KR20080069923A - Graytone mask and pattern transfer method - Google Patents

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가즈히사 이무라
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호야 가부시키가이샤
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Abstract

A gray tone mask and a pattern transfer method are provided to easily manage a critical dimension by increasing a range of critical dimension in a pattern of a light semi-transmitting part. A gray tone mask comprises a light shielding part, a light projecting part, a light semi-transmitting part by etching a predetermined pattern on the light semi-transmitting part and the shielding part to have a light semi-transmitting layer and a light shielding layer on a transparent substrate. The light semi-transmitting part adjacent to the light shielding part consists of a light semi-transmitting layer forming part(33a) wherein the light semi-transmitting part is formed, and light projecting slit parts(33b, 33c). The light projecting slit parts, in which the transparent substrate is exposed, are formed at a boundary with the light shielding part.

Description

그레이톤 마스크 및 패턴 전사 방법{GRAYTONE MASK AND PATTERN TRANSFER METHOD}GRAYTONE MASK AND PATTERN TRANSFER METHOD}

본 발명은 촬상 소자, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : 이하, LCD라고 칭함), 반도체 장치 제조 등에 이용되는 그레이톤 마스크, 이 마스크를 사용하는 패턴 전사 방법에 관한 것으로, 특히 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조에 이용되는 박막 트랜지스터 기판(TFT 기판)의 제조에 적합하게 사용되는 그레이톤 마스크 및 패턴 전사 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup device, a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD), a gray tone mask used for semiconductor device manufacture, and the like, and a pattern transfer method using the mask. The present invention relates to a gray tone mask and a pattern transfer method suitably used for the manufacture of a thin film transistor substrate (TFT substrate).

현재, LCD의 분야에서, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display : 이하, TFT-LCD라고 칭함)는, CRT(음극선관)에 비교하여, 박형으로 하기 쉽고 소비 전력이 낮다고 하는 이점으로부터, 현재 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 액정상의 개재 하에 서로 겹쳐진 개략 구조를 갖는다. TFT-LCD에서는, 제조 공정수가 많고, TFT 기판만이라도 5∼6매의 포토 마스크를 이용하여 제조되어 있었다. 이와 같은 상황 하의, 「월간 에프피디인텔리젼 스(FPD Intelligence)」, 1999년 5월, p.31-35(비특허 문헌 1)에서는, TFT 기판의 제조를 4매의 포토 마스크를 이용하여 행하는 방법이 제안되었다. 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). Currently, commercialization is progressing rapidly. The TFT-LCD includes 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 under the liquid crystal phase. It has a schematic structure. In TFT-LCD, there are many manufacturing processes, and even a TFT substrate was manufactured using 5-6 photo masks. In such a situation, "FPD Intelligence Monthly", May 1999, p.31-35 (Non-Patent Document 1), manufactures a TFT substrate using four photo masks. The method has been proposed.

이 방법은, 차광부와 투광부와 반투광부(그레이톤부)를 갖는 포토 마스크(이하, 그레이톤 마스크라고 칭함)를 이용함으로써, 사용하는 마스크 매수를 저감한다고 하는 것이다. 여기서, 반투광부란, 마스크를 사용하여 패턴을 피전사체에 전사할 때, 투과하는 노광 광의 투과량을 소정량 저감시켜, 피전사체 상의 포토 레지스트 막의 현상 후의 잔막량을 제어하는 부분을 말하며, 그와 같은 반투광부를, 차광부, 투광부와 함께 구비하고 있는 포토 마스크를 그레이톤 마스크라고 한다.This method is to reduce the number of masks used by using a photomask (hereinafter referred to as a gray tone mask) having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion (gray tone mask). Here, the semi-transmissive portion refers to a portion that reduces the amount of transmitted light transmitted through a predetermined amount 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. The photomask equipped with the light transmissive part and the light transmissive part is called a gray tone mask.

도 8 및 도 9(도 9는 도 8의 제조 공정의 이어서)에, 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정의 일례를 도시한다. 8 and 9 (FIG. 9 follows the manufacturing process of FIG. 8), an example of the manufacturing process of a TFT substrate using a gray tone mask is shown.

글래스 기판(1) 상에, 게이트 전극용 금속막이 형성되고, 포토 마스크를 이용한 포토리소 프로세스에 의해 게이트 전극(2)이 형성된다. 그 후, 게이트 절연막(3), 제1 반도체막(4)(a-Si), 제2 반도체막(5)(N+a-Si), 소스 드레인용 금속막(6), 및 포지티브형 포토 레지스트 막(7)이 형성된다(도 8의 (1)). 다음으로, 차광부(11)와 투광부(12)와 반투광부(13)를 갖는 그레이톤 마스크(10)를 이용하여, 포지티브형 포토 레지스트 막(7)을 노광하고, 현상함으로써, TFT 채널부 및 소스 드레인 형성 영역과, 데이터 라인 형성 영역을 덮고, 또한 채널부 형성 영역이 소스 드레인 형성 영역보다도 얇아지도록 제1 레지스트 패턴(7a)이 형성된다(도 8의 (2)). 다음으로, 제1 레지스트 패턴(7a)을 마스크로서, 소스 드레인용 금속막(6) 및 제2, 제1 반도체막(5, 4)을 에칭한다(도 8의 (3)). 다음으로, 채널부 형성 영 역이 얇은 레지스트 막을 산소에 의한 애싱에 의해 제거하고, 제2 레지스트 패턴(7b)을 형성한다(도 9의 (1)). 그러한 후, 제2 레지스트 패턴(7b)을 마스크로서, 소스 드레인용 금속막(6)이 에칭되어, 소스/드레인(6a, 6b)이 형성되고, 다음으로 제2 반도체막(5)을 에칭하고(도 9의 (2)), 마지막으로 잔존한 제2 레지스트 패턴(7b)을 박리한다(도 9의 (3)).On the glass substrate 1, the metal film for gate electrodes is formed, and the gate electrode 2 is formed by the photolithography process using a photo mask. Thereafter, the gate insulating film 3, the first semiconductor film 4 (a-Si), the second semiconductor film 5 (N + a-Si), the metal film 6 for the source drain, and the positive type photo A resist film 7 is formed (Fig. 8 (1)). Next, the positive type photoresist film 7 is exposed and developed using the gray tone mask 10 having the light shielding portion 11, the light transmitting portion 12, and the semi-transmissive portion 13, thereby developing the TFT channel portion. And the first resist pattern 7a is formed so as to cover the source drain formation region, the data line formation region, and the channel portion formation region to be thinner than the source drain formation region (Fig. 8 (2)). Next, the source drain metal film 6 and the second and first semiconductor films 5 and 4 are etched using the first resist pattern 7a as a mask (Fig. 8 (3)). Next, the resist film having a thin channel portion forming region is removed by ashing with oxygen to form a second resist pattern 7b (Fig. 9 (1)). After that, using the second resist pattern 7b as a mask, the source drain metal film 6 is etched to form the source / drain 6a, 6b, and then the second semiconductor film 5 is etched. (FIG. 9 (2)), and finally, the remaining second resist pattern 7 b is peeled off (FIG. 9 (3)).

여기서 이용되는 그레이톤 마스크로서는, 반투광부가 미세 패턴으로 형성되어 있는 구조의 것이 알려져 있다. 예를 들면 도 10에 도시된 바와 같이, 소스/드레인에 대응하는 차광부(11a, 11b)와, 투광부(12)와, 채널부에 대응하는 반투광부(그레이톤부)(13)를 갖고, 반투광부(13)는 그레이톤 마스크를 사용하는 LCD용 노광기의 해상 한계 이하의 미세 패턴으로 이루어지는 차광 패턴(13a)을 형성한 영역이다. 차광부(11a, 11b)와 차광 패턴(13a)은 모두 크롬이나 크롬 화합물 등의 동일한 재료로 이루어지는 동일한 두께의 막으로부터 통상 형성되어 있다. 그레이톤 마스크를 사용하는 LCD용 노광기의 해상 한계는 대부분의 경우, 스테퍼 방식의 노광기에서 약 3㎛, 미러 프로젝션 방식의 노광기에서 약 4㎛이다. 이 때문에, 예를 들면 도 10에서 반투광부(13)에서의 투과부(13b)의 스페이스 폭을 3㎛ 미만, 차광 패턴(13a)의 라인 폭을 노광기의 해상 한계 이하의 3㎛ 미만으로 할 수 있다. As a gray tone mask used here, the thing of the structure in which the semi-transmissive part is formed in a fine pattern is known. For example, as shown in FIG. 10, it has light blocking parts 11a and 11b corresponding to a source / drain, a light transmitting part 12, and a semi-light transmitting part (gray tone part) 13 corresponding to a channel part, The semi-transmissive portion 13 is a region in which the light shielding pattern 13a formed of a fine pattern below the resolution limit of the LCD exposure machine using the gray tone mask is formed. The light shielding portions 11a and 11b and the light shielding pattern 13a are usually formed from a film having the same thickness made of the same material such as chromium or a chromium compound. The resolution limit of an LCD exposure machine using a gray tone mask is in most cases about 3 μm in a stepper type exposure machine and about 4 μm in a mirror projection type exposure machine. For this reason, for example, in FIG. 10, the space width of the transmissive part 13b in the translucent part 13 can be less than 3 micrometers, and the line width of the light shielding pattern 13a can be less than 3 micrometers below the resolution limit of an exposure machine. .

상술한 미세 패턴 타입의 반투광부는, 그레이톤 부분의 설계, 구체적으로는 차광부와 투광부의 중간적인 하프톤 효과를 갖게 하기 위한 미세 패턴을 라인 앤드 스페이스 타입으로 할지 도트(망점) 타입으로 할지, 혹은 그 밖의 패턴으로 할지의 선택이 있고, 또한 라인 앤드 스페이스 타입의 경우, 선 폭을 어느 정도로 할지, 광이 투과되는 부분과 차광되는 부분의 비율을 어떻게 할지, 전체의 투과율을 어느 정도로 설계할지 등을 고려하여 설계할 수 있다. The semi-transmissive portion of the above-described fine pattern type may be a line-and-space type or a dot (dotted dot) type fine pattern for designing a gray tone portion, specifically, a halftone effect between the light shielding portion and the light transmitting portion. Or other patterns, and in the case of the line-and-space type, how much the line width is to be made, how the ratio of the portion through which light is transmitted and the portion to be shielded is designed, and how much the overall transmittance is designed. It can be designed in consideration of.

