JP4934237B2 - Gray-tone mask manufacturing method, gray-tone mask, and pattern transfer method - Google Patents
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Description
本発明は、マスクを用いて被転写体上のフォトレジストに、異なるレジスト膜厚部分を設けた転写パターンを形成するパターン転写方法、このパターン転写方法に使用するグレートーンマスク及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a pattern transfer method for forming a transfer pattern in which different resist film thickness portions are provided on a photoresist on a transfer object using a mask, a gray tone mask used in the pattern transfer method, and a method for manufacturing the same. It is.
現在、液晶表示装置（Liquid Crystal Display：以下、ＬＣＤと呼ぶ）の分野において、薄膜トランジスタ液晶表示装置（Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display：以下、ＴＦＴ−ＬＣＤと呼ぶ）は、ＣＲＴ（陰極線管）に比較して、薄型にしやすく消費電力が低いという利点から、現在商品化が急速に進んでいる。ＴＦＴ−ＬＣＤは、マトリックス状に配列された各画素にＴＦＴが配列された構造のＴＦＴ基板と、各画素に対応して、レッド、グリーン、及びブルーの画素パターンが配列されたカラーフィルターが液晶相の介在の下に重ね合わされた概略構造を有する。ＴＦＴ−ＬＣＤでは、製造工程数が多く、ＴＦＴ基板だけでも５〜６枚のフォトマスクを用いて製造されていた。このような状況の下、遮光部と透光部と半透光部を有するフォトマスク（グレートーンマスクと呼ぶ）を用いることにより、ＴＦＴ基板の製造に利用するマスク枚数を削減する方法が提案されている（例えば特許文献１）。ここで、半透光部とは、マスクを使用してパターンを被転写体に転写する際、透過する露光光の透過量を所定量低減させ、被転写体上のフォトレジスト膜の現像後の残膜量を制御する部分をいう。 Currently, in the field of liquid crystal display (Liquid Crystal Display: hereinafter referred to as LCD), thin film transistor liquid crystal display (hereinafter referred to as TFT-LCD) is compared with CRT (Cathode Ray Tube). Due to the advantage of being thin and easy to consume, the commercialization is progressing rapidly. A TFT-LCD includes a TFT substrate having a structure in which TFTs are arranged in pixels arranged in a matrix, and a color filter in which red, green, and blue pixel patterns are arranged corresponding to each pixel. It has a schematic structure superimposed under the intervention of. In TFT-LCD, the number of manufacturing processes is large, and the TFT substrate alone is manufactured using 5 to 6 photomasks. Under such circumstances, a method for reducing the number of masks used for manufacturing a TFT substrate by using a photomask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion (referred to as a gray-tone mask) has been proposed. (For example, Patent Document 1). Here, the semi-transparent portion means that when a pattern is transferred to a transfer object using a mask, the amount of exposure light transmitted therethrough is reduced by a predetermined amount, and the photoresist film on the transfer object after development is developed. The part that controls the amount of remaining film.
ここで、グレートーンマスクとは、透明基板が露出した透光部、透明基板上に露光光を遮光する遮光膜が形成された遮光部、透明基板上に遮光膜、または、半透光膜が形成され透明基板の光透過率を１００％としたときにそれより透過光量を低減させて所定量の光を透過する半透光部（以下、グレートーン部ともいう）を有するものをいう。このようなグレートーンマスクとしては、半透光部として、所定の光透過率をもつ、半透光膜を形成したもの、或いは、遮光膜又は半透光膜に、露光条件下で解像限界以下の微細パターンを形成したもの、或いは、所定の光透過率をもつ半透光膜を形成したものがある。 Here, the gray-tone mask includes a light-transmitting portion where the transparent substrate is exposed, a light-blocking portion where a light-blocking film that blocks exposure light is formed on the transparent substrate, a light-blocking film, or a semi-transparent film on the transparent substrate When the light transmittance of the formed transparent substrate is set to 100%, the transparent substrate has a semi-translucent portion (hereinafter also referred to as a gray tone portion) that transmits a predetermined amount of light by reducing the amount of transmitted light. As such a gray-tone mask, a semi-transparent portion having a predetermined light transmittance and a semi-transparent film formed thereon, or a light-shielding film or a semi-transparent film having a resolution limit under exposure conditions. There are those in which the following fine pattern is formed, or those in which a semi-transparent film having a predetermined light transmittance is formed.
