JP2011158900A - フォトマスクの製造方法、フォトマスク、及び表示装置の製造方法 - Google Patents

フォトマスクの製造方法、フォトマスク、及び表示装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の薄膜をそれぞれパターニングして成る転写用パターンを備えたフォトマスクにおいて、各薄膜に対してそれぞれ歪み補正を施しつつパターンを形成し、これらのパターンを正確に重ね合わせる。
【解決手段】 透明基板上に形成した第1の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第1パターンを形成する第1パターニング工程と、透明基板上に形成した第2の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第2パターンを形成する第2パターニング工程と、を有し、第1パターニング工程は第1描画工程を、第2パターニング工程は第2描画工程をそれぞれ含み、第1描画工程及び第2描画工程では、同一の歪み補正の施された補正座標系を用いて行う描画を含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、フォトマスクの製造方法、フォトマスク、及び表示装置の製造方法に関する。
露光機を用いて基板などにパターンを形成する際に、基板の変形に伴い描画データを補正する技術が知られている。例えば、熱処理や積層によって露光対象の基板に変形が生じたときに、基板の変形に応じて描画データの補正を行うことがある(例えば特許文献1参照)。
特開平9−15834号公報
FPD(フラットパネルディスプレイ)等の表示装置を製造する際には、フォトマスクが備える転写用パターンを露光機により被転写体上に転写する露光工程が行われる。しかしながら、FPD等の表示装置の製造に用いられるフォトマスクは大型であるため、露光機に設置した際に撓み易く、係る撓みにより、転写用パターンが被転写体上に歪んで転写されてしまう場合があった。また、露光機の備える結像光学系の誤差などによっても上述の歪みが生じてしまう場合があった。特に、プロキシミティー方式を使用した露光機の場合、露光機の備える光学系の誤差と、フォトマスク設置の際の固定方法や重力の影響で生じるフォトマスクの変形や撓みの影響とによって、転写されたパターンに誤差が生じやすいという場合があった。
被転写体に形成されるパターン(以下、転写パターンとも呼ぶ)の座標精度を向上させるため、上記の歪みを予め描画データに反映させて補正描画データを形成し、該補正描画データによって、フォトマスクに転写用パターンを描画することができる。このようにすれば、該フォトマスクを用いて露光を行う際に生じるフォトマスクの撓みや露光装置の光学系に由来する歪みを相殺し、結果として転写パターンの座標精度を向上させることができる。
転写用パターンデータに歪み補正を施して描画を行う描画工程は、図1に例示する方法で行うことができる。係る工程においては、まず、図1(a)に示すように、描画用データを用意する(S101)。描画用データの構成を図1(b)に例示する、転写用パターンを+字印で示している。続いて、透明基板上に薄膜とレジスト膜とがこの順に形成されたマスクブランクを用意し、レジスト膜に対する転写用パターンの描画を開始する(S302)。具体的には、まず、歪み補正を施していない標準座標系(正方格子)が設定された描画機に対し、所定の描画用歪み補正パラメータを展開することにより補正座標系を取得し(S103)、取得した補正座標系を描画機に設定する。標準座標系、描画用歪み補正パラメータ、及び補正座標系を図1(c),(d),(e)にそれぞれ例示する。そして、得られた補正座標系を用い、上述のレジスト膜に対して転写用パターンの形成予定領域の描画を行う(S104)。描画結果を図1(f)に例示する。補正座標系を用いるため、図1(f)に例示する描画結果は、図1(b)に例示する描画用データに対して所定の歪み補正が施された構成となる。このように、描画機の標準座標系に対して歪み補正を施すことで得られた補正座標系を用いれば、描画を行うことで、転写用パターンに歪み補正を施すことが可能である。
しかしながら、発明者等の鋭意検討によれば、上述の方法は、基板上に一層の薄膜が形成されたフォトマスクブランクを用いた、いわゆるバイナリフォトマスクの製造には適用できるものの、基板上の複数の薄膜をそれぞれパターニングして成る転写用パターンを備えた多階調フォトマスクの製造に適用することは困難であることが分かった。
多階調フォトマスクを製造する際には、透明基板上に形成した第1の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第1メインパターンを形成する第1パターニング工程と、透明基板上に形成した第2の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第2パターンを形成する第2パターニング工程と、を実施する。ここで、第1メインパターンと第2パターンとを正確に重ね合わせるには、描画の基準位置を定めるアライメントマークが用いられる。
アライメントマークを用いてパターンの重ね合わせを行う描画工程を図2に例示する。図2(a)は、上述の第1パターニング工程にて行われる第1描画工程を、図2(b)は、上述の第2パターニング工程にて行われる第2描画工程を、それぞれ示している。
まず、1層目の描画用データ(図2(a))を用意する(S201)。図2(c)において、アライメントマークデータは■印で、第1メインパターンデータは+字印で表示されている。続いて、透明基板上に第2の薄膜と第1の薄膜とがこの順に積層され、第1の薄膜上に第1レジスト膜が形成されたマスクブランクを用意し、第1レジスト膜に対する描画を開始する(S202)。具体的には、まず、歪み補正を施していない標準座標系(図2(d)に示す正方格子)が設定された描画機を用いる場合を説明する。この標準座標系を用い、第1レジスト膜に対してアライメントマーク及び第1メインパターンの形成予定領域の描画を行う(S202)。描画結果を図2(e)に例示する。続いて、第1レジスト膜を現像して第1レジストパターンを形成し、第1レジストパターンをマスクとして第1の薄膜の露出部分をエッチングし、アライメントマーク及び第1メインパターンを形成する。そして、第1レジストパターンを除去し、これら一連のプロセス(process)を実施した後、第2レジスト膜を形成する。
続いて、2層目の描画用データ(図2(g))を用意する(S203)。図2(g)において、第2パターンデータは×字印で表示されている。なお、第2パターンデータの配置を定めるアライメントマークデータの配置を図2(f)に例示する。続いて、第2レジスト膜に対する描画を開始する(S204)。まずは、標準座標系(図2(h))が設定された描画機を用いてアライメントマークを参照し(S205)、1層目情報(アライメントマークの位置)を取得する。取得した1層目情報を図2(i)に例示する。そして、取得した1層目情報に基づいて第2レジスト膜に対する描画(2層目描画)の描画開始位置や描画方向を決定する。必要に応じ、または描画機の機能により、2層目描画の直交度や倍率調整を施すこともできる(S206)。そして、標準座標系を用い、上述の第2レジスト膜に対して第2パターンの形成予定領域の描画を行う(S207)。描画結果を図2(j)に例示する。