한편, 일본 특허 공개 제2002-189280호 공보(특허 문헌 1)에서는, 하프톤 노광하고자 하는 부분을 반투과성의 하프톤막(반투광막)으로 하는 것이 종래 제안되어 있다. 이 하프톤막을 이용함으로써 하프톤 부분의 노광량을 적게 하여 하프톤 노광할 수 있다. 하프톤막을 이용하는 경우, 설계에서는 전체의 투과율이 어느 정도 필요할지를 검토하고, 마스크에서는 하프톤막의 막종(소재)이라든지 막 두께를 선택함으로써 마스크의 생산이 가능하게 된다. 마스크 제조에서는 하프톤막의 막 두께 제어를 행한다. TFT 채널부를 그레이톤 마스크의 그레이톤부로 형성하는 경우, 하프톤막이면 포토 리소그래피 공정에 의해 용이하게 패터닝할 수 있으므로, TFT 채널부의 형상이 복잡한 패턴 형상이어도 가능하다고 하는 이점이 있다.On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-189280 (Patent Document 1), it is conventionally proposed to make a portion to be halftone exposed as a semi-transmissive halftone film (semitransmissive film). By using this halftone film, the halftone exposure can be performed by reducing the exposure amount of the halftone portion. In the case of using the halftone film, the design examines how much the overall transmittance is necessary, and in the mask, the mask can be produced by selecting the film type (material) or the film thickness of the halftone film. In mask manufacture, the film thickness control of a halftone film is performed. In the case where the TFT channel portion is formed of the gray tone portion of the gray tone mask, since the halftone film can be easily patterned by a photolithography process, there is an advantage that the shape of the TFT channel portion can be a complicated pattern.

상기의 반투광부를 하프톤막(반투광막)으로 하는 상기 그레이톤 마스크는, 전술한 미세 패턴 타입의 그레이톤 마스크와 비교하여, 일정 이상의 면적의 반투광부를 형성하는 경우에 매우 유용하다. 미세 패턴 타입의 반투광부의 경우, 그 면적이 커지면 패턴 데이터가 방대하게 된다고 하는 문제가 있지만, 하프톤막을 이용하는 반투광부에서는 그와 같은 문제가 생기지 않기 때문이다.The gray tone mask having the semi-transmissive portion as a halftone film (semi-transmissive film) is very useful when forming a semi-transmissive portion having a predetermined area or more as compared with the gray tone mask of the fine pattern type described above. This is because, in the case of the semi-transmissive portion of the fine pattern type, there is a problem that the pattern data becomes large when the area thereof becomes large, but such a problem does not occur in the semi-transmissive portion using the halftone film.

도 11의 (a)는, 이와 같은 반투광부를 하프톤막(반투광막)으로 하는 그레이톤 마스크의 일례를 도시하는 것이다. 즉, 그레이톤 마스크(20)는, 소정의 패턴 형상으로 형성된 차광부(21)와 투광부(22)와 반투광부(23)를 구비하고 있고, 도 11의 (b)((a)에서의 L-L선을 따른 단면도)에 도시한 바와 같이, 차광부(21)는 투명 기판(24) 상에 차광막(25)을 갖고 구성되고, 투광부(22)는 투명 기판(24)이 노출된 부분으로 구성되고, 또한 반투광부(23)는 투명 기판(24) 상에 반투광막(26)을 갖고 구성되어 있다.FIG. 11A shows an example of a gray tone mask in which such a semi-transmissive portion is a halftone film (semi-transmissive film). That is, the gray tone mask 20 is provided with the light-shielding part 21, the light-transmitting part 22, and the transflective part 23 formed in the predetermined pattern shape, Comprising: In FIG. 11 (b) ((a), FIG. As shown in a sectional view along the LL line), the light shielding portion 21 is configured with the light shielding film 25 on the transparent substrate 24, and the light transmitting portion 22 is a portion where the transparent substrate 24 is exposed. In addition, the translucent part 23 is comprised on the transparent substrate 24 with the transflective film 26. As shown in FIG.

그런데, 최근 특히 TFT 채널부의 패턴의 미세화에 수반하여, 그레이톤 마스크에서도 점점 더 미세한 패턴이 필요로 되어 있고, 본 발명자들은, 상술한 반투광부에 반투광막을 이용한 그레이톤 마스크에서도 새로운 과제가 생기는 것을 발견하였다. 즉, 예를 들면, 상술한 도 11에 도시한 바와 같이, 차광막(25)에 의한 2개의 차광부(21, 21) 사이에 끼워진 폭 A가 7㎛ 정도인 반투광부(23)를 반투광막(26)에 의해 형성한 그레이톤 마스크의 경우, 이 마스크 사용 시의 노광기에서의, 그 반투광부의 투과광의 광 강도 분포는, 도 12와 같이 된다. 또한, 노광기의 노광 광원으로서는, 예를 들면 g선(파장 436㎚)이나 i선(파장 365㎚)을 포함하는 350㎚∼450㎚의 파장 영역의 광원이 이용된다. 이 광 강도 분포에 따라서, 피전사체 상의 레지스트 막이 노광되고, 이 후 레지스트의 현상 공정을 거쳐서 레지스트 패턴이 형성된다. 따라서, 이 그레이톤 마스크의 반투광부에서의 광 강도 분포는, 형성되는 레지스트 패턴의 형상에 반영하게 된다. 이 때, 레지스트 자신의 광감도 특성이나 현상 특성 등을 적절하게 선택하고, 상기 광 강도 분포가 충분한 정밀도로 레지스트 패턴에 반영되는 조건을 이용하는 것은 물론이다. By the way, in recent years, especially with the refinement | miniaturization of the pattern of a TFT channel part, an increasingly fine pattern is needed also in a gray tone mask, and the present inventors discovered that a new subject arises also in the gray tone mask which used the semi-transmissive film in the semi-transmissive part mentioned above. Found. That is, for example, as shown in FIG. 11 mentioned above, the translucent film | membrane is carried out for the semi-transmissive part 23 whose width | variety A sandwiched between two light shielding parts 21 and 21 by the light shielding film 25 is about 7 micrometers. In the case of the gray tone mask formed by (26), the light intensity distribution of the transmitted light of the transflective part in the exposure machine at the time of using this mask becomes as FIG. Moreover, as an exposure light source of an exposure machine, the light source of the wavelength range of 350 nm-450 nm containing g line (wavelength 436 nm) and i line (wavelength 365 nm), for example is used. According to this light intensity distribution, the resist film on a to-be-transferred body is exposed, and a resist pattern is formed through the image development process of a resist after that. Therefore, the light intensity distribution in the semi-transmissive portion of the gray tone mask is reflected in the shape of the resist pattern to be formed. At this time, it is a matter of course that the photosensitivity characteristic, the development characteristic, etc. of the resist itself are appropriately selected, and the conditions in which the light intensity distribution is reflected in the resist pattern with sufficient precision are used.

여기서, 본 발명의 그레이톤 마스크에 적용하는 노광기로서는, 개구수 NA가 0.1∼0.07 정도인 광학계를 갖는 것으로 하고 있다. Here, as an exposure machine applied to the gray tone mask of this invention, it is supposed to have an optical system whose numerical aperture NA is about 0.1-0.07.

한편, 반투광부(23)의 패턴의 형상이 더 미세화하고, 폭 A가 예를 들면 3.6㎛로 된 경우에서의 그 반투광부의 투과광의 광 강도 분포를 도 13에 도시한다. 도 13에 의하면, 광 강도 분포 곡선의 형상은, 도 12의 경우와 달리, 피크 부근에 평탄부가 거의 없다. 일반적으로, 차광부와의 경계 근방의 반투광부에서는, 노광기의 해상도에 따라서, 광의 회절에 의해 소정의 경사를 그리지만, 반투광부의 치수(폭)가 예를 들면 6㎛ 이하로 작아지면, 노광 광 파장이나 노광기의 해상도에 대해 회절의 영향을 무시할 수 없는 정도로 커지기 때문에, 도 13에 도시한 바와 같은 거의 평탄부가 없는 광 강도 분포 형상으로 되는 것으로 고려된다. 이 때문에, 피전사체 상의 레지스트 막이 노광되고, 현상 공정을 거쳐서 형성되는 레지스트 패턴에는, 거의 평탄부가 없는 정규 분포형의 형상이 전사된다. 이와 같이, 테이퍼 형상의 각도를 갖고, 거의 평탄부가 없는 정규 분포형의 형상의 레지스트 패턴을 이용하여, 피전사체에서 에칭을 행하면, 에칭에 의해 형성되는 패턴 치수의 변화가 커서, 패턴의 치수 제어가 매우 곤란하여, 선 폭 정밀도가 열화되는 것을, 본 발명자들은 발견하였다. 또한 이와 같은 문제는, 반투광부의 폭이 6㎛ 이하일 때에 생기고, 특히 반투광부의 폭이 1∼4㎛에서 현저한 것도 본 발명자들은 발견하였다.On the other hand, FIG. 13 shows the light intensity distribution of the transmitted light of the semi-transmissive portion when the pattern of the semi-transmissive portion 23 is further refined and the width A is 3.6 mu m, for example. According to FIG. 13, unlike the case of FIG. 12, the shape of the light intensity distribution curve has almost no flat portion near the peak. In general, in the semi-transmissive portion near the boundary with the light-shielding portion, a predetermined inclination is drawn by diffraction of light depending on the resolution of the exposure machine. However, when the dimension (width) of the semi-transmissive portion becomes small, for example, 6 μm or less, the exposure is performed. Since the influence of diffraction becomes large on the light wavelength and the resolution of the exposure machine, it is considered to be a light intensity distribution shape having almost no flat portion as shown in FIG. For this reason, the resist film on a to-be-transferred body is exposed, and the shape of the normal distribution type with almost no flat part is transferred to the resist pattern formed through the image development process. As described above, when etching is performed on the transfer target object by using a resist pattern having a tapered angle and having a normally distributed resist pattern having almost no flat portion, the pattern size formed by etching is large, and the dimensional control of the pattern is increased. The present inventors found that it is very difficult and the line width precision deteriorates. This problem also occurs when the width of the semi-transmissive portion is 6 μm or less, and the present inventors have found that the width of the semi-transmissive portion is particularly remarkable at 1 to 4 μm.

