JP2022185362A - フォトマスクの製造方法及びフォトマスク - Google Patents

Abstract

【課題】描画装置の描画性能を上回る微細なパターンを形成することができるフォトマスクの製造方法及びフォトマスクを提供する。【解決手段】第１の発明は、ラインアンドスペースパターンを有するフォトマスクの製造方法であって、ｉ）隣り合うラインが同一グループに含まれないように、ラインアンドスペースパターンをライン単位で複数のグループに分割し、ｉｉ）各グループに対応してそれぞれ形成されかつ互いにエッチング特性が異なる複数種類の膜３Ａ，３Ｂのそれぞれを、対応するグループに係るラインを形成するようにパターニングする方法である。【選択図】図４

Description

本発明は、フォトマスクの製造方法及びフォトマスクに関する。

フォトマスクは、ｉ）透明基板の表面に遮光膜が形成されたフォトマスクブランクスを準備する工程、ｉｉ）フォトマスクブランクスの表面にレジスト膜を形成する工程、ｉｉｉ）レジスト膜に所定のレジストパターンを描画し、不要なレジスト膜を現像により除去し、所定のレジストパターンを形成する工程、ｉｖ）レジストパターンをマスクとして、遮光膜の露出した部分をエッチングにより除去する工程、ｖ）残存するレジスト膜を除去する工程、を経て製造される。これにより、フォトマスクは、遮光膜が残存する部分である所定のパターンの遮光部と、透明基板が露出する部分である透過部とを備える。

代表的なパターンとして、ラインアンドスペースパターンがある。ラインアンドスペースパターンとは、μｍ単位の幅のライン（遮光部）とμｍ単位の幅のスペース（隙間）（透過部）とが交互に繰り返されるパターンである（特許文献１参照）。また、ホールパターンもよく使用されるパターンである。ホールパターンとは、ホールが２次元配列されるパターンである（特許文献１参照）。

特開２０１７－６８２８１号公報

ところで、近年は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイといったフラットパネルディスプレイの高画質化に伴い、これらの製造に用いる大型のフォトマスクにおいて、パターンの微細化が進んでいる。

しかし、パターンは、上記工程ｉｉｉ）における描画装置の描画性能、すなわち、描画装置の解像度に依存する。描画装置の解像限界を超えてパターンを微細化することはできない。

そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、描画装置の描画性能を上回る微細なパターンを形成することができるフォトマスクの製造方法及びフォトマスクを提供することを課題とする。

第１の発明に係るフォトマスクの製造方法は、
ラインアンドスペースパターンを有するフォトマスクの製造方法であって、
隣り合うラインが同一グループに含まれないように、ラインアンドスペースパターンをライン単位で複数のグループに分割し、
各グループに対応してそれぞれ形成されかつ互いにエッチング特性が異なる複数種類の膜のそれぞれを、対応するグループに係るラインを形成するようにパターニングする
フォトマスクの製造方法である。

ここで、第１の発明に係るフォトマスクの製造方法の一態様として、
透明基板の表面に一のグループに対応する膜が形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、
一のグループに対応する膜を当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程と、
別のグループに対応する膜を形成する膜形成工程と、
別のグループに対応する膜を当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える
との構成を採用することができる。

また、第１の発明に係るフォトマスクの製造方法の別の態様として、
透明基板の表面に各グループに対応する膜が積層形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、
一のグループに対応する膜を当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程と、
別のグループに対応する膜を当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える
との構成を採用することができる。

第２の発明に係るフォトマスクの製造方法は、
多角形のホールパターンを有するフォトマスクの製造方法であって、
隣り合う辺が同一グループに含まれないように、ホールパターンを辺単位で複数のグループに分割し、
各グループに対応してそれぞれ形成されかつ互いにエッチング特性が異なる複数種類の膜のそれぞれを、対応するグループに係る辺を形成するようにパターニングする
フォトマスクの製造方法である。

ここで、第２の発明に係るフォトマスクの製造方法の一態様として、
透明基板の表面に一のグループに対応する膜が形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、
一のグループに対応する膜を当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程と、
別のグループに対応する膜を形成する膜形成工程と、
別のグループに対応する膜を当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える
との構成を採用することができる。

また、第２の発明に係るフォトマスクの製造方法の別の態様として、
透明基板の表面に各グループに対応する膜が積層形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、
一のグループに対応する膜を当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程と、
別のグループに対応する膜を当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える
との構成を採用することができる。

また、これらの場合、
各パターニング工程において各辺が描画の走査方向に沿って形成されるよう、フォトマスクブランクスの向きを変更する向き変更工程をさらに備える
との構成を採用することができる。

第１の発明に係るフォトマスクは、
ラインアンドスペースパターンを有するフォトマスクであって、
各ラインは、隣のラインとはエッチング特性が異なる膜により形成される
フォトマスクである。

第２の発明に係るフォトマスクは、
多角形のホールパターンを有するフォトマスクであって、
各辺は、隣の辺とはエッチング特性が異なる膜のエッジにより形成される
フォトマスクである。

