KR101248653B1 - Method of manufacturing five-gray scale photomask and five-gray scale photomask, and pattern transfer method - Google Patents

Method of manufacturing five-gray scale photomask and five-gray scale photomask, and pattern transfer method Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는 적은 반투광막의 막수와 적은 묘화 횟수로 제조할 수 있는 5계조 포토마스크(10)의 제조 방법을 제공하는 데에 있다. 본 발명은, 투명 기판(14) 위에, 에칭 선택성이 있는 제1 반투광막(16)과 차광막(15)을 이 순서대로 갖는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 차광막(15) 위에 제1 레지스트 패턴(30)을 형성하는 공정과, 제1 레지스트 패턴(30)을 마스크로 하여 차광막을 에칭하여 제1 패터닝을 행하는 공정과, 제1 레지스트 패턴(30)을 제거하고, 제2 레지스트 패턴(31)을 형성하는 공정과, 제2 레지스트 패턴(31)을 마스크로 하여 제1 반투광막(16)을 에칭하여 제2 패터닝을 행하는 공정과, 제2 레지스트 패턴(31)을 제거하고, 기판 전체면에, 제1 반투광막(16)과 에칭 선택성이 있는 제2 반투광막(17)을 형성하는 공정과, 제2 반투광막(17) 위에 제3 레지스트 패턴(32)을 형성하는 공정과, 제3 레지스트 패턴(32)을 마스크로 하여 제2 반투광막(17)을 에칭하여 제3 패터닝을 행하는 공정을 갖는다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a five-gradation photomask 10 that can be produced with a small number of translucent films and a small number of drawing times. The present invention provides a process of preparing a photomask blank having the first semi-transmissive film 16 and the light shielding film 15 having etching selectivity on the transparent substrate 14 in this order, and a first resist on the light shielding film 15. A process of forming the pattern 30, a process of etching the light shielding film using the first resist pattern 30 as a mask, and performing first patterning, and removing the first resist pattern 30 to remove the second resist pattern 31 ), Etching the first semi-transmissive film 16 using the second resist pattern 31 as a mask to perform second patterning, and removing the second resist pattern 31 to remove the entire substrate. Forming a first semi-transmissive film 16 and a second semi-transmissive film 17 having etching selectivity on the surface, and forming a third resist pattern 32 on the second semi-transmissive film 17. And etching the second translucent film 17 by using the third resist pattern 32 as a mask to perform third patterning. .

Description

5계조 포토마스크의 제조 방법 및 5계조 포토마스크와 패턴 전사 방법 {METHOD OF MANUFACTURING FIVE-GRAY SCALE PHOTOMASK AND FIVE-GRAY SCALE PHOTOMASK, AND PATTERN TRANSFER METHOD}Method of manufacturing 5-gradation photomask and transfer method of 5-gradation photomask and pattern {METHOD OF MANUFACTURING FIVE-GRAY SCALE PHOTOMASK AND FIVE-GRAY SCALE PHOTOMASK, AND PATTERN TRANSFER METHOD}

본 발명은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: 이하, LCD라고 칭함) 제조 등에 바람직하게 이용되는 5계조 포토마스크의 제조 방법 및 5계조 포토마스크와 그 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a five-gradation photomask and a pattern transfer method using the five-gradation photomask and the photomask, which are preferably used for manufacturing a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD).

현재, LCD의 분야에서, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display: 이하, TFT-LCD라고 부름)는, CRT(음극선관)에 비교하여, 박형으로 하기 쉽고 소비 전력이 낮다고 하는 이점으로부터, 상품화가 급속하게 진행되고 있다. TFT-LCD는, 매트릭스 형상으로 배열된 각 화소에 TFT가 배열된 구조의 TFT 기판과, 각 화소에 대응하여, 레드, 그린, 및 블루의 화소 패턴이 배열된 컬러 필터가 액정층의 개재하에 서로 겹쳐진 개략 구조를 갖는다. TFT-LCD에서는, 제조 공정수가 많아, TFT 기판만으로도 5∼6매의 포토마스크를 이용하여 제조되고 있었다. 이러한 상황하에 TFT 기판의 제조를 4매의 포토마스크를 이용하여 행하는 방법이 제안되어 있다.Currently, in the field of LCDs, thin film transistor liquid crystal displays (hereinafter referred to as TFT-LCDs) are advantageous in that they are thinner and have lower power consumption than CRTs (cathode ray tubes). Commercialization is progressing rapidly. In the TFT-LCD, a TFT substrate having a structure in which TFTs are arranged in each pixel arranged in a matrix form, and a color filter in which red, green, and blue pixel patterns are arranged in correspondence with each pixel are interposed between the liquid crystal layers. It has an overlapping schematic structure. In TFT-LCD, there are many manufacturing processes and it was manufactured using 5-6 photomasks only by TFT substrate. Under such circumstances, a method of manufacturing a TFT substrate using four photomasks has been proposed.

이 방법은, 차광부와 투광부 외에 반투광부(그레이톤부)를 갖는 그레이톤 마스크라고 불리우는 포토마스크를 이용함으로써, 사용하는 마스크 매수를 저감한다고 하는 것이다. 여기에서, 반투광부란, 마스크를 사용하여 패턴을 피전사체에 전사할 때, 투과하는 노광광의 투과량을 소정량 저감시켜, 피전사체 위의 포토레지스트막의 현상 후의 잔막량을 제어하는 부분을 말한다.This method reduces the number of masks used by using a photomask called a gray tone mask having a semi-transmissive portion (gray tone portion) in addition to the light shielding portion and the light transmitting portion. Here, the semi-transmissive portion refers to a portion that reduces the amount of transmission of the exposure light that passes through when the pattern is transferred to the transfer target by using a mask to control the amount of remaining film after development of the photoresist film on the transfer target.

여기에서 이용되는 그레이톤 마스크로서는, 반투광부가, 그레이톤 마스크를 사용하는 LCD용 노광기의 해상 한계 이하의 미세 패턴으로 형성되어 있는 구조의 것이 알려져 있다. 또한, 반투광부를 반투과성의 반투광막으로 하는 구조의 것도 종래 알려져 있다. 어느 구조의 것이어도, 이 반투광부에서의 노광량을 소정량 적게 하여 노광할 수 있고, 피전사체 위에, 레지스트 잔막값이 서로 다른 2개의 전사 패턴을 전사할 수 있기 때문에, 1매의 그레이톤 마스크를 이용하여 종래의 포토마스크 2매분의 공정이 실시됨으로써, 마스크 매수가 삭감된다.As a gray tone mask used here, the thing of the structure in which the semi-transmissive part is formed by the fine pattern below the resolution limit of the LCD exposure machine which uses a gray tone mask is known. Moreover, the structure of making a semi-transmissive part a semi-transmissive semi-transmissive film is also known conventionally. In any structure, since the exposure amount in the semi-transmissive portion can be reduced by a predetermined amount and two transfer patterns having different resist residual film values can be transferred onto the transfer object, one gray tone mask is applied. The number of masks is reduced by performing the process of two conventional photomasks using this.

상기 그레이톤 마스크는, 차광부와 투광부와 반투광부를 갖고, 노광광 투과율을 3단계로 변화시키는 3계조의 포토마스크이다. 따라서, 1매의 추가 다계조의 포토마스크를 이용하면, 마스크 매수를 더 삭감하는 것이 가능하게 된다.The gray tone mask is a three-gradation photomask having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion, and changing the exposure light transmittance in three steps. Therefore, by using an additional multi-gradation photomask, it is possible to further reduce the number of masks.

종래, 레지스트 패턴의 형성과 금속 화합물 등의 막의 에칭을 원하는 횟수 반복함으로써 얻어지는, 광 투과율이 3단계 이상의 다단계로 변화하는 다계조 포토마스크가 일본 특허 공개 평성9-146259호 공보(특허 문헌 1)에 개시되어 있다. 또한, 차광부와 투광부 외에 각각 서로 다른 광 투과율의 제1 반투광부와 제2 반투광부를 갖는 4계조 포토마스크를 리소그래피 공정에 의해 적은 묘화 횟수로 제조할 수 있는 4계조 포토마스크의 제조 방법이 일본 특허 공개 2007-249198호 공보(특허 문헌 2)에 개시되어 있다.Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-146259 (Patent Document 1) discloses a multi-gradation photomask obtained by repeating formation of a resist pattern and etching of a film such as a metal compound a desired number of times. Is disclosed. In addition, a method of manufacturing a four-gradation photomask capable of manufacturing a four-gradation photomask having a first translucent portion and a second translucent portion having different light transmittances in addition to the light shielding portion and the transmissive portion with a small number of drawing times by a lithography process is also provided. It is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-249198 (patent document 2).

그러나, 상기 특허 문헌 1에 개시된 다계조 포토마스크의 제조 방법의 경우, 금속 화합물 등의 막을 에칭하는 횟수와, 그 에칭 마스크용의 레지스트 패턴을 형성하기 위한 묘화 횟수가 동일 횟수로 된다. 이 때문에, 원하는 다계조로 하기 위해서는 묘화 횟수가 증대하게 된다. 예를 들면, 노광광 투과율을 5단계 이상으로 변화시키는 다계조 포토마스크를 제조하기 위해서는, 적어도 4회 이상의 묘화를 행해야만 한다. 그 결과, 묘화 횟수가 증가하면, 그 위치 맞춤을 고정밀도로 행하는 것이 곤란하게 되어, 형성되는 마스크 패턴 정밀도에 영향을 준다. 최근, TFT 기판의 제조 등에서도, 보다 미세한 패턴을 형성하는 것이 요구되어 오고 있으며, 포토마스크 상의 패턴 정밀도는 매우 중요하다. 포토리소그래피 공정의 횟수가 늘어나는 것은, 결함 등의 문제점이 생길 확률이 증대되는 것이기도 하여, 단순하게 계조를 증가시키는 것에는 우려가 있다.However, in the manufacturing method of the multi-gradation photomask disclosed in Patent Document 1, the number of times of etching a film such as a metal compound and the number of drawing for forming a resist pattern for the etching mask are the same number of times. For this reason, in order to make desired multi-gradation, the drawing frequency will increase. For example, in order to manufacture a multi-gradation photomask in which the exposure light transmittance is changed in five or more steps, at least four drawing operations must be performed. As a result, when the number of times of drawing increases, it becomes difficult to perform the positioning with high precision, and it affects the mask pattern precision formed. In recent years, also in manufacture of a TFT substrate, it is requested | required to form a finer pattern, and the pattern precision on a photomask is very important. Increasing the number of photolithography steps increases the probability that problems such as defects occur, and there is a concern about simply increasing the gradation.

또한, 상기 특허 문헌 2에 개시된 4계조 포토마스크의 제조 방법에 따르면, 포토리소그래피 공정에 의해 묘화 횟수를 2회로 저감하여, 4계조의 포토마스크를 제조할 수 있다. 그러나, 더욱 다계조, 예를 들면 5계조의 포토마스크를 제조하는 경우, 상기의 4계조 포토마스크에 한정된 제조 방법을 그대로 적용하는 것은 물론 불가능하다.Moreover, according to the manufacturing method of the four-gradation photomask disclosed by the said patent document 2, the number of drawing times can be reduced by 2 by a photolithography process, and a four-gradation photomask can be manufactured. However, when manufacturing a multi-gradation, for example 5-gradation photomask, it is of course impossible to apply the manufacturing method limited to said 4-gradation photomask as it is.

본 발명은, 상기 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 제1 목적은, 5계조의 포토마스크를 적은 반투광막의 막수와 적은 묘화 횟수로 제조할 수 있는, 5계조 포토마스크의 제조 방법을 제공하는 것이다.This invention is made | formed in view of the said conventional situation, The 1st objective is providing the manufacturing method of a five-gradation photomask which can manufacture the five-gradation photomask with few film | membrane of a translucent film, and a small number of drawing times. It is.

또한, 본 발명의 제2 목적은, 미세 패턴이 고정밀도로 형성된 5계조 포토마스크를 제공하는 것이다.Further, a second object of the present invention is to provide a five-gradation photomask in which a fine pattern is formed with high precision.

또한, 본 발명의 제3 목적은, 상기 5계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 제공하는 것이다.Further, a third object of the present invention is to provide a pattern transfer method using the five gradation photomask.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.In order to solve the said subject, this invention has the following structures.