図１は、グレートーンマスクを用いたパターン転写方法を説明するための断面図であるが、図１に示すグレートーンマスク２０は、被転写体３０上に、膜厚が段階的に異なるレジストパターン３３を形成するためものである。なお、図１中において符号３２Ａ、３２Ｂは、被転写体３０において基板３１上に積層された膜を示す。
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。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a pattern transfer method using a gray tone mask. The
The
上述のようなグレートーンマスク２０を使用したときに、遮光部２１では露光光が実質的に透過せず、半透光部２３では露光光が低減されるため、被転写体３０上に塗布したレジスト膜（ポジ型フォトレジスト膜）は、転写後、現像を経たとき遮光部２１に対応する部分で膜厚が厚くなり、半透光部２３に対応する部分で膜厚が薄くなり、透光部２２に対応する部分では膜がない（残膜が実質的に生じない）、膜厚が段階的に異なる（つまり段差のある）レジストパターン３３を形成することができる。
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。
When the
Then, first etching is performed on, for example, the
Such a photomask is very effectively applied to the manufacture of thin film transistors for display devices, particularly liquid crystal display devices. For example, the source and drain portions can be formed by the
ところで、一般に、フォトマスクを用いて、被転写体に露光する際には、露光光の反射による悪影響に配慮する必要がある。たとえば、露光光がマスク透過後に被転写体表面で反射し、マスク表面（パターン形成面）又は裏面で反射して再度被転写体に照射したり、あるいは露光光が露光機内のいずれかの部位において反射し、これがフォトマスク表面で反射して、被転写体上に照射されるなどの迷光が生じると、被転写体には、不本意な写りこみが生じ、正確なパターン転写を阻害する。このため、露光機の光学系には一般に、露光時の迷光対策が施されている。更に、露光機には、例えば、露光光に対するマスクの表面反射率が１０±５％であれば迷光の影響がなく、転写が行えるといった基準が設けられている。また、バイナリマスク等のフォトマスクにおいても、最上層となる遮光膜に反射防止膜を設けるなどの反射防止措置を施すことにより、上記反射率１５％以下といった基準を十分充足するようなマスクを使用することが可能である。 By the way, generally, when exposing a transfer object using a photomask, it is necessary to consider the adverse effect of exposure light reflection. For example, the exposure light is reflected on the surface of the transfer object after passing through the mask, reflected on the mask surface (pattern forming surface) or the back surface and irradiated again to the transfer object, or the exposure light is irradiated at any part in the exposure machine. When stray light is reflected such that the light is reflected on the surface of the photomask and irradiated on the transfer target, unintentional reflection occurs on the transfer target, thereby hindering accurate pattern transfer. For this reason, the optical system of an exposure machine is generally provided with a countermeasure against stray light during exposure. Furthermore, the exposure machine is provided with a reference that, for example, if the surface reflectance of the mask with respect to exposure light is 10 ± 5%, there is no influence of stray light and transfer can be performed. In addition, in a photomask such as a binary mask, a mask that sufficiently satisfies the above-described standard of reflectance of 15% or less by applying an antireflection measure such as providing an antireflection film on the uppermost light shielding film is used. Is possible.
一方、被転写体上に、膜厚が段階的に又は連続的に異なる部分をもつレジストパターンを形成する目的で、露光光の透過率をパターン上の特定の部位を選択的に低減し、露光光の透過を制御可能なフォトマスクであるグレートーンマスクが知られていることは上述のとおりであり、こうしたグレートーンマスクでは、露光光の一部を透過する半透光部に半透光膜を用いたものが知られている。この半透光部に半透光膜を用いたグレートーンマスクでは、マスクに形成されたパターン構成によりこの半透光膜がマスクの最上層に露出する。この半透光膜は、露光光を所望の透過率範囲で透過する必要性から、上記のバイナリマスクのような反射防止膜をそのまま積層して適用することはできない。また、半透光膜を用いたグレートーンマスクにおいては、半透光部の露光光に対する表面反射率は、その組成及び膜厚により、１０％を越える場合が避けられないこともある。 On the other hand, for the purpose of forming a resist pattern having portions where the film thicknesses differ stepwise or continuously on the transfer target, the exposure light transmittance is selectively reduced at a specific portion on the pattern, and exposure is performed. As described above, a gray tone mask that is a photomask capable of controlling the transmission of light is known. In such a gray tone mask, a semi-transparent film is formed on a semi-transparent portion that transmits part of exposure light. The one using is known. In a gray-tone mask using a semi-transparent film in the semi-transparent portion, the semi-transparent film is exposed on the uppermost layer of the mask due to the pattern configuration formed on the mask. Since this semi-transparent film needs to transmit exposure light in a desired transmittance range, it is impossible to apply an antireflection film such as the above binary mask as it is. In a gray tone mask using a semi-transparent film, the surface reflectance of the semi-transparent portion with respect to the exposure light may be unavoidable when it exceeds 10% depending on its composition and film thickness.
その一方で、このようなグレートーンマスクを用いて、被転写体にパターン転写を行う場合には、被転写体上のレジストとしては、通常のバイナリマスク（つまり半透光部の存在しない）等のフォトマスクよりも、感度の露光光量依存性が小さい、又は現像特性の露光光量依存性が低いものを用いることによって、レジストの残膜量を所望の範囲に制御することを容易としている。このようなレジストにおいては、その光量に対する光感度の変化が小さいため、露光時の迷光によるパターンへの写りこみの影響は比較的小さいと考えられる。このため、こうしたグレートーンマスクにおける反射特性は、上記バイナリマスクとは異なった観点で検討する必要があることが発明者により見出された。 On the other hand, when pattern transfer is performed on the transfer object using such a gray-tone mask, the resist on the transfer object is a normal binary mask (that is, no semi-translucent portion is present) or the like. By using a photomask whose sensitivity is less dependent on the exposure light amount or that the development characteristic is less dependent on the exposure light amount, it is easy to control the resist residual film amount within a desired range. In such a resist, since the change in photosensitivity with respect to the amount of light is small, it is considered that the influence of reflection on the pattern due to stray light during exposure is relatively small. For this reason, the inventor has found that the reflection characteristics of such a gray-tone mask need to be examined from a viewpoint different from that of the binary mask.
上記のように半透光膜の露光光反射率による迷光の影響は小さいが、グレートーンマスクを製造する段階において、パターニングに用いる描画光に対する表面反射率は、重要である。なぜならば、半透光膜上に形成したレジスト膜に、描画光によってパターンを描画する際、半透光膜表面における表面反射率が過度に高いと、パターンの寸法が正確に描画できない。
特に、グレートーンマスクの製造工程においては、通常２回以上の描画工程が必要となる。例えば、透光部と遮光部と半透光部（ここでは１種類の半透光部とする）を形成するためには、遮光膜と半透光膜にそれぞれ所定のパターニングを施す必要があるため、フォトレジストを用いた、二回のフォトリソ工程が必要になる。２種類以上の透過率をもつ半透光膜を用いた、マルチトーンマスクの場合には、更に描画回数が増える場合もある。
As described above, the influence of stray light due to the exposure light reflectance of the semi-transparent film is small, but the surface reflectance with respect to the drawing light used for patterning is important in the stage of manufacturing the gray tone mask. This is because, when a pattern is drawn on the resist film formed on the semi-transparent film with drawing light, if the surface reflectance on the surface of the semi-transparent film is excessively high, the pattern dimensions cannot be accurately drawn.
