JP2010169749A - Methods for manufacturing photomask, method for manufacturing display, and apparatus for processing photomask substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォトマスクの製造方法、表示デバイスの製造方法、及びフォトマスク基板処理装置に関する。 The present invention relates to a photomask manufacturing method, a display device manufacturing method, and a photomask substrate processing apparatus.
液晶ディスプレイ等の表示デバイス（ＦＰＤ）の製造工程の一工程として、フォトマスクを介して表示デバイス用基板上に露光を行い、表示デバイス用基板上に所定のパターンを転写する工程等が実施されている。前記フォトマスクは、透光性基板の主面上に形成された遮光膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをエッチングマスクとして前記遮光膜の露出部分（前記レジストパターンに覆われていない部分）をエッチングして遮光膜パターンを形成し、その後、前記レジストパターンを除去することにより製造される。 As a process of manufacturing a display device (FPD) such as a liquid crystal display, a process of exposing a display device substrate through a photomask and transferring a predetermined pattern onto the display device substrate is performed. Yes. The photomask forms a resist pattern on a light-shielding film formed on a main surface of a light-transmitting substrate, and uses the resist pattern as an etching mask to expose an exposed portion of the light-shielding film (a portion not covered with the resist pattern). ) To form a light-shielding film pattern, and then the resist pattern is removed.
表示デバイス製造用のフォトマスクは、多くの場合、ウェットエッチングによって加工される。この理由としては、表示デバイス製造用フォトマスクは半導体製造用フォトマスクに比べてサイズが大きく（例えば、半導体製造用フォトマスクの一辺は６インチ程度であるのに対し、表示デバイス製造用フォトマスクの一辺は３００ｍｍ以上である）、真空チャンバーを必須とするドライエッチングを表示デバイス製造用のフォトマスクの加工に適用することが困難である点が挙げられる。しかしながら、ドライエッチングが異方性エッチングであるのに対して、ウェットエッチングは等方性エッチングであり、エッチングが等方的に進行してしまう。そのため、ウェットエッチングを表示デバイス用フォトマスクの加工に適用すると、エッチングマスクとなるレジストパターンの下（透光性基板側）に配置された被加工薄膜（遮光膜）にサイドエッチングが進行してしまう。 Photomasks for manufacturing display devices are often processed by wet etching. This is because the photomask for manufacturing a display device is larger in size than the photomask for manufacturing a semiconductor (for example, one side of the photomask for manufacturing a semiconductor is about 6 inches, whereas the photomask for manufacturing a display device is One side is 300 mm or more), and it is difficult to apply dry etching, which requires a vacuum chamber, to processing a photomask for manufacturing a display device. However, while dry etching is anisotropic etching, wet etching is isotropic etching, and etching proceeds isotropically. Therefore, when wet etching is applied to processing of a photomask for a display device, side etching proceeds to a thin film to be processed (light-shielding film) disposed under a resist pattern (translucent substrate side) serving as an etching mask. .
一方、表示デバイスの高精細化等に伴い、遮光膜パターンの寸法制御に対する要求が高まっている。例えば、遮光膜パターンの寸法変動（幅変動）を５０ｎｍ以下、更には仕様によっては２０ｎｍ以下とすること等が要求されてきている。遮光膜パターンの寸法制御を正確に行うには、上記の等方性エッチングの精緻な制御が必要となる。特に、遮光膜パターンの線幅を正確に制御するには、遮光膜のエッチング（サイドエッチング）を停止するタイミングの検出（終点検出）を正確に行うことが必要となる。 On the other hand, with the increase in definition of display devices, there is an increasing demand for dimension control of the light shielding film pattern. For example, it has been required that the dimensional variation (width variation) of the light shielding film pattern be 50 nm or less, and further 20 nm or less depending on the specifications. In order to accurately control the dimension of the light shielding film pattern, it is necessary to precisely control the isotropic etching. In particular, in order to accurately control the line width of the light shielding film pattern, it is necessary to accurately detect the timing (end point detection) for stopping the etching (side etching) of the light shielding film.
上記特許文献には、エッチング進行中に被処理基板を撮影し、面内の濃淡からエッチングの面内分布を評価する技術が記載されている。しかしながら、ウェットエッチングによる加工では、上記のとおり遮光膜にサイドエッチングが進行してしまう。そのため、遮光膜がエッチングされてなる遮光膜パターンの寸法は、エッチングマスクとなっているレジストパターンの寸法とは異なってしまう。更に、遮光膜パターンはレジストパターンの下にあるため、その寸法を直接計測することができず、撮影を行っても正確な寸法を得ることは困難である。すなわち、遮光膜のエッチングを一時的に停止した時点において、遮光膜パターンのエッジとレジストパターンのエッジとが一致していなければ、遮光膜パターンの寸法制御は困難となってしまう。例えば、遮光膜のエッチングを一時的に停止した時
点で遮光膜がレジストパターンよりも狭くなっていた（遮光膜が側方にサイドエッチングされていた）場合には、オーバーエッチング量（追加エッチング時間）を正確に算出することが困難となり、遮光膜パターンの寸法を正確に補正することは困難となってしまう。
The above-mentioned patent document describes a technique for photographing a substrate to be processed while etching is in progress and evaluating the in-plane distribution of etching from the in-plane shading. However, in the processing by wet etching, side etching proceeds to the light shielding film as described above. Therefore, the dimension of the light shielding film pattern formed by etching the light shielding film is different from the dimension of the resist pattern serving as an etching mask. Furthermore, since the light shielding film pattern is under the resist pattern, the dimension cannot be directly measured, and it is difficult to obtain an accurate dimension even when photographing is performed. That is, when the etching of the light shielding film is temporarily stopped, if the edge of the light shielding film pattern does not coincide with the edge of the resist pattern, it becomes difficult to control the dimension of the light shielding film pattern. For example, if etching of the light shielding film is temporarily stopped and the light shielding film is narrower than the resist pattern (the light shielding film is side-etched to the side), the overetching amount (additional etching time) It is difficult to accurately calculate the light shielding film pattern, and it is difficult to accurately correct the dimension of the light shielding film pattern.
ところで、表示デバイス製造用のフォトマスクとしては、多階調フォトマスク（又はマルチトーンマスク）を用いることがある。多階調フォトマスクは、例えば、フォトマスクの露光に用いる露光機の解像限界以下の微細な遮光膜パターンを利用した半透光部を有するものがあり、この半透光部により透過光量を制御し、半透光部の形成領域に対応する被転写体上のフォトレジストに対する照射量を制御する。これによって、被転写体上には、レジスト膜厚の異なる部分が形成される。多階調フォトマスクを使用すると、表示デバイスの製造に要するフォトマスクの枚数を減少させることができ、生産コストを低減させることができる。但し、多階調フォトマスクの製造に関しては、半透光部の透過率制御がとりわけ重要であるから、半透光部を構成する遮光膜パターンの線幅寸法の管理は厳しくおこなわれなければならない。 By the way, a multi-tone photomask (or multitone mask) may be used as a photomask for manufacturing a display device. Some multi-tone photomasks have, for example, a semi-transparent portion that uses a fine light-shielding film pattern that is less than the resolution limit of an exposure machine used for exposure of the photomask. The amount of irradiation with respect to the photoresist on the transfer target corresponding to the formation region of the semi-translucent portion is controlled. As a result, portions having different resist film thicknesses are formed on the transfer target. When a multi-tone photomask is used, the number of photomasks required for manufacturing a display device can be reduced, and the production cost can be reduced. However, in the manufacture of multi-tone photomasks, the control of the transmittance of the semi-translucent portion is particularly important. Therefore, the line width dimension of the light shielding film pattern constituting the semi-transparent portion must be strictly controlled. .
本発明は、遮光膜パターンの寸法制御をより正確に行うことが可能なフォトマスクの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、表示デバイス用基板上に転写するパターンの寸法制御をより正確に行うことが可能な表示デバイスの製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the photomask which can perform the dimension control of the light shielding film pattern more correctly. Another object of the present invention is to provide a display device manufacturing method capable of more accurately controlling the size of a pattern transferred onto a display device substrate.
本発明の第１の態様は、透光性を有する基板の主面上に遮光膜パターンを有することにより、少なくとも透光部と遮光部を備えたフォトマスクの製造方法であって、前記基板の主面上に遮光膜とレジスト膜とが順次積層されたマスクブランクを準備する工程と、前記レジスト膜に描画することにより、前記遮光膜上に前記遮光膜パターンの形成予定領域を覆うレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記遮光膜のエッチングを開始し、前記レジストパターンに覆われていない前記遮光膜が除去された後にエッチングを停止する工程と、前記レジストパターンの一部を除去して前記遮光膜を部分的に露出させる工程と、露出させた前記遮光膜のエッジ位置を把握し、前記エッジ位置を基に追加エッチング時間を決定し、前記決定された追加エッチング時間に基づき、前記遮光膜のサイドエッチングを行う工程と、を有するフォトマスクの製造方法である。 A first aspect of the present invention is a method of manufacturing a photomask having at least a light-transmitting part and a light-shielding part by having a light-shielding film pattern on a main surface of a light-transmitting substrate, A step of preparing a mask blank in which a light shielding film and a resist film are sequentially laminated on a main surface; and a resist pattern that covers a region where the light shielding film pattern is to be formed on the light shielding film by drawing on the resist film A step of forming, a step of starting the etching of the light shielding film using the resist pattern as a mask, and stopping the etching after the light shielding film not covered with the resist pattern is removed, and a part of the resist pattern. Removing and partially exposing the light shielding film, grasping the edge position of the exposed light shielding film, and additional etching time based on the edge position Determined, on the basis of the additional etching time the determined a method for producing a photomask and a step of performing side etching of the light shielding film.