<구성 1><Configuration 1>

투명 기판 위에 차광부, 투광부, 및 각각 노광광 투과율이 서로 다른 제1 반투광부와 제2 반투광부와 제3 반투광부로 이루어지는 마스크 패턴을 갖는 5계조 포토마스크의 제조 방법으로서, 투명 기판 위에, 에천트에 대한 에칭 선택성이 있는 제1 반투광막과 차광막을 이 순서대로 갖는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 포토마스크 블랭크의 상기 차광막 위에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하여 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하여 제1 패터닝을 행하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 패터닝된 상기 차광막을 포함하는 면 위에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하여 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제1 반투광막을 에칭하여 제2 패터닝을 행하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 제거한 후, 패터닝된 상기 차광막 및 상기 제1 반투광막을 포함하는 기판 전체면에, 상기 제1 반투광막과의 에천트에 대한 에칭 선택성이 있는 제2 반투광막을 형성하는 공정과, 상기 제2 반투광막 위에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하여 제3 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제2 반투광막을 에칭하여 제3 패터닝을 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 5계조 포토마스크의 제조 방법.A manufacturing method of a five-gradation photomask having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a mask pattern comprising a first semi-transmissive portion having a different exposure light transmittance, a second semi-transmissive portion, and a third semi-transmissive portion, respectively, on a transparent substrate, Preparing a photomask blank having a first semi-transmissive film having an etching selectivity to the etchant and a light shielding film in this order; and drawing and developing a resist film formed on the light shielding film of the photomask blank to form a first resist pattern. A step of forming, a step of etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask to perform first patterning, and a resist film formed on a surface including the patterned light shielding film after removing the first resist pattern is drawn. And developing to form a second resist pattern, and using the second resist pattern as a mask, the first semi-permeable Etching the film to perform a second patterning, and after removing the second resist pattern, an entire surface of the substrate including the patterned light shielding film and the first semi-transmissive film for an etchant with the first semi-transmissive film Forming a second semi-transmissive film having an etching selectivity, drawing and developing a resist film formed on the second semi-transmissive film to form a third resist pattern, and using the third resist pattern as a mask 2 A method of manufacturing a five-gradation photomask, comprising the step of etching the semi-transmissive film to perform third patterning.

<구성 2><Configuration 2>

투명 기판 위에, 차광부, 투광부, 및 각각 노광광 투과율이 서로 다른 제1 반투광부와 제2 반투광부와 제3 반투광부로 이루어지는 마스크 패턴을 갖는 5계조 포토마스크의 제조 방법으로서, 투명 기판 위에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 포토마스크 블랭크의 상기 차광막 위에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하여 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하여 제1 패터닝을 행하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 패터닝된 상기 차광막을 포함하는 기판 전체면에 제1 반투광막을 형성하는 공정과, 상기 제1 반투광막 위에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하여 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제1 반투광막을 에칭하여 제2 패터닝을 행하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 제거한 후, 패터닝된 상기 차광막 및 상기 제1 반투광막을 포함하는 기판 전체면에, 상기 제1 반투광막과의 에천트에 대한 에칭 선택성이 있는 제2 반투광막을 형성하는 공정과, 상기 제2 반투광막 위에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하여 제3 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제2 반투광막을 에칭하여 제3 패터닝을 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 5계조 포토마스크의 제조 방법.A manufacturing method of a five-gradation photomask having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a mask pattern composed of a first semi-transmissive portion having a different exposure light transmittance, a second semi-transmissive portion, and a third semi-transmissive portion, respectively, on the transparent substrate. Preparing a photomask blank having a light shielding film, drawing and developing a resist film formed on the light shielding film of the photomask blank to form a first resist pattern, and using the first resist pattern as a mask Etching to perform first patterning, removing the first resist pattern, forming a first semi-transmissive film on the entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film, and a resist formed on the first semi-transmissive film Drawing and developing a film to form a second resist pattern; and the first semi-permeable using the second resist pattern as a mask. Etching the optical film to perform second patterning, and after removing the second resist pattern, an entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film and the first semi-transmissive film is applied to an etchant with the first semi-transmissive film. Forming a second semi-transmissive film having an etching selectivity for the substrate, drawing and developing a resist film formed on the second semi-transmissive film to form a third resist pattern, and using the third resist pattern as a mask, A method of manufacturing a five-gradation photomask, comprising the step of etching the second semitransmissive film to perform third patterning.

<구성 3><Configuration 3>

상기 제1 반투광부, 상기 제2 반투광부, 및 상기 제3 반투광부는, 상기 제1 반투광막, 상기 제2 반투광막, 상기 제1 반투광막과 상기 제2 반투광막의 적층막 중의 각각 어느 하나에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 5계조 포토마스크의 제조 방법.The first semi-transmissive portion, the second semi-transmissive portion, and the third semi-transmissive portion may be formed in a laminated film of the first semi-transmissive membrane, the second semi-transmissive membrane, the first semi-transmissive membrane, and the second semi-transmissive membrane. Each of which is formed of either, The manufacturing method of the 5 tone photomask of the structure 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

<구성 4><Configuration 4>

상기 차광막 및 상기 제2 반투광막은 어느 것이나 크롬을 주성분으로 한 재료로 이루어지고, 상기 제1 반투광막은 몰리브덴 실리사이드를 주성분으로 한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 3에 기재된 5계조 포토마스크의 제조 방법.The light-shielding film and the second semi-transmissive film are both made of a material mainly composed of chromium, and the first semi-transmissive film is made of a material containing molybdenum silicide as a main component. Way.

본 발명의 5계조 포토마스크의 제조 방법에 따르면, 차광막 외에, 서로 노광광 투과율이 다른 제1 반투광막과 제2 반투광막의 조합을 이용하여, 포토리소그래피법에 의해 묘화 횟수를 3회로 저감하여, 노광광 투과율이 5단계로 서로 다른 5계조의 포토마스크를 제조할 수 있다.According to the manufacturing method of the five-gradation photomask of the present invention, by using a combination of the first semi-transmissive film and the second semi-transmissive film having different exposure light transmittances in addition to the light-shielding film, the number of drawing operations is reduced by three times by the photolithography method. In addition, five levels of photomasks having different exposure light transmittances may be manufactured in five steps.

<구성 5><Configuration 5>

투명 기판 위에, 차광부, 투광부, 및 각각 노광광 투과율이 서로 다른 제1 반투광부와 제2 반투광부와 제3 반투광부로 이루어지는 마스크 패턴을 갖고, 상기 차광부는 적어도 상기 투명 기판 위에 형성된 차광막에 의해 형성되고, 상기 투광부는 노출된 상기 투명 기판에 의해 형성되고, 상기 제1 반투광부, 상기 제2 반투광부, 및 상기 제3 반투광부는 상기 투명 기판 위에 형성된, 노광광 투과율이 서로 다른 제1 반투광막과 제2 반투광막, 상기 제1 반투광막과 상기 제2 반투광막의 적층막 중의 각각 어느 하나에 의해 형성되어 있음으로써, 노광광 투과율을 5단계로 변화시키는 것을 특징으로 하는 5계조 포토마스크.A light shielding portion, a light transmitting portion, and a mask pattern comprising a first semi-transmissive portion, a second semi-transmissive portion, and a third semi-transmissive portion having different exposure light transmittances on the transparent substrate, wherein the light-shielding portion is formed on at least the light-shielding film formed on the transparent substrate. A first translucent portion, the first translucent portion, the second translucent portion, and the third translucent portion formed on the transparent substrate and having different exposure light transmittances; 5, wherein the exposure light transmittance is changed in five steps by being formed by any one of the translucent film, the second translucent film, and the laminated film of the first translucent film and the second translucent film. Gradation photomask.

<구성 6><Configuration 6>

상기 차광막 및 상기 제2 반투광막은 어느 것이나 크롬을 주성분으로 한 재료로 이루어지고, 상기 제1 반투광막은 몰리브덴 실리사이드를 주성분으로 한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 5에 기재된 5계조 포토마스크.The light-shielding film and the second semi-transmissive film are both made of a material mainly composed of chromium, and the first semi-transmissive film is made of a material mainly composed of molybdenum silicide.

전술한 바와 같이 묘화 횟수를 3회로 저감하여 제조할 수 있음으로써, 미세 패턴이 고정밀도로 형성된 5계조의 포토마스크가 얻어진다.As described above, the number of drawing operations can be reduced to three times, whereby a five-tone photomask in which fine patterns are formed with high precision can be obtained.

<구성 7><Composition 7>

구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의한 포토마스크, 혹은 구성 5 또는 6에 기재된 포토마스크를 이용하여, 피전사체에 노광광을 조사하는 노광 공정을 갖고, 피전사체 위에 5계조의 전사 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.It has the exposure process which irradiates exposure light to a to-be-transferred body using the photomask by the manufacturing method in any one of structures 1-4, or the photomask of structures 5 or 6, and transfer pattern of 5 gradations on a to-be-transferred body Pattern transfer method, characterized in that to form a.

본 발명에 따른 5계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법에 따르면, 정밀도가 높은 다계조의 패턴 전사를 실시할 수 있고, 또한 그 결과, 예를 들면 TFT 기판의 제조 등에서 마스크 매수의 대폭적인 삭감이 가능하게 된다.According to the pattern transfer method using a five-gradation photomask according to the present invention, it is possible to perform pattern transfer with high precision multi-gradation, and as a result, it is possible to drastically reduce the number of masks, for example, in manufacturing a TFT substrate. Done.

본 발명의 방법에 따르면, 5개의 계조를 갖는 다계조 포토마스크를 얻을 수 있다. 즉, 투광부, 차광부 외에, 3개의 서로 다른 막 투과율을 갖는 반투광부를 얻을 수 있는 것이다. 이 3종류의 반투광부에 의해, 피전사체 위에, 각각 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하여도 된다. 그러나, 한편, 이 3종류의 반투광부에 의해, 피전사체 위에, 패턴의 치수가 서로 다름(따라서, 동일한 막 투과율을 갖는 반투광부를 사용하면, 형성되는 레지스트 잔막값이 서로 다르게 됨)에도 불구하고, 일정한 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하여도 된다. 바꾸어 말하면, 막 구성으로서 3종류의 막 투과율을 갖고, 거의 동일한 실효 투과율을 갖는 반투광부를 형성하여도 된다. 이 경우, 본 발명의 포토마스크를 3계조 포토마스크로서 이용하게 된다.According to the method of the present invention, a multi-gradation photomask having five gray levels can be obtained. That is, in addition to the light transmitting portion and the light blocking portion, a semi-transmissive portion having three different film transmittances can be obtained. By these three types of semi-transmissive portions, resist patterns having different resist residual film values may be formed on the transfer targets. However, these three kinds of semi-transmissive portions allow the pattern to have different dimensions on the transfer object (therefore, when the semi-transmissive portions having the same film transmittance are used, the resist remaining film values formed are different from each other). You may form the resist pattern which has a constant resist residual film value. In other words, as a film structure, you may form the semi-transmissive part which has three types of film transmittances, and has almost the same effective transmittance. In this case, the photomask of the present invention is used as a three-gradation photomask.

물론, 3종류의 반투광부 중, 2종류를 동일한 실효 투과율을 갖는 서로 다른 형상의 패턴에 이용하고, 남은 1종류를 서로 다른 실행 투과율을 갖는 패턴에 이용하여도 된다. 이 경우, 본 발명의 포토마스크를 4계조의 포토마스크로서 이용하게 된다.Of course, two kinds of semi-transmissive parts may be used for patterns of different shapes having the same effective transmittance, and one remaining type may be used for patterns having different performance transmittances. In this case, the photomask of the present invention is used as a four-gradation photomask.

