KR101127367B1

KR101127367B1 - 포토마스크 및 포토마스크의 제조 방법

Info

Publication number: KR101127367B1
Application number: KR1020080082039A
Authority: KR
Inventors: 고이찌로 요시다; 가즈히사 이무라
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2012-03-29
Also published as: JP5254581B2; KR20090020507A; TWI393995B; TW200923568A; JP2009048121A; CN101373323A; CN101373323B

Abstract

본 발명의 과제는, 복수의 차광부, 복수의 투광부 및 복수의 반투광부(그레이톤부)를 갖는 포토마스크(그레이톤 마스크)에서, 복수의 반투광부를 이루는 반투광막에 막 두께 경사 등의 막 두께의 불균일이 생기는 경우에도, 복수의 반투광부에서의 노광광의 투과량이 포토마스크 위의 위치에 따라 상기 불균일하게 영향을 받는 일 없이, 이 그레이톤 마스크를 이용하여 형성되는 레지스트 패턴에서의 레지스트막 두께를 양호하게 제어할 수 있는 포토마스크를 제공한다. 투명 기판(1) 위에 차광막(6) 및 반투광막(5)이 형성되고, 차광막(6) 및 반투광막(5)에 각각 패터닝이 실시됨으로써 복수의 차광부(2), 복수의 투광부(3) 및 노광광을 일부 투과하는 복수의 반투광부(4)가 형성된다. 반투광막(5)은, 막면에서의 위치에 따라 노광광의 투과율이 서로 다르고, 노광 조건하에서, 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율이 대략 균일하게 되도록, 패터닝이 실시되어 있다.

에칭 가공, 레지스트막, 포토마스크, 투명 기판, 노광광, 투광부, 막 투과율, 피가공층

Description

포토마스크 및 포토마스크의 제조 방법 {PHOTOMASK AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은, 여러 가지의 전자 부품의 제조에 사용되는 포토마스크 및 이러한 포토마스크를 제조하는 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 여러 가지의 전자 부품으로서는, 플랫 패널 디스플레이(FPD) 장치로 대표되는 표시 장치, 특히, 액정 디스플레이 장치(LCD) 등을 들 수 있다. 본 발명은, 이들의 제조에서, 예를 들면, 박막 트랜지스터(TFT) 및 컬러 필터(CF) 등의 형성에 유용한 포토마스크 및 이러한 포토마스크를 제조하는 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

현재, 액정 디스플레이 장치(LCD)의 분야에서, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, TFT로 칭함)를 구비한 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display: 이하, TFT-LCD로 칭함)는, CRT(음극선관)에 비교하여, 박형으로 하기 쉽고 소비 전력이 낮다고 하는 이점 때문에, 급속하게 상품화가 진행되고 있다.

TFT-LCD는, 매트릭스 형상으로 배열된 각 화소에 대응하여 TFT가 배열된 구 조의 TFT 기판과, 각 화소에 대응하여, 레드, 그린 및 블루의 화소 패턴이 배열된 컬러 필터가, 액정층을 개재시켜 서로 겹쳐진 개략 구조를 갖는다. 이러한 TFT-LCD의 제조에서는, 제조 공정수가 많고, TFT 기판만이어도, 5매 내지 6매의 포토마스크를 이용하여 제조되고 있었다.

이러한 상황하에서, TFT 기판을 4매의 포토마스크를 이용하여 제조하는 방법이 제안되어 있다. 이 제조 방법은, 차광부, 투광부 및 노광광의 일부를 투과하는 반투광부(이하, 그레이톤부라고도 함)를 갖는 다계조의 포토마스크(이하, 그레이톤 마스크라고도 함)를 이용함으로써, 사용하는 포토마스크의 매수를 삭감하는 것을 가능하게 한 것이다. 그레이톤 마스크에는, 차광부, 투광부와 함께, 1종류의 반투광부를 갖는, 3계조의 것 외에, 소정의 복수의 투과율을 갖는, 4계조 이상의 것으로 하는 것도 가능하다.

여기에서, 반투광부란, 포토마스크를 사용하여 피전사체에 패턴을 전사할 때, 노광광을 소정량 저감시켜 그 일부를 투과시킴으로써, 노광, 현상 후에 피전사체 위의 레지스트막에 형성되는 레지스트 패턴 위의 잔막량(두께)을, 투광부 또는 차광부에 대응하는 부분과 서로 다르게 하여, 제어하는 부분을 말한다. 이 부분의 노광광 투과율은, 투광부를 100%로 하였을 때, 예를 들면 10% 내지 80%로 할 수 있다. 이에 의해, 이 포토마스크를 사용하여 피전사체에 패턴 전사하였을 때에 형성되는 피전사체 위의 레지스트막에 대하여, 이 부분의 레지스트 잔막량을, 포지티브 레지스트를 이용한 경우의 차광부, 또는, 네가티브 레지스트를 이용한 경우의 투광부의 레지스트막 두께에 대하여, 예를 들면 10% 내지 80%로 할 수 있다. 이러한 반투광부는, 투명 기판 위에 반투광막을 성막하여 형성할 수 있다. 여기에서 반투광막이란, 노광광의 일부를 투과하는 막을 말하며, 노광기의 노광 조건에 의해 결정하는 노광 파장이나 노광기의 해상도에 대하여, 충분히 넓은 면적의 막에 대한 노광광의 투과율에 의해, 그 투과 특성을 규정할 수 있다. 투명 기판의 노광광 투과율을 100%로 하였을 때, 투명 기판 위에 상기 반투광막을 형성하고, 그 충분히 넓은 면적 부분의 투과율을, 해당 막 고유의 투과율이라는 의미에서, 막 투과율로 할 수 있다.

다음으로, 이러한 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정에 대하여 설명한다. 우선, 글래스 기판 위에 게이트 전극용 금속막을 형성하고, 포토마스크를 이용한 포토리소 프로세스에 의해, 게이트 전극을 형성한다. 그 후, 게이트 절연막, 제1 반도체막(a-Si), 제2 반도체막(N+a-Si), 소스 드레인용 금속막 및 포지티브형 포토레지스트막을 형성한다. 다음으로, 그레이톤 마스크를 이용하여, 포지티브형 포토레지스트막을 노광하여 현상함으로써, TFT 채널부 형성 영역, 소스 드레인 형성 영역 및 데이터 라인 형성 영역을 덮고, 또한, TFT 채널부 형성 영역에서 소스 드레인 형성 영역에서보다도 레지스트막 두께가 얇아지도록, 제1 레지스트 패턴을 형성한다.

다음으로, 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 소스 드레인 금속막, 제1 반도체막 및 제2 반도체막을 에칭한다. 그리고, TFT 채널부 형성 영역에서의 얇은 레지스트막을, 산소에 의한 애싱에 의해 제거하여, 제2 레지스트 패턴을 형성한다. 그리고, 이 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 소스 드레인용 금속막을 에칭하 여, 소스/드레인을 형성하고, 이어서, 제2 반도체막을 에칭하여, 마지막으로 잔존한 제2 레지스트 패턴을 박리시킨다. 이와 같이, 종래부터 적은 포토마스크를 이용하여 TFT 기판 등을 제조하는 공정은, 비특허 문헌 1(월간 FPD 인텔리전스 1999. 5)에 개시되어 있다.

그런데, 전술한 바와 같은 그레이톤 마스크에서, 차광막, 반투광막은, 스퍼터링 등의 공지된 성막 수단에 의해 형성할 수 있다. 여기에서 적절한 막 조성과 막 두께를 선택함으로써, 노광광에 대한 필요한 차광성, 반투광성을 얻을 수 있다. 차광막에서는, 1층으로 차광부를 형성하는 경우에는 1층에서, 반투광막과의 적층으로 형성하는 경우, 또한 에칭 스토퍼 등의 기능성 막을 적층하여 형성하는 경우에는, 그 합계에서, 광학 농도 3.0 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 반투광부 에서는, 소정의 노광광 투과율을 얻기 위해 선택한 막 소재를 성막에 이용한다. 그러나, 액정 장치 제조용의 기판은, 1변 300mm 이상의 대형이며, 최근에는 대형화의 경향이 더 현저하다. 1변이 1000mm를 초과하는 것도 적지 않고, 또한, 가까운 장래 실시가 예정되어 있는 제10 세대 이상의 것에서는, 1변이 2000mm 근방으로 된다. 이러한 대형 기판에 대하여, 균일한 막 두께의 막을 형성하는 것은 용이하지 않다. 예를 들면, 스퍼터링 타겟과 피성막 기판의 상대 위치에 의해 형성된 막에 막 두께 경사가 생기는 것은, 완전히는 피할 수 없다. 스퍼터링 타겟, 또는, 기판을 회전시키면서 성막하는 경우에, 회전축을 중심으로 막 두께 변동이 생길 우려도 있다. 또한, 성막 소재에 의해, 복수의 스퍼터링 타겟을 이용하는 경우에는, 각각의 타겟과 피성막 기판과의 상대 거리에 따라서, 막 조성에 경사가 생기는 경우도 있다.