따라서, 본 발명자들은, 종래의 차광막에 의한 미세 패턴에 의한 반투광부라고 하는 그레이톤 마스크에서, 상기 문제를 회피하는 것을 검토하였다. 즉, 상기 도 13과 같은 광 강도 분포의 경사를, 보다 샤프한 상승으로 할 가능성을 검토하였다. 이 경우, 미세 패턴과 노광 조건을 선택하면, 반투광부에서 평탄한 광 강도 부분을 얻는 것은 어느 정도 가능하다. 단 이 경우, 반투광부의 패턴을 미세화하면, 투과광의 광 강도가 저하하게 되어, 피전사체의 레지스트 막에의 노광량을 적절한 범위로 하는 것이 곤란하였다. 여기서, 적절한 노광량이란, 투과부를 100％로 하였을 때, 10∼70％의 범위 내에서, 그 마스크 유저가 원하는 노광량이다. 바람직하게는, 20∼60％, 보다 바람직하게는 30∼60％의 범위이다. 따라서, 광 강도를 얻기 위해, 반투광부의 패턴 치수를 크게 하면, 노광 시에 해상하게 되어, 역시 평탄한 광 강도 분포가 얻어지지 않게 된다. 그래서 해상도를 떨어뜨린 노광 조건이 필요로 되지만, 이는 패턴의 전사 정밀도를 열화시킨다. 즉, 종래의 미세 패턴 타입의 그레이톤 마스크에서는, 반투광부의 패턴의 미세화로 평탄한 광 강도 분포의 양방을 얻는 것은 곤란하였다.Therefore, the inventors of the present invention have studied to avoid the above problems in a gray tone mask called a semi-transmissive portion by a fine pattern by a conventional light shielding film. That is, the possibility of making the inclination of the light intensity distribution like FIG. 13 above become a sharp rise is examined. In this case, if a fine pattern and exposure conditions are selected, it is possible to some extent to obtain a flat light intensity portion in the semi-transmissive portion. In this case, however, when the pattern of the semi-transmissive portion is refined, the light intensity of the transmitted light is lowered, and it is difficult to make the exposure amount of the transfer object to the resist film within an appropriate range. Here, an appropriate exposure amount is the exposure amount which the mask user wants in 10 to 70% of range when making the permeable part 100%. Preferably it is 20 to 60%, More preferably, it is 30 to 60% of range. Therefore, in order to obtain light intensity, when the pattern dimension of a semi-transmissive part is enlarged, it will be resolved at the time of exposure, and also a flat light intensity distribution will not be obtained. Thus, exposure conditions with reduced resolution are required, but this degrades the transfer accuracy of the pattern. That is, in the conventional fine pattern type gray tone mask, it was difficult to obtain both flat light intensity distributions by miniaturization of the pattern of the translucent part.

본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 반투광부에서 투과광의 광 강도 분포가 평탄한 부분을 갖고, 또한 소정의 광 강도가 얻어지는 반투광부를 구비한 그레이톤 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 반투광부를 피전사체의 레지스트 막에 전사하였을 때에, 대략 일정 막 두께의 평탄부를 갖고, 또한 원하는 막 두께 범위의 레지스트 패턴이 형성되는, 정밀도가 높은 그레이톤 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 그레이톤 마스크를 이용하여, 반투광부의 형상이 미세화하여도, 고정밀도의 패턴 전사를 행할 수 있는 패턴 전사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object thereof is to provide a gray tone mask having a semi-transmissive portion having a portion where the light intensity distribution of transmitted light is flat in the semi-transmissive portion and obtaining a predetermined light intensity. . Further, an object of the present invention is to provide a high-precision gray tone mask in which a semi-transmissive portion is transferred to a resist film of a transfer target, and has a flat portion having a substantially constant film thickness and a resist pattern having a desired film thickness range is formed. It is done. It is also an object of the present invention to provide a pattern transfer method capable of performing high-precision pattern transfer even when the semi-transmissive portion is made fine using the gray tone mask of the present invention.

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

<구성 1><Configuration 1>

투명 기판 상에 반투광막 및 차광막을 갖고, 상기 반투광막 및 상기 차광막에 각각 소정의 패턴을 에칭에 의해 실시함으로써 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 그레이톤 마스크로서, 상기 그레이톤 마스크는, 상기 차광부에 인접하여 사이에 끼워진 반투광부를 갖고, 상기 반투광부는, 상기 반투광막이 형성된 반투광막 형성부와, 상기 반투광부가 인접하는 상기 차광부와의 경계에 형성된, 상기 투명 기판이 노출되어 있는 투광 슬릿부를 갖는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크이다.A gray tone mask having a transflective film and a light shielding film on a transparent substrate, and having a light shielding portion, a light transmissive portion, and a semi-transmissive portion formed by etching a predetermined pattern on the translucent film and the light shielding film, respectively, wherein the gray tone mask Has a semi-transmissive portion interposed adjacent to the light-shielding portion, wherein the semi-transmissive portion is formed at a boundary between a semi-transmissive film forming portion where the semi-transmissive film is formed and the light-shielding portion adjacent to the semi-transmissive portion; A gray tone mask comprising a light transmitting slit portion in which a substrate is exposed.

<구성 2><Configuration 2>

상기 투광 슬릿부의 폭은, 상기 그레이톤 마스크에 대한 노광 조건에서의 해상 한계 이하의 치수인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크이다.The width | variety of the said translucent slit part is the dimension of the resolution limit below the exposure limit with respect to the said gray tone mask, It is a gray tone mask as described in the structure 1 characterized by the above-mentioned.

<구성 3><Configuration 3>

상기 반투광막 형성부에는, 패턴을 갖지 않은 반투광막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 그레이톤 마스크이다. The semi-transmissive film which does not have a pattern is formed in the said semi-transmissive film formation part, It is the gray tone mask of the structure 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

<구성 4><Configuration 4>

상기 반투광막 형성부는, 상기 그레이톤 마스크에 대한 노광 광의 해상 한계 이하의 미세한 투광 패턴을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 그레이톤 마스크이다.The said semi-transmissive film formation part is the gray tone mask of the structure 1 or 2 characterized by having the fine light transmission pattern below the resolution limit of the exposure light with respect to the said gray tone mask.

<구성 5><Configuration 5>

상기 그레이톤 마스크는, 노광 광원 파장 350㎚∼450㎚의 범위의 파장 영역 용의 그레이톤 마스크로서, 상기 반투광부의 폭이, 6㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크이다.The said gray tone mask is a gray tone mask for the wavelength range of the exposure light source wavelength 350nm-450nm, The width | variety of the said translucent part is 6 micrometers or less, The gray in any one of the structures 1-4 characterized by the above-mentioned. Tone mask.

<구성 6><Configuration 6>

제5항에 있어서,The method of claim 5,

상기 반투광부의 폭이, 1㎛∼4㎛인 것을 특징으로 하는 구성 5에 기재된 그레이톤 마스크이다.The width | variety of the said translucent part is 1 micrometer-4 micrometers, The gray tone mask of the structure 5 characterized by the above-mentioned.

<구성 7><Configuration 7>

투명 기판 상에 반투광막 및 차광막을 갖고, 상기 반투광막 및 상기 차광막에 각각 소정의 패턴을 에칭에 의해 실시함으로써 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 그레이톤 마스크로서, 상기 그레이톤 마스크는, 상기 차광부에 인접하여 사이에 끼워진 폭 A의 반투광부를 갖고, 그 반투광부의 폭 A가 6㎛ 이하이며, 그 반투광부에 대한, 파장 350㎚∼450㎚의 범위의 소정 파장 영역의 광의 광 투과 강도 분포 곡선에서, 상기 투광부의 노광 광 투과율을 100％로 하고, 상기 반투광부의 폭 방향의 중앙을 포함하고, 투과율 변동이 1％ 이하인 영역을, 그레이톤 평탄부로 할 때, 상기 그레이톤 평탄부의 폭이, 폭 A의 50％를 넘는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크이다.A gray tone mask having a transflective film and a light shielding film on a transparent substrate, and having a light shielding portion, a light transmissive portion, and a semi-transmissive portion formed by etching a predetermined pattern on the translucent film and the light shielding film, respectively, wherein the gray tone mask Has a semi-transmissive portion having a width A interposed adjacent to the light-shielding portion, and the width A of the semi-transmissive portion is 6 µm or less, and has a wavelength range of 350 nm to 450 nm with respect to the semi-transmissive portion. In the light transmittance distribution curve of light, when the exposure light transmittance of the light transmitting portion is set to 100%, including the center of the width direction of the translucent portion, and the transmittance variation is 1% or less, the gray tone flat portion is used. The width | variety of a tone flat part is more than 50% of width A, It is a gray tone mask characterized by the above-mentioned.

<구성 8><Configuration 8>

상기 반투광부는, 인접하는 차광부와의 경계 부분에, 투명 기판이 노출되어 있는 투광 슬릿부를 갖는 것을 특징으로 하는 구성 7에 기재된 그레이톤 마스크이다.The said semi-transmissive part is a gray tone mask as described in the structure 7 characterized by having a translucent slit part by which the transparent substrate was exposed in the boundary part with the adjacent light shielding part.

<구성 9><Configuration 9>

상기 투광 슬릿부의 폭은, 상기 그레이톤 마스크에 대한 노광 조건에서의 해상 한계 이하의 치수인 것을 특징으로 하는 구성 8에 기재된 그레이톤 마스크이다.The width | variety of the said transmissive slit part is the dimension of the resolution limit below the exposure condition with respect to the said gray tone mask, The gray tone mask as described in the structure 8 characterized by the above-mentioned.

<구성 10><Configuration 10>

구성 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크를 이용하여, 피전사체에 형성된 레지스트 막에 패턴을 전사하고, 상기 반투광부에 대응하는 부분에, 상기 차광부 또는 투광부와 상이한 레지스트 막 두께 부분을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법이다.The pattern is transferred to a resist film formed on the transfer object by using the gray tone mask according to any one of Configurations 1 to 9, and a portion of the resist film thickness different from the light shielding portion or the light transmitting portion is applied to the portion corresponding to the translucent portion. It has a process of forming the resist pattern which has, The pattern transfer method characterized by the above-mentioned.