このように、第1パターニング工程にてアライメントマークと第1メインパターンとを形成し、第2パターニング工程にて、形成したアライメントマークを読み出して基準位置を定めて第2パターンを形成することで、第1メインパターンと第2パターンとの重ね合わせ精度を向上させることができる。
ここで、フォトマスクを露光する段階で生じる、フォトマスクの撓みや、露光機固有の歪みをあらかじめ考慮して、描画データに補正を施す場合を考える。第1メインパターンや第2パターンに所定の歪み補正を施すには、描画機の標準座標系に対して歪み補正を施して得られた補正座標系を用いてそれぞれ描画を行う必要がある。しかしながら、補正座標系を用いて第1描画工程を実施すると、第1メインパターンに歪み補正が施されるだけでなく、アライメントマークの位置も伴って変動してしまう。その結果、第2描画工程においてアライメントマークが読み出し可能な位置に存在しなくなり、アライメントマークの読み取りが不可能になったり、誤認識をしたりすることがある。そして、第1メインパターンと第2パターンとの重ね合わせ精度が不十分になってしまう。係る課題は、発明者等の鋭意研究によって初めて明らかとなった課題である。
本発明は、複数の薄膜をそれぞれパターニングして成る転写用パターンを備えたフォトマスクにおいて、各薄膜に対してそれぞれ歪み補正を施しつつパターンを形成し、これらのパターンを正確に重ね合わせることを目的とする。
本発明の第1の態様は、透明基板と、前記透明基板上に形成されてそれぞれパターニングされた複数の薄膜によって成る所定の転写用パターンと、を備えたフォトマスクの製造方法において、前記透明基板上に形成した第1の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第1パターンを形成する第1パターニング工程と、前記透明基板上に形成した第2の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第2パターンを形成する第2パターニング工程と、を有し、前記第1パターニング工程は第1描画工程を、前記第2パターニング工程は第2描画工程をそれぞれ含み、前記第1描画工程及び第2描画工程では、同一の歪み補正の施された補正座標系を用いて行う描画を含むフォトマスクの製造方法である。
本発明の第2の態様は、透明基板と、前記透明基板上に形成されてそれぞれパターニングされた複数の薄膜によって成る所定の転写用パターンと、を備えたフォトマスクの製造方法において、前記透明基板上に形成した第1の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施してアライメントマークと第1メインパターンとを含む第1パターンを形成する第1パターニング工程と、前記透明基板上に形成した第2の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施し、前記アライメントマークを参照して第2パターンを形成する第2パターニング工程と、を有し、前記アライメントマークの形成と、前記アライメントマークの参照とが、それぞれ、同一の座標系に基づいて行われ、前記第1パターンの形成と、前記第2パターンの形成とが、それぞれ、前記座標系に対して同一の歪み補正の施された補正座標系に基づいて行われるフォトマスクの製造方法である。
本発明の第3の態様は、透明基板と、前記透明基板上に形成されてそれぞれパターニングされた複数の薄膜によって成る所定の転写用パターンと、を備えたフォトマスクの製造方法において、前記透明基板上に形成した第1の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施してアライメントマークと第1メインパターンとを含む第1パターンを形成する第1パターニング工程と、前記透明基板上に形成した第2の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第2パターンを形成する第2パターニング工程と、を有し、前記第1パターニング工程は、描画機によって、アライメントマークデータ及び第1メインパターンデータを含む第1パターンデータを用いて第1パターンを描画する第1描画工程を含み、前記第1描画工程においては、前記アライメントマークデータ及び歪み補正を施していない標準座標系を用いて前記アライメントマークを描画し、前記第1メインパターンデータ及び歪み補正の施された補正座標系を用いて前記第1メインパターンを描画し、前記第2パターニング工程は、前記描画機によって、第2パターンデータを用いて前記第2パターンを描画する第2描画工程を含み、前記第2描画工程においては、前記標準座標系を用いて前記アライメントマークを参照し、前記第2パターンデータ及び前記補正座標系を用いて前記第2パターンを描画するフォトマスクの製造方法である。
本発明の第4の態様は、透明基板と、前記透明基板上に形成されてそれぞれパターニングされた複数の薄膜によって成る所定の転写用パターンと、を備えたフォトマスクの製造方法において、前記透明基板上に形成した第1の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施してアライメントマークと第1メインパターンとを含む第1パターンを形成する第1パターニング工程と、前記透明基板上に形成した第2の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第2パターンを形成する第2パターニング工程と、を有し、前記第1パターニング工程は、描画機によって、アライメントマークデータ及び第1メインパターンデータを含む第1パターンデータを用いて第1パターンを描画する第1描画工程を含み、前記第1描画工程においては、前記アライメントマークデータ及び歪み補正の施された補正座標系を用いてアライメントマークを描画し、前記第1メインパターンデータ及び前記補正座標系を用いて第1メインパターンを描画し、前記第2パターニング工程は、前記描画機によって、第2パターンデータを用いて前記第2パターンを描画する第2描画工程を含み、前記第2描画工程においては、前記補正座標系を用いて前記アライメントマークを参照し、前記第2パターンデータ及び前記補正座標系を用いて前記第2パターンを描画するフォトマスクの製造方法である。