本発明によれば、各膜のエッチング特性が異なることを利用して、描画装置の描画性能を上回る微細なパターンを形成することができる。

図１（ａ）は、本発明の実施形態１に係るフォトマスクの要部拡大平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 図２（ａ）～（ｄ）は、実施形態１に係るフォトマスクの製造方法の説明図である。 図３（ａ）～（ｄ）は、図２の続きの説明図である。 図４（ａ）～（ｄ）は、図３の続きの説明図である。 図５（ａ）は、本発明の実施形態２に係るフォトマスクの要部拡大平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。 図６（ａ）～（ｄ）は、実施形態２に係るフォトマスクの製造方法の説明図である。 図７（ａ）～（ｃ）は、図６の続きの説明図である。 図８（ａ）～（ｄ）は、図７の続きの説明図である。 図９（ａ）は、本発明の実施形態３に係るフォトマスクの要部拡大平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。 図１０（ａ）～（ｄ）は、実施形態３に係るフォトマスクの製造方法の説明図である。 図１１（ａ）～（ｄ）は、図１０の続きの説明図である。 図１２（ａ）～（ｄ）は、図１１の続きの説明図である。 図１３（ａ）～（ｄ）は、図１２の続きの説明図である。 図１４（ａ）～（ｂ）は、図１３の続きの説明図である。 図１５（ａ）は、本発明の実施形態４に係るフォトマスクの要部拡大平面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＤ－Ｄ線断面図である。 図１６（ａ）～（ｄ）は、実施形態４に係るフォトマスクの製造方法の説明図である。 図１７（ａ）～（ｄ）は、図１６の続きの説明図である。 図１８（ａ）～（ｄ）は、図１７の続きの説明図である。 図１９（ａ）は、実施形態４の別例に係るフォトマスクの要部拡大平面図である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＥ－Ｅ線断面図である。 図２０（ａ）は、本発明の実施形態５に係るフォトマスクの要部拡大平面図である。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のＦ－Ｆ線断面図である。 図２１（ａ）は、実施形態５の別例に係るフォトマスクの要部拡大平面図である。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＧ－Ｇ線断面図である。 図２２（ａ）は、本発明の実施形態６に係るフォトマスクの要部拡大平面図である。図２２（ｂ）は、図２２（ａ）のＨ－Ｈ線断面図である。

＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１について、図１ないし図４を参酌して説明する。まず始めに、フォトマスク１の構成について説明する。

図１に示すように、フォトマスク１は、μｍ単位の幅のライン（遮光部）とμｍ単位の幅のスペース（透過部）とが交互に繰り返されるラインアンドスペースパターン（以下、「Ｌ／Ｓパターン」という。）を有するフォトマスクである。Ｌ／Ｓパターンは、ラインとスペースが同じ幅である等間隔Ｌ／Ｓパターンである。

フォトマスク１において、透明基板２の表面に遮光膜３が積層され、遮光膜３が積層される部分が遮光部となる。他方、遮光膜３が積層されていない透明基板２が露出する部分が透過部となる。

透明基板２は、合成石英ガラス等の基板である。透明基板２は、フォトマスク１を用いた露光工程で使用される露光光に含まれる代表波長（たとえば、ｉ線、ｈ線又はｇ線）に対して９５％以上の透過率を有する。なお、露光光は、たとえば、ｉ線、ｈ線又はｇ線であってもよく、又はこれらの少なくとも２つの光を含む混合光であってもよい。ただし、露光光は、これらに限定されるものではない。

遮光膜３は、露光光に含まれる代表波長に対して１％以下の透過率を有する。あるいは、遮光膜３の透過率が１％より高くても、遮光部における積層透過率が１％以下であればよい。あるいは、遮光部における光学濃度（ＯＤ値）が２．７以上を満たせばよい。遮光膜３は、スパッタ法、蒸着法等により透明基板２の表面に成膜される。

遮光膜３は、第１遮光膜３Ａと、第２遮光膜３Ｂとを備える。Ｌ／Ｓパターンは、第１遮光膜３Ａにより形成されるラインと、第２遮光膜３Ｂにより形成されるラインとが間にスペースを挟んで交互に繰り返されるＬ／Ｓパターンである。

第１遮光膜３Ａ又は第２遮光膜３Ｂの一方は、Ｃｒ又はＣｒ系化合物、Ｎｉ又はＮｉ系化合物、Ｔｉ又はＴｉ系化合物、Ｓｉ系化合物、金属シリサイド化合物等の公知の材質のうち、Ｃｒ系の材質が用いられる。第１遮光膜３Ａ又は第２遮光膜３Ｂの他方は、非Ｃｒ系の材質が用いられる。このように、第１遮光膜３Ａ及び第２遮光膜３Ｂは、材質が異なることにより、互いにエッチング特性が異なる。すなわち、第１遮光膜３Ａは、第２遮光膜３Ｂに対してエッチング選択性を有し、第２遮光膜３Ｂは、第１遮光膜３Ａに対してエッチング選択性を有する。

次に、フォトマスク１の製造方法について説明する。

フォトマスク１の製造方法は、ｉ）フォトマスクブランクス準備工程（工程１）、ｉｉ）レジスト膜形成工程（工程２）、ｉｉｉ）描画工程（工程３）、ｉｖ）現像工程（工程４）、ｖ）遮光膜エッチング工程（工程５）、ｖｉ）レジスト膜除去工程（工程６）、ｖｉｉ）遮光膜形成工程（工程７）、ｖｉｉｉ）レジスト膜形成工程（工程８）、ｉｘ）描画工程（工程９）、ｘ）現像工程（工程１０）、ｘｉ）遮光膜エッチング工程（工程１１）、ｘｉｉ）レジスト膜除去工程（工程１２）、を備える。なお、レジスト膜形成工程（工程２）からレジスト膜除去工程（工程６）まで、レジスト膜形成工程（工程８）からレジスト膜除去工程（工程１２）まで、をそれぞれパターニング工程という。