<구성 11><Configuration 11>

구성 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크를 이용하여, 파장 350㎚∼450㎚의 범위 내의 파장을 포함하는 파장 영역의 노광 광에 의해 노광하고, 피전사체에 형성된 레지스트 막에 패턴을 전사하고, 상기 반투광부에 대응하는 부분에, 상기 차광부 또는 투광부와 상이한 레지스트 막 두께 부분을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 갖고, 상기 레지스트 패턴은, 상기 그레이톤 마스크에서의 폭 A의 상기 반투광부에 대응하는 부분에서, 상기 투광부 또는 차광부에 대응하는, 현상 후의 레지스트 막 두께를 100％로 하고, 상기 반투광부에 대응하는 현상 후의 레지스트 막의 폭 방향의 중앙을 포함하고, 막 두께 변동이 1％ 이하인 영역을, 그레이톤 평탄부로 할 때, 상기 그레이톤 평탄부의 폭이, 폭 A의 50％를 넘는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법이다.Using the gray tone mask in any one of the structures 1-9, it exposes by exposure light of the wavelength range containing the wavelength in the range of 350 nm-450 nm, and transfers a pattern to the resist film formed in the to-be-transferred body, And forming a resist pattern having a resist film thickness portion different from that of the light shielding portion or the light transmitting portion, in a portion corresponding to the semi-transmissive portion, wherein the resist pattern is the semi-transmissive portion having a width A in the gray tone mask. In the portion corresponding to, the resist film thickness after development corresponding to the light transmitting portion or light shielding portion is 100%, and includes the center of the width direction of the resist film after development corresponding to the semi-transmissive portion, and the film thickness variation is 1 When making the area | region which is% or less into a graytone flat part, the width | variety of the said graytone flat part exceeds 50% of width A, The pattern transfer characterized by the above-mentioned. It is the law.

본 발명의 그레이톤 마스크에 따르면, 반투광부는 반투광막이 형성된 반투광 막 형성부와, 상기 반투광부가 인접하는 차광부와의 경계에 형성된, 투명 기판이 노출되어 있는 투광 슬릿부를 가짐으로써, 반투광부에서 투과광의 광 강도 분포가 평탄한 부분을 갖고, 또한 소정의 광 강도가 얻어지는 반투광부를 구비한 그레이톤 마스크를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 그레이톤 마스크에 따르면, 반투광부를 피전사체의 레지스트 막에 전사하였을 때에, 대략 일정 막 두께의 평탄부를 갖고, 또한 원하는 막 두께 범위의 레지스트 패턴이 형성되는, 정밀도가 높은 그레이톤 마스크를 제공할 수 있다. According to the gray tone mask of the present invention, the semi-transmissive portion has a translucent film-forming portion on which a semi-transmissive film is formed, and a translucent slit portion on which a transparent substrate is exposed, formed at a boundary between the light-shielding portion adjacent to the semi-transmissive portion, thereby semi-transparent The gray tone mask provided with the semi-transmissive part which has the part where the light intensity distribution of the transmitted light is flat in a light part, and from which predetermined light intensity is obtained can be provided. Further, according to the gray tone mask of the present invention, when the semi-transmissive portion is transferred to the resist film of the transfer target, the gray tone with high precision, which has a flat portion with a substantially constant film thickness and a resist pattern having a desired film thickness range is formed. A mask can be provided.

또한, 본 발명의 그레이톤 마스크를 이용하여 피전사체에의 패턴 전사를 행함으로써, 반투광부의 형상이 미세화하여도, 고정밀도의 패턴 전사를 행할 수 있다. In addition, by performing the pattern transfer to the transfer object using the gray tone mask of the present invention, even if the shape of the translucent portion is made fine, high-precision pattern transfer can be performed.

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

도 1은, 본 발명의 그레이톤 마스크의 일 실시 형태를 도시하는 것으로, (a)는 평면도, (b)는 (a)에서의 L-L선을 따른 측단면도이다. 도 2는, 본 발명의 그레이톤 마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 1: shows one Embodiment of the graytone mask of this invention, (a) is a top view, (b) is a side sectional view along the L-L line in (a). 2 is a cross-sectional view for explaining a pattern transfer method using the gray tone mask of the present invention.

도 1에 도시한 본 발명의 그레이톤 마스크(30)는, 예를 들면 액정 표시 장치(LCD)의 박막 트랜지스터(TFT)나 컬러 필터, 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등을 제조하기 위해 이용되는 것이며, 도 2에 도시한 피전사체(40) 상에, 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 상이한 레지스트 패턴(43)을 형성하는 것이다. 또한, 도 2 중에서 부호 42A, 42B는, 피전사체(40)에서 기판(41) 상에 적층된 막을 나타낸다.The gray tone mask 30 of the present invention shown in FIG. 1 is used to manufacture, for example, a thin film transistor (TFT), a color filter, a plasma display panel (PDP), or the like of a liquid crystal display (LCD). On the transfer body 40 shown in Fig. 2, a resist pattern 43 having a different film thickness stepwise or continuously is formed. In addition, in FIG. 2, the code | symbol 42A and 42B represent the film | membrane laminated | stacked on the board | substrate 41 by the to-be-transferred body 40. As shown in FIG.

상기 그레이톤 마스크(30)는, 구체적으로는 그 그레이톤 마스크(30)의 사용시에 노광 광을 차광(투과율이 대략 0％)시키는 차광부(31)와, 노광 광을 대략 100％ 투과시키는 투광부(32)와, 노광 광의 투과율을 20∼60％ 정도로 저감시키는 반투광부(33)를 갖고 구성된다. 반투광부(33)는, 글래스 기판 등의 투명 기판(34) 상에 광 반투과성의 반투광막(36)이 형성된 반투광막 형성부(33a)와, 반투광부(33)가 인접하는 차광부(31)와의 경계에 형성된, 투명 기판(34)이 노출되어 있는 투광 슬릿부(33b, 33c)를 갖고 구성된다. 또한, 차광부(31)는 투명 기판(34) 상에, 차광성의 차광막(35)이 형성되어 구성된다. 또한, 도 1에 도시한 상기 차광부(31), 투광부(32), 및 반투광부(33)의 패턴 형상은 어디까지나 대표적인 일례이며, 본 발명을 이에 한정되는 취지가 아닌 것은 물론이다.Specifically, the gray tone mask 30 includes a light shielding portion 31 for shielding exposure light (transmittance of approximately 0%) and a transmission for transmitting exposure light approximately 100% when the gray tone mask 30 is used. It is comprised with the light part 32 and the semi-transmissive part 33 which reduces the transmittance | permeability of exposure light to about 20 to 60%. The semi-transmissive portion 33 is a semi-transmissive film forming portion 33a on which a light translucent semi-transmissive film 36 is formed on a transparent substrate 34 such as a glass substrate, and a light-shielding portion in which the semi-transmissive portion 33 is adjacent ( It is comprised with the light-transmitting slit parts 33b and 33c which the transparent substrate 34 which was formed in the boundary with 31 is exposed. The light shielding portion 31 is formed by forming a light shielding film 35 on a transparent substrate 34. In addition, the pattern shape of the said light shielding part 31, the light transmitting part 32, and the semi-light transmitting part 33 shown in FIG. 1 is a typical example only, Of course, this invention is not limited to this.

상기 반투광막(36)으로서는, 크롬 화합물, MoSi, Si, W, Al을 예로 들 수 있다. 이 중, 크롬 화합물에는 산화 크롬(CrOx), 질화 크롬(CrNx), 산질화 크롬(CrOxN), 불화 크롬(CrFx)이나, 이들에 탄소나 수소를 함유하는 것이 있다. 또한, 차광막(35)으로서는 Cr, Si, W, Al 등을 예로 들 수 있다. 상기 차광부(31)의 투과율은, 차광막(35)의 막 재질과 막 두께와의 선정에 의해 설정된다. 또한, 상기 반투광부(33)의 투과율은, 반투광막(36)의 막 재질과 막 두께와의 선정에 의해 설정된다.Examples of the semi-transmissive film 36 include chromium compounds, MoSi, Si, W, and Al. Among these, chromium compounds include chromium oxide (CrO x ), chromium nitride (CrN x ), chromium oxynitride (CrO x N), and chromium fluoride (CrF x ), and these may contain carbon or hydrogen. Examples of the light shielding film 35 include Cr, Si, W, Al, and the like. The transmittance of the light shielding portion 31 is set by selecting the film material and the film thickness of the light shielding film 35. In addition, the transmissivity of the said transflective part 33 is set by selection of the film | membrane material and film thickness of the transflective film 36. FIG.

상술한 바와 같은 그레이톤 마스크(30)를 사용하였을 때에, 차광부(31)에서 는 노광 광이 실질적으로 투과되지 않고, 반투광부(33)에서는 노광 광이 저감되기 때문에, 피전사체(40) 상에 도포한 레지스트 막(포지티브형 포토 레지스트 막)은, 차광부(31)에 대응하는 부분에서 막 두께가 두꺼워지고, 반투광부(33)에 대응하는 부분에서 막 두께가 얇아져, 투광부(32)에 대응하는 부분에서는 막이 없는 레지스트 패턴(43)을 형성한다(도 2를 참조). 이 레지스트 패턴(43)에서, 반투광부(33)에 대응하는 부분에서 막 두께가 얇아지는 효과를 그레이톤 효과라고 한다. 또한, 네가티브형 포토 레지스트를 이용한 경우에는, 차광부와 투광부에 대응하는 레지스트 막 두께가 역전하는 것을 고려한 설계를 행할 필요가 있지만, 이와 같은 경우에도, 본 발명의 효과는 충분히 얻어진다.When the gray tone mask 30 as described above is used, since the exposure light is not substantially transmitted through the light shielding portion 31, and the exposure light is reduced in the semi-transmissive portion 33, the image of the transfer member 40 In the resist film (positive photoresist film) applied to the film, the film thickness becomes thick at the portion corresponding to the light shielding portion 31, and the film thickness becomes thin at the portion corresponding to the translucent portion 33, and the light transmitting portion 32 In the portion corresponding to the resist pattern 43 without a film is formed (see Fig. 2). In this resist pattern 43, the effect of thinning the film thickness at the portion corresponding to the translucent portion 33 is called a gray tone effect. In the case of using a negative photoresist, it is necessary to design in consideration of the inversion of the resist film thicknesses corresponding to the light shielding portion and the light transmitting portion, but even in such a case, the effects of the present invention are sufficiently obtained.

그리고, 도 2에 도시한 레지스트 패턴(43)의 막이 없는 부분에서, 피전사체(40)에서의 예를 들면 막(42A, 42B)에 제1 에칭을 실시하고, 레지스트 패턴(43)의 막이 얇은 부분을 애싱 등에 의해 제거하고, 이 부분에서 피전사체(40)에서의 예를 들면 막(42B)에 제2 에칭을 실시한다. 이와 같이 하여, 1매의 그레이톤 마스크(30)를 이용하여 종래의 포토 마스크 2매분의 공정이 실시되게 되어, 마스크 매수가 삭감된다.Then, in the portion without the film of the resist pattern 43 shown in FIG. 2, for example, the films 42A and 42B in the transfer body 40 are subjected to first etching, and the film of the resist pattern 43 is thin. The part is removed by ashing or the like, and in this part, for example, the film 42B in the transfer body 40 is subjected to a second etching. In this way, the process of two conventional photo masks is performed using one gray tone mask 30, and the number of masks is reduced.