本発明の第5の態様は、前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜のうち一方が遮光膜、他方が半透光膜であり、前記透明基板上に前記第2の薄膜及び前記第1の薄膜をこの順で積層したフォトマスクブランクを用意し、該フォトマスクブランクに対して前記第1パターニング工程及び前記第2パターニング工程を施す第1から第4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。
本発明の第6の態様は、前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜のうち一方が遮光膜、他方が半透光膜であり、前記透明基板上に前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜をこの順で積層したフォトマスクブランクを用意し、該フォトマスクブランクに対して前記第1パターニング工程及び前記第2パターニング工程を施す第1から第4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。
本発明の第7の態様は、前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜のうち一方が遮光膜、他方が半透光膜であり、前記透明基板上に形成された第1の薄膜に対して第1パターニング工程を施した後、前記第1パターンが形成された透明基板上に第2の薄膜を形成し、少なくとも前記第2の薄膜に対して前記第2パターニング工程を施す第1から第4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。
本発明の第8の態様は、前記描画機により所定のテストパターンデータを描画して得られたテストパターンを有するテストマスクを用意し、露光装置を用いて前記テストパターンを被転写体上に転写して転写テストパターンを形成する転写テストを行い、前記転写テストパターンと前記テストパターンデータとを比較することによって得られる歪みデータを用いて前記補正座標系を取得する第3又は第4の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第9の態様は、前記フォトマスクは、遮光部、透光部、及び半透光部を有する多階調フォトマスクである第1から第4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。
本発明の第10の態様は、透明基板上に形成された第1の薄膜がパターニングされてなる第1メインパターン、前記透明基板上に形成された第2の薄膜がパターニングされてなる第2パターン、及び前記第1の薄膜がパターニングされてなるアライメントマークを含む所定の転写用パターンを備えたフォトマスクにおいて、前記第1メインパターン及び前記第2パターンは、描画機によって、同一の歪み補正を施された補正座標系を用いて描画されたフォトマスクである。
本発明の第11の態様は、前記アライメントマークは、前記描画機によって、歪み補正を施されない座標系を用いて描画された第10の態様に記載のフォトマスクである。
本発明の第12の態様は、前記アライメントマークは、前記描画機によって、前記補正座標系を用いて描画された第10の態様に記載のフォトマスクである。
本発明の第13の態様は、前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜のうち一方が遮光膜、他方が半透光膜であり、前記フォトマスクが、遮光部、透光部、及び半透光部を有する第10から第12のいずれかの態様に記載のフォトマスクである。
本発明の第14の態様は、基板上に複数積層された被加工膜のそれぞれに対し、フォトマスクに形成された転写用パターンを露光機によって転写することを含むフォトリソグラフィ工程を施し、前記被加工膜をパターニングする工程を含む表示装置の製造方法において、前記複数積層された被加工膜のうち少なくとも第1被加工膜を、第1転写用パターンを有する第1フォトマスクを用いてパターニングし、前記複数積層された被加工膜のうち第2被加工膜を、第2転写用パターンを有する第2フォトマスクを用いてパターニングし、前記第1転写用パターン及び第2転写用パターンは、前記露光機のもつ歪み特性に基づき、同一の歪み補正を施された補正座標系を用いて描画された部分をそれぞれ含み、前記第1フォトマスクの前記第1転写用パターンは、透明基板上に形成された第1の薄膜がパターニングされてなる第1メインパターン、前記透明基板上に形成された第2の薄膜がパターニングされてなる第2パターン、及び前記第1の薄膜がパターニングされてなるアライメントマークを含み、前記第1メインパターン及び前記第2パターンは、前記歪み特性に基づき、前記補正座標系を用いて描画されることで画定された表示装置の製造方法である。
本発明によれば、複数の薄膜をそれぞれパターニングして成る転写用パターンを備えたフォトマスクにおいて、各薄膜に対してそれぞれ歪み補正を施しつつパターンを形成でき、これらのパターンを正確に重ね合わせることができる。
バイナリマスクの転写用パターンに歪み補正を施す描画工程を例示するフロー図である。 アライメントマークを用いてパターンの重ね合わせを行う多重描画工程を例示するフロー図である。 本発明の第1の実施形態に係る第1描画工程を例示するフロー図である。 本発明の第1の実施形態に係る第2描画工程を例示するフロー図である。 本発明の第2の実施形態に係る第1描画工程を例示するフロー図である。 本発明の第2の実施形態に係る第2描画工程を例示するフロー図である。 本発明の第1の実施形態に係る多階調フォトマスクの製造方法を例示するフロー図である。 本発明の他の実施形態に係る多階調フォトマスクの製造方法を例示するフロー図である。
<本発明の第1の実施形態>
以下に、本発明の第1の実施形態を、主に図7,3,4を参照しながら説明する。図7は、本実施形態に係る多階調フォトマスクの製造方法のフロー図である。図3は、本実施形態にかかる第1描画工程のフロー図であり、図4は、本実施形態にかかる第2描画工程のフロー図である。
(1)多階調フォトマスクの製造方法
まず、多階調フォトマスクの製造方法の概要について、図7を参照しながら説明する。
(マスクブランクを用意する工程)
透明基板110上に、第2の薄膜としての半透光膜111と、第1の薄膜としての遮光膜112と、がこの順に予め形成されたマスクブランク100bを用意する(図7(a))。なお、遮光膜112上には、例えばポジ型フォトレジスト材料からなる第1レジスト膜133を予め形成しておく。
透明基板110は、例えば石英(SiO)ガラスや、SiO,Al,B,RO,RO等を含む低膨張ガラス等からなる平板として構成されている。透明基板110の主面(表面及び裏面)は、研磨されるなどして平坦且つ平滑に構成されている。透明基板110は、例えば一辺が300mm以上の方形、例えば一辺が1000mm〜2400mmの矩形とすることができる。透明基板110の厚さは例えば3mm〜20mmとすることができる。
