンとからなる膜が好ましい。なお、半透光膜成膜時のスパッタリングガス(例えばAr)を不純物として含有する場合を妨げない。
The
また、上記遮光膜18はクロムを主成分とし、後述のごとく、グレートーンマスク10の製造工程において、半透光膜17をエッチングする際にマスクとして機能する無機系エッチングマスク層となる。なお、クロムを主成分とする遮光膜には、窒素、酸素、炭素が含有されていてもよい。クロムを主成分とする遮光膜に、窒素、酸素、炭素を含有させることにより、グレートーンマスク10に反射防止機能等がもたらされるため、好ましい。遮光部13とグレートーン部15の光透過率は、上記半透光膜17、上記遮光膜18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。
Further, the
上述のようなグレートーンマスク10を使用したときに、遮光部13では露光光が透過せず、グレートーン部15では露光光が低減される。そのため、例えば、被転写体11上にポジ型のレジスト膜を付着させて、上述のグレートーンマスク10を用いてレジスト膜に露光を行った場合、被転写体11上に付着したレジスト膜は、遮光部13に対応する部分で膜厚が厚くなり、グレートーン部15に対応する部分で膜厚が薄くなり、透光部14に対応する部分では膜がないレジストパターン12を形成する。
When the
そして、レジストパターン12の膜のない部分で、被転写体11における例えば膜19A及び19Bに第1エッチングを実施し、レジストパターン12の膜の薄い部分をアッシング等によって除去しこの部分で、被転写体11における例えば膜19Bに第2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2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
ところで、上述のような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
まず、透光性基板16の表面に半透光膜17、遮光膜18を順次成膜する工程を実施してマスクブランク20を形成し、準備する(図1(A))。半透光膜17は、例えばMoSi2からなるスパッタターゲットを用い、スパッタガスとしてアルゴンを用いたスパッタ成膜にて形成することができる。その膜厚は、必要な半透過膜の透過率により適宜選定される。次に、遮光膜18は、例えばクロムターゲットを用い、窒素、酸素、メタン、二酸化炭素等の反応性ガスを用いた反応性スパッタにて、一層または多層構造の膜(例えば反射防止膜付遮光膜)を形成することができる。
これらの半透光膜17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。つまり、半透光膜17は、無機系エッチング層用エッチング液としてのクロム用エッチング液に対して所定以上の耐性を有する。また、遮光膜18は、金属及びシリコンを含む薄膜用エッチング液としてのMoSi用エッチング液に対して所定以上の耐性を有する。
First, a mask blank 20 is formed by performing a process of sequentially forming a
The
次に、上記マスクブランク20の遮光膜18上にレジスト膜(ポジ型レジスト膜)を形成し、このレジスト膜を電子線またはレーザー描画装置を用いて露光し、現像液により現像して、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を開口領域とする形状に形成される。また、第1レジストパターン21を形成するレジストとしては、ノボラック系レジストを用いることができる。
Next, a resist film (positive resist film) is formed on the
この第1レジストパターン21が形成されたマスクブランク20をクロム用エッチング液に浸漬し、このクロム用エッチング液を用い、第1レジストパターン21をマスクにして、マスクブランク20の遮光膜18を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。このとき、クロム用エッチング液としては、例えば、過塩素酸を添加した第二硝酸セリウムアンモン等を含むエッチング液を用いることができる。また、半透光膜17は、クロム用エッチング液に対して所定以上の耐性を有する。更に、第1レジストパターン21を構成するレジストは、クロム用エッチング液によっても剥離しないものとすることが好ましい。
The mask blank 20 on which the first resist
上記遮光膜パターン22の形成後、この遮光膜パターン22上に残存した第1レジストパターン21を剥離する(図1(D))。レジストの剥離は、マスク基板を傾斜させた状態でその主表面に現像液をスプレー状に供給することで行うことができる。好ましくは、現像液の供給手段と、マスク基板を相対的に移動(好ましくは遥動)させ、剥離したレジストが完全にマスク基板から除去されるようにする。
After the formation of the light
この第1レジストパターン21の剥離後、遮光膜パターン22が形成されたマスクブランク20をMoSi用エッチング液に接触させ、このMoSi用エッチング液を用い、遮光膜パターン22をマスクにして半透光膜17をウェットエッチングし、半透光膜パターン23を形成する(図1(E))。マスクブランク20とエッチング液とを接触させる方法としては、マスクブランク20をエッチング液中に浸漬させるほか、傾斜させたマスクブランク20の主表面にエッチング液をスプレー状に供給してもよい。本発明の実施形態は、一辺が300mm以上の表示装置を製造する際に用いるような大型のグレートーンマスク10に対しても好適に用いることが可能であるが、このような大型のグレートーンマスク10に大しては、エッチング液をスプレー状に供給する方法が特に有利である。これらの遮光膜パターン22及び半透光膜パターン23により透光部14が形成される。
After the first resist
上記MoSi用エッチング液は、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、例えば、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とを含むものである。なお、弗素化合物としては、フッ化水素アンモニウムが、透明基板にダメージを与えないため好ましい。この際、酸化剤として過酸化水素を併用することが好ましい。遮光膜18は、上記MoSi用エッチンググ液に対して所定以上の耐性を有する。この遮光膜18からなる遮光膜パターン22をエッチングマスクとして、MoSi用エッチング液により半透光膜17をエッチングするので、上記第1レジストパターン21を構成するレジストと上記MoSi用エッチング液とが化学反応して、フッ化物系有機物からなる異物を生じさせることがない。