フォトマスクブランクス準備工程（工程１）では、図２（ａ）に示すように、透明基板２の表面に第１遮光膜３Ａが形成されたフォトマスクブランクスが準備される。第１遮光膜３Ａは、スパッタ法、蒸着法等により成膜される。

１回目のレジスト膜形成工程（工程２）では、図２（ｂ）に示すように、フォトマスクブランクスの表面にレジストが均一に塗布されて、レジスト膜４が形成される。レジストは、塗布法やスプレイ法により塗布される。

１回目の描画工程（工程３）では、図２（ｃ）に示すように、描画装置の電子ビーム又はレーザを用いてレジスト膜４に露光光が照射され、所定のレジストパターンが描画される。レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンを含む。あるいは、レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンである。本例においては、レジストパターンは、照射部（ネガ型のレジストでなく、ポジ型のレジストであれば、非照射部）の幅ａと非照射部（ポジ型のレジストであれば、照射部）の幅ｂとの比ａ：ｂ＝１：３となる不等間隔Ｌ／Ｓパターンを含む。なお、ｂ＝３というのは、ｂ＝ラインの幅（＝ａ）＋２×スペースの幅、において、ラインの幅＝スペースの幅、とする場合の値である。

１回目の現像工程（工程４）では、図２（ｄ）に示すように、不要なレジスト膜４（部分４ａ）が現像により除去され、レジストパターンが形成される。現像は、現像液に浸漬することにより行われる。なお、描画工程（工程３）及び現像工程（工程４）を合わせて、レジストパターン形成工程という。

１回目の遮光膜エッチング工程（工程５）では、図３（ａ）に示すように、レジストパターンをエッチング処理用マスクとして、第１遮光膜３Ａの露出した部分がエッチングにより除去される。エッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれでも構わないが、大型サイズのフォトマスクであれば、ウェットエッチングが好ましい。エッチャントは、エッチング液やエッチングガスが用いられる。いずれのエッチャントであっても、第１遮光膜３Ａに対するエッチング選択性を有するエッチャントが用いられる。

１回目のレジスト膜除去工程（工程６）では、図３（ｂ）に示すように、レジスト膜４が除去される。レジスト膜４の除去は、アッシング法やレジスト剥離液に浸漬することにより行われる。

遮光膜形成工程（工程７）では、図３（ｃ）に示すように、透明基板２及び第１遮光膜３Ａの表面全面に第２遮光膜３Ｂが形成される。第２遮光膜３Ｂは、スパッタ法、蒸着法等により成膜される。第２遮光膜３Ｂの膜厚は、第１遮光膜３Ａの膜厚と同じである。あるいは、第２遮光膜３Ｂの膜厚は、第１遮光膜３Ａの膜厚よりも大きい又は小さくてもよい。

２回目のレジスト膜形成工程（工程８）では、１回目のレジスト膜形成工程（工程２）と同様、図３（ｄ）に示すように、フォトマスクブランクスの表面にレジストが塗布されて、レジスト膜４が形成される。レジストは、塗布法やスプレイ法により塗布される。

２回目の描画工程（工程９）では、１回目の描画工程（工程３）と同様、図４（ａ）に示すように、描画装置の電子ビーム又はレーザを用いてレジスト膜４に露光光が照射され、所定のレジストパターンが描画される。描画装置は、１回目の描画工程（工程３）で使用された描画装置と同じ装置である。レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンを含む。あるいは、レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンである。本例においては、レジストパターンは、照射部（ネガ型のレジストでなく、ポジ型のレジストであれば、非照射部）の幅ａと非照射部（ポジ型のレジストであれば、照射部）の幅ｂとの比ａ：ｂ＝１：３となる不等間隔Ｌ／Ｓパターンであって、照射部が第１遮光膜３Ａにより形成される隣り合うライン間の幅方向中心に位置しかつ非照射部の幅方向中心に第１遮光膜３Ａにより形成されるラインが位置するように配置されるＬ／Ｓパターンを含む。

２回目の現像工程（工程１０）では、１回目の現像工程（工程４）と同様、図４（ｂ）に示すように、不要なレジスト膜４（部分４ａ）が現像により除去され、レジストパターンが形成される。現像は、現像液に浸漬することにより行われる。なお、描画工程（工程９）及び現像工程（工程１０）を合わせて、レジストパターン形成工程という。

２回目の遮光膜エッチング工程（工程１１）では、図４（ｃ）に示すように、レジストパターンをエッチング処理用マスクとして、第２遮光膜３Ｂの露出した部分がエッチングにより除去される。エッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれでも構わないが、大型サイズのフォトマスクであれば、ウェットエッチングが好ましい。エッチャントは、エッチング液やエッチングガスが用いられる。いずれのエッチャントであっても、第２遮光膜３Ｂに対するエッチング選択性を有するエッチャント（第１遮光膜３Ａをエッチングしないエッチャント）が用いられるため、第２遮光膜３Ｂのみが選択的にエッチングされる。

２回目のレジスト膜除去工程（工程１２）では、１回目のレジスト膜除去工程（工程６）と同様、図４（ｄ）に示すように、レジスト膜４が除去される。レジスト膜４の除去は、アッシング法やレジスト剥離液に浸漬することにより行われる。

以上の工程１ないし工程１２を経て、フォトマスク１が完成する。

このように、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、隣り合うラインが同一グループに含まれないように、Ｌ／Ｓパターンをライン単位で２つのグループに分割し、各グループに対応してそれぞれ形成されかつ互いにエッチング特性が異なる２種類の遮光膜３Ａ，３Ｂのそれぞれを、対応するグループに係るラインを形成するようにパターニングする方法である。

