JP6722421B2 - 位相シフトマスクおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置に用いられる表示装置用機能素子等の製造に使用される位相シフトマスク、およびその製造方法、ならびに表示装置用機能素子の製造方法に関する。
液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等のフラットパネルディスプレイ（表示装置）の分野においては、近年、より高精細な表示が望まれており、高画素化が進んでいる。また、これに伴い、例えばＴＦＴ基板、カラーフィルタ等の表示装置に用いられる構成については、より微細な加工を施すことが要求されている。
表示装置の製造時における微細加工の方法として、従来から、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法が好適に用いられている（特許文献１）。
また、従来からフォトマスクとしては、透明基板上に形成された遮光膜を有し、透過領域および遮光領域を備えるバイナリマスク、透明基板上に形成され露光光の透過率が調整された膜を有し、透過領域および半透過領域を備えるハーフトーンマスク等が用いられており、露光光としては、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）等を含む混合波長の露光光が好適に用いられている。上述した混合波長の露光光を用いた場合は、透過領域においてレジスト層に与える露光エネルギーを大きくすることができ、露光時間を短くすることができるといった利点を有する。また、表示装置に用いられる機能素子（表示装置用機能素子）を形成する基板等の大面積化に対応することができ、製造タクトを良好にすることができる。
また、従来からフォトマスクとしては、透明基板上に形成された遮光膜を有し、透過領域および遮光領域を備えるバイナリマスク、透明基板上に形成され露光光の透過率が調整された膜を有し、透過領域および半透過領域を備えるハーフトーンマスク等が用いられており、露光光としては、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）等を含む混合波長の露光光が好適に用いられている。上述した混合波長の露光光を用いた場合は、透過領域においてレジスト層に与える露光エネルギーを大きくすることができ、露光時間を短くすることができるといった利点を有する。また、表示装置に用いられる機能素子（表示装置用機能素子）を形成する基板等の大面積化に対応することができ、製造タクトを良好にすることができる。
しかしながら、上述したバイナリマスク等を用いたフォトリソグラフィ法においては、マスクパターンが小さくなるほど、遮光領域および透過領域の境界における露光光の回折光等の影響により、所望の幅でレジスト層を露光することができない場合や、レジスト層自体の露光を行えない場合があるという問題がある。
近年、表示装置の分野においては、露光装置のバイナリマスク等における解像限界以下の幅での微細加工が要求されており、新たな微細加工の方法が求められている。
近年、表示装置の分野においては、露光装置のバイナリマスク等における解像限界以下の幅での微細加工が要求されており、新たな微細加工の方法が求められている。
ところで、半導体の分野においても、例えば、半導体の加工時に用いられるレジストマスクを形成する際に、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法が用いられている（特許文献２）。フォトマスクとしては、バイナリマスクも用いられているが、近年では、位相シフトマスクが好適に用いられている。位相シフトマスクは、透明基板上に形成され、露光光の位相を反転させるように調整され、露光光に対して所定の透過率を有する位相シフト膜を有し、透過領域および位相シフト領域を備えるものである。位相シフトマスクは、透過領域を通過した露光光の回折光等と、位相シフト領域を通過し露光光に対して位相が反転した位相シフト光との干渉効果により、レジスト層の解像度を向上させることができる効果（以下、位相シフト効果と称して説明する場合がある。）を奏することができるものである。
半導体の分野においては、通常、露光光としては、単一波長光が用いられており、またより高い解像度での露光を行うため、ｉ線、ＫｒＦ線、ＡｒＦ線等のより短波長側の光を用いることが望まれている。
半導体の分野においては、通常、露光光としては、単一波長光が用いられており、またより高い解像度での露光を行うため、ｉ線、ＫｒＦ線、ＡｒＦ線等のより短波長側の光を用いることが望まれている。
表示装置の分野の新たな微細加工方法として、上述した位相シフトマスクを適用することが試みられている。しかしながら、ｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光および上述した位相シフトマスクを表示装置用機能素子の製造に適用した場合、位相シフト領域に対応する現像後のレジスト層の厚みが薄くなってしまう（膜減り）という問題がある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光を用いて露光した場合に、位相シフト領域に対応する現像後のレジスト層の膜減りを抑制することができる位相シフトマスクおよびその製造方法、ならびに上記位相シフトマスクを用いた表示装置用機能素子の製造方法を提供することを主目的とする。
上記課題を解決すべく、本発明者等が鋭意研究を行ったところ、以下の点を見出した。すなわち、表示装置用機能素子の製造において用いられるレジスト層には、ｉ線、ｈ線およびｇ線によりレジスト層が感光される感光エネルギーのしきい値がある。しかしながら、従来の位相シフトマスクを用いた場合においては、位相シフト領域においては上述したレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値よりも大きいｉ線の露光エネルギーが照射されていることにより、膜減りが生じてしまうことを見出した。そこで、本発明者らは、さらに鋭意研究を重ねることにより、位相シフト領域におけるｉ線の透過率を調整することにより、位相シフト領域に対応するレジスト層に照射されるｉ線の露光エネルギーをレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値以下とすることができることを見出し本発明を完成させるに至った。
本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、上記透明基板が露出した透過領域と、上記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備える位相シフトマスクであって、上記位相シフト領域が、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高いことを特徴とする位相シフトマスクを提供する。
本発明によれば、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であることにより、ｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光を用いて露光した場合に、位相シフト領域に対応する現像後のレジスト層の膜減りを抑制することができる位相シフトマスクとすることができる。
上記発明においては、上記位相シフト領域のｈ線の透過率が上記レジスト層のｈ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であることが好ましい。上述の現像後のレジスト層の膜減りをより好適に抑制することができる位相シフトマスクとすることができる。
本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、上記透明基板が露出した透過領域と、上記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備える位相シフトマスクを製造する位相シフトマスクの製造方法であって、上記位相シフト膜の厚みおよび材料を調整することにより、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させ、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高くなるように、上記位相シフト領域を調整して上記位相シフトマスクを設計する設計工程を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法を提供する。
本発明によれば、上記設計工程を有することにより、ｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光を用いて露光した場合に、位相シフト領域に対応する現像後のレジスト層の膜減りを抑制することができる位相シフトマスクを製造することができる。
本発明は、レジスト層を有する被処理部材を準備し、フォトマスクを介してｉ線、ｈ線およびｇ線を含む露光光を照射して上記レジスト層を露光する露光工程と、露光後の上記レジスト層を現像する現像工程とを有し、上記フォトマスクが、透明基板と、上記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、上記透明基板が露出した透過領域と、上記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備え、上記位相シフト領域が、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、上記位相シフト領域のｉ線の透過率が上記レジスト層に用いられるレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高い位相シフトマスクであることを特徴とする表示装置用機能素子の製造方法を提供する。
本発明によれば、露光工程において上述の位相シフトマスクを用いることにより、位相シフト領域に対応する現像後のレジスト層の膜減りを抑制することができる。
本発明の位相シフトマスクは、ｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光を用いて露光した場合に、位相シフト領域に対応する現像後のレジスト層の膜減りを抑制することができるといった作用効果を奏する。
以下、本発明の位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法、および表示装置用機能素子の製造方法について説明する。
Ａ．位相シフトマスク
本発明の位相シフトマスクは、透明基板と、上記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、上記透明基板が露出した透過領域と、上記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備えるものであって、上記位相シフト領域が、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高いことを特徴とするものである。
