JP2009237419A - Multi-gradation photomask, manufacturing method thereof, and pattern transfer method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置(Liquid CrystalDisplay:以下、LCDと称する)製造等に好適に用いられる多階調フォトマスク及びその製造方法、並びに当該フォトマスクを用いたパターン転写方法に関するものである。 The present invention relates to a multi-tone photomask suitably used for manufacturing a liquid crystal display (Liquid Crystal Display: hereinafter referred to as LCD), a manufacturing method thereof, and a pattern transfer method using the photomask.
現在、LCDの分野において、薄膜トランジスタ液晶表示装置(Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display:以下、TFT−LCDと呼ぶ)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。TFT−LCD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ー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。TFT−LCD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。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。 At present, in the field of LCD, a thin film transistor liquid crystal display (hereinafter referred to as TFT-LCD) is easily reduced in thickness and consumes less power than a CRT (cathode ray tube). Commercialization is progressing rapidly. A TFT-LCD includes a TFT substrate having a structure in which TFTs are arranged in pixels 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 intervention of. In TFT-LCD, the number of manufacturing processes is large, and the TFT substrate alone is manufactured using 5 to 6 photomasks. Under such circumstances, a method of manufacturing a TFT substrate using four photomasks has been proposed.
この方法は、遮光部と透光部の他に半透光部(グレートーン部)を有するグレートーンマスクと称されるフォトマスク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。ここで、半透光部とは、マスクを使用してパターンを被転写体に転写する際、透過する露光光の透過量を所定量低減させ、被転写体上のフォトレジスト膜の現像後の残膜量を制御する部分をいう。 In this method, the number of masks to be used is reduced by using a photomask called a gray tone mask having a semi-transparent portion (gray tone portion) in addition to the light shielding portion and the translucent portion. Here, the semi-transparent portion means that when a pattern is transferred to a transfer object using a mask, the amount of exposure light transmitted therethrough is reduced by a predetermined amount, and the photoresist film on the transfer object after development is developed. The part that controls the amount of remaining film.
ここで用いられるグレートーンマスクとしては、半透光部が、グレートーンマスクを使用するLCD用露光機の解像限界以下の微細パターンで形成されている構造のものが特許文献1により知られている。また、半透光部を半透過性の半透光膜によって形成する構造のものも従来知られている。何れの構造のものであっても、この半透光部での露光量を所定量少なくして露光することが出来、被転写体上に、レジスト残膜値の異なる2つの転写パターンを転写することができることから、1枚のグレートーンマスク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より、TFT-LCDなどの電子デバイスを製造する際に、必要なマスク枚数が削減される。
As a gray tone mask used here,
また、遮光部と透光部の他に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階調フォトマスクをリソグラフィ工程により少ない描画回数で製造できる4階調フォトマスクの製造方法が下記特許文献2に開示されている。
In addition to the light-shielding portion and the light-transmitting portion, a 4-tone photomask having a first semi-transparent portion and a second semi-transparent portion having different light transmittances can be manufactured by a lithography process with a small number of times of drawing. A photomask manufacturing method is disclosed in
特許文献1に開示されたグレートーンマスクは、遮光部と透光部と半透光部とを有し、露光光透過率を3段階に変化させる3階調のフォトマスクである。しかしながら、半透光部が、遮光膜のパターンによって形成されているため、そのグレートーン部の露光光透過率制約がある。例えば、均一に描画、パターニングできる線幅には制限があり、線幅が小さくなるにつれて、その均一性は劣化し、最終的には描画限界に至る。従って、比較的高透過率のグレートーン部を形成しようとしても、所望の描画、パターニングが行えなず、結局、露光条件に応じて、所定透過率以下のものしか設計できない不都合がある。
The gray-tone mask disclosed in
また、上記特許文献2に開示された4階調フォトマスクの製造方法によれば、グレートーン部に所望の透過率をもつ半透光膜を使用するので、その素材や膜厚を選択すれば、比較的自由に、所望の複数の透過率をもったグレートーン部を設計することができる。但し、階調数が増加するにつれて、新たな膜を成膜する必要があるため、成膜工程を増加させ、それに伴って欠陥発生の確率が上がるという不都合がある。更に、半透光膜を用いた場合でも、高透過率のものは素材に制約があり、更に、膜厚が極端に小さくなると、膜厚の面内分布が劣化する。
従って、3階調を越える多階調マスクの作製において、成膜工程などを増やさずに、透過率の異なる半透光部を作り分けること、更には、比較的高い透過率をもつ半透光部を有する多階調マスクを作製する上では、問題点があった。
In addition, according to the method for manufacturing a four-tone photomask disclosed in
Therefore, in the production of a multi-tone mask with more than 3 gradations, it is possible to create semi-transparent portions having different transmittances without increasing the film forming process, and further, semi-transparent light having a relatively high transmittance. There is a problem in manufacturing a multi-tone mask having a portion.
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、遮光部、透光部、半透光部を有し、従来の3階調を超えるフォトマスクとして用いることが可能な、所望の透過率をもつ多階調フォトマスクを提供することを第1の目的とする。また、本発明は、このような多階調フォトマスクを、効率的で、かつ欠陥発生の確率の低い簡便な工程によって製造できる多階調フォトマスクの製造方法を提供することを第2の目的とする。さらに、本発明は、上記多階調フォトマスクを用いたパターン転写方法を提供することを第3の目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and has a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion, and can be used as a desired photomask exceeding three gradations. A first object is to provide a multi-tone photomask having transmittance. It is a second object of the present invention to provide a method for manufacturing a multi-tone photomask capable of manufacturing such a multi-tone photomask by a simple process that is efficient and has a low probability of occurrence of defects. And Furthermore, a third object of the present invention is to provide a pattern transfer method using the multi-tone photomask.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
(構成1)透明基板上に、遮光部、透光部、及び露光光透過率を所定量低減させる半透光部からなるマスクパターンを有し、前記遮光部は、少なくとも前記透明基板上に形成された遮光膜により形成され、前記透光部は、露出した前記透明基板により形成され、前記半透光部は、前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる第1半透光部と、前記透明基板上に、前記半透光膜に露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ微細パターンが形成されてなる第2半透光部とを有していることを特徴とする多階調フォトマスク。
上記本発明のフォトマスクは、半透光膜によりなる第1半透光部を有する。更に、半透光膜に形成された、露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ微細パターンを有する第2半透光部をも備える。すなわち、第1半透光部が微細パターンを有しない半透光膜によってなるのに対し、第2半透光膜は、微細パターンを有してなる。ここで、「露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ微細パターン」とは、半透光膜部分の線幅、又は半透光膜パターンに形成されたスペース部分の線幅のいずれかが、露光条件下における解像限界以下の寸法であることをいう。すなわち、半透光膜によって形成されたパターンが、そのパターン形状が解像されない程度に、微細な線幅、又はスペース幅を有している。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(Structure 1) A mask pattern including a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion that reduces the exposure light transmittance by a predetermined amount is provided on the transparent substrate, and the light-shielding portion is formed on at least the transparent substrate. The light-transmitting part is formed by the exposed transparent substrate, and the semi-transparent part is a first semi-transparent part formed by a semi-transparent film formed on the transparent substrate. And a second semi-transparent portion in which a fine pattern having a line width less than a resolution limit under an exposure condition is formed on the semi-transparent film on the transparent substrate. Multi-tone photomask.
The photomask of the present invention has a first semi-transparent portion made of a semi-transparent film. In addition, a second semi-transparent portion having a fine pattern having a line width less than the resolution limit under the exposure condition formed on the semi-transparent film is also provided. That is, the first semi-transparent portion is made of a semi-transparent film having no fine pattern, whereas the second semi-transparent film has a fine pattern. Here, “a fine pattern having a line width less than or equal to the resolution limit under exposure conditions” is either the line width of the semi-transparent film portion or the line width of the space portion formed in the semi-transparent film pattern. Means that the dimensions are below the resolution limit under the exposure conditions. That is, the pattern formed by the semi-transparent film has a fine line width or space width to such an extent that the pattern shape is not resolved.
(構成2)透明基板上に、遮光部、透光部、及び露光光透過率を所定量低減させる半透光部からなるマスクパターンを有し、前記遮光部は、少なくとも前記透明基板上に形成された遮光膜により形成され、前記透光部は、露出した前記透明基板により形成され、前記半透光部は、前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる第1半透光部と、前記透明基板上に、少なくとも前記遮光膜に露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ微細パターンが形成されてなる第3半透光部とを有していることを特徴とする多階調フォトマスク。
ここでも、「露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ微細パターン」とは、遮光膜部分の線幅、又は遮光膜膜パターンに形成されたスペース部分の線幅のいずれかが、露光条件下における解像限界以下の寸法である点で、上記と同様である。
(Configuration 2) A mask pattern including a light shielding part, a light transmitting part, and a semi-light transmitting part for reducing the exposure light transmittance by a predetermined amount is provided on the transparent substrate, and the light shielding part is formed on at least the transparent substrate. The light-transmitting part is formed by the exposed transparent substrate, and the semi-transparent part is a first semi-transparent part formed by a semi-transparent film formed on the transparent substrate. And a third semi-transparent portion in which a fine pattern having a line width less than a resolution limit under exposure conditions is formed on at least the light shielding film on the transparent substrate. Multi-tone photomask.