한편, 액정 제조 장치로 대표되는 표시 장치 제조용 포토마스크에서는, 주로 i선 내지 g선의 파장 범위 내에서 소정 파장 영역을 노광 파장을 이용하여 노광한다. 여기에서 포토마스크에 형성되는 패턴 치수는, 최근 미세화의 경향이 있다. 예를 들면, 박막 트랜지스터(TFT) 제조용의 포토마스크에서는, 채널부에 상당하는 부분을 반투광부로 형성하고, 그것을 사이에 두고 인접하는 소스, 드레인에 상당하는 부분을, 차광부로서 형성하는 것이 행해진다. 액정의 동작 속도를 높이기 위해, 혹은 밝기를 향상시키기 위해, 채널부의 치수는, 미세화(예를 들면, 3㎛ 미만, 나아가 2㎛ 미만 등)를 향하고 있다. 차광부 사이에 끼워진 미세한 반투광부는, 노광기의 해상도 아래, 차광부와의 경계에서 차광부의 영향을 받아, 반투광막의 고유한 투과율보다 낮은 투과율을 나타내거나, 또는, 투광부와의 경계에서는, 반투광막의 고유한 투과율보다 높은 투과율을 나타낸다. 이러한 영향은, 채널부의 치수가 작아질수록 현저하다. 바꾸어 말하면, 최근의 미세화된 그레이톤 마스크에서는, 반투광부에 상당하는 패턴의 면적 또는 폭을 적절하게 조절하면, 상당한 자유도를 갖고, 이 부분의 노광광 투과량을 제어할 수 있는 것을, 발명자들은 발견하였다.

이하, 예시하여 설명한다.

도 8은, 투명 기판(103) 위에 반투광막(102), 및 차광막(105)을 이 순서대로 형성한 포토마스크 블랭크에 대하여, 각각의 막에 패터닝을 실시하여, 그레이톤 마스크로 한 것이다. 여기에 도시하는 바와 같이, 복수의 반투광부(101)를 이루는 반투광막(102)은, 스퍼터링에 의해 투명 기판(103) 위에 형성된다. 그러나, 스퍼터링시에 생기는 반투광막(102)의 막 두께의 불균일에 의해, 도 8에 도시하는 바와 같이, 어느 한쪽의 방향에서 반투광막(102)에 막 두께 경사를 생기게 하는 경우가 있다. 이러한 반투광막(102)의 막 두께 경사는, 스퍼터링 타겟과 기판 사이의 상대 위치에 의해 생기는 것이다. 또한, 이러한 반투광막(102)의 막 두께 경사는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 투명 기판(103)의 중앙부와 주변부에서 반투광막(102)의 막 두께가 서로 다른, 방사 형상의 경사로 되는 경우도 있다. 또한, 도면은 이해하기 쉽게 하기 위해 과장하여 표현하고 있으며, 실제의 축척과는 다르다.

또한, 이 포토마스크에서, 복수의 차광부(104)는, 투명 기판(103) 위의 반투광막(102)의 위에 차광막(105)이 형성됨으로써 구성되고, 복수의 투광부(106)는, 투명 기판(103) 위에서 차광막(105) 및 반투광막(102)이 제거됨으로써 구성되어 있다.

이들과 같은 반투광막(102)이 투명 기판(103) 위에 형성되었을 때, 반투광막(102)에 막 두께 경사가 생기면, 복수의 반투광부(101)에서의 노광광의 투과량이, 그레이톤 마스크 위의 위치에 따라 서로 다른 것으로 된다. 그러면, 이 그레이톤 마스크를 이용하여 형성되는 피전사체 위의 레지스트 패턴에서의 레지스트막 두께를, 소정의 막 두께로 제어할 수 없게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전술한 실정을 감안하여 제안되는 것으로서, 복 수의 차광부, 복수의 투광부 및 복수의 반투광부(그레이톤부)를 갖는 포토마스크(그레이톤 마스크)로서, 복수의 반투광부를 이루는 반투광막에, 막 두께 경사 등의 막 두께의 불균일이 생기는 경우에도, 복수의 반투광부에서의 노광광의 투과량이 포토마스크 위의 위치에 따라 상기 불균일하게 영향받는 일 없이, 이 그레이톤 마스크를 이용하여 형성되는 레지스트 패턴에서의 레지스트막 두께를 양호하게 제어할 수 있는 포토마스크를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 이러한 포토마스크를 제조할 수 있는 포토마스크의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 동일한 단위 패턴을 복수 갖는 포토마스크에서, 반투광막의 막 두께에 상기 불균일이 생겨도, 그 복수의 단위 패턴에서, 복수의 반투광부의 노광광 투과율을 일정하게 제어한 포토마스크, 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 그레이톤 마스크에서, 형성된 복수의 반투광부의 노광광 투과율이 원하는 값에서 벗어나 있었던 경우에도, 이 그레이톤 마스크를 이용하여 형성되는 레지스트 패턴에서의 레지스트막 두께를 원하는 값으로 제어할 수 있는 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

전술한 과제를 해결하여 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 이하의 구성 중 어느 하나를 갖는 것이다.

[구성 1]

에칭 가공이 이루어지는 피가공층 위에 형성된 레지스트막에 대하여 포토마스크를 이용하여 소정의 노광 조건하에서 노광을 행하고, 이 레지스트막을 에칭 가공에서의 마스크로 되는 레지스트 패턴으로 이루는 공정에서 이용하는 상기 포토마스크로서, 투명 기판 위에 차광막 및 반투광막이 형성되고, 그 차광막 및 반투광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써, 복수의 차광부, 복수의 투광부 및 노광광을 일부 투과하는 복수의 반투광부가 형성된 포토마스크에서, 반투광막은, 막면에서의 위치에 따라 노광광의 막 투과율이 서로 다르고, 노광 조건하에서, 복수의 반투광부의 실효 투과율이 대략 균일하게 되도록, 패터닝이 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

구성 1을 갖는 본 발명에 따른 포토마스크에서는, 반투광막은, 막면에서의 위치에 따라 노광광의 막 투과율이 서로 다르지만, 노광 조건하에서, 복수의 반투광부의 실효 투과율이 대략 균일하게 되도록, 패터닝이 실시되어 있기 때문에, 이 포토마스크를 이용한 소정의 노광 조건에 의한 피전사체에 대한 노광에 의해, 각 반투광부에 대응한 영역의 레지스트막 두께를 양호하고 균일하게 제어할 수 있다.

[구성 2]

에칭 가공이 이루어지는 피가공층 위에 형성된 레지스트막에 대하여 포토마스크를 이용하여 소정의 노광 조건하에서 노광을 행하고, 이 레지스트막을 에칭 가공에서의 마스크로 되는 복수의 동일 형상의 레지스트 단위 패턴을 포함하는 레지스트 패턴으로 이루는 공정에서 이용하는 상기 포토마스크로서, 투명 기판 위에 차광막 및 반투광막이 형성되고, 그 차광막 및 반투광막에 각각 패터닝이 실시됨으로 써, 복수의 차광부, 복수의 투광부 및 노광광을 일부 투과하는 복수의 반투광부가 형성된 포토마스크에서, 반투광막은, 막면에서의 위치에 따라 노광광의 막 투과율이 서로 다르고, 노광 조건하에서, 복수의 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크에서의 복수의 반투광부의 실효 투과율이 각각 대략 균일하게 되도록, 패터닝이 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

구성 2를 갖는 본 발명에 따른 포토마스크에서는, 반투광막은, 막면에서의 위치에 따라 노광광의 막 투과율이 서로 다르지만, 노광 조건하에서, 복수의 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크의 단위 패턴에서의 복수의 반투광부의 실효 투과율이 각각 대략 균일하게 되도록, 패터닝이 실시되어 있기 때문에, 이 포토마스크를 이용한 소정의 노광 조건에 의한 피전사체에 대한 노광에 의해, 복수의 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크의 단위 패턴에서의 대응하는 복수의 반투광부에 대응한 영역의 레지스트막 두께를 양호하고 균일하게 제어할 수 있다.

[구성 3]

구성 2를 갖는 포토마스크에서, 패터닝은, 복수의 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크의 단위 패턴에서의 복수의 반투광부의 패턴 형상이, 동일하지 않은 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

구성 3을 갖는 본 발명에 따른 포토마스크에서는, 패터닝은, 복수의 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크의 단위 패턴에서의 복수의 반투광부의 패턴 형상이, 동일하지 않은 것을 포함하므로, 복수의 단위 패턴에서의 대응하는 복수의 반투광부의 실효 투과율을 대략 균일하게 할 수 있다.

[구성 4]

구성 3을 갖는 포토마스크에서, 포토마스크의 단위 패턴에서의 복수의 반투광부의 각각은, 2개의 차광부의 평행한 엣지 사이에 끼워진 부분을 갖고, 상기 2개의 엣지 간의 거리가, 기판 위의 위치에 따라 동일하지 않은 것으로 되어 있음으로써, 포토마스크의 복수의 단위 패턴에서의 복수의 반투광부의 패턴 형상이 동일하지 않은 것을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

구성 4를 갖는 본 발명에 따른 포토마스크에서는, 포토마스크의 단위 패턴에서의 복수의 반투광부의 각각은, 2개의 차광부의 평행한 엣지 사이에 끼워진 부분을 갖고, 그 2개의 엣지 간의 거리가, 기판 위의 위치에 따라 동일하지 않은 것으로 되어 있음으로써, 포토마스크의 복수의 단위 패턴에서의 복수의 반투광부의 패턴 형상이 동일하지 않은 것을 포함하고 있으므로, 이 포토마스크를 이용한 소정의 노광 조건에 의한 피전사체에 대한 노광에 의해, 포토마스크의 복수의 단위 패턴에서의 대응하는 복수의 반투광부에 대응한 영역의 레지스트막 두께를 양호하게 제어할 수 있다.