本発明の位相シフトマスクは、透明基板と、上記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、上記透明基板が露出した透過領域と、上記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備えるものであって、上記位相シフト領域が、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高いことを特徴とするものである。
図１は、本発明の位相シフトマスクの一例を示す概略断面図である。図１に示すように、本発明の位相シフトマスク１０は、透明基板１と、透明基板１上に形成された位相シフト膜２とを有し、透明基板１が露出した透過領域３と、位相シフト膜２が設けられた位相シフト領域４とを備え、位相シフト領域４が、位相シフト領域４を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、そのｉ線の透過率が所定の値以下であり、ｇ線の透過率がｉ線の透過率よりも高いことを特徴とするものである。
本発明によれば、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であることにより、ｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光を用いて露光した場合に、位相シフト領域に対応する現像後のレジスト層の膜減りを抑制することができる位相シフトマスクとすることができる。
上述したように、本発明者らは、従来の位相シフトマスクを用いた場合に、レジスト層に膜減りが生じる理由について以下の点を見出した。すなわち、表示装置用機能素子の製造において用いられるレジスト層には、ｉ線、ｈ線およびｇ線によりレジスト層が感光される感光エネルギーのしきい値がある。しかしながら、従来の位相シフトマスクを用いた場合においては、位相シフト領域においては上述したレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値よりも大きいｉ線の露光エネルギーが照射されていることにより、膜減りが生じてしまうことを見出した。そこで、本発明者らは、さらに鋭意研究を重ねることにより、位相シフト領域におけるｉ線の透過率を調整することにより、位相シフト領域に対応するレジスト層に照射されるｉ線の露光エネルギーを上記レジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値以下とすることができることを見出した。本発明は、上記の点を見出したことに特徴を有するものである。
ここで、位相シフトマスクにおける現像後のレジスト層の膜減りにおいては、レジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値と実際にレジスト層に照射される露光エネルギーとの関係によることから、レジストの処方を調整することや、露光装置の照射強度および露光時間等について調整することも可能であると考えられる。
しかしながら、通常、実際の表示装置用機能素子において用いられる露光装置においては、ｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光の照射強度および光源光に含まれるｉ線、ｈ線およびｇ線の照射強度を調整することが困難である。また、露光時間についても、製造タクトを低下させない程度とされ、許容される時間には限りがある。また、従来の表示装置用機能素子に用いられるレジストは、このような露光装置および露光時間に合わせて、感光されるように処方されている場合が多いといった実情がある。
本発明は、位相シフト領域の透過率を変更することで、表示装置用機能素子の製造の露光工程における他の条件については、従来と同様の条件で行なうことができる利点を有する。
しかしながら、通常、実際の表示装置用機能素子において用いられる露光装置においては、ｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光の照射強度および光源光に含まれるｉ線、ｈ線およびｇ線の照射強度を調整することが困難である。また、露光時間についても、製造タクトを低下させない程度とされ、許容される時間には限りがある。また、従来の表示装置用機能素子に用いられるレジストは、このような露光装置および露光時間に合わせて、感光されるように処方されている場合が多いといった実情がある。
本発明は、位相シフト領域の透過率を変更することで、表示装置用機能素子の製造の露光工程における他の条件については、従来と同様の条件で行なうことができる利点を有する。
また、本発明によれば、上記位相シフト領域が、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であることにより、位相シフト領域および透過領域において位相シフト効果を良好に発現することができる。
また、本発明において上記位相シフト領域が、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高いことにより、位相シフト領域および透過領域において位相シフト効果を良好に発現することができる理由については以下のように考えられる。
ここで、透過領域および位相シフト領域の境界における位相シフト効果は、透過領域から回折光と位相シフト領域を透過した位相シフト光との干渉効果により得られるものである。上記位相シフト効果は、位相シフト光の量が多いほど、高い効果を発揮すると考えられる。本発明においては、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高いことにより、混合波長の露光光のなかでも透過率の高いｇ線について位相シフト光として用いることができるため、上記位相シフト効果を良好に発現することができると考えられる。
ここで、透過領域および位相シフト領域の境界における位相シフト効果は、透過領域から回折光と位相シフト領域を透過した位相シフト光との干渉効果により得られるものである。上記位相シフト効果は、位相シフト光の量が多いほど、高い効果を発揮すると考えられる。本発明においては、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高いことにより、混合波長の露光光のなかでも透過率の高いｇ線について位相シフト光として用いることができるため、上記位相シフト効果を良好に発現することができると考えられる。
以下、本発明の位相シフトマスクの詳細について説明する。
１．位相シフトマスクの領域
本発明の位相シフトマスクは、透過領域と、位相シフト領域とを備えるものである。以下、各領域について説明する。
本発明の位相シフトマスクは、透過領域と、位相シフト領域とを備えるものである。以下、各領域について説明する。
（１）位相シフト領域
本発明における位相シフト領域は、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域である。また、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高い領域である。
本発明における位相シフト領域は、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域である。また、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高い領域である。
（ａ）位相シフト領域の透過率
位相シフト領域の透過率について説明する。
本発明においては、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であることを特徴とする。
ここで、「レジスト層の特定光線の感光エネルギーのしきい値」とは、実際の表示装置用機能素子の製造における露光工程で用いられる露光条件で、実際に用いられるレジスト層を有する被処理部材の上記レジスト層を露光した場合に、ｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光の特定光線に対してレジスト層が感光しない最大の特定光線の露光エネルギーをいう。特定光線とは、ｉ線、ｈ線およびｇ線のいずれか一つの光線をいう。
また、「レジスト層の特定光線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率」とは、位相シフト領域の透過率が、実際の表示装置用機能素子の製造における露光工程で用いられる露光条件で、実際に用いられるレジスト層を有する被処理部材のレジスト層を露光した場合に、位相シフト領域を透過した特定光線により、レジスト層が感光しない最大の透過率をいう。
「レジスト層の特定光線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率」は、以下の換算方法により求められる値である。
位相シフト領域の透過率について説明する。
本発明においては、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であることを特徴とする。
ここで、「レジスト層の特定光線の感光エネルギーのしきい値」とは、実際の表示装置用機能素子の製造における露光工程で用いられる露光条件で、実際に用いられるレジスト層を有する被処理部材の上記レジスト層を露光した場合に、ｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光の特定光線に対してレジスト層が感光しない最大の特定光線の露光エネルギーをいう。特定光線とは、ｉ線、ｈ線およびｇ線のいずれか一つの光線をいう。
また、「レジスト層の特定光線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率」とは、位相シフト領域の透過率が、実際の表示装置用機能素子の製造における露光工程で用いられる露光条件で、実際に用いられるレジスト層を有する被処理部材のレジスト層を露光した場合に、位相シフト領域を透過した特定光線により、レジスト層が感光しない最大の透過率をいう。
「レジスト層の特定光線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率」は、以下の換算方法により求められる値である。
（ｉ）換算方法
以下に説明する換算方法は、レジスト層のｉ線、ｈ線、およびｇ線のいずれか１つの光線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率を求めることができる方法である。
以下に説明する換算方法は、レジスト層のｉ線、ｈ線、およびｇ線のいずれか１つの光線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率を求めることができる方法である。
（露光条件）