여기서, 본 발명의 상기 그레이톤 마스크(30)에서의 상기 반투광부(33)의 구성을 더 상세하게 설명하면, 본 실시 형태에서는, 상기 반투광부(33)는 2개의 차광부(31, 31)에 인접하여 사이에 끼워진 반투광부이며, 그 반투광부(33)는 반투광막(36)이 형성된 반투광막 형성부(33a)와, 그 반투광막 형성부(33a)의 양측, 즉 반투광부(33)가 인접하는 양측의 차광부(31, 31)와의 경계에 형성된, 투명 기판(34) 이 노출되어 있는 투광 슬릿부(33b, 33c)를 갖는다.Here, the configuration of the semi-transmissive portion 33 in the gray tone mask 30 of the present invention will be described in more detail. In the present embodiment, the semi-transmissive portion 33 has two light shielding portions 31 and 31. A semi-transmissive portion sandwiched between and adjacent to the semi-transmissive portion 33, the translucent film forming portion 33a on which the translucent film 36 is formed, and both sides of the translucent film forming portion 33a, that is, the semi-transmissive portion It has the light-transmitting slit parts 33b and 33c which the transparent board | substrate 34 is exposed in the boundary with the light shielding parts 31 and 31 of the adjacent both sides.

이 투광 슬릿부의 폭은, 그레이톤 마스크(30)에 대한 노광 조건에서의 해상 한계 이하의 치수이며, 반투광부의 설계 치수에 따라서 결정되지만, 일반적으로 지나치게 크면 반투광부로서의 기능이 얻기 어려워지고, 지나치게 작으면, 광 강도 분포의 평탄부가 얻어지지 않는다. 구체적으로는, 6㎛ 이하의 폭의 반투광부에 대해, 2㎛ 이하, 바람직하게는 1㎛ 이하 0.1 ㎛ 이상이다. 이 경우의 노광 조건이란, 노광 광원 파장, 사용하는 노광기의 해상도 등이다. 본 발명의 그레이톤 마스크는, 노광 파장이 350㎚∼450㎚(i선 내지 g선)용인 것으로서 바람직하다.The width of the translucent slit portion is a dimension below the resolution limit under the exposure conditions with respect to the gray tone mask 30, and is determined according to the design dimension of the translucent portion. If it is small, the flat part of light intensity distribution will not be obtained. Specifically, it is 2 micrometers or less, Preferably it is 1 micrometer or less and 0.1 micrometer or more with respect to the semi-transmissive part of the width of 6 micrometers or less. Exposure conditions in this case are an exposure light source wavelength, the resolution of the exposure machine to be used, and the like. The gray tone mask of the present invention is preferably one having an exposure wavelength of 350 nm to 450 nm (i line to g line).

또한, 본 발명의 그레이톤 마스크에 적용하는 노광기로서는, 개구수 NA가 0.1∼0.07 정도인 광학계를 갖는 경우에, 본 발명의 효과가 현저하게 얻어진다.Moreover, as an exposure machine applied to the gray tone mask of this invention, when the numerical aperture NA has the optical system of about 0.1-0.07, the effect of this invention is acquired remarkably.

또한, 반투광부에서 투과광의 광 강도 분포가 평탄한 부분을 갖도록, 반투광부(33)의 폭(설계값 폭) A(도 1의 (b) 참조)에 대한 투광 슬릿부의 폭에 대해서도 고려하는 것이 바람직하다. 즉, 반투광부의 폭에 대해, 투광 슬릿부의 폭이 지나치게 크면, 반투광부로서의 기능이 얻기 어려워지고, 지나치게 작으면, 광 강도 분포의 평탄부가 얻기 어려워진다. 투광 슬릿부의 폭은, 편측(33b, 33c)이 (2/5)A 이하(양측의 폭을 더하면 (4/5)A 이하)로 하는 것이 바람직하다. 투광 슬릿부(편측)의 폭이 지나치게 크면, 투광 슬릿부를 형성함으로써 반투광부에서 투과광의 광 강도 분포가 적절한 범위 내로 되지 않아 그레이톤 효과가 얻기 어렵다. 보다 바람직하게는, 투광 슬릿부의 폭은, 편측의 폭(33b, 33c)이 (1/4)A 이하(양측의 폭을 더하면 (1/2)A 이하)이다. 슬릿부의 폭이 지나치게 작으면, 평탄한 부분을 얻기 어렵기 때문에, 편측 (1/10)A(양측의 폭을 더하면 (1/5)A) 이상이 바람직하다. 또한, 양측의 투광 슬릿부(33b, 33c)의 폭은 대략 동일한 것이 바람직하지만, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한에서는 달라도 된다.In addition, it is preferable to also consider the width of the transmissive slit with respect to the width (design value width) A (see FIG. 1B) of the translucent portion 33 so that the light intensity distribution of the transmitted light is flat in the translucent portion. Do. That is, when the width of the translucent slit portion is too large with respect to the width of the semi-transmissive portion, the function as the translucent portion becomes difficult to obtain, and when too small, the flat portion of the light intensity distribution becomes difficult to obtain. As for the width | variety of the light-transmission slit part, it is preferable to make one side 33b, 33c or less (2/5) A (total of both sides (4/5) A or less). If the width of the light transmitting slit portion (one side) is too large, the light intensity distribution of the transmitted light in the semi-transmissive portion does not fall within an appropriate range by forming the light transmitting slit portion, so that the gray tone effect is hardly obtained. More preferably, the width | variety of the translucent slit part is (1/4) A or less (one quarter width | variety (1/2) A or less) when the width 33b, 33c of one side is added. If the width of the slit portion is too small, it is difficult to obtain a flat portion, and therefore, one side (1/10) A (or both sides (1/5) A) is preferable. In addition, although it is preferable that the width | variety of the transmissive slit parts 33b and 33c of both sides is substantially the same, you may differ as long as the effect of this invention is not impaired.

또한, 상기 반투광막 형성부(33a)는, 대략 균일한 막 두께를 갖는 단일의 반투광막(36)으로 형성되어 있다. 즉, 반투광막 형성부(33a)의 반투광막(36)은, 막 두께의 분포가 실질적으로 없고, 또한 미세 패턴 가공은 실시되어 있지 않다. 이 반투광막(36)은, 반투광부(33)에 요구되는 투과율(반투과성)에 의해 결정되는 막 재질 및 막 두께를 갖는다.The translucent film forming portion 33a is formed of a single translucent film 36 having a substantially uniform film thickness. That is, the semi-transmissive film 36 of the semi-transmissive film formation part 33a does not have distribution of film thickness substantially, and fine pattern processing is not performed. This semi-transmissive film 36 has a film material and a film thickness determined by the transmittance (semi-transmissive) required for the semi-transmissive portion 33.

반투광막의 노광 광 투과율은, 투광부의 투과율을 100％로 하였을 때, 10∼70％, 바람직하게는 20∼60％ 정도로 할 수 있다. The exposure light transmittance of the translucent film can be 10 to 70%, Preferably it is about 20 to 60%, when the transmittance | permeability of a light transmission part is 100%.

한편, 상기 반투광막 형성부(33a)에는, 그레이톤 마스크(30)에 대한 노광 광의 해상 한계 이하의 미세한 투광 패턴이 실시되어 있어도 된다. 즉, 반투광막 형성부에는, 복수의 반투광막이 배열되어 있고, 각각이 반투광부에 요구되는 투과율에 의해 결정되는 치수 및 막 재질, 막 두께를 갖고 있어도 된다.On the other hand, the translucent film formation part 33a may be given the fine translucent pattern below the resolution limit of the exposure light with respect to the gray tone mask 30. FIG. That is, a plurality of semi-transmissive membranes may be arranged in the semi-transmissive membrane forming portion, and each may have a dimension, a film material, and a film thickness determined by the transmittance required for the semi-transmissive portion.

여기서, 제1 구체예로서, 상기 반투광부(33)의 폭 A가 3.6㎛이며, 투광 슬릿부(33b, 33c)의 폭을 각각 0.8㎛(따라서, 반투광막 형성부(33a)의 폭은 2.0㎛)로 한 반투광부(33)를 갖는 그레이톤 마스크에서의, 반투광부(33)에 대한 파장 365㎚∼436㎚의 광 투과 강도 분포 곡선을 도 3에 나타낸다. 또한, 반투광막 형성부(33a)의 반투광막(36)의 재질은 Cr 산화물로 하고, 투과율 40％로 되도록 막 두께를 조정하였다.Here, as the first specific example, the width A of the translucent portion 33 is 3.6 탆, and the width of the translucent slit portions 33b and 33c is 0.8 탆, respectively, so that the width of the translucent film forming portion 33a is The light transmittance distribution curve of wavelength 365nm-436nm with respect to the semi-transmissive part 33 in the gray-tone mask which has the semi-transmissive part 33 set to 2.0 micrometers) is shown in FIG. In addition, the material of the semi-transmissive film 36 of the semi-transmissive film formation part 33a was made into Cr oxide, and the film thickness was adjusted so that it might be set to 40% of the transmittance | permeability.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 그레이톤 마스크는, 반투광부에서 투과광의 광 강도 분포가 평탄한 부분을 갖고 있다. 여기서, 반투광부에서 투과광의 광 강도 분포가 평탄한 부분을 갖는다는 것은, 폭 A의 반투광부에 대한, 파장 350㎚∼450㎚의 범위 내의 소정 파장 영역을 포함하는 광의 광 투과 강도 분포 곡선에서, 상기 투광부의 노광 광 투과율을 100％로 하고, 상기 반투광부의 폭 방향의 중앙을 포함하고, 투과율 변동이 1％ 이하인 영역을, 그레이톤 평탄부로 할 때, 상기 그레이톤 평탄부의 폭이, 폭 A의 50％를 넘는 것을 말하는 것으로 한다. 비교 대상으로 하여, 차광부 사이에 끼워진 반투광부의 전체(전폭)에 걸쳐서 반투광막을 형성하고, 이 반투광부의 폭을 3.6㎛로 한 반투광부를 구비하는 그레이톤 마스크에서의 광 투과 강도 분포 곡선을 나타내는 전술한 도 13과 대비하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 그레이톤 마스크에 따르면, 반투광부의 폭이 6㎛ 이하인 미세 패턴에서, 반투광부에서 투과광의 광 강도 분포가 평탄한 부분을 갖고, 또한 소정의 광 강도가 얻어져, 본 발명의 목적으로 하는 반투광부를 구비한 그레이톤 마스크가 얻어진다.As shown in FIG. 3, the gray tone mask of this invention has the part with flat light intensity distribution of the transmitted light in the semi-transmissive part. Herein, the light intensity distribution of the transmitted light in the semi-transmissive portion has a flat portion in the light transmission intensity distribution curve of the light including a predetermined wavelength region within a range of wavelength 350 nm to 450 nm with respect to the transflective portion of width A. When the exposure light transmittance of the light transmitting portion is set to 100% and includes a center in the width direction of the semi-transmissive portion and the transmittance variation is 1% or less, the width of the gray tone flat portion is equal to the width A. Let's say more than 50%. As a comparison object, a light transmission intensity distribution curve in a gray tone mask including a semi-transmissive portion having a semi-transmissive portion formed over the entire (full width) of the semi-transparent portion sandwiched between the light-shielding portions and having a width of 3.6 μm. As can be seen from FIG. 13 described above, according to the gray tone mask according to the present invention, in the fine pattern having a width of the translucent portion of 6 μm or less, the light intensity distribution of transmitted light in the translucent portion has a flat portion. Moreover, predetermined light intensity is obtained and the gray tone mask provided with the semi-transmissive part made into the objective of this invention is obtained.