また、これを前提として、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、ｉ）透明基板２の表面に一のグループに対応する遮光膜３Ａが形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、ｉｉ）一のグループに対応する遮光膜３Ａを当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程と、ｉｉｉ）別のグループに対応する遮光膜３Ｂを形成する遮光膜形成工程と、ｉｖ）別のグループに対応する遮光膜３Ｂを当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える方法である。

そして、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法によれば、エッチング特性が異なる２種類の遮光膜３Ａ，３Ｂが用いられ、ダブルパターニングによりＬ／Ｓパターンが形成される。このため、たとえば、ライン幅０．７μｍ、ピッチ１．４μｍの等間隔Ｌ／Ｓパターンが描画性能の限界である描画装置であっても、各遮光膜３Ａ，３Ｂに対し、ラインの幅：スペースの幅＝ａ：ｂ＝１：３＝０．４μｍ：１．２μｍのＬ／Ｓパターンでパターニングすることにより、ライン幅０．４μｍ、ピッチ０．８μｍの微細な等間隔Ｌ／Ｓパターンを形成することができる。

ところで、パターンの微細化の効果を考えた上で最も望ましいのは、本例のように、ラインとスペースが同じ幅である等間隔Ｌ／Ｓパターンである。しかし、ライン同士が同じ幅で、スペース同士が同じ幅であるが、ラインとスペースが同じ幅でない不等間隔Ｌ／Ｓであっても、パターンの微細化が可能である。たとえば、各遮光膜３Ａ，３Ｂに対し、ラインの幅：スペースの幅＝０．３μｍ：１．３μｍのＬ／Ｓパターンでパターニングすることにより、ライン幅０．３μｍ、ピッチ０．８μｍの微細な不等間隔Ｌ／Ｓパターンを形成することができる。なお、不等間隔Ｌ／Ｓであっても、パターンの微細化が可能なことは、以下の各実施形態においても同様である。

また、ラインの幅：スペースの幅＝１：３＝０．４μｍ：１．２μｍというのは、極めて高レベルなパターンの微細化を実現する場合の諸元である。これよりも緩い諸元であっても、描画装置の描画性能を上回るパターンの微細化が可能であることは言うまでもない。なお、このことは、以下の各実施形態においても同様である。

＜実施形態２＞
以下、本発明の実施形態２について、図５ないし図８を参酌して説明する。なお、以下においては、実施形態１と異なる点について記載し、同じ点については、実施形態１についての記載と同様であるとして、記載を省略する。

図５に示すように、フォトマスク１は、第１遮光膜３Ａにより形成されるラインと、第１遮光膜３Ａ及び第２遮光膜３Ｂの積層膜により形成されるラインとが間にスペースを挟んで交互に繰り返されるＬ／Ｓパターンを有するフォトマスクである。Ｌ／Ｓパターンは、ラインとスペースが同じ幅である等間隔Ｌ／Ｓパターンである。

図６ないし図８に示すように、フォトマスク１の製造方法は、ｉ）フォトマスクブランクス準備工程（工程１）、ｉｉ）レジスト膜形成工程（工程２）、ｉｉｉ）描画工程（工程３）、ｉｖ）現像工程（工程４）、ｖ）遮光膜エッチング工程（工程５）、ｖｉ）レジスト膜除去工程（工程６）、ｖｉｉ）レジスト膜形成工程（工程７）、ｖｉｉｉ）描画工程（工程８）、ｉｘ）現像工程（工程９）、ｘ）遮光膜エッチング工程（工程１０）、ｘｉ）レジスト膜除去工程（工程１１）、を備える。なお、レジスト膜形成工程（工程２）からレジスト膜除去工程（工程６）まで、レジスト膜形成工程（工程７）からレジスト膜除去工程（工程１１）まで、をそれぞれパターニング工程という。

フォトマスクブランクス準備工程（工程１）では、図６（ａ）に示すように、透明基板２の表面に第１遮光膜３Ａが形成され、第１遮光膜３Ａの表面に第２遮光膜３Ｂが形成され、これにより、透明基板２の表面に第１遮光膜３Ａ及び第２遮光膜３Ｂが積層形成されたフォトマスクブランクスが準備される。

１回目の描画工程（工程３）では、図６（ｃ）に示すように、描画装置の電子ビーム又はレーザを用いてレジスト膜４に露光光が照射され、所定のレジストパターンが描画される。レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンを含む。あるいは、レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンである。本例においては、レジストパターンは、照射部（ネガ型のレジストでなく、ポジ型のレジストであれば、非照射部）の幅ａと非照射部（ポジ型のレジストであれば、照射部）の幅ｂとの比ａ：ｂ＝１：３となる不等間隔Ｌ／Ｓパターンを含む。

１回目の遮光膜エッチング工程（工程５）では、図７（ａ）に示すように、レジストパターンをエッチング処理用マスクとして、第２遮光膜３Ｂの露出した部分がエッチングにより除去される。エッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれでも構わないが、大型サイズのフォトマスクであれば、ウェットエッチングが好ましい。エッチャントは、エッチング液やエッチングガスが用いられる。いずれのエッチャントであっても、第２遮光膜３Ｂに対するエッチング選択性を有するエッチャント（第１遮光膜３Ａをエッチングしないエッチャント）が用いられるため、第２遮光膜３Ｂのみが選択的にエッチングされる。