In particular, in the gray tone mask manufacturing process, two or more drawing processes are usually required. For example, in order to form a light-transmitting portion, a light-shielding portion, and a semi-light-transmitting portion (here, one type of semi-light-transmitting portion), it is necessary to perform predetermined patterning on the light-shielding film and the semi-light-transmitting film, respectively Therefore, two photolithography processes using a photoresist are required. In the case of a multi-tone mask using a semi-transparent film having two or more types of transmittance, the number of times of drawing may further increase.
複数回の描画における、描画のエネルギー(ドーズ量)が同一でも、描画の対象となる膜面の反射率が異なれば、線幅（CD）には不均一が生じる懸念がある。例えば、描画光に対する半透光膜の表面反射率が大きいと、半透光膜上に形成したレジスト膜に対するパターン描画時に、グレートーンマスクブランクのレジスト膜内で、描画光に起因する定在波が生じやすく、従って、反射率の異なる膜に対する描画は、定在波の生じやすさに差が生じ、パターンの断面形状に差が生じる。また、グレートーンマスクブランクへのパターン描画時に、レジスト膜とその下層にある半透光膜の界面において描画光の反射光量が大きいと、その部位近傍のレジストの露光量が大きくなり、結果的に線幅が大きくなる。反射率の異なる膜に対する描画では、このような影響の現れ方の度合いも異なる。
従って、膜の反射率に応じて、描画時のエネルギーを変更することが考えられる。しかしながら、グレートーンマスクにおいては、その用途に応じて、様々な透過率のものが求められるため、その膜組成は多岐にわたり、それらに対して最適な描画条件を求め、描画条件を設定することは、著しく煩雑であり、不効率である。
Even if the drawing energy (dose amount) is the same in a plurality of times of drawing, if the reflectance of the film surface to be drawn is different, the line width (CD) may be non-uniform. For example, if the surface reflectance of the semi-transparent film with respect to the drawing light is large, the standing wave caused by the drawing light is generated in the resist film of the gray tone mask blank when the pattern is drawn on the resist film formed on the semi-transparent film. Therefore, drawing on films having different reflectivities causes a difference in the likelihood of standing waves, resulting in a difference in the cross-sectional shape of the pattern. In addition, when a pattern is drawn on a gray-tone mask blank, if the amount of reflected light of the drawing light is large at the interface between the resist film and the semi-transparent film underneath, the exposure amount of the resist near that part increases. The line width increases. In drawing on films having different reflectivities, the degree of appearance of such influences is also different.
Therefore, it is conceivable to change the energy at the time of drawing according to the reflectance of the film. However, since gray-tone masks are required to have various transmittances depending on the application, the film composition varies widely, and it is necessary to obtain optimum drawing conditions for them and set the drawing conditions. It is extremely cumbersome and inefficient.
例えば、液晶表示装置製造用のグレートーンマスクにおいては、パターン線幅（以下、ＣＤと略称する）変動が±0.35μｍ以下であることが標準規格とされることが多かったが、特に、薄膜トランジスタのチャネル部等の部位においては、そのパターンの微細化に応じて、ＣＤ変動は±0.20μｍ程度を達成していることが実質上求められる。特に、薄膜トランジスタ製造用のグレートーンマスクにおいて、チャネル部の線幅が2μm未満であるような場合には、このような厳しい仕様が求められる。 For example, in a gray-tone mask for manufacturing a liquid crystal display device, a variation in pattern line width (hereinafter abbreviated as CD) is ± 0.35 μm or less in many cases. In a region such as a channel portion, it is substantially required that the CD variation achieves about ± 0.20 μm according to the miniaturization of the pattern. In particular, in a gray-tone mask for manufacturing a thin film transistor, such a strict specification is required when the line width of the channel portion is less than 2 μm.
本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、第１に、グレートーンマスク作製時に上記ＣＤ変動を低減できる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を提供することであり、更に、このようなグレートーンマスクを用いて、被転写体上に高精度の転写パターンを形成できるパターン転写方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances. The object of the present invention is, firstly, to provide a gray-tone mask manufacturing method and a gray-tone mask capable of reducing the CD fluctuation when producing a gray-tone mask. It is another object of the present invention to provide a pattern transfer method capable of forming a highly accurate transfer pattern on a transfer object using such a gray tone mask.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）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、該マスクブランクに第１のパターニングを施し、パターニングされた遮光膜及び露出した半透光膜を含む基板全面にレジスト膜を形成した後に第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、前記第1のパターニングの際の描画光に対する前記遮光膜の表面反射率と、前記第２のパターニングの際の描画光に対する前記半透光膜の表面反射率との差が、35％以下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。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(Configuration 1) A gray-tone mask that selectively reduces the amount of exposure light applied to the transfer target depending on the site, and forms a desired transfer pattern including portions having different residual film values on the photoresist on the transfer target. In the method of manufacturing a gray-tone mask having a translucent part, a light-shielding part, and a semi-transparent part that transmits part of exposure light, the semi-transparent film and the light-shielding film are provided in this order on the transparent substrate. By preparing a gray-tone mask blank, performing a first patterning on the mask blank, forming a resist film on the entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film and the exposed semi-transparent film, and then performing a second patterning. The semi-transparent film and the light shielding film are respectively subjected to predetermined patterning to form a gray tone mask, and the surface reaction of the light shielding film with respect to the drawing light at the time of the first patterning. A gray tone mask manufacturing method, wherein a difference between an emissivity and a surface reflectance of the semi-transparent film with respect to a drawing light in the second patterning is adjusted to 35% or less.