즉, 본 발명의 그레이톤 마스크는, 상기 차광부에 인접하여 사이에 끼워진 폭 A의 반투광부를 갖고, 그 반투광부의 폭 A가 6㎛ 이하이며, 그 반투광부에 대한, 파장 350㎚∼450㎚의 광 투과 강도 분포 곡선에서, 상기 반투광부의 폭 방향의 중앙을 포함하는 A/2의 폭에서, 광 투과 강도의 중간값에 대한 변동이 광 투과 강도 피크 값의 5％ 이내인 반투광부를 구비한 그레이톤 마스크이다.That is, the gray tone mask of this invention has the transflective part of the width | variety A interposed adjacent to the said light shielding part, The width | variety A of the translucent part is 6 micrometers or less, and the wavelength 350nm-450 with respect to the semi-transmissive part In the nm light transmission intensity distribution curve, in the width of A / 2 including the center of the translucent portion in the width direction, the semi-transmissive portion whose variation with respect to the intermediate value of the light transmission intensity is within 5% of the light transmission intensity peak value It is a gray tone mask provided.

바람직하게는, 반투광부의 폭은 1㎛∼4㎛이다. 특히, 본 발명의 효과가 현 저하게 얻어지는 것은, 반투광부의 폭이 2㎛∼4㎛인 경우이다.Preferably, the width of the translucent portion is 1 µm to 4 µm. In particular, the effect of the present invention is remarkably obtained when the width of the translucent portion is 2 µm to 4 µm.

이와 같은 본 발명의 그레이톤 마스크의 반투광부에서의 광 강도 분포는, 본 발명의 그레이톤 마스크를 이용하여, 피전사체의 레지스트 막을 노광하고, 현상 공정을 거쳐서 형성되는 레지스트 패턴의 형상에도 반영된다. 즉, 본 발명의 그레이톤 마스크를 이용하여, 350㎚∼450㎚의 범위 내의 소정 파장 영역을 포함하는 노광 광에 의해 노광하고, 피전사체에 형성된 레지스트 막에 패턴을 전사하고, 상기 반투광부에 대응하는 부분에, 상기 차광부 또는 투광부와 상이한 레지스트 막 두께 부분을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 갖는 패턴 전사 방법에 있어서, 본 발명의 그레이톤 마스크에서의 폭 A의 상기 반투광부에 대응하는 부분에서, 상기 투광부 또는 차광부에 대응하는, 현상 후의 레지스트 막 두께를 100％로 하고, 상기 반투광부에 대응하는 현상 후의 레지스트 막의 폭 방향의 중앙을 포함하고, 막 두께 변동이 1％ 이하인 영역을, 그레이톤 평탄부로 할 때, 상기 그레이톤 평탄부의 폭이, 폭 A의 50％를 넘는 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. Such light intensity distribution in the semi-transmissive portion of the gray tone mask of the present invention is also reflected in the shape of the resist pattern formed through the development process by exposing the resist film of the transfer object using the gray tone mask of the present invention. That is, using the gray tone mask of this invention, it exposes by exposure light containing a predetermined wavelength range in the range of 350 nm-450 nm, transfers a pattern to the resist film formed in the to-be-transmitted body, and respond | corresponds to the said translucent part. In the pattern transfer method which has the process of forming the resist pattern which has a resist film thickness part different from the said light shielding part or the light transmitting part in the part to which it does, WHEREIN: The part corresponding to the said translucent part of width A in the gray tone mask of this invention. In the region where the resist film thickness after development corresponding to the light transmitting portion or the light shielding portion is 100%, including the center of the width direction of the resist film after development corresponding to the translucent portion, and having a film thickness variation of 1% or less. When it is set as a gray tone flat part, the width | variety of the said gray tone flat part can form the resist pattern more than 50% of the width | variety A. FIG.

따라서, 본 발명의 그레이톤 마스크를 이용하여, 반투광부를 피전사체의 레지스트 막에 전사하였을 때에, 대략 일정 막 두께의 평탄부를 갖고, 또한 원하는 막 두께 범위의 레지스트 패턴을 형성할 수 있어, 피전사체에 형성하는 패턴의 치수 제어가 하기 쉬워져, 패턴의 선 폭 정밀도가 향상된다.Therefore, when the semi-transmissive portion is transferred to the resist film of the transfer object by using the gray tone mask of the present invention, it is possible to form a resist pattern having a substantially constant film thickness and a resist pattern having a desired film thickness range. It is easy to control the size of the pattern to be formed in the shape, and the line width accuracy of the pattern is improved.

또한 다음에, 제2 구체예로서, 상기 반투광부(33)의 폭 A가 5.4㎛이며, 투광 슬릿부(33b, 33c)의 폭을 각각 0.3㎛(따라서, 반투광막 형성부(33a)의 폭은 4.8㎛)로 한 반투광부(33)를 갖는 그레이톤 마스크에서의, 반투광부(33)에 대한 파장 365 ㎚∼436㎚의 광 투과 강도 분포 곡선을 도 4에 나타낸다. 또한, 반투광막 형성부(33a)의 반투광막(36)의 재질은 제1 구체예의 경우와 동일하며, 투과율 40％로 되도록 막 두께를 조정하였다. 또한, 종래의 차광부 사이에 끼워진 반투광부의 전체(전폭)에 걸쳐서 반투광막을 형성하고, 이 반투광부의 폭을 5.4㎛로 한 반투광부를 구비하는 그레이톤 마스크에서의 광 투과 강도 분포 곡선을 도 5에 나타내었다. Next, as a second specific example, the width A of the transflective portion 33 is 5.4 μm, and the widths of the transmissive slit portions 33b and 33c are each 0.3 μm (thus, the width of the translucent film forming portion 33a). The light transmittance distribution curve of wavelength 365nm-436nm with respect to the transflective part 33 in the graytone mask which has the transflective part 33 whose width is 4.8 micrometers) is shown in FIG. In addition, the material of the semi-transmissive film 36 of the semi-transmissive film formation part 33a was the same as that of the 1st specific example, and the film thickness was adjusted so that it might be set to 40% of a transmittance | permeability. Further, a semi-transmissive film is formed over the entire (full width) of the semi-transmissive portion sandwiched between the conventional light-shielding portions, and the light transmission intensity distribution curve in the gray tone mask including the semi-transmissive portion having the width of the semi-transmissive portion is 5.4 μm. 5 is shown.

도 4(본 발명)와 도 5(비교예)를 대비하면, 본 발명에 따르면, 반투광부에서의 투과광의 광 강도 분포가 보다 넓은 범위(폭)에서 평탄한 부분을 갖는 것을 알 수 있다.In contrast to FIG. 4 (invention) and FIG. 5 (comparative example), it can be seen that according to the present invention, the light intensity distribution of the transmitted light in the semi-transmissive portion has a flat portion in a wider range (width).

전술한 도 3과 도 13의 대비, 및 상술한 도 4와 도 5의 대비로부터, 노광 파장 350㎚∼450㎚의 범위 내의 소정 파장 영역을 포함하는 노광 광용의 그레이톤 마스크에서의, 차광부에 인접하여 사이에 끼워진 반투광부의 폭이 6㎛ 이하인 미세 패턴인 경우에 본 발명의 효과가 얻어지고, 특히 상기 반투광부의 폭이 1∼4㎛인 경우에 본 발명의 효과가 현저하게 얻어지는 것을 알 수 있다.From the contrast of FIG. 3 and FIG. 13 mentioned above, and the contrast of FIG. 4 and FIG. 5 mentioned above, in the light-shielding part in the gray-tone mask for exposure light containing the predetermined wavelength range in the range of exposure wavelength 350nm-450nm. It is found that the effect of the present invention is obtained when the width of the semi-transmissive portion sandwiched between adjacent parts is 6 μm or less, and the effect of the present invention is remarkably obtained particularly when the width of the semi-transmissive portion is 1 to 4 μm. Can be.

다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하여, 상술한 그레이톤 마스크의 제조 방법의 일 실시예를 설명한다.Next, with reference to FIGS. 6 and 7, an embodiment of the above-described method for manufacturing a gray tone mask will be described.

도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 그레이톤 마스크의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도 및 평면도이다.6 and 7 are cross-sectional views and plan views for explaining the manufacturing process of the gray tone mask of the present invention, respectively.

사용하는 마스크 블랭크는, 투명 기판(34) 상에, 차광막(35)이 형성되어 있다(도 6의 (a) 참조). 차광막(35)의 재질은 Cr과 그 화합물의 복합막을 이용하였다.As for the mask blank to be used, the light shielding film 35 is formed on the transparent substrate 34 (refer FIG. 6 (a)). The material of the light shielding film 35 used the composite film of Cr and its compound.