２回目の描画工程（工程８）では、１回目の描画工程（工程３）と同様、図８（ａ）に示すように、描画装置の電子ビーム又はレーザを用いてレジスト膜４に露光光が照射され、所定のレジストパターンが描画される。描画装置は、１回目の描画工程（工程３）で使用された描画装置と同じ装置である。レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンを含む。あるいは、レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンである。本例においては、レジストパターンは、照射部（ネガ型のレジストでなく、ポジ型のレジストであれば、非照射部）の幅ａと非照射部（ポジ型のレジストであれば、照射部）の幅ｂとの比ａ：ｂ＝１：３となる不等間隔Ｌ／Ｓパターンであって、照射部が第２遮光膜３Ｂにより形成される隣り合うライン間の幅方向中心に位置しかつ非照射部の幅方向中心に第２遮光膜３Ｂにより形成されるラインが位置するように配置されるＬ／Ｓパターンを含む。

２回目の遮光膜エッチング工程（工程１０）では、図８（ｃ）に示すように、レジストパターン及び第２遮光膜３Ｂをエッチング処理用マスクとして、第１遮光膜３Ａの露出した部分がエッチングにより除去される。エッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれでも構わないが、大型サイズのフォトマスクであれば、ウェットエッチングが好ましい。エッチャントは、エッチング液やエッチングガスが用いられる。いずれのエッチャントであっても、第１遮光膜３Ａに対するエッチング選択性を有するエッチャント（第２遮光膜３Ｂをエッチングしないエッチャント）が用いられるため、第１遮光膜３Ａのみが選択的にエッチングされる。

このように、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、隣り合うラインが同一グループに含まれないように、Ｌ／Ｓパターンをライン単位で２つのグループに分割し、各グループに対応してそれぞれ形成されかつ互いにエッチング特性が異なる２種類の遮光膜３Ａ，３Ｂのそれぞれを、対応するグループに係るラインを形成するようにパターニングする方法である。

また、これを前提として、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、ｉ）透明基板２の表面に各グループに対応する遮光膜３Ａ，３Ｂが積層形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、ｉｉ）一のグループに対応する遮光膜３Ｂを当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程と、ｉｉｉ）別のグループに対応する遮光膜３Ａを当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える方法である。

そして、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法によっても、エッチング特性が異なる２種類の遮光膜３Ａ，３Ｂが用いられ、ダブルパターニングによりＬ／Ｓパターンが形成される。このため、たとえば、ライン幅０．７μｍ、ピッチ１．４μｍの等間隔Ｌ／Ｓパターンが描画性能の限界である描画装置であっても、各遮光膜３Ａ，３Ｂに対し、ラインの幅：スペースの幅＝ａ：ｂ＝１：３＝０．４μｍ：１．２μｍのＬ／Ｓパターンでパターニングすることにより、ライン幅０．４μｍ、ピッチ０．８μｍの微細な等間隔Ｌ／Ｓパターンを形成することができる。

＜実施形態３＞
以下、本発明の実施形態３について、図９ないし図１４を参酌して説明する。なお、以下においては、実施形態１と異なる点について記載し、同じ点については、実施形態１についての記載と同様であるとして、記載を省略する。

図９に示すように、遮光膜３は、第１遮光膜３Ａと、第２遮光膜３Ｂと、第３遮光膜３Ｃとを備える。Ｌ／Ｓパターンは、第１遮光膜３Ａにより形成されるラインと、第２遮光膜３Ｂにより形成されるラインと、第３遮光膜３Ｃにより形成されるラインとが間にスペースを挟んで繰り返されるＬ／Ｓパターンである。Ｌ／Ｓパターンは、ラインとスペースが同じ幅である等間隔Ｌ／Ｓパターンである。

第１遮光膜３Ａ、第２遮光膜３Ｂ及び第３遮光膜３Ｃは、それぞれ、Ｃｒ又はＣｒ系化合物、Ｎｉ又はＮｉ系化合物、Ｔｉ又はＴｉ系化合物、又はＭｏ又はＭｏ系化合物の中から異材質のものが選択される。このように、第１遮光膜３Ａ、第２遮光膜３Ｂ及び第３遮光膜３Ｃは、材質が異なることにより、互いにエッチング特性が異なる。すなわち、第１遮光膜３Ａは、第２遮光膜３Ｂ及び第３遮光膜３Ｃに対してエッチング選択性を有し、第２遮光膜３Ｂは、第１遮光膜３Ａ及び第３遮光膜３Ｃに対してエッチング選択性を有し、第３遮光膜３Ｃは、第１遮光膜３Ａ及び第２遮光膜３Ｂに対してエッチング選択性を有する。

図１０ないし図１４に示すように、フォトマスク１の製造方法は、ｉ）フォトマスクブランクス準備工程（工程１）、ｉｉ）レジスト膜形成工程（工程２）、ｉｉｉ）描画工程（工程３）、ｉｖ）現像工程（工程４）、ｖ）遮光膜エッチング工程（工程５）、ｖｉ）レジスト膜除去工程（工程６）、ｖｉｉ）遮光膜形成工程（工程７）、ｖｉｉｉ）レジスト膜形成工程（工程８）、ｉｘ）描画工程（工程９）、ｘ）現像工程（工程１０）、ｘｉ）遮光膜エッチング工程（工程１１）、ｘｉｉ）レジスト膜除去工程（工程１２）、ｘｉｉｉ）遮光膜形成工程（工程１３）、ｘｉｖ）レジスト膜形成工程（工程１４）、ｘｖ）描画工程（工程１５）、ｘｖｉ）現像工程（工程１６）、ｘｖｉｉ）遮光膜エッチング工程（工程１７）、ｘｖｉｉｉ）レジスト膜除去工程（工程１８）、を備える。なお、レジスト膜形成工程（工程２）からレジスト膜除去工程（工程６）まで、レジスト膜形成工程（工程８）からレジスト膜除去工程（工程１２）まで、レジスト膜形成工程（工程１４）からレジスト膜除去工程（工程１８）まで、をそれぞれパターニング工程という。