Here, “a fine pattern having a line width less than or equal to the resolution limit under exposure conditions” means that either the line width of the light shielding film portion or the line width of the space portion formed in the light shielding film film pattern is exposed. It is the same as the above in that the dimensions are below the resolution limit under the conditions.
(構成3)透明基板上に、遮光部、透光部、及び露光光透過率を所定量低減させる半透光部からなるマスクパターンを有し、前記遮光部は、少なくとも前記透明基板上に形成された遮光膜により形成され、前記透光部は、露出した前記透明基板により形成され、前記半透光部は、前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる第1半透光部と、前記透明基板上に、前記半透光膜に露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ微細パターンが形成されてなる第2半透光部と、前記透明基板上に、少なくとも前記遮光膜に露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ微細パターンが形成されてなる第3半透光部とを有していることを特徴とする多階調フォトマスク。 (Configuration 3) A transparent substrate has a mask pattern including a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-light transmitting portion for reducing the exposure light transmittance by a predetermined amount, and the light shielding portion is formed on at least the transparent substrate. The light-transmitting part is formed by the exposed transparent substrate, and the semi-transparent part is a first semi-transparent part formed by a semi-transparent film formed on the transparent substrate. And on the transparent substrate, a second semi-transparent portion in which a fine pattern having a line width less than a resolution limit under an exposure condition is formed on the semi-transparent film, and at least the transparent substrate A multi-tone photomask comprising: a third semi-transparent portion in which a light-shielding film is formed with a fine pattern having a line width less than a resolution limit under exposure conditions.
(構成4)前記遮光膜はクロムを主成分とした材料からなり、前記半透光膜は金属シリサイドを主成分とした材料からなることを特徴とする構成1乃至3のいずれかに記載の多階調フォトマスク。
(構成5)前記遮光部は、少なくとも前記半透光膜と前記遮光膜が積層されてなり、前記半透光膜と前記遮光膜の間に、エッチングストッパ膜を有することを特徴とする構成1乃至3のいずれかに記載の多階調フォトマスク。
(Structure 4) The multi-layered structure according to any one of
(Configuration 5) The
(構成6)透明基板上に、遮光部、透光部、及び露光光透過率を所定量低減させる半透光部からなるマスクパターンを有する多階調フォトマスクの製造方法であって、透明基板上に、半透光膜と遮光膜とをこの順に有するフォトマスクブランクを準備する工程と、前記フォトマスクブランクの前記遮光膜上に形成したレジスト膜を描画、現像して、所定の第1レジストパターンを形成する工程と、前記第1レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、前記第1レジストパターン又は遮光膜パターンをマスクとして前記半透光膜をエッチングする工程と、パターニングされた前記遮光膜及び前記半透光膜を含む基板全面に形成したレジスト膜を描画、現像して第2レジストパターンを形成する工程と、前記第2レジストパターンをマスクとして露出した前記遮光膜をエッチングする工程とを有し、前記第1レジストパターン及び第2レジストパターンの少なくとも一方に微細パターンを含み、前記透明基板上に形成された半透光膜及び遮光膜によりなる遮光部と、前記透明基板が露出してなる透光部と、前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる半透光部と、前記透明基板上に、露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ半透光膜の微細パターン及び/又は露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ遮光膜の微細パターンが形成されてなる半透光部とを形成することを特徴とする多階調フォトマスクの製造方法。 (Structure 6) A method for producing a multi-tone photomask having a mask pattern comprising a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion that reduces exposure light transmittance by a predetermined amount on a transparent substrate, the transparent substrate A step of preparing a photomask blank having a semi-transparent film and a light-shielding film in this order; and a resist film formed on the light-shielding film of the photomask blank is drawn and developed to form a predetermined first resist A step of forming a pattern, a step of etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask to form a light shielding film pattern, and an etching of the semi-transparent film using the first resist pattern or the light shielding film pattern as a mask And drawing and developing a resist film formed on the entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film and the semi-transparent film, thereby forming a second resist pattern. And a step of etching the light shielding film exposed using the second resist pattern as a mask, wherein at least one of the first resist pattern and the second resist pattern includes a fine pattern, and is formed on the transparent substrate A light-shielding portion made of a semi-light-transmitting film and a light-shielding film, a light-transmitting portion in which the transparent substrate is exposed, a semi-light-transmitting portion made of a semi-light-transmitting film formed on the transparent substrate, and the transparent A fine pattern of a semi-transparent film having a line width less than or equal to the resolution limit under exposure conditions and / or a fine pattern of a light shielding film having a line width less than or equal to the resolution limit under exposure conditions is formed on the substrate. A method for manufacturing a multi-tone photomask, comprising forming a semi-translucent portion.
(構成7)前記透明基板上に露光条件下における解像限界以下の遮光膜の微細パターンによりなる半透光部を形成する場合、遮光膜の微細パターンが形成された領域を覆う前記第2レジストパターンは該領域幅よりも幅広に形成することを特徴とする構成6に記載の多階調フォトマスクの製造方法。
(構成8)透明基板上に、遮光部、透光部、及び露光光透過率を所定量低減させる半透光部からなるマスクパターンを有する多階調フォトマスクの製造方法であって、透明基板上に、半透光膜と遮光膜とをこの順に有するフォトマスクブランクを準備する工程と、前記フォトマスクブランクの前記遮光膜上に形成したレジスト膜を描画、現像して、所定の第1レジストパターンを形成する工程と、前記第1レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、パターニングされた前記遮光膜及び前記半透光膜を含む基板全面に形成したレジスト膜を描画、現像して所定の第2レジストパターンを形成する工程と、前記第2レジストパターンをマスクとして露出した前記半透光膜又は前記遮光膜とその下の半透光膜をエッチングする工程と、を有し、前記第1レジストパターン及び第2ジストパターンの少なくとも一方に微細パターンを含み、前記透明基板上に形成された半透光膜及び遮光膜によりなる遮光部と、前記透明基板が露出してなる透光部と、前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる半透光部と、前記透明基板上に露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ半透光膜の微細パターン及び/又は露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ遮光膜の微細パターンが形成されてなる半透光部とを形成することを特徴とする多階調フォトマスクの製造方法。
(Structure 7) In the case where a semi-transparent portion made of a fine pattern of a light-shielding film below the resolution limit under exposure conditions is formed on the transparent substrate, the second resist covering a region where the fine pattern of the light-shielding film is formed 7. The method for manufacturing a multi-tone photomask according to Structure 6, wherein the pattern is formed wider than the region width.
(Configuration 8) A method for manufacturing a multi-tone photomask having a mask pattern comprising a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-light transmitting portion for reducing exposure light transmittance by a predetermined amount on a transparent substrate, A step of preparing a photomask blank having a semi-transparent film and a light-shielding film in this order; and a resist film formed on the light-shielding film of the photomask blank is drawn and developed to form a predetermined first resist Forming a pattern, forming a light shielding film pattern by etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask, and forming the patterned light shielding film and the translucent film on the entire surface of the substrate A process of drawing and developing a resist film to form a predetermined second resist pattern, and the semi-transparent film or the light-shielding film exposed using the second resist pattern as a mask. Etching a lower semi-transparent film, and including a fine pattern in at least one of the first resist pattern and the second resist pattern and formed on the transparent substrate and a light-shielding film A light-transmitting portion formed by exposing the transparent substrate, a semi-light-transmitting portion formed by a semi-transmissive film formed on the transparent substrate, and resolution on the transparent substrate under exposure conditions. Forming a semi-transparent portion having a fine pattern of a semi-transparent film having a line width less than a limit and / or a fine pattern of a light-shielding film having a line width less than a resolution limit under exposure conditions. A method for producing a multi-tone photomask, which is characterized.
(構成9)前記遮光膜と前記半透光膜は、エッチング選択性のある素材によってなることを特徴とする構成6乃至8のいずれかに記載の多階調フォトマスクの製造方法。
(構成10)前記遮光膜はクロムを主成分とした材料からなり、前記半透光膜は金属シリサイドを主成分とした材料からなることを特徴とする構成9に記載の多階調フォトマスクの製造方法。
(構成11)前記遮光膜と前記半透光膜の間に、エッチングストッパ膜を有することを特徴とする構成6乃至8のいずれかに記載の多階調フォトマスクの製造方法。
(Structure 9) The method for manufacturing a multi-tone photomask according to any one of Structures 6 to 8, wherein the light shielding film and the semi-transparent film are made of a material having etching selectivity.
(Structure 10) The multi-tone photomask according to Structure 9, wherein the light shielding film is made of a material containing chromium as a main component, and the semi-transparent film is made of a material containing metal silicide as a main component. Production method.
(Structure 11) The method for producing a multi-tone photomask according to any one of Structures 6 to 8, wherein an etching stopper film is provided between the light shielding film and the semi-transparent film.