（構成２）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、遮光膜を形成したグレートーンマスクブランクに、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、
前記第1のパターニングの際の描画光に対する前記遮光膜の表面反射率と、前記第２のパターニングの際の描画光に対する前記半透光膜の表面反射率との差が、35％以下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。
(Configuration 2) A gray-tone mask that selectively reduces the amount of exposure light applied to the transfer target depending on the part, and forms a desired transfer pattern including portions having different residual film values on the photoresist on the transfer target. In the method of manufacturing a gray-tone mask having a translucent part, a light-shielding part, and a semi-translucent part that transmits part of the exposure light,
A gray-tone mask blank having a light shielding film formed on a transparent substrate is subjected to a first patterning, and a semi-transparent film is formed on the entire surface of the substrate including the patterned light shielding film. By applying the patterning, a predetermined patterning is performed on each of the semi-transparent film and the light shielding film to obtain a gray tone mask,
The difference between the surface reflectance of the light-shielding film with respect to the drawing light during the first patterning and the surface reflectance of the semi-transparent film with respect to the drawing light during the second patterning is adjusted to 35% or less. A method for producing a gray-tone mask, which is characterized in that:
（構成３）前記第1のパターニングの際の描画光に対する前記遮光膜の表面反射率と、前記第２のパターニングの際の描画光に対する前記半透光膜の表面反射率の差が、20％以下に調整されてい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の製造方法。
（構成４）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の製造方法。
(Configuration 3) The difference between the surface reflectance of the light-shielding film with respect to the drawing light during the first patterning and the surface reflectance of the semi-transparent film with respect to the drawing light during the second patterning is 20%. The graytone mask manufacturing method according to
(Structure 4) The structures 1 to 3 are characterized in that the translucent film is adjusted so that a surface reflectance with respect to exposure light applied when the gray tone mask is used is 10% or more. The manufacturing method of the gray tone mask as described in any one.
（構成５）前記半透光膜の、前記第２のパターニングの際の描画光に対する表面反射率は、45％以下となるように調整されていることを特徴とする構成１乃至４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６）前記半透光膜の、前記第２のパターニングの際の描画光に対する表面反射率は、30％以下となるように調整されていることを特徴とする構成５に記載のグレートーンマスクの製造方法。
(Structure 5) Any one of Structures 1 to 4, wherein a surface reflectance of the semi-transparent film with respect to drawing light at the time of the second patterning is adjusted to be 45% or less. The manufacturing method of the gray tone mask as described in one.
(Structure 6) The gray tone according to Structure 5, wherein a surface reflectance of the semi-transparent film with respect to the drawing light in the second patterning is adjusted to be 30% or less. Mask manufacturing method.
（構成７）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６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８）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構成１乃至７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９）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１乃至８のいずれか一に記載のグレートーンマスクの製造方法。
(Structure 7) The drawing light used for the resist film when patterning each of the semi-transparent film and the light shielding film is light having a predetermined wavelength within a range of 400 nm to 450 nm. The manufacturing method of the gray tone mask as described in any one of the structures 1 thru | or 6 which do.
(Structure 8) The gray-tone mask according to any one of Structures 1 to 7, wherein the light-shielding film is formed by stacking films having different compositions or is compositionally inclined in the film thickness direction. Manufacturing method.
(Arrangement 9) The graytone mask according to any one of Arrangements 1 to 8, wherein the graytone mask is used for exposure light including a predetermined range of 365 nm to 436 nm. Method.
（構成１０）構成１乃至９のいずれか一項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。
（構成１１）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１０に記載のグレートーンマスク。
（構成１２）所定線幅に対する線幅ばらつきが、±0.20μm以内であることを特徴とする構成１１に記載のグレートーンマスク。
(Structure 10) A gray-tone mask manufactured by the method for manufacturing a gray-tone mask according to any one of structures 1 to 9.
(Configuration 11) The gray-tone mask according to
(Structure 12) The gray-tone mask according to Structure 11, wherein the line width variation with respect to the predetermined line width is within ± 0.20 μm.
（構成１３）構成１乃至９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、又は、構成１０乃至１２のいずれか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。
(Configuration 13) Irradiating exposure light onto the transfer object using the gray tone mask obtained by the manufacturing method according to any one of configurations 1 to 9 or the gray tone mask according to any of
本発明によるグレートーンマスクの製造方法では、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、該マスクブランクに第１のパターニングを施し、パターニングされた遮光膜及び露出した半透光膜を含む基板全面にレジスト膜を形成した後に第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、前記第1のパターニングの際の描画光に対する前記遮光膜の表面反射率と、前記第２のパターニングの際の描画光に対する前記半透光膜の表面反射率との差が、35％以下に調整されている。
また、本発明によるグレートーンマスクの製造方法では、透明基板上に、遮光膜を形成したグレートーンマスクブランクに、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、前記第1のパターニングの際の描画光に対する前記遮光膜の表面反射率と、前記第２のパターニングの際の描画光に対する前記半透光膜の表面反射率との差が、35％以下に調整されている。
In the graytone mask manufacturing method according to the present invention, a graytone mask blank having a semi-transparent film and a light-shielding film in this order is prepared on a transparent substrate, and the mask blank is subjected to a first patterning and patterned. A resist film is formed on the entire surface of the substrate including the light-shielding film and the exposed semi-transparent film, and then a second patterning is performed so that the semi-transparent film and the light-shielding film are respectively subjected to predetermined patterning to form a gray tone mask. The difference between the surface reflectance of the light-shielding film with respect to the drawing light in the first patterning and the surface reflectance of the semi-transparent film with respect to the drawing light in the second patterning is 35% or less. It has been adjusted.