実際の表示装置用機能素子の製造の露光条件に用いられる露光装置を準備する。また、この際、露光装置の光源強度、すなわちｉ線、ｈ線およびｇ線の各波長光の照射強度については実際の露光工程における照射強度とする。また、露光時間についても、実際の露光工程における時間とする。また、後述する測定用半透明膜付基板および測定用レジスト基板との距離、および露光面積についても実際の露光工程における距離および露光面積とする。
実際の表示装置用機能素子の製造の露光条件に用いられる露光装置を準備する。また、この際、露光装置の光源強度、すなわちｉ線、ｈ線およびｇ線の各波長光の照射強度については実際の露光工程における照射強度とする。また、露光時間についても、実際の露光工程における時間とする。また、後述する測定用半透明膜付基板および測定用レジスト基板との距離、および露光面積についても実際の露光工程における距離および露光面積とする。
また、露光装置の光源光に含まれるｉ線、ｈ線およびｇ線のいずれか１つの光線を用いるため、ｉ線透過フィルタ、ｈ線透過フィルタ、またはｇ線透過フィルタを露光装置の光源光の照射窓に配置して、他の光線を遮光する。ｉ線透過フィルタ、ｈ線透過フィルタ、およびｇ線透過フィルタは、一般的なものを用いることができる。例えば、ｉ線透過フィルタとしては、ｉ線以外の透過率が１．０％以下のものを用いることができる。また例えば、ｈ線透過フィルタとしては、ｈ線以外の透過率が１．０％以下のものを用いることができる。また例えば、ｇ線透過フィルタとしては、ｇ線以外の透過率が１．０％以下のものを用いることができる。上述した各光線のカットフィルタの透過率は、例えば大塚電子のＭＣＰＤなどの分光透過率測定装置を用いて測定することができる。
また、各光線の透過フィルタとしては、市販のバンドパスフィルタを使用することもでき、例えば、シグマ光機社のVPF-25C-10-25-36500（３６５ｎｍ）、VPF-25C-10-40-40470（４０５ｎｍ）、VPF-25C-10-40-43580（４３６ｎｍ）等を挙げることができる。
また、各光線の透過フィルタとしては、市販のバンドパスフィルタを使用することもでき、例えば、シグマ光機社のVPF-25C-10-25-36500（３６５ｎｍ）、VPF-25C-10-40-40470（４０５ｎｍ）、VPF-25C-10-40-43580（４３６ｎｍ）等を挙げることができる。
（測定用半透明膜付基板）
透明基板と、上記透明基板上に形成され、換算する特定光線の透過率が調整された半透明膜を有する測定用半透明膜付基板を準備する。また、測定用半透明膜付基板は、半透明膜の特定光線の透過率が漸次異なるものを複数枚準備する。
例えば、換算する特定光線がｉ線の場合は、半透明膜のｉ線の透過率が漸次異なるものを複数枚準備する。
上記半透明膜の特定光線の透過率は、例えば大塚電子のＭＣＰＤなどの分光透過率測定装置を用いて測定することができる。
透明基板と、上記透明基板上に形成され、換算する特定光線の透過率が調整された半透明膜を有する測定用半透明膜付基板を準備する。また、測定用半透明膜付基板は、半透明膜の特定光線の透過率が漸次異なるものを複数枚準備する。
例えば、換算する特定光線がｉ線の場合は、半透明膜のｉ線の透過率が漸次異なるものを複数枚準備する。
上記半透明膜の特定光線の透過率は、例えば大塚電子のＭＣＰＤなどの分光透過率測定装置を用いて測定することができる。
（測定用レジスト基板）
実際の表示装置用機能素子の製造に用いられる被処理部材と、上記被処理部材上に形成され、実際の露光工程に用いられるレジストで、実際の厚みで形成されたレジスト層とを有する測定用レジスト基板を準備する。
実際の表示装置用機能素子の製造に用いられる被処理部材と、上記被処理部材上に形成され、実際の露光工程に用いられるレジストで、実際の厚みで形成されたレジスト層とを有する測定用レジスト基板を準備する。
（感光エネルギーの特定光線のしきい値に相当する透過率の測定方法）
上述した露光条件で、測定用半透明膜付基板の透過率を変更することにより、測定用感光レジスト基板のレジスト層の感光の有無を測定する。レジスト層の感光の有無は、以下のように評価する。
特定光線での露光を行い、未露光部の膜厚と露光部の膜厚に面内のばらつき以上の膜減りが無いかを膜厚測定を行って評価を行う。より具体的には、特定光線での露光を行い、未露光部の膜厚と露光部の膜厚に１００ｎｍ以上の膜厚差を有する場合はレジスト層の感光有り、１００ｎｍ未満の膜厚差を有する場合はレジスト層の感光無しと評価する。
なお、レジスト層を塗布法により形成した際に生じるレジスト層の面内ばらつきは、通常、１００ｎｍ未満であることが知られている。そのため、本発明においては、未露光部の膜厚と露光部の膜厚に１００ｎｍ以上の膜厚差を有する場合はレジスト層に反応が生じているものとし、感光有りと評価した。
上記膜厚の測定方法としては、ラムダエース（大日本スクリーン）などの光学特性から算出する方法とデックタック（アルバック）などの触針式表面形状測定器を用いる方法が挙げられる。
本発明においては、レジスト層が感光しなくなったときの測定用半透明膜付基板の透過率を、「レジスト層の特定光線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率」とする。
上述した露光条件で、測定用半透明膜付基板の透過率を変更することにより、測定用感光レジスト基板のレジスト層の感光の有無を測定する。レジスト層の感光の有無は、以下のように評価する。
特定光線での露光を行い、未露光部の膜厚と露光部の膜厚に面内のばらつき以上の膜減りが無いかを膜厚測定を行って評価を行う。より具体的には、特定光線での露光を行い、未露光部の膜厚と露光部の膜厚に１００ｎｍ以上の膜厚差を有する場合はレジスト層の感光有り、１００ｎｍ未満の膜厚差を有する場合はレジスト層の感光無しと評価する。
なお、レジスト層を塗布法により形成した際に生じるレジスト層の面内ばらつきは、通常、１００ｎｍ未満であることが知られている。そのため、本発明においては、未露光部の膜厚と露光部の膜厚に１００ｎｍ以上の膜厚差を有する場合はレジスト層に反応が生じているものとし、感光有りと評価した。
上記膜厚の測定方法としては、ラムダエース（大日本スクリーン）などの光学特性から算出する方法とデックタック（アルバック）などの触針式表面形状測定器を用いる方法が挙げられる。
本発明においては、レジスト層が感光しなくなったときの測定用半透明膜付基板の透過率を、「レジスト層の特定光線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率」とする。
（ｂ）位相シフト領域の透過率
本発明においては、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であればよいが、さらに、上記位相シフト領域のｈ線の透過率が上記レジスト層のｈ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であることが好ましい。本発明の位相シフトマスクを用いてｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光を用いて露光を行った場合に、位相シフト領域を透過するｉ線およびｈ線によりレジストが感光されることを防止することができることから、現像後のレジスト層の膜減りをより好適に防止することができる。
本発明においては、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であればよいが、さらに、上記位相シフト領域のｈ線の透過率が上記レジスト層のｈ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であることが好ましい。本発明の位相シフトマスクを用いてｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光を用いて露光を行った場合に、位相シフト領域を透過するｉ線およびｈ線によりレジストが感光されることを防止することができることから、現像後のレジスト層の膜減りをより好適に防止することができる。
本発明においては、上記位相シフト領域のｇ線の透過率が、上記レジスト層のｇ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下となっていてもよい。この場合は、位相シフト領域を透過するｉ線、ｈ線およびｇ線によりレジストが感光されることを防止することができることから、現像後のレジスト層の膜減りをより好適に防止することができる。また、この場合は、位相シフト領域におけるｇ線の透過率としては、位相シフト領域を透過したｇ線により位相シフト効果を発現することができる程度とされる。
本発明においては、位相シフト領域のｇ線の透過率がｉ線の透過率よりも高いものである。本発明においては、ｉ線の透過率をＴｉ、ｈ線の透過率をＴｈ、ｇ線の透過率をＴｇとした場合に、Ｔｉ≦Ｔｈ≦Ｔｇ（Ｔｉ＝Ｔｈ＝Ｔｇを除く。）となることがより好ましく、Ｔｉ＜Ｔｈ＜Ｔｇとなることが特に好ましい。位相シフト領域の透過率については、位相シフト膜の厚さおよび材料が影響する。そのため、位相シフト領域における各光線の透過率が上述した関係を有する場合は、位相シフト膜の厚さおよび材料を調整することにより、ｇ線については位相シフト効果を発現できる透過率となり、かつ上述したｉ線の透過率およびｈ線の透過率がレジスト層のｉ線およびｇ線の感光エネルギーしきい値に相当する透過率以下になるように調整しやすいからである。
本発明における位相シフト領域のｇ線の透過率とｉ線の透過率との差については、具体的には、４％以上程度であり、なかでも６％以上、特に９％以上であることが好ましい。
また、上記差の上限値としては、特に限定されないが、例えば３０％程度である。
上記差が上述した範囲内であることにより、位相シフト領域の位相差および各光線の透過率の調整が容易になるからである。
また、上記差の上限値としては、特に限定されないが、例えば３０％程度である。
上記差が上述した範囲内であることにより、位相シフト領域の位相差および各光線の透過率の調整が容易になるからである。
具体的な位相シフト領域のｉ線、ｈ線、ｇ線の透過率については、位相シフトマスクの用途、および位相シフトマスクとともに用いられるレジストの種類等に応じて適宜選択することができ、特に限定されない。
例えばｉ線の透過率が、０％以上６％以下の範囲内であることが好ましく、なかでも０％以上４％以下の範囲内であることが好ましく、特に０％以上３％以下の範囲内であることが好ましい。
また、例えばｈ線の透過率が、０％以上１０％以下の範囲内であることが好ましく、なかでも０％以上８％以下の範囲内であることが好ましく、特に０％以上６％以下の範囲内であることが好ましい。
また、例えばｇ線の透過率が、４％以上２０％以下の範囲内であることが好ましく、
なかでも６％以上１５％以下の範囲内であることが好ましく、特に６％以上１２％以下の範囲内であることが好ましい。
ｉ線、ｈ線およびｇ線の透過率が上述した範囲内であることにより、現像後のレジスト層の膜減りを好適に抑制できる位相シフトマスクとすることができる。
例えばｉ線の透過率が、０％以上６％以下の範囲内であることが好ましく、なかでも０％以上４％以下の範囲内であることが好ましく、特に０％以上３％以下の範囲内であることが好ましい。