(構成12)透明基板上に、遮光部、透光部、及び露光光透過率を所定量低減させる半透光部からなるマスクパターンを有する多階調フォトマスクの製造方法であって、透明基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクを準備する工程と、前記フォトマスクブランクの前記遮光膜上に形成したレジスト膜を描画、現像して第1レジストパターンを形成する工程と、前記第1レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、前記第1レジストパターンを除去した後、パターニングされた前記遮光膜を含む基板全面に半透光膜を形成する工程と、前記半透光膜上に形成したレジスト膜を描画、現像して、所定の第2レジストパターンを形成する工程と、前記第2レジストパターンをマスクとして露出した前記半透光膜、又は半透光膜及び前記遮光膜を順にエッチングする工程とを有し、前記第1レジストパターン及び第2レジストパターンの少なくとも一方に微細パターンを含み、前記透明基板上に形成された遮光膜及び半透光膜によりなる遮光部と、前記透明基板が露出してなる透光部と、前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる半透光部と、前記透明基板上に形成された露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ半透光膜の微細パターン及び/又は露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ遮光膜の微細パターンによりなる半透光部とを形成することを特徴とする多階調フォトマスクの製造方法。 (Configuration 12) A method for producing a multi-tone photomask having a mask pattern comprising a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion that reduces exposure light transmittance by a predetermined amount on a transparent substrate, the transparent substrate A step of preparing a photomask blank having a light shielding film thereon, a step of drawing and developing a resist film formed on the light shielding film of the photomask blank to form a first resist pattern, and the first resist pattern Etching the light shielding film using the mask as a mask to form a light shielding film pattern; and removing the first resist pattern and then forming a semi-transparent film on the entire surface of the substrate including the patterned light shielding film; Drawing and developing a resist film formed on the semi-translucent film to form a predetermined second resist pattern, and using the second resist pattern as a mask Etching the semi-transparent film or the semi-transparent film and the light-shielding film in order, and at least one of the first resist pattern and the second resist pattern includes a fine pattern, on the transparent substrate A light-shielding portion made of a light-shielding film and a semi-light-transmissive film, a light-transmissive portion formed by exposing the transparent substrate, a semi-light-transmissive portion made of a semi-light-transmissive film formed on the transparent substrate, According to the fine pattern of the semi-transparent film having a line width less than the resolution limit under the exposure conditions and / or the fine pattern of the light shielding film having the line width less than the resolution limit under the exposure conditions formed on the transparent substrate A method for manufacturing a multi-tone photomask, comprising: forming a semi-transparent portion.
(構成13)構成1乃至5のいずれかに記載の多階調フォトマスク、あるいは、構成6乃至12のいずれかに記載の製造方法による多階調フォトマスクを用いて、被転写体に露光光を照射する露光工程を有し、被転写体上に多階調の転写パターンを形成することを特徴とするパターン転写方法。
(Structure 13) Using the multi-tone photomask according to any one of
本発明によれば、3階調を超えるフォトマスクとして用いることが可能な多階調フォトマスクが得られる。
また、本発明の多階調フォトマスクの製造方法によれば、このような多階調フォトマスクを、遮光膜と半透光膜との組み合わせを用い、フォトリソグラフィ法によって、効率的で、かつ欠陥発生の確率の低い簡便な工程によって製造することができる。本発明の多階調フォトマスクは、透過率の高い半透光部を含み、所望の透過率を有する半透光部を簡便に作製できる。
According to the present invention, a multi-tone photomask that can be used as a photomask having more than three tones can be obtained.
In addition, according to the method of manufacturing a multi-tone photomask of the present invention, such a multi-tone photomask can be efficiently used by a photolithography method using a combination of a light-shielding film and a semi-transparent film. It can be manufactured by a simple process with a low probability of occurrence of defects. The multi-tone photomask of the present invention includes a semi-transparent portion having a high transmittance, and a semi-transparent portion having a desired transmittance can be easily manufactured.
また、本発明に係る多階調フォトマスクを用いたパターン転写方法によれば、精度の高い多階調のパターン転写を実施することができ、またその結果、例えばTFT基板の製造等においてマスク枚数の大幅な削減が可能になる。また、後述するように、フォトマスク上の所定の半透光部について、パターンの線幅にかかわらず被転写体への露光量を一定にする(一致させる)ことができる。 Further, according to the pattern transfer method using the multi-tone photomask according to the present invention, high-precision multi-tone pattern transfer can be carried out. Can be significantly reduced. Further, as will be described later, the exposure amount to the transfer target can be made constant (matched) regardless of the line width of the pattern for a predetermined semi-transparent portion on the 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。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明に係る多階調フォトマスクの第1の実施の形態と、当該多階調フォトマスクを用いたパターン転写方法を説明するための断面図である。
図1に示す多階調フォトマスク10は、例えば液晶表示装置(LCD)の薄膜トランジスタ(TFT)やカラーフィルター、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の多階調グレートーンマスクとして用いることができるものであり、図1に示す被転写体20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23を形成するものである。なお、図1中において符号22は、被転写体20において基板21上に積層された複数層の積層膜を示す。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a first embodiment of a multi-tone photomask according to the present invention and a pattern transfer method using the multi-tone photomask.
The
上記本実施の形態のフォトマスク10は、具体的には、当該フォトマスク10の使用時に露光光を遮光(透過率が略0%)させる遮光部11と、ガラス基板等の透明基板14の表面が露出して露光光を透過させる透光部12と、透光部12の露光光透過率を100%としたとき透過率を10〜80%程度、好ましくは、20〜70%程度の範囲内に低減させ、この範囲内において露光光透過率が3段階に異なる第1半透光部13Aと第2半透光部13Bと第3半透光部13Cとを有して構成されている。本実施の形態では、上記遮光部11は、透明基板14上に、光半透過性の半透光膜16、遮光層15a及び反射防止層15bの積層からなる遮光膜15が順に設けられて形成されている。また、上記のとおり、透光部12は、透明基板14の表面が露出している領域である。また、上記半透光部のうちの第1半透光部13Aは、透明基板14上に成膜された光半透過性の半透光膜16により形成されている。第1半透光部13Aの露光光透過率が所望の値となるように、上記半透光膜16の材質及び膜厚が設定されている。また、第2半透光部13Bは、上記半透光膜16で形成された露光条件下において解像限界以下の微細パターン17により構成されている。第2半透光部13Bの露光光透過率が所望の値となるように、上記半透光膜16で形成された微細パターン17の線幅が設定されている。さらに第3半透光部13Cは、上記半透光膜16と遮光膜15の積層膜で形成された露光条件下において解像限界以下の微細パターン18により構成されている。第3半透光部13Cについても露光光透過率が所望の値となるように、上記半透光膜16と遮光膜15の積層膜で形成された微細パターン18の線幅が設定されている。
Specifically, the
したがって、本実施の形態に係る上記フォトマスク10は、露光光透過率が5段階に異なる5階調のフォトマスクとなっている。例えば、第1〜第3半透光部13Aから13Cの光透過率は、透光部を100%としたとき、それぞれ、20%、40%、60%程度とすることができる。なお、図1に示す遮光部11、透光部12、及び半透光部13A〜13Cのパターン形状はあくまでも一例である。もちろん、上記態様を参照し、第2、第3半透光部のうち、いずれかひとつのみを採用すれば、露光光透過率が4段階に異なる4階調のフォトマスクとして使用することができる。一方、ここで、第2半透光部13Bと、第3半透光部13Cにおける、微細パターンの線幅を、領域によって変更すれば、更に、多階調のフォトマスクを製造することももちろん可能であり、また、線幅を連続的に変化させて、光透過率が傾斜する半透光部を形成することもできる。
Therefore, the
上述のような多階調フォトマスク10を使用して、被転写体20へのパターン転写を行ったときに、遮光部11では露光光が実質的に透過せず、透光部12では露光光が透過し、第1〜第3半透光部13A〜13Cでは各々の光透過率に応じて露光光が低減される。そのため、被転写体20上に塗布したレジスト膜(ここではポジ型フォトレジスト膜)は、パターン転写後、現像を経たとき、上記遮光部11に対応する部分で膜厚が最も厚くなる。また、上記第1〜第3半透光部13A〜13Cに対応する部分ではいずれも遮光部11に対応する部分の膜厚よりも薄くなるが、各半透光部の光透過率に応じて段階的に膜厚が薄くなる。また、透光部12に対応する部分では膜がない。その結果、膜厚が5段階に異なる(そのうちの1段階は膜がない)レジストパターン23を形成する。つまり、1枚の多階調フォトマスク10を用いて、被転写体20上に、レジスト残膜値の異なる5つの転写パターンを転写することができる。なお、ネガ型フォトレジストを用いた場合には、レジスト膜厚が上記と逆転することを考慮した設計を行うことができる。。
When the pattern transfer to the
そして、図1に示す膜厚が5段階に異なるレジストパターン23を用いて、被転写体20における積層膜22の各膜に順次エッチングを実施することにより、例えばTFT基板の製造における従来のフォトマスク4枚分の工程が実施されることになり、従来よりもマスク枚数を大幅に削減することが可能になる。
以上は、本実施の形態の多階調フォトマスク10を5階調のフォトマスクとして使用した場合を説明したが、これには限らず、フォトマスクの構成を5階調としても、以下のように実効的には3階調又は4階調のフォトマスクとしても使用することが可能であるという利点がある。
Then, by using the resist
The case where the
一般に、本発明の属する多階調フォトマスク(遮光部、透光部のほかに半透光部を有する3階調以上のフォトマスク)においては、被転写体上に所望の残膜値をもつレジストパターンを得るために、半透光部の露光光透過率を選択し、決定する。この透過率としては、透光部(すなわち透明基板が露出している部分)の透過率を100%としたときの、半透過膜の透過率を用いて規定する。これは、一定以上の広い領域のパターンについて、その透過率を特定する場合には問題がないが、ある程度以下の寸法のパターンに対しては、厳密にいうと、実際のパターン転写に寄与する露光光量を正確に反映していないこととなる。これは露光光の回折が原因であるため、この傾向は微小なパターンになるほど、露光光波長が長いほど顕著になる。しかし、パターンの寸法や、分光特性の異なる光源に対する透過率の変化については正確に考慮されていないのが現状である。 In general, a multi-tone photomask to which the present invention belongs (a photomask having three or more tones having a semi-transparent portion in addition to a light-shielding portion and a light-transmitting portion) has a desired remaining film value on a transfer target. In order to obtain a resist pattern, the exposure light transmittance of the semi-translucent portion is selected and determined. The transmittance is defined using the transmittance of the semi-transmissive film when the transmittance of the light transmitting portion (that is, the portion where the transparent substrate is exposed) is 100%. This is not a problem when specifying the transmittance of a pattern of a wide area above a certain level, but strictly speaking, for a pattern with a size of a certain degree or less, exposure that contributes to actual pattern transfer. The amount of light is not accurately reflected. Since this is due to diffraction of exposure light, this tendency becomes more prominent as the exposure light wavelength becomes longer as the pattern becomes smaller. However, the present situation is that the change in transmittance with respect to light sources having different pattern dimensions and spectral characteristics is not accurately taken into consideration.