本発明の第２の態様は、前記前記遮光膜のサイドエッチングを行う工程では、前記遮光膜のエッジ位置を把握したのち、前記露出させた遮光膜の少なくとも上面を覆う部分マスク膜を形成し、前記遮光膜のサイドエッチングを行う第１の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。 In a second aspect of the present invention, in the step of performing side etching of the light shielding film, after grasping the edge position of the light shielding film, a partial mask film covering at least the upper surface of the exposed light shielding film is formed, The method for manufacturing a photomask according to the first aspect, in which side etching of the light shielding film is performed.
本発明の第３の態様は、前記遮光膜のサイドエッチングを行う工程では、前記把握された遮光膜のエッジ位置に基づきサイドエッチング残量を算出し、前記サイドエッチング残量と、あらかじめ把握されたサイドエッチング速度とを用いて追加エッチング時間を決定する第１又は第２の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。 According to a third aspect of the present invention, in the step of performing the side etching of the light shielding film, a side etching remaining amount is calculated based on the grasped edge position of the light shielding film, and the side etching remaining amount is grasped in advance. The method for manufacturing a photomask according to the first or second aspect, wherein the additional etching time is determined using the side etching rate.
本発明の第４の態様は、前記遮光膜パターンは寸法変動の許容値が小さい領域と大きい領域とを有しており、前記レジストパターンの一部を除去して前記遮光膜を部分的に露出させる工程では、前記レジストパターンのうち、前記寸法変動の許容値が大きい領域の形成予定領域を覆う部分を選択的に除去する第１〜第３のいずれかの態様に記載のフォトマスクの製造方法である。 In a fourth aspect of the present invention, the light-shielding film pattern has an area where a tolerance of dimensional variation is small and a large area, and a part of the resist pattern is removed to partially expose the light-shielding film. The method of manufacturing a photomask according to any one of the first to third aspects, wherein the step of selectively removing a portion of the resist pattern that covers a region to be formed where the tolerance of dimensional variation is large is selectively removed. It is.
本発明の第５の態様は、前記遮光膜パターンは、薄膜トランジスタ製造用パターンを含み、前記レジストパターンの一部を除去して下地の前記遮光膜を部分的に露出させる工程
では、前記薄膜トランジスタ製造用パターンのうち、データラインに対応するパターンの形成予定領域を含む部分を選択的に除去する第１〜３の態様のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法である。
According to a fifth aspect of the present invention, the light shielding film pattern includes a thin film transistor manufacturing pattern, and in the step of removing a part of the resist pattern to partially expose the underlying light shielding film, The photomask manufacturing method according to any one of the first to third aspects, wherein a portion including a pattern formation scheduled region corresponding to a data line is selectively removed from the pattern.
本発明の第６の態様は、前記フォトマスクは、前記遮光部と前記透光部とに加えて半透光部を有し、前記半透光部は、露光機の解像限界以下の微細な遮光膜パターンを有することにより、前記透光部より少ない露光光透過率を有する第１〜５の態様のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法である。 According to a sixth aspect of the present invention, the photomask has a semi-transparent part in addition to the light-shielding part and the translucent part, and the semi-transparent part is finer than a resolution limit of an exposure machine. It is a manufacturing method of the photomask in any one of the 1st-5th aspect which has less exposure light transmittance | permeability than the said translucent part by having an appropriate light-shielding film pattern.
本発明の第７の態様は、第１〜第６の態様のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスクを介して露光光源からの光を表示デバイス用基板上に形成されたレジスト層に照射し、前記レジスト層にパターンを転写する表示デバイスの製造方法である。 In a seventh aspect of the present invention, light from an exposure light source is formed on a substrate for a display device via a photomask manufactured by the method for manufacturing a photomask according to any one of the first to sixth aspects. The method for manufacturing a display device irradiates the resist layer and transfers the pattern to the resist layer.
本発明の第８の態様は、透光性基板の主面上に遮光膜とレジスト膜とが順次積層されたマスクブランクに描画を施すことにより、得ようとする遮光膜パターンに対応するレジストパターンが形成されたフォトマスク基板を処理するフォトマスク基板処理装置であって、前記フォトマスク基板を載置するステージと、前記フォトマスク基板が前記ステージ上に載置された状態で、前記レジストパターンの一部を除去する薬液又はエネルギー照射線を供給するレジスト除去手段と、前記レジストパターンが除去されて露出した遮光膜パターンのエッジ位置を把握する寸法測定手段と、
前記レジストパターンが除去された部分に、部分マスク膜素材を供給する部分マスク膜素材供給手段と、を有するフォトマスク基板処理装置である。
According to an eighth aspect of the present invention, a resist pattern corresponding to a light-shielding film pattern to be obtained by performing drawing on a mask blank in which a light-shielding film and a resist film are sequentially laminated on a main surface of a light-transmitting substrate. A photomask substrate processing apparatus for processing the photomask substrate on which the photomask substrate is formed, and a stage on which the photomask substrate is mounted, and the photomask substrate is mounted on the stage. Resist removing means for supplying a chemical solution or energy irradiation line for removing a part, dimension measuring means for grasping the edge position of the light shielding film pattern exposed by removing the resist pattern,
A photomask substrate processing apparatus comprising: a partial mask film material supply means for supplying a partial mask film material to a portion where the resist pattern has been removed.
本発明の第９の態様は、前記前記寸法測定手段は、前記フォトマスク基板表面の画像を取得する手段と、前記取得した画像に基づいて、所望部分の寸法を測定する手段と、を有する第８の態様に記載のフォトマスク基板処理装置である。 According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect, the dimension measuring means includes means for acquiring an image of the photomask substrate surface, and means for measuring a dimension of a desired portion based on the acquired image. 8 is a photomask substrate processing apparatus according to the eighth aspect.
本発明に係るフォトマスクの製造方法によれば、遮光膜パターンの寸法制御をより正確に行うことが可能となる。また、本発明に係る表示デバイスの製造方法によれば、表示デバイス用基板上に転写するパターンの寸法制御をより正確に行うことが可能となる。 According to the photomask manufacturing method of the present invention, it is possible to more accurately control the dimension of the light shielding film pattern. In addition, according to the method for manufacturing a display device according to the present invention, it is possible to more accurately control the dimension of the pattern transferred onto the display device substrate.
以下に、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す工程順に示す概略図である。図１の（ａ）から（ｈ）のそれぞれにおいて、左側の図は平面図を、右側の図は断面図を示している。図２は、本発明の一実施形態に係るフォトマスクの平面拡大図である。図３は、図２に示すフォトマスクのＸ−Ｘ線における断面拡大図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a photomask manufacturing method according to an embodiment of the present invention in the order of steps. In each of (a) to (h) in FIG. 1, the left diagram shows a plan view and the right diagram shows a cross-sectional view. FIG. 2 is an enlarged plan view of a photomask according to an embodiment of the present invention. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along line XX of the photomask shown in FIG.
（１）フォトマスクの構成
まず、本発明の一実施形態に係るフォトマスクの構成について、図２，図３を参照しながら説明する。
(1) Configuration of Photomask First, the configuration of a photomask according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態に係るフォトマスク１００は、例えば液晶ディスプレイ等の表示デバイス（ＦＰＤ）の製造工程等に用いられる露光用マスクとして構成されている。図３に断面図を示すとおり、フォトマスク１００は、透光性を有する基板１１０と、基板１１０の一方の主面１１０ａ上に設けられた遮光膜１５１からなる遮光膜パターン１５１ｐと、を備えている。 The photomask 100 according to the present embodiment is configured as an exposure mask used in, for example, a manufacturing process of a display device (FPD) such as a liquid crystal display. As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the photomask 100 includes a light-transmitting substrate 110 and a light-shielding film pattern 151p including a light-shielding film 151 provided on one main surface 110a of the substrate 110. Yes.