半透光膜111は、クロム化合物、モリブデンシリサイド又はその化合物からなり、例えばCrO,CrN,CrC,MoSix,MoSiN,MoSiON,MoSiCON等から構成することができる。半透光膜111は、フッ素(F)系のエッチング液(又はエッチングガス)を用いてエッチング可能なように構成されている。また、半透光膜111は、後述するクロム用エッチング液(又はエッチングガス)に対するエッチング耐性を有することが好ましい。係る場合、半透光膜111を、クロム用エッチング液を用いて遮光膜112をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能させることができる。
遮光膜112は、実質的にクロム(Cr)を主成分とすることができる。なお、遮光膜112の表面にCr化合物(CrO、CrC,CrN等)の層を設ければ、表面に反射抑制機能を持たせることが出来る。遮光膜112は、例えば硝酸第2セリウムアンモニウム((NHCe(NO)及び過塩素酸(HClO)を含むクロム用エッチング液を用いてエッチング可能なように構成されている。
(第1パターニング工程)
続いて、透明基板110上に形成した第1の薄膜としての遮光膜112にフォトリソグラフィ工程を施して、第1パターンとしての遮光膜パターン112pを形成する第1パターニング工程を実施する(図7(b)〜図7(e))。
具体的には、まず、描画機によって、アライメントマークデータ及び第1メインパターンデータを含む第1パターンデータを用いて第1レジスト膜133に遮光膜パターン112pを描画する第1描画工程を実施する。第1描画工程においては、アライメントマークデータ及び歪み補正を施していない標準座標系を用いてアライメントマークの形成予定領域112b’を描画する(図7(b))。そして、第1メインパターンデータ及び歪み補正の施された補正座標系を用いて第1メインパターンの形成予定領域112a’を描画する(図7(c))。なお、第1描画工程の詳細については後述する。
そして、第1レジスト膜133を現像し、アライメントマーク112bの形成予定領域112b’及び第1メインパターンの形成予定領域112a’をそれぞれ覆う第1レジストパターン133pを形成する(図7(d))。そして、第1レジストパターン133pをマスクとして遮光膜112の露出部分をエッチングし、第1パターンとしての遮光膜パターン112pを形成する(図7(e))。遮光膜パターン112pは、第1メインパターン112aと、アライメントマーク112bとを備えている。そして、第1レジストパターン133pを除去した後、遮光膜パターン112pの上面及び露出した半透光膜111の上面をそれぞれ覆う第2レジスト膜134を形成する(図7(f))。第2レジスト膜134は、例えばポジ型フォトレジスト材料から形成する。
(第2パターニング工程)
続いて、透明基板110上に形成した第2の薄膜としての半透光膜111にフォトリソグラフィ工程を施して、第2パターンとしての半透光膜パターン111pを形成する第2パターニング工程を実施する(図7(g)〜図7(j))。
具体的には、まず、描画機によって、第2パターンデータを用いて第2レジスト膜134に半透光膜パターン111pを描画する第2描画工程を実施する。第2描画工程においては、標準座標系を用いてアライメントマーク112bを参照する。そして、第2パターンデータ及び補正座標系を用いて第2レジスト膜134に半透光膜パターンの形成予定領域111p’を描画する(図7(g))。なお、第2描画工程の詳細については後述する。
そして、第2レジスト膜134を現像し、半透光膜パターンの形成予定領域111p’を覆う第2レジストパターン134pを形成する(図7(h))。そして、第2レジストパターン134pをマスクとして半透光膜111の露出部分をエッチングし、第2パターンとしての半透光膜パターン111pを形成する(図7(i))。そして、第2レジストパターン134pを除去し、遮光部101、透光部103、及び半透光部102を有するに示す多階調のフォトマスク100の製造を完了する(図7(j))。
図7(j)に示すように、フォトマスク100は、透明基板110上に形成された遮光膜112がパターニングされてなる第1メインパターン112a、透明基板110上に形成された半透光膜111がパターニングされてなる半透光膜パターン111p、及び遮光膜112がパターニングされてなるアライメントマーク112bを含む所定の転写用パターンを備えている。
(2)第1描画工程及び第2描画工程
なお、上述の第1メインパターン112a及び半透光膜パターン111pは、描画機によって、同一の歪み補正を施された補正座標系を用いて描画されることで、それぞれの座標が決定されている。以下に、上述の描画工程について図3,4を参照しながら説明する。
(第1描画工程)
図3(a)に示すように、まず、1層目の描画データである第1パターンデータを準備する(S301)。第1パターンデータの構成を図3(b)に例示する。図3(b)において、アライメントマークデータは■印で、第1メインパターンデータは+字印でそれぞれ表示されている。なお、本実施形態においては、第1メインパターンの形成予定領域112a’の描画とアライメントマークの形成予定領域112b’の描画とは同時ではなく順に行う。そのため、アライメントマークデータと第1メインパターンデータとは個別に参照出来るように分離可能に構成されている。第1メインパターンから分離されたアライメントマークデータの構成を図3(c)に例示する。
続いて、1層目の描画を開始する(S302)。このとき描画機には、歪み補正を施していない標準座標系(正方格子)が設定されている。標準座標系の構成を図3(d)に例示する。そして、標準座標系を用い、上述の第1レジスト膜133に対してアライメントマークの形成予定領域112b’の描画を行う(S303,S304)。アライメントマークの形成予定領域112b’の描画結果を図3(e)に例示する。正方格子として構成された標準座標系を用いるため、図3(e)に例示する描画結果は、図3(c)に例示するアライメントマークデータに一致する。なお、アライメントマークの形成予定領域112b’を描画する際には、第1メインパターンの形成予定領域112a’の描画は行わない。
続いて、描画機に設定されている標準座標系に対し、歪みデータとしての所定の描画用歪み補正パラメータを展開することにより、補正座標系を取得する(S305)。そして、取得した補正座標系を描画機に再設定する。歪み標準座標系、描画用歪み補正パラメータ、及び補正座標系を図3(f),(g),(h)にそれぞれ例示する。
なお、図3(g)に例示する歪みデータとしての描画用歪み補正パラメータは、主としてフォトマスク100と露光機とを用いた露光工程によって生じるパターンの座標の歪み傾向に基づき、これを相殺するようなデータとなっている。描画用歪み補正パラメータは、例えば、描画機により所定のテストパターンデータを描画して得られたテストパターンを有するテストマスクを用意し、上述の露光装置を用いてテストパターンを被転写体上に転写して転写テストパターンを形成する転写テストを行い、転写テストパターンとテストパターンデータとを比較することによって得られる。すなわち、テストパターンから複数の測定点の座標値を測定し、一方、実際に転写テストで得られた転写テストパターンから上記測定点に対応する点の座標値を実測し、テストパターン上の測定点と転写テストパターン上の測定点の座標とを比較することによって描画用歪み補正パラメータを得ることができる。なお、転写テストパターンは、レジストパターンでも良いし、該レジストパターンをマスクとして、レジスト層の下にある薄膜をエッチング加工した薄膜パターンでも良い。
