JP4934236B2 - グレートーンマスクブランク、グレートーンマスクの製造方法及びグレートーンマスク、並びにパターン転写方法 - Google Patents
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Description
図1に示すグレートーンマスク20は、当該グレートーンマスク20の使用時に露光光を遮光(透過率が略0%)させる遮光部21と、透明基板24の表面が露出した露光光を透過させる透光部22と、透光部の露光光透過率を100%としたとき透過率を10〜80%程度に低減させる半透光部23とを有する。図1に示す半透光部23は、透明基板24上に形成された光半透過性の半透光膜で構成されているが、マスク使用時の露光条件下で解像限界を超える微細パターンが形成されて構成されてもよい。
そして、図1に示すレジストパターン33の膜のない部分で、被転写体30における例えば膜32A及び32Bに第1エッチングを実施し、レジストパターン33の膜厚の薄い部分をアッシング等によって除去しこの部分で、被転写体30における例えば膜32Bに第2エッチングを実施する。このようにして、1枚のグレートーンマスク20を用いて被転写体30上に膜厚の段階的に異なるレジストパターン33を形成することにより、従来のフォトマスク2枚分の工程が実施されることになり、マスク枚数が削減される。
このようなフォトマスクは、表示装置、特に液晶表示装置の薄膜トランジスタの製造に、極めて有効に適用される。例えば、遮光部21により、ソース、ドレイン部を形成し、半透光部23によって、チャネル部を形成することができる。
(構成1)被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジストに、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成するグレートーンマスクの製造に用いるためのグレートーンマスクブランクであって、該グレートーンマスクブランクは、透明基板上に、半透光膜と遮光膜とをこの順に有し、該半透光膜と該遮光膜にそれぞれ所定のパターニングを施して、遮光部、透光部、半透光部を形成し、グレートーンマスクとするものであり、前記遮光膜は、膜厚方向に組成が変化しており、パターニングの際に該遮光膜上に形成するレジスト膜にパターン露光する際に用いる描画光に対する表面反射率が低減されており、前記半透光膜は、パターニングの際に該半透光膜上に形成するレジスト膜にパターン露光する際に用いる描画光に対する表面反射率が、面内において45%を越えないように調整されていることを特徴とするグレートーンマスクブランク。
(構成3)前記半透光膜は、前記グレートーンマスクブランクにパターニングを施してなしたグレートーンマスクを使用する際に適用する露光光に対する表面反射率が10%以上であることを特徴とする構成1又は2に記載のグレートーンマスクブランク。
(構成4)前記半透光膜と前記遮光膜のそれぞれのパターニングの際に、レジスト膜に対して用いる描画光は、いずれも400nm〜450nmの範囲内の所定波長の光であることを特徴とする構成1乃至3のいずれか一に記載のグレートーンマスクブランク。
(構成6)前記グレートーンマスクブランクは、365nm〜436nmの範囲の所定域を含む露光光に対して用いるものであることを特徴とする構成1乃至5のいずれか一に記載のグレートーンマスクブランク。
(構成11)前記半透光膜の、前記描画光に対する表面反射率は、面内において30%を越えないように調整されていることを特徴とする構成7乃至10のいずれか一に記載のグレートーンマスクの製造方法。
(構成12)前記半透光膜と前記遮光膜のそれぞれのパターニングの際に、レジスト膜に対して用いる描画光は、いずれも400nm〜450nmの範囲内の所定波長の光であることを特徴とする構成7乃至11のいずれか一に記載のグレートーンマスクの製造方法。
(構成14)前記グレートーンマスクは、365nm〜436nmの範囲の所定域を含む露光光に対して用いるものであることを特徴とする構成7乃至13のいずれか一に記載のグレートーンマスクの製造方法。
(構成16)所定線幅に対する線幅ばらつきが、±0.35μm以内であることを特徴とする構成15に記載のグレートーンマスク。
(構成17)構成7乃至14のいずれかに記載の製造方法により得られるグレートーンマスク、または、構成15又は16に記載のグレートーンマスクを用いて、被転写体に露光光を照射する露光工程を有し、被転写体上に残膜値の異なる部分を含む所定の転写レジストパターンを形成することを特徴とするパターン転写方法。