본 발명은, 이러한 우수한 효과를 가져오는 다계조 포토마스크를, 효율적이고, 또한 결함 발생의 확률이 낮은 공정에 의해 제작할 수 있는 점에서, 양산 상의 메리트가 크다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This invention has the merit of mass production in that the multi-gradation photomask which produces such an excellent effect can be manufactured by the process which is efficient and has low probability of a defect generation.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 5계조 포토마스크와, 그 5계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 2는 상기 제1 실시 형태에 따른 5계조 포토마스크의 제조 공정을 공정순으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 5계조 포토마스크와, 그 5계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 4는 상기 제2 실시 형태에 따른 5계조 포토마스크의 제조 공정을 공정순으로 나타내는 단면도.
도 5는 차광부 A 사이에 끼워진 반투광부 B의 패턴(도 5의 (1))과, 그 반투광부 B의 투과광의 광 강도 분포(도 5의 (2))를 나타내고, 도 5의 (a)는 반투광 영역의 폭이 4㎛, 도 5의 (b)는 2㎛인 경우를 나타내는 도면.
도 6은 채널 폭과 그 채널 폭에 대응한 폭의 반투광부에서의 노광광의 투과율과의 관계를 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view for explaining a five-gradation photomask according to a first embodiment of the present invention and a pattern transfer method using the five-gradation photomask.
Fig. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a five-gradation photomask according to the first embodiment in the order of steps.
3 is a cross-sectional view for explaining a five-gradation photomask according to a second embodiment of the present invention and a pattern transfer method using the five-gradation photomask.
4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a five-gradation photomask according to the second embodiment in the order of steps.
FIG. 5: shows the pattern (FIG. 5 (1)) of the semi-transmissive part B sandwiched between the light shielding parts A, and the light intensity distribution (FIG. 5 (2)) of the transmitted light of this semi-transmissive part B, and FIG. ) Is a view showing the case where the width of the semi-transmissive region is 4 µm, and FIG. 5B is 2 µm.
6 is a diagram showing a relationship between a channel width and a transmittance of exposure light in a translucent portion having a width corresponding to the channel width.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 도면에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the best form for implementing this invention is demonstrated based on drawing.

<제1 실시 형태><1st embodiment>

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 5계조 포토마스크(10)와, 5계조 포토마스크(10)를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view for explaining a pattern transfer method using a five-gradation photomask 10 and a five-gradation photomask 10 according to the first embodiment of the present invention.

도 1에 도시하는 5계조 포토마스크(10)는, 예를 들면 액정 표시 장치(LCD)의 박막 트랜지스터(TFT)나 컬러 필터, 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등을 제조하기 위한 다계조 그레이톤 마스크로서 이용되는 것이다. 5계조 포토마스크(10)는, 도 1에 도시하는 피전사체(20) 위에, 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 서로 다른 레지스트 패턴(23)을 형성하는 것이다. 또한, 도 1 중에서, 참조 부호 22A, 22B, 22C, 22D는, 피전사체(20)에서 기판(21) 위에 적층된 막을 나타낸다.The five-gradation photomask 10 shown in FIG. 1 is a multi-gradation gray tone mask for manufacturing a thin film transistor (TFT), a color filter, a plasma display panel (PDP), or the like of a liquid crystal display (LCD), for example. It is used as. The five-gradation photomask 10 forms resist patterns 23 having different film thicknesses stepwise or successively on the transfer object 20 shown in FIG. 1, reference numerals 22A, 22B, 22C, and 22D represent films laminated on the substrate 21 in the transfer body 20.

상기 본 실시 형태의 포토마스크(10)는, 구체적으로는, 차광부(11)와, 투광부(12)와, 반투광부(13A∼13C)를 갖고 구성되어 있다. 차광부(11)는 상기 포토마스크(10)의 사용시에 노광광을 차광(투과율이 대략 0%)시킨다. 투광부(12)는 글래스 기판 등의 투명 기판(14)의 표면이 노출되어 노광광을 투과시킨다. 반투광부(13A∼13C)는, 투광부(12)의 노광광 투과율을 100%로 하였을 때 투과율을 10∼80% 정도, 바람직하게는 20∼70% 정도의 범위 내로 저감시키고, 이 범위 내에서 노광광 투과율이 3단계로 서로 다른 제1 반투광부(13A)와 제2 반투광부(13B)와 제3 반투광부(13C)로 이루어진다.Specifically, the photomask 10 of the said embodiment is comprised with the light shielding part 11, the light transmission part 12, and the semi-transmission part 13A-13C. The light shielding portion 11 shields exposure light (transmittance is approximately 0%) when the photomask 10 is used. The light transmitting part 12 exposes the surface of a transparent substrate 14 such as a glass substrate to transmit the exposure light. The translucent portions 13A to 13C reduce the transmittance in the range of about 10 to 80%, preferably about 20 to 70% when the exposure light transmittance of the light transmitting portion 12 is 100%, and within this range. The exposure light transmittance consists of a first semi-transmissive portion 13A, a second semi-transmissive portion 13B, and a third semi-transmissive portion 13C having three different levels.

상기 반투광부(13A∼13C)는, 투명 기판(14) 위에 광반투과성의 반투광막이 형성되어 구성된다. 본 실시 형태에서는, 그 중의 제1 반투광부(13A)는, 노광광 파장에 대한 투과율이 각각 서로 다른 제1 반투광막(16)과 제2 반투광막(17)의 적층막에 의해 형성되어 있다. 제2 반투광부(13B)는, 상기 제1 반투광막(16)에 의해 형성되어 있다. 또한 제3 반투광부(13C)는 상기 제2 반투광막(17)에 의해 형성되어 있다.The semi-transmissive portions 13A to 13C are formed by forming a light-transmissive semi-transmissive film on the transparent substrate 14. In this embodiment, 13 A of 1st translucent part among them is formed by the laminated | multilayer film of the 1st semi-transmissive film 16 and the 2nd semi-transmissive film 17 which differ in the transmittance | permeability with respect to an exposure light wavelength, respectively. have. The second translucent portion 13B is formed of the first translucent film 16. The third semitransmissive portion 13C is formed of the second semitransmissive film 17.

또한, 상기 차광부(11)는, 투명 기판(14) 위에, 상기 제1 반투광막(16), 차광층(15a) 및 반사 방지층(15b)의 적층으로 이루어지는 차광막(15), 및 상기 제2 반투광막(17)이 순서대로 설치되어 형성되어 있다.In addition, the light shielding portion 11 includes a light shielding film 15 formed of a stack of the first translucent film 16, the light shielding layer 15a, and the antireflection layer 15b on the transparent substrate 14, and the agent. The two semi-transmissive films 17 are provided in order.

따라서, 상기 포토마스크(10)는, 노광광 투과율이 5단계로 서로 다른 5계조의 포토마스크로 되어 있다. 또한, 도 1에 도시하는 차광부(11), 투광부(12), 및 반투광부(13A∼13C)의 패턴 형상은 어디까지나 일례이다.Therefore, the photomask 10 is a five-tone photomask having different exposure light transmittances in five steps. In addition, the pattern shape of the light shielding part 11, the light transmission part 12, and the semi-transmission part 13A-13C shown in FIG. 1 is an example to the last.

전술한 바와 같은 5계조 포토마스크(10)를 사용하여, 피전사체(20)에의 패턴 전사를 행한 것으로 한다. 이 경우, 차광부(11)에서는 노광광이 실질적으로 투과하지 않고, 투광부(12)에서는 노광광이 투과하고, 제1∼제3 반투광부(13A∼13C)에서는 각각의 광 투과율에 따라서 노광광이 저감된다. 그 때문에, 피전사체(20) 위에 도포한 레지스트막(여기서는 포지티브형 포토레지스트막)은, 패턴 전사 후, 현상을 거쳤을 때, 상기 차광부(11)에 대응하는 부분에서 막 두께가 가장 두꺼워진다. 또한, 상기 제1∼제3 반투광부(13A∼13C)에 대응하는 부분에서는 어느 것이나 차광부(11)에 대응하는 부분의 막 두께보다도 얇아진다. 여기에서, 예를 들면 상기 제1 반투광막(16)의 노광광 투과율이 상기 제2 반투광막(17)의 노광광 투과율보다도 낮게 설정되어 있는 것으로 한다. 이 경우에는, 상기 반투광부에 대응하는 부분에서 단계적으로 막 두께가 얇아진다. 또한, 투광부(12)에 대응하는 부분에서는 막이 없다. 그 결과, 막 두께가 5단계로 서로 다른(그 중의 1단계는 막이 없음) 레지스트 패턴(23)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 제1∼제3 반투광부(13A∼13C)의 투과율은, 투광부를 100%로 하였을 때, 각각 20%, 40%, 60% 정도로 할 수 있다.It is assumed that pattern transfer to the transfer target body 20 is performed using the five-gradation photomask 10 as described above. In this case, the exposure light is not substantially transmitted through the light shielding portion 11, the exposure light is transmitted through the light transmitting portion 12, and the first to third semi-transmissive portions 13A to 13C are used according to respective light transmittances. Light light is reduced. Therefore, when the resist film (here, a positive photoresist film) coated on the transfer member 20 undergoes development after pattern transfer, the film thickness becomes the thickest at the portion corresponding to the light shielding portion 11. . In addition, in the part corresponding to the said 1st-3rd translucent part 13A-13C, all become thinner than the film thickness of the part corresponding to the light shielding part 11. As shown in FIG. Here, for example, it is assumed that the exposure light transmittance of the first semitransmissive film 16 is set lower than the exposure light transmittance of the second semitransmissive film 17. In this case, the film thickness gradually decreases in the portion corresponding to the semi-transmissive portion. In addition, there is no film | membrane in the part corresponding to the light transmission part 12. FIG. As a result, the resist pattern 23 can be formed in five different thicknesses (one of which has no film). For example, the transmittances of the first to third translucent portions 13A to 13C can be about 20%, 40% and 60%, respectively, when the light transmitting portion is 100%.

또한, 네가티브형 포토레지스트를 이용한 경우에는, 레지스트막 두께가 상기 와 역전하는 것을 고려한 설계를 행할 필요가 있다.In the case of using a negative photoresist, it is necessary to design in consideration of the inversion of the resist film thickness with the above.

그리고, 도 1에 도시하는 레지스트 패턴(23)의 막이 없는 부분(상기 투광부(12)에 대응하는 부분)에서, 피전사체(20)에서의 예를 들면 막(22A∼22D)에 제1 에칭을 실시한다. 계속해서, 레지스트 패턴(23)의 막 내에서 막 두께가 가장 얇은 부분(상기 제3 반투광부(13C)에 대응하는 부분)을 애싱 등에 의해 제거하고, 이 부분에서, 피전사체(20)에서의 예를 들면 막(22B∼22D)에 제2 에칭을 실시한다. 계속해서, 레지스트 패턴(23) 내에서 다음으로 막 두께가 얇은 부분(상기 제2 반투광부(13B)에 대응하는 부분)을 애싱 등에 의해 제거하고, 이 부분에서, 피전사체(20)에서의 예를 들면 막(22C 및 22D)에 제3 에칭을 실시한다. 계속해서 또한, 레지스트 패턴(23) 내에서 다음으로 막 두께가 얇은 부분(상기 제1 반투광부(13A)에 대응하는 부분)을 애싱 등에 의해 제거하고, 이 부분에서, 피전사체(20)에서의 예를 들면 막(22D)에 제4 에칭을 실시한다.Then, in the portion of the resist pattern 23 shown in FIG. 1 where no film is formed (the portion corresponding to the light-transmitting portion 12), for example, the first etching is performed on the films 22A to 22D in the transfer body 20, for example. Is carried out. Subsequently, the thinnest portion of the resist pattern 23 (the portion corresponding to the third translucent portion 13C) is removed by ashing or the like, whereby the portion of the transfer member 20 For example, the second etching is performed on the films 22B to 22D. Subsequently, in the resist pattern 23, the next thinner portion (the portion corresponding to the second translucent portion 13B) is removed by ashing or the like, and in this portion, the example of the transfer member 20 is removed. For example, the third etching is performed on the films 22C and 22D. Subsequently, in the resist pattern 23, the next thinner portion (the portion corresponding to the first translucent portion 13A) is removed by ashing or the like, and in this portion, the transfer member 20 For example, a fourth etching is performed on the film 22D.

이와 같이 하여, 1매의 5계조 포토마스크(10)를 이용하여, 예를 들면 TFT 기판의 제조에서의 종래의 포토마스크 4매분의 공정이 실시되게 되어, 종래보다도 마스크 매수를 대폭 삭감하는 것이 가능하게 된다.In this manner, for example, a process of four conventional photomasks in the production of a TFT substrate is performed using one five-gradation photomask 10, and the number of masks can be greatly reduced than in the past. Done.

다음으로, 상기 5계조 포토마스크의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 2는, 상기 제1 실시 형태의 5계조 포토마스크(10)의 제조 공정을 공정순으로 나타내는 단면도이다.Next, the manufacturing method of the said 5-gradation photomask is demonstrated. FIG. 2: is sectional drawing which shows the manufacturing process of the 5-gradation photomask 10 of said 1st Embodiment in process order.