続いて、補正座標系を用い、上述の第1レジスト膜133に対して第1メインパターンの形成予定領域112a’の描画を行う(S306)。描画結果を図3(i)に例示する。補正座標系を用いるため、図3(i)に例示する描画結果は、図3(b)に例示する第1メインパターンデータに対して所定の歪み補正が施された構成となる。
その後、上述の図7(d)〜図7(f)に示したように、第1レジスト膜133を現像して上述の第1レジストパターン133pを形成する。そして、第1レジストパターン133pをマスクとして遮光膜112の露出部分をエッチングし、第1パターンとしての遮光膜パターン112pを形成する。そして、第1レジストパターン133pを除去し、これら一連のプロセスを実施した後、第2レジスト膜134を形成する(S307)。
(第2描画工程)
図4(a)に示すように、まず、2層目の描画データである第2パターンデータを準備する(S401)。第2パターンデータの構成を図4(c)に例示する。図4(c)において、第2パターンデータは×印で表示されている。なお、第2パターンデータの配置を定めるアライメントマークデータの配置を図4(b)に例示する。
続いて、歪み補正を施していない標準座標系(正方格子)を描画機に再設定し、標準座標系を用いてアライメントマーク112bを参照し(S402)、1層目情報(アライメントマーク112bの位置やスケール等)を取得する(S403)。描画機に設定される標準座標系、及び工程S402,S403を経て取得した1層目情報を、図4(d),(e)にそれぞれ例示する。そして、取得した1層目情報に基づいて、第2レジスト膜に対する描画の描画開始位置や描画方向を決定する。
続いて、描画機にセットされている標準座標系図4(f)(正方格子)に対して所定の描画用歪み補正パラメータ(上述の歪みデータ)を展開することにより、補正座標系を取得する(S404)。そして、取得した補正座標系を描画機に再設定する。描画用歪み補正パラメータ、及び補正座標系を図4(g),(h)にそれぞれ例示する。
続いて、補正座標系を用い、上述の第2レジスト膜134に対して第2パターンの形成予定領域111p’の描画を行う(S405)。描画結果を図4(i)に例示する。補正座標系を用いるため、図4(i)に例示する描画結果は、図4(c)に例示する第2パターンデータに対して所定の歪み補正が施された構成となる。
その後、上述の図7(h)〜図7(i)に示したように、第2レジスト膜134を現像して第2レジストパターン134pを形成する。そして、第2レジストパターン134pをマスクとして半透光膜111の露出部分をエッチングし、第2パターンとしての半透光膜パターン111pを形成する。そして、第2レジストパターン134pを除去し、本実施形態に係るフォトマスク100の製造を終了する。
このように、第1メインパターン112a及び半透光膜パターン111pは、描画機によって、同一の歪み補正を施された補正座標系(図3(h)、図4(h)に例示する座標系)を用いて描画されることでそれぞれの座標が決定されている。また、アライメントマーク112bは、歪み補正の施されていない標準座標系(図3(c)に例示する座標系)を用いて描画されている。
なお、製造したフォトマスク100は、基板上に複数積層された被加工膜のそれぞれに対し、フォトマスクに形成された転写用パターンを露光機によって転写することを含むフォトリソグラフィ工程を施し、被加工膜をパターニングする工程を含む表示装置の製造方法に用いることができる。すなわち、複数積層された被加工膜のうち第1被加工膜を、第1転写用パターンを有する第1フォトマスクを用いてパターニングし、複数積層された被加工膜のうち第2被加工膜を、第2転写用パターンを有する第2フォトマスクを用いてパターニングする際に、本実施形態に係るフォトマスク100を第1フォトマスクとして用いることができる。
(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1つ又は複数の効果を奏する。
本実施形態によれば、透明基板110上に形成した遮光膜112にフォトリソグラフィ工程を施して遮光膜パターン112pを形成する第1パターニング工程と、透明基板110上に形成した半透光膜111にフォトリソグラフィ工程を施して半透光膜パターン111pを形成する第2パターニング工程と、を有している。そして、第1パターニング工程は第1描画工程を、第2パターニング工程は第2描画工程をそれぞれ含み、第1描画工程及び第2描画工程では、同一の歪み補正の施された補正座標系(図3(h)、図4(h)に例示する座標系)を用いて描画するようにしている。これにより、遮光膜パターン112p及び半透光膜パターン111pに同一の歪み補正を施すことが可能となる。そして、フォトマスク100の撓みや、露光機の結像光学系の誤差などによって生じる転写時の歪みを打ち消すことが可能となり、フォトマスク100を用いて製造される表示装置の製造歩留りを向上させることが可能となり、例えばより微細化したカラーフィルタなどが有利に製造できる。
また、本実施形態によれば、第1描画工程において、歪み補正を施していない標準座標系(図3(c)に例示する座標系)を用いてアライメントマーク112bを描画するようにしている。そして、第2描画工程において、標準座標系(図4(d)に例示する座標系)を用いてアライメントマーク112bを参照するようにしている。このように、アライメントマーク112bの描画及び参照を、同一の標準座標系を用いて行うようにしている。これにより、第2パターニング工程においてアライメントマーク112bを確実に読み出すことが可能となる。そして、遮光膜パターン112pと半透光膜パターン111pとの重ね合わせ精度を向上させ、表示装置の製造歩留りを向上させることが可能となる。
<本発明の第2の実施形態>
本実施形態は、第1描画工程及び第2描画工程が第1の実施形態とは異なる。以下に、本実施形態に係る描画工程を、主に図5,6を参照しながら説明する。図5は、本実施形態にかかる第1描画工程のフロー図であり、図6は、本実施形態にかかる第2描画工程のフロー図である。
(第1描画工程)
図5(a)に示すように、まず、1層目の描画データである第1パターンデータを準備する(S501)。第1パターンデータの構成を図5(b)に例示する。図5(b)において、アライメントマークデータは■印で、第1メインパターンデータは十字印でそれぞれ表示されている。なお、本実施形態においては、第1メインパターンの形成予定領域112a’の描画と、アライメントマークの形成予定領域112b’の描画と、を同時に行う。そのため、アライメントマークデータと第1メインパターンデータとは分離可能に構成されていなくてもよい。