また、半透光膜は、描画光に対する表面反射率が、45%以下となるように調整されている。更に、グレートーンマスクブランクの半透光膜は、描画の際に描画光に対する表面反射率が30%以下となるように調整されていることが望ましい。これにより、チャネル部のような精度を要する部分に対しても、マスクに形成されるパターンのCDが正確に再現でき、その変動が低減できる。そして、マスク上のパターンのCD変動、例えばパターンの微細化の要求に応じた所定の標準規格を達成することが可能なグレートーンマスクが得られる。
また、得られたグレートーンマスクを用いて被転写体へのパターン転写をする際、露光光の反射による迷光の影響も無く、良好な転写特性が得られる。
[第1の実施の形態]
図2は、本実施の形態によるグレートーンマスクの製造工程を示す断面図である。本実施の形態においては、遮光部、透光部、及び半透光部を備えた、TFT基板製造用のグレートーンマスクを用いる。
本実施の形態に使用するグレートーンマスクブランクは、透明基板24上に、例えばモリブデンシリサイドを含む半透光膜26と、例えばクロムを主成分とする遮光膜25がこの順に形成され、その上にレジストを塗布してレジスト膜27が形成されている(図2(a)参照)。遮光膜25の材質としては、上記Crを主成分とする材料の他、Si、W、Alなどが挙げられる。本実施の形態においては、遮光部の透過率は、上記遮光膜25と後述の半透光膜26の積層によって決定され、それぞれの膜材質と膜厚との選定によって、総和として光学濃度3.0以上に設定される。
上記半透光膜26の材質としては、クロム化合物、Mo化合物、Si、W、Al等が挙げられ、クロム化合物としては、酸化クロム(CrOx)、窒化クロム(CrNx)、酸窒化クロム(CrOxN)、フッ化クロム(CrFx)や、これらに炭素や水素を含むものがあり、Mo化合物としては、MoSixのほか、MoSiの窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物などが含まれる。また、形成されるマスク上の半透光部の透過率は、上記半透光膜26の膜材質と膜厚との選定によって設定される。ここでは、図2(c)において、半透光膜26上の遮光膜25をエッチングするため、好ましくは、半透光膜と遮光膜に、エッチャントに対するエッチング選択性があることが有利であるため、半透光膜の素材には、Mo化合物が好ましく、MoSix(透過率50%)を用いた。遮光膜素材は、Crを主成分とするものを採用した。
以上説明したように、このようなグレートーンマスクブランクを用いて上述の図2の工程にしたがってグレートーンマスクを製造することにより、マスク上のパターンのCD及びその変動に対する半透光膜の表面反射率の影響を低減することが可能になるため、結果としてマスクパターンのCDを所望値に正確に再現でき、パターンの微細化の要求に応じた所定の標準規格を達成することが容易になる。また、得られたグレートーンマスクを用いて被転写体へのパターン転写をする際、露光光の反射による迷光の影響をも低減することが可能である。
なお、図1及び図2に示す遮光部21、透光部22、及び半透光部23のパターン形状はあくまでも代表的な一例であって、本発明をこれに限定する趣旨ではないことは勿論である。
図3は、本実施の形態によるグレートーンマスクの製造工程を示す断面図である。本実施の形態でも、遮光部、透光部、及び半透光部を備えた、TFT基板製造用のグレートーンマスクを用いる。
使用するマスクブランクは、透明基板24上に、例えばクロムを主成分とする遮光膜25が形成され、その上にレジストを塗布してレジスト膜27が形成されている(図3(a)参照)。遮光膜25の材質としては、上記Crを主成分とする材料の他、Si、W、Alなどが挙げられる。本実施の形態においては、遮光部の透過率は、上記遮光膜25と後述の半透光膜26の積層によって決定され、それぞれの膜材質と膜厚との選定によって、総和として光学濃度3.0以上に設定される。
なお、本実施の形態においては、以下に説明するように、上記遮光膜25のパターンを形成した後に、該遮光膜パターンを含む基板全面に半透光膜を形成する。
描画後に現像を行うことにより、遮光部及び透光部に対応するレジストパターン27を形成する(図3(b)参照)。
半透光膜26は、透明基板24の露光光の透過量に対し10〜80%程度の透過量、より好ましくは20〜60%の透過率を有するものである。
本実施の形態ではスパッタ成膜による酸化クロムを含む半透光膜(露光光透過率40%)を採用した。
薄膜トランジスタ製造用のマスクでは、±0.35μmのCD精度が求められる。従って、露光光に対する反射率変動は±35%以内でなければならない。より厳しい微細パターンを有するTFT製造用のチャネル部(例えばチャネル部の幅が2μm未満のものなど)では、±0.20μmのCD精度が求められることから、反射率変動は±20%を越えないものとするべきである。