[구성 5]

구성 1 내지 구성 4 중 어느 하나를 갖는 포토마스크에서, 포토마스크는, 박막 트랜지스터 제조용의 포토마스크이며, 복수의 반투광부의 각각은, 박막 트랜지스터의 채널부를 형성하는 것인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따른 포토마스크는, 구성 5와 같이, 박막 트랜지스터 제조용의 포토마스크로서, 복수의 반투광부의 각각은, 박막 트랜지스터의 채널부를 형성하는 것으로 할 수 있다.

[구성 6]

에칭 가공이 이루어지는 피가공층 위에 형성된 레지스트막에 대하여 포토마스크를 이용하여 소정의 노광 조건하에서 노광을 행하고, 이 레지스트막을 에칭 가공에서의 마스크로 되는 복수의 동일 형상의 레지스트 단위 패턴을 포함하는 레지스트 패턴으로 이루는 공정에서 이용하는 상기 포토마스크의 제조 방법으로서, 투명 기판 위에 차광막 및 반투광막을 형성하고, 그 차광막 및 반투광막에 각각 패터닝을 실시함으로써, 복수의 차광부, 복수의 투광부 및 노광광을 일부 투과하는 복수의 반투광부를 형성하는 공정을 갖는 포토마스크의 제조 방법에서, 반투광막은, 막면에서의 위치에 따라 노광광의 막 투과율이 서로 다르고, 패터닝에 앞서, 노광 조건하에서, 복수의 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크의 단위 패턴의 복수의 반투광부의 실효 투과율이 대략 동일하게 되도록, 패터닝의 형상을 결정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

구성 6을 갖는 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법에서는, 반투광막은, 막면에서의 위치에 따라 노광광의 막 투과율이 서로 다르고, 패터닝에 앞서, 노광 조건하에서, 복수의 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크의 단위 패턴의 복수의 반투광부의 실효 투과율이 대략 동일하게 되도록, 패터닝의 형상을 결정하므로, 소정의 노광 조건에 의한 피전사체에 대한 노광에 의해 포토마스크의 복수의 단위 패턴에서의 대응하는 복수의 반투광부에 대응한 영역의 레지스트막 두께를 양호하고 균일하게 제어할 수 있는 포토마스크를 제조할 수 있다.

[구성 7]

구성 6을 갖는 포토마스크의 제조 방법에서, 투명 기판 위에 반투광막을 형성한 후에, 이 반투광막 형성면의 복수 위치에서 막 투과율을 측정하고, 측정된 반투광막의 막 투과율에 기초하여, 포토마스크의 복수의 단위 패턴의 형상을 결정하고, 결정된 패턴 형상으로 차광막 및 반투광막을 패터닝함으로써, 복수의 단위 패턴의 대응하는 복수의 반투광부의 실효 투과율을 대략 균일하게 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

구성 7을 갖는 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법에서는, 투명 기판 위에 반투광막을 형성한 후에, 이 반투광막 형성면의 복수 위치에서 막 투과율을 측정하고, 측정된 반투광막의 막 투과율에 기초하여, 포토마스크의 복수의 단위 패턴의 형상을 결정하고, 결정된 패턴 형상으로 차광막 및 반투광막을 패터닝함으로써, 복수의 단위 패턴의 대응하는 복수의 반투광부의 실효 투과율을 대략 균일하게 하므로, 소정의 노광 조건에 의한 피전사체에 대한 노광에 의해 복수의 단위 패턴에서의 대응하는 복수의 반투광부에 대응한 영역의 레지스트막 두께를 양호하고 균일하게 제어할 수 있는 포토마스크를 제조할 수 있다.

[구성 8]

구성 6을 갖는 포토마스크의 제조 방법에서, 패터닝에 앞서, 테스트 기판 위에 반투광막을 형성하고, 이 반투광막 형성면의 복수 위치에서 막 투과율을 측정하고, 측정된 반투광막의 막 투과율에 기초하여, 포토마스크의 복수의 단위 패턴을 결정하고, 결정된 패턴 형상으로 차광막 및 반투광막을 패터닝함으로써, 복수의 단 위 패턴의 대응하는 복수의 반투광부의 실효 투과율을 대략 균일하게 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

구성 8을 갖는 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법에서는, 패터닝에 앞서, 테스트 기판 위에 반투광막을 형성하고, 이 반투광막 형성면의 복수 위치에서 막 투과율을 측정하고, 측정된 반투광막의 막 투과율에 기초하여, 포토마스크의 복수의 단위 패턴을 결정하고, 결정된 패턴 형상으로 차광막 및 반투광막을 패터닝함으로써, 복수의 단위 패턴의 대응하는 복수의 반투광부의 실효 투과율을 대략 균일하게 하므로, 소정의 노광 조건에 의한 피전사체에 대한 노광에 의해 복수의 단위 패턴에서의 대응하는 복수의 반투광부에 대응한 영역의 레지스트막 두께를 양호하고 균일하게 제어할 수 있는 포토마스크를 제조할 수 있다.

[구성 9]

에칭 가공이 이루어지는 피가공층 위에 형성된 레지스트막에 대하여 포토마스크를 이용하여 소정의 노광 조건하에서 노광을 행하고, 이 레지스트막을 에칭 가공에서의 마스크로 되는 복수의 동일 형상의 레지스트 단위 패턴을 포함하는 레지스트 패턴으로 이루는 공정에서 이용하는 상기 포토마스크의 제조 방법으로서, 투명 기판 위에 차광막 및 반투광막을 형성하고, 그 차광막 및 반투광막에 각각 패터닝을 실시함으로써, 복수의 차광부, 복수의 투광부 및 노광광을 일부 투과하는 복수의 반투광부를 형성하는 공정을 갖는 포토마스크의 제조 방법에서, 투명 기판 위에 반투광막을 형성한 후, 이 반투광막 형성면의 복수 위치에서 막 투과율을 측정하고, 측정된 반투광막의 막 투과율에 기초하여, 패터닝의 형상을 결정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

구성 9를 갖는 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법에서는, 투명 기판 위에 반투광막을 형성한 후, 이 반투광막 형성면의 복수 위치에서 막 투과율을 측정하고, 측정된 반투광막의 막 투과율에 기초하여, 패터닝의 형상을 결정하므로, 소정의 노광 조건에 의한 피전사체에 대한 노광에 의해 포토마스크의 복수의 단위 패턴에서의 대응하는 복수의 반투광부에 대응한 영역의 레지스트막 두께를 양호하고 균일하게 제어할 수 있는 포토마스크를 제조할 수 있다.

[구성 10]

구성 7 내지 구성 9 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 제조 방법에서, 막 투과율의 측정 결과에 기초하여, 차광막에 형성하는 패턴을 결정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

구성 10을 갖는 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법에서는, 막 투과율의 측정 결과에 기초하여, 차광막에 형성하는 패턴을 결정하므로, 소정의 노광 조건에 의한 피전사체에 대한 노광에 의해 포토마스크의 복수의 단위 패턴에서의 대응하는 복수의 반투광부에 대응한 영역의 레지스트막 두께를 양호하고 균일하게 제어할 수 있는 포토마스크를 제조할 수 있다.

[구성 11]

구성 6 내지 구성 9 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 제조 방법에서, 복수의 반투광부의 각각은, 2개의 차광부의 평행한 엣지 사이에 끼워진 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은, 구성 11과 같이, 복수의 반투광부의 각각은, 2개의 차광부의 평행한 엣지 사이에 끼워진 부분을 갖는 것으로 할 수 있다.

[구성 12]

구성 6 내지 구성 9 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 제조 방법에서, 제조되는 포토마스크는, 박막 트랜지스터 제조용의 포토마스크로서, 복수의 반투광부의 각각은, 박막 트랜지스터의 채널부를 형성하는 것인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은, 구성 12와 같이, 제조되는 포토마스크는, 박막 트랜지스터 제조용의 포토마스크로서, 복수의 반투광부의 각각은, 박막 트랜지스터의 채널부를 형성하는 것으로 할 수 있다.

[구성 13]

구성 6 내지 구성 9 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 제조 방법에서, 패터닝을 실시한 후에, 복수의 반투광부의 실효 투과율을 검사하는 검사 공정을 갖고, 검사 공정에서는, 노광 조건에 근사한 노광 조건하에서, 복수의 차광부, 복수의 투광부 및 복수의 반투광부의 투과광 데이터를 얻어, 복수의 반투광부의 실효 투과율을 측정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

구성 13을 갖는 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법에서는, 패터닝을 실시한 후에 복수의 반투광부의 실효 투과율을 검사하는 검사 공정을 갖고, 이 검사 공정에서는, 노광 조건에 근사한 노광 조건하에서, 복수의 차광부, 복수의 투광부 및 복수의 반투광부의 투과광 데이터를 얻어, 복수의 반투광부의 실효 투과율을 측 정하므로, 소정의 노광 조건하에서의 각 반투광부의 실효 투과율을 대략 균일하게 할 수 있다.

본 발명에서는, 상기한 바와 같은 막 두께의 불균일에 의한 기판 위의 위치에 의한 노광량 투과율의 불균일, 또는, 막질의 불균일에 기인한, 기판 위의 위치에 의한 노광량 투과율의 불균일을, 반투광막의 성막 후의 검사에 의해 파악할 수 있다.