また、例えばｈ線の透過率が、０％以上１０％以下の範囲内であることが好ましく、なかでも０％以上８％以下の範囲内であることが好ましく、特に０％以上６％以下の範囲内であることが好ましい。
また、例えばｇ線の透過率が、４％以上２０％以下の範囲内であることが好ましく、
なかでも６％以上１５％以下の範囲内であることが好ましく、特に６％以上１２％以下の範囲内であることが好ましい。
ｉ線、ｈ線およびｇ線の透過率が上述した範囲内であることにより、現像後のレジスト層の膜減りを好適に抑制できる位相シフトマスクとすることができる。
（ｂ）位相シフト領域の位相差
本発明に用いられる位相シフト領域は、後述する位相シフト膜が設けられた領域である。本発明においては、位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であることを特徴とする。
本発明に用いられる位相シフト領域は、後述する位相シフト膜が設けられた領域である。本発明においては、位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であることを特徴とする。
位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させるとは、透過領域および位相シフト領域の境界において位相シフト効果を発現させることができる程度に、位相シフト領域を透過したｇ線の位相を変化させることをいう。より具体的には、ｇ線が位相シフト領域を透過することにより生じる、位相差（以下、位相シフト領域のｇ線に対する位相差と称して説明する場合がある。）が、１８０°±１０°の範囲内であることをいい、好ましくは１８０°±５°の範囲内であり、より好ましくは１８０°である。
上述した位相シフト領域の各光線に対する位相差は、例えばレーザーテック社のＭＰＭ１００などの分光位相差測定装置を用いて測定することができる。
（ｃ）位相シフト領域の調整方法
位相シフト領域のｇ線に対する位相差、ならびにｉ線、ｈ線およびｇ線の透過率は、位相シフト膜の材料、および厚みにより調整することができる。
位相シフト領域のｇ線に対する位相差、ならびにｉ線、ｈ線およびｇ線の透過率は、位相シフト膜の材料、および厚みにより調整することができる。
以下、位相シフト領域の調整方法の一例について説明する。
ここで、位相シフト領域に形成される位相シフト膜は露光光の位相を反転させる膜厚が求められる。また、露光光が位相シフト膜を透過することにより生じる位相差（位相シフト膜の露光光に対する位相差と称して説明する場合がある。）と、位相シフト膜の屈折率、膜厚、および露光光の波長とは下記式（１）で示される関係を有する。
Φ＝２π（ｎ−１）ｄ／λ （１）
（式（１）中、Φは位相シフト膜の露光光に対する位相差、ｎは位相シフト膜の屈折率（絶対屈折率）、ｄは位相シフト膜の厚み、λは露光光の波長である。）
ここで、位相シフト領域に形成される位相シフト膜は露光光の位相を反転させる膜厚が求められる。また、露光光が位相シフト膜を透過することにより生じる位相差（位相シフト膜の露光光に対する位相差と称して説明する場合がある。）と、位相シフト膜の屈折率、膜厚、および露光光の波長とは下記式（１）で示される関係を有する。
Φ＝２π（ｎ−１）ｄ／λ （１）
（式（１）中、Φは位相シフト膜の露光光に対する位相差、ｎは位相シフト膜の屈折率（絶対屈折率）、ｄは位相シフト膜の厚み、λは露光光の波長である。）
位相シフト領域のｇ線（４３６ｎｍ）（式（１）においてλ＝４３６ｎｍ）に対する位相差が１８０°（π）（式（１）においてΦ＝π）となるように調整する場合、位相シフト膜の厚みと位相シフト膜の屈折率とは下記式（２）で示される関係を有する。
ｄ＝２１８／（ｎ−１）（ｎｍ） （２）
（式（２）中、ｎは位相シフト膜の屈折率（絶対屈折率）、ｄは位相シフト膜の厚みである。）
ｄ＝２１８／（ｎ−１）（ｎｍ） （２）
（式（２）中、ｎは位相シフト膜の屈折率（絶対屈折率）、ｄは位相シフト膜の厚みである。）
本発明においては、位相シフト膜が上記式（２）で示される厚みを有する場合において、位相シフト膜のｉ線、ｈ線およびｇ線の各透過率が、上述した位相シフト領域のｉ線、ｈ線およびｇ線の各透過率となるように、所定の屈折率を有する位相シフト膜の材料を選択する。
また、この際、選択された位相シフト材料を用いた場合の、位相シフト膜の単位厚み（ｎｍ）当たりの位相差を算出することで、位相シフト膜の成膜の精度により生じる、位相シフト膜のｇ線に対する位相差のズレを求めることができるため、実際の成膜において許容される位相シフト膜の厚みを求めることができる。
また、この際、選択された位相シフト材料を用いた場合の、位相シフト膜の単位厚み（ｎｍ）当たりの位相差を算出することで、位相シフト膜の成膜の精度により生じる、位相シフト膜のｇ線に対する位相差のズレを求めることができるため、実際の成膜において許容される位相シフト膜の厚みを求めることができる。
以上のように位相シフト膜を調整することにより、位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させ、ｉ線の透過率が所定の値以下となり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高くなるように、位相シフト領域を調整することができる。
（２）透過領域
本発明における透過領域は、透明基板が露出した領域である。
本発明における透過領域は、透明基板が露出した領域である。
本発明における透過領域の光透過性としては、混合波長の露光光を透過させて、レジストを露光することができれば特に限定されない。具体的には、透過領域の露光光に対する透過率が、８５％以上、なかでも９０％以上、特に９５％以上であることが好ましい。透過領域の上記透過率が小さいと、透過領域においてレジスト層に照射される露光エネルギーを十分なものとすることができず、製造タクトが低下する可能性があるからである。
上記透過領域の露光光に対する透過率は、例えば大塚電子のＭＣＰＤなどの分光透過率測定装置を用いて測定することができる。
上記透過領域の露光光に対する透過率は、例えば大塚電子のＭＣＰＤなどの分光透過率測定装置を用いて測定することができる。
透過領域の光透過性については、通常、本発明に用いられる透明基板の光透過性と同様である。
（３）各領域の形態
位相シフト領域のパターン形状としては、位相シフトマスクの用途に応じて適宜選択され、特に限定されない。例えば、図２に例示するようなラインパターン形状、図３に例示するようなドットパターン形状等を挙げることができる。また、位相シフト領域のパターン形状がラインパターン形状の場合は、図２に例示するようなラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）パターン形状、図示はしないが格子パターン形状等が挙げられる。
Ｌ＆Ｓパターン形状は、例えば、ＴＦＴ基板等に用いられるゲート電極、ソース電極、ドレイン電極等の信号電極、配線電極や、カラーフィルタの遮光部、導電性パターン付基板に用いられる細線電極、細線透明電極等を形成するためのパターン形状として、好適に用いることができる。
ドットパターン形状は、例えば、ＴＦＴ基板等におけるコンタクトホール等を形成する際にホール用パターン形状として、好適に用いることができる。
位相シフト領域のパターン形状としては、位相シフトマスクの用途に応じて適宜選択され、特に限定されない。例えば、図２に例示するようなラインパターン形状、図３に例示するようなドットパターン形状等を挙げることができる。また、位相シフト領域のパターン形状がラインパターン形状の場合は、図２に例示するようなラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）パターン形状、図示はしないが格子パターン形状等が挙げられる。
Ｌ＆Ｓパターン形状は、例えば、ＴＦＴ基板等に用いられるゲート電極、ソース電極、ドレイン電極等の信号電極、配線電極や、カラーフィルタの遮光部、導電性パターン付基板に用いられる細線電極、細線透明電極等を形成するためのパターン形状として、好適に用いることができる。
ドットパターン形状は、例えば、ＴＦＴ基板等におけるコンタクトホール等を形成する際にホール用パターン形状として、好適に用いることができる。
位相シフト領域の幅としては、位相シフトマスクの用途等に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、０．５μｍ以上、なかでも１．０μｍ〜５．０μｍの範囲内、特に１．２μｍ〜３．０μｍの範囲内であることが好ましい。位相シフト領域の幅が小さすぎると、本発明の位相シフトマスクを用いた場合も、レジストを解像することが困難となる可能性があるからである。
位相シフト領域の幅について、特に上限はないが、上述した範囲にある場合は、バイナリマスクに比べて良好な解像度を示すことができる。
なお、位相シフト領域の幅とは、図２および図３においてＷ１で示される距離をいう。
位相シフト領域の幅について、特に上限はないが、上述した範囲にある場合は、バイナリマスクに比べて良好な解像度を示すことができる。
なお、位相シフト領域の幅とは、図２および図３においてＷ１で示される距離をいう。
また、位相シフト領域がＬ＆Ｓパターン形状を有する場合、位相シフト領域間のスペース部の幅としては、位相シフトマスクの用途に応じて適宜選択され、特に限定されないが、０．５μｍ以上、なかでも１．０μｍ〜５．０μｍの範囲内、特に１．２μｍ〜３．０μｍの範囲内であることが好ましい。
また、上記の場合、位相シフト領域間のハーフピッチとしては、位相シフトマスクの用途に応じて適宜選択され、特に限定されないが、１．５μｍ〜１０．０μｍの範囲内、なかでも２．０μｍ〜８．０μｍの範囲内、特に３．０μｍ〜６．０μｍの範囲内であることが好ましい。
上記スペース部およびハーフピッチの幅が小さすぎると、本発明の位相シフトマスクを用いた場合も、レジストを解像することが困難となる可能性があるからである。
記ハーフピッチおよびスペース部の幅について、特に上限はないが、上述した範囲にある場合は、バイナリマスクに比べて良好な解像度を示すことができる。
なお、スペース部は図２においてＷ２で示される距離をいい、ハーフピッチは図２においてＷ３で示される距離をいう。
また、上記の場合、位相シフト領域間のハーフピッチとしては、位相シフトマスクの用途に応じて適宜選択され、特に限定されないが、１．５μｍ〜１０．０μｍの範囲内、なかでも２．０μｍ〜８．０μｍの範囲内、特に３．０μｍ〜６．０μｍの範囲内であることが好ましい。
上記スペース部およびハーフピッチの幅が小さすぎると、本発明の位相シフトマスクを用いた場合も、レジストを解像することが困難となる可能性があるからである。
記ハーフピッチおよびスペース部の幅について、特に上限はないが、上述した範囲にある場合は、バイナリマスクに比べて良好な解像度を示すことができる。
なお、スペース部は図２においてＷ２で示される距離をいい、ハーフピッチは図２においてＷ３で示される距離をいう。