The etching solution for MoSi is, for example, at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, hydrosilicofluoric acid, and ammonium hydrogen fluoride, and at least one oxidation selected from, for example, hydrogen peroxide, nitric acid, and sulfuric acid. Agent. As the fluorine compound, ammonium hydrogen fluoride is preferable because it does not damage the transparent substrate. At this time, it is preferable to use hydrogen peroxide as an oxidizing agent. The
上述のようにして半透光膜パターン23を形成後、遮光膜パターン22を構成する遮光膜18の所望部分以外を除去する工程を実施する。つまり、遮光膜パターン22上及び透光性基板16上にレジスト膜を成膜し、このレジスト膜を前述と同様に露光、現像して、第2レジストパターン24を形成する(図1(F))。この第2レジストパターン24は、グレートーン部15を開口領域とする形状に形成される。次に、第2レジストパターン24をマスクにして、前記クロム用エッチング液を用い遮光膜パターン22を構成する遮光膜18を更にウェットエッチングする(図1(G))。
After forming the
その後、残存する第2レジストパターン24を剥離して、半透光膜17からなるグレートーン部15、遮光膜18及び半透光膜17が積層されてなる遮光部13を有するグレートーンマスク10を製造する(図1(H))。
Thereafter, the remaining 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の製造工程において、図1(D)に示すように、第1レジストパターン21を剥離した後、遮光膜パターン22をマスクとして、半透光膜17(MoSi膜)をMoSi用エッチング液を用いてエッチングする。このことから、第1レジストパターン21のレジストと上記MoSiエッチング液とが化学反応して異物が生成されることがなく、従って、この異物が、透光性基板16上や遮光膜パターン22の遮光膜18上に付着することを確実に防止できる。
With the configuration as described above, according to the above embodiment, the following effects are obtained.
In the manufacturing process of the
また、上記のグレートーンマスク10を用いれば、露光機からの光をグレートーンマスク10に照射し、グレートーンマスク10を透過した光(露光光)を被転写体上に露光することにより、グレートーンマスク10に形成されているパターンを被転写体上に転写するパターンの転写方法を提供することが出来る。ここで、グレートーンマスク10は、遮光部13と、透光部14と、グレートーン部15と、を有していることから、被転写体上に形成されるレジストパターンの膜厚を部分的に変化させることができ、例えばTFT基板の製造に際して、使用するフォトマスクの枚数を削減することが可能となる。
Further, when 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
13 遮光部
14 透光部
15 グレートーン部
17 半透光膜
18 遮光膜
20 マスクブランク
21 第1レジストパターン
22 遮光膜パターン
23 半透光膜パターン
24 第2レジストパターン
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記薄膜上に、当該薄膜のエッチングに対し耐性を有する無機系エッチングマスク層を形成する工程と、
上記無機系エッチングマスク層上に、所望のレジストパターンを形成する工程と、
上記レジストパターンをマスクにして上記無機系エッチングマスク層を、上記薄膜がエッチング耐性を有する無機系エッチングマスク層用エッチング液を用いてエッチングする工程と、
上記無機系エッチングマスク層をエッチングした後に、残存した上記レジストパターンを剥離する工程と、
上記無機系エッチングマスク層をマスクにして、薄膜用エッチング液を用いて上記薄膜をエッチングする工程と、
上記無機系エッチングマスク層の所望部分以外を除去する工程と、
を有することを特徴とするパターン形成方法。 In a pattern forming method including a step of patterning a thin film containing metal and silicon formed on a substrate by etching,
Forming an inorganic etching mask layer having resistance to etching of the thin film on the thin film;
Forming a desired resist pattern on the inorganic etching mask layer;
Etching the inorganic etching mask layer using the resist pattern as a mask, using an etching solution for an inorganic etching mask layer in which the thin film has etching resistance;
Removing the remaining resist pattern after etching the inorganic etching mask layer;
Etching the thin film using a thin film etchant using the inorganic etching mask layer as a mask;
Removing other than the desired portion of the inorganic etching mask layer;
The pattern formation method characterized by having.