사용하는 포토마스크 블랭크는, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 글래스 기판 등의 투명 기판(14) 위에, 제1 반투광막(16)과, 차광층(15a) 및 반사 방지층(15b)의 적층으로 이루어지는 차광막(15)이 순서대로 형성된 것이다. 단, 상기 제1 반투광막(16)과 상기 차광막(15)은, 에칭 공정에 이용하는 에천트에 대한 에칭 선택성이 있는 재질의 조합이 선택된다.The photomask blank to be used is, as shown in Fig. 2A, a first semi-transmissive film 16, a light shielding layer 15a and an antireflection layer 15b on a transparent substrate 14 such as a glass substrate. The light shielding film 15 which consists of lamination | stacking is formed in order. However, the combination of the material which has the etching selectivity with respect to the etchant used for an etching process is selected for the said 1st translucent film 16 and the said light shielding film 15. As shown in FIG.

따라서, 상기 차광층(15a)으로서는, 예를 들면 크롬 또는 그의 화합물(예를 들면 CrN, CrO, CrC 등)을 바람직하게 들 수 있다. 상기 반사 방지층(15b)으로서는, 크롬계 화합물(예를 들면 CrN, CrO, CrC 등) 등을 들 수 있다. 또한 상기 제1 반투광막(16)으로서는, 예를 들면 금속 실리사이드, 특히 몰리브덴 실리사이드 화합물(MoSix 외에 MoSi의 질화물, 산화물, 산화 질화물, 탄화물 등) 등을 바람직하게 들 수 있다. 상기 제1 반투광막(16)은, 투명 기판(14)(투광부)의 노광광의 투과량에 대하여 10∼80% 정도, 바람직하게는 20∼70% 정도의 투과량을 갖는 것이 바람직하다.Therefore, as said light shielding layer 15a, chromium or its compound (for example, CrN, CrO, CrC etc.) is mentioned preferably. Examples of the antireflection layer 15b include chromium compounds (for example, CrN, CrO, CrC, etc.). As the first semi-transmissive film 16, for example, metal silicides, especially molybdenum silicide compounds (nitrides, oxides, oxynitrides, carbides, etc. of MoSi in addition to MoSix) and the like are preferable. It is preferable that the said 1st semi-transmissive film 16 has a transmittance of about 10 to 80%, preferably about 20 to 70% with respect to the transmission amount of the exposure light of the transparent substrate 14 (transmission part).

또한, 상기 제1 반투광막(16)과 후술하는 제2 반투광막(17)은 노광광 투과율이 서로 다르게 하기 위하여, 제1 반투광막(16)의 막 재질과 막 두께는, 후술하는 제2 반투광막(17)의 막 재질과 막 두께의 균형도 고려하여 설정된다.In addition, the first semi-transmissive film 16 and the second semi-transmissive film 17, which will be described later, so that the exposure light transmittance is different from each other, the film material and the film thickness of the first translucent film 16 will be described later. The balance between the film material and the film thickness of the second translucent film 17 is also set in consideration.

우선, 상기 포토마스크 블랭크 위에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하고, 1번째의 묘화를 행한다. 본 실시 형태에서는, 묘화에는 예를 들면 레이저광을 이용한다. 또한, 상기 레지스트로서는 포지티브형 포토레지스트를 사용한다. 그리고, 레지스트막에 대하여, 소정의 디바이스 패턴을 묘화하고, 묘화 후에 현상을 행함으로써, 예를 들면 제조되는 포토마스크의 차광부(11)에 대응하는 영역에 제1 레지스트 패턴(30)을 형성한다(도 2의 (b) 참조).First, a resist is applied on the photomask blank to form a resist film, and the first drawing is performed. In this embodiment, a laser beam is used for drawing, for example. In addition, a positive photoresist is used as said resist. Then, by drawing a predetermined device pattern on the resist film and developing after drawing, for example, the first resist pattern 30 is formed in a region corresponding to the light shielding portion 11 of the photomask to be manufactured. (See FIG. 2 (b)).

다음으로, 상기 제1 레지스트 패턴(30)을 에칭 마스크로 하여 차광층(15a) 및 반사 방지층(15b)의 적층으로 이루어지는 차광막(15)을 에칭하여 차광막 패턴을 형성한다(도 2의 (c) 참조). 크롬을 주성분으로 하는 차광막(15)을 이용한 경우, 에칭 수단으로서는, 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭 중 어느 쪽이라도 가능하다. 단, 예를 들면 대형 액정 표시 패널 제조에 사용하는 대형 사이즈의 포토마스크에서는, 웨트 에칭이 바람직하다. 웨트 에칭에서는, 에칭액으로서 예를 들면 질산 세륨 제2암모늄을 이용한다. 또한, 상기 차광막(15)과 그 아래의 제1 반투광막(16)은, 에천트에 대한 에칭 선택성을 갖는 재질로 형성되어 있기 때문에, 상기 차광막(15)의 에칭시에는 제1 반투광막(16)은 에칭되기 어렵다.Next, using the first resist pattern 30 as an etching mask, the light shielding film 15 formed by laminating the light shielding layer 15a and the antireflection layer 15b is etched to form a light shielding film pattern (FIG. 2C). Reference). When the light shielding film 15 containing chromium as a main component is used, either etching or dry etching can be used as the etching means. However, wet etching is preferable in the large size photomask used for large size liquid crystal display panel manufacture, for example. In wet etching, for example, cerium nitrate diammonium is used as the etching solution. In addition, since the light shielding film 15 and the first semi-transmissive film 16 thereunder are formed of a material having etching selectivity with respect to the etchant, the first semi-transmissive film is etched when the light shielding film 15 is etched. (16) is hard to be etched.

잔존하는 제1 레지스트 패턴(30)을 제거한 후(도 2의 (d) 참조), 다시 전체면에 상기와 동일한 레지스트막을 형성하고, 2번째의 묘화를 행한다. 즉, 이 레지스트막에 대하여, 소정의 패턴을 묘화하고, 묘화 후에 현상을 행함으로써, 예를 들면 제조되는 포토마스크의 차광부(11)와 제1 반투광부(13A) 및 제2 반투광부(13B)에 대응하는 영역에 제2 레지스트 패턴(31)을 형성한다(도 2의 (e) 참조).After removing the remaining first resist pattern 30 (see FIG. 2 (d)), the same resist film is formed on the entire surface again, and a second drawing is performed. That is, by drawing a predetermined pattern on the resist film and developing after drawing, for example, the light-shielding portion 11, the first semi-transmissive portion 13A, and the second semi-transmissive portion 13B of the photomask to be manufactured, for example. ), A second resist pattern 31 is formed in the region corresponding to () (see FIG. 2E).

다음으로, 상기 제2 레지스트 패턴(31)을 에칭 마스크로 하여, 노출된 제3 반투광부(13C) 및 투광부(12) 영역 위의 제1 반투광막(16)을 에칭한다(도 2의 (f) 참조). Mo 화합물을 주성분으로 하는 제1 반투광막(16)을 이용한 경우, 에칭 수단으로서는, 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭 중 어느 쪽이라도 가능하다. 단, 웨트 에칭에서는 에칭액으로서 예를 들면 불화수소 암모늄을 주성분으로 하는 것을 이용한다.Next, using the second resist pattern 31 as an etching mask, the first semi-transmissive film 16 on the exposed third semi-transmissive portion 13C and the transmissive portion 12 region is etched (Fig. 2). (f)). When the 1st semi-transmissive film 16 which has Mo compound as a main component is used, either as etching means, dry etching or wet etching is possible. In wet etching, however, as the etchant, for example, ammonium hydrogen fluoride is used as the main component.

잔존하는 제2 레지스트 패턴(31)을 제거한 후(도 2의 (g) 참조), 패터닝된 차광막(15) 및 제1 반투광막(16)을 포함하는 기판 전체면에, 제2 반투광막(17)을 성막한다(도 2의 (h) 참조). 단, 제2 반투광막(17)은, 상기 제1 반투광막(16)과의 에천트에 대한 에칭 선택성이 있는 재질이 선택된다. 따라서, 제1 반투광막(16)에 예를 들면 전술한 Mo 화합물을 이용한 경우, 상기 제2 반투광막(17)으로서는, 예를 들면 크롬 화합물 등을 바람직하게 들 수 있다. 크롬 화합물에는, 산화 크롬(CrOx), 질화 크롬(CrNx), 탄화 크롬(CrCx), 산질화 크롬(CrOxN), 불화 크롬(CrFx)이나, 이들에 탄소나 수소를 함유하는 것이 있다. 또한, 상기 제2 반투광막(17)에 대해서도, 투명 기판(24)(투광부)의 노광광의 투과량에 대하여 10∼80% 정도, 바람직하게는 20∼70% 정도의 투과량을 갖는 것이 바람직하다. 그와 동시에, 제1 반투광막(16)과는 노광광 투과율이 다르도록, 제2 반투광막(17)의 막 재질과 막 두께의 선정에 의해 설정된다.After removing the remaining second resist pattern 31 (see FIG. 2G), the second semi-transmissive film is formed on the entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film 15 and the first semi-transmissive film 16. A film 17 is formed (see FIG. 2H). However, the second semi-transmissive film 17 is selected from a material having etching selectivity with respect to the etchant with the first semi-transmissive film 16. Therefore, when the above-mentioned Mo compound is used for the 1st semi-transmissive film 16, for example, a chromium compound etc. are mentioned suitably as said 2nd semi-transmissive film 17, for example. The chromium compounds include chromium oxide (CrOx), chromium nitride (CrNx), chromium carbide (CrCx), chromium oxynitride (CrOxN), chromium fluoride (CrFx), and those containing carbon or hydrogen. In addition, it is preferable that the second semi-transmissive film 17 also has a transmission amount of about 10 to 80%, preferably about 20 to 70% with respect to the transmission amount of the exposure light of the transparent substrate 24 (transmission portion). . At the same time, it is set by selecting the film material and the film thickness of the second semi-transmissive film 17 so that the exposure light transmittance is different from that of the first semi-transmissive film 16.

다음으로, 상기 제2 반투광막(17) 위의 전체면에 다시 상기와 동일한 레지스트막을 형성하고, 3번째의 묘화를 행한다. 즉, 이 레지스트막에 대하여, 소정의 패턴을 묘화하고, 묘화 후, 현상을 행함으로써, 예를 들면 제조되는 포토마스크의 차광부(11)와 제1 반투광부(13A) 및 제3 반투광부(13C)에 대응하는 영역에 제3 레지스트 패턴(32)을 형성한다(도 2의 (i) 참조).Next, the same resist film is formed again on the whole surface on the said 2nd translucent film 17, and a 3rd drawing is performed. That is, by drawing a predetermined pattern with respect to this resist film and developing after drawing, for example, the light-shielding portion 11, the first semi-transmissive portion 13A and the third semi-transmissive portion ( The third resist pattern 32 is formed in the region corresponding to 13C) (see FIG. 2 (i)).

다음으로, 상기 제3 레지스트 패턴(32)을 에칭 마스크로 하여, 노출된 제2 반투광부(13B) 및 투광부(12) 영역 위의 제2 반투광막(17)을 동시에 에칭한다(도 2의 (j) 참조). 크롬 화합물을 주성분으로 하는 제2 반투광막(17)을 이용한 경우, 에칭 수단으로서는 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭 중 어느 쪽이라도 가능하다. 단, 웨트 에칭에서는 에칭액으로서 예를 들면 질산 세륨 제2암모늄을 이용한다. 또한, 제2 반투광막(17)과 제1 반투광막(16)은, 에천트에 대한 에칭 선택성을 갖는 재질로 형성되어 있기 때문에, 예를 들면 상기 제2 반투광부(13B) 영역 위에서는, 상기 제2 반투광막(17)의 에칭시에는 그 아래의 제1 반투광막(16)은 에칭되기 어렵다. 에칭 선택성이 충분하지 않은 경우에는, 에칭 스토퍼막을 개재시키는 것도 가능하다. 단, 포토리소그래피 공정을 보다 효율화하여, 결함 발생의 확률을 감소시키기 위하여, 상기의 방법은 보다 유리하다.
Next, using the third resist pattern 32 as an etching mask, the exposed second semi-transmissive portion 13B and the second semi-transmissive layer 17 on the region of the transmissive portion 12 are simultaneously etched (FIG. 2). (J) of). When using the 2nd semi-transmissive film 17 which has a chromium compound as a main component, either as an etching means, dry etching or wet etching is possible. In wet etching, for example, cerium nitrate diammonium is used as the etching solution. In addition, since the 2nd semi-transmissive film 17 and the 1st semi-transmissive film 16 are formed from the material which has the etching selectivity with respect to the etchant, for example, on the said 2nd semi-transmissive part 13B area | region In the etching of the second translucent film 17, the first translucent film 16 underneath it is difficult to be etched. When etching selectivity is not enough, it is also possible to interpose an etching stopper film | membrane. However, in order to make the photolithography process more efficient and reduce the probability of defect occurrence, the above method is more advantageous.