基板１１０は、例えば石英（ＳｉＯ２）ガラスや、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＲＯ，Ｒ２Ｏ等を含む低膨張ガラス等からなる透光性を有する平板として構成されている。基板１１０の一方の主面１１０ａ及び図示しない他方の主面は、研磨されるなどして平坦且つ平滑に構成されている。基板１１０の大きさは例えば１辺が３００ｍｍを超える矩形であり、基板１１０の厚さは例えば５ｍｍ〜２０ｍｍである。 The substrate 110 is configured as a light-transmitting flat plate made of, for example, quartz (SiO 2 ) glass, low expansion glass containing SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , RO, R 2 O, or the like. Yes. One main surface 110a of the substrate 110 and the other main surface (not shown) are flat and smooth by polishing or the like. The size of the substrate 110 is, for example, a rectangle with one side exceeding 300 mm, and the thickness of the substrate 110 is, for example, 5 mm to 20 mm.
遮光膜１５１（遮光膜パターン１５１ｐ）は、フォトマスク使用時に露光光に対する遮光性をもつ膜である。遮光膜のみで、例えば光学濃度３．０程度の遮光性を有していてもよく、または他の膜との積層により上記遮光性が実現されていてもよい。更に、露光光の例えば２０〜８０％を透過する半透光性の膜であってもよい。遮光膜１５１（遮光膜パターン１５１ｐ）は、例えば主成分をＣｒ（クロム）とすることができる。例えば、実質的にＣｒからなる層に、Ｃｒ化合物（ＣｒＯ、ＣｒＣ，ＣｒＮなど）を積層し、表面に露光光や描画光に対する反射抑制機能を持たせてもよい。なお、本発明に係る遮光膜１５１は、本実施形態のように一層の反射抑制層を有していてもよく、それ以上の積層された膜から構成されていてもよい。係る場合、積層された層のうち少なくとも最上面の層は、上述の反射抑制膜として構成することが好ましい。 The light shielding film 151 (light shielding film pattern 151p) is a film having a light shielding property against exposure light when using a photomask. For example, the light shielding film may have a light shielding property of, for example, an optical density of about 3.0, or the light shielding property may be realized by lamination with another film. Further, it may be a semi-transparent film that transmits, for example, 20 to 80% of the exposure light. The light shielding film 151 (light shielding film pattern 151p) can be mainly composed of Cr (chromium), for example. For example, a Cr compound (CrO, CrC, CrN, etc.) may be laminated on a layer substantially made of Cr, and the surface may have a reflection suppressing function for exposure light and drawing light. In addition, the light shielding film 151 according to the present invention may have one reflection suppression layer as in the present embodiment, or may be composed of more stacked films. In such a case, it is preferable that at least the uppermost layer of the stacked layers is configured as the above-described antireflection film.
遮光膜パターン１５１ｐの平面形状は、表示デバイス用基板上に形成する回路パターンに応じて種々の形状に構成されている。図２は、フォトマスク１００の平面拡大図であり、表示ドットを駆動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート構造を転写するための遮光膜パターン１５１ｐの平面形状（部分拡大図）を例示している。図２においては、遮光膜１５１が設けられた遮光領域をグレー表示とし、遮光膜１５１が設けられていない露光領域を無色表示としている。遮光領域４１０はソース電極を形成するための領域であり、遮光領域４１１はソース電極への電源供給配線（データライン）を形成するための領域であり、遮光領域４２０はドレイン電極を形成するための領域であり、遮光領域４２１はドレイン電極への電源供給配線を形成するための領域であり、透光領域４３０はチャネル（ゲート）部を形成するための領域である。 The planar shape of the light shielding film pattern 151p is configured in various shapes according to the circuit pattern formed on the display device substrate. FIG. 2 is an enlarged plan view of the photomask 100, and illustrates a planar shape (partially enlarged view) of a light shielding film pattern 151p for transferring a gate structure of a thin film transistor (TFT) for driving display dots. In FIG. 2, the light shielding area provided with the light shielding film 151 is displayed in gray, and the exposure area not provided with the light shielding film 151 is displayed in colorless. The light shielding region 410 is a region for forming a source electrode, the light shielding region 411 is a region for forming a power supply wiring (data line) to the source electrode, and the light shielding region 420 is for forming a drain electrode. The light shielding region 421 is a region for forming a power supply wiring to the drain electrode, and the light transmitting region 430 is a region for forming a channel (gate) portion.
なお、透光領域４３０の線幅を小さくして露光光を完全に解像しないようにすることで、透光領域４３０を、露光光の一部のみを透過させる半透光領域（半透光部）として機能させることもできる。例えば、図２，図３のパターンにおいて、透光領域４３０（チャネル部）の幅（チャネルレングス）Ｄ１を、このフォトマスク１００の露光に使用する露光機の解像限界より小さい幅、例えば１〜３μｍの線幅とすることができる。この場合、透光領域４３０は露光光の一部分のみを透過させるため、透光領域４３０の透過光量は幅広に構成された他の透光部の透過光量よりも少なくなり、透光領域４３０は半透光領域（半透光部）として機能することとなる。これにより、遮光膜パターン１５１ｐが転写される被転写体上のレジスト膜には、段差の異なる部分を有するレジストパターンが形成されることとなる。すなわち、透光領域４３０の線幅を小さく構成することで、図２，図３のフォトマスクを多階調フォトマスクとして機能させることができる。 Note that, by reducing the line width of the light-transmitting region 430 so that the exposure light is not completely resolved, the light-transmitting region 430 transmits only a part of the exposure light (semi-transparent region). Part). For example, in the patterns shown in FIGS. 2 and 3, the width (channel length) D1 of the light transmitting region 430 (channel portion) is smaller than the resolution limit of the exposure apparatus used for exposure of the photomask 100, for example, 1 to The line width can be 3 μm. In this case, since the translucent region 430 transmits only a part of the exposure light, the transmitted light amount of the translucent region 430 is smaller than the transmitted light amount of the other translucent portions configured to be wide. It will function as a translucent area (semi-translucent part). As a result, a resist pattern having portions with different steps is formed on the resist film on the transfer target to which the light shielding film pattern 151p is transferred. That is, by making the line width of the light-transmitting region 430 small, the photomasks in FIGS. 2 and 3 can function as a multi-tone photomask.
上述したように、表示デバイスの高精細化等に伴い、遮光膜パターン１５１ｐの寸法制
御に対する要求が高まっている。例えば、チャネル（ゲート）部を形成する半透光領域４３０やその周辺部では寸法変動の許容値が小さく、図中の幅Ｄ１等は寸法変動が２０ｎｍ以下といった極めて小さい許容値である場合がある。これに対し、例えば、ソース電極への電源供給配線（データライン）を形成する遮光領域４１１やドレイン電極への電源供給配線を形成する領域４２１の寸法変動（図中の幅Ｄ２寸法変動）は比較的許容値が大きい。このように、遮光膜パターン１５１ｐは、寸法変動の許容値が小さい領域Ａ１と、寸法変動の許容値が大きい領域Ａ２と、をそれぞれ有している。
As described above, the demand for dimensional control of the light-shielding film pattern 151p is increasing with the high definition of the display device. For example, in the semi-transparent region 430 forming the channel (gate) portion and its peripheral portion, the allowable value of the dimensional variation is small, and the width D1 and the like in the drawing may be an extremely small allowable value such that the dimensional variation is 20 nm or less. . On the other hand, for example, the dimensional variation (the variation in the width D2 in the drawing) of the light shielding region 411 that forms the power supply wiring (data line) to the source electrode and the region 421 that forms the power supply wiring to the drain electrode is compared. Large allowable value. As described above, the light-shielding film pattern 151p includes the region A1 where the allowable value of dimensional variation is small and the region A2 where the allowable value of dimensional variation is large.
（２）フォトマスクの製造方法
続いて、上述のフォトマスク１００の製造方法について、図１を参照しながら説明する。
(2) Photomask Manufacturing Method Next, a manufacturing method of the above-described photomask 100 will be described with reference to FIG.
（マスクブランクの準備工程）
図１（ａ）に示すように、透光性を有する基板１１０の一方の主面１１０ａ上に、遮光膜１５１とレジスト膜１５２とが順に積層されたマスクブランク１００ｂを準備する。遮光膜１５１及びレジスト膜１５２は、基板１１０の主面１１０ａの全面に渡り、均一な厚さになるようにそれぞれ構成されている。
(Mask blank preparation process)
As shown in FIG. 1A, a mask blank 100b is prepared in which a light shielding film 151 and a resist film 152 are sequentially laminated on one main surface 110a of a substrate 110 having translucency. The light shielding film 151 and the resist film 152 are respectively configured to have a uniform thickness over the entire main surface 110a of the substrate 110.
基板１１０は、石英ガラスからなる平板として構成されている。基板１１０の一方の主面１１０ａ及び図示しない他方の主面は、研磨されるなどして平坦且つ平滑に構成されている。 The substrate 110 is configured as a flat plate made of quartz glass. One main surface 110a of the substrate 110 and the other main surface (not shown) are flat and smooth by polishing or the like.