１回目の描画工程（工程３）では、図１０（ｃ）に示すように、描画装置の電子ビーム又はレーザを用いてレジスト膜４に露光光が照射され、所定のレジストパターンが描画される。レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンを含む。あるいは、レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンである。本例においては、レジストパターンは、照射部（ネガ型のレジストでなく、ポジ型のレジストであれば、非照射部）の幅ｃと非照射部（ポジ型のレジストであれば、照射部）の幅ｄとの比ｃ：ｄ＝１：５となる不等間隔Ｌ／Ｓパターンを含む。なお、ｄ＝５というのは、ｄ＝２×ラインの幅（＝ｃ）＋３×スペースの幅、において、ラインの幅＝スペースの幅、とする場合の値である。

２回目及び３回目の描画工程（工程９、１５）では、１回目の描画工程（工程３）と同様、図１２（ａ）及び図１３（ｃ）に示すように、描画装置の電子ビーム又はレーザを用いてレジスト膜４に露光光が照射され、所定のレジストパターンが描画される。描画装置は、１回目の描画工程（工程３）で使用された描画装置と同じ装置である。レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンを含む。あるいは、レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンである。本例においては、レジストパターンは、照射部（ネガ型のレジストでなく、ポジ型のレジストであれば、非照射部）の幅ｃと非照射部（ポジ型のレジストであれば、照射部）の幅ｄとの比ｃ：ｄ＝１：５となる不等間隔Ｌ／Ｓパターンであって、照射部が第１遮光膜３Ａにより形成される隣り合うライン間に位置しかつ非照射部に第１遮光膜３Ａにより形成されるラインが位置するように配置されるＬ／Ｓパターンを含む。

２回目の遮光膜形成工程（工程１３）では、図１３（ａ）に示すように、透明基板２、第１遮光膜３Ａ及び第２遮光膜３Ｂの表面全面に第３遮光膜３Ｃが形成される。第３遮光膜３Ｃは、スパッタ法、蒸着法等により成膜される。第３遮光膜３Ｃの膜厚は、第１遮光膜３Ａの膜厚と同じである。あるいは、第３遮光膜３Ｃの膜厚は、第１遮光膜３Ａの膜厚よりも大きい又は小さくてもよい。

３回目の遮光膜エッチング工程（工程１７）では、図１４（ａ）に示すように、レジストパターンをエッチング処理用マスクとして、第３遮光膜３Ｃの露出した部分がエッチングにより除去される。エッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれでも構わないが、大型サイズのフォトマスクであれば、ウェットエッチングが好ましい。エッチャントは、エッチング液やエッチングガスが用いられる。いずれのエッチャントであっても、第３遮光膜３Ｃに対するエッチング選択性を有するエッチャント（第１遮光膜３Ａ及び第２遮光膜３Ｂをエッチングしないエッチャント）が用いられるため、第３遮光膜３Ｃのみが選択的にエッチングされる。

このように、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、隣り合うラインが同一グループに含まれないように、Ｌ／Ｓパターンをライン単位で３つのグループに分割し、各グループに対応してそれぞれ形成されかつ互いにエッチング特性が異なる３種類の遮光膜３Ａ，３Ｂ，３Ｃのそれぞれを、対応するグループに係るラインを形成するようにパターニングする方法である。

また、これを前提として、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、ｉ）透明基板２の表面に一のグループに対応する遮光膜３Ａが形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、ｉｉ）一のグループに対応する遮光膜３Ａを当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程と、ｉｉｉ）別のグループに対応する遮光膜３Ｂを形成する遮光膜形成工程と、ｉｖ）別のグループに対応する遮光膜３Ｂを当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程と、ｖ）さらに別のグループに対応する遮光膜３Ｃを形成する遮光膜形成工程と、ｖｉ）さらに別のグループに対応する遮光膜３Ｃを当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える方法である。

あるいは、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、実施形態２に係るフォトマスク１の製造方法と同様の方法を採用することも可能である。この場合、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、ｉ）透明基板２の表面に各グループに対応する遮光膜３Ａ，３Ｂ，３Ｃが積層形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、ｉｉ）一のグループに対応する遮光膜３Ｃを当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程と、ｉｉｉ）別のグループに対応する遮光膜３Ｂを当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程と、ｉｖ）さらに別のグループに対応する遮光膜３Ａを当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える方法である。

そして、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法によれば、エッチング特性が異なる３種類の遮光膜３Ａ，３Ｂ，３Ｃが用いられ、トリプルパターニングによりＬ／Ｓパターンが形成される。このため、たとえば、ライン幅０．７μｍ、ピッチ１．４μｍの等間隔Ｌ／Ｓパターンが描画性能の限界である描画装置であっても、各遮光膜３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対し、ラインの幅：スペースの幅＝ｃ：ｄ＝１：５＝０．３μｍ：１．５μｍのＬ／Ｓパターンでパターニングすることにより、ライン幅０．３μｍ、ピッチ０．６μｍのさらに微細な等間隔Ｌ／Ｓパターンを形成することができる。