In the graytone mask manufacturing method according to the present invention, the first patterning is performed on the graytone mask blank in which the light shielding film is formed on the transparent substrate, and the translucent film is formed on the entire surface of the substrate including the patterned light shielding film. The second patterning is performed after the semi-transparent film is formed, whereby the semi-transparent film and the light-shielding film are respectively subjected to predetermined patterning to form a gray-tone mask, and the first patterning is performed. The difference between the surface reflectance of the light shielding film with respect to the drawing light and the surface reflectance of the semi-transparent film with respect to the drawing light in the second patterning is adjusted to 35% or less.
これにより、マスク作製時の第1と第２のパターニングによる線幅精度を高め、厳しいCD仕様を充足することができる。
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ことにより、線幅精度の高い、電子デバイスを提供することができる。
Thereby, the line width accuracy by the first and second patterning at the time of mask fabrication can be improved, and strict CD specifications can be satisfied.
In addition, an electronic device with high line width accuracy can be provided by transferring a pattern to a transfer object using the obtained gray tone mask.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
［第１の実施の形態］
図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。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the gray tone mask according to the present embodiment. In this embodiment, a gray-tone mask for manufacturing a TFT substrate, which includes a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-light transmitting portion is used.
In the gray-tone mask blank used in the present embodiment, a
まず、１度目の描画を行う。描画には、通常電子線又は光（短波長光）が用いられることが多いが、本実施の形態ではレーザー光（４００〜４５０nmの範囲内の所定波長光、例えば４１２nm）を用いる。上記レジストとしてはポジ型フォトレジストを使用する。遮光膜２５上のレジスト膜２７に対し、所定のデバイスパターン（遮光部に対応する領域にレジストパターンを形成するようなパターン）を描画し、描画後に現像を行うことにより、遮光部の領域に対応するレジストパターン２７を形成する（図２（ｂ）参照）。
First, drawing is performed for the first time. For drawing, an electron beam or light (short wavelength light) is usually used, but in this embodiment, laser light (predetermined wavelength light within a range of 400 to 450 nm, for example, 412 nm) is used. A positive photoresist is used as the resist. A predetermined device pattern (a pattern that forms a resist pattern in a region corresponding to the light shielding portion) is drawn on the resist
次に、上記レジストパターン２７をエッチングマスクとして遮光膜２５をエッチングして遮光膜パターンを形成し、半透光部及び透光部領域上の半透光膜を露出させる。クロムを主成分とする遮光膜２５を用いた場合、エッチング手段としては、ドライエッチングもしくはウェットエッチングのどちらでも可能であるが、本実施の形態ではウェットエッチングを利用した。残存するレジストパターンは除去する（図２（ｃ）参照）。
Next, the
次に、上記遮光膜パターン及び露出した半透光膜を含む基板上の全面に前記と同じレジスト膜を形成し、２度目の描画を行う。２度目の描画では、遮光部及び半透光部上にレジストパターンが形成されるように所定のパターンを描画する。描画後、現像を行うことにより、遮光部及び半透光部に対応する領域上にレジストパターン２８を形成する（図２（ｄ）参照）。
Next, the same resist film as described above is formed on the entire surface of the substrate including the light shielding film pattern and the exposed semi-translucent film, and a second drawing is performed. In the second drawing, a predetermined pattern is drawn so that a resist pattern is formed on the light shielding part and the semi-translucent part. After the drawing, development is performed to form a resist
次いで、上記レジストパターン２８をエッチングマスクとして露出した透光部領域上の半透光膜２６をエッチングして、透光部を形成する（図２（ｅ）参照）。そして、残存するレジストパターンを除去して、透明基板２４上に、半透光膜２６と遮光膜２５の積層膜によりなる遮光部２１、透明基板２４が露出する透光部２２、及び半透光膜２６によりなる半透光部２３を有するグレートーンマスクが出来上がる（図２（ｆ）参照）。
以上の本実施の形態により得られる、マスクパターンのＣＤが精度良く形成され、またパターン転写時の迷光の影響を低減できる上記グレートーンマスクを用いて、図１のような被転写体３０へのパターン転写を行うことにより、被転写体上に高精度の転写パターン（レジストパターン３３）を形成できる。
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。
Next, the
The above-described gray tone mask obtained by the present embodiment can accurately form a mask pattern CD and can reduce the influence of stray light during pattern transfer. By performing pattern transfer, a highly accurate transfer pattern (resist pattern 33) can be formed on the transfer target.