*그리고, 잔존하는 제3 레지스트 패턴(32)을 제거한다. 이와 같이 하여, 투명 기판(14) 위에, 차광부(11), 투명 기판(14)이 노출되는 투광부(12), 및 제1∼제3 반투광부(13A∼13C)를 갖는 마스크 패턴이 형성된, 노광광 투과율이 5단계로 서로 다른 5계조의 포토마스크(10)가 완성된다(도 2의 (k) 참조). 여기에서, 차광부(11)는, 제1 반투광막(16)과, 차광층(15a) 및 반사 방지층(15b)으로 이루어지는 차광막(15)과, 제2 반투광막(17)의 적층에 의해 이루어진다. 제1 반투광부(13A)는 제1 반투광막(16)과 제2 반투광막(17)의 적층에 의해 이루어진다. 제2 반투광부(13B)는 제1 반투광막(16)에 의해 이루어진다. 제3 반투광부(13C)는 제2 반투광막(17)에 의해 이루어진다.Then, the remaining third resist pattern 32 is removed. Thus, on the transparent substrate 14, the mask pattern which has the light shielding part 11, the light transmissive part 12 which the transparent substrate 14 is exposed, and the 1st-3rd semi-transmissive parts 13A-13C is formed. The five-gradation photomask 10 having different exposure light transmittances is completed in five steps (see FIG. 2 (k)). Here, the light shielding portion 11 is formed by stacking the light shielding film 15 formed of the first semi-transmissive film 16, the light shielding layer 15a, and the antireflection layer 15b, and the second semi-transmissive film 17. Is made by The first semitransmissive portion 13A is formed by stacking the first semitransmissive film 16 and the second semitransmissive film 17. The second semitransmissive portion 13B is made of the first semitransmissive film 16. The third translucent portion 13C is made of the second translucent film 17.

이상과 같이 본 실시 형태에 따르면, 차광막(15) 외에, 서로 노광광 투과율이 다른 제1 반투광막(16)과 제2 반투광막(17)의 조합을 이용하여, 포토리소그래피법에 의해 묘화 횟수를 3회로 저감하여, 적은 막수와 적은 묘화 횟수로, 노광광 투과율이 5단계로 서로 다른 5계조의 포토마스크(10)를 제조할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, drawing is performed by the photolithography method using a combination of the first semitransmissive film 16 and the second semitransmissive film 17 in which the exposure light transmittances are different from each other in addition to the light shielding film 15. By reducing the number of times to three times, a five-gradation photomask 10 having different exposure light transmittances in five steps can be manufactured with a small number of films and a small number of drawing times.

또한, 전술한 바와 같이 묘화 횟수를 3회로 저감하여 제조할 수 있음으로써, 미세 패턴이 고정밀도로 형성된 5계조의 포토마스크(10)가 얻어진다.In addition, as described above, the number of drawing operations can be reduced to three times, so that the five-tone photomask 10 in which fine patterns are formed with high precision can be obtained.

또한, 전술한 도 1에 도시한 바와 같은 본 발명에 따른 5계조 포토마스크(10)를 이용한 패턴 전사를 실시하면, 피전사체(20)에는 정밀도가 높은 다계조의 전사 패턴을 형성할 수 있다. 또한 그 결과, 예를 들면 TFT 기판의 제조 등에서 마스크 매수의 대폭적인 삭감이 가능하게 된다.In addition, when the pattern transfer using the five-gradation photomask 10 according to the present invention as shown in FIG. 1 is performed, a multi-gradation transfer pattern with high precision can be formed on the transfer object 20. As a result, the number of masks can be greatly reduced, for example, in the manufacture of a TFT substrate.

<제2 실시 형태>&Lt; Second Embodiment >

다음으로, 도 3 및 도 4에 따라서 본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다. 도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 5계조 포토마스크(10A)와, 그 5계조 포토마스크(10A)를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는, 상기 제2 실시 형태의 5계조 포토마스크(10A)의 제조 공정을 공정순으로 나타내는 단면도이다. 또한, 전술한 제1 실시 형태를 나타내는 도 1 및 도 2와 동등한 개소에는 동일한 부호를 붙이고 있다.Next, 2nd Embodiment of this invention is described according to FIG. 3 and FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a 5-gradation photomask 10A and a pattern transfer method using the 5-gradation photomask 10A according to the second embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the five-gradation photomask 10A according to the second embodiment in the order of steps. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part equivalent to FIG. 1 and FIG. 2 which shows 1st Embodiment mentioned above.

도 3에 도시하는 본 실시 형태의 포토마스크(10A)는, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 구체적으로는 차광부(11A)와, 투광부(12)와, 반투광부(13A∼13C)를 갖고 구성되어 있다. 차광부(11A)는 상기 포토마스크(10A)의 사용시에 노광광을 차광(투과율이 대략 0%)시킨다. 투광부(12)는 글래스 기판 등의 투명 기판(14)의 표면이 노출되어 노광광을 투과시킨다. 반투광부(13A∼13C)는, 투광부(12)의 노광광 투과율을 100%로 하였을 때 투과율을 10∼80% 정도, 바람직하게는, 20∼70% 정도의 범위 내로 저감시키고, 이 범위 내에서 노광광 투과율이 3단계로 서로 다른 제1 반투광부(13A)와 제2 반투광부(13B)와 제3 반투광부(13C)로 이루어진다.3A, the photomask 10A of this embodiment shown in FIG. 3 specifically comprises the light-shielding portion 11A, the light-transmitting portion 12, and the semi-transmissive portions 13A to 13C, similarly to the first embodiment described above. It is configured with. The light shielding portion 11A shields exposure light (transmittance is approximately 0%) when the photomask 10A is used. The light transmitting part 12 exposes the surface of a transparent substrate 14 such as a glass substrate to transmit the exposure light. The translucent portions 13A to 13C reduce the transmittance within the range of about 10 to 80%, preferably about 20 to 70% when the exposure light transmittance of the translucent portion 12 is 100%, and within this range. The first light transmissive portion 13A, the second semi-transmissive portion 13B, and the third semi-transmissive portion 13C have different exposure light transmittances in three steps.

그리고, 상기 제1 반투광부(13A)는, 노광광 파장에 대한 투과율이 각각 서로 다른 제1 반투광막(16)과 제2 반투광막(17)의 적층막에 의해 형성되어 있다. 제2 반투광부(13B)는 상기 제1 반투광막(16)에 의해 형성되어 있다. 또한 제3 반투광부(13C)는 상기 제2 반투광막(17)에 의해 형성되어 있다.The first semi-transmissive portion 13A is formed of a laminated film of the first semi-transmissive film 16 and the second semi-transmissive film 17 each having a different transmittance with respect to the exposure light wavelength. The second translucent portion 13B is formed by the first translucent film 16. The third semitransmissive portion 13C is formed of the second semitransmissive film 17.

또한, 본 실시 형태에서는, 상기 차광부(11A)는, 투명 기판(14) 위에, 차광층(15a) 및 반사 방지층(15b)의 적층으로 이루어지는 차광막(15), 상기 제1 반투광막(16), 및 상기 제2 반투광막(17)이 순서대로 설치되어 형성되어 있는 점이, 제1 실시 형태의 차광부(11)와는 다르다.In the present embodiment, the light shielding portion 11A includes a light shielding film 15 formed of a stack of the light shielding layer 15a and the antireflection layer 15b on the transparent substrate 14, and the first semi-transmissive film 16. ) And the second semi-transmissive film 17 are provided in this order and differ from the light-shielding portion 11 of the first embodiment.

따라서, 상기 포토마스크(10A)는, 노광광 투과율이 5단계로 서로 다른 5계조의 포토마스크로 되어 있다.Accordingly, the photomask 10A has a five-gradation photomask having different exposure light transmittances in five steps.

본 실시 형태에 따른 5계조 포토마스크(10A)를 사용하여, 피전사체(20)에의 패턴 전사를 행한 것으로 한다. 이 경우, 차광부(11A)에서는 노광광이 실질적으로 투과하지 않고, 투광부(12)에서는 노광광이 투과하고, 제1∼제3 반투광부(13A∼13C)에서는 각각의 광 투과율에 따라서 노광광이 저감된다. 그 때문에, 피전사체(20) 위에 도포한 레지스트막(여기서는 포지티브형 포토레지스트막)은, 패턴 전사 후, 현상을 거쳤을 때, 상기 차광부(11A)에 대응하는 부분에서 막 두께가 가장 두꺼워진다. 또한 상기 제1∼제3 반투광부(13A∼13C)에 대응하는 부분에서는 어느 것이나 차광부(11)에 대응하는 부분의 막 두께보다도 얇아진다. 여기에서, 예를 들면 상기 제1 반투광막(16)의 노광광 투과율이 상기 제2 반투광막(17)의 노광광 투과율보다도 낮게 설정되어 있는 것으로 한다. 이 경우에는, 상기 반투광부에 대응하는 부분에서 단계적으로 막 두께가 얇아진다. 또한 투광부(12)에 대응하는 부분에서는 막이 없다. 이와 같이 하여, 막 두께가 5단계로 서로 다른(그 중의 1단계는 막이 없음) 레지스트 패턴(23)이 형성된다.The pattern transfer to the to-be-transferred body 20 is performed using the five-gradation photomask 10A which concerns on this embodiment. In this case, the exposure light is not substantially transmitted through the light shielding portion 11A, the exposure light is transmitted through the light transmission portion 12, and the first to third semi-transmissive portions 13A to 13C are used according to the respective light transmittances. Light light is reduced. Therefore, when the resist film (here, a positive photoresist film) applied on the transfer member 20 undergoes development after pattern transfer, the film thickness becomes the thickest at the portion corresponding to the light shielding portion 11A. . Moreover, in the part corresponding to the said 1st-3rd translucent part 13A-13C, all become thinner than the film thickness of the part corresponding to the light shielding part 11. As shown in FIG. Here, for example, it is assumed that the exposure light transmittance of the first semitransmissive film 16 is set lower than the exposure light transmittance of the second semitransmissive film 17. In this case, the film thickness gradually decreases in the portion corresponding to the semi-transmissive portion. In addition, there is no film | membrane in the part corresponding to the light transmission part 12. FIG. In this way, resist patterns 23 having different film thicknesses in five stages (one of which has no film) are formed.

그리고, 전술한 바와 같이, 도 3에 도시하는 막 두께가 5단계로 서로 다른 레지스트 패턴(23)을 이용하여, 피전사체(20)에서의 예를 들면 막(22A∼22D)의 에칭을 실시함으로써, 예를 들면 TFT 기판의 제조에서의 종래의 포토마스크 4매분의 공정이 실시되게 되어, 종래보다도 마스크 매수를 대폭 삭감하는 것이 가능하게 된다.As described above, by using the resist patterns 23 having different film thicknesses shown in FIG. 3 in five steps, for example, the films 22A to 22D are etched on the transfer object 20. For example, the process of four conventional photomasks in manufacture of a TFT substrate is performed, and it becomes possible to significantly reduce the number of masks compared with the former.

다음으로, 도 4를 이용하여, 상기 본 실시 형태에 따른 5계조 포토마스크(10A)의 제조 방법을 설명한다.Next, the manufacturing method of the 5-gradation photomask 10A which concerns on said this embodiment is demonstrated using FIG.