続いて、1層目の描画を開始する(S502)。まずは、描画機に設定された標準座標系に対し、歪みデータとしての所定の描画用歪み補正パラメータを展開することにより、補正座標系を取得する(S503)。そして、取得した補正座標系を描画機に設定する。歪み標準座標系、描画用歪み補正パラメータ、及び補正座標系を図5(c),(d),(e)にそれぞれ例示する。
続いて、補正座標系を用い、上述の第1レジスト膜133に対してアライメントマークの形成予定領域112b’及び第1メインパターンの形成予定領域112a’の描画を行う(S504)。描画結果を図5(f)に例示する。補正座標系を用いるため、図5(f)に例示する描画結果は、図5(b)に例示する第1メインパターンデータに対して所定の歪み補正が施された構成となる。
その後、上述の図7(d)〜図7(f)に示したように、第1レジスト膜133を現像して上述の第1レジストパターン133pを形成する。そして、第1レジストパターン133pをマスクとして遮光膜112の露出部分をエッチングし、第1パターンとしての遮光膜パターン112pを形成する。そして、第1レジストパターン133pを除去し、これら一連のプロセスを実施した後、第2レジスト膜134を形成する(S505)。
(第2描画工程)
図6(a)に示すように、まず、2層目の描画データである第2パターンデータを準備する(S601)。第2パターンデータの構成を図6(c)に例示する。図6(c)において、第2パターンデータは×印で表示されている。
一方、描画機には、上記と同様の方法で、標準座標系に対し、歪みデータとしての所定の描画用歪み補正パラメータを展開することにより(S602)、補正座標系が取得されている歪み標準座標系、描画用歪み補正パラメータ、及び補正座標系を図6(d),(e),(f)にそれぞれ例示する。
上記と同様の方法で、描画機には補正座標系が設定されている状態で、補正座標系を用いてアライメントマーク112bを参照し(S603)、1層目情報(アライメントマーク112bの位置やスケール等)を取得する(S604)。工程S603,S604を経て取得した1層目情報、補正座標系を図6(g)に例示する。
続いて、補正座標系を用い、上述の第2レジスト膜134に対して第2パターンの形成予定領域111p’の描画を行う(S605)。描画結果を図6(h)に例示する。補正座標系を用いるため、図6(h)に例示する描画結果は、図6(c)に例示する第2パターンデータに対して所定の歪み補正が施された構成となる。
その後、上述の図7(h)〜図7(i)に示したように、第2レジスト膜134を現像して第2レジストパターン134pを形成する。そして、第2レジストパターン134pをマスクとして半透光膜111の露出部分を部分的にエッチングし、第2パターンとしての半透光膜パターン111pを形成する。そして、第2レジストパターン134pを除去し、本実施形態に係るフォトマスク100の製造を終了する。
本実施形態においても、第1描画工程及び第2描画工程では、同一の歪み補正の施された補正座標系(図5(e)、図6(f)に例示する座標系)を用いて描画するようにしている。これにより、遮光膜パターン112p及び半透光膜パターン111pに同一の歪み補正を施すことが可能となる。そして、フォトマスク使用時に露光機にセットされたフォトマスク100の撓みや、露光機の結像光学系の誤差などによって生じる転写時の歪みを打ち消すことが可能となり、フォトマスク100を用いて製造される表示装置の製造歩留りを向上させることが可能となる。
また、本実施形態によれば、第1描画工程において、歪み補正の施された補正座標系(図5(e)に例示する座標系)を用いてアライメントマーク112bを描画するようにしている。そして、第2描画工程において、歪み補正の施された補正座標系(図6(f)に例示する座標系)を用いてアライメントマーク112bを参照するようにしている。このように、アライメントマークの描画及び参照を、同一の標準座標系を用いて行うようにしている。これにより、第2パターニング工程においてアライメントマーク112bを確実に読み出すことが可能となる。そして、遮光膜パターン112pと半透光膜パターン111pとの重ね合わせ精度を向上させ、表示装置の製造歩留りを向上させることが可能となる。
また、本実施形態によれば、第1メインパターンの形成予定領域112a’の描画と、アライメントマークの形成予定領域112b’の描画と、を同時に行うようにしている。このため、第1メインパターン112aとアライメントマーク112bとの相対位置を正確に制御することが可能となる。その結果、第1メインパターン112aと第2パターン111pとの重ね合わせ精度を向上させることが可能となる。
上記第1の実施形態と第2の実施形態において、透明基板上に半透光膜および遮光膜をこの順に積層したフォトマスクブランクに対して、遮光膜に第1パターニング工程を実施して遮光膜パターンを形成し、続いて半透光膜に第2パターニング工程を実施して半透光パターンを形成する態様を示した。
本発明では、透明基板上に半透光膜および遮光膜をこの順に積層した同様のフォトマスクブランクに対して、半透光膜に第1パターニング工程を実施して半透光膜パターンを形成し、続いて遮光膜に第2パターニング工程を実施して、遮光膜パターンを形成することも出来る。この時、半透光膜パターンを形成する第1パターニング工程に、遮光膜のエッチングプロセスを含むことが出来る。
<本発明のさらに他の実施形態>
上述の実施形態では、透明基板110上に半透光膜111と遮光膜112とがこの順に予め形成され、遮光膜112上に第1レジスト膜133が形成されたマスクブランク100bを用いたが、本発明は係る形態に限定されない。例えば、透明基板110上に遮光膜112と第1レジスト膜133とが順に形成されたマスクブランク200bを用いる場合にも、本発明は好適に適応可能である。図8は、本実施形態に係る多階調フォトマスクの製造方法のフロー図である。
まず、透明基板110上に遮光膜112と第1レジスト膜133とが順に形成されたマスクブランク200bを用意する(図8(a))。
続いて、透明基板110上に形成した遮光膜112にフォトリソグラフィ工程を施して、第1パターンとしての遮光膜パターン112pを形成する第1パターニング工程を実施する(図8(b)〜図8(d))。具体的には、まず、描画機によって、アライメントマークデータ及び第1メインパターンデータを含む第1パターンデータを用いて第1レジスト膜133に遮光膜パターン112pを描画する第1描画工程を実施する(図8(b),(c))。
そして、第1レジスト膜133を現像し、アライメントマークの形成予定領域112b’及び第1メインパターンの形成予定領域112a’をそれぞれ覆う第1レジストパターン133pを形成する(図8(d))。そして、第1レジストパターン133pをマスクとして遮光膜112の露出部分をエッチングし、遮光膜パターン112pを形成する(図8(e))。遮光膜パターン112pは、第1メインパターン112aとアライメントマーク112bとを備えている。