また、例えば、図３中、Ｗ４で示される距離のように、位相シフト領域間に設けられる透過領域の幅の好ましい範囲についても、上述したスペース部の幅と同様とすることができる。
本発明においては、上述した位相シフト領域の幅、および位相シフト領域間に設けられる透過領域の幅が、表示装置用の露光装置のバイナリマスクによる解像限界の幅以下でレジスト層を描画できる幅であることが好ましい。
ここで、上記露光装置の解像限界の幅とは、上記露光装置に置いてバイナリマスクを用いた場合に、露光領域内で安定的に描画されるレジスト層の幅をいう。また、上記露光装置の解像限界の幅は、上記露光領域内で安定的に解像できるバイナリマスクの遮光領域および透過領域の最小値と同等のとして扱うことができる。
より具体的には、上述した位相シフト領域の幅、および位相シフト領域間に設けられる透過領域の幅が、露光装置の解像限界の幅に対して１００％以下、なかでも８５％以下であることが好ましく、３０％以上、なかでも４０％以上でレジスト層を描画できる幅であることが好ましい。上述した位相シフト領域の幅、および位相シフト領域間に設けられる透過領域の幅を上述した幅とすることにより、従来から表示装置の製造時に用いられている露光装置を用いた場合であっても、良好な解像度でレジスト層を露光することができるからである。
ここで、上記露光装置の解像限界の幅とは、上記露光装置に置いてバイナリマスクを用いた場合に、露光領域内で安定的に描画されるレジスト層の幅をいう。また、上記露光装置の解像限界の幅は、上記露光領域内で安定的に解像できるバイナリマスクの遮光領域および透過領域の最小値と同等のとして扱うことができる。
より具体的には、上述した位相シフト領域の幅、および位相シフト領域間に設けられる透過領域の幅が、露光装置の解像限界の幅に対して１００％以下、なかでも８５％以下であることが好ましく、３０％以上、なかでも４０％以上でレジスト層を描画できる幅であることが好ましい。上述した位相シフト領域の幅、および位相シフト領域間に設けられる透過領域の幅を上述した幅とすることにより、従来から表示装置の製造時に用いられている露光装置を用いた場合であっても、良好な解像度でレジスト層を露光することができるからである。
２．位相シフトマスクの構成
本発明の位相シフトマスクは、透明基板と位相シフト膜とを有するものである。
本発明の位相シフトマスクは、透明基板と位相シフト膜とを有するものである。
（１）位相シフト膜
本発明に用いられる位相シフト膜は、後述する透明基板上に形成されるものである。また、位相シフト膜は、本発明の位相シフトマスクにおける位相シフト領域に、ｇ線に対する所望の位相差、ならびにｉ線、ｈ線およびｇ線の所望の透過率を付与するために設けられるものである。
本発明に用いられる位相シフト膜は、後述する透明基板上に形成されるものである。また、位相シフト膜は、本発明の位相シフトマスクにおける位相シフト領域に、ｇ線に対する所望の位相差、ならびにｉ線、ｈ線およびｇ線の所望の透過率を付与するために設けられるものである。
位相シフト膜の材料としては、上記式（２）で示される厚みにおけるｉ線、ｈ線およびｇ線の透過率を考慮して選択される。
上記位相シフト膜の材料としては、通常、その屈折率は１を超えるものであるが、例えば、その屈折率が１．５以上のものが好ましく、中でも１．５〜３．５の範囲内のもの、特に２．０〜３．０の範囲内のものが好ましい。
位相シフト膜の材料が上述した屈折率を有するものであれば、位相シフト膜の厚みを調整して成膜しやすいからである。
上記屈折率の測定方法としては、例えばジェー・エー・ウーラム（J.A.Woollam）社のエリプソメトリーなどを用いて測定を行う。また、上記屈折率は、２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内の波長を用いて測定された値とする。
上記位相シフト膜の材料としては、通常、その屈折率は１を超えるものであるが、例えば、その屈折率が１．５以上のものが好ましく、中でも１．５〜３．５の範囲内のもの、特に２．０〜３．０の範囲内のものが好ましい。
位相シフト膜の材料が上述した屈折率を有するものであれば、位相シフト膜の厚みを調整して成膜しやすいからである。
上記屈折率の測定方法としては、例えばジェー・エー・ウーラム（J.A.Woollam）社のエリプソメトリーなどを用いて測定を行う。また、上記屈折率は、２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内の波長を用いて測定された値とする。
位相シフト膜の材料としては、具体的には、酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）、モリブデンシリサイド窒化物（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド酸化窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）、モリブデンシリサイド酸化物（ＭｏＳｉＯ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、チタン酸化窒化物（ＴｉＯＮ）等を挙げることができる。また、これらの位相シフト膜の材料は、酸素や窒素の含有率を変えて位相差および透過率を調整することができる。
本発明に用いられる位相シフト膜の材料としては、なかでも、酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）であることが好ましい。
本発明に用いられる位相シフト膜の材料としては、なかでも、酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）であることが好ましい。
位相シフト膜は必要に応じて、表面に低反射層を設け、表面の反射光を低減させることも可能である。低反射層の材料としては、位相シフトマスクにおける公知の低反射層を用いることができ、例えば酸化クロム（ＣｒＯ）等が挙げられる。
位相シフト膜の厚みとしては、上述した式（２）を満たし、その際の位相シフト膜のｇ線、ｈ線およびｉ線の透過率を所望のものとすることができれば特に限定されず、位相シフト膜の種類により適宜選択することができる。
位相シフト膜の厚みとしては、具体的には、１００ｎｍ〜２５０ｎｍ程度とすることができ、中でも１２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、特に１４０ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
位相シフト膜の厚みとしては、具体的には、１００ｎｍ〜２５０ｎｍ程度とすることができ、中でも１２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、特に１４０ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
位相シフト膜の形成方法については、後述する「Ｂ．位相シフトマスクの製造方法」の項で説明するため、ここでの記載は省略する。
（２）透明基板
透明基板は、位相シフト膜を支持するものである。また、本発明の位相シフトマスクにおいては、透明基板が露出した領域が透過領域として用いられる。
透明基板は、位相シフト膜を支持するものである。また、本発明の位相シフトマスクにおいては、透明基板が露出した領域が透過領域として用いられる。
透明基板の光透過性については、通常、上述した透過領域の光透過性と同様であるため、ここでの説明は省略する。
透明基板としては、例えば、光学研磨された低膨張ガラス（アルミノホウ珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラス）、合成石英ガラスを挙げることができる。本発明においては、なかでも合成石英ガラスが好適に用いられる。熱膨張率が小さく、位相シフトマスクを製造しやすいからである。
透明基板の厚みとしては、位相シフトマスクの用途等に応じて適宜選択することができ、特に限定されない。透明基板としては、例えば、８ｍｍ〜１３ｍｍの範囲内のものを好適に用いることができる。
透明基板のサイズとしては、位相シフトマスクの用途等に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、３５０ｍｍ×３５０ｍｍ〜１２２０ｍｍ×１４００ｍｍの範囲内であることが好ましい。
（３）遮光膜
本発明の位相シフトマスクは、上述した透明基板および位相シフト膜以外に、例えば、遮光膜を有していてもよい。
遮光膜としては、一般的なフォトマスクに用いられるものと同様とすることができ、例えば、金属クロム等で構成されるものを挙げることができる。
本発明の位相シフトマスクは、上述した透明基板および位相シフト膜以外に、例えば、遮光膜を有していてもよい。
遮光膜としては、一般的なフォトマスクに用いられるものと同様とすることができ、例えば、金属クロム等で構成されるものを挙げることができる。
３．位相シフトマスク
本発明の位相シフトマスクの製造方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。また、本発明の位相シフトマスクの製造方法としては、後述する「Ｂ．位相シフトマスクの製造方法」の項で説明する方法を好適に用いることができる。
本発明の位相シフトマスクの製造方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。また、本発明の位相シフトマスクの製造方法としては、後述する「Ｂ．位相シフトマスクの製造方法」の項で説明する方法を好適に用いることができる。
本発明の位相シフトマスクは、表示装置に用いられる表示装置用機能素子の製造時におけるフォトリソグラフィ法に好適に用いることができる。本発明の位相シフトマスクを用いた表示装置用機能素子の製造方法については、詳しくは後述する「Ｃ．表示装置用機能素子の製造方法」の項で説明するため、ここでの説明は省略する。
Ｂ．位相シフトマスクの製造方法
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、透明基板と、上記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、上記透明基板が露出した透過領域と、上記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備える位相シフトマスクを製造する製造方法であって、上記位相シフト膜の厚みおよび材料を調整することにより、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させ、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高くなるように、上記位相シフト領域を調整して上記位相シフトマスクを設計する設計工程を有することを特徴とする製造方法である。