遮光膜１５１は、上述したように組成が制御されている。すなわち、遮光膜１５１の上面は、後述するレジストパターン形成工程において照射する光の反射を抑制するように構成されている。遮光膜１５１は、例えばスパッタリング等の手法により形成することが出来る。遮光膜１５１の組成は連続的に変化させてもよく、段階的に変化させてもよい。なお、本発明に係る遮光膜１５１は、上述のように１層の反射抑制層を有して構成されている場合に限定されず、１以上の積層された層から構成されていてもよい。係る場合、積層された層のうち少なくとも最上面の層は、上述の反射抑制層として構成することが望ましい。 The composition of the light shielding film 151 is controlled as described above. That is, the upper surface of the light shielding film 151 is configured to suppress reflection of light irradiated in a resist pattern forming process described later. The light shielding film 151 can be formed by a technique such as sputtering. The composition of the light shielding film 151 may be changed continuously or may be changed stepwise. The light-shielding film 151 according to the present invention is not limited to the case where the light-shielding film 151 is configured to have one antireflection layer as described above, and may be composed of one or more stacked layers. In such a case, it is desirable that at least the uppermost layer of the stacked layers is configured as the above-described antireflection layer.
レジスト膜１５２は、ポジ型フォトレジスト材料或いはネガ型フォトレジスト材料により構成されている。レジスト膜１５２は、例えばスピン塗布等の手法を用いて形成することが出来る。以下の説明では、レジスト膜１５２をポジ型フォトレジスト材料より形成した場合について説明している。 The resist film 152 is made of a positive photoresist material or a negative photoresist material. The resist film 152 can be formed using a technique such as spin coating. In the following description, a case where the resist film 152 is formed from a positive photoresist material is described.
（レジストパターン形成工程）
次に、図１（ｂ）に示すように、レーザ描画機によりレジスト膜１５２に描画露光を行い、感光させる。その後、レジスト膜を現像して、図１（ｃ）に示すように、遮光膜パターン１５１ｐの形成予定領域を覆うレジストパターン１５２ｐを形成する。具体的には、遮光膜パターン１５１ｐの非形成予定領域を覆うレジスト膜１５２に光を照射（露光）し、有機溶媒等からなる現像液をスプレー方式等の手法によりレジスト膜１５２に供給して現像し、遮光膜パターン１５１ｐの形成予定領域を覆うレジストパターン１５２ｐを形成する。
(Resist pattern formation process)
Next, as shown in FIG. 1B, the resist film 152 is drawn and exposed by a laser drawing machine. Thereafter, the resist film is developed to form a resist pattern 152p that covers a region where the light shielding film pattern 151p is to be formed, as shown in FIG. Specifically, the resist film 152 covering the non-formation region of the light shielding film pattern 151p is irradiated (exposed), and a developing solution made of an organic solvent or the like is supplied to the resist film 152 by a technique such as a spray method and developed. Then, a resist pattern 152p that covers a region where the light shielding film pattern 151p is to be formed is formed.
（遮光膜のエッチング工程）
次に、図１（ｄ）に示すように、形成したレジストパターン１５２ｐをエッチングマスクとして遮光膜１５１のエッチングを開始する。係るエッチングは、例えば、硝酸第２セリウムアンモニウム（（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６）及び過塩素酸（ＨＣｌＯ４）を含む純水からなるクロム用エッチング液等を、スプレー方式等の手法により遮光膜１５１上
に供給することで行うことが可能である。
(Light-shielding film etching process)
Next, as shown in FIG. 1D, etching of the light shielding film 151 is started using the formed resist pattern 152p as an etching mask. Such etching is performed by, for example, spraying a chromium etching solution made of pure water containing ceric ammonium nitrate ((NH 4 ) 2 Ce (NO 3 ) 6 ) and perchloric acid (HClO 4 ). This can be performed by supplying the light onto the light shielding film 151.
そして、レジストパターン１５２ｐに覆われていない遮光膜１５１が目視で全て除去された時点（これを例えばジャストエッチング時点とする）で、遮光膜１５１のエッチングを停止する。その結果、マスクブランク１００ｂに描画を施すことにより、得ようとする遮光膜パターン１５１ｐに対応するレジストパターン１５１ｐが形成されたフォトマスク基板１００ａが得られる。尚、このジャストエッチング時点とは、予め予備実験により把握しておくことが可能であり、目視のほか、反射率により測定し、或いは遮光膜の膜厚減少による高さの変化によって把握されたエッチング時間によって判断してもよい。このあと、適切な時間のオーバーエッチングが必要となる。オーバーエッチングに際しては、遮光膜寸法が目標寸法に一致するところで止めなければならない。そこで、以下に記載する遮光膜の寸法評価を行う。 Then, the etching of the light shielding film 151 is stopped when all the light shielding film 151 not covered with the resist pattern 152p is visually removed (this is, for example, just etching time). As a result, by drawing on the mask blank 100b, the photomask substrate 100a on which the resist pattern 151p corresponding to the light shielding film pattern 151p to be obtained is formed is obtained. This just etching time point can be grasped in advance by preliminary experiments. In addition to visual observation, it is measured by reflectivity, or etching grasped by a change in height due to a reduction in the thickness of the light shielding film. You may judge by time. Thereafter, overetching for an appropriate time is required. When over-etching, it must be stopped where the light-shielding film dimensions match the target dimensions. Therefore, the dimension evaluation of the light shielding film described below is performed.
（レジストパターンの部分除去工程）
図１（ｅ）に示すように、フォトマスク基板１００ａが備えるレジストパターン１５２ｐの一部を部分的に除去して下地の遮光膜１５１を露出させる。このときには、図４のようなフォトマスク基板処理装置２００を用いることができる。なお、上述したように、遮光膜パターン１５１ｐは、寸法変動の許容値が小さい領域Ａ１と、寸法変動の許容値が大きい領域Ａ２とをそれぞれ有している。本実施形態においては、レジストパターン１５２ｐのうち、寸法変動の許容値が大きい領域Ａ２の形成予定領域を覆う部分を選択的（優先的）に除去する。本態様では、ＴＦＴパターンのうち、データラインに相当する部分である。
(Partial removal process of resist pattern)
As shown in FIG. 1E, a part of the resist pattern 152p included in the photomask substrate 100a is partially removed to expose the underlying light shielding film 151. At this time, a photomask substrate processing apparatus 200 as shown in FIG. 4 can be used. As described above, the light-shielding film pattern 151p has the region A1 where the allowable value of dimensional variation is small and the region A2 where the allowable value of dimensional variation is large. In the present embodiment, a portion of the resist pattern 152p that covers the region where the region A2 having a large allowable dimensional variation is to be formed is selectively (preferentially) removed. In this embodiment, the TFT pattern is a portion corresponding to the data line.
ここで、図４に示す本発明の一実施形態に係るフォトマスク基板処理装置２００の概略構成について説明しておく。 Here, a schematic configuration of the photomask substrate processing apparatus 200 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 4 will be described.
図４に示すように、フォトマスク基板処理装置２００は、フォトマスク基板１００ａを水平姿勢で載置するステージ１００ｓと、ステージ１００ｓ上に載置されたフォトマスク基板１００ａを固定するホルダ１００ｈと、を備えている。ステージ１００は例えばＸ−Ｙ−Ｚ方向にそれぞれ移動自在に構成されている。尚、ステージを固定し、後述する薬液等供給のノズルを移動自在としてもよく、両方を移動自在としてもよい。 As shown in FIG. 4, the photomask substrate processing apparatus 200 includes a stage 100s for placing the photomask substrate 100a in a horizontal posture, and a holder 100h for fixing the photomask substrate 100a placed on the stage 100s. I have. The stage 100 is configured to be movable in the XYZ directions, for example. It should be noted that the stage may be fixed and a later-described nozzle for supplying a chemical solution or the like may be movable, or both may be movable.
また、フォトマスク基板処理装置２００は、薬液（レジスト除去液）及び部分マスク膜素材をそれぞれ独立して供給する薬液等供給源３０と、薬液等供給源３０から供給される薬液（レジスト除去液）又は部分マスク膜素材をレジストパターン１５２ｐの一部表面に供給する薬液等供給ノズル３１と、を備えている。薬液等供給源は、複数の薬液保持部を含むことができ、それぞれに例えばレジスト除去液（レジスト剥離液又はレジスト現像液、又はその両方）を保存しておくいことができる。薬液等供給ノズル３１は、例えば、鋭いノズル先端形状を有する供給治具として形成されている。複数の薬液を順次供給する際には、互いの薬液が混ざらないように、ノズル３１を複数（図示せず）有することが好ましい。また、フォトマスク基板処理装置２００は、フォトマスク基板１００ａの上方側方に設けられたレーザ光等のエネルギー照射線を発生させるエネルギー照射体（露光レーザ、昇華レーザ）３２と、エネルギー照射体３２からのエネルギー照射線を集束させてレジストパターン１５２ｐの一部表面に照射するレンズ３２ａ及びミラー３２ｂと、を備えている。ここで露光レーザとはレジストを露光し、現像液によって除去可能とするものであり、昇華レーザは、エネルギーによってレジストを昇華し、除去するものである。 In addition, the photomask substrate processing apparatus 200 includes a chemical solution supply source 30 that supplies a chemical solution (resist removal solution) and a partial mask film material independently, and a chemical solution (resist removal solution) supplied from the chemical solution supply source 30. Alternatively, a chemical solution supply nozzle 31 is provided for supplying a partial mask film material to a partial surface of the resist pattern 152p. The supply source such as a chemical solution can include a plurality of chemical solution holding units, and each can store, for example, a resist removing solution (resist stripping solution or resist developing solution, or both). The chemical solution supply nozzle 31 is formed, for example, as a supply jig having a sharp nozzle tip shape. When sequentially supplying a plurality of chemical solutions, it is preferable to have a plurality of nozzles 31 (not shown) so that the chemical solutions are not mixed with each other. The photomask substrate processing apparatus 200 includes an energy irradiation body (exposure laser, sublimation laser) 32 that generates an energy irradiation line such as a laser beam provided on the upper side of the photomask substrate 100 a, and an energy irradiation body 32. A lens 32a and a mirror 32b for focusing the energy irradiation beam and irradiating a part of the surface of the resist pattern 152p. Here, the exposure laser is for exposing a resist and removing it with a developer, and the sublimation laser is for sublimating the resist with energy and removing it.