사용하는 포토마스크 블랭크는, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 글래스 기판 등의 투명 기판(14) 위에, 차광층(15a) 및 반사 방지층(15b)의 적층으로 이루어지는 차광막(15)이 형성되어 있다. 상기 차광층(15a)으로서는, 예를 들면 크롬 또는 그의 화합물(예를 들면 CrN, CrO, CrC 등)을 바람직하게 들 수 있다. 상기 반사 방지층(15b)으로서는, 크롬계 화합물(예를 들면 CrN, CrO, CrC 등) 등을 들 수 있다.As shown in Fig. 4A, the photomask blank to be used includes a light shielding film 15 made of a laminate of a light shielding layer 15a and an antireflection layer 15b on a transparent substrate 14 such as a glass substrate. Formed. As said light shielding layer 15a, chromium or its compound (for example, CrN, CrO, CrC, etc.) is mentioned preferably. Examples of the antireflection layer 15b include chromium compounds (for example, CrN, CrO, CrC, etc.).

또한, 제조되는 포토마스크에서의 차광부(11A)의 투과율은, 주로 상기 차광층(15a)과 상기 반사 방지층(15b)의 막 재질과 막 두께의 선정에 의해 설정된다.In addition, the transmittance | permeability of the light shielding part 11A in the photomask manufactured is mainly set by selection of the film material and film thickness of the said light shielding layer 15a and the said reflection prevention layer 15b.

우선, 상기 포토마스크 블랭크 위에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하고, 1번째의 묘화를 행한다. 묘화에는, 본 실시 형태에서는 예를 들면 레이저광을 이용한다. 상기 레지스트로서는 포지티브형 포토레지스트를 사용한다. 그리고, 레지스트막에 대하여, 소정의 디바이스 패턴을 묘화하고, 묘화 후에 현상을 행함으로써, 예를 들면 제조되는 포토마스크의 차광부(11A)에 대응하는 영역에 제1 레지스트 패턴(30)을 형성한다(도 4의 (b) 참조).First, a resist is applied on the photomask blank to form a resist film, and the first drawing is performed. In the present embodiment, for example, a laser beam is used for drawing. As the resist, a positive photoresist is used. Then, by drawing a predetermined device pattern on the resist film and developing after drawing, for example, the first resist pattern 30 is formed in a region corresponding to the light shielding portion 11A of the photomask to be manufactured. (See FIG. 4 (b)).

다음으로, 상기 제1 레지스트 패턴(30)을 에칭 마스크로 하여 차광층(15a) 및 반사 방지층(15b)의 적층으로 이루어지는 차광막(15)을 에칭하여 차광막 패턴을 형성한다(도 4의 (c) 참조). 크롬을 주성분으로 하는 차광막(15)을 이용한 경우, 에칭 수단으로서는 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭 중 어느 쪽이라도 가능하다. 단, 예를 들면 대형 사이즈의 포토마스크 제조에 바람직한 웨트 에칭에서는, 에칭액으로서 예를 들면 질산 세륨 제2암모늄을 이용한다.Next, using the first resist pattern 30 as an etching mask, the light shielding film 15 formed by laminating the light shielding layer 15a and the antireflection layer 15b is etched to form a light shielding film pattern (FIG. 4C). Reference). When the light shielding film 15 containing chromium as a main component is used, either etching or dry etching can be used as the etching means. However, for example, in wet etching suitable for producing a large size photomask, for example, cerium nitrate diammonium is used as the etching solution.

잔존하는 제1 레지스트 패턴(30)을 제거한 후, 패터닝된 차광막(15)을 포함하는 기판 전체면에, 제1 반투광막(16)을 성막한다(도 4의 (d) 참조).After removing the remaining first resist pattern 30, the first semi-transmissive film 16 is formed on the entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film 15 (see FIG. 4D).

상기 제1 반투광막(16)으로서는, 예를 들면 Mo 화합물(MoSix 외, MoSi의 질화물, 산화물, 산화 질화물, 탄화물 등)을 바람직하게 들 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 반투광막(16)은, 차광막(15)과의 에칭 선택성은 특히 요구되지 않기 때문에, 예를 들면 차광막과 마찬가지로 크롬 또는 크롬계 화합물을 이용할 수도 있다. 크롬계 화합물에는, 산화 크롬(CrOx), 질화 크롬(CrNx), 탄화 크롬(CrCx), 산질화 크롬(CrOxN), 불화 크롬(CrFx)이나, 이들에 탄소나 수소를 함유하는 것이 있다. 상기 제1 반투광막(16)은, 투명 기판(14)(투광부)의 노광광의 투과량에 대하여 10∼80% 정도, 바람직하게는 20∼70% 정도의 투과량을 갖는 것이 바람직하다.As said 1st semi-transmissive film 16, Mo compound (nitride, oxide, oxynitride, carbide, etc. of MoSi other than MoSix) is mentioned preferably, for example. In the present embodiment, since the etching selectivity with the light shielding film 15 is not particularly required for the first semi-transmissive film 16, for example, a chromium or a chromium-based compound may be used as in the light shielding film. Chromium-based compounds include chromium oxide (CrOx), chromium nitride (CrNx), chromium carbide (CrCx), chromium oxynitride (CrOxN), and chromium fluoride (CrFx), and those containing carbon or hydrogen. It is preferable that the said 1st semi-transmissive film 16 has a transmittance of about 10 to 80%, preferably about 20 to 70% with respect to the transmission amount of the exposure light of the transparent substrate 14 (transmission part).

또한, 상기 제1 반투광막(16)은, 후술하는 제2 반투광막(17)과의 관계에서는, 에칭 선택성이 요구된다. 그와 동시에, 양자의 노광광 투과율이 서로 다르게 하기 위하여, 제1 반투광막(16)의 막 재질과 막 두께는, 후술하는 제2 반투광막(17)의 막 재질과 막 두께의 균형도 고려하여 설정된다.In addition, the said 1st semi-transmissive film 16 requires etching selectivity in relationship with the 2nd semi-transmissive film 17 mentioned later. At the same time, in order for the exposure light transmittance of both to be different from each other, the film material and the film thickness of the first semi-transmissive film 16 are a balance between the film material and the film thickness of the second semi-transmissive film 17 described later. It is set in consideration.

다음으로, 다시 전체면에 상기와 동일한 레지스트막을 형성하고, 2번째의 묘화를 행한다. 즉, 이 레지스트막에 대하여, 소정의 패턴을 묘화하고, 묘화 후에 현상을 행함으로써, 예를 들면 제조되는 포토마스크의 차광부(11)와 제1 반투광부(13A) 및 제2 반투광부(13B)에 대응하는 영역에 제2 레지스트 패턴(31)을 형성한다(도 4의 (e) 참조).Next, the same resist film is formed on the whole surface again, and a second drawing is performed. That is, by drawing a predetermined pattern on the resist film and developing after drawing, for example, the light-shielding portion 11, the first semi-transmissive portion 13A, and the second semi-transmissive portion 13B of the photomask to be manufactured, for example. ), A second resist pattern 31 is formed in the region corresponding to () (see FIG. 4E).

다음으로, 상기 제2 레지스트 패턴(31)을 에칭 마스크로 하여, 노출된 제3 반투광부(13C) 및 투광부(12) 영역 위의 제1 반투광막(16)을 에칭한다(도 4의 (f) 참조). Mo 화합물을 주성분으로 하는 제1 반투광막(16)을 이용한 경우, 에칭 수단으로서는, 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭 중 어느 쪽이라도 가능하다. 단, 웨트 에칭에서는 에칭액으로서 예를 들면 불화수소 암모늄을 주성분으로 하는 것을 이용한다. 또한, 크롬계 화합물을 주성분으로 하는 제1 반투광막(16)을 이용한 경우, 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭 중 어느 쪽이라도 가능하다. 단, 웨트 에칭에서는, 에칭액으로서 예를 들면 질산 세륨 제2암모늄을 이용한다.Next, using the second resist pattern 31 as an etching mask, the first semi-transmissive film 16 on the exposed third semi-transmissive portion 13C and the transmissive portion 12 region is etched (Fig. 4). (f)). When the 1st semi-transmissive film 16 which has Mo compound as a main component is used, either as etching means, dry etching or wet etching is possible. In wet etching, however, as the etchant, for example, ammonium hydrogen fluoride is used as the main component. In addition, when the 1st translucent film 16 which has a chromium type compound as a main component is used, either dry etching or wet etching is possible. In wet etching, for example, cerium nitrate diammonium is used as the etching solution.

잔존하는 제2 레지스트 패턴(31)을 제거한 후(도 4의 (g) 참조), 패터닝된 차광막(15) 및 제1 반투광막(16)을 포함하는 기판 전체면에, 제2 반투광막(17)을 성막한다(도 4의 (h) 참조). 단, 제2 반투광막(17)은, 상기 제1 반투광막(16)과의 에천트에 대한 에칭 선택성이 있는 재질이 선택된다. 따라서, 제1 반투광막(16)에 예를 들면 전술한 Mo 화합물을 이용하는 경우, 상기 제2 반투광막(17)으로서는, 예를 들면 크롬계 화합물 등을 바람직하게 들 수 있다. 또한 반대로, 제1 반투광막(16)에 예를 들면 크롬계 화합물을 이용하는 경우, 상기 제2 반투광막(17)으로서는, 예를 들면 Mo 화합물 등을 바람직하게 들 수 있다. 또한, 상기 제2 반투광막(17)에 대해서도, 투명 기판(24)(투광부)의 노광광의 투과량에 대하여 10∼80% 정도, 바람직하게는 20∼70% 정도의 투과량을 갖는 것이 바람직하다. 그와 동시에, 제1 반투광막(16)과는 노광광 투과율이 다르도록, 제2 반투광막(17)의 막 재질과 막 두께의 선정에 의해 설정된다.After removing the remaining second resist pattern 31 (see FIG. 4G), the second semi-transmissive film is formed on the entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film 15 and the first semi-transmissive film 16. A film 17 is formed (see FIG. 4H). However, the second semi-transmissive film 17 is selected from a material having etching selectivity with respect to the etchant with the first semi-transmissive film 16. Therefore, when the above-mentioned Mo compound is used for the 1st translucent film 16, for example, a chromium compound etc. are mentioned suitably as said 2nd translucent film 17, for example. On the contrary, when the chromium compound is used for the first translucent film 16, for example, a Mo compound or the like is preferable as the second translucent film 17. In addition, it is preferable that the second semi-transmissive film 17 also has a transmission amount of about 10 to 80%, preferably about 20 to 70% with respect to the transmission amount of the exposure light of the transparent substrate 24 (transmission portion). . At the same time, it is set by selecting the film material and the film thickness of the second semi-transmissive film 17 so that the exposure light transmittance is different from that of the first semi-transmissive film 16.

다음으로, 상기 제1 반투광막(17) 위의 전체면에 다시 상기와 동일한 레지스트막을 형성하고, 3번째의 묘화를 행한다. 즉, 이 레지스트막에 대하여, 소정의 패턴을 묘화하고, 묘화 후, 현상을 행함으로써, 예를 들면 제조되는 포토마스크의 차광부(11A)와 제1 반투광부(13A) 및 제3 반투광부(13C)에 대응하는 영역에 제3 레지스트 패턴(32)을 형성한다(도 4의 (i) 참조).Next, the same resist film is formed again on the whole surface on the said 1st translucent film 17, and a third drawing is performed. That is, by drawing a predetermined pattern on the resist film and developing after drawing, for example, the light-shielding portion 11A, the first semi-transmissive portion 13A and the third semi-transmissive portion ( A third resist pattern 32 is formed in the region corresponding to 13C) (see FIG. 4 (i)).

다음으로, 상기 제3 레지스트 패턴(32)을 에칭 마스크로 하여, 노출된 제2 반투광부(13B) 및 투광부(12) 영역 위의 제2 반투광막(17)을 에칭한다(도 4의 (j) 참조). 제2 반투광막(17)의 에칭 수단으로서는, 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭 중 어느 쪽이라도 가능하다. 또한, 제2 반투광막(17)과 제1 반투광막(16)은, 에천트에 대한 에칭 선택성을 갖는 재질로 형성되어 있기 때문에, 예를 들면 상기 제2 반투광부(13B) 영역 위에서는, 상기 제2 반투광막(17)의 에칭시에는 그 아래의 제1 반투광막(16)은 에칭되기 어렵다.Next, using the third resist pattern 32 as an etching mask, the second semi-transmissive film 17 on the exposed second semi-transmissive portion 13B and the transmissive portion 12 region is etched (Fig. 4). (j)). As the etching means of the second semi-transmissive film 17, either dry etching or wet etching can be used. In addition, since the 2nd semi-transmissive film 17 and the 1st semi-transmissive film 16 are formed from the material which has the etching selectivity with respect to the etchant, for example, on the said 2nd semi-transmissive part 13B area | region In the etching of the second translucent film 17, the first translucent film 16 underneath it is difficult to be etched.