또한, 반투광막의 전체의 막 투과율이 원하는 값과 다른 것이었던 경우에도, 상기한 바와 같은 그레이톤 마스크에서는, 패턴 형상에 의해, 반투광부의 실효 투과율을 원하는 값으로 하기 위해 조정하는 것도 가능하다.

즉, 본 발명은, 복수의 차광부, 복수의 투광부 및 복수의 반투광부(그레이톤부)를 갖는 포토마스크(그레이톤 마스크)로서, 복수의 반투광부를 이루는 반투광막에 막 두께 경사 등의 막 두께의 불균일이 생기는 경우라도, 복수의 반투광부에서의 노광광의 투과량이 포토마스크 위의 위치에 따라 상기 불균일하게 영향을 받는 일 없이, 이 그레이톤 마스크를 이용하여 형성되는 레지스트 패턴에서의 레지스트막 두께를 양호하게 제어할 수 있는 포토마스크를 제공할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명은, 이러한 포토마스크를 제조할 수 있는 포토마스크의 제조 방법을 제공할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은, 동일한 단위 패턴을 복수 갖는 포토마스크에서, 반투광막에 상기 불균일이 생겨도, 그 복수의 단위 패턴에서, 복수의 반투광부의 노광광 투과율을 일정하게 제어한 포토마스크, 그 제조 방법을 제공할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은, 그레이톤 마스크에서, 형성된 복수의 반투광막의 노광광 투과율이 원하는 값으로부터 벗어난 경우라도, 이 그레이톤 마스크를 이용하여 형성되는 레지스트 패턴에서의 레지스트막 두께를 원하는 값으로 제어할 수 있는 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 실시 형태에 대하여 설명한다.

[본 발명에 따른 포토마스크]

본 발명에 따른 포토마스크는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 투명 기판(1) 위에, 복수의 차광부(2), 복수의 투광부(3) 및 복수의 반투광부(그레이톤부)(4)를 갖는 그레이톤 마스크이다. 이 포토마스크는, 에칭 가공이 이루어지는 피가공층 위에 형성된 레지스트막에 대하여 노광 장치에 의해 노광을 행하고, 레지스트막을 에칭 가공에서의 마스크로 되는 레지스트 패턴으로 이루는 공정에서 이용되는 것이다.

또한, 이 포토마스크는, 특히, 박막 트랜지스터 제조용의 포토마스크로서 사용하는 데에 바람직한 것으로서, 이 경우에는, 복수의 반투광부(4)의 각각은, 박막 트랜지스터의 채널부를 형성하는 것으로 된다.

본 발명에 따른 포토마스크는, 이하와 같이 제작할 수 있다. 즉, 우선, 투명 기판(1) 위에 반투광막(5) 및 차광막(6)이 이 순서대로 적층된 포토마스크 블랭크를 준비한다. 이 포토마스크 블랭크 위에, 복수의 차광부(2) 및 복수의 반투광부(4)에 대응하는 영역의 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 차광막(6)을 에칭(패터닝)한다. 다음으로, 이 레지스트 패턴, 또는, 차광막(6)을 마스크로 하여, 노출되어 있는 반투광막(5)을 에칭(패터닝)함으로써, 복수의 투광부(3)를 형성한다. 다음으로, 적어도 복수의 차광부(2)에 대응하는 개소를 포함하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 차광막(6)을 에칭(패터닝)함으로써, 복수의 반투광부(4) 및 복수의 차광부(2)를 형성한다. 이와 같이 하여, 투명 기판(1) 위에, 반투광막(5)이 형성된 복수의 반투광부(4)와, 차광막(6) 및 반투광막(4)의 적층막이 형성된 복수의 차광부(2)와, 복수의 투광부(3)가 형성된 포토마스크를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 포토마스크는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 이하와 같이 제작할 수도 있다. 즉, 우선, 투명 기판(1) 위에 차광막(6)이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비한다. 이 포토마스크 블랭크 위에, 복수의 차광부(2)에 대응하는 영역의 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 차광막(6)을 에칭(패터닝)함으로써, 차광막 패턴을 형성한다. 다음으로, 레지스트 패턴을 제거하고, 투명 기판(1)의 전체면에 반투광막(5)을 성막한다. 그리고, 복수의 반투광부(4), 또는, 복수의 반투광부(4) 및 복수의 차광부(2)에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출하고, 반투광막(5)을 에칭(패터닝)함으로써, 복수의 투광부(3) 및 복수의 반투광부(4)를 형성한다. 이와 같이 하여, 투명 기판(1) 위에, 반투광막(5)이 형성된 복수의 반투광부(4)와, 차광막(6) 및 반투광막(5)의 적층막이 형성된 복수의 차광부(2)와, 복수의 투광부(3)가 형성된 포토마스크를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 포토마스크는, 이하와 같이 제작할 수도 있다. 즉, 우선, 투명 기판(1) 위에 차광막(6)이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비한다. 이 포토마스크 블랭크 위에, 복수의 차광부(2) 및 복수의 투광부(3)에 대응하는 영역의 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 차광막(6)을 에칭(패터닝)함으로써, 복수의 반투광부(4)에 대응하는 영역의 투명 기판(1)을 노출시킨다. 다음으로, 레지스트 패턴을 제거하고, 투명 기판(1)의 전체면에 반투광막(5)을 성막하고, 복수의 차광부(2) 및 복수의 반투광부(4)에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성한다. 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 반투광막(5)과 반투광막(5) 및 차광막(6)을 에칭(패터닝)함으로써, 복수의 투광부(3), 복수의 차광부(2) 및 복수의 반투광부(4)를 형성한다.

본 발명은, 포토마스크의 상기 이외의 제조 프로세스의 것을 배제하지 않는다.

그리고, 본 발명에 따른 포토마스크에서는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 반투광막(5)의 투과율이, 면내에서 불균일한 부분을 갖는다. 도 1, 및 도 2에서는, 반투광막(5)에 막 두께 경사가 생기고 있기 때문에, 반투광막(5)의 위치에 따라, 노광광의 투과율이 일정하지 않다. 이 밖에, 반투광막(5)의 막 두께가 일정하여도, 성막시의 조건에 따라서는, 면내의 위치에 따라, 막 조성이 균일하지 않은 경우가 생길 수 있다. 또한, 성막은 스퍼터링법 등, 공지된 방법을 적용할 수 있다.

이러한 때, 도 1에서의 복수의 반투광부(4)의 각각에 인접하는 2개의 차광 부(2)의 패턴을 조정함으로써, 노광 조건하에서의 각 반투광부(4)의 실효 투과율을 대략 균일하게 하는 것이 가능하다. 이하, 상술한다.

여기에서, 대략 균일하게 한다는 것은, 적어도, 반투광막(5)의 위치에 의한 노광광 투과율의 불균일을 감소시켜, 균일화시키는 것인 경우를 말한다. 즉, 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율을 균일화하는 것이다. 예를 들면, 박막 트랜지스터 제조용의 포토마스크인 경우, 복수의 반투광부(4)의 노광광 실효 투과율이, 마스크 유효면(패턴 전사되는 영역) 내에서, 2% 이내인 것이 바람직하다. 나아가, 1% 이내인 것이 바람직하다.

이와 같이 하기 위해서는, 반투광막(5)의, 막 투과율이 높은 부분에서, 그 반투광부(4)의 실효 투과량을 줄이는 조정을 행하고(행하거나), 막 투과율이 낮은 부분에서는, 그 반투광부(4)의 실효 투과량을 증가시키는 조정을 행한다. 이 조정은, 패턴 형상의 조정으로 행하며, 바람직하게는 차광막(6)에 의해 형성하는 차광 패턴의 형상(치수)에 의해 조정한다.

이와 같이, 복수의 반투광부(4)를 이루는 반투광막(5)의 막 투과율에 따라서 차광막 패턴 형상이 조정되어 있음으로써, 노광 장치에서의 노광 조건하에서의 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율이 대략 균일하게 이루어져 있다.

즉, 복수의 반투광부(4)를 이루는 반투광막(5)이, 스퍼터링 등의 성막시에 생기는 막 두께의 불균일에 의해, 어느 한쪽 방향에서 반투광막(5)에 막 두께 경사를 생기게 하고 있다. 본 명세서 중에서는, 이러한 막 두께 경사를 「쐐기형 막 두께 경사」라고 부르기로 한다. 이와 같이, 투명 기판(1) 위의 위치의 차이에 의 해 반투광막(5)의 막 두께의 차이에 의한 막 투과율의 차이를 갖고 있어도, 본 발명에서는, 이 막 투과율의 차이에 따라서 복수의 차광부(2)의 패턴 형상이 조정되고 있어, 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율이 대략 균일하게 이루어져 있다.

각 반투광부(4)의 실효 투과율이란, 노광광의 상기 반투광부(4)에서의 투과광 강도를 Ig로 하고, 충분히 넓은 투광부(3)에서의 투과광 강도를 Iw, 충분히 넓은 차광부(2)에서의 투과광 강도를 Ib로 한 경우에, 이하의 수학식으로 표현되는 값을 말한다.