ことを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。 The pattern forming method according to claim 1, wherein the thin film containing metal and silicon is a thin film containing molybdenum and silicon.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のパターン形成方法。 The pattern forming method according to claim 1, wherein the inorganic etching mask layer is a film containing chromium as a main component.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のパターン形成方法。 The thin film etching solution includes at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, hydrosilicofluoric acid, and ammonium hydrogen fluoride, and at least one oxidizing agent selected from hydrogen peroxide, nitric acid, and sulfuric acid. The pattern forming method according to claim 1, wherein:
透光性基板上に、互いのエッチングに対し耐性を有する、金属及びシリコンを含む薄膜と無機系エッチングマスク層とが順次形成されたマスクブランクを準備する工程と、
上記無機系エッチングマスク層上に、前記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して、上記無機系エッチングマスク層を無機系エッチングマスク層用エッチング液を用いてエッチングする工程と、
上記無機系エッチングマスク層をエッチングした後に、残存した上記第1レジストパターンを剥離する工程と、
上記無機系エッチングマスク層をマスクにして、薄膜用エッチング液を用い上記薄膜をエッチングして、前記透光部を形成する工程と、
上記無機系エッチングマスク層及び前記透光性基板上に、前記グレートーン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して、上記無機系エッチングマスク層をエッチングした後上記第2レジストパターンを剥離して、上記薄膜からなる上記グレートーン部、上記無機系エッチングマスク層及び上記薄膜からなる前記遮光部をそれぞれ形成する工程と、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。 In a method of manufacturing a gray tone mask having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a gray tone portion that reduces the amount of exposure light transmitted when the mask is used,
A step of preparing a mask blank in which a thin film containing metal and silicon and an inorganic etching mask layer, which are resistant to mutual etching, are sequentially formed on a translucent substrate;
Forming a first resist pattern having the light transmitting portion as an opening region on the inorganic etching mask layer;
Etching the inorganic etching mask layer with an inorganic etching mask layer etchant using the first resist pattern as a mask;
A step of peeling off the remaining first resist pattern after etching the inorganic etching mask layer;
Etching the thin film with a thin film etchant using the inorganic etching mask layer as a mask to form the light transmitting part; and
Forming a second resist pattern having the gray tone portion as an opening region on the inorganic etching mask layer and the translucent substrate;
Using the second resist pattern as a mask, the inorganic etching mask layer is etched, and then the second resist pattern is peeled off to form the gray tone portion made of the thin film, the inorganic etching mask layer, and the thin film. And a step of forming each of the light shielding portions.
ことを特徴とする請求項5に記載のグレートーンマスクの製造方法。 6. The method of manufacturing a gray-tone mask according to claim 5, wherein the thin film containing metal and silicon is a translucent film containing molybdenum and silicon.
ことを特徴とする請求項5又は6に記載のグレートーンマスクの製造方法。 The method for producing a gray-tone mask according to claim 5 or 6, wherein the inorganic etching mask layer is a light shielding film containing chromium as a main component.
ことを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載のグレートーンマスクの製造方法。 The thin film etching solution includes at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, hydrosilicofluoric acid, and ammonium hydrogen fluoride, and at least one oxidizing agent selected from hydrogen peroxide, nitric acid, and sulfuric acid. The method for manufacturing a gray-tone mask according to claim 5, wherein:
ことを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載のグレートーンマスクの製造方法。 9. The method of manufacturing a gray tone mask according to claim 5, wherein the gray tone mask is a mask for manufacturing a liquid crystal display device.
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