具体的には、半透光部に、非常に狭い幅を含むパターン形状と、相対的に広い領域のパターン形状とが存在すると、半透光部には、被転写体上のレジスト膜に、常に一定の残膜値を与えるものであるべきところ、パターン形状に起因して異なる残膜値のレジストパターンが形成されてしまい、所望の許容範囲を越えた残膜値のばらつきを生じると、電子デバイス製造上の不安定要素となるという問題がある。 Specifically, when a pattern shape including a very narrow width and a pattern shape of a relatively wide region are present in the semi-transparent portion, the semi-transparent portion has a resist film on the transfer target, Where a constant residual film value should always be given, a resist pattern with a different residual film value is formed due to the pattern shape, and if the residual film value varies beyond the desired tolerance, There is a problem that it becomes an unstable factor in device manufacturing.
例えば、薄膜トランジスタ用の多階調フォトマスクとしては、チャネル部に相当する領域を半透光部とし、これを挟む形で隣接するソース及びドレインに相当する領域を遮光部で構成したものが多用される。このフォトマスクは、通常i線〜g線の波長帯の露光光を用いて露光されるが、チャネル部の寸法(幅)が小さくなるにしたがい、隣接する遮光部との境界が、実際の露光条件下においてぼかされ、チャネル部の露光光透過率は半透過膜の透過率よりも低くなる。図7は、遮光部Aに挟まれた半透光部Bのパターン(同図(1))と、該半透光部Bの透過光の光強度分布(同図(2))を示したもので、同図(a)は一例として半透光領域の幅が4μm、同図(b)は2μmの場合をそれぞれ示している。すなわち、図7(a),(b)に示すように、遮光部Aに挟まれた半透光部Bの透過光の光強度分布は、その半透光部Bの線幅が小さくなると、全体に下がり、ピークが低くなる。つまり、幅が狭い領域を有するパターンについては、実際に露光に寄与する透過率が相対的に低い一方、相対的に線幅が広い領域を有するパターンについては、実際の露光に寄与する透過率が相対的に高い。例えば、図8に示すように、チャネル幅が5μm以下では、該チャネル幅に対応した幅の半透光部における、実際の露光に寄与する光の透過率が低下する。 For example, a multi-tone photomask for a thin film transistor is often used in which a region corresponding to a channel portion is a semi-translucent portion and a region corresponding to a source and a drain adjacent to each other is formed by a light shielding portion. The This photomask is normally exposed using exposure light in the wavelength band of i-line to g-line, but as the size (width) of the channel portion becomes smaller, the boundary with the adjacent light-shielding portion is the actual exposure. The exposure light transmittance of the channel portion is lower than the transmittance of the semi-transmissive film. FIG. 7 shows the pattern of the semi-transparent part B sandwiched between the light-shielding parts A (FIG. 1 (1)) and the light intensity distribution of the transmitted light of the semi-transparent part B (FIG. 2). FIG. 6A shows the case where the width of the semi-translucent region is 4 μm as an example, and FIG. 6B shows the case where the width is 2 μm. That is, as shown in FIGS. 7A and 7B, the light intensity distribution of the transmitted light of the semi-transparent part B sandwiched between the light-shielding parts A is as follows. The whole is lowered and the peak is lowered. In other words, the transmittance that actually contributes to the exposure is relatively low for the pattern having the narrow width region, while the transmittance that contributes to the actual exposure is the pattern that has the relatively wide line width. Relatively high. For example, as shown in FIG. 8, when the channel width is 5 μm or less, the transmissivity of light contributing to actual exposure in the semi-transparent portion having a width corresponding to the channel width decreases.
そこで、一定の寸法をもつ半透光部の透過率を、その膜固有の透過率と区別し、実際の露光光の透過量を、透光部の透過量との比において、実効透過率として把握する必要が生じる。
一方で、膜固有の透過率とは、透明基板上の該膜を形成した、十分に広い領域において、該膜の組成や膜厚によって決定されるものである。十分に広い領域とは、該領域の広さの変化によって、実効透過率が実質的に変化しないような領域をいう。なお、図8においては、半透光部Bの透過光の光強度分布のピーク値によって、該領域の透過率を代表させている。この部分の透過率は、この多階調マスクを使用して露光したときの、被転写体上のレジスト残膜値と相関をもつ。
Therefore, the transmissivity of the semi-transparent part having a certain size is distinguished from the transmissivity inherent to the film, and the actual amount of exposure light transmission is determined as the effective transmissivity in the ratio of the transmissivity of the translucent part. It is necessary to grasp.
On the other hand, the transmittance specific to the film is determined by the composition and film thickness of the film in a sufficiently wide region where the film is formed on the transparent substrate. A sufficiently wide region refers to a region where the effective transmittance does not substantially change due to a change in the size of the region. In FIG. 8, the transmittance of the region is represented by the peak value of the light intensity distribution of the transmitted light of the semi-transparent portion B. The transmittance of this portion has a correlation with the resist residual film value on the transfer target when the multi-tone mask is used for exposure.
そこで、半透光部のパターン形状に応じて、その部分の光透過率を変えることにより、パターン形状にかかわらず、半透光部のレジスト膜の残膜値をほぼ同一にできることとなる。
例えば、本実施の形態によれば、マスク構成として、4つ又は5つの階調を有する多階調フォトマスクを得ることができる。すなわち、透光部、遮光部のほかに、2つ又は3つの異なる光透過率を有する半透光部を得ることができるのである。この3種類の半透光部によって、被転写体上に、それぞれ異なるレジスト残膜値をもつレジストパターンを形成してもよい。しかしながら、他方、この3種類の半透光部によって、被転写体上に、パターンの寸法が異なる(従って、同一の光透過率を有する半透光部を使用すると、形成されるレジスト残膜値が異なってしまう)にもかかわらず、一定のレジスト残膜値を有するレジストパターンを形成することができる。換言すれば、上記3つの半透光部13A,13B,13Cはそれぞれ、半透光膜により形成された部分、半透光膜の微細パターンにより形成された部分、及び遮光膜の微細パターンにより形成された部分から構成され、半透光部のパターン形状に応じて異なる3種類の光透過率を有するが、パターン転写の結果ほぼ同一の実効透過率を有するような半透光部を形成しても良い。この場合、本実施の形態のフォトマスクを3階調のフォトマスクとして用いることになる。
Therefore, by changing the light transmittance of the portion according to the pattern shape of the semi-translucent portion, the remaining film value of the resist film of the semi-transparent portion can be made almost the same regardless of the pattern shape.