Transmittance(실효 투과율)={Ig/(Iw-Ib)}×100(%)

또한, 반투광부(4)의 면적이 작은 경우, 반투광부(4)에 있어서 노광광의 투과율이 분포를 나타내는데, 이 때, 반투광부(4)에서의 피크의 투과율을, 이 반투광부(4)의 실효 투과율로 한다. 이 값이, 피전사체에서의, 레지스트 잔막값에 상관한다.

반투광부(4)를 사이에 둔 차광부(2)의 패턴의 조정은, 다음과 같이 행해진다. 도 1 및 도 2 중에 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 반투광막(5)의 막 두께가 얇고, 반투광막(5) 그 자체의 투과율(막 투과율)이 높게 되어 있는 반투광부(4)에서, 이 반투광부(4)의 면적(폭)을 좁히도록 조정되어 있다.

또한, 이 포토마스크에서의 반투광막(5)의 막 두께 경사는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 투명 기판(1)의 중앙부와 주변부에서 반투광막(5)의 막 두께가 서로 다른, 방사 형상의 경사로 되는 경우도 있다. 본 명세서 중에서는, 이러한 막 두께 경사를 「산형 막 두께 경사」라고 부르기로 한다. 이 경우에서도, 이 포토마스크에서는, 도 3 및 도 4 중에 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 반투광막(5)의 막 두께가 얇고, 반투광막(5) 그 자체의 투과율(막 투과율)이 높게 되어 있는 반투광부(4)에서, 이 반투광부(4)의 면적(폭)을 좁히도록, 상기 반투광부(4)를 사이에 둔 차광부(2)의 패턴이 조정되어 있어, 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율이 대략 균일하게 이루어져 있다.

또한, 복수의 반투광부(4)의 각각은, 2개의 차광부(2)의 평행한 엣지 사이에 끼워진 부분을 갖고 있고, 이 부분에서는, 이들 엣지 간의 폭에 의해, 상기 반투광부(4)의 면적이 조정된다.

또한, 본 발명에 따른 포토마스크는, 예를 들면, 박막 트랜지스터(TFT) 및 컬러 필터(CF) 등의 형성에 사용하는 레지스트 패턴과 같이, 복수의 동일 형상의 레지스트 단위 패턴을 포함하는 레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토마스크로서 구성되어도 된다. 이 경우에도, 반투광부(4)에 인접하는 차광부(2)의 패턴이, 반투광부(4)를 이루는 반투광막(5)의 투과율에 따라서 조정되어 있음으로써, 노광 장치에서의 노광 조건하에서의, 복수의 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크의 단위 패턴에서의 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율이 대략 균일하게 이루어져 있다. 즉, 이 경우에는, 포토마스크의 복수의 단위 패턴에서의 복수의 반투광부(4)의 패턴 형상은, 비동일하게 되어 있게 된다.

이 포토마스크에서는, 복수의 단위 패턴에서 대응하는 복수의 반투광부(4)에서의 반투광막(5)의 막 투과율의 차이가, 패터닝에 의해 상쇄되어, 포토마스크의 복수의 단위 패턴에서의 대응하는 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율이 대략 균일 하게 이루어져 있다.

또한, 본 발명의 포토마스크에서는, 각 반투광부(4)의 실효 투과율 Ig는, 10% 내지 80%로 할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 20% 내지 60%이다. 이러한 포토마스크에서, 본 발명의 효과가 현저하다.

본 발명에서 이용하는 반투광막(5)은, 막으로서의 고유한 노광광 투과율(막 투과율)이, 10% 내지 80%, 바람직하게는, 20% 내지 60%의 것을 이용할 수 있다. 상기 반투광막(5)으로서는, 크롬 화합물, Mo 화합물, Si, W, Al 등을 들 수 있다. 이들 중, 크롬 화합물에는, 산화크롬(CrOx), 질화크롬(CrNx), 산질화크롬(CrOxN), 불화크롬(CrFx)이나, 이들에 탄소나 수소를 함유하는 것이 있다. Mo 화합물로서는, MoSix 외에, MoSi의 질화물, 산화물, 산화 질화물, 탄화물 등이 포함된다. 또한, 형성되는 마스크 위의 복수의 반투광부(4)의 투과율은, 상기 반투광막(5)의 막 재질과 막 두께의 선정에 의해 설정된다.

차광막(6)은, 크롬을 주성분으로 하는 것을 사용할 수 있다. 또는, 차광막(6)은, 크롬을 주성분으로 하는 막과, 크롬 화합물(CrN, CrC 등)에 의한 반사 방지막의 적층막으로 하여도 되며, 바람직하게 이용된다.

그런데, 전술한 바와 같은 포토마스크를 이용한 레지스트 패턴의 형성에서는, 예를 들면, i선 내지 g선에 파장 범위를 갖는 광원을 구비한 노광 장치를 이용하여, 피전사체 위에 형성된 레지스트막에 대하여, 포토마스크를 통한 노광을 행한다. 이러한 노광에 의해 얻어지는 피전사체 위의 레지스트 패턴은, 반드시, 포토마스크에서의 복수의 차광부(2), 복수의 투광부(3) 및 복수의 반투광부(4)로 이루 어지는 패턴과 항상 동일한 패턴으로는 되지 않는다.

예를 들면, 노광 장치마다 광원의 파장 특성이 서로 다르고, 또한, 노광 장치의 광원의 경시 변화도 있으므로, 동일한 포토마스크를 이용하였다고 하여도, 이것을 투과한 노광광의 강도 패턴이 동일하다고는 할 수 없는 것이다.

즉, 그레이톤 마스크를 이용하는 경우에는, 노광 장치의 광원의 분광 특성에 의해, 반투광부(4)의 투과율은 서로 다른 것으로 된다. 이것은, 소정의 반투광성의 재료로 이루어지는 반투광막(5)의 투과율은, 파장 의존성을 갖기 때문이다. 따라서, 본 발명에서 실효 투과율을 측정하는 경우에는, 실제의 전사 공정에 이용하는 노광 장치의 조건을 반영한 조건에서 행하는 것이 바람직하다.

또한, 패터닝된 포토마스크의 복수의 반투광부(4)에 대하여, 그 투과율을 평가하는 경우에는 이하의 점에 유의가 필요하다. 각 반투광부(4)를 실제로 투과하는 노광광의 광량은, 노광 장치의 광학계의 특성뿐만 아니라, 그레이톤 마스크에서의 패턴의 형상에도 영향을 받아 변동한다. 예를 들면, 노광 장치의 광원의 분광 특성에 의해 패턴의 해상도가 변하기 때문에, 각 반투광부(4)를 투과하는 노광광의 광 강도는 변화한다.

특히, 채널부가 미세화하는 경향이 있는 TFT의 제조에서는, 노광 장치의 광학 특성 및 패턴의 형상에 의한 노광광의 투과 특성의 변동을 간과할 수 없는 것이, 본 발명자에 의해 발견되었다.

전술한 바와 같이, 그레이톤 마스크에서는, 각 반투광부(4)에서의 투과광 강도를 Ig로 하고, 충분히 넓은 투광부(3)에서의 투과광 강도를 Iw, 충분히 넓은 차 광부(2)에서의 투과광 강도를 Ib로 한 경우에, 이하의 수학식으로 표현되는 값을, 상기 반투광부(4)의 실효 투과율로 할 수 있다.

Transmittance(실효 투과율)={Ig/(Iw-Ib)}×100(%)

이러한 반투광부(4)의 실효 투과율은, 반투광부(4)의 면적이 노광 장치의 해상도에 대하여 충분히 큰 경우에는, 반투광부(4)에서의 반투광막(5)의 고유한 막 투과율과 동등하다고 생각할 수 있다. 그러나, 반투광부(4)의 면적이 미소하게 된 경우에는, 반투광부(4)에 인접하는 차광부(2), 또는, 투광부(3)의 영향에 의해, 반투광부(4)의 실효 투과율은, 반투광막(5)의 고유한 막 투과율과는 다른 값으로 된다. 즉, 이 경우에는, 반투광막(5)의 고유한 투과율을 실효 투과율로서 취급할 수 없게 된다.

예를 들면, 박막 트랜지스터 제조용의 그레이톤 마스크에서는, 채널부에 상당하는 영역을 반투광부(4)로 하고, 이것을 사이에 둔 형태로 인접하는 소스 및 드레인에 상당하는 영역을 차광부(2)로 구성한 그레이톤 마스크가 이용되고 있다. 이 그레이톤 마스크에서는, 채널부의 면적(폭)이 작아짐에 따라서, 인접하는 차광부(2)와의 경계가, 실제의 노광 조건하에서 바림되고(해상되지 않고), 채널부의 노광광의 투과율은, 반투광막(5)의 고유한 투과율보다도 낮아진다. 또한, 인접하는 투광부(3)와의 경계에서는, 투과율이 높아진다.

따라서, 상기 사정을 근거로 한, 반투광부(4)의 실효 투과율의 측정이나 평가에 있어서는, 노광 조건을 근사하고, 반영한 투과율 측정 방법, 및 장치를 이용하는 것이 유효하다.

[본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법]

본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은, 본 발명에 따른 포토마스크를 제조하는 방법으로서, 전술한 바와 같이, 투명 기판(1) 위에 차광막(6) 및 반투광막(5)을 형성하고, 이들에 패터닝을 실시함으로써, 복수의 차광부(2), 복수의 투광부(3) 및 복수의 반투광부(4)를 형성하는 공정을 갖는다. 그리고, 각 반투광부(4)에 인접하는 차광부(2)의 패턴을, 상기 반투광부(4)를 이루는 반투광막(5)의 막 투과율에 따라서 조정함으로써, 노광 장치에서의 노광 조건하에서의 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율을 대략 균일하게 하는 것이다.