It should be noted that the pattern shapes of the
上述したように、本実施の形態では、透明基板２４上に、半透光膜２６と遮光膜２５をこの順に有するグレートーンマスクブランク（図２（ａ））を用いる。上記グレートーンマスクブランク（図２（ａ））における半透光膜２６は、透明基板２４の露光光の透過量に対し１０〜８０％程度の透過量を有するものであり、好ましくは２０〜６０％の透過量とする。
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。
As described above, in this embodiment, the gray-tone mask blank (FIG. 2A) having the
Examples of the material of the
また、遮光膜素材は、Crを主成分とするものを採用した。ここで、遮光膜２５は、膜厚方向に組成が異なるものとすることが好ましい。例えば、金属クロムからなる層上に、酸化クロム（CrOx）を積層したもの、又は、金属クロムからなる層に酸窒化クロム（CrOxNy）を積層したもの、或いは窒化クロム（CrNx）からなる層に金属クロム、酸化クロム（CrOx）を積層したものなどが適用可能である。ここで、積層は、明確な境界をもつ積層でもよく、或いは、明確な境界をもたない組成傾斜によるものも含まれる。この組成及び膜厚を調整することによって、描画光に対する表面反射率を低減することができる。遮光膜の描画光に対する表面反射率は、１０〜１５％程度とすることができる。なお、このような遮光膜として、露光光に対する反射防止機能を施した公知の遮光膜を適用してもよい。
The light shielding film material is mainly composed of Cr. Here, the
本発明の実施の形態において、上記半透光膜２６は、描画光に対する表面反射率が、上記遮光膜の描画光に対する表面反射率に対して、35％よりも高くないものとする。なお、ここで適用する描画光は、400〜450nmの所定波長を適用することができ、これに適したフォトレジストを使用することが好適である。
また、ここで上記半透光膜２６の描画光に対する表面反射率は、面内において45％以下となるように調整されていることが好ましく、30％以下となるように調整されていることが特に好ましい。
In the embodiment of the present invention, the
Here, the surface reflectance of the
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が、二度の描画によって過度に不均一になることなく、許容範囲内とすることができる。とくに微細パターニングを含むTFTチャネル部製造用のマスクにおいては、描画光に対する遮光膜と半透光膜の表面反射率の差が20％以下とすることが好ましい。
これにより、描画光に対する膜の反射率の相違によるCD変動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。
By manufacturing a gray-tone mask using such a gray-tone mask blank according to the process of FIG. 2 described above, the CD of the pattern on the mask can be allowed without being excessively non-uniform by two writings. Can be within range. In particular, in a mask for manufacturing a TFT channel part including fine patterning, it is preferable that the difference in surface reflectance between the light-shielding film and the semi-transparent film with respect to the drawing light is 20% or less.
This makes it possible to reduce the influence of CD fluctuations due to the difference in the reflectance of the film with respect to the drawing light. As a result, the CD of the mask pattern can be accurately reproduced to a desired value, and the demand for pattern miniaturization is met. It is easy to achieve a predetermined standard. In addition, when pattern transfer to a transfer object is performed using the obtained gray tone mask, it is possible to reduce the influence of stray light due to reflection of exposure light.
［第２の実施の形態］
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。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the gray tone mask according to the present embodiment. Also in this embodiment, a gray-tone mask for manufacturing a TFT substrate, which includes a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-light transmitting portion is used.
In the mask blank to be used, a
In the present embodiment, as described below, after the pattern of the
まず、１度目の描画を行う。上記レジストとしてはポジ型フォトレジストを使用する。そして、レジスト膜２７に対し、所定のデバイスパターン（遮光部及び透光部の領域に対応するレジストパターンを形成するようなパターン）を描画する。
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）。
First, drawing is performed for the first time. A positive photoresist is used as the resist. Then, a predetermined device pattern (a pattern that forms a resist pattern corresponding to the regions of the light shielding portion and the light transmitting portion) is drawn on the resist
By performing development after drawing, a resist
次に、上記レジストパターン２７をエッチングマスクとして遮光膜２５をエッチングして遮光膜パターンを形成する。クロムを主成分とする遮光膜２５を用いた場合、エッチング手段としては、ドライエッチングもしくはウェットエッチングのどちらでも可能であるが、本実施の形態ではウェットエッチングを利用した。
Next, the
残存するレジストパターンを除去した後（図３（ｃ）参照）、基板２４上の遮光膜パターンを含む全面に半透光膜２６を成膜する（図３（ｄ）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。
After the remaining resist pattern is removed (see FIG. 3C), a
The
In this embodiment, a semi-transparent film containing chromium oxide (exposure light transmittance: 40%) formed by sputtering is employed.
ここで、上記遮光膜２５は、第１の実施の形態と同様、表面反射率を低減する措置を施したものを適用できる。また、上記半透光膜２６は、描画光に対する表面反射率が、上記遮光膜の描画光に対する表面反射率に対して、その差異が35％以下となるように調整されている。
また、上記半透光膜２６の描画光に対する表面反射率は、面内において45％以下となるように調整されている。
Here, the
The surface reflectance of the
次に、上記グレートーンマスクブランクの半透光膜２６上に前記と同じレジスト膜を形成し、２度目の描画を行う。２度目の描画では、遮光部及び半透光部上にレジストパターンが形成されるように所定のパターンを描画する。描画後、現像を行うことにより、遮光部及び半透光部に対応する領域にレジストパターン２８を形成する（図３（ｅ）参照）。なお、ここで描画光としては、上記１度目の描画と同一のものを用いることができる。
なお、本発明では、上記１度目の描画と２度目の描画とで波長の異なる描画光を用いる場合、１度目の描画に用いる描画光に対する前記遮光膜の表面反射率と、２度目の描画に用いる描画光に対する前記半透光膜の表面反射率との差が、35％以下に調整されていればよい。
Next, the same resist film as described above is formed on the
In the present invention, when drawing light having different wavelengths is used for the first drawing and the second drawing, the surface reflectance of the light shielding film with respect to the drawing light used for the first drawing and the second drawing are used. The difference with the surface reflectance of the said semi-transparent film | membrane with respect to the drawing light to be used should just be adjusted to 35% or less.