For example, according to the present embodiment, a multi-tone photomask having four or five gradations can be obtained as a mask configuration. That is, in addition to the light transmitting portion and the light shielding portion, a semi-light transmitting portion having two or three different light transmittances can be obtained. With these three types of semi-transparent portions, resist patterns having different resist residual film values may be formed on the transfer target. However, on the other hand, the three types of semi-transparent portions have different pattern dimensions on the transfer target (therefore, if the semi-transparent portions having the same light transmittance are used, the resist remaining film value formed However, a resist pattern having a certain resist residual film value can be formed. In other words, each of the three
もちろん、3種類の半透光部13Aから13Cのうち、2種類を、同一の実効透過率を有する異なる形状のパターンに用い、残りの1種類を、異なる実効透過率を有するパターンに供しても良い。この場合、本実施の形態のフォトマスクを4階調のフォトマスクとして用いることになる。
Of course, of the three types of
以上のように、本実施の形態の多階調フォトマスク10は、4つ又は5つの異なる光透過率をもたせることができるので、純粋に5階調フォトマスクとして使用することができるが、これに限定されず、例えば半透光部のパターン形状にかかわらず、ほぼ同一の残膜値のレジストパターンを形成する場合に、3階調又は4階調のフォトマスクとして使用することが可能である。しかも、本実施の形態では、3つの半透光部13A,13B,13Cはそれぞれ、半透光膜により形成された部分、半透光膜の微細パターンにより形成された部分、及び遮光膜の微細パターンにより形成された部分から構成されるので、たとえば半透光部13Bは、半透光部13Aと同じ半透光膜を用いて微細パターンを形成することにより、また半透光部13Cは、遮光部11と同じ遮光膜を用いて微細パターンを形成することにより簡便に得ることができる。たとえば半透光膜の材質や膜厚の変更によって3種類の半透光部を形成する場合と比べると、本発明では、半透光部の透過率を調節できる範囲、精度が大きく、膜構成が単純で、製造上のメリットも大きい。したがって、本発明の多階調フォトマスクは、実効的に5階調のフォトマスクとして使用する場合はもちろんのこと、実効的に3階調又は4階調のフォトマスクとして使用する場合にも好適である。
As described above, since the
なお、上記では、遮光部11と透光部12のほかに、3種類の半透光部13A〜13Cを有するフォトマスクを示したが、本発明はこれには限定されず、例えば、遮光部11と透光部12のほかに、半透光膜16によりなる半透光部13Aと、半透光膜16の微細パターンによりなる半透光部13Bとを有するフォトマスク、あるいは、遮光部11と透光部12のほかに、半透光膜16によりなる半透光部13Aと、半透光膜16と遮光膜15の積層膜の微細パターンによりなる半透光部13Cとを有するフォトマスクとしてもよい。この場合、実効的に4階調又は3階調のフォトマスクとして用いることができる。
In the above, a photomask having three types of
次に、上記の本実施の形態に係る多階調フォトマスク10の製造方法について説明する。図2は、上記第1の実施の形態の多階調フォトマスク10の製造工程を工程順に示す断面図である。
使用するフォトマスクブランクは、図2(a)に示すように、ガラス基板等の透明基板14上に、半透光膜16と、遮光層15a及び反射防止層15bの積層からなる遮光膜15が順に形成されている。ただし、上記半透光膜16と上記遮光膜15は、エッチング工程に用いるエッチャントに対するエッチング選択性のある材質の組み合わせが選択される。したがって、上記遮光層15aとしては、例えばクロム又はその化合物(例えばCrN,CrO,CrC等)が好ましく挙げられ、上記反射防止層15bとしては、クロム系化合物(例えばCrN,CrO,CrC等)などが挙げられる。ここでは、Crの遮光層、CrOの反射防止層を用いた。さらに上記半透光膜16としては、例えば金属シリサイド、特にモリブデンシリサイド化合物(MoSixのほか、MoSiの窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物など)等が好ましく挙げられる。上記半透光膜16は、透明基板14(透光部)の露光光の透過量に対し10〜80%程度、好ましくは20〜70%程度の透過量を有するものが好ましい。ここでは、膜透過率40%(透光部を100%としたとき)のMoSix膜を用いた。
Next, a method for manufacturing the
As shown in FIG. 2A, the photomask blank to be used includes a
まず、上記フォトマスクブランク上にレジストを塗布してレジスト膜を形成し、1度目の描画を行う。本実施の形態では例えばレーザー光を用いる。また、上記レジストとしてはポジ型フォトレジストを使用する。そして、レジスト膜に対し、所定のパターンを描画し、描画後に現像を行うことにより、第1レジストパターン30を形成する(図2(b)参照)。該第1レジストパターン30は、製造されるフォトマスクの遮光部11及び第1半透光部13Aの領域を覆うとともに、第2及び第3半透光部13B,13Cの領域に所定の微細パターンを形成するためのレジストパターンを含む。
なお、フォトマスクの第2半透光部13Bを構成する上記半透光膜16の微細パターン及び第3半透光部13Cを構成する上記半透光膜16と上記遮光膜15の積層膜の微細パターンはいずれもフォトマスクを使用する露光条件下で解像限界以下の微細パターンであり、かつ第1及び第2半透光部13A,13Bのそれぞれの露光光透過率が所望の値となるように、上記半透光膜の膜透過率(膜としての固有の透過率、すなわち、膜素材と膜厚による)を設定するとともに、第2及び第3半透光部13B,13Cのそれぞれの露光光透過率が所望の値となるように上記微細パターンのそれぞれの線幅が設定される。
First, a resist is applied on the photomask blank to form a resist film, and a first drawing is performed. In this embodiment, for example, laser light is used. A positive photoresist is used as the resist. Then, a
The fine pattern of the
次に、上記第1レジストパターン30をエッチングマスクとして遮光層15a及び反射防止層15bの積層からなる遮光膜15をエッチングして遮光膜パターンを形成する(図2(c)参照)。クロムを主成分とする遮光膜15を用いた場合、エッチング手段としては、ドライエッチングもしくはウェットエッチングのどちらでも可能であるが、たとえば大型液晶表示パネル製造に使用する大型サイズのフォトマスクでは、ウェットエッチングが好適である。ウェットエッチングでは、エッチング液として例えば硝酸第二セリウムアンモニウムを用いる。なお、上記遮光膜15とその下の半透光膜16は、互いに所定のエッチャントに対するエッチング選択性を有する材質で形成されていることが好ましい。この場合、上記遮光膜15のエッチング時には上記半透光膜16はエッチングされにくい。
Next, by using the first resist
残存する第1レジストパターン30を除去した後(図2(d)参照)(あるいは次の半透光膜16のエッチング工程終了後に除去してもよい)、上記で形成された遮光膜パターン(フォトマスクの遮光部11及び第1半透光部13Aに対応する遮光膜パターン15Aと、第2及び第3半透光部13B,13Cの領域に形成される所定の微細パターンに対応する遮光膜パターン15Bを含む)をマスクとして、下層の半透光膜16をエッチングする(図2(e)参照)。例えばモリブデンシリサイド化合物を主成分とする半透光膜16を用いた場合、エッチング手段としては、ドライエッチングもしくはウェットエッチングのどちらでも可能であるが、ウェットエッチングではエッチング液として例えばフッ化水素アンモニウムを主成分とするものを用いる。半透光膜16のエッチング条件に対して上記遮光膜15はエッチング選択性を有するので、第2及び第3半透光部13B,13Cの領域に形成された上記遮光膜パターン15Bと同じ線幅(CD)精度で半透光膜16の微細パターンも形成される。
After the remaining first resist
次に、再び全面に上記と同じレジスト膜を形成し、2度目の描画を行う。すなわち、このレジスト膜に対し、所定のパターンを描画し、描画後に現像を行うことにより、第2レジストパターン31を形成する(図2(f)参照)。該第2レジストパターン31は、製造されるフォトマスクの遮光部11の領域を覆うとともに、上記半透光膜16と上記遮光膜15の積層膜の微細パターンが形成された第3半透光部13Cの領域を覆うように形成される。
Next, the same resist film as described above is formed again on the entire surface, and a second drawing is performed. That is, a second resist
次に、上記第2レジストパターン31をマスクとして、露出した半透光部13A領域上の遮光膜15と、第2半透光部13B領域上の遮光膜15の微細パターンを同時にエッチングする(図2(g)参照)。この場合のエッチング条件は、上述の(c)工程と同様でよい。この遮光膜15のエッチング条件に対してその下の半透光膜16はエッチング選択性を有するため、上記半透光膜16はエッチングされにくい。したがって、例えば上記エッチングによって第2半透光部13Bに形成される半透光膜16の微細パターンのCD精度は良好に維持される。
Next, using the second resist
そして、残存する第2レジストパターン31を除去する。こうして、透明基板14上に、半透光膜16と、遮光層15a及び反射防止層15bからなる遮光膜15との積層によりなる遮光部11、透明基板14が露出する透光部12、及び、上記半透光膜16によりなる第1半透光部13Aと、上記と同じ半透光膜16で形成された露光条件下において解像限界以下の微細パターン17によりなる第2半透光部13Bと、上記遮光部と同じ半透光膜16及び遮光膜15の積層膜で形成された露光条件下において解像限界以下の微細パターン18によりなる第3半透光部13Cとを有するマスクパターンが形成された、露光光透過率が5段階に異なる5階調のフォトマスク10が出来上がる(図2(h)参照)。ここで、第2半透光部13Bと、第3半透光部13Cにおける、微細パターンの線幅を、領域によって変更すれば、更に、多階調のフォトマスクを製造することも可能である。その場合、製造プロセスは上記のままで行うことができる。
Then, the remaining second resist
以上のように本実施の形態の多階調フォトマスクの製造方法によれば、遮光膜と半透光膜との組み合わせを用い、フォトリソグラフィ法によって、半透光膜によりなる半透光部と、半透光膜の微細パターン及び/又は遮光膜の微細パターンによりそれぞれなる半透光部を一緒に精度良く形成することができ、上記多階調フォトマスクを効率的で、かつ欠陥発生の確率の低い簡便な工程によって製造することができるので、量産上のメリットが大きい。
また、前述の図1に示すような本発明に係る多階調フォトマスクを用いたパターン転写を実施すると、被転写体には所望のレジスト残膜値を有する、精度の高い多階調の転写パターンを形成することができる。
なお、上記において、遮光膜15と半透光膜16には、互いにエッチング選択性のある膜を用いた。一方、遮光膜15と半透光膜16に十分なエッチング選択性が無い場合には、両者の間にエッチングストッパ膜を導入することも可能である。この場合、遮光膜15、及び半透光膜16をともに、クロム又はクロム化合物からなる膜とし、エッチングストッパ膜に、モリブデンシリサイドや二酸化ケイ素などを用いることが可能である。これは、以下の第2の実施の形態においても同様である。
As described above, according to the method for manufacturing a multi-tone photomask of the present embodiment, a combination of a light-shielding film and a semi-transparent film is used, and a semi-transparent portion made of a semi-transparent film is formed by photolithography. The semi-transparent portion can be formed with high accuracy by the micro-pattern of the semi-transparent film and / or the micro-pattern of the light-shielding film, and the multi-tone photomask can be formed efficiently and the probability of defect occurrence. Since it can be manufactured by a simple and low process, the merit in mass production is great.