また、フォトマスク基板処理装置２００は、フォトマスク基板１００ａの上方側方に設けられた反射光光源２３と、反射光光源２３からの光（検査光）を集束させてレジストパターン１５２ｐの一部表面に照射するレンズ２３ａ及びミラー２３ｂと、を有している。
また、フォトマスク基板１００ａの垂直下方に設けられた透過光光源２０と、透過光光源２０からの光（検査光）を集束させてレジストパターン１５２ｐの一部裏面から照射するレンズ２０ａと、を有している。また、フォトマスク基板１００ａの垂直上方に設けられた撮像素子２６と、フォトマスク基板１００ａからの反射光或いは透過光を受光して撮像素子２６の撮像面に結像させる対物レンズ２６ａ，２６ｂと、を備えている。
Further, the photomask substrate processing apparatus 200 focuses the reflected light source 23 provided on the upper side of the photomask substrate 100a and the light (inspection light) from the reflected light source 23 to partially surface the resist pattern 152p. A lens 23a and a mirror 23b for irradiating the lens.
In addition, there is a transmitted light source 20 provided vertically below the photomask substrate 100a, and a lens 20a that focuses light (inspection light) from the transmitted light source 20 and irradiates it from a partial back surface of the resist pattern 152p. is doing. In addition, an imaging device 26 provided vertically above the photomask substrate 100a, objective lenses 26a and 26b that receive reflected light or transmitted light from the photomask substrate 100a and form an image on the imaging surface of the imaging device 26, It has.
なお、ステージ１００ｓ、薬液等供給源３０、薬液等供給ノズル３１、エネルギー照射体３２、撮像素子２６は、制御・処理装置１０に接続されている。制御・処理装置１０は、ステージ１００ｓ又は薬液等供給ノズル３1の移動動作、薬液等供給源３０及び薬液等
供給ノズル３１の薬液（レジスト除去液等）及び部分マスク膜素材の供給動作、エネルギー照射体３２ｂの照射動作、撮像素子２６の撮像動作等をそれぞれ制御するように構成されている。
The stage 100 s, the chemical solution supply source 30, the chemical solution supply nozzle 31, the energy irradiation body 32, and the imaging element 26 are connected to the control / processing device 10. The control / processing apparatus 10 is configured to move the stage 100s or the chemical solution supply nozzle 31, supply the chemical solution supply source 30 and the chemical solution supply nozzle 31 and supply the partial mask film material, and the energy irradiation body. It is configured to control the irradiation operation 32b, the imaging operation of the imaging device 26, and the like.
主に、薬液等供給源３０、薬液等供給ノズル３１、エネルギー照射体３２、レンズ３２ａ、ミラー３２ｂ、制御・処理装置１０により、本実施形態に係るレジスト除去手段が構成される。但し、これらのうち必要なもののみ具備してもよい。レジストパターンの部分除去工程においては、フォトマスク基板１００ａがステージ１００ｓ上に載置された状態で、薬液等供給源３０及び薬液等供給ノズル３１を用いてレジストパターン１５２ｐの一部に薬液を供給してレジストパターン１５２ｐを剥離するか、エネルギー照射体３２、レンズ３２ａ、及びミラー３２ｂを用いてレジストパターン１５２ｐの一部にエネルギー照射線を照射してレジストパターン１５２ｐを昇華することにより、レジストパターン１５２ｐの一部を部分的に除去し、下地の遮光膜１５１を露出させるように構成されている。又は、エネルギー照射線によりレジストを露光したのち、薬液等供給ノズル３１によって現像液を供給し、レジストパターンの一部を除去してもよい。 The chemical solution supply source 30, the chemical solution supply nozzle 31, the energy irradiation body 32, the lens 32a, the mirror 32b, and the control / processing apparatus 10 constitute the resist removing means according to the present embodiment. However, only necessary ones of these may be provided. In the partial removal process of the resist pattern, the chemical solution is supplied to a part of the resist pattern 152p using the chemical solution supply source 30 and the chemical solution supply nozzle 31 with the photomask substrate 100a placed on the stage 100s. The resist pattern 152p is peeled off or the resist pattern 152p is sublimated by irradiating a part of the resist pattern 152p with the energy irradiation body 32 using the energy irradiator 32, the lens 32a, and the mirror 32b. A part is partially removed, and the underlying light shielding film 151 is exposed. Alternatively, after exposing the resist with the energy irradiation beam, a developing solution may be supplied by the chemical solution supply nozzle 31 to remove a part of the resist pattern.
また、主に、反射光光源２３、レンズ２３ａ、ミラー２３ｂ、透過光光源２０、レンズ２０ａ、撮像素子２６、対物レンズ２６ａ，２６ｂ、制御・処理装置１０により、本実施形態に係る寸法測定手段が構成される。フォトマスク基板１００ａがステージ１００ｓ上に載置された状態で、レンズ２３ａ、ミラー２３ｂ、レンズ２０ａを用いて反射光光源２３或いは透過光光源２０からの光（検査光）をフォトマスク基板１００ａに照射させ、対物レンズ２６ａ，２６ｂを用いてフォトマスク基板１００ａからの反射光或いは透過光を撮像素子２６の撮像面に結像させることで、フォトマスク基板１００ａ表面の画像を取得するように構成されている。また、制御・処理装置１０は、フォトマスク基板１００ａ表面の画像を撮像素子２６から取得して、取得した画像に基づいて、所望部分（例えば露出させた遮光膜１５１の線幅、またはそれに隣接し、基板が露出した部分の線幅など、遮光膜パターンのエッジの位置を把握するために必要な部分）の寸法を測定するように構成されている。なお、寸法測定手段は、後述する追加エッチング時間を算出する工程において用いられる。 In addition, the dimension measuring unit according to the present embodiment is mainly configured by the reflected light source 23, the lens 23a, the mirror 23b, the transmitted light source 20, the lens 20a, the imaging device 26, the objective lenses 26a and 26b, and the control / processing device 10. Composed. With the photomask substrate 100a placed on the stage 100s, the photomask substrate 100a is irradiated with light (inspection light) from the reflected light source 23 or the transmitted light source 20 using the lens 23a, mirror 23b, and lens 20a. The reflected light or transmitted light from the photomask substrate 100a is imaged on the imaging surface of the image sensor 26 using the objective lenses 26a and 26b, and an image of the surface of the photomask substrate 100a is acquired. Yes. In addition, the control / processing apparatus 10 acquires an image of the surface of the photomask substrate 100a from the imaging device 26, and based on the acquired image, a desired portion (for example, the line width of the exposed light shielding film 151 or adjacent thereto). The dimensions of the portion necessary for grasping the position of the edge of the light shielding film pattern, such as the line width of the exposed portion of the substrate, are measured. The dimension measuring means is used in a step of calculating an additional etching time described later.
また、主に、薬液等供給源３０、薬液等供給ノズル３１、により、本実施形態に係る部分マスク膜素材供給手段が構成される。フォトマスク基板１００ａがステージ１００ｓ上に載置された状態で、薬液等供給源３０及び薬液等供給ノズル３１を用いてレジストパターン１５２ｐが除去された部分に部分マスク膜素材を供給し、露出させた遮光膜１５１の少なくとも上面を覆う部分マスク膜１５３を形成するように構成されている。なお、部分マスク膜素材供給手段は、後述する部分マスク膜の形成工程において用いられる。 Further, the partial mask film material supply means according to the present embodiment is mainly configured by the chemical liquid supply source 30 and the chemical liquid supply nozzle 31. In a state where the photomask substrate 100a is placed on the stage 100s, the partial mask film material is supplied to the portion where the resist pattern 152p has been removed by using the chemical liquid supply source 30 and the chemical liquid supply nozzle 31, and exposed. A partial mask film 153 covering at least the upper surface of the light shielding film 151 is formed. The partial mask film material supply means is used in a partial mask film forming process to be described later.