＜実施形態４＞
以下、本発明の実施形態４について、図１５ないし図１８を参酌して説明する。なお、以下においては、実施形態１と異なる点について記載し、同じ点については、実施形態１についての記載と同様であるとして、記載を省略する。

図１５に示すように、フォトマスク１は、ホールパターンを有するフォトマスクである。ホールパターンは、４つの角がすべて等しい矩形（正方形ないし長方形）のホールが２次元配列されるホールパターンである。遮光膜３は、等間隔Ｌ／Ｓパターンの第１遮光膜３Ａと、等間隔Ｌ／Ｓパターンでかつ第１遮光膜３Ａと直交配置される第２遮光膜３Ｂとを備える。これにより、各ホールは、平行する対向２辺が第１遮光膜３Ａの（ラインの）エッジにより形成され、もう１組の平行する対向２辺が第２遮光膜３Ｂの（ラインの）エッジにより形成される。

図１６ないし図１８に示すように、フォトマスク１の製造方法は、ｉ）フォトマスクブランクス準備工程（工程１）、ｉｉ）レジスト膜形成工程（工程２）、ｉｉｉ）描画工程（工程３）、ｉｖ）現像工程（工程４）、ｖ）遮光膜エッチング工程（工程５）、ｖｉ）レジスト膜除去工程（工程６）、ｖｉｉ）遮光膜形成工程（工程７）、ｖｉｉｉ）レジスト膜形成工程（工程８）、ｉｘ）描画工程（工程９）、ｘ）現像工程（工程１０）、ｘｉ）遮光膜エッチング工程（工程１１）、ｘｉｉ）レジスト膜除去工程（工程１２）、を備える。なお、レジスト膜形成工程（工程２）からレジスト膜除去工程（工程６）まで、レジスト膜形成工程（工程８）からレジスト膜除去工程（工程１２）まで、をそれぞれパターニング工程という。

フォトマスク１の製造方法は、Ｌ／Ｓパターンのサイズが異なる点と、フォトマスクブランクスの向きを（方向Ｘ及び方向Ｙのいずれか一方から他方に）９０度変えてから２回目の描画工程（工程９）を行う点を除けば、実施形態１に係るフォトマスク１の製造方法と同じである。

１回目及び２回目の描画工程（工程３、９）では、図１６（ｃ）及び図１８（ａ）に示すように、描画装置の電子ビーム又はレーザを用いてレジスト膜４に露光光が照射され、所定のレジストパターンが描画される。レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンを含む。あるいは、レジストパターンは、Ｌ／Ｓパターンである。本例においては、レジストパターンは、照射部（ネガ型のレジストでなく、ポジ型のレジストであれば、非照射部）の幅と非照射部（ポジ型のレジストであれば、照射部）の幅との比＝１：１となる等間隔Ｌ／Ｓパターンを含む。

１回目の描画工程（工程３）よりも後で２回目の描画工程（工程９）よりも前のいずれかの工程では、フォトマスクブランクスの垂直軸回りの向き（垂直軸回りの角度位置）が９０度変更される。これにより、第１遮光膜３ＡのＬ／Ｓパターンと第２遮光膜３ＢのＬ／Ｓパターンとが直交し、矩形のホールが形成される。

このように、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、隣り合う辺が同一グループに含まれないように、ホールパターンを辺単位で複数のグループに分割し、各グループに対応してそれぞれ形成されかつ互いにエッチング特性が異なる２種類の遮光膜３Ａ，３Ｂのそれぞれを、対応するグループに係る辺を形成するようにパターニングする方法である。

また、これを前提として、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、ｉ）透明基板２の表面に一のグループに対応する遮光膜３Ａが形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、ｉｉ）一のグループに対応する遮光膜３Ａを当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程と、ｉｉｉ）別のグループに対応する遮光膜３Ｂを形成する遮光膜形成工程と、ｉｖ）別のグループに対応する遮光膜３Ｂを当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える方法である。

あるいは、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、実施形態２に係るフォトマスク１の製造方法と同様の方法を採用することも可能である。この場合、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法は、ｉ）透明基板２の表面に各グループに対応する遮光膜３Ａ，３Ｂが積層形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、ｉｉ）一のグループに対応する遮光膜３Ｂを当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程と、ｉｉｉ）別のグループに対応する遮光膜３Ａを当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える方法である。

そして、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法によれば、エッチング特性が異なる２種類の遮光膜３Ａ，３Ｂが用いられ、ダブルパターニングによりホールパターンの隣り合う辺が別々に形成される。これにより、矩形のホールの角が丸みなく先鋭に形成される。このため、電子ビーム又はレーザのビーム径を原因として、たとえば、１．０μｍ角のホールパターンが描画性能の限界である描画装置であっても、各遮光膜３Ａ，３Ｂに対し、ライン幅０．８μｍ、ピッチ１．６μｍのＬ／Ｓパターンでパターニングすることにより、０．８μｍ角の微細なホールパターンを形成することができる。

また、本実施形態に係るフォトマスク１の製造方法によれば、第１遮光膜３Ａの（ラインの）エッジは、電子ビーム又はレーザの走査方向に沿って形成され、また、フォトマスクブランクスの向きを９０度変えてから２回目の描画工程（工程９）を行うことにより、第２遮光膜３Ｂの（ラインの）エッジも、電子ビーム又はレーザの走査方向に沿って形成される。このため、ホールパターンの各辺を同じ精度できれいな直線に形成することができる。