또한, 전술한 바와 같이, 복수의 동일 형상의 레지스트 단위 패턴을 포함하는 레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토마스크를 제조하는 경우에도, 각 반투광부(4)에 인접하는 차광부(2)의 패턴을, 상기 반투광부(4)를 이루는 반투광막(5)의 막 투과율에 따라서 조정함으로써, 노광 장치에서의 노광 조건하에서의 복수의 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크의 단위 패턴에서의 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율을 대략 균일하게 하는 것이다.

이러한 반투광부(4)를 사이에 둔 차광부(2)의 패턴 조정은, 다음과 같이 행해진다. 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 투명 기판(1) 위에 반투광막(5)이 형성되고 이 반투광막(5) 위에 차광막(6)이 형성된 포토마스크에서는, 우선, 투명 기판(1) 위에 반투광막(5)을 형성한 후에, 이 반투광막(5)의 투과율을 측정한다. 이 투과율 측정은, 포토마스크의 유효 에리어(전사가 행해지는 영역)에서의 투과율의 면내 분포를 측정하는 것이 바람직하다. 그리고, 패터닝을 실시함에 있어서는, 측정된 반투광막(5)의 막 투과율(투과율 분포)에 기초하여, 복수의 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크의 단위 패턴의 복수의 반투광부(4)에서의 반투광막(5)의 실효적인 투과율이 대략 균일하게 되도록 결정한다. 예를 들면, 반투광막(5)의 위치에 의한 막 투과율의 차이를 상쇄하는 패턴을 결정한다.

그리고, 이와 같이 결정된 패턴 형상으로 차광막(6) 및 반투광막(5)을 패터닝함으로써, 포토마스크의 복수의 단위 패턴의 대응하는 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율을 대략 균일하게 할 수 있다.

이상의 공정은, 예를 들면, 이하와 같이 된다.

(1) 투명 기판(1) 위에, 반투광막(5)을 성막한다.

(2) 반투광막(5) 위에, 차광막(6)을 성막한다.

(3) 최상층으로서 레지스트막을 더 도포하여, 레지스트막을 갖는 포토마스크 블랭크를 작성한다.

(4) (3)의 포토마스크 블랭크에, 레이저광 등에 의해 제1 패턴 묘화하고, 현상함으로써, 제1 레지스트 패턴을 형성한다.

(5) (4)의 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 차광막(6)을 에칭하여 차광막 패턴을 형성한다. 여기에서 드라이 에칭을 적용하여도, 웨트 에칭을 적용하여도 된다.

(6) 또한, 상기 레지스트 패턴 또는, 차광막 패턴을 마스크로 하여, 반투광막(5)을 에칭하여, 반투광막 패턴을 형성한다.

(7) 레지스트 패턴 제거후, 새롭게, 레지스트막을 도포하고, 레이저광 등에 의해, 제2 패턴을 묘화하여, 현상한다.

(8) 형성된 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 차광막(6)을 에칭한다.

(9) 레지스트 패턴을 제거하여, 포토마스크로 된다.

여기에서, (1)의 공정 후에 막 투과율을 측정하여, 기판(1) 위의 유효 에리어 내의 투과율 분포를 파악할 수 있다. 이 때에는, 검사 장치를 이용하고, 실제로 포토마스크를 사용할 때에 적용하는 파장 영역의 노광광을 이용하는 것으로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 유효 에리어 내에 투과율의 분포가 존재한 경우(예를 들면, 목표 투과율 A±α%에 대하여, 면내의 평균값이 A±α의 범위에 들어가 있었다고 하여도, 그 변동이 2%를 초과하는 경우 등), 그 면내 변동을 상쇄하기 위한 차광막 패턴을 결정한다. 박막 트랜지스터 제조용 포토마스크이면, 채널부에 상당하는 2개의 차광부 엣지의 사이에 끼워진 반투광부(4)의 폭을, 상기 변동을 상쇄하는 방향으로, 면내의 위치에 따라 증감시킨 패턴 데이터를 작성한다. 상기 예에서는, 상기 제2 패턴의 묘화 데이터 작성시에 이것을 행한다.

또한, 상기 예에서는, 제1 패턴의 패터닝으로 복수의 투광부(3)를 획정하고, 제2 패턴의 패터닝으로 복수의 반투광부(4)와 복수의 차광부(2)를 획정하였지만, 예를 들면, 제1 패턴의 패터닝으로 복수의 반투광부(4)를 우선 획정하고, 이어서, 복수의 투광부(3)와 복수의 차광부(2)를 획정하여도 된다. 이 경우에는, 면내의 투과율 분포의 측정 결과는, 제1 패턴의 묘화 데이터에 이용된다.

또한, 차광부(2)의 패턴의 조정은, 이하와 같이 하여 행할 수 있다. 즉, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 투명 기판(1) 위에 차광막(6)이 형성되고, 이 차 광막(6) 위에 반투광막(5)이 형성된 포토마스크에서는, 이하의 공정에 의해 패턴을 조정할 수 있다.

(1) 투명 기판(1) 위에, 차광막(6)을 성막한다.

(2) 차광막(6) 위에 레지스트막을 도포한다.

(3) (2)의 레지스트막 위에, 레이저광 등에 의해 제1 패턴 묘화하고, 현상함으로써, 제1 레지스트 패턴을 형성한다.

(4) 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 차광막(6)을 에칭하여, 차광막 패턴을 형성한다.

(5) 레지스트 패턴을 제거한 후, 차광막 패턴 위를 포함하는 전체면에, 반투광막(5)을 성막한다.

(6) 레지스트막을 도포한다.

(7) (6)의 레지스트막 위에, 레이저광 등으로 제2 패턴을 묘화하고, 현상함으로써, 제2 레지스트 패턴을 형성한다.

(8) 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 반투광막(5)을 에칭한다.

(9) 레지스트 패턴을 제거하여, 포토마스크로 한다.

여기에서, (5)의 공정 후에 반투광막(5)의 투과율 면내 분포를 측정하여도, 그 결과를, 차광막 패턴에 반영시킬 수 없다. 차광막 패턴은 이미 투명 기판(1) 위에 형성되어 있기 때문이다. 그러나, 상기 반투광막(5)과 동일한 조건하에서, 미리 테스트 기판에 동일 조성의 반투광막을 성막하고, 그 막 투과율 분포를 측정 함으로써, 상기 성막 조건에 기인하는 성막 상의 투과율 면내 변동 요소를 정량적 으로 파악할 수 있다.

이 투과율 분포 데이터를 이용하여, 미리, 상기 제1 패턴의 묘화에 이용하는 묘화 데이터를 작성해 두면 된다. 즉, 유효 에리어 내에서 투과율의 변동이 존재하는 경우에는, 그 변동을 상쇄하고, 유효면 내에서의 반투광부(4)의 투과율이 대략 균일하게 되도록, 보정 데이터를 작성해 두면 된다.

예를 들면, 포토마스크에, 동일 형상의 단위 패턴이 포함되는 사양인 경우에는, 그들 사이에서, 대응하는 반투광부(4)의 실효 투과율이 대략 균일하게 되는 패턴 데이터를 작성해 둘 수 있다. 이러한, 시뮬레이션에도, 후술하는 장치를 유리하게 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 포토마스크의 제조 방법에서는, 패터닝을 실시한 후에, 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율을 검사하는 검사 공정을 두어도 된다. 이 검사 공정에서는, 노광 장치에서의 노광 조건에 근사한 노광 조건하에서, 복수의 차광부(2), 복수의 투광부(3) 및 복수의 반투광부(4)의 투과광 데이터를 얻어, 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율을 측정할 수 있다.

[본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법에서의 패터닝의 조정]

이 포토마스크의 제조 방법에서, 차광부(2)의 패턴의 조정은, 구체적으로는, 이하와 같이 하여 행한다. 즉, 도 5에 도시하는 바와 같이, 투명 기판(1) 위, 또는, 테스트 기판 위에 반투광막(5)을 성막하고, 이 반투광막(5)의 투과율 분포를 측정한다. 이 투과율 분포의 측정은, 노광 장치에서의 노광 조건에 근사한 노광 조건을 만들어내고, 이 노광 조건하에서 측정한다.

또한, 본 발명의 포토마스크를 제조한 후, 검사에 의해, 그 투과 특성을 평가하는 경우에도, 노광 장치에서의 노광 조건에 근사한 노광 조건하에서, 노광에 의해 피전사체에 전사되는 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하여 검사할 수 있다. 또한, 소정의 패턴을 갖는 그레이톤 마스크를 이용하여, 피전사체에 레지스트 패턴을 형성하였을 때에, 어떠한 레지스트 패턴이 형성되는지에 대한 상관 관계를, 복수의 그레이톤 마스크에 대하여 미리 파악하고, 데이터베이스로 해 둘 수도 있다. 이에 의해, 반투광막(5)에 생길 수 있는 투과율 분포를 상쇄하여, 대략 균일한 투과율로 이루기 위한 패턴 데이터의 작성을 용이하게 행할 수 있다.