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、透明基板と、上記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、上記透明基板が露出した透過領域と、上記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備える位相シフトマスクを製造する製造方法であって、上記位相シフト膜の厚みおよび材料を調整することにより、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させ、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高くなるように、上記位相シフト領域を調整して上記位相シフトマスクを設計する設計工程を有することを特徴とする製造方法である。
図４は、本発明の位相シフトマスクの製造方法の一例を示す工程図である。また、本発明の位相シフトマスクの製造方法は、図１に例示した構成を有する位相シフトマスクを製造する製造方法である。
本発明においては、図示はしないが、まず、上記位相シフト膜の厚みおよび材料を調整することにより、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させ、ｉ線の透過率が所定の値以下となり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高くなるように、上記位相シフト領域を調整して上記位相シフトマスクを設計する（設計工程）。
次に、設計工程により調整された位相シフト膜の厚みおよび材料に従って、透明基板上に所定のパターン形状を有する位相シフト膜を形成して位相シフトマスクを製造する。一例を以下に挙げる。
まず、図４（ａ）に例示するように、透明基板１上の全面に位相シフト膜２をスパッタリング法等を用いて形成する（位相シフト膜形成工程）。次に、図４（ｂ）に例示するように、位相シフト膜２上にレジストを含む塗工液を塗布し、塗布後に所定時間ベークし、均一な厚みのレジスト層５（以下、マスク用レジスト層と称して説明する場合がある。）を形成する。次にレーザー描画装置２０により、マスク用レジスト層５に所望のパターンを描画し、現像して、図４（ｃ）に例示するように、所定のパターン形状を有するマスク用レジスト層５を形成する（レジスト形成工程）。次いで、図４（ｄ）に例示するように、現像後のマスク用レジスト層５から露出している位相シフト膜２をエッチングして除去し、残存しているマスク用レジスト層５を剥離除去する（エッチング工程）。
以上の工程により、図４（ｄ）に例示するように、位相シフト領域４の形状にパターン形成された位相シフト膜２を有する位相シフトマスク１０を製造することができる。なお、図４（ｄ）に例示される位相シフトマスク１０については、図１と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
本発明においては、図示はしないが、まず、上記位相シフト膜の厚みおよび材料を調整することにより、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させ、ｉ線の透過率が所定の値以下となり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高くなるように、上記位相シフト領域を調整して上記位相シフトマスクを設計する（設計工程）。
次に、設計工程により調整された位相シフト膜の厚みおよび材料に従って、透明基板上に所定のパターン形状を有する位相シフト膜を形成して位相シフトマスクを製造する。一例を以下に挙げる。
まず、図４（ａ）に例示するように、透明基板１上の全面に位相シフト膜２をスパッタリング法等を用いて形成する（位相シフト膜形成工程）。次に、図４（ｂ）に例示するように、位相シフト膜２上にレジストを含む塗工液を塗布し、塗布後に所定時間ベークし、均一な厚みのレジスト層５（以下、マスク用レジスト層と称して説明する場合がある。）を形成する。次にレーザー描画装置２０により、マスク用レジスト層５に所望のパターンを描画し、現像して、図４（ｃ）に例示するように、所定のパターン形状を有するマスク用レジスト層５を形成する（レジスト形成工程）。次いで、図４（ｄ）に例示するように、現像後のマスク用レジスト層５から露出している位相シフト膜２をエッチングして除去し、残存しているマスク用レジスト層５を剥離除去する（エッチング工程）。
以上の工程により、図４（ｄ）に例示するように、位相シフト領域４の形状にパターン形成された位相シフト膜２を有する位相シフトマスク１０を製造することができる。なお、図４（ｄ）に例示される位相シフトマスク１０については、図１と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
本発明によれば、上記設計工程を有することにより、上述の位相シフトマスクを製造することができる。すなわち、上記設計工程を有することにより、露光後のレジスト層の膜減りを抑制することができる位相シフトマスクを製造することができる。
以下、本発明の位相シフトマスクの製造方法の詳細について説明する。
以下、本発明の位相シフトマスクの製造方法の詳細について説明する。
１．設計工程
本発明における設計工程は、上記位相シフト膜の厚みおよび材料を調整することにより、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させ、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高くなるように、上記位相シフト領域を調整して上記位相シフトマスクを設計する工程である。
本発明における設計工程は、上記位相シフト膜の厚みおよび材料を調整することにより、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させ、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高くなるように、上記位相シフト領域を調整して上記位相シフトマスクを設計する工程である。
本工程に用いられる位相シフト領域の調整方法としては、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させ、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高くなるようにすることができれば特に限定されない。例えば、上述した「Ａ．位相シフトマスク」で説明した換算方法を用いて、上記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率を求め、上記透過率を基に、位相シフト膜の材料および厚みを調整することにより、位相シフト領域を調整することができる。位相シフト領域の調整方法の詳細については、上述した「Ａ．位相シフトマスク」の項で説明した位相シフト領域の調整方法と同様の内容とすることができるため、ここでの説明は省略する。
また、本工程においては、実際に透明基板上に位相シフト膜を形成することにより、位相シフト領域の厚みおよび材料を調整し、位相シフト領域を調整して位相シフトマスクの設計を行ってもよく、種々の位相シフト膜の材料の光透過率、単位厚み当たりの位相差、レジスト層の特定光線の感光エネルギーしきい値に相当する透過率等のデータを有する場合は、シミュレーションにより、位相シフト領域の厚みおよび材料を調整し、位相シフト領域を調整して位相シフトマスクの設計を行ってもよい。
２．位相シフト膜形成工程
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、上述した設計工程以外に、通常、上述した設計工程を基に調整された位相シフトマスク厚みおよび材料を用いて透明基板上に位相シフト膜を形成する位相シフト膜形成工程を有する。
本工程において用いられる位相シフト膜の材料、形成される位相シフト膜については、上述した「Ａ．位相シフトマスク」の項で説明したものと同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、上述した設計工程以外に、通常、上述した設計工程を基に調整された位相シフトマスク厚みおよび材料を用いて透明基板上に位相シフト膜を形成する位相シフト膜形成工程を有する。
本工程において用いられる位相シフト膜の材料、形成される位相シフト膜については、上述した「Ａ．位相シフトマスク」の項で説明したものと同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
位相シフト膜の形成方法としては、公知の位相シフト膜の形成方法を用いることができ、具体的には、蒸着法や、スパッタリング法等を挙げることができる。
３．マスク用レジスト形成工程
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、通常、上述した位相シフト膜形成工程後に、上記位相シフト膜上にマスク用レジスト層を形成し、上記マスク用レジスト層を露光した後、現像して、所定のパターン形状を有するマスク用レジスト層を形成するマスク用レジスト層形成工程を有する。
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、通常、上述した位相シフト膜形成工程後に、上記位相シフト膜上にマスク用レジスト層を形成し、上記マスク用レジスト層を露光した後、現像して、所定のパターン形状を有するマスク用レジスト層を形成するマスク用レジスト層形成工程を有する。
マスク用レジスト層は、感光性樹脂を用いて形成される。マスク用レジスト層に用いられる感光性樹脂としては、一般的な感光性樹脂と同様とすることができ、ポジ型感光性樹脂であっても良く、ネガ型感光性樹脂であっても良い。上記ポジ型感光性樹脂としては、例えばフェノールエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、シクロオレフィン等を挙げることができる。具体的には、ＩＰ３５００（ＴＯＫ社製）、ＰＦＩ２７（住友化学社製）、ＺＥＰ７０００（ゼオン社製）等を挙げることができる。一方、ネガ型感光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等を挙げることができる。具体的には、ポリグリシジルメタクリレート（ＰＧＭＡ）、化学増幅型のＳＡＬ６０１（シプレ社製）等を挙げることができる。
マスク用レジスト層の厚みとしては、特に限定されるものではないが、例えば１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内である。
マスク用レジスト層の形成方法については、公知の方法とすることができる。
マスク用レジスト層の厚みとしては、特に限定されるものではないが、例えば１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内である。
マスク用レジスト層の形成方法については、公知の方法とすることができる。
本工程に用いられる露光装置としては、マスク用レジスト層に所望のパターン形状を描画することができれば特に限定されない。例えば、レーザー描画装置等を用いることができる。また、露光条件等については、一般的な位相シフトマスクの製造時に用いられる条件と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