In addition, when pattern transfer using the multi-tone photomask according to the present invention as shown in FIG. 1 is performed, high-precision multi-tone transfer having a desired resist residual film value on the transfer target is performed. A pattern can be formed.
In the above description, the
[第2の実施の形態]
図3は、第2の実施の形態に係る多階調フォトマスクの製造工程を工程順に示す断面図である。なお、前述の第1の実施の形態を示す図1及び図2と同等の箇所には同一の符号を付している。
本実施の形態で使用するフォトマスクブランク及び該フォトマスクブランクを用いた製造工程は上述の第1の実施の形態とまったく同様であるが、本実施の形態では、上述の第2レジストパターン31を形成する工程(図3(f)参照)において、半透光膜16と遮光膜15の積層膜の微細パターンが形成された第3半透光部13Cの領域を覆う第2レジストパターン31を該領域幅よりも幅広に形成する(図3(f)中の符号31aにより示す部分を参照)。これによって、第2レジストパターン31を形成するための2度目の描画時に仮に1度面の描画パターンに対するアライメントずれが発生した場合に、そのアライメントずれの影響を防止でき、微細パターンのCD精度が良好に維持される。従って、半透光部13Cの透過率が許容範囲を超えてずれてしまうことが防止できる。尚、ここで、第2レジストパターン31のパターンデータを加工することによって、上記した幅広のレジストパターンを形成するが、このときにサイズ拡大するマージン幅の決定に際しては、想定されるアライメントずれ量を加算したときに、上記積層膜の微細パターンが、整数個確実に包含されるような、レジストパターン幅とすることが好ましい(図3(f)に示すとおり)。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing steps of the multi-tone photomask according to the second embodiment in the order of steps. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location equivalent to FIG.1 and FIG.2 which shows the above-mentioned 1st Embodiment.
The photomask blank used in the present embodiment and the manufacturing process using the photomask blank are exactly the same as those in the first embodiment described above, but in the present embodiment, the second resist
本実施の形態の多階調フォトマスクの製造方法によっても、遮光膜と半透光膜との組み合わせを用い、フォトリソグラフィ法によって、半透光膜によりなる半透光部と、半透光膜の微細パターン及び/又は遮光膜の微細パターンによりそれぞれなる半透光部を一緒に精度良く形成することができ、上記多階調フォトマスクを効率的で、かつ欠陥発生の確率の低い簡便な工程によって製造することができる。
なお、図2に示す本発明の多階調マスクは、その製造工程を変更し、図4のように製造することも可能である。ここでは、図2(又は図3)において、第1レジストパターン(又はそれをマスクとしてエッチングした遮光膜パターン)をマスクとして半透光膜をエッチングしたのに対し、遮光膜のみをエッチングする。更に、第2レジストパターンをマスクとして、遮光膜をエッチングするかわりに、遮光膜と半透光膜をエッチングする点が相違している。
Also by the manufacturing method of the multi-tone photomask of the present embodiment, a combination of a light-shielding film and a semi-transparent film is used, and a semi-transparent portion made of a semi-transparent film and a semi-transparent film are formed by photolithography. The semi-transparent portion can be accurately formed together with the fine pattern and / or the fine pattern of the light-shielding film, and the multi-tone photomask can be formed efficiently and with a low probability of occurrence of defects. Can be manufactured by.
The multi-tone mask of the present invention shown in FIG. 2 can be manufactured as shown in FIG. 4 by changing the manufacturing process. Here, in FIG. 2 (or FIG. 3), the semi-transparent film is etched using the first resist pattern (or the light-shielding film pattern etched using the first resist pattern as a mask), whereas only the light-shielding film is etched. Further, the second resist pattern is used as a mask in that the light shielding film and the semi-transparent film are etched instead of etching the light shielding film.
[第3の実施の形態]
次に、図5に従って本発明の第3の実施の形態を説明する。図5は第3の実施の形態に係る多階調フォトマスク10の製造工程を工程順に示す断面図である。なお、前述の第1の実施の形態を示す図1及び図2と同等の箇所には同一の符号を付している。
使用するフォトマスクブランクは、図5(a)に示すように、ガラス基板等の透明基板14上に、遮光層15a及び反射防止層15bの積層からなる遮光膜15が形成されている。上記遮光層15aとしては、例えばクロム又はその化合物(例えばCrN,CrO,CrC等)が好ましく挙げられ、上記反射防止層15bとしては、クロム系化合物(例えばCrN,CrO,CrC等)などが挙げられる。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing steps of the
As shown in FIG. 5A, a photomask blank to be used has a
まず、上記フォトマスクブランク上にレジストを塗布してレジスト膜を形成し、1度目の描画を行う。上記レジストとしてはポジ型フォトレジストを使用する。そして、レジスト膜に対し、所定のパターンを描画し、描画後に現像を行うことにより、第1レジストパターン32を形成する(図5(b)参照)。
該第1レジストパターン32は、製造されるフォトマスクの遮光部11、透光部12及び第3半透光部13Cの領域を覆うとともに、第2半透光部13Bの領域に所定の微細パターンを形成するためのレジストパターンを含む。
First, a resist is applied on the photomask blank to form a resist film, and a first drawing is performed. A positive photoresist is used as the resist. Then, a predetermined pattern is drawn on the resist film, and development is performed after the drawing, thereby forming the first resist pattern 32 (see FIG. 5B).
The first resist
次に、上記第1レジストパターン32をエッチングマスクとして遮光層15a及び反射防止層15bの積層からなる遮光膜15をエッチングして遮光膜パターンを形成する(図5(c)参照)。クロムを主成分とする遮光膜15を用いた場合、エッチング手段としては、ドライエッチングもしくはウェットエッチングのどちらでも可能であるが、たとえば大型サイズのフォトマスク製造に好適なウェットエッチングでは、エッチング液として例えば硝酸第二セリウムアンモニウムを用いる。
Next, by using the first resist
残存する第1レジストパターン32を除去した後(図5(d)参照)、パターニングされた遮光膜15を含む基板全面に、半透光膜16を成膜する(図5(e)参照)。
上記半透光膜16としては、例えば前述の実施の形態と同様、金属シリサイド化合物、特にモリブデンシリサイド化合物(MoSixのほか、MoSiの窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物など)が好ましく挙げられる。また、本実施の形態では、上記半透光膜16は、遮光膜15とのエッチング選択性はとくに要求されないため、例えば遮光膜と同様、クロム又はクロム系化合物を用いることもできる。クロム系化合物には、酸化クロム(CrOx)、窒化クロム(CrNx)、炭化クロム(CrCx)、酸窒化クロム(CrOxN)、フッ化クロム(CrFx)や、これらに炭素や水素を含むものがある。上記半透光膜16は、透明基板14(透光部)の露光光の透過量に対し10〜80%程度、好ましくは20〜70%程度の透過量を有するものが好ましい。
After removing the remaining first resist pattern 32 (see FIG. 5D), a
As the
次に、再び全面に上記と同じレジスト膜を形成し、2度目の描画を行う。すなわち、このレジスト膜に対し、所定のパターンを描画し、描画後に現像を行うことにより、第2レジストパターン33を形成する(図5(f)参照)。該第2レジストパターン33は、製造されるフォトマスクの遮光部11及び第1半透光部13Aの領域を覆うとともに、第2半透光部13Bの領域に形成された微細パターンのうち半透光膜16の微細パターンを覆い、さらに第3半透光部13Cの領域に所定の微細パターンを形成するためのレジストパターンを含む。ここで、第2半透光部13Bの領域に形成された微細パターンのうち半透光膜16の微細パターンを覆うレジストパターンを形成するための描画工程においては、上記1度目の描画との位置あわせが重要となる。位置ずれが発生すると、パターン加工された半透光膜で形成されるはずの半透光膜13Bに、遮光膜が残存してしまうおそれがある。尚、上記第1、第2の実施の形態における製造方法は、この位置あわせの課題が無い点で優れているといえる。
Next, the same resist film as described above is formed again on the entire surface, and a second drawing is performed. That is, a second resist
次に、上記第2レジストパターン33をマスクとして、露出した透光部12と第2半透光部13B及び第3半透光部13C領域上の半透光膜16とその下層の遮光膜15を連続してエッチングする(図5(g)参照)。
Next, using the second resist
そして、残存する第2レジストパターン33を除去する。こうして、透明基板14上に、遮光層15a及び反射防止層15bからなる遮光膜15と半透光膜16の積層によりなる遮光部11、透明基板14が露出する透光部12、及び、上記半透光膜16によりなる第1半透光部13Aと、上記と同じ半透光膜16で形成された露光条件下において解像限界以下の微細パターン17によりなる第2半透光部13Bと、上記遮光部と同じ遮光膜15及び半透光膜16の積層膜で形成された露光条件下において解像限界以下の微細パターン18によりなる第3半透光部13Cとを有するマスクパターンが形成された、露光光透過率が5段階に異なる5階調のフォトマスク10が出来上がる(図5(h)参照)。
Then, the remaining second resist
[第4の実施の形態]
次に、図6に従って本発明の第4の実施の形態を説明する。図6は第4の実施の形態に係る多階調フォトマスク10の製造工程を工程順に示す断面図である。なお、前述の第1の実施の形態を示す図1、図2、図3と同等の箇所には同一の符号を付している。
使用するフォトマスクブランク図6(a)は、図5(a)と同様、ガラス基板等の透明基板14上に、遮光層15a及び反射防止層15bの積層からなる遮光膜15が形成されている。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing steps of the
The photomask blank used in FIG. 6A is similar to FIG. 5A, in which a
まず、上記フォトマスクブランク上にレジストを塗布してレジスト膜を形成し、1度目の描画を行う。上記レジストとしてはポジ型フォトレジストを使用する。そして、レジスト膜に対し、所定のパターンを描画し、描画後に現像を行うことにより、第1レジストパターン34を形成する(図6(b)参照)。
該第1レジストパターン34は、製造されるフォトマスクの遮光部11の領域を覆うとともに、第3半透光部13Cの領域に所定の微細パターンを形成するためのレジストパターンを含む。
First, a resist is applied on the photomask blank to form a resist film, and a first drawing is performed. A positive photoresist is used as the resist. Then, a predetermined pattern is drawn on the resist film, and development is performed after the drawing, thereby forming a first resist pattern 34 (see FIG. 6B).