そして、第1レジストパターン133pを除去した後、遮光膜112pの上面及び透明基板110の上面をそれぞれ覆うように半透光膜111を形成し、更に半透光膜111上を覆うように第2レジスト膜134を形成する(図8(f))。
続いて、透明基板110上に形成した第2の薄膜としての半透光膜111にフォトリソグラフィ工程を施して、第2パターンとしての半透光膜パターン111pを形成する第2パターニング工程を実施する(図8(g)〜図8(j))。具体的には、まず、描画機によって、第2パターンデータを用いて第2レジスト膜134に半透光膜パターン111pを描画する第2描画工程を実施する(図8(g),(h))。
そして、第2レジスト膜134を現像し、半透光膜パターンの形成予定領域111p’を覆う第2レジストパターン134pを形成する(図8(h))。そして、第2レジストパターン134pをマスクとして半透光膜111の露出部分をエッチングし、第2パターンとしての半透光膜パターン111pを形成する(図8(i))。そして、第2レジストパターン134pを除去し、遮光部101、透光部103、及び半透光部102を有する多階調のフォトマスク200の製造を完了する(図8(j))。
上述の第1描画工程及び第2描画工程は、第1実施形及び第2実施形態と同様の工程を適用することが可能である。これにより、上述の実施形態と同様の効果が得られる。
本発明は2層以上の複数の薄膜をそれぞれパターンニングして成る転写用パターンを備えたフォトマスクにおいて、各薄膜に対してそれぞれ歪み補正を施しつつパターンを形成することが出来、形成されたパターンの重ね合わせ精度を向上させることが出来る。
例えば、3層以上の複数の薄膜にそれぞれ形成されたパターンを重ね合わせる場合には、第1パターンに含まれるアライメントマークを参照して、同様にこの第1パターンに含まれる第1メインパターンの座標補正と同一の補正を施したその他複数層の薄膜パターンのそれぞれを形成することによって、複数層の薄膜パターンの重ね合わせ精度を向上させることが出来る。このとき、第1パターンに含まれるアライメントマークを形成する座標系と、その他複数の薄膜パターンの形成のためにアライメントマークを参照する座標系と、を等しくすることが出来る。
また、3層以上の複数の薄膜にそれぞれ形成されたパターンを重ね合わせる他の方法として、第1パターンのアライメントマークを参照して形成した第2パターンに新たなアライメントマークを設け、さらにこの新たなアライメントマークを参照して、第3パターンを形成することが出来る。このように順次形成したパターンにアライメントマークを設けていくことで、補正の施された3層以上の複数の薄膜パターンの重ね合わせ精度を向上することが出来る。
以上のように、基本的な2層の薄膜の重ね合わせ方法を組み合わせることで、3層以上の薄膜パターンについても重ね合わせ精度の向上を行うことが出来る。
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に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。
100 フォトマスク
110 透明基板
111 半透光膜(第2の薄膜)
111p 半透光膜パターン(第2パターン)
112 遮光膜(第1の薄膜)
112a 第1メインパターン
112b アライメントマーク
112p 遮光膜パターン(第1パターン)
133 第1レジスト膜

Claims (14)

  1. 透明基板と、前記透明基板上に形成されてそれぞれパターニングされた複数の薄膜によって成る所定の転写用パターンと、を備えたフォトマスクの製造方法において、
    前記透明基板上に形成した第1の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第1パターンを形成する第1パターニング工程と、
    前記透明基板上に形成した第2の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第2パターンを形成する第2パターニング工程と、を有し、
    前記第1パターニング工程は第1描画工程を、前記第2パターニング工程は第2描画工程をそれぞれ含み、
    前記第1描画工程及び第2描画工程では、同一の歪み補正の施された補正座標系を用いて行う描画を含む
    ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
  2. 透明基板と、前記透明基板上に形成されてそれぞれパターニングされた複数の薄膜によって成る所定の転写用パターンと、を備えたフォトマスクの製造方法において、
    前記透明基板上に形成した第1の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施してアライメントマークと第1メインパターンとを含む第1パターンを形成する第1パターニング工程と、
    前記透明基板上に形成した第2の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施し、前記アライメントマークを参照して第2パターンを形成する第2パターニング工程と、を有し、
    前記アライメントマークの形成と、前記アライメントマークの参照とが、それぞれ、同一の座標系に基づいて行われ、
    前記第1パターンの形成と、前記第2パターンの形成とが、それぞれ、前記座標系に対して同一の歪み補正の施された補正座標系に基づいて行われる
    ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
  3. 透明基板と、前記透明基板上に形成されてそれぞれパターニングされた複数の薄膜によって成る所定の転写用パターンと、を備えたフォトマスクの製造方法において、
    前記透明基板上に形成した第1の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施してアライメントマークと第1メインパターンとを含む第1パターンを形成する第1パターニング工程と、
    前記透明基板上に形成した第2の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第2パターンを形成する第2パターニング工程と、を有し、
    前記第1パターニング工程は、描画機によって、アライメントマークデータ及び第1メインパターンデータを含む第1パターンデータを用いて第1パターンを描画する第1描画工程を含み、
    前記第1描画工程においては、前記アライメントマークデータ及び歪み補正を施していない標準座標系を用いて前記アライメントマークを描画し、前記第1メインパターンデータ及び歪み補正の施された補正座標系を用いて前記第1メインパターンを描画し、