（追加エッチング時間を算出する工程）
次に、上述のフォトマスク基板処理装置２００を用い、露出させた遮光膜１５１のエッジ位置を把握する。このため、ここでは露出させた遮光膜１５１の線幅寸法を測定する。すなわち、フォトマスク基板１００ａをステージ１００ｓ上に載置した状態で、レンズ２
３ａ、ミラー２３ｂ、レンズ２０ａを用いて反射光光源２３或いは透過光光源２０からの光（検査光）をフォトマスク基板１００ａに照射させ、対物レンズ２６ａ，２６ｂを用いてフォトマスク基板１００ａからの反射光或いは透過光を撮像素子２６の撮像面に結像させることで、フォトマスク基板１００ａ表面の画像を取得する。そして、制御・処理装置１０が、フォトマスク基板１００ａ表面の画像を撮像素子２６から取得して、取得した画像に基づいて、所望部分（例えば露出させた遮光膜１５１）の寸法を測定する。そして、制御・処理装置１０が、測定した遮光膜１５１の寸法から遮光膜パターン１５１ｐの目標寸法（設計値）を差し引いて、サイドエッチング残量（追加エッチング量）を算出する。そして、算出したサイドエッチング残量をエッチング速度（サイドエッチング速度）で割ることにより、追加エッチング時間を算出する。ここで、サイドエッチング速度は、あらかじめ実験により把握しておくことができる。例えば、遮光膜パターン１５１ｐの目標寸法が５μｍであり、測定した遮光膜パターン１５１ｐの寸法が５．２μｍであれば、サイドエッチング残量は０．２μｍとなる。そして、遮光膜１５１のサイドエッチング速度が秒速１０ｎｍであれば、追加エッチング時間は２０秒間となる。
(Step of calculating additional etching time)
Next, the edge position of the exposed light shielding film 151 is grasped using the above-described photomask substrate processing apparatus 200. For this reason, the line width dimension of the exposed light shielding film 151 is measured here. That is, with the photomask substrate 100a placed on the stage 100s, the lens 2
3a, the mirror 23b, and the lens 20a are used to irradiate the photomask substrate 100a with light (inspection light) from the reflected light source 23 or the transmitted light source 20, and the objective lenses 26a and 26b are used to reflect from the photomask substrate 100a. An image of the surface of the photomask substrate 100a is acquired by forming light or transmitted light on the imaging surface of the imaging device 26. Then, the control / processing apparatus 10 acquires an image of the surface of the photomask substrate 100a from the image sensor 26, and measures the dimension of a desired portion (for example, the exposed light shielding film 151) based on the acquired image. Then, the control / processing device 10 subtracts the target dimension (design value) of the light shielding film pattern 151p from the measured dimension of the light shielding film 151 to calculate the remaining side etching amount (additional etching amount). Then, the additional etching time is calculated by dividing the calculated remaining side etching residual amount by the etching rate (side etching rate). Here, the side etching rate can be grasped in advance by experiments. For example, if the target dimension of the light shielding film pattern 151p is 5 μm and the measured dimension of the light shielding film pattern 151p is 5.2 μm, the remaining side etching amount is 0.2 μm. If the side etching rate of the light shielding film 151 is 10 nm per second, the additional etching time is 20 seconds.
このように、本実施形態では、追加エッチング時間を、レジストパターン１５２ｐの寸法を用いずに、測定した遮光膜１５１の寸法、遮光膜パターン１５１ｐの目標寸法、サイドエッチング速度のみを用いて算出している。その結果、遮光膜１５１（遮光膜パターン１５１ｐ）の線幅を目標値に到達させるための追加エッチング時間を正確に算出することが可能となる。
上記の例では、露出させた遮光膜１５１の線幅寸法を測定することによって、追加エッチング時間を決定したが、寸法測定に際しては、必ずしも遮光膜１５１の寸法を測定する必要はなく、遮光膜１５１のエッジ位置を把握するために、隣接する透光部の寸法を測定してもよい。
As described above, in this embodiment, the additional etching time is calculated using only the measured dimensions of the light shielding film 151, the target dimensions of the light shielding film pattern 151p, and the side etching rate without using the dimensions of the resist pattern 152p. Yes. As a result, it is possible to accurately calculate the additional etching time for causing the line width of the light shielding film 151 (light shielding film pattern 151p) to reach the target value.
In the above example, the additional etching time is determined by measuring the line width dimension of the exposed light shielding film 151, but it is not always necessary to measure the dimension of the light shielding film 151 when measuring the dimension. In order to grasp the edge position, the dimension of the adjacent translucent part may be measured.
なお、サイドエッチング速度は、遮光膜１５１の組成や厚さ、クロム用エッチング液の組成や供給量、エッチング時の温度等の諸条件によって定まる。そのため、生産時と同様の条件でエッチング実験を事前に行っておき、エッチング速度を予め求めておくとよい。エッチング実験によりエッチング速度が算出される様子を図５に例示する。図５の横軸は追加エッチング時間（ｓｅｃ）を、縦軸は寸法エラー値（＝設計寸法−測定したエッチング後の遮光膜１５１の寸法）（μｍ）をそれぞれ示している。また、横軸のＮとは、ジャストエッチング時点（目視で全て除去された時点）を意味している。図５に示す実験では、ジャストエッチング時点では寸法エラー値がマイナス値であった（つまり、ジャストエッチング時点の遮光膜１５１の寸法が設計寸法よりも大きかった）ことが分かる。その後、サイドエッチングを進行させることにより（追加エッチング時間が経過することにより）寸法エラー値がゼロに近づき、７〜１０秒程度で寸法エラー値がゼロとなった（遮光膜１５１（遮光膜パターン１５１ｐ）の寸法が設計寸法と一致した）ことが分かる。その後は、追加エッチング時間の経過に伴い、寸法エラーが大きくなることが分かる。係る実験結果から、単位時間あたりのサイドエッチング量（すなわちエッチング速度）を予め求めることが出来る。このような、エッチング寸法の変化傾向は、使用する膜種ごとにそれぞれ求めておくとよい。 The side etching rate is determined by various conditions such as the composition and thickness of the light shielding film 151, the composition and supply amount of the chromium etching solution, and the temperature during etching. For this reason, it is preferable to perform an etching experiment in advance under the same conditions as in production and to obtain the etching rate in advance. FIG. 5 illustrates how the etching rate is calculated by the etching experiment. The horizontal axis in FIG. 5 represents the additional etching time (sec), and the vertical axis represents the dimension error value (= design dimension—measured dimension of the light-shielding film 151 after etching) (μm). Further, N on the horizontal axis means the time of just etching (the time when all are visually removed). In the experiment shown in FIG. 5, it can be seen that the dimensional error value was a negative value at the time of just etching (that is, the dimension of the light shielding film 151 at the time of just etching was larger than the design dimension). Thereafter, by proceeding side etching (by additional etching time elapses), the dimension error value approaches zero, and the dimension error value becomes zero after about 7 to 10 seconds (light shielding film 151 (light shielding film pattern 151p It can be seen that the dimensions of) coincided with the design dimensions. Thereafter, it can be seen that the dimensional error increases as the additional etching time elapses. From the experimental results, the side etching amount per unit time (that is, the etching rate) can be obtained in advance. Such a change tendency of the etching dimension may be obtained for each film type to be used.
（部分マスク膜の形成、及び遮光膜のサイドエッチング工程）
上記のように追加エッチング時間を算出したら、再度エッチング液を供給して追加エッチングを行うことができる。ただし、遮光膜１５１の一部が露出したままであると、係る露出部分が追加エッチングによりダメージを受ける。従って、好ましくは、露出させた遮光膜１５１を保護した状態で、追加エッチング行うことが好ましい。そこで、露出させた遮光膜１５１の少なくとも上面を覆う部分マスク膜１５３を新たに形成する。具体的には、露出させた遮光膜１５１の上面に、部分マスク膜素材を供給し、エッチングマスクとなる膜によって被復する。このときには、図４のようなフォトマスク基板処理装置２００を
用いる。すなわち、フォトマスク基板１００ａをステージ１００ｓ上に載置した状態で、薬液等供給源３０及び薬液等供給ノズル３１を用いてレジストパターン１５２ｐが除去された部分に部分マスク膜素材を供給し、露出させた遮光膜１５１の少なくとも上面を覆う部分マスク膜１５３を形成する。
(Formation of partial mask film and side etching process of light shielding film)
When the additional etching time is calculated as described above, the etching liquid can be supplied again to perform additional etching. However, if a part of the light shielding film 151 remains exposed, the exposed part is damaged by the additional etching. Therefore, it is preferable to perform additional etching in a state where the exposed light shielding film 151 is protected. Therefore, a partial mask film 153 that covers at least the upper surface of the exposed light shielding film 151 is newly formed. Specifically, a partial mask film material is supplied to the exposed upper surface of the light shielding film 151, and is recovered by a film that becomes an etching mask. At this time, a photomask substrate processing apparatus 200 as shown in FIG. 4 is used. That is, with the photomask substrate 100a placed on the stage 100s, the partial mask film material is supplied and exposed to the portion where the resist pattern 152p has been removed using the chemical liquid supply source 30 and the chemical liquid supply nozzle 31. A partial mask film 153 covering at least the upper surface of the light shielding film 151 is formed.