노광 장치에서의 노광 조건에 근사한 노광 조건이란, 노광 파장이 근사한 것, 예를 들면, 노광광이 파장 영역을 갖는 것인 경우에는, 가장 광 강도가 큰 노광 파장이 동일한 것을 말한다. 또한, 이러한 노광 조건이란, 광학계가 근사한 것, 예를 들면, 결상계의 NA(개구수)가 대략 동일, 또는, σ(코히런스)가 대략 동일한 것을 말한다. 여기에서 NA가 대략 동일하다는 것은, 실제의 노광 장치의 NA에 대하여, ±0.005인 경우가 예시된다. 또한, σ가 대략 동일하다는 것은, 실시의 노광 장치의 σ에 대하여 ±0.05의 범위인 것이 예시된다. 또한, 결상 광학계뿐만 아니라, 조명 광학계의 NA도 대략 동일한 것이 바람직하다.

이러한 추측을 행함으로써, 도 6에 도시하는 바와 같이, 반투광부(4)의 영역의 크기(차광부(2) 사이에 끼워진 반투광부(4)의 폭 등)의 변화에 대한, 이 반투광부(4)의 실효 투과율의 변화(노광광의 투과량 변화)에 관한 데이터를 얻을 수 있다.

본 발명에서는, 이러한 복수의 반투광부(4)의 실효 투과율에 대한 데이터와, 반투광막(5)의 막 투과율 분포의 데이터에 기초하여, 예를 들면, 한쌍의 평행한 차광부(2)의 엣지 사이에 끼워진 반투광부(4)의 형상, 상기 한쌍의 평행한 차광부(2)의 엣지 간의 간격을 결정할 수 있다. 즉, 상기 반투광부(4)를 사이에 둔 한쌍의 평행한 차광부(2)의 엣지 간의 간격을 조정함으로써, 반투광막(5)의 막 투과율의 차이를 상쇄할 수 있다.

즉, 도 6에 도시하는 바와 같이, 한쌍의 평행한 차광부(2)의 엣지 사이에 끼워진 반투광부(4)의 폭을 좁게 하면, 상기 반투광부(4)의 실효 투과율은 낮아진다. 반대로, 한쌍의 평행한 차광부(2)의 엣지 사이에 끼워진 반투광부(4)의 폭을 넓게 하면, 상기 반투광부(4)의 실효 투과율은 높아진다. 따라서, 반투광막(5)의 막 투과율이 원하는 투과율보다도 높은(막 두께가 얇은) 경우에는, 상기 반투광부(4)의 폭(한쌍의 평행한 차광부(2) 간의 거리)을 좁게 하는 보정을 행한다. 반대로, 반투광막(5)의 막 투과율이 원하는 투과율보다도 낮은(막 두께가 두꺼운) 경우에는, 상기 반투광부(4)의 폭(한쌍의 평행한 차광부(2) 간의 거리)을 넓히는 조정을 행한다. 또한, 각 반투광부(4)의 폭과 실효 투과율의 관계는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 노광 조건에 의해서도 변화하므로, 소정의 노광 조건에서의 데이터를 이용하여, 조정을 행한다.

또한, 상기한 바와 같이 반투광부(4)의 폭에 의해, 포토마스크 유효 에리어 전역에 걸쳐, 반투광부(4)의 노광광 투과율을 조정하는 것도 가능하다. 즉, 투명 기판(1) 위에 반투광막(5)을 형성한 후에 막 투과율을 측정하고, 측정한 투과율 데 이터에 기초하여, 원하는 실효 투과율을 갖는 반투광부(4)를 얻기 위한 패턴 형상을 결정하는 것도 가능하다.

[검사 장치에 대하여]

본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법에서, 전술한 바와 같은 패턴의 조정을 함에 있어서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 검사 장치를 사용할 수 있다. 이 검사 장치에서는, 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판은, 유지 수단(13)에 의해 유지된다. 이 검사 장치는, 소정 파장의 광속을 발하는 광원(11)을 갖고 있다. 이 광원(11)으로서는, 예를 들면, 할로겐 램프, 메탈 할라이드 램프, UHP 램프(초고압 수은 램프) 등을 사용할 수 있다.

또한, 이 검사 장치는, 광원(11)으로부터의 검사 광을 유도하고, 유지 수단(13)에 의해 유지된 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판에 검사 광을 조사하는 조명 광학계(12)를 갖고 있다. 이 조명 광학계(12)는, 개구수(NA)를 가변으로 하기 위해, 조리개 기구를 구비하고 있다. 또한, 이 조명 광학계(12)는, 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판에서의 검사 광의 조사 범위를 조정하기 위한 시야 조리개를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이 조명 광학계(12)를 거친 검사 광은, 광원 선택 필터(16)를 통하여, 유지 수단(13)에 의해 유지된 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판에 조사된다.

투명 기판(1), 또는, 테스트 기판에 조사된 검사 광은, 이 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판을 투과하여, 대물 렌즈계(14)에 입사된다. 이 대물 렌즈계(14)는, 조리개 기구를 구비함으로써, 개구수(NA)가 가변으로 이루어져 있다. 이 대물 렌즈계(14)는, 예를 들면, 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판을 투과한 검사 광이 입사되고 이 광속에 무한원 보정을 가하여 평행 광으로 하는 제1군(시뮬레이터 렌즈)(14a)과, 이 제1군(시뮬레이터 렌즈)(14a)을 거친 광속을 결상시키는 제2군(결상 렌즈)(14b)을 구비한 것으로 할 수 있다.

이 검사 장치에서는, 조명 광학계(12)의 개구수와 대물 렌즈계(14)의 개구수가 각각 가변으로 되어 있으므로, 조명 광학계(12)의 개구수의 대물 렌즈계(14)의 개구수에 대한 비, 즉, 시그마 값(o: 코히런스)을 가변하는 것이 가능하다.

대물 렌즈계(14)를 거친 광속은, 촬상 수단(15)에 의해 수광된다. 이 촬상 수단(15)은, 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판의 상을 촬상한다. 이 촬상 수단(15)으로서는, 예를 들면, CCD 등의 촬상 소자를 이용할 수 있다.

그리고, 이 검사 장치에서는, 촬상 수단(15)에 의해 얻어진 촬상 화상에 대한 화상 처리, 연산, 소정의 임계값과의 비교 및 표시 등을 행하는, 도시하지 않은 제어 수단 및 표시 수단이 설치되어 있다.

또한, 이 검사 장치에서는, 소정의 노광광을 이용하여 얻어진 촬상 화상, 또는, 이것에 기초하여 얻어진 광 강도 분포에 대하여, 제어 수단에 의해 소정의 연산을 행하고, 다른 노광광을 이용한 조건하에서의 촬상 화상, 또는, 광 강도 분포를 구할 수 있다. 예를 들면, 이 검사 장치에서는, g선, h선 및 i선이 동일한 강도비의 노광 조건에서 광 강도 분포를 얻었을 때, g선, h선 및 i선이 1:2:1의 강도비인 노광 조건에서 노광한 경우의 광 강도 분포를 구할 수 있다. 이에 의해, 이 검사 장치에서는, 노광 장치에 사용하는 조명 광원의 종류, 개체 차나 노광 장치에 이용되고 있는 조명의 경시 변화에 의한 파장마다의 강도 변동도 포함시켜, 실제로 이용하는 노광 장치에서의 노광 조건을 재현한 평가를 행하는 것이 가능하고, 또한, 원하는 포토레지스트의 잔막량을 상정한 경우에, 이것을 달성할 수 있는 최적의 노광 조건을 간편하게 구하는 것이 가능하다.

이 검사 장치에서는, 조명 광학계(12)와, 대물 렌즈계(14) 및 촬상 수단(15)은, 주 평면을 대략 연직으로 하여 유지된 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판을 사이에 두고 대치하는 위치에 각각 배설되고, 양자의 광축을 일치시킨 상태에서, 검사 광의 조사 및 수광을 행한다. 이들 조명 광학계(12), 대물 렌즈계(14) 및 촬상 수단(15)은, 도시하지 않은 이동 조작 수단에 의해 이동 조작 가능하게 지지되어 있다. 이 이동 수단은, 조명 광학계(12), 대물 렌즈계(14) 및 촬상 수단(15)을, 각각의 광축을 서로 일치시키면서, 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판의 주 평면에 대하여 평행하게 이동시킬 수 있다.

그리고, 이 검사 장치에서는, 제어 수단에 의해, 대물 렌즈계(14) 및 촬상 수단(15)이 각각 광축 방향으로 이동 조작 가능하게 되어 있고, 이들 대물 렌즈계(14) 및 촬상 수단(15)을, 서로 독립적으로, 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판 에 대한 상대 거리를 변화시킬 수 있다. 이 검사 장치에서는, 대물 렌즈계(14) 및 촬상 수단(15)이 독립적으로 광축 방향으로 이동 가능함으로써, 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판을 이용하여 노광을 행하는 노광 장치에 가까운 상태에서의 촬상을 행할 수 있다. 또한, 대물 렌즈계(14)의 포커스를 오프셋하고, 촬상 수단(15)에 의해, 투명 기판(1), 또는, 테스트 기판의 바림된 상을 촬상하는 것도 가능하다. 이와 같이 바림된 상을 평가함으로써, 그레이톤 마스크의 성능 및 결함의 유무를 판단할 수도 있다.

또한, 전술한 본 발명의 실시 형태에서는, 막 두께 경사가 쐐기형 막 두께 경사 및 산형 막 두께 경사인 경우를 예로 들어 설명하였지만, 막 두께 경사는 이들에 한정되지 않는 것은 물론이다.