    前記第2パターニング工程は、前記描画機によって、第2パターンデータを用いて前記第2パターンを描画する第2描画工程を含み、
    前記第2描画工程においては、前記標準座標系を用いて前記アライメントマークを参照し、前記第2パターンデータ及び前記補正座標系を用いて前記第2パターンを描画する
    ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
  4. 透明基板と、前記透明基板上に形成されてそれぞれパターニングされた複数の薄膜によって成る所定の転写用パターンと、を備えたフォトマスクの製造方法において、
    前記透明基板上に形成した第1の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施してアライメントマークと第1メインパターンとを含む第1パターンを形成する第1パターニング工程と、
    前記透明基板上に形成した第2の薄膜にフォトリソグラフィ工程を施して第2パターンを形成する第2パターニング工程と、を有し、
    前記第1パターニング工程は、描画機によって、アライメントマークデータ及び第1メインパターンデータを含む第1パターンデータを用いて第1パターンを描画する第1描画工程を含み、
    前記第1描画工程においては、前記アライメントマークデータ及び歪み補正の施された補正座標系を用いてアライメントマークを描画し、前記第1メインパターンデータ及び前記補正座標系を用いて第1メインパターンを描画し、
    前記第2パターニング工程は、前記描画機によって、第2パターンデータを用いて前記第2パターンを描画する第2描画工程を含み、
    前記第2描画工程においては、前記補正座標系を用いて前記アライメントマークを参照し、前記第2パターンデータ及び前記補正座標系を用いて前記第2パターンを描画する
    ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
  5. 前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜のうち一方が遮光膜、他方が半透光膜であり、
    前記透明基板上に前記第2の薄膜及び前記第1の薄膜をこの順で積層したフォトマスクブランクを用意し、該フォトマスクブランクに対して前記第1パターニング工程及び前記第2パターニング工程を施す
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
  6. 前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜のうち一方が遮光膜、他方が半透光膜であり、
    前記透明基板上に前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜をこの順で積層したフォトマスクブランクを用意し、該フォトマスクブランクに対して前記第1パターニング工程及び前記第2パターニング工程を施す
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
  7. 前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜のうち一方が遮光膜、他方が半透光膜であり、
    前記透明基板上に形成された第1の薄膜に対して第1パターニング工程を施した後、前記第1パターンが形成された透明基板上に第2の薄膜を形成し、少なくとも前記第2の薄膜に対して前記第2パターニング工程を施す
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
  8. 前記描画機により所定のテストパターンデータを描画して得られたテストパターンを有するテストマスクを用意し、
    露光装置を用いて前記テストパターンを被転写体上に転写して転写テストパターンを形成する転写テストを行い、
    前記転写テストパターンと前記テストパターンデータとを比較することによって得られる歪みデータを用いて前記補正座標系を取得する
    ことを特徴とする請求項3又は4に記載のフォトマスクの製造方法。
  9. 前記フォトマスクは、遮光部、透光部、及び半透光部を有する多階調フォトマスクである
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
  10. 透明基板上に形成された第1の薄膜がパターニングされてなる第1メインパターン、前記透明基板上に形成された第2の薄膜がパターニングされてなる第2パターン、及び前記第1の薄膜がパターニングされてなるアライメントマークを含む所定の転写用パターンを備えたフォトマスクにおいて、
    前記第1メインパターン及び前記第2パターンは、描画機によって、同一の歪み補正を施された補正座標系を用いて描画されたものである
    ことを特徴とするフォトマスク。
  11. 前記アライメントマークは、前記描画機によって、歪み補正を施されない座標系を用いて描画されたものである
    ことを特徴とする請求項10に記載のフォトマスク。
  12. 前記アライメントマークは、前記描画機によって、前記補正座標系を用いて描画されたものである
    ことを特徴とする請求項11に記載のフォトマスク。
  13. 前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜のうち一方が遮光膜、他方が半透光膜であり、前記フォトマスクが、遮光部、透光部、及び半透光部を有する
    ことを特徴とする請求項10から12のいずれかに記載のフォトマスク。
  14. 基板上に複数積層された被加工膜のそれぞれに対し、フォトマスクに形成された転写用パターンを露光機によって転写することを含むフォトリソグラフィ工程を施し、前記被加工膜をパターニングする工程を含む表示装置の製造方法において、
    前記複数積層された被加工膜のうち少なくとも第1被加工膜を、第1転写用パターンを有する第1フォトマスクを用いてパターニングし、
    前記複数積層された被加工膜のうち第2被加工膜を、第2転写用パターンを有する第2フォトマスクを用いてパターニングし、
    前記第1転写用パターン及び第2転写用パターンは、前記露光機のもつ歪み特性に基づき、同一の歪み補正を施された補正座標系を用いて描画された部分をそれぞれ含み、
    前記第1フォトマスクの前記第1転写用パターンは、透明基板上に形成された第1の薄膜がパターニングされてなる第1メインパターン、前記透明基板上に形成された第2の薄膜がパターニングされてなる第2パターン、及び前記第1の薄膜がパターニングされてなるアライメントマークを含み、
    前記第1メインパターン及び前記第2パターンは、前記歪み特性に基づき、前記補正座標系を用いて描画されたものである
    ことを特徴とする表示装置の製造方法。
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