ここで、部分マスク膜素材は、遮光膜１５１のエッチングに対して耐性を有し、かつレジストパターンを剥離する際に同時に除去されるものであれば、その素材に特に制限はないが、レジスト膜１５２を構成する材料と同じポジ型フォトレジスト材料であることが好ましい。すなわち、部分マスク膜１５３は、レジスト膜１５２を構成する材料と同じポジ型フォトレジスト材料等を部分的に塗布し、必要に応じてベークすることにより形成するのが好ましい。尚、部分マスク膜１５３を新たに形成しない場合には、ついで行われる追加エッチングによって遮光膜がダメージを受けるため、フォトマスク製造の最終段階で、該ダメージを修正する修正膜を新たに形成することが好ましい。 Here, the material of the partial mask film is not particularly limited as long as it is resistant to the etching of the light shielding film 151 and is removed at the same time when the resist pattern is peeled off. The positive type photoresist material is preferably the same as the material constituting 152. That is, the partial mask film 153 is preferably formed by partially applying the same positive photoresist material or the like as the material constituting the resist film 152 and baking as necessary. If the partial mask film 153 is not newly formed, the light shielding film is damaged by the subsequent additional etching, and therefore a correction film for correcting the damage is newly formed at the final stage of the photomask manufacturing. Is preferred.
部分マスク膜１５３で上面が覆われた遮光膜１５１を他の遮光膜１５１と同様にサイドエッチングするには、部分マスク膜１５３で上面が覆われた遮光膜１５１の側面に、部分マスク膜１５３を形成しないことが好ましい。但し、露出させた遮光膜１５１は、寸法変動の許容値が大きい領域Ａ２を形成する膜であるため、露出させた遮光膜１５１の側面に部分マスク膜１５３が形成されていても（サイドエッチングが進行しなくても）支障はない。 In order to side-etch the light shielding film 151 covered with the partial mask film 153 in the same manner as the other light shielding films 151, the partial mask film 153 is formed on the side surface of the light shielding film 151 covered with the partial mask film 153. Preferably it is not formed. However, since the exposed light shielding film 151 is a film that forms the region A2 having a large dimensional variation tolerance, even if the partial mask film 153 is formed on the side surface of the exposed light shielding film 151 (side etching is performed). There is no problem even if it does not progress.
部分マスク膜素材の供給（塗布）は、鋭いノズル先端形状を有する供給治具として形成された薬液等供給ノズル３１の先端から部分マスク膜素材（好ましくはフォトレジスト材料）を供給させつつ、ステージ１００ｓを移動させて薬液等供給ノズル３１の先端を遮光膜１５１の上面で走査させることにより行うことが出来る。或いは、薬液等供給ノズル３１の先端から、露出させた遮光膜１５１上に部分マスク膜素材の液滴を滴下することにより、部分マスク膜１５３を形成することも出来る。また、ステージ１００ｓを移動させるかわりに、薬液供給ノズル３１を、所望位置に移動させてもよい。 The supply (application) of the partial mask film material is performed by supplying a partial mask film material (preferably a photoresist material) from the tip of the chemical solution supply nozzle 31 formed as a supply jig having a sharp nozzle tip shape, while the stage 100s. And the tip of the chemical solution supply nozzle 31 is scanned on the upper surface of the light shielding film 151. Alternatively, the partial mask film 153 can be formed by dropping droplets of the partial mask film material onto the exposed light shielding film 151 from the tip of the chemical solution supply nozzle 31. Further, instead of moving the stage 100s, the chemical solution supply nozzle 31 may be moved to a desired position.
部分マスク膜１５３を形成したら遮光膜１５１のサイドエッチングを開始する。係るエッチングは、例えば上述のクロム用エッチング液等をスプレー方式等の手法により供給することで行うことが可能である。そして、上述の追加エッチング時間が経過するまでサイドエッチングを行う。 When the partial mask film 153 is formed, side etching of the light shielding film 151 is started. Such etching can be performed, for example, by supplying the above-described chromium etching solution or the like by a spray method or the like. Then, side etching is performed until the additional etching time described above elapses.
（レジストパターン及び部分マスク膜の除去工程）
次に、レジストパターン１５２ｐ及び部分マスク膜１５３を除去して、本実施形態に係るフォトマスク１００の製造方法を終了する。レジストパターン１５２ｐ及び部分マスク膜１５３の除去は、レジストパターン１５２ｐ及び部分マスク膜１５３に剥離液を接触させて剥離させること等で行うことが可能である。
(Removal process of resist pattern and partial mask film)
Next, the resist pattern 152p and the partial mask film 153 are removed, and the manufacturing method of the photomask 100 according to this embodiment is finished. The removal of the resist pattern 152p and the partial mask film 153 can be performed by bringing the resist pattern 152p and the partial mask film 153 into contact with each other to remove the resist pattern 152p and the partial mask film 153.
その後、製造したフォトマスク１００を用いて露光を行い、表示デバイス用基板上に形成されたレジスト膜にフォトマスク１００の遮光膜パターン１５１ｐを転写する。具体的には、フォトマスク１００を介して、露光光源からの光を被転写体（表示デバイス用基板）上に形成されたレジスト膜に照射し、前記レジスト膜に遮光膜パターン１５１ｐを転写する。その後、この転写されたパターンに基づく画素構造を表示デバイス用基板の表面に形成して、表示デバイス用基板の製造を完了する。 Thereafter, exposure is performed using the manufactured photomask 100, and the light-shielding film pattern 151p of the photomask 100 is transferred to the resist film formed on the display device substrate. Specifically, the light from the exposure light source is irradiated to the resist film formed on the transfer target (display device substrate) through the photomask 100, and the light shielding film pattern 151p is transferred to the resist film. Thereafter, a pixel structure based on the transferred pattern is formed on the surface of the display device substrate to complete the manufacture of the display device substrate.
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち１つ又は複数の効果を奏する。
(3) Effects according to this embodiment According to this embodiment, one or more of the following effects are achieved.
（ｉ）本実施形態によれば、追加エッチング時間を、レジストパターン１５２ｐの寸法を用いずに、遮光膜１５１のエッジ位置に基づいて決定する。従って、遮光膜パターンの目標寸法に確実に到達することが可能である。更に、測定した遮光膜１５１のエッジ位置と、遮光膜パターン１５１ｐの目標寸法、サイドエッチング速度を用いて算出することにより、追加エッチング時間を正確に算出することが可能となる。その結果、遮光膜パターン１５１ｐの寸法制御を正確に行うことが可能となる。 (I) According to the present embodiment, the additional etching time is determined based on the edge position of the light shielding film 151 without using the dimension of the resist pattern 152p. Therefore, it is possible to reliably reach the target dimension of the light shielding film pattern. Furthermore, by calculating using the measured edge position of the light shielding film 151, the target dimension of the light shielding film pattern 151p, and the side etching rate, the additional etching time can be accurately calculated. As a result, the dimension control of the light shielding film pattern 151p can be performed accurately.
（ii）本実施形態によれば、レジストパターン１５２ｐの一部を部分的に除去して下地の遮光膜１５１を露出させ、露出させた遮光膜１５１のエッジ位置を把握して追加エッチング時間を算出している。このため、遮光膜１５１のエッチングを一時的に停止した時点で遮光膜１５１がレジストパターン１５２ｐよりも狭くなっていた（遮光膜１５１が側方にオーバーエッチングされていた）としても、サイドエッチング残量（追加エッチング時間）を正確に算出することが容易となり、遮光膜パターン１５１ｐの寸法を正確に補正することが可能となる。 (Ii) According to the present embodiment, a part of the resist pattern 152p is partially removed to expose the underlying light shielding film 151, and the additional etching time is calculated by grasping the edge position of the exposed light shielding film 151. is doing. For this reason, even if the etching of the light shielding film 151 is temporarily stopped, even if the light shielding film 151 is narrower than the resist pattern 152p (the light shielding film 151 is over-etched laterally), the remaining amount of side etching remains. It becomes easy to accurately calculate (additional etching time), and the dimension of the light shielding film pattern 151p can be accurately corrected.