半透光膜を有するグレートーンマスクにおいては、遮光膜と異なり、反射防止機能を付すことができないことから、反射率が上昇する傾向にあり、これに応じて、描画光の照射条件(ドーズ量)を調整すれば、Cr遮光膜と同様のCD精度において描画できることになるが、グレートーンマスクには様々な透過率をもつ製品が並存しており、これらについて、それぞれの反射特性に応じた描画条件を適用することは、不効率であり煩雑である。そこで、描画条件を一定としても、上記のように表面反射率を45%以内、より微細パターンをもつものでは30%以内とすれば、必要とされるCD精度を充足し、かつ歩留まりを下げずに市場の要求を充足できることが見出された。
半透光膜の成膜時に上記を調整するにあたっては、スパッタ法を用いる場合には、スパッタガスの流量の調整により行うことができる。CrOxの半透光膜であれば酸素ガスの流量、CrOxNyにおいては、酸素及び/又は窒素ガスの流量で調整することが可能である。
上述したとおり、本発明のグレートーンマスクは、薄膜トランジスタ(TFT)製造用のフォトマスクに、極めて有効に適用される。特にチャネル部の線幅は、TFTの動作高速化、小型化に伴い、益々小さくなる傾向があり、このような場合に、描画パターンの正確な転写が必須となるからである。従って、本発明の効果が顕著に発現する。
なお、本発明のグレートーンマスクは、一種類の半透光部を有するもののみでなく、複数の露光光透過率を有するマルチトーンマスクである場合も含み、更に、そのようなマスクを製造するために用いるグレートーンブランクをも含む。
21 遮光部
22 透光部
23 半透光部
24 透明基板
25 遮光膜
26 半透光膜
27,28 レジストパターン
30 被転写体
33 被転写体上のレジストパターン
Claims (17)
- 被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジストに、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成するグレートーンマスクの製造に用いるためのグレートーンマスクブランクであって、
該グレートーンマスクブランクは、透明基板上に、半透光膜と遮光膜とをこの順に有し、該半透光膜と該遮光膜にそれぞれ所定のパターニングを施して、遮光部、透光部、半透光部を形成し、グレートーンマスクとするものであり、
前記遮光膜は、膜厚方向に組成が変化しており、パターニングの際に該遮光膜上に形成するレジスト膜にパターン露光する際に用いる描画光に対する表面反射率が低減されており、
前記半透光膜は、パターニングの際に該半透光膜上に形成するレジスト膜にパターン露光する際に用いる描画光に対する表面反射率が、面内において45%を越えないように調整されていることを特徴とするグレートーンマスクブランク。 - 前記半透光膜は、パターニングの際に該半透光膜上に形成するレジスト膜にパターン露光する際に用いる描画光に対する表面反射率が、面内において30%を越えないように調整されていることを特徴とする請求項1に記載のグレートーンマスクブランク。
- 前記半透光膜は、前記グレートーンマスクブランクにパターニングを施してなしたグレートーンマスクを使用する際に適用する露光光に対する表面反射率が10%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のグレートーンマスクブランク。
- 前記半透光膜と前記遮光膜のそれぞれのパターニングの際に、レジスト膜に対して用いる描画光は、いずれも400nm〜450nmの範囲内の所定波長の光であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載のグレートーンマスクブランク。
- 前記遮光膜は、組成の異なる膜の積層によってなり、又は、膜厚方向に組成傾斜してなることによって、膜厚方向に組成が変化していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載のグレートーンマスクブランク。
- 前記グレートーンマスクブランクは、365nm〜436nmの範囲の所定域を含む露光光に対して用いるものであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載のグレートーンマスクブランク。
- 被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジストに、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成するグレートーンマスクであって、透光部、遮光部、および露光光の一部を透過する半透光部を有するグレートーンマスクの製造方法において、