The first resist
次に、上記第1レジストパターン34をエッチングマスクとして遮光層15a及び反射防止層15bの積層からなる遮光膜15をエッチングして遮光膜パターンを形成する(図6(c)参照)。クロムを主成分とする遮光膜15を用いた場合、エッチング手段としては、ドライエッチングもしくはウェットエッチングのどちらでも可能であるが、たとえば大型サイズのフォトマスク製造に好適なウェットエッチングでは、エッチング液として例えば硝酸第二セリウムアンモニウムを用いる。
Next, by using the first resist
残存する第1レジストパターン34を除去した後(図6(d)参照)、パターニングされた遮光膜15を含む基板全面に、半透光膜16を成膜する(図6(e)参照)。
上記半透光膜16としては、例えば第3の実施の態様と同様のものが用いられる。上記半透光膜16は、透明基板14(透光部)の露光光の透過量に対し10〜80%程度、好ましくは20〜70%程度の透過量を有するものが好ましい。
After the remaining first resist
As the
次に、再び全面に上記と同じレジスト膜を形成し、2度目の描画を行う。すなわち、このレジスト膜に対し、所定のパターンを描画し、描画後に現像を行うことにより、第2レジストパターン35を形成する(図6(f)参照)。該第2レジストパターン35は、製造されるフォトマスクの遮光部11及び第1半透光部13Aの領域を覆うとともに、第3半透光部13Cの領域に形成された微細パターンのうち遮光膜15と半透光膜16の積層膜による微細パターンを覆い、さらに第2半透光部13Bの領域に所定の微細パターンを形成するためのレジストパターンを含む。
次に、上記第2レジストパターン35をマスクとして、露出した透光部12と第2半透光部13B及び第3半透光部13C領域上の半透光膜16をエッチングする(図6(g)参照)。
Next, the same resist film as described above is formed again on the entire surface, and a second drawing is performed. That is, a second resist
Next, using the second resist
そして、残存する第2レジストパターン35を除去する。こうして、透明基板14上に、遮光層15a及び反射防止層15bからなる遮光膜15と半透光膜16の積層によりなる遮光部11、透明基板14が露出する透光部12、及び、上記半透光膜16によりなる第1半透光部13Aと、上記と同じ半透光膜16で形成された露光条件下において解像限界以下の微細パターン17によりなる第2半透光部13Bと、上記遮光部と同じ遮光膜15及び半透光膜16の積層膜で形成された露光条件下において解像限界以下の微細パターン18によりなる第3半透光部13Cとを有するマスクパターンが形成された、露光光透過率が5段階に異なる5階調のフォトマスク10が出来上がる(図6(h)参照)。
Then, the remaining second resist
以上のように本実施の形態による多階調フォトマスクの製造方法においても、遮光膜と半透光膜との組み合わせを用い、フォトリソグラフィ法によって、半透光膜によりなる半透光部と、半透光膜の微細パターン及び遮光膜の微細パターンによりそれぞれなる半透光部を一緒に精度良く形成することができ、上記多階調フォトマスクを効率的で、かつ欠陥発生の確率の低い簡便な工程によって製造することができる。 As described above, also in the manufacturing method of the multi-tone photomask according to the present embodiment, by using a combination of a light-shielding film and a semi-transparent film, by a photolithography method, a semi-transparent portion made of a semi-transparent film, The semi-transparent part formed by the micro-pattern of the semi-transparent film and the micro-pattern of the light-shielding film can be formed together with high accuracy, and the multi-tone photomask is efficient and simple with a low probability of occurrence of defects. It can be manufactured by a simple process.
なお、上記実施の形態のうちいずれを用いて、本発明のフォトマスクを作製してもよい。なおこれらを比較すると、第3、第4の形態においては、2度目の描画の際に、半透光膜上のレジストに微細パターンを描画することとなるが、この半透光膜は、製品に応じた様々の透過率の半透光膜である。従って、個々に、半透光膜の膜質、膜厚が異なり、このため反射光の強度も異なるところ、微細パターンの描画に際しては、線幅、すなわち露光光量の制御が極めて精緻に行われる必要がある。一方、第1、第2の形態においては、微細パターン形成のための描画は、遮光膜(含反射防止膜)上で行われるので、一定の描画条件で所定線幅を実現できる。従って、より安定した透過率の多階調フォトマスクが生産しやすい利点がある。
また、上記第1、第2の形態で用いた、モリブデンシリサイド系の半透光膜は、20〜70%の透過率を得るための膜厚が薄く(100〜900Å程度)、サイドエッチングによるCD劣化の懸念が非常に小さいため、本発明の効果が特に顕著である。
なお、本発明の多階調フォトマスクの製造方法は、上記に例示したものに限定されない。
Note that the photomask of the present invention may be manufactured using any of the above embodiments. When these are compared, in the third and fourth embodiments, a fine pattern is drawn on the resist on the semi-transparent film at the time of the second drawing. It is a semi-transparent film having various transmittances according to the above. Therefore, the film quality and film thickness of the semi-transparent film are different from each other, and therefore the intensity of reflected light is also different. Therefore, when drawing a fine pattern, it is necessary to control the line width, that is, the amount of exposure light very precisely. is there. On the other hand, in the first and second embodiments, drawing for forming a fine pattern is performed on a light shielding film (an antireflection film), so that a predetermined line width can be realized under certain drawing conditions. Therefore, there is an advantage that it is easy to produce a multi-tone photomask with more stable transmittance.
Further, the molybdenum silicide semi-transparent film used in the first and second embodiments has a thin film thickness (about 100 to 900 mm) for obtaining a transmittance of 20 to 70%, and CD by side etching. The effect of the present invention is particularly remarkable because there is very little concern about deterioration.
In addition, the manufacturing method of the multi-tone photomask of this invention is not limited to what was illustrated above.
10 多階調フォトマスク
11 遮光部
12 透光部
13A 第1半透光部
13B 第2半透光部
13C 第3半透光部
14 透明基板
15 遮光膜
16 半透光膜
17 半透光膜の微細パターン
18 遮光膜の微細パターン
20 被転写体
23 レジストパターン
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記遮光部は、少なくとも前記透明基板上に形成された遮光膜により形成され、前記透光部は、露出した前記透明基板により形成され、前記半透光部は、前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる第1半透光部と、前記透明基板上に、前記半透光膜に露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ微細パターンが形成されてなる第2半透光部とを有していることを特徴とする多階調フォトマスク。 On the transparent substrate, has a mask pattern consisting of a light-shielding part, a light-transmitting part, and a semi-light-transmitting part that reduces the exposure light transmittance by a predetermined amount,
The light shielding part is formed by at least a light shielding film formed on the transparent substrate, the light transmitting part is formed by the exposed transparent substrate, and the semi-light transmitting part is formed on the transparent substrate. A first semi-transparent portion made of a semi-translucent film, and a second semi-transparent portion in which a fine pattern having a line width less than a resolution limit under an exposure condition is formed on the transparent substrate on the transparent substrate. A multi-tone photomask comprising an optical part.