（iii）本実施形態によれば、レジストパターン１５２ｐのうち、寸法変動の許容値が
小さい領域Ａ１の形成予定領域ではなく、寸法変動の許容値が大きい領域Ａ２の形成予定領域を覆う部分を選択的（優先的）に除去することにより、追加エッチング時間を決定している。その結果、この部分には、その後の追加エッチング量が正しく施されなくなる場合が生じる。例えば、部分マスク膜１５３で上面が覆われた遮光膜１５１の側面に部分マスク膜１５３が形成されてしまえば、同一マスク上の他の部分に比べて、追加のサイドエッチングはあまり進行しない。しかしながら、あらかじめ寸法変動の許容範囲が大きい部分を選択しているので、結果として、製品動作に影響を及ぼすことはない（デバイス性能への影響を低減させることが出来る）。。その一方、寸法変動の許容範囲が小さい部分は、レジストパターンを除去せずに、必要時間の追加エッチングを行うため、線幅管理が精緻に行える。
(Iii) According to the present embodiment, a portion of the resist pattern 152p that covers the region to be formed of the region A2 having a large allowable dimensional variation is selected instead of the region to be formed of the region A1 having a small allowable dimensional variation. By removing the target (preferentially), the additional etching time is determined. As a result, a subsequent additional etching amount may not be correctly applied to this portion. For example, if the partial mask film 153 is formed on the side surface of the light-shielding film 151 whose upper surface is covered with the partial mask film 153, the additional side etching does not progress much compared to other portions on the same mask. However, since the portion having a large allowable range of dimensional variation is selected in advance, the product operation is not affected as a result (the influence on the device performance can be reduced). . On the other hand, since the additional etching is performed for a necessary time without removing the resist pattern in the portion where the allowable range of dimensional variation is small, the line width can be managed precisely.
（iv）本実施形態によれば、部分マスク膜１５３の形成（フォトレジスト材料等の塗布）を、鋭い先端形状をもつ供給治具として形成された薬液等供給ノズル３１の先端から部分マスク膜素材（好ましくはフォトレジスト材料）を供給させて、部分マスク膜を形成することができる。これにより、簡便に、再現性よく安定に、部分マスク膜１５３の形成が行える。更に、レジストパターン１５２ｐの一部を部分的に除去するレジスト除去手段や、露出した遮光膜パターン１５１ｐのエッジ位置を正確に把握する寸法測定手段を、部分マスク膜素材供給手段と共に、本発明の装置中に一体に設けることができる。 (Iv) According to the present embodiment, the partial mask film 153 is formed (application of a photoresist material or the like) from the tip of the chemical solution supply nozzle 31 formed as a supply jig having a sharp tip shape. A partial mask film can be formed by supplying (preferably a photoresist material). As a result, the partial mask film 153 can be easily formed with high reproducibility and stability. Further, a resist removing means for partially removing a part of the resist pattern 152p and a dimension measuring means for accurately grasping the edge position of the exposed light shielding film pattern 151p together with the partial mask film material supplying means, the apparatus of the present invention. It can be provided integrally therewith.
（ｖ）本実施形態によれば、遮光膜パターン１５１ｐの寸法制御を正確に行うことで、表示デバイス用基板上に転写するパターンの寸法制御をより正確に行うことが可能となる。そして、表示デバイスの高精細化を実現すると共に生産歩留りを向上させることが可能となる。 (V) According to the present embodiment, the dimension control of the pattern transferred onto the display device substrate can be more accurately performed by accurately controlling the dimension of the light shielding film pattern 151p. And it becomes possible to improve the production yield while realizing high definition of the display device.
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
<Other Embodiments of the Present Invention>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various changes are possible in the range which does not deviate from the summary.
１００ フォトマスク
１００ａ フォトマスク基板
１００ｂ マスクブランク
１１０ 基板
１５１ 遮光膜
１５１ｐ 遮光膜パターン
１５２ レジスト膜
１５２ｐ レジストパターン
１５３ 部分マスク膜
Ａ１ 寸法変動の許容値が小さい領域
Ａ２ 寸法変動の許容値が大きい領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Photomask 100a Photomask substrate 100b Mask blank 110 Substrate 151 Light shielding film 151p Light shielding film pattern 152 Resist film 152p Resist pattern 153 Partial mask film A1 Area with small tolerance of dimension variation A2 Area with large tolerance of dimension variation
Claims (9)
前記基板の主面上に遮光膜とレジスト膜とが順次積層されたマスクブランクを準備する工程と、
前記レジスト膜に描画することにより、前記遮光膜上に前記遮光膜パターンの形成予定領域を覆うレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記遮光膜のエッチングを開始し、前記レジストパターンに覆われていない前記遮光膜が除去された後にエッチングを停止する工程と、
前記レジストパターンの一部を除去して前記遮光膜を部分的に露出させる工程と、
露出させた前記遮光膜のエッジ位置を把握し、前記エッジ位置を基に追加エッチング時間を決定し、前記決定された追加エッチング時間に基づき、前記遮光膜のサイドエッチングを行う工程と、を有する
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。 By having a light shielding film pattern on the main surface of a substrate having translucency, a method for producing a photomask having at least a light transmitting part and a light shielding part,
Preparing a mask blank in which a light-shielding film and a resist film are sequentially laminated on the main surface of the substrate;
Forming a resist pattern on the light-shielding film to cover a region where the light-shielding film pattern is to be formed by drawing on the resist film;
Starting the etching of the light shielding film using the resist pattern as a mask, and stopping the etching after the light shielding film not covered with the resist pattern is removed;
Removing a part of the resist pattern to partially expose the light shielding film;
Grasping an edge position of the exposed light shielding film, determining an additional etching time based on the edge position, and performing side etching of the light shielding film based on the determined additional etching time. A photomask manufacturing method characterized by the above.
ことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。 In the step of performing the side etching of the light shielding film, after grasping the edge position of the light shielding film, forming a partial mask film covering at least the upper surface of the exposed light shielding film, and performing the side etching of the light shielding film. The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項１または２に記載のフォトマスクの製造方法。 In the step of performing the side etching of the light shielding film, a side etching remaining amount is calculated based on the grasped edge position of the light shielding film, and additional etching is performed using the side etching remaining amount and the side etching rate grasped in advance. 3. The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein time is determined.
前記レジストパターンの一部を除去して前記遮光膜を部分的に露出させる工程では、前記レジストパターンのうち、前記寸法変動の許容値が大きい領域の形成予定領域を覆う部分を選択的に除去する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。 The light-shielding film pattern has a small area and a large area with a dimensional variation tolerance,
In the step of partially removing the resist pattern to partially expose the light shielding film, a portion of the resist pattern that covers a region where a region having a large tolerance of dimensional variation is to be formed is selectively removed. The method for producing a photomask according to any one of claims 1 to 3.
前記レジストパターンの一部を除去して下地の前記遮光膜を部分的に露出させる工程では、前記薄膜トランジスタ製造用パターンのうち、データラインに対応するパターンの形成予定領域を含む部分を選択的に除去する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。 The light shielding film pattern includes a thin film transistor manufacturing pattern,
In the step of partially removing the resist pattern to partially expose the underlying light shielding film, the thin film transistor manufacturing pattern is selectively removed from a portion including a region where a pattern corresponding to a data line is to be formed. The method for producing a photomask according to claim 1, wherein:
前記半透光部は、露光機の解像限界以下の微細な遮光膜パターンを有することにより、前記透光部より少ない露光光透過率を有する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。 The photomask has a semi-translucent part in addition to the light-shielding part and the translucent part,
6. The semi-transparent part has an exposure light transmittance less than that of the translucent part by having a fine light-shielding film pattern below the resolution limit of an exposure machine. A method for producing a photomask according to 1.
ことを特徴とする表示デバイスの製造方法。 The resist layer formed on the display device substrate is irradiated with light from an exposure light source via the photomask manufactured by the photomask manufacturing method according to claim 1, and the resist layer is irradiated to the resist layer. A method for manufacturing a display device, comprising transferring a pattern.
フォトマスク基板を処理するフォトマスク基板処理装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記フォトマスク基板が前記ステージ上に載置された状態で、前記レジストパターンの一部を除去する薬液又はエネルギー照射線を供給するレジスト除去手段と、
前記レジストパターンが除去されて露出した遮光膜パターンのエッジ位置を把握する寸法測定手段と、
前記レジストパターンが除去された部分に、部分マスク膜素材を供給する部分マスク膜素材供給手段と、を有する
ことを特徴とするフォトマスク基板処理装置。 Processing a photomask substrate on which a resist pattern corresponding to the light-shielding film pattern to be obtained is formed by drawing on a mask blank in which a light-shielding film and a resist film are sequentially laminated on the main surface of the light-transmitting substrate A photomask substrate processing apparatus,
A stage on which the photomask substrate is placed;
In a state where the photomask substrate is placed on the stage, a resist removing means for supplying a chemical solution or an energy irradiation line for removing a part of the resist pattern;
Dimension measuring means for grasping the edge position of the light shielding film pattern exposed by removing the resist pattern;
A photomask substrate processing apparatus comprising: a partial mask film material supply means for supplying a partial mask film material to a portion where the resist pattern is removed.
前記フォトマスク基板表面の画像を取得する手段と、
前記取得した画像に基づいて、所望部分の寸法を測定する手段と、を有する
ことを特徴とする請求項８に記載のフォトマスク基板処理装置。 The dimension measuring means includes
Means for obtaining an image of the photomask substrate surface;
9. The photomask substrate processing apparatus according to claim 8, further comprising means for measuring a dimension of a desired portion based on the acquired image.
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