次いで、上記レジストパターン２８をエッチングマスクとして露出した半透光膜２６及び遮光膜２５の積層膜をエッチングして透光部を形成する。この場合のエッチング手段として、本実施の形態ではウェットエッチングを利用した。そして、残存するレジストパターンを除去して、透明基板２４上に、遮光膜２５と半透光膜２６の積層膜によりなる遮光部２１、透明基板２４が露出する透光部２２、及び半透光膜２６によりなる半透光部２３を有するグレートーンマスクが出来上がる（図２（ｆ）参照）。
Next, the laminated film of the
ところで、上記第１及び第２の実施の形態において、本発明者らの検討によると、通常用いられるフォトマスクにおいて、描画光に対する表面反射率が線幅CDに与える影響は、以下のとおりである。図４に、表面反射率に対する線幅CDの変動傾向を示す。上記パターニングに用いる描画光としては400〜450nmのレーザーを用い、例えば412nmの波長が適用される。図４ではこれを近似して436nmの波長を用いた。これを用いて、反射率の許容範囲につき、反射率と線幅の関係で検証した。
図４は、描画の対象となるフォトマスクブランクの表面反射と、それに対するパターンのCDの関係を示したものである。ここでは、Cr遮光膜上にレジストを塗布し、レーザー描画によって実験を行ったが、他の材料の膜としてもよい。反射率が増加するとともに、形成されるパターンのCDが太くなる傾向がある。図４から換算すると、反射率１％の変動で、線幅は10nm変動することがわかる。
By the way, in the first and second embodiments, according to the study by the present inventors, the influence of the surface reflectance with respect to the drawing light on the line width CD is as follows in the photomask usually used. . FIG. 4 shows the variation tendency of the line width CD with respect to the surface reflectance. As drawing light used for the patterning, a laser of 400 to 450 nm is used, and for example, a wavelength of 412 nm is applied. In FIG. 4, this is approximated and a wavelength of 436 nm is used. Using this, the allowable range of reflectivity was verified by the relationship between reflectivity and line width.
FIG. 4 shows the relationship between the surface reflection of the photomask blank to be drawn and the CD of the pattern. Here, a resist is applied on the Cr light-shielding film and an experiment is performed by laser drawing, but a film of another material may be used. As the reflectivity increases, the CD of the pattern formed tends to be thicker. When converted from FIG. 4, it can be seen that the line width fluctuates by 10 nm when the reflectance changes by 1%.
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、複数回の露光工程を通じて、±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。
このような要件が満たされないグレートーンマスクを使用すると、一回目と二回目のフォトリソ工程によるCDに変動が生じ、二回目（半透光膜上のレジストに対する描画）時に、描画エネルギーが大きくなりすぎる傾向を生じる。
A mask for manufacturing a thin film transistor is required to have a CD accuracy of ± 0.35 μm. Accordingly, the reflectance variation with respect to the exposure light must be within ± 35% through a plurality of exposure processes. The TFT manufacturing channel portion having a stricter fine pattern requires a CD accuracy of ± 0.20 μm, and therefore, the reflectance variation should not exceed ± 20%.
If a gray-tone mask that does not meet these requirements is used, the CD will vary due to the first and second photolithographic processes, and the drawing energy will be too high at the second time (drawing on the resist on the semi-transparent film). Produces a trend.
また、既存のバイナリマスクでは、Cr遮光膜の表面反射率は10〜12％程度であったことから、上記変動によって許容される最大反射率は45％以内、より厳しい規格では30％以内となる。従って、半透光膜についても、その反射率変動によって最大となる表面反射率は、45％以内、より厳しくは、30％以内としなければならない。換言すればこのように調整された半透光部となるような半透光膜を使用すれば、転写パターンの精度が、市場の要求を充足するものとなる。 Moreover, in the existing binary mask, the surface reflectance of the Cr light-shielding film was about 10 to 12%, so the maximum reflectance allowed by the above variation is within 45%, and within more severe standards it is within 30%. . Therefore, also for the semi-transparent film, the maximum surface reflectance due to the variation in reflectance must be within 45%, more strictly within 30%. In other words, if a semi-transparent film that becomes a semi-transparent part adjusted in this way is used, the accuracy of the transfer pattern satisfies the market demand.
上記遮光膜及び半透光膜は、スパッタ法など公知の手段により形成することができる。本発明のグレートーンマスクブランクにおいては、上記表面反射率を満足する膜を成膜し、更に成膜されたものを検査し、選択することによって、充分な転写精度をもつフォトマスクブランクのみを使用することができる。描画光に対する半透光膜の表面反射率は、45％を越えないように設計する。
なお、膜の表面反射率の下限は、好ましくは、露光光に対して10％以上である。これは、露光機(マスクアライナ)上にマスクを投入した際、その存在や、その位置を検知するために、主表面に照射した光の反射光を用いることがあるためである。このようにすれば、半透光膜が露出した部分を用いて、マスクの確認、位置確認を行うことが可能である。
The light shielding film and the semi-transparent film can be formed by a known means such as a sputtering method. In the gray-tone mask blank of the present invention, only a photomask blank having sufficient transfer accuracy is used by forming a film satisfying the above-mentioned surface reflectance and inspecting and selecting the formed film. can do. The surface reflectance of the semi-transparent film with respect to the drawing light is designed not to exceed 45%.
The lower limit of the surface reflectance of the film is preferably 10% or more with respect to the exposure light. This is because when the mask is put on the exposure machine (mask aligner), the reflected light of the light irradiated on the main surface may be used to detect the presence and position of the mask. In this way, it is possible to confirm the mask and confirm the position using the portion where the semi-translucent film is exposed.
表面反射率を上記範囲内とするためには、半透光膜の組成に起因する屈折率ｎと、膜厚によって設計することが可能である。更に、半透光部は露光光の透過率が10〜８０％、好ましくは20〜60％の範囲内とすることが必要であるので、これらパラメータを勘案し、公知の膜設計方法により、設計することが可能である。
更に、本発明の半透光膜は、その表面反射率に多少の変動（ただし上記変動範囲を越えない）があったとしても、45％を越えないものとするのが好ましい。このため、フォトマスクブランクの検査が必要である。表面反射率の検査には、反射率測定器を使用し、面内の複数箇所において、描画光に相当する光を照射したときの表面反射率を測定し、上記基準を充足することを確認したものを使用する。
In order to make the surface reflectance within the above range, it is possible to design by the refractive index n resulting from the composition of the semi-translucent film and the film thickness. Further, since the translucent portion needs to have a transmittance of exposure light of 10 to 80%, preferably 20 to 60%, it is designed by a known film design method in consideration of these parameters. Is possible.