マスク用レジスト層を現像する方法としては、例えば現像液を用いる方法等を挙げることができる。現像液の種類等については、一般的な現像液を用いることができるが、上記感光性樹脂の種類等に応じて適宜選択することが好ましい。上記現像液としては、具体的にはテトラメチルアンモニウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液等のアルカリ現像液、および塩酸水溶液、酢酸水溶液、硫酸水溶液、リン酸水溶液等の酸現像液等を挙げることができる。
４．エッチング工程
本発明の位相シフトマスクの製造方法においては、通常、上述したレジスト形成工程後に、現像後のマスク用レジスト層から露出している位相シフト膜をエッチングして除去するエッチング工程が行われる。
本発明の位相シフトマスクの製造方法においては、通常、上述したレジスト形成工程後に、現像後のマスク用レジスト層から露出している位相シフト膜をエッチングして除去するエッチング工程が行われる。
位相シフト膜のエッチング方法としては、ウェットエッチング法もしくはドライエッチング法が適用できる。本工程においては、なかでもウェットエッチング法を用いることが好ましい。コスト的に有利なためである。
また、位相シフト膜がクロム系の材料で構成された膜である場合、硝酸第２セリウムアンモニウムに過塩素酸を加えたウェットエッチャントを好適に用いることができる。
また、位相シフト膜がクロム系の材料で構成された膜である場合、硝酸第２セリウムアンモニウムに過塩素酸を加えたウェットエッチャントを好適に用いることができる。
エッチング終了後、通常、マスク用レジスト層の剥離、および位相シフトマスクの洗浄処理等が行われる。
５．位相シフトマスク
本発明により製造される位相シフトマスクについては、上述した「Ａ．位相シフトマスク」の項で説明したものと同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
本発明により製造される位相シフトマスクについては、上述した「Ａ．位相シフトマスク」の項で説明したものと同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
Ｃ．表示装置用機能素子の製造方法
本発明の表示装置用機能素子の製造方法は、レジスト層を有する被処理部材を準備し、フォトマスクを介してｉ線、ｈ線およびｇ線を含む露光光を照射して上記レジスト層を露光する露光工程と、露光後の上記レジスト層を現像する現像工程とを有し、上記フォトマスクが、透明基板と、上記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、上記透明基板が露出した透過領域と、上記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備え、上記位相シフト領域が、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、上記位相シフト領域のｉ線の透過率が上記レジスト層に用いられるレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高い位相シフトマスクであることを特徴とする製造方法である。
本発明の表示装置用機能素子の製造方法は、レジスト層を有する被処理部材を準備し、フォトマスクを介してｉ線、ｈ線およびｇ線を含む露光光を照射して上記レジスト層を露光する露光工程と、露光後の上記レジスト層を現像する現像工程とを有し、上記フォトマスクが、透明基板と、上記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、上記透明基板が露出した透過領域と、上記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備え、上記位相シフト領域が、上記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、上記位相シフト領域のｉ線の透過率が上記レジスト層に用いられるレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、ｇ線の透過率が上記ｉ線の透過率よりも高い位相シフトマスクであることを特徴とする製造方法である。
図５は、本発明の表示装置用機能素子の製造方法の一例を示す工程図である。本発明の表示装置用機能素子の製造方法においては、まず図５（ａ）に例示するように、レジスト層１２を有する被処理部材１３を準備し、上述した「Ａ．位相シフトマスク」の項で説明した位相シフトマスク１０を介してｉ線、ｈ線およびｇ線を含む露光光３０を照射してレジスト層１２を露光する。次に、図５（ｂ）に示すように、露光後のレジスト層１２を現像する。図５（ａ）〜（ｃ）は、表示装置用機能素子１００としてＴＦＴ基板等に用いられる金属配線付基板１０１を形成する例について示している。また、図５（ａ）、（ｂ）では、被処理部材１３が、基体１１ａおよび基体１１ａ上に形成された金属層１１ｂを有するものである例について示している。また、図５（ｂ）、（ｃ）においては現像後のレジスト層１２は、金属層のエッチングの際のレジストマスク１２ａとして用いられ、金属層１１ｂのエッチング後に剥離される例について示している。
図６は、本発明の表示装置用機能素子の製造方法の他の例を示す工程図である。図６における露光工程および現像工程については、図５（ａ）、（ｂ）で説明した内容と同様とすることができる。また、図６（ａ）、（ｂ）は、表示装置用機能素子１００として、カラーフィルタに用いられる遮光部付基板１０２を形成する例について示している。また、図６（ａ）、（ｂ）では、被処理部材１３が、基体１１ａである例について示している。また、図６（ｂ）においては、現像後のレジスト層１２を遮光部付基板１０２の構成である遮光部１２ｂとして用いる例について示している。
本発明によれば、露光工程において上述の位相シフトマスクを用いることにより、現像後のレジスト層の膜減りを少なくすることができる。
以下、本発明の表示装置用機能素子の製造方法の詳細について説明する。
以下、本発明の表示装置用機能素子の製造方法の詳細について説明する。
１．露光工程
本発明における露光工程は、レジスト層を有する被処理部材を準備し、フォトマスクを介してｉ線、ｈ線およびｇ線を含む露光光を照射して上記レジスト層を露光する工程である。また、本発明においては、フォトマスクとして、上述した「Ａ．位相シフトマスク」の項で説明した位相シフトマスクを用いることを特徴とする。
本発明における露光工程は、レジスト層を有する被処理部材を準備し、フォトマスクを介してｉ線、ｈ線およびｇ線を含む露光光を照射して上記レジスト層を露光する工程である。また、本発明においては、フォトマスクとして、上述した「Ａ．位相シフトマスク」の項で説明した位相シフトマスクを用いることを特徴とする。
本工程に用いられる位相シフトマスクについては、上述した「Ａ．位相シフトマスク」の項で説明した内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
本工程において準備される被処理部材としては、製造される表示装置用機能素子の種類に応じて、適宜選択することが好ましい。
本工程に用いられる露光光としては、ｉ線、ｈ線およびｇ線を含む混合波長の露光光である。上記露光光の光源としては、例えば、超高圧水銀灯等を用いることができる。
レジスト層に用いられる感光性樹脂としてはポジ型感光性樹脂が好適に用いられる。具体的なポジ型感光性樹脂については、上述した「Ｂ．位相シフトマスクの製造方法」の項で説明した内容と同様とすることができる。また、本発明において製造される表示装置用機能素子が、現像後のレジスト層を構成部材として用いる場合は、レジスト層に顔料および染料等の着色剤、無機酸化物微粒子等の機能性材料を含有させてもよい。
レジスト層の形成方法については、公知の方法とすることができるため、ここでの説明は省略する。
２．現像工程
本発明の現像工程は、露光後の上記レジスト層を現像する工程である。
本工程に用いられるレジスト層の現像方法については、上述した「Ｂ．位相シフトマスクの製造方法」の項で説明したマスク用レジスト層の現像方法と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
本発明の現像工程は、露光後の上記レジスト層を現像する工程である。
本工程に用いられるレジスト層の現像方法については、上述した「Ｂ．位相シフトマスクの製造方法」の項で説明したマスク用レジスト層の現像方法と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
現像後のレジスト層は、本発明により製造される表示装置用機能素子の種類に応じて、レジスト層の下層の金属層等をエッチングする際のレジストマスクとして用いてもよく、表示装置用機能素子の構成部材として用いてもよい。
３．その他の工程
本発明の表示装置用機能素子の製造方法は、上述した露光工程および現像工程を有する製造方法であれば特に限定されず、他にも必要な構成を適宜選択して追加することができる。
例えば、現像後のレジスト層を下層の金属層等のエッチングのためのレジストとして用いる場合、レジスト層から露出した金属層等をエッチングする工程や、レジストを剥離する工程等を挙げることができる。
本発明の表示装置用機能素子の製造方法は、上述した露光工程および現像工程を有する製造方法であれば特に限定されず、他にも必要な構成を適宜選択して追加することができる。
例えば、現像後のレジスト層を下層の金属層等のエッチングのためのレジストとして用いる場合、レジスト層から露出した金属層等をエッチングする工程や、レジストを剥離する工程等を挙げることができる。
４．表示装置用機能素子
本発明により製造される表示装置用機能素子としては、例えば、ＴＦＴ基板、ＴＦＴ基板等に用いられる金属配線付基板等、カラーフィルタ、カラーフィルタに用いられる遮光部付基板、タッチパネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル等を挙げることができる。
本発明により製造される表示装置用機能素子としては、例えば、ＴＦＴ基板、ＴＦＴ基板等に用いられる金属配線付基板等、カラーフィルタ、カラーフィルタに用いられる遮光部付基板、タッチパネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル等を挙げることができる。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。
[実施例]
厚さ１０ｍｍ、大きさ５２０ｍｍ×８００ｍｍの石英基板の表面を定法により洗浄した後、酸化窒化クロムを厚さ１５０ｎｍでスパッタリング法にて形成して位相シフト膜を形成してフォトマスクブランクスを得た。位相シフト膜は、成膜装置としてプレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用い、ターゲットとして金属クロムを用い、所定のガスを用いてスパッタリング法を行なって形成した。また、位相シフト膜の厚さはｉ線、ｈ線およびｇ線の透過率および位相差が下記の表１となるように調整した。