그리고, 잔존하는 제3 레지스트 패턴(32)을 제거한다. 이와 같이 하여, 투명 기판(14) 위에, 차광부(11A), 투명 기판(14)이 노출되는 투광부(12), 및 제1∼제3 반투광부(13A∼13C)를 갖는 마스크 패턴이 형성된, 노광광 투과율이 5단계로 서로 다른 5계조의 포토마스크(10A)가 완성된다(도 4의 (k) 참조). 여기에서, 차광부(11A)는, 차광층(15a) 및 반사 방지층(15b)으로 이루어지는 차광막(15)과, 제1 반투광막(16)과 제2 반투광막(17)의 적층에 의해 이루어진다. 제1 반투광부(13A)는 제1 반투광막(16)과 제2 반투광막(17)의 적층에 의해 이루어진다. 제2 반투광부(13B)는 제1 반투광막(16)에 의해 이루어진다. 제3 반투광부(13C)는 제2 반투광막(17)에 의해 이루어진다.Then, the remaining third resist pattern 32 is removed. Thus, on the transparent substrate 14, the mask pattern which has the light shielding part 11A, the light transmissive part 12 which the transparent substrate 14 is exposed, and the 1st-3rd semi-transmissive parts 13A-13C is formed. The five-gradation photomask 10A having different exposure light transmittances is completed in five steps (see FIG. 4 (k)). Here, the light shielding portion 11A is formed by stacking the light shielding film 15 formed of the light shielding layer 15a and the antireflection layer 15b, and the first semi-transmissive film 16 and the second semi-transmissive film 17. Is done. The first semitransmissive portion 13A is formed by stacking the first semitransmissive film 16 and the second semitransmissive film 17. The second semitransmissive portion 13B is made of the first semitransmissive film 16. The third translucent portion 13C is made of the second translucent film 17.

이상 설명한 본 실시 형태에서도, 차광막(11A) 외에, 서로 노광광 투과율이 다른 제1 반투광막(16)과 제2 반투광막(17)의 조합을 이용하여, 포토리소그래피법에 의해 묘화 횟수를 3회로 저감하여, 적은 막수와 적은 묘화 횟수로, 노광광 투과율이 5단계로 서로 다른 5계조의 포토마스크(10A)를 제조할 수 있다.Also in the present embodiment described above, in addition to the light shielding film 11A, the number of drawing operations is performed by the photolithography method by using a combination of the first semi-transmissive film 16 and the second semi-transmissive film 17 having different exposure light transmittances. By reducing the number of times to three, the photomask 10A having five gradations having different exposure light transmittances in five steps can be manufactured with a small number of films and a small number of drawing times.

또한, 전술한 바와 같이 묘화 횟수를 3회로 저감하여 제조할 수 있음으로써, 미세 패턴이 고정밀도로 형성된 5계조의 포토마스크(10A)가 얻어진다.In addition, as described above, the number of drawing operations can be reduced to three times, so that the five-tone photomask 10A in which fine patterns are formed with high precision can be obtained.

또한, 전술한 도 3에 도시한 바와 같은 본 실시 형태에 따른 5계조 포토마스크(10A)를 이용한 패턴 전사를 실시하면, 피전사체(20)에는 정밀도가 높은 다계조의 전사 패턴(23)을 형성할 수 있다. 또한 그 결과, 예를 들면 TFT 기판의 제조 등에서 마스크 매수의 대폭적인 삭감이 가능하게 된다.When the pattern transfer using the five-gradation photomask 10A according to the present embodiment as shown in Fig. 3 described above is carried out, the transfer member 23 of high-precision multi-gradation is formed on the transfer object 20. can do. As a result, the number of masks can be greatly reduced, for example, in the manufacture of a TFT substrate.

또한, 본 발명에 따른 5계조의 포토마스크에는, 상기 외에 이하에 설명하는 이점이 있다.In addition, the five-gradation photomask according to the present invention has the advantages described below in addition to the above.

일반적으로, 본 발명이 속하는 다계조 포토마스크(차광부, 투광부 외에 반투광부를 갖는 3계조 이상의 포토마스크)에서는, 피전사체 위에 원하는 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 얻기 위하여, 반투광부의 노광광 투과율을 선택하고, 결정한다. 이 투과율로서는, 투광부(즉 투명 기판이 노출되어 있는 부분)의 투과율을 100%로 하였을 때의, 반투과막의 투과율을 이용하여 규정한다. 이것은, 일정 이상의 넓은 영역의 패턴에 대하여, 그 투과율을 특정하는 경우에는 문제가 없지만, 어느 정도 이하의 치수의 패턴에 대해서는, 엄밀하게 말하면, 실제의 패턴 전사에 기여하는 노광광량을 정확하게 반영하고 있지 않게 된다. 이것은 노광광의 회절이 원인이기 때문에, 이 경향은 미소한 패턴으로 될수록, 노광광 파장이 길수록 현저하게 된다. 그러나, 패턴의 치수나, 분광 특성이 서로 다른 광원에 대한 투과율의 변화에 대해서는 정확하게 고려되어 있지 않은 것이 현상이다.Generally, in the multi-gradation photomask (three or more gradation photomasks having a translucent portion in addition to the light shielding portion and the transmissive portion), the exposure light transmittance of the semi-transmissive portion is obtained in order to obtain a resist pattern having a desired residual film value on the transfer object. Choose and decide. As this transmittance | permeability, it defines using the transmittance | permeability of a transflective film when the transmittance | permeability of a translucent part (namely, the part which a transparent substrate is exposed) is 100%. This is not a problem when specifying the transmittance with respect to a pattern of a certain area or more, but for a pattern having a certain dimension or less, strictly speaking, it does not accurately reflect the amount of exposure light that contributes to actual pattern transfer. Will not. Since this is caused by diffraction of exposure light, this tendency becomes more remarkable as the pattern becomes smaller and the exposure wavelength is longer. However, it is a phenomenon that the change of the transmittance | permeability with respect to the light source from which the pattern dimension and spectral characteristics differ from each other is not considered correctly.

구체적으로는, 반투광부에, 매우 좁은 폭을 포함하는 패턴 형상과, 상대적으로 넓은 영역의 패턴 형상이 존재하면, 반투광부에는, 피전사체 위의 레지스트막에, 항상 일정한 잔막값을 부여하는 것이어야 하는 바, 패턴 형상에 기인하여 서로 다른 잔막값의 레지스트 패턴이 형성되게 되어, 원하는 허용 범위를 초과한 잔막값의 변동을 발생시키면, 전자 디바이스 제조 상의 불안정 요소로 된다고 하는 문제가 있다.Specifically, if a pattern shape including a very narrow width and a pattern shape of a relatively wide area exist in the semi-transmissive portion, the semi-transmissive portion should always be given a constant residual film value to the resist film on the transfer object. Therefore, there is a problem in that resist patterns having different residual film values are formed due to the pattern shape, and if variation in residual film values exceeding a desired allowable range occurs, it becomes an unstable element in electronic device manufacturing.

예를 들면, 박막 트랜지스터용의 다계조 포토마스크로서는, 채널부에 상당하는 영역을 반투광부로 하고, 이것을 사이에 끼우는 형태로 인접하는 소스 및 드레인에 상당하는 영역을 차광부로 구성한 것이 다용된다. 이 포토마스크는, 통상 i선∼g선의 파장대의 노광광을 이용하여 노광되지만, 채널부의 치수(폭)가 작아짐에 따라서, 인접하는 차광부와의 경계가, 실제의 노광 조건하에서 바래져, 채널부의 노광광 투과율은 반투과막의 투과율보다도 낮아진다. 도 5는, 차광부 A 사이에 끼워진 반투광부 B의 패턴(도 5의 (1))과, 그 반투광부 B의 투과광의 광 강도 분포(도 5의 (2))를 나타낸 것으로서, 도 5의 (a)는 일례로서 반투광 영역의 폭이 4㎛, 도 5의 (b)는 2㎛인 경우를 각각 나타내고 있다. 즉, 도 5의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 차광부 A 사이에 끼워진 반투광부 B의 투과광의 광 강도 분포는, 그 반투광부 B의 선폭이 작아지면, 전체적으로 내려가, 피크가 낮아진다. 즉, 폭이 좁은 영역을 갖는 패턴에 대해서는, 실제로 노광에 기여하는 투과율이 상대적으로 낮은 한편, 상대적으로 선폭이 넓은 영역을 갖는 패턴에 대해서는, 실제의 노광에 기여하는 투과율이 상대적으로 높다. 예를 들면, 도 6에 도시한 바와 같이, 채널 폭이 5㎛ 이하에서는, 그 채널 폭에 대응한 폭의 반투광부에서의, 실제의 노광에 기여하는 광의 투과율이 현저하게 저하한다.For example, as the multi-gradation photomask for thin film transistors, a region corresponding to the channel portion is used as a semi-transmissive portion, and a region configured as a light shielding portion is formed by sandwiching it between adjacent sources and drains. Although this photomask is exposed using exposure light of wavelength range of i line | wire-g line normally, as the dimension (width) of a channel part becomes small, the boundary with the adjacent light shielding part fades under actual exposure conditions, and a channel The negative exposure light transmittance is lower than the transmittance of the semitransmissive film. FIG. 5: shows the pattern (FIG. 5 (1)) of the semi-transmissive part B sandwiched between the light shielding parts A, and the light intensity distribution (FIG. 5 (2)) of the transmitted light of the semi-transmissive part B, and FIG. As an example, (a) shows the case where the width | variety of a translucent area | region is 4 micrometers, and FIG. 5 (b) is 2 micrometers, respectively. That is, as shown in Figs. 5A and 5B, the light intensity distribution of the transmitted light of the semi-transmissive portion B sandwiched between the light-shielding portions A decreases as a whole when the line width of the semi-transmissive portion B decreases, so that the peak is reduced. Lowers. That is, the transmittance which actually contributes to exposure is relatively low with respect to the pattern which has a narrow area | region, while the transmittance which contributes to actual exposure is relatively high with respect to the pattern which has the area | region which has a relatively large line width. For example, as shown in FIG. 6, when a channel width is 5 micrometers or less, the transmittance | permeability of the light which contributes to actual exposure in the semi-transmissive part of the width corresponding to the channel width falls remarkably.

따라서, 일정한 치수를 갖는 반투광부의 투과율을, 그 막 고유의 투과율과 구별하고, 실제의 노광광의 투과량을, 투광부의 투과량과의 비에서, 실효 투과율로서 파악할 필요가 생긴다.Therefore, it is necessary to distinguish the transmittance of the semi-transmissive portion having a certain dimension from the transmittance inherent to the film, and to grasp the actual transmittance of the exposure light as the effective transmittance from the ratio with the transmittance of the transmissive portion.

한편으로, 막 고유의 투과율이란, 투명 기판 위의 그 막을 형성한, 충분히 넓은 영역에서, 그 막의 조성이나 막 두께에 의해 결정되는 것이다. 충분히 넓은 영역이란, 그 영역의 넓이의 변화에 의해, 실효 투과율이 실질적으로 변화하지 않는 영역을 말한다. 또한, 도 6에서는, 반투광부 B의 투과광의 광 강도 분포의 피크값에 의해, 해당 영역의 투과율을 대표시키고 있다. 이 부분의 투과율은, 이 다계조 마스크를 사용하여 노광하였을 때의, 피전사체 위의 레지스트 잔막값과 상관을 갖는다.On the other hand, the inherent transmittance of the film is determined by the composition and the film thickness of the film in a sufficiently wide region in which the film is formed on the transparent substrate. A sufficiently wide region refers to a region where the effective transmittance does not substantially change due to a change in the area of the region. 6, the transmittance | permeability of the area | region is represented by the peak value of the light intensity distribution of the transmitted light of the translucent part B. In FIG. The transmittance of this portion has a correlation with the resist residual film value on the transfer object when exposed using this multi gradation mask.

따라서, 반투광부의 패턴 형상에 따라서, 그 부분의 막 투과율을 바꿈으로써, 패턴 형상에 상관없이, 반투광부의 레지스트막의 잔막값을 거의 동일하게 할 수 있게 된다.Therefore, by changing the film transmittance of the portion according to the pattern shape of the semi-transmissive portion, the remaining film value of the resist film of the semi-transmissive portion can be made substantially the same regardless of the pattern shape.