透明基板上に、半透光膜と遮光膜とをこの順に有するグレートーンマスクブランクを用意し、該半透光膜と該遮光膜にそれぞれ所定のパターニングを施して、グレートーンマスクとし、
前記遮光膜は、膜厚方向に組成が変化することにより、パターニングの際、該遮光膜上に形成するレジスト膜にパターン露光する描画光に対する表面反射率が低減されており、
前記半透光膜は、パターニングの際に該半透光膜上に形成するレジスト膜にパターン露光する際に用いる描画光に対する表面反射率が、面内において45%を越えないように調整されていることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。 - 前記遮光膜上に形成した第1レジスト膜に、描画光を用いて第1パターンを描画し、
現像後に形成された第1レジストパターンをマスクとして、該遮光膜をエッチングして第1のパターニングを行い、
該第1レジストパターンを除去し、
部分露出した半透光膜を含む基板上に、第2レジスト膜を形成し、該第2レジスト膜に、前記描画光を用いて第2パターンを描画し、
現像後に形成された第2レジストパターンをマスクとして、該半透光膜をエッチングして第2のパターニングを行う工程を含み、
前記遮光膜は、前記第1及び第2パターンを描画する際の描画光に対する表面反射率が低減されており、
かつ前記半透光膜は、前記第2パターンをパターニングの際の描画光に対し、表面反射率が、面内において45%を越えないように調整されていることを特徴とする請求項7に記載のグレートーンマスクの製造方法。 - 被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジストに、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成するグレートーンマスクであって、透光部、遮光部、および露光光の一部を透過する半透光部を有するグレートーンマスクの製造方法において、
透明基板上に、遮光膜を形成した後第1のパターニングを施し、パターニングされた遮光膜を含む基板全面に半透光膜を形成し、該半透光膜形成後に第2のパターニングを施すことによって、該半透光膜と該遮光膜にそれぞれ所定のパターニングを施してグレートーンマスクとし、
前記遮光膜は、第1のパターニングの際、該遮光膜上に形成するレジスト膜にパターン露光する際に用いる描画光に対する表面反射率が低減されており、
前記半透光膜は、第2のパターニングの際に、前記遮光膜の上に形成された該半透光膜上に形成するレジスト膜にパターン露光する際に用いる描画光に対する表面反射率が、面内において45%を越えないように調整されていることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。 - 前記半透光膜は、前記グレートーンマスクを使用する際に適用する露光光に対する表面反射率が10%以上となるように調整されていることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか一に記載のグレートーンマスクの製造方法。
- 前記半透光膜の、前記描画光に対する表面反射率は、面内において30%を越えないように調整されていることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか一に記載のグレートーンマスクの製造方法。
- 前記半透光膜と前記遮光膜のそれぞれのパターニングの際に、レジスト膜に対して用いる描画光は、いずれも400nm〜450nmの範囲内の所定波長の光であることを特徴とする請求項7乃至11のいずれか一に記載のグレートーンマスクの製造方法。
- 前記遮光膜は、組成の異なる膜の積層によってなるもの、又は、膜厚方向に組成傾斜したものであることを特徴とする請求項7乃至12のいずれか一に記載のグレートーンマスクの製造方法。
- 前記グレートーンマスクは、365nm〜436nmの範囲の所定域を含む露光光に対して用いるものであることを特徴とする請求項7乃至13のいずれか一に記載のグレートーンマスクの製造方法。
- 請求項7乃至14のいずれか一に記載のグレートーンマスクの製造方法によって製造されたことを特徴とするグレートーンマスク。
- 所定線幅に対する線幅ばらつきが、±0.35μm以内であることを特徴とする請求項15に記載のグレートーンマスク。
- 請求項7乃至14のいずれかに記載の製造方法により得られるグレートーンマスク、または、請求項15又は16に記載のグレートーンマスクを用いて、被転写体に露光光を照射する露光工程を有し、被転写体上に残膜値の異なる部分を含む所定の転写レジストパターンを形成することを特徴とするパターン転写方法。
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