JP5645261B2 - フォトマスクの製造方法 - Google Patents

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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（ＳｉＯ２）ガラスや、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＲＯ，Ｒ２Ｏ等を含む低膨張ガラス等からなる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（（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６）及び過塩素酸（ＨＣｌＯ４）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 (7)

  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パターンを描画し、
    前記歪み補正は、前記フォトマスクと露光機を用いる露光工程で生じる、パターンの座標の歪みに基づく補正である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パターンを描画し、
    前記歪み補正は、前記フォトマスクと露光機を用いる露光工程で生じる、パターンの座標の歪みに基づく補正であることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
  3. 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又は２に記載のフォトマスクの製造方法。
  4. 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又は２に記載の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又は２に記載のフォトマスクの製造方法。
  6. 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１から５のいずれか記載のフォトマスクの製造方法。
  7. 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６のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
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