도 1은 반투광막이 투명 기판 위에 형성된 본 발명에 따른 포토마스크의 구성을 도시하고, 반투광막의 막 두께 경사가 한 방향으로 생기고 있는 상태를 도시하는 단면도.

도 2는 차광막이 투명 기판 위에 형성된 본 발명에 따른 포토마스크의 구성을 도시하고, 반투광막의 막 두께 경사가 한 방향으로 생기고 있는 상태를 도시하는 단면도.

도 3은 반투광막이 투명 기판 위에 형성된 본 발명에 따른 포토마스크의 구성을 도시하고, 반투광막의 막 두께 경사가 방사 형상으로 생기고 있는 상태를 도시하는 단면도.

도 4는 차광막이 투명 기판 위에 형성된 본 발명에 따른 포토마스크의 구성을 도시하고, 반투광막의 막 두께 경사가 방사 형상으로 생기고 있는 상태를 도시하는 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법에서, 반투광막의 투과율 분포의 측정 결과를 나타내는 평면도 및 그래프.

도 6은 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법에서, 한쌍의 평행한 차광부의 엣지 사이에 끼워진 반투광부의 중앙부에서의 실효 투과율을 나타내는 그래프.

도 7은 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법에 사용하는 검사 장치의 구성을 도시하는 측면도.

도 8은 종래의 포토마스크의 구성을 도시하고, 반투광막의 막 두께 경사가 한 방향으로 생기고 있는 상태를 도시하는 단면도.

도 9는 종래의 포토마스크의 구성을 도시하고, 반투광막의 막 두께 경사가 방사 형상으로 생기고 있는 상태를 도시하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 투명 기판

2: 차광부

3: 투광부

4: 반투광부

5: 반투광막

6: 차광막

11: 광원

12: 조명 광학계

13: 유지 수단

14: 대물 렌즈계

15: 촬상 수단

16: 광원 선택 필터

Claims

투명 기판 위에 차광막 및 반투광막이 형성되고, 그 차광막 및 반투광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써, 복수의 차광부, 복수의 투광부, 및 노광광을 일부 투과하는 복수의 반투광부가 형성된 포토마스크로서,

에칭 가공이 이루어지는 피가공층 위에 형성된 레지스트막에 대하여, 그 포토마스크를 이용하여 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행함으로써, 상기 레지스트막에 형성되는 레지스트 패턴의 잔막량을, 반투광부에 대응하는 부분과, 투광부 또는 차광부에 대응하는 부분에서 상이하게 하는 포토마스크에 있어서,

상기 반투광막은, 막면에서의 위치에 따라 노광광의 막 투과율이 상이하기 때문에 막 투과율이 면내에서 불균일하고,

상기 막 투과율의 불균일에 기인하는，상기 노광 조건 하에서의 상기 복수의 반투광부의 실효 투과율의 불균일이 감소하도록 상기 반투광부의 폭이 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
투명 기판 위에 차광막 및 반투광막이 형성되고, 그 차광막 및 반투광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써, 복수의 차광부, 복수의 투광부, 및 노광광을 일부 투과하는 복수의 반투광부가 형성된 포토마스크로서,

에칭 가공이 이루어지는 피가공층 위에 형성된 레지스트막에 대하여, 그 포토마스크를 이용하여 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행함으로써, 상기 레지스트막에, 동일 형상의 복수의 레지스트 단위 패턴을 형성하고，상기 레지스트 단위 패턴의 잔막량을, 반투광부에 대응하는 부분과, 투광부 또는 차광부에 대응하는 부분에서 상이하게 하는 포토마스크에 있어서,

상기 반투광막은, 막면에서의 위치에 따라 노광광의 막 투과율이 상이하기 때문에 막 투과율이 면내에서 불균일하고,

상기 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크 상의 패턴을 포토마스크 단위 패턴으로 할 때, 상기 노광 조건 하에서의, 상기 막 투과율의 불균일에 기인하는 복수의 포토마스크 단위 패턴에 있어서의 반투광부의 실효 투과율의 불균일이 감소하도록, 상기 복수의 포토마스크 단위 패턴의 형상이 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
제2항에 있어서,

상기 복수의 포토마스크 단위 패턴에 있어서의, 대응하는 반투광부의 폭이 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 포토마스크.
제3항에 있어서, 상기 복수의 포토마스크 단위 패턴에 있어서의 상기 반투광부는, 2개의 차광부의 평행한 엣지 사이에 끼워진 부분을 갖고, 상기 2개의 엣지 간의 거리가, 기판 상의 위치에 따라 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 포토마스크.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 포토마스크는, 박막 트랜지스터 제조용의 포토마스크이며, 상기 반투광부는, 상기 박막 트랜지스터의 채널부를 형성하는 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
투명 기판 위에 차광막 및 반투광막을 형성하고, 그 차광막 및 반투광막에 각각 패터닝을 실시함으로써, 복수의 차광부, 복수의 투광부, 및 노광광을 일부 투과하는 복수의 반투광부를 갖는 포토마스크로서,

에칭 가공이 이루어지는 피가공층 위에 형성된 레지스트막에 대하여, 그 포토마스크를 이용하여 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행함으로써, 상기 레지스트막에, 복수의 동일 형상의 레지스트 단위 패턴을 포함하는 레지스트 패턴을 형성하고，상기 레지스트 단위 패턴의 잔막량을, 반투광부에 대응하는 부분과, 투광부 또는 차광부에 대응하는 부분에서 상이하게 하는 포토마스크의 제조 방법에 있어서,

상기 반투광막은, 막면에서의 위치에 따라 노광광의 막 투과율이 상이하기 때문에 막 투과율이 면내에서 불균일하고,

상기 패터닝에 앞서, 상기 노광 조건하에서, 복수의 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크 단위 패턴의 상기 반투광부의 실효 투과율의 불균일이 감소하도록, 상기 복수의 포토마스크 단위 패턴의 패턴 형상을 결정하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제6항에 있어서,

상기 투명 기판 위에 상기 반투광막을 형성한 후에, 이 반투광막 형성면의 복수 위치에서 막 투과율을 측정하고,

측정된 상기 반투광막의 막 투과율에 기초하여, 상기 복수의 포토마스크 단위 패턴의 형상을 결정하고,

결정된 상기 패턴 형상에 기초하여, 상기 차광막 및 반투광막을 패터닝하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제6항에 있어서,

상기 패터닝에 앞서, 테스트 기판 위에 반투광막을 형성하고, 이 반투광막 형성면의 복수 위치에서 막 투과율을 측정하고,

측정된 상기 반투광막의 막 투과율에 기초하여, 상기 복수의 포토마스크 단위 패턴을 결정하고,

결정된 상기 패턴 형상에 기초하여, 상기 차광막 및 반투광막을 패터닝하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
투명 기판 위에 차광막 및 반투광막을 형성하고, 그 차광막 및 반투광막에 각각 패터닝을 실시함으로써, 복수의 차광부, 복수의 투광부, 및 노광광을 일부 투과하는 복수의 반투광부를 갖는 포토마스크로서,

에칭 가공이 이루어지는 피가공층 위에 형성된 레지스트막에 대하여, 그 포토마스크를 이용하여 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행함으로써, 상기 레지스트막에, 복수의 동일 형상의 레지스트 단위 패턴을 포함하는 레지스트 패턴을 형성하고，상기 레지스트 단위 패턴의 잔막량을, 반투광부에 대응하는 부분과, 투광부 또는 차광부에 대응하는 부분에서 상이하게 하는 포토마스크의 제조 방법에 있어서,

상기 투명 기판 위에 반투광막을 형성한 후, 이 반투광막 형성면의 복수 위치에서 막 투과율을 측정하고,

측정된 상기 반투광막의 막 투과율에 기초하여, 상기 레지스트 단위 패턴에 대응하는 포토마스크 단위 패턴의 형상을 결정하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제9항에 있어서,

결정된 상기 포토 마스크 단위 패턴의 형상은, 상기 반투광부의 폭이 상기 기판 상의 위치에 따라 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 반투광부의 각각은, 2개의 차광부의 평행한 엣지 사이에 끼워진 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

제조되는 포토마스크는, 박막 트랜지스터 제조용의 포토마스크이며, 상기 복수의 반투광부의 각각은, 상기 박막 트랜지스터의 채널부를 형성하는 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 패터닝을 실시한 후에, 상기 복수의 반투광부의 실효 투과율을 검사하는 검사 공정을 갖고,

상기 검사 공정에서는, 상기 노광 조건에 근사한 노광 조건하에서, 상기 복수의 차광부, 상기 복수의 투광부 및 상기 복수의 반투광부의 투과광 데이터를 얻어, 상기 복수의 반투광부의 실효 투과율을 측정하며,

상기 노광 조건에 근사한 노광 조건은, 결상 광학계의 개구수가, 상기 노광 조건에 대하여 ±0.005의 범위인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
에칭 가공이 이루어지는 피가공층 위에 형성된 레지스트막에 대하여 포토마스크를 이용하여 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행하고, 이 레지스트막을 상기 에칭 가공에서의 마스크가 되는 레지스트 패턴으로 이루는 패턴 전사 방법에 있어서, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 포토마스크를 이용하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반투광막의 막 투과율이 10% 내지 80%인 것을 특징으로 하는 포토마스크.