厚さ１０ｍｍ、大きさ５２０ｍｍ×８００ｍｍの石英基板の表面を定法により洗浄した後、酸化窒化クロムを厚さ１５０ｎｍでスパッタリング法にて形成して位相シフト膜を形成してフォトマスクブランクスを得た。位相シフト膜は、成膜装置としてプレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用い、ターゲットとして金属クロムを用い、所定のガスを用いてスパッタリング法を行なって形成した。また、位相シフト膜の厚さはｉ線、ｈ線およびｇ線の透過率および位相差が下記の表１となるように調整した。
次に、位相シフト膜上に感光性レジストを塗布し、塗布後に所定時間ベークし、均一の厚さの位相シフト膜用レジスト層を形成した。次に、レーザービーム描画装置によりパターン形状を描画した後、現像して位相シフト膜用レジストパターンを得た。次に、露出している位相シフト膜を、硝酸第２セリウムアンモニウムに過塩素酸を加えたウェットエッチャントを用いてウェットエッチングした。
位相シフト膜用レジストパターンをアルカリ薬液で剥離することにより、幅３．０μｍのラインパターンの位相シフト膜を得た。
以上の手順により、位相シフトマスクを得た。
以上の手順により、位相シフトマスクを得た。
[比較例１]
位相シフト膜の厚みを１２０ｎｍとし、ｉ線、ｈ線およびｇ線の透過率および位相差が下記の表１となるように調整したこと以外は実施例と同様の手順により位相シフトマスクを得た。
位相シフト膜の厚みを１２０ｎｍとし、ｉ線、ｈ線およびｇ線の透過率および位相差が下記の表１となるように調整したこと以外は実施例と同様の手順により位相シフトマスクを得た。
[比較例２]
厚さ１０ｍｍ、大きさ５２０ｍｍ×８００ｍｍの石英基板の表面を定法により洗浄した後、クロム遮光膜を厚さ１２０ｎｍでスパッタリング法にて形成した。クロム遮光膜は、成膜装置としてプレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用い、ターゲットとして金属クロムを用い、所定のガスを用いてスパッタリング法を行なって形成した。
厚さ１０ｍｍ、大きさ５２０ｍｍ×８００ｍｍの石英基板の表面を定法により洗浄した後、クロム遮光膜を厚さ１２０ｎｍでスパッタリング法にて形成した。クロム遮光膜は、成膜装置としてプレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用い、ターゲットとして金属クロムを用い、所定のガスを用いてスパッタリング法を行なって形成した。
次に、クロム遮光膜上に感光性レジストを塗布し、塗布後に所定時間ベークし、均一の厚さのクロム遮光膜用レジスト層を形成した。次に、レーザービーム描画装置によりパターン形状を描画した後、現像してクロム遮光膜用レジストパターンを得た。次に、露出しているクロム遮光膜を、硝酸第２セリウムアンモニウムに過塩素酸を加えたウェットエッチャントを用いてウェットエッチングした。
クロム遮光膜用レジストパターンをアルカリ薬液で剥離することにより、幅３．０μｍのラインパターンのクロム遮光膜を得た。
以上の手順により、バイナリマスクを得た。
以上の手順により、バイナリマスクを得た。
[評価]
（レジスト層の各光線に対する感光の有無）
被処理部材として、ガラス基板を準備し、被処理部材上にレジストＡＺ１５００を塗布してベークし、厚さ１．５μｍのレジスト層を得た。
次に、上述した実施例および比較例１のフォトマスクブランクスを用いて下記の露光条件におけるｉ線、ｈ線およびｇ線の各光線をレジスト層に照射して露光した場合のレジスト層の感光の有無を調べた。なお、レジスト層の感光の有無の評価については、上述した「Ａ．位相シフトマスク」の項で説明した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。各光線の照射する際には、シグマ光機社のVPF-25C-10-25-36500（３６５ｎｍ）、VPF-25C-10-40-40470（４０５ｎｍ）、VPF-25C-10-40-43580（４３６ｎｍ）を用いて他の光線を遮光した。
（レジスト層の各光線に対する感光の有無）
被処理部材として、ガラス基板を準備し、被処理部材上にレジストＡＺ１５００を塗布してベークし、厚さ１．５μｍのレジスト層を得た。
次に、上述した実施例および比較例１のフォトマスクブランクスを用いて下記の露光条件におけるｉ線、ｈ線およびｇ線の各光線をレジスト層に照射して露光した場合のレジスト層の感光の有無を調べた。なお、レジスト層の感光の有無の評価については、上述した「Ａ．位相シフトマスク」の項で説明した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。各光線の照射する際には、シグマ光機社のVPF-25C-10-25-36500（３６５ｎｍ）、VPF-25C-10-40-40470（４０５ｎｍ）、VPF-25C-10-40-43580（４３６ｎｍ）を用いて他の光線を遮光した。
＜露光条件＞
露光装置：ＣＡＮＯＮ製ミラープロジェクション
ｉ線、ｈ線およびｇ線の各々の照射強度：４０ｍＪ／ｃｍ２
露光面積：７６０ｍｍ×４４８ｍｍ
露光装置：ＣＡＮＯＮ製ミラープロジェクション
ｉ線、ｈ線およびｇ線の各々の照射強度：４０ｍＪ／ｃｍ２
露光面積：７６０ｍｍ×４４８ｍｍ
結果を表１に示す。表１に示すように、上述したレジスト層のｉ線の感光エネルギーしきい値に相当する透過率は２．９％より大きく５．２％以下の範囲内に存在することが確認できた。
（レジスト層の形状）
上述したレジスト層を有する被処理部材を用い、上述した露光条件（混合波長の露光光）で露光をし、上述の現像を行い、ライン状のレジスト層を形成した。表１においては、比較例２のレジスト層の形状を基準として、比較例２におけるエッジ部の形状よりも切り立った形状である場合は○で示している。
また、比較例２における中央部の形状の厚みと同等である場合を○、膜減りが生じている場合を×とした。
上述したレジスト層を有する被処理部材を用い、上述した露光条件（混合波長の露光光）で露光をし、上述の現像を行い、ライン状のレジスト層を形成した。表１においては、比較例２のレジスト層の形状を基準として、比較例２におけるエッジ部の形状よりも切り立った形状である場合は○で示している。
また、比較例２における中央部の形状の厚みと同等である場合を○、膜減りが生じている場合を×とした。
実施例の位相シフトマスクを用いた場合は、比較例１、２の位相シフトマスクを用いた場合に比べて、レジスト層を良好にパターニングすることができることが確認できた。
実施例の位相シフトマスクは、他の光線に比べて透過率の高いｇ線の位相差が１８０°であることから位相シフト効果を発揮することができ、比較例２のバイナリマスクを用いた場合に比べて、レジスト層のエッジ部分を切り立ったものとすることができると考えられる。また、実施例の位相シフトマスクは位相シフト領域を透過するｉ線、ｈ線およびｇ線を少ないものとすることができることから、レジスト層の中央部の膜減りを抑制することができるものと考えられる。一方、比較例１の位相シフトマスクは、他の光線に比べて透過率の低いｉ線の位相差が１８０°であることから位相シフト効果を発揮することができ、比較例２のバイナリマスクを用いた場合に比べてレジスト層のエッジ部分については切り立ったものとすることができるが、位相シフト領域を透過するｉ線、ｈ線およびｇ線が多くなることから、レジスト層の中央部の膜減りが生じやすくなると考えられる。
１ … 透明基板
２ … 位相シフト膜
３ … 透過領域
４ … 位相シフト領域
１０ … 位相シフトマスク
１２ … レジスト層
１３ … 被処理部材
１００ … 表示装置用機能素子
２ … 位相シフト膜
３ … 透過領域
４ … 位相シフト領域
１０ … 位相シフトマスク
１２ … レジスト層
１３ … 被処理部材
１００ … 表示装置用機能素子
Claims (4)
- 透明基板と、前記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、前記透明基板が露出した透過領域と、前記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備える位相シフトマスクであって、
前記位相シフト領域が、前記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、
前記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、
前記ｉ線の透過率が、０％以上６％以下の範囲内であり、
ｇ線の透過率が前記ｉ線の透過率よりも高いことを特徴とする位相シフトマスク。 - 前記位相シフト領域のｈ線の透過率が前記レジスト層のｈ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であることを特徴とする請求項１に記載の位相シフトマスク。
- 透明基板と、前記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、前記透明基板が露出した透過領域と、前記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備える位相シフトマスクを製造する位相シフトマスクの製造方法であって、
前記位相シフト膜の厚みおよび材料を調整することにより、前記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させ、前記位相シフト領域のｉ線の透過率がレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、前記ｉ線の透過率が、０％以上６％以下の範囲内であり、ｇ線の透過率が前記ｉ線の透過率よりも高くなるように、前記位相シフト領域を調整して前記位相シフトマスクを設計する設計工程を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。 - レジスト層を有する被処理部材を準備し、フォトマスクを介してｉ線、ｈ線およびｇ線を含む露光光を照射して前記レジスト層を露光する露光工程と、露光後の前記レジスト層を現像する現像工程とを有し、
前記フォトマスクが、透明基板と、前記透明基板上に形成された位相シフト膜とを有し、前記透明基板が露出した透過領域と、前記位相シフト膜が設けられた位相シフト領域とを備え、前記位相シフト領域が、前記位相シフト領域を透過したｇ線の位相を反転させる領域であり、前記位相シフト領域のｉ線の透過率が前記レジスト層に用いられるレジスト層のｉ線の感光エネルギーのしきい値に相当する透過率以下であり、前記ｉ線の透過率が、０％以上６％以下の範囲内であり、ｇ線の透過率が前記ｉ線の透過率よりも高い位相シフトマスクであることを特徴とする表示装置用機能素子の製造方法。
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