우선, 이 마스크 블랭크의 차광막(35) 상에 레지스트를 도포하여 레지스트 막을 형성한다. 묘화에는, 통상 전자선 또는 광(단파장광)이 이용되는 것이 많지만, 본 실시예에서는 레이저광을 이용한다. 따라서, 상기 레지스트로서는 포지티브형 포토 레지스트를 사용한다. 그리고, 레지스트 막에 대해, 소정의 패턴(차광부에 대응하는 레지스트 패턴을 형성하도록 하는 패턴)을 묘화하고, 묘화 후에 현상을 행함으로써, 차광부에 대응하는 레지스트 패턴(37a)을 형성한다(도 6의 (b) 참조). 이 상태를 평면도로 도시한 것이 도 7의 (a)이다.First, a resist is applied on the light shielding film 35 of this mask blank to form a resist film. Usually, electron beam or light (short wavelength light) is used for drawing, but laser beam is used in a present Example. Therefore, a positive photoresist is used as the resist. Then, a predetermined pattern (pattern for forming a resist pattern corresponding to the light shielding portion) is drawn for the resist film, and development is performed after drawing to form a resist pattern 37a corresponding to the light shielding portion (Fig. 6 (b)). This state is shown in a plan view in FIG.

다음으로, 상기 레지스트 패턴(37a)을 에칭 마스터로서 차광막(35)을 에칭하여 차광막 패턴(35a)을 형성한다. 본 실시예에서는 차광막에 Cr과 그 화합물의 복합막을 이용하였으므로, 에칭 수단으로서는 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭의 어느 쪽이라도 가능하다. 본 실시예에서는 웨트 에칭을 이용하였다.Next, the light shielding film 35 is etched using the resist pattern 37a as an etching master to form the light shielding film pattern 35a. In this embodiment, since the composite film of Cr and its compound was used for the light shielding film, either etching or dry etching can be used as the etching means. In this embodiment, wet etching was used.

잔존하는 레지스트 패턴(37a)을 제거한 후(도 6의 (c) 참조)에, 기판의 전체면에 반투광막(36)을 성막한다(도 6의 (d) 참조). 반투광막(36)은, 투명 기판(34)의 노광 광의 투과량에 대해 50∼20％ 정도의 투과량을 갖는 것으로, 본 실시예에서는 스퍼터 성막에 의한 Cr 산화물(투과율 40％)을 반투광막(36)으로서 채용하였다.After the remaining resist pattern 37a is removed (see FIG. 6C), the translucent film 36 is formed on the entire surface of the substrate (see FIG. 6D). The semi-transmissive film 36 has a transmittance of about 50 to 20% with respect to the transmittance of the exposure light of the transparent substrate 34. In this embodiment, Cr oxide (transmittance of 40%) by sputter film formation is converted into a semi-transmissive film ( It was adopted as 36).

다음으로, 상기 반투광막(36) 상에 상기와 동일한 레지스트 막을 형성하여, 2번째의 묘화를 행한다. 2번째의 묘화에서는, 반투광부(33)에서의 반투광막 형성부(33a)에 대응하는 레지스트 패턴을 형성하도록 소정의 패턴을 묘화한다. 묘화 후, 현상을 행함으로써, 반투광막 형성부(33a)에 대응하는 레지스트 패턴(37b)을 형성한다(도 6의 (e) 참조).Next, the resist film similar to the above is formed on the said translucent film 36, and a 2nd drawing is performed. In the second drawing, a predetermined pattern is drawn to form a resist pattern corresponding to the translucent film forming portion 33a in the translucent portion 33. After drawing, development is performed to form a resist pattern 37b corresponding to the semi-transmissive film forming portion 33a (see FIG. 6E).

다음으로, 상기 레지스트 패턴(37b)을 에칭 마스크로서 반투광막(36)을 에칭하여 반투광막 형성부(33a)를 구성하는 반투광막 패턴(36a)을 형성한다. 본 실시예에서는 이 경우의 에칭 수단으로서, 반투광막(36)과 차광막(35) 사이에 높은 에칭 선택성이 얻어지는 드라이 에칭을 이용하였다.Next, the translucent film pattern 36a constituting the translucent film forming portion 33a is formed by etching the translucent film 36 using the resist pattern 37b as an etching mask. In this embodiment, as the etching means in this case, dry etching is obtained in which high etching selectivity is obtained between the semitransmissive film 36 and the light shielding film 35.

그리고, 잔존하는 레지스트 패턴(37b)을 제거하여, 그레이톤 마스크(30)가 완성된다(도 6의 (f) 참조). 이 상태를 평면도로 도시한 것이 도 7의 (b)이다.Then, the remaining resist pattern 37b is removed to complete the gray tone mask 30 (see FIG. 6F). This state is shown in plan view (b) of FIG.

또한, 본 발명의 그레이톤 마스크의 제조 방법은 상기 실시예에는 한정되지 않는다. 상기 실시예에서는, 투명 기판 상에 차광막을 형성한 마스크 블랭크를 사용하고, 제조 공정의 도중에 반투광막의 성막을 행하였지만, 예를 들면 투명 기판 상에 반투광막과 차광막을 순서대로 형성한 마스크 블랭크를 이용하여 제조할 수도 있다. 이 경우의 차광부는, 반투광막과 차광막의 적층막으로 구성된다.In addition, the manufacturing method of the gray tone mask of this invention is not limited to the said Example. In the above embodiment, a mask blank in which a light shielding film is formed on a transparent substrate is used, and a semi-transmissive film is formed in the middle of the manufacturing process, but for example, a mask blank in which a semi-transmissive film and a light shielding film are sequentially formed on a transparent substrate. It may also be prepared using. The light shielding portion in this case is composed of a laminated film of a translucent film and a light shielding film.

본 발명에 따르면, 상기에서 설명한 효과 외에 종래의 차광막에 의한 미세 패턴을 형성한 반투광부(미세 패턴 타입의 그레이톤 마스크)와 비교하여, 본 발명에서는 반투광부의 패턴(반투광막으로 형성되는 반투광막 형성부)의 허용되는 선 폭 범위가 넓어, 마스크 제작 시의 선 폭 관리가 용이한 것을 알 수 있다. 따라서, 양산 상의 이점이 크다.According to the present invention, in addition to the effects described above, compared to the semi-transmissive portion (a fine pattern type gray tone mask) in which a fine pattern by a conventional light shielding film is formed, in the present invention, the semi-transmissive portion is formed in a semi-transmissive film. The permissible line width range of the light-transmitting film forming part is wide, and it turns out that line width management at the time of mask preparation is easy. Therefore, the mass production advantage is large.

또한, 본 발명에 따르면, 디바이스 제조에 극단적으로 고해상도(광NA)의 노광기를 준비할 필요가 없어, 현행의 노광기를 사용하여도, TFT 채널부의 미세화에 충분히 대응할 수 있으므로, 디바이스 제조에 있어서 큰 이점이다.Further, according to the present invention, there is no need to prepare an extremely high-resolution (optical NA) exposure device for device manufacturing, and even if the current exposure machine is used, the TFT channel portion can be sufficiently miniaturized, which is a great advantage in device manufacturing. to be.

도 1은 본 발명의 그레이톤 마스크의 일 실시 형태를 도시하는 것으로, (a)는 평면도, (b)는 (a)에서의 L-L선을 따른 측단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows an embodiment of a gray tone mask of the present invention, (a) is a plan view, and (b) is a side cross-sectional view along the L-L line in (a).

도 2는 본 발명의 그레이톤 마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도.2 is a cross-sectional view for explaining a pattern transfer method using a gray tone mask of the present invention.

도 3은 본 발명의 그레이톤 마스크에서의 반투광부의 파장 365㎚∼436㎚에 대한 광 투과 강도 분포 곡선.3 is a light transmission intensity distribution curve for wavelengths 365 nm to 436 nm of a semi-transmissive portion in the gray tone mask of the present invention.

도 4는 본 발명의 그레이톤 마스크에서의 반투광부의 파장 365㎚∼436㎚에 대한 광 투과 강도 분포 곡선.4 is a light transmission intensity distribution curve for wavelengths 365 nm to 436 nm of a semi-transmissive portion in the gray tone mask of the present invention.

도 5는 종래의 하프톤막 타입의 그레이톤 마스크에서의 반투광부의 파장 365㎚∼436㎚에 대한 광 투과 강도 분포 곡선.5 is a light transmission intensity distribution curve for wavelengths of 365 nm to 436 nm of a semi-transmissive portion in a conventional halftone film type gray tone mask.

도 6은 본 발명의 그레이톤 마스크의 제조 공정의 일례를 도시하는 단면도.6 is a cross-sectional view showing an example of a process of manufacturing a gray tone mask of the present invention.

도 7은 본 발명의 그레이톤 마스크의 제조 공정을 설명하기 위한 평면도.7 is a plan view for explaining a manufacturing step of the gray tone mask of the present invention.

도 8은 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정을 도시하는 개략 단면도.8 is a schematic sectional view illustrating a process for manufacturing a TFT substrate using a gray tone mask.

도 9는 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정(도 8의 제조 공정의 이어서)을 도시하는 개략 단면도.FIG. 9 is a schematic sectional view showing a process for producing a TFT substrate using a gray tone mask (following the process of FIG. 8). FIG.

도 10은 종래의 미세 패턴 타입의 그레이톤 마스크의 일례를 도시하는 평면도.10 is a plan view illustrating an example of a conventional fine pattern type gray tone mask.

도 11은 종래의 하프톤막 타입의 그레이톤 마스크를 도시하는 것으로, (a)는 평면도, (b)는 (a)에서의 L-L선을 따른 측단면도.Fig. 11 shows a conventional halftone film type gray tone mask, wherein (a) is a plan view and (b) is a side cross-sectional view along the L-L line in (a).

도 12는 종래의 하프톤막 타입의 그레이톤 마스크에서의 반투광부의 파장 365㎚∼436㎚에 대한 광 투과 강도 분포 곡선.12 is a light transmission intensity distribution curve for wavelengths of 365 nm to 436 nm of a semi-transmissive portion in a conventional halftone film type gray tone mask.