前記遮光部は、少なくとも前記透明基板上に形成された遮光膜により形成され、前記透光部は、露出した前記透明基板により形成され、前記半透光部は、前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる第1半透光部と、前記透明基板上に、少なくとも前記遮光膜に露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ微細パターンが形成されてなる第3半透光部とを有していることを特徴とする多階調フォトマスク。 On the transparent substrate, has a mask pattern consisting of a light-shielding part, a light-transmitting part, and a semi-light-transmitting part that reduces the exposure light transmittance by a predetermined amount,
The light shielding part is formed by at least a light shielding film formed on the transparent substrate, the light transmitting part is formed by the exposed transparent substrate, and the semi-light transmitting part is formed on the transparent substrate. A first semi-transparent portion made of a semi-transparent film, and a third semi-transparent portion in which a fine pattern having a line width less than a resolution limit under an exposure condition is formed on at least the light-shielding film on the transparent substrate. And a multi-tone photomask characterized by comprising:
前記遮光部は、少なくとも前記透明基板上に形成された遮光膜により形成され、前記透光部は、露出した前記透明基板により形成され、前記半透光部は、前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる第1半透光部と、前記透明基板上に、前記半透光膜に露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ微細パターンが形成されてなる第2半透光部と、前記透明基板上に、少なくとも前記遮光膜に露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ微細パターンが形成されてなる第3半透光部とを有していることを特徴とする多階調フォトマスク。 On the transparent substrate, has a mask pattern consisting of a light-shielding part, a light-transmitting part, and a semi-light-transmitting part that reduces the exposure light transmittance by a predetermined amount,
The light shielding part is formed by at least a light shielding film formed on the transparent substrate, the light transmitting part is formed by the exposed transparent substrate, and the semi-light transmitting part is formed on the transparent substrate. A first semi-transparent portion made of a semi-translucent film, and a second semi-transparent portion in which a fine pattern having a line width less than a resolution limit under an exposure condition is formed on the transparent substrate on the transparent substrate. An optical part, and a third semi-transparent part in which a fine pattern having a line width less than or equal to a resolution limit under an exposure condition is formed on at least the light-shielding film on the transparent substrate. Multi-tone photomask.
透明基板上に、半透光膜と遮光膜とをこの順に有するフォトマスクブランクを準備する工程と、
前記フォトマスクブランクの前記遮光膜上に形成したレジスト膜を描画、現像して、所定の第1レジストパターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターン又は遮光膜パターンをマスクとして前記半透光膜をエッチングする工程と、
パターニングされた前記遮光膜及び前記半透光膜を含む基板全面に形成したレジスト膜を描画、現像して第2レジストパターンを形成する工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとして露出した前記遮光膜をエッチングする工程と、を有し、
前記第1レジストパターン及び第2レジストパターンの少なくとも一方に微細パターンを含み、
前記透明基板上に形成された半透光膜及び遮光膜によりなる遮光部と、
前記透明基板が露出してなる透光部と、
前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる半透光部と、
前記透明基板上に、露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ半透光膜の微細パターン及び/又は露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ遮光膜の微細パターンが形成されてなる半透光部とを形成することを特徴とする多階調フォトマスクの製造方法。 A method for producing a multi-tone photomask having a mask pattern comprising a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion that reduces exposure light transmittance by a predetermined amount on a transparent substrate,
A step of preparing a photomask blank having a translucent film and a light-shielding film in this order on a transparent substrate;
Drawing and developing a resist film formed on the light-shielding film of the photomask blank to form a predetermined first resist pattern;
Etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask to form a light shielding film pattern;
Etching the semi-transparent film using the first resist pattern or the light shielding film pattern as a mask;
Drawing and developing a resist film formed on the entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film and the semi-translucent film, and forming a second resist pattern;
Etching the light shielding film exposed using the second resist pattern as a mask,
At least one of the first resist pattern and the second resist pattern includes a fine pattern,
A light shielding portion formed of a semi-transparent film and a light shielding film formed on the transparent substrate;
A transparent portion formed by exposing the transparent substrate;
A semi-transparent portion made of a semi-transparent film formed on the transparent substrate;
On the transparent substrate, a fine pattern of a semi-transparent film having a line width below the resolution limit under exposure conditions and / or a fine pattern of a light-shielding film having a line width below the resolution limit under exposure conditions is formed. A method for producing a multi-tone photomask, comprising: forming a semi-transparent portion.
透明基板上に、半透光膜と遮光膜とをこの順に有するフォトマスクブランクを準備する工程と、
前記フォトマスクブランクの前記遮光膜上に形成したレジスト膜を描画、現像して、所定の第1レジストパターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、
パターニングされた前記遮光膜及び前記半透光膜を含む基板全面に形成したレジスト膜を描画、現像して所定の第2レジストパターンを形成する工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとして露出した前記半透光膜又は前記遮光膜とその下の半透光膜をエッチングする工程と、を有し、
前記第1レジストパターン及び第2レジストパターンの少なくとも一方に微細パターンを含み、
前記透明基板上に形成された半透光膜及び遮光膜によりなる遮光部と、
前記透明基板が露出してなる透光部と、
前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる半透光部と、
前記透明基板上に露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ半透光膜の微細パターン及び/又は露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ遮光膜の微細パターンが形成されてなる半透光部とを形成することを特徴とする多階調フォトマスクの製造方法。 A method for producing a multi-tone photomask having a mask pattern comprising a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion that reduces exposure light transmittance by a predetermined amount on a transparent substrate,
A step of preparing a photomask blank having a translucent film and a light-shielding film in this order on a transparent substrate;
Drawing and developing a resist film formed on the light-shielding film of the photomask blank to form a predetermined first resist pattern;
Etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask to form a light shielding film pattern;
Drawing and developing a resist film formed on the entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film and the semi-translucent film to form a predetermined second resist pattern;
Etching the semi-transparent film or the light-shielding film exposed using the second resist pattern as a mask, and a semi-transparent film therebelow.
At least one of the first resist pattern and the second resist pattern includes a fine pattern,
A light shielding portion formed of a semi-transparent film and a light shielding film formed on the transparent substrate;
A transparent portion formed by exposing the transparent substrate;
A semi-transparent portion made of a semi-transparent film formed on the transparent substrate;
A fine pattern of a semi-transparent film having a line width below the resolution limit under exposure conditions and / or a fine pattern of a light-shielding film having a line width below the resolution limit under exposure conditions is formed on the transparent substrate. A method for manufacturing a multi-tone photomask, comprising: forming a semi-transparent portion.
透明基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクを準備する工程と、
前記フォトマスクブランクの前記遮光膜上に形成したレジスト膜を描画、現像して第1レジストパターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターンを除去した後、パターニングされた前記遮光膜を含む基板全面に半透光膜を形成する工程と、
前記半透光膜上に形成したレジスト膜を描画、現像して、所定の第2レジストパターンを形成する工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとして露出した前記半透光膜、又は半透光膜及び前記遮光膜を順にエッチングする工程と、を有し、
前記第1レジストパターン及び第2レジストパターンの少なくとも一方に微細パターンを含み、
前記透明基板上に形成された遮光膜及び半透光膜によりなる遮光部と、前記透明基板が露出してなる透光部と、前記透明基板上に形成された半透光膜によりなる半透光部と、前記透明基板上に形成された露光条件下における解像限界以下の線幅をもつ半透光膜の微細パターン及び/又は露光条件下における解像限界以下の線幅を持つ遮光膜の微細パターンによりなる半透光部とを形成することを特徴とする多階調フォトマスクの製造方法。 A method for producing a multi-tone photomask having a mask pattern comprising a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion that reduces exposure light transmittance by a predetermined amount on a transparent substrate,
Preparing a photomask blank having a light shielding film on a transparent substrate;
Drawing and developing a resist film formed on the light-shielding film of the photomask blank to form a first resist pattern;
Etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask to form a light shielding film pattern;
Forming a semi-transparent film on the entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film after removing the first resist pattern;
Drawing and developing a resist film formed on the semi-translucent film to form a predetermined second resist pattern;
Etching the semi-transparent film exposed using the second resist pattern as a mask, or the semi-transparent film and the light-shielding film in order,
At least one of the first resist pattern and the second resist pattern includes a fine pattern,
A light-shielding portion made of a light-shielding film and a semi-transparent film formed on the transparent substrate, a light-transmitting portion formed by exposing the transparent substrate, and a semi-transparent made of a semi-transparent film formed on the transparent substrate A light pattern and a light-shielding film having a fine pattern of a semi-transparent film having a line width less than a resolution limit under exposure conditions and / or a line width less than a resolution limit under exposure conditions formed on the transparent substrate A method for producing a multi-tone photomask, comprising: forming a semi-transparent portion having a fine pattern.
Using the multi-tone photomask according to any one of claims 1 to 5 or the multi-tone photomask according to any one of claims 6 to 12 to irradiate a transfer material with exposure light. A pattern transfer method comprising: an exposing step for forming a multi-tone transfer pattern on a transfer target.
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