Furthermore, it is preferable that the translucent film of the present invention does not exceed 45% even if there is a slight variation in the surface reflectance (however, it does not exceed the above-mentioned variation range). For this reason, inspection of a photomask blank is necessary. For inspection of surface reflectance, a reflectance measuring device was used, and surface reflectance when irradiated with light corresponding to drawing light was measured at a plurality of locations within the surface, and it was confirmed that the above criteria were satisfied. Use things.
図５に、第２の実施の形態に記載した、半透光部の露光光透過率40％、描画光表面反射率21.4％（面内最大表面反射率45％未満）のフォトマスクブランクの実施例を示す。図５は、スパッタによる成膜時間と、オージェ電子分光法による半透光膜の断面組成（膜厚方向の組成）を示すものである。半透光膜としては、酸化クロムを用いた。ここで、遮光部の描画光の反射率は、13％であったため、遮光部と半透光部の対描画光反射率差は、10％未満となっており、良好なCD安定性を提供できる。 FIG. 5 shows the implementation of the photomask blank described in the second embodiment with an exposure light transmittance of 40% and a drawing light surface reflectance of 21.4% (less than the in-plane maximum surface reflectance of 45%). An example is shown. FIG. 5 shows the film formation time by sputtering and the cross-sectional composition (composition in the film thickness direction) of the semi-transparent film by Auger electron spectroscopy. Chromium oxide was used as the semi-translucent film. Here, since the reflectance of the drawing light in the light shielding portion was 13%, the difference in the reflectance of the drawing light between the light shielding portion and the semi-transparent portion was less than 10%, providing good CD stability. it can.
以上の本実施の形態により得られる、マスクパターンのＣＤが精度良く形成され、またパターン転写時の迷光の影響を低減できる上記グレートーンマスクを用いて、図１のような被転写体３０へのパターン転写を行うことにより、被転写体上に高精度の転写パターン（レジストパターン３３）を形成できる。
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。
The above-described gray tone mask obtained by the present embodiment can accurately form a mask pattern CD and can reduce the influence of stray light during pattern transfer. By performing pattern transfer, a highly accurate transfer pattern (resist pattern 33) can be formed on the transfer target.
As described above, the gray tone mask of the present invention is very effectively applied to a photomask for manufacturing a thin film transistor (TFT). In particular, the line width of the channel portion tends to become smaller as the operation speed and size of the TFT increase, and in such a case, accurate transfer of the drawing pattern is essential. Therefore, the effect of the present invention is remarkably exhibited.
The gray-tone mask of the present invention includes not only one having a single type of translucent portion but also a multi-tone mask having a plurality of exposure light transmittances, and further manufacturing such a mask. It also includes a gray tone blank used for the purpose.
２０ グレートーンマスク
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
20
Claims (13)
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、該マスクブランクに第１のパターニングを施し、パターニングされた遮光膜及び露出した半透光膜を含む基板全面にレジスト膜を形成した後に第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、
前記第1のパターニングの際の描画光に対する前記遮光膜の表面反射率と、前記第２のパターニングの際の描画光に対する前記半透光膜の表面反射率との差が、35％以下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。 A gray-tone mask that selectively reduces the amount of exposure light applied to a transfer object depending on the site, and forms a desired transfer pattern including portions having different residual film values on a photoresist on the transfer object. In the method of manufacturing a gray-tone mask having a light part, a light-shielding part, and a semi-transparent part that transmits part of the exposure light,
A gray-tone mask blank having a semi-transparent film and a light-shielding film in this order is prepared on a transparent substrate, and the mask blank is subjected to first patterning, and includes the patterned light-shielding film and the exposed semi-transparent film. By performing a second patterning after forming a resist film on the entire surface of the substrate, a predetermined patterning is performed on each of the semi-transparent film and the light-shielding film to form a gray-tone mask,
The difference between the surface reflectance of the light-shielding film with respect to the drawing light during the first patterning and the surface reflectance of the semi-transparent film with respect to the drawing light during the second patterning is adjusted to 35% or less. A method for producing a gray-tone mask, which is characterized in that:
透明基板上に、遮光膜を形成したグレートーンマスクブランクに、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、
前記第1のパターニングの際の描画光に対する前記遮光膜の表面反射率と、前記第２のパターニングの際の描画光に対する前記半透光膜の表面反射率との差が、35％以下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。 A gray-tone mask that selectively reduces the amount of exposure light applied to a transfer object depending on the site, and forms a desired transfer pattern including portions having different residual film values on a photoresist on the transfer object. In the method of manufacturing a gray-tone mask having a light part, a light-shielding part, and a semi-transparent part that transmits part of the exposure light,
A gray-tone mask blank having a light shielding film formed on a transparent substrate is subjected to a first patterning, and a semi-transparent film is formed on the entire surface of the substrate including the patterned light shielding film. By applying the patterning, a predetermined patterning is performed on each of the semi-transparent film and the light shielding film to obtain a gray tone mask,
The difference between the surface reflectance of the light-shielding film with respect to the drawing light during the first patterning and the surface reflectance of the semi-transparent film with respect to the drawing light during the second patterning is adjusted to 35% or less. A method for producing a gray-tone mask, which is characterized in that:
The exposure which irradiates exposure light to a to-be-transferred object using the gray tone mask obtained by the manufacturing method in any one of Claims 1 thru | or 9, or the gray tone mask in any one of Claims 10 thru | or 12. A pattern transfer method comprising: forming a predetermined transfer resist pattern including portions having different remaining film values on a transfer object.
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