ただし、フォトマスクブランクスの向きを変えずにダブルパターニングするようにしてもよい。この場合、第１遮光膜３Ａ又は第２遮光膜３Ｂの一方の（ラインの）エッジは、電子ビーム又はレーザの走査方向と直交する方向に沿って形成される。

なお、ホールパターンにおけるホールの密度、数、大きさは、適宜設定することができる。図１９に示す例は、図１５に示す例よりも、ホールの密度が小さい例である。

＜実施形態５＞
図２０は、本発明の実施形態５を示す。実施形態４と異なる点は、第１遮光膜３ＡのＬ／Ｓパターンと第２遮光膜３ＢのＬ／Ｓパターンの交差角が直角ではなく、鋭角である点、そして、これにより、ホールの形状がひし形ないし平行四辺形となる点である。これ以外は、実施形態４と同じである。第１遮光膜３Ａ及び第２遮光膜３Ｂの各（ラインの）エッジが電子ビーム又はレーザの走査方向に沿って形成されるように、フォトマスクブランクスの向きを（方向Ｐ及び方向Ｑのいずれか一方から他方に）変える点も同じである。同じ点については、実施形態１及び実施形態４についての記載と同様であるとして、記載を省略する。

なお、ホールパターンにおけるホールの密度、数、大きさは、適宜設定することができる。図２１に示す例は、図２０に示す例よりも、ホールの密度が小さい例である。

＜実施形態６＞
図２２は、本発明の実施形態６を示す。実施形態１と異なる点は、Ｌ／Ｓパターンが直線ではなく、曲線である点である。本例では、曲線は、円線ないし円弧線である。これ以外は、実施形態１と同じである。同じ点については、実施形態１についての記載と同様であるとして、記載を省略する。

また、フォトマスク１の製造方法は、実施形態３ないし５と同様、実施形態２に係るフォトマスク１の製造方法と同様の方法を採用することも可能である。

＜実施例＞
上記各実施形態においては、膜は、遮光膜である。これ以外にも、下記表１に示す各種の膜の組み合わせを採用することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記実施形態１ないし３及び６においては、フォトマスク１のＬ／Ｓパターンは、等間隔Ｌ／Ｓパターンである。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。Ｌ／Ｓパターンは、ラインよりもスペースの幅が大きい又はこの逆である不等間隔Ｌ／Ｓパターンであってもよい。

また、上記実施形態４及び５においては、ホールパターンは、四角形のホールである。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。多角形のホールパターンとしては、三角形又は六角形といった他の多角形であってもよい。

また、物理的に干渉するものでない限り、以上に記載した技術要素を他の実施形態ないし例に適用すること、以上に記載した技術要素を他の実施形態ないし例に係る技術要素と置換すること、以上に記載した技術要素同士を組み合わせること等は、当然に可能であり、これは、本発明が当然に意図するところである。

１…フォトマスク、２…透明基板、３…遮光膜、３Ａ…第１遮光膜、３Ｂ…第２遮光膜、３Ｃ…第３遮光膜、４…レジスト膜、４ａ…不要な部分

Claims (9)

1. ラインアンドスペースパターンを有するフォトマスクの製造方法であって、
   隣り合うラインが同一グループに含まれないように、ラインアンドスペースパターンをライン単位で複数のグループに分割し、
   各グループに対応してそれぞれ形成されかつ互いにエッチング特性が異なる複数種類の膜のそれぞれを、対応するグループに係るラインを形成するようにパターニングする
   フォトマスクの製造方法。
2. 透明基板の表面に一のグループに対応する膜が形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、
   一のグループに対応する膜を当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程と、
   別のグループに対応する膜を形成する膜形成工程と、
   別のグループに対応する膜を当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える
   請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
3. 透明基板の表面に各グループに対応する膜が積層形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、
   一のグループに対応する膜を当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程と、
   別のグループに対応する膜を当該グループに係るラインを形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える
   請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
4. 多角形のホールパターンを有するフォトマスクの製造方法であって、
   隣り合う辺が同一グループに含まれないように、ホールパターンを辺単位で複数のグループに分割し、
   各グループに対応してそれぞれ形成されかつ互いにエッチング特性が異なる複数種類の膜のそれぞれを、対応するグループに係る辺を形成するようにパターニングする
   フォトマスクの製造方法。
5. 透明基板の表面に一のグループに対応する膜が形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、
   一のグループに対応する膜を当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程と、
   別のグループに対応する膜を形成する膜形成工程と、
   別のグループに対応する膜を当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える
   請求項４に記載のフォトマスクの製造方法。
6. 透明基板の表面に各グループに対応する膜が積層形成されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、
   一のグループに対応する膜を当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程と、
   別のグループに対応する膜を当該グループに係る辺を形成するようにパターニングするパターニング工程とを備える
   請求項４に記載のフォトマスクの製造方法。
7. 各パターニング工程において各辺が描画の走査方向に沿って形成されるよう、フォトマスクブランクスの向きを変更する向き変更工程をさらに備える
   請求項５又は請求項６に記載のフォトマスクの製造方法。
8. ラインアンドスペースパターンを有するフォトマスクであって、
   各ラインは、隣のラインとはエッチング特性が異なる膜により形成される
   フォトマスク。
9. 多角形のホールパターンを有するフォトマスクであって、
   各辺は、隣の辺とはエッチング特性が異なる膜のエッジにより形成される
   フォトマスク。

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