도 13은 종래의 하프톤막 타입의 그레이톤 마스크에서의 반투광부의 파장 365㎚∼436㎚에 대한 광 투과 강도 분포 곡선.Fig. 13 is a light transmission intensity distribution curve for wavelengths 365 nm to 436 nm of a semi-transmissive portion in a conventional halftone film type gray tone mask.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 글래스 기판1: glass substrate

2 : 게이트 전극2: gate electrode

3 : 게이트 절연막3: gate insulating film

4 : 제1 반도체막4: first semiconductor film

5 : 제2 반도체막5: second semiconductor film

6 : 소스 드레인용 금속막6: metal film for source drain

7 : 포지티브형 포토 레지스트 막7: positive photoresist film

10, 20 : 그레이톤 마스크10, 20: gray tone mask

11, 21 : 차광부11, 21: shading part

12, 22 : 투광부12, 22: floodlight

13, 23 : 반투광부13, 23: translucent part

24 : 투명 기판24: transparent substrate

25 : 차광막25: light shielding film

26 : 반투광막26: translucent film

30 : 그레이톤 마스크30: gray tone mask

31 : 차광부31: shading unit

32 : 투광부32: floodlight

33 : 반투광부33: translucent part

34 : 투명 기판34: transparent substrate

40 : 피전사체40: subject

41 : 기판41: substrate

43 : 레지스트 패턴43: resist pattern

Claims (11)

투명 기판 상에 반투광막 및 차광막을 갖고, 상기 반투광막 및 상기 차광막에 각각 소정의 패턴을 에칭에 의해 실시함으로써 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 그레이톤 마스크로서, A gray tone mask having a semi-transmissive film and a light-shielding film on a transparent substrate, and having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion formed by etching a predetermined pattern on the semi-transparent film and the light-shielding film, respectively, 상기 그레이톤 마스크는, 상기 차광부에 인접하여 사이에 끼워진 반투광부를 갖고, The gray tone mask has a transflective portion sandwiched between adjacent light shielding portions, 상기 반투광부는, 상기 반투광막이 형성된 반투광막 형성부와, 상기 반투광부가 인접하는 상기 차광부와의 경계에 형성된, 상기 투명 기판이 노출되어 있는 투광 슬릿부를 갖는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The transflective part has a transflective film forming part in which the translucent film is formed, and a transmissive slit part formed at a boundary between the light shielding part adjacent to the translucent part, and the transparent substrate is exposed. . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 투광 슬릿부의 폭은, 상기 그레이톤 마스크에 대한 노광 조건에서의 해상 한계 이하의 치수인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The width of the light-transmitting slit portion is a gray tone mask, characterized in that the dimensions below the resolution limit in the exposure conditions to the gray tone mask. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 반투광막 형성부에는, 패턴을 갖지 않은 반투광막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The semi-transmissive film which does not have a pattern is formed in the said semi-transmissive film formation part, The gray tone mask characterized by the above-mentioned. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 반투광막 형성부는, 상기 그레이톤 마스크에 대한 노광 광의 해상 한계 이하의 미세한 투광 패턴을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The said semi-transmissive film formation part has a fine light transmission pattern below the resolution limit of exposure light with respect to the said gray tone mask, The gray tone mask characterized by the above-mentioned. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 그레이톤 마스크는, 노광 광원 파장이 350㎚∼450㎚의 범위인 파장 영역용의 그레이톤 마스크로서, 상기 반투광부의 폭이, 6㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The said gray tone mask is a gray tone mask for the wavelength range whose exposure light source wavelength is the range of 350 nm-450 nm, The width | variety of the said translucent part is 6 micrometers or less, The gray tone mask characterized by the above-mentioned. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 반투광부의 폭이, 1㎛∼4㎛인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The width | variety of the said translucent part is 1 micrometer-4 micrometers, The gray tone mask characterized by the above-mentioned. 투명 기판 상에 반투광막 및 차광막을 갖고, 상기 반투광막 및 상기 차광막에 각각 소정의 패턴을 에칭에 의해 실시함으로써 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 그레이톤 마스크로서, A gray tone mask having a semi-transmissive film and a light-shielding film on a transparent substrate, and having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion formed by etching a predetermined pattern on the semi-transparent film and the light-shielding film, respectively, 상기 그레이톤 마스크는, 상기 차광부에 인접하여 사이에 끼워진 폭 A의 반투광부를 갖고, The gray tone mask has a transflective portion having a width A sandwiched adjacent to the light shielding portion, 상기 반투광부의 폭 A가 6㎛ 이하이며, Width A of the said translucent part is 6 micrometers or less, 상기 반투광부에 대한, 파장 350㎚∼450㎚의 범위 내의 소정 파장 영역을 포함하는 광의 광 투과 강도 분포 곡선에서, In the light transmission intensity distribution curve of light including a predetermined wavelength region within the range of 350 nm to 450 nm in wavelength to the translucent portion, 상기 투광부의 노광 광 투과율을 100％로 하고, 상기 반투광부의 폭 방향의 중앙을 포함하고, 투과율 변동이 1％ 이하인 영역을, 그레이톤 평탄부로 할 때, 상기 그레이톤 평탄부의 폭이, 폭 A의 50％를 넘는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.When the light transmittance of the transmissive part is 100% and includes a center in the width direction of the semi-transmissive part, and the area having a transmittance variation of 1% or less is a graytone flat part, the width of the graytone flat part is the width A Gray tone mask, characterized in that more than 50% of. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 반투광부는, 인접하는 차광부와의 경계 부분에, 투명 기판이 노출되어 있는 투광 슬릿부를 갖는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The said semi-transmissive part has a light-transmitting slit part by which the transparent substrate was exposed in the boundary part with the adjacent light-shielding part, The gray tone mask characterized by the above-mentioned. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 투광 슬릿부의 폭은, 상기 그레이톤 마스크에 대한 노광 조건에서의 해상 한계 이하의 치수인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The width of the light-transmitting slit portion is a gray tone mask, characterized in that the dimensions below the resolution limit in the exposure conditions to the gray tone mask. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 그레이톤 마스크를 이용하여, 피전사체에 형성된 레지스트 막에 패턴을 전사하고, 상기 반투광부에 대응하는 부분에, 상기 차광부 또는 투광부와 상이한 레지스트 막 두께 부분을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.Using the gray tone mask according to any one of claims 1 to 9, the pattern is transferred to a resist film formed on the transfer member, and a resist film thickness different from that of the light shielding portion or the light transmitting portion is applied to a portion corresponding to the translucent portion. And a step of forming a resist pattern having a portion. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 그레이톤 마스크를 이용하여, 파장 350㎚∼450㎚의 범위 내의 파장을 포함하는 파장 영역의 노광 광에 의해 노광하고, 피전사체에 형성된 레지스트 막에 패턴을 전사하고, 상기 반투광부에 대응하는 부분에, 상기 차광부 또는 투광부와 상이한 레지스트 막 두께 부분을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 갖고, Using the gray tone mask as described in any one of Claims 1-9, it exposes by exposure light of the wavelength range containing the wavelength within the range of wavelength 350nm-450nm, and a pattern is applied to the resist film formed in the to-be-transferred body. And transferring a resist pattern having a resist film thickness portion different from that of the light shielding portion or the light transmitting portion to a portion corresponding to the semi-transmissive portion, 상기 레지스트 패턴은, 상기 그레이톤 마스크에서의 폭 A의 상기 반투광부에 대응하는 부분에서, The resist pattern is a portion corresponding to the transflective portion of width A in the gray tone mask, 상기 투광부 또는 차광부에 대응하는, 현상 후의 레지스트 막 두께를 100％로 하고, 상기 반투광부에 대응하는 현상 후의 레지스트 막의 폭 방향의 중앙을 포함하고, 막 두께 변동이 1％ 이하인 영역을, 그레이톤 평탄부로 하였을 때, 상기 그레이톤 평탄부의 폭이, 폭 A의 50％를 넘는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.The area | region where the thickness of the resist film after image development corresponding to the said light transmission part or light shielding part is 100%, including the center of the width direction of the resist film after image development corresponding to the said translucent part, and whose film thickness fluctuation is 1% or less, is gray. The width of the gray tone flat portion exceeds 50% of the width A when the tone flat portion is used.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109143772A (en) * 2018-10-10 2019-01-04 信利半导体有限公司 Gray level mask plate

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5193715B2 (en) * 2008-07-18 2013-05-08 株式会社エスケーエレクトロニクス Multi-tone photomask
JP5319193B2 (en) * 2008-07-28 2013-10-16 Ｈｏｙａ株式会社 Multi-tone photomask for manufacturing liquid crystal display device, method for manufacturing multi-tone photomask for manufacturing liquid crystal display device, and pattern transfer method
JP2010044149A (en) * 2008-08-11 2010-02-25 Hoya Corp Multi-gradation photomask, pattern transfer method, and manufacturing method of display unit using multi-gradation photomask
TWI440964B (en) * 2009-01-27 2014-06-11 Hoya Corp Multitone photomask, method of manufacturing the multitone photomask, and pattern transfer method
JP2010276724A (en) * 2009-05-26 2010-12-09 Hoya Corp Multi-gradation photomask, method for manufacturing the same, and pattern transfer method
WO2010150355A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-29 Hoya株式会社 Multilevel gradation photomask
CN102645839B (en) * 2011-06-15 2013-11-27 北京京东方光电科技有限公司 Mask plate and manufacturing method thereof
JP5635577B2 (en) * 2012-09-26 2014-12-03 Hoya株式会社 Photomask manufacturing method, photomask, pattern transfer method, and flat panel display manufacturing method
CN107807493B (en) * 2017-09-28 2020-08-07 京东方科技集团股份有限公司 Mask plate and exposure equipment
CN109188854B (en) * 2018-10-18 2020-06-09 合肥鑫晟光电科技有限公司 Mask plate, display substrate, manufacturing method of display substrate and display device
CN109343304B (en) * 2018-11-21 2020-04-14 惠科股份有限公司 Manufacturing method of photomask and display panel for manufacturing active switch
CN109541829B (en) * 2018-12-19 2021-08-24 惠科股份有限公司 Mask, liquid crystal panel and liquid crystal display device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002189280A (en) * 2000-12-19 2002-07-05 Hoya Corp Gray tone mask and method for producing the same
JP3586647B2 (en) * 2000-12-26 2004-11-10 Ｈｏｙａ株式会社 Gray tone mask and method of manufacturing the same
CN100559270C (en) * 2002-06-25 2009-11-11 Hoya株式会社 Gray tone mask
JP2006221078A (en) * 2005-02-14 2006-08-24 Renesas Technology Corp Photomask, method for producing mask pattern, and method for forming pattern of semiconductor device
JP4858025B2 (en) * 2006-09-08 2012-01-18 大日本印刷株式会社 Gradation mask

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109143772A (en) * 2018-10-10 2019-01-04 信利半导体有限公司 Gray level mask plate
CN109143772B (en) * 2018-10-10 2024-03-19 信利半导体有限公司 Gray scale mask plate

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CN101231458B (en) 2011-09-21
JP2008180897A (en) 2008-08-07
TWI387845B (en) 2013-03-01

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