예를 들면, 본 발명의 방법에 따르면, 5개의 계조를 갖는 다계조 포토마스크를 얻을 수 있다. 즉, 투광부, 차광부 외에, 3개의 서로 다른 막 투과율을 갖는 반투광부를 얻을 수 있는 것이다. 이 3종류의 반투광부에 의해, 피전사체 위에, 각각 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하여도 된다. 그러나, 한편, 이 3종류의 반투광부에 의해, 피전사체 위에, 패턴의 치수가 서로 다름(따라서, 동일한 막 투과율을 갖는 반투광부를 사용하면, 형성되는 레지스트 잔막값이 서로 다르게 됨)에도 불구하고, 일정한 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하여도 된다. 바꾸어 말하면, 막 구성으로서 3종류의 막 투과율을 갖고, 거의 동일한 실효 투과율을 갖는 반투광부를 형성하여도 된다. 이 경우, 본 발명의 포토마스크를 3계조 포토마스크로서 이용하게 된다.For example, according to the method of the present invention, a multi-gradation photomask having five gray levels can be obtained. That is, in addition to the light transmitting portion and the light blocking portion, a semi-transmissive portion having three different film transmittances can be obtained. By these three types of semi-transmissive portions, resist patterns having different resist residual film values may be formed on the transfer targets. However, these three kinds of semi-transmissive portions allow the pattern to have different dimensions on the transfer object (therefore, when the semi-transmissive portions having the same film transmittance are used, the resist remaining film values formed are different from each other). You may form the resist pattern which has a constant resist residual film value. In other words, as a film structure, you may form the semi-transmissive part which has three types of film transmittances, and has almost the same effective transmittance. In this case, the photomask of the present invention is used as a three-gradation photomask.

물론, 3종류의 반투광부 중, 2종류를 동일한 실효 투과율을 갖는 서로 다른 형상의 패턴에 이용하고, 남은 1종류를 서로 다른 실행 투과율을 갖는 패턴에 이용하여도 된다. 이 경우, 본 발명의 포토마스크를 4계조의 포토마스크로서 이용하게 된다.Of course, two kinds of semi-transmissive parts may be used for patterns of different shapes having the same effective transmittance, and one remaining type may be used for patterns having different performance transmittances. In this case, the photomask of the present invention is used as a four-gradation photomask.

본 발명은, 이러한 우수한 효과를 가져오는 다계조 포토마스크를, 효율적이고, 또한 결함 발생의 확률이 낮은 공정에 의해 제작할 수 있는 점에서, 양산 상의 메리트가 크다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This invention has the merit of mass production in that the multi-gradation photomask which produces such an excellent effect can be manufactured by the process which is efficient and has low probability of a defect generation.

*또한, 전술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 어느 것이나 상기 제1 반투광막(16)의 노광광 투과율이 상기 제2 반투광막(17)의 노광광 투과율보다도 낮게 설정되어 있는 경우를 설명하였지만, 양자의 노광광 투과율이 서로 달라도 되므로, 이것과는 반대로, 예를 들면 상기 제1 반투광막(16)의 노광광 투과율이 상기 제2 투광막(17)의 노광광 투과율보다도 높게 설정되어도 된다.In addition, in any of the above-described first and second embodiments, the exposure light transmittance of the first semi-transmissive film 16 is set lower than the exposure light transmittance of the second semi-transmissive film 17. Although the case was described, since the exposure light transmittance of both may differ, on the contrary, for example, the exposure light transmittance of the said 1st translucent film 16 is more than the exposure light transmittance of the said 2nd light transmission film 17. It may be set high.

11: 차광부
12: 투광부
13A: 제1 반투광부
13B: 제2 반투광부
13C: 제3 반투광부
14: 투명 기판
15: 차광막
15a: 차광층
15b: 반사 방지층
16: 제1 반투광막
17: 제2 반투광막
30: 제1 레지스트 패턴
31: 제2 레지스트 패턴11: shading part
12: floodlight
13A: first translucent part
13B: second translucent part
13C: third translucent part
14: transparent substrate
15: shading film
15a: shading layer
15b: antireflection layer
16: first translucent film
17: second translucent film
30: first resist pattern
31: second resist pattern

Claims (7)

투명 기판 상에, 차광부, 상기 투명 기판이 노출된 투광부 및 각각 노광광 투과율이 서로 다른 제1 반투광부와 제2 반투광부와 제3 반투광부로부터 이루어지는 마스크 패턴을 갖는 5계조 포토마스크의 제조 방법으로서,
투명 기판 상에, 에천트에 대한 에칭 선택성이 있는 제1 반투광막과 차광막을 이 순서대로 갖는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 포토마스크 블랭크의 상기 차광막 상에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하여, 상기 차광부에 대응하는 영역에 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하여 제1 패터닝을 행하는 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 패터닝된 상기 차광막을 포함하는 면 상에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하고, 상기 차광부, 제1 반투광부 및 제2 반투광부에 대응하는 영역에 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제1 반투광막을 에칭하여 제2 패터닝을 행하는 공정과,
상기 제2 레지스트 패턴을 제거한 후, 패터닝된 상기 차광막 및 상기 제1 반투광막을 포함하는 기판 전체면에, 상기 제1 반투광막과의 에천트에 대한 에칭 선택성이 있는 제2 반투광막을 형성하는 공정과,
상기 제2 반투광막 상에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하고, 상기 차광부, 제1 반투광부, 제3 반투광부에 대응하는 영역에 제3 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제2 반투광막을 에칭하여 제3 패터닝을 행하는 공정
을 가짐으로써, 에칭 횟수를 3회의 웨트 에칭으로 하여 5계조를 얻는 것을 특징으로 하는,
5계조 포토마스크의 제조 방법. Fabrication of a five-gradation photomask having a light shielding portion, a light-transmitting portion on which the transparent substrate is exposed, and a mask pattern formed of a first semi-transmissive portion, a second semi-transmissive portion, and a third semi-transmissive portion having different exposure light transmittances, respectively As a method,
Preparing a photomask blank having, in this order, a first translucent film and a light shielding film having an etching selectivity to an etchant on the transparent substrate;
Drawing and developing a resist film formed on the light shielding film of the photomask blank to form a first resist pattern in a region corresponding to the light shielding portion;
Etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask to perform first patterning;
After removing the first resist pattern, a resist film formed on the surface including the patterned light shielding film is drawn and developed, and a second resist pattern is formed in a region corresponding to the light shielding portion, the first semi-transmissive portion, and the second semi-transmissive portion. Forming a process,
Etching the first semi-transmissive film using the second resist pattern as a mask to perform second patterning;
After removing the second resist pattern, to form a second semi-transmissive film having an etching selectivity for the etchant with the first semi-transmissive film on the entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film and the first translucent film Fair,
Drawing and developing a resist film formed on the second semi-transmissive film, and forming a third resist pattern in a region corresponding to the light blocking portion, the first semi-transmissive portion, and the third semi-transmissive portion;
Etching the second semi-transmissive film using the third resist pattern as a mask to perform third patterning
Characterized in that the number of etchings is three wet etching to obtain five gradations.
Method of manufacturing a five-gradation photomask. 투명 기판 상에, 차광부, 상기 투명 기판이 노출된 투광부 및 각각 노광광 투과율이 서로 다른 제1 반투광부와 제2 반투광부와 제3 반투광부로부터 이루어지는 마스크 패턴을 갖는 5계조 포토마스크의 제조 방법으로서,
투명 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 포토마스크 블랭크의 상기 차광막 상에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하여, 상기 차광부에 대응하는 영역에 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 에칭하여 제1 패터닝을 행하는 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴을 제거한 후, 패터닝된 상기 차광막을 포함하는 기판 전체면에 제1 반투광막을 형성하는 공정과,
상기 제1 반투광막 상에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하여, 상기 차광부, 제1 반투광부 및 제2 반투광부에 대응하는 영역에 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제1 반투광막을 에칭하여 제2 패터닝을 행하는 공정과,
상기 제2 레지스트 패턴을 제거한 후, 패터닝된 상기 차광막 및 상기 제1 반투광막을 포함하는 기판 전체면에, 상기 제1 반투광막과의 에천트에 대한 에칭 선택성이 있는 제2 반투광막을 형성하는 공정과,
상기 제2 반투광막 상에 형성한 레지스트막을 묘화, 현상하고, 상기 차광부, 제1 반투광부 및 제3 반투광부에 대응하는 영역에 제3 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제3 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제2 반투광막을 에칭하여 제3 패터닝을 행하는 공정,
을 가짐으로써, 에칭 횟수를 3회의 웨트 에칭으로 하여 5계조를 얻는 것을 특징으로 하는,
5계조 포토마스크의 제조 방법.Fabrication of a five-gradation photomask having a light shielding portion, a light-transmitting portion on which the transparent substrate is exposed, and a mask pattern formed of a first semi-transmissive portion, a second semi-transmissive portion, and a third semi-transmissive portion having different exposure light transmittances, respectively As a method,
Preparing a photomask blank having a light shielding film on the transparent substrate,
Drawing and developing a resist film formed on the light shielding film of the photomask blank to form a first resist pattern in a region corresponding to the light shielding portion;
Etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask to perform first patterning;
Removing the first resist pattern and forming a first translucent film on the entire surface of the substrate including the patterned light shielding film;
Drawing and developing a resist film formed on the first translucent film to form a second resist pattern in a region corresponding to the light shielding portion, the first translucent portion, and the second translucent portion;
Etching the first semi-transmissive film using the second resist pattern as a mask to perform second patterning;
After removing the second resist pattern, to form a second semi-transmissive film having an etching selectivity for the etchant with the first semi-transmissive film on the entire surface of the substrate including the patterned light-shielding film and the first translucent film Fair,
Drawing and developing a resist film formed on the second semi-transmissive film, and forming a third resist pattern in a region corresponding to the light blocking portion, the first semi-transmissive portion, and the third semi-transmissive portion;
Etching the second semi-transmissive film using the third resist pattern as a mask to perform third patterning;
Characterized in that the number of etchings is three wet etching to obtain five gradations.
Method of manufacturing a five-gradation photomask. 제1항 또는 제2항에 있어서,
성막되는 막이, 상기 차광막, 상기 제1 반투광막 및 상기 제2 반투광막 만인 것을 특징으로 하는, 5계조 포토마스크의 제조 방법.The method according to claim 1 or 2,
The film to be formed is only the light shielding film, the first translucent film, and the second translucent film, wherein the five-gradation photomask is manufactured. 제3항에 있어서,
상기 차광막은, 차광층과 반사 방지층의 적층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 5계조 포토마스크의 제조 방법. The method of claim 3,
The said light shielding film consists of lamination | stacking of a light shielding layer and an antireflection layer, The manufacturing method of the five-gradation photomask. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 반투광부, 상기 제2 반투광부 및 상기 제3 반투광부는, 상기 제1 반투광막, 상기 제2 반투광막, 상기 제1 반투광막과 상기 제2 반투광막의 적층막 중의 각각 어느 하나에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 5계조 포토마스크의 제조 방법.The method according to claim 1 or 2,
Each of the first semi-transmissive portion, the second semi-transmissive portion, and the third semi-transmissive portion is a laminated film of the first semi-transmissive membrane, the second semi-transmissive membrane, the first semi-transmissive membrane, and the second semi-transmissive membrane. It is formed by either one, The manufacturing method of a 5-gradation photomask. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 차광막 및 상기 제2 반투광막은 어느 것이나 크롬을 포함하는 재료로 이루어지고, 상기 제1 반투광막은 몰리브덴 실리사이드를 포함하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 5계조 포토마스크의 제조 방법. The method according to claim 1 or 2,
The light shielding film and the second semi-transmissive film are both made of a material containing chromium, and the first semi-transmissive film is made of a material containing molybdenum silicide. 제1항 또는 제2항에 기재된 제조 방법에 의한 포토마스크를 이용하여, 피전사체에 노광광을 조사하는 노광 공정을 갖고, 피전사체 위에 5계조의 전사 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.
The pattern transfer method characterized by having the exposure process which irradiates an exposure light to a to-be-transferred body, using the photomask by the manufacturing method of Claim 1 or 2, and forming a five-gradation transfer pattern on a to-be-transferred body. .
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