KR20090128354A - A method of manufanturing a graytone mask, the graytone mask and a graytone mask blank - Google Patents

A method of manufanturing a graytone mask, the graytone mask and a graytone mask blank Download PDF

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KR20090128354A
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미치아키 사노
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호야 가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: A gray tone mask manufacturing method, a gray tone mask, and a gray tone mask blank are provided to suppress a progress of side etching of a light blocking layer exposed by a section during an etching process. CONSTITUTION: A gray tone mask comprises a light blocking layer pattern(22a), formed on a transparent substrate(21), and a transflective layer pattern(24a). A gray tone mask includes a pattern composed by a light blocking unit, a transflective unit and a transmissive unit. The light blocking unit is formed by a light blocking layer(22) of at least light blocking layer pattern. The transflective unit is formed by a transflective layer(24) formed in a substrate exposure unit of the light blocking layer pattern of the transflective layer pattern.

Description

그레이톤 마스크의 제조 방법, 그레이톤 마스크 및, 그레이톤 마스크 블랭크{A method of Manufanturing a graytone mask, the graytone mask and a graytone mask blank}A method of manufanturing a graytone mask, the graytone mask and a graytone mask blank}

본 발명은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: 이하, LCD라고 함) 등의 제조에 사용되는 그레이톤 마스크의 제조 방법, 그레이톤 마스크 및, 그레이톤 마스크 블랭크에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a gray tone mask, a gray tone mask, and a gray tone mask blank used for the manufacture of a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD).

종래 LCD 분야에 있어서, 제조에 필요한 포토마스크 매수를 삭감하는 방법이 제안되고 있다. 즉 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display: 이하 TFT-LCD라고 함)는 CRT(음극선관)과 비교하여, 박형으로 하기 쉽고 소비 전력이 낮다는 이점으로부터 현재 상품화가 급속히 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 액정 상의 개재하에 서로 겹쳐진 개략 구조를 가진다. TFT-LCD에서는, 제조 공정 수가 많아서 TFT 기판만으로도 5~6매의 포토마스크를 이용하여 제조되고 있었다. 이러한 상황 하에서, TFT 기판의 제조를 4매의 포토마스크를 이용하여 행하는 방법이 제안 되었다(예를 들면 '월간 에프피디·인텔리전스(FPD Intelligence)', 1999년 5월, p.31-35)In the conventional LCD field, a method of reducing the number of photomasks required for manufacturing has been proposed. In other words, thin film transistor liquid crystal displays (hereinafter referred to as TFT-LCDs) are rapidly commercialized due to the advantages that they are thinner and have lower power consumption than CRTs (cathode ray tubes). The TFT-LCD is a schematic structure in which 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 corresponding to each pixel are superimposed on each other under a liquid crystal phase. Has In TFT-LCD, the number of manufacturing processes was large, and it was manufactured using 5-6 photomasks only by a TFT substrate. Under these circumstances, a method of manufacturing a TFT substrate using four photomasks has been proposed (e.g., Monthly FPD Intelligence, May 1999, p. 31-35).

이 방법은 차광부와 투광부와 반투광부(그레이톤부)를 가지는 포토마스크(이하 그레이톤 마스크라고 함)를 이용함으로써, 사용하는 마스크 매수를 저감하는 것이다. This method reduces 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).

도 3 및 도 4(도 4a~도 4c는 도 3a~도 3c의 제조 공정의 연속)에 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정의 일례를 나타낸다. 3 and 4 (FIG. 4A-FIG. 4C show an example of the manufacturing process of a TFT board | substrate using a gray tone mask in the continuation of the manufacturing process of FIG. 3A-FIG. 3C).

유리 기판(1) 상에 게이트 전극용 금속막이 형성되고, 포토마스크를 이용한 포토리소 공정에 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 포지형 포토 레지스트막(7)이 형성된다(도 3a). 다음으로, 차광부(11)와 투광부(12)와 반투광부(13)를 가지는 그레이톤 마스크(10)를 이용하여 포지형 포토 레지스트막(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 3b). 다음으로, 제1 레지스트 패턴(7a)을 마스크로 하여, 소스 드레인 금속막(6) 및 제1, 제2 반도체 막(4, 5)을 에칭한다(도 3c). 다음으로, 채널부 형성 영역의 얇은 레지스트막을 산소에 의한 애싱(ashing)에 의해 제거하고, 제2 레지스트 패턴(7b)을 형성한다(도 4a). 그 후 제2 레지스트 패턴(7b)을 마스크로 하여, 소스 드레인용 금속막(6)이 에칭되고 소스/ 드레인(6a, 6b)이 형성되며, 이어서 제2 반도체막(5)을 에칭하고(도 4b) 최후에 잔존한 제2 레지스트 패턴(7b)을 박리한다(도 4c).The metal film for gate electrodes is formed on the glass substrate 1, and the gate electrode 2 is formed by the photolithography process using a photomask. Thereafter, the gate insulating film 3, the first semiconductor film 4 (a-Si), the second semiconductor film 5 (N + a-Si), the source drain metal film 6, and the positive photoresist film ( 7) is formed (FIG. 3A). Next, the positive photoresist film 7 is exposed and developed by using the gray tone mask 10 having the light blocking portion 11, the light transmitting portion 12, and the semi-transmissive portion 13, thereby producing a TFT channel portion and a source. The first resist pattern 7a is formed so as to cover the drain formation region and the data line formation region and become thinner than the source drain formation region (FIG. 3B). Next, the source drain metal film 6 and the first and second semiconductor films 4 and 5 are etched using the first resist pattern 7a as a mask (FIG. 3C). Next, the thin resist film in the channel portion forming region is removed by ashing with oxygen to form a second resist pattern 7b (Fig. 4A). Thereafter, using the second resist pattern 7b as a mask, the source drain metal film 6 is etched and the source / drain 6a, 6b is formed, and then the second semiconductor film 5 is etched (Fig. 4b) The second resist pattern 7b remaining last is peeled off (FIG. 4C).

여기서 이용되는 그레이톤 마스크로서는, 반투광부가 미세 패턴으로 형성되어 있는 구조인 것이 알려져 있다. 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이, 소스/드레인에 대응하는 차광부(11a, 11b)와, 투광부(12)와 채널부에 대응하는 반투광부(그레이톤부;13)를 가지고, 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 같은 재료로 이루어지는 같은 두께의 막으로 통상 형성되어 있다. 그레이톤 마스크를 사용하는 LCD용 노광기의 해상 한계는, 스텝퍼 방식의 노광기에서 약 3㎛, 미러프로젝션 방식의 노광기에서 약 4㎛이다. 이 때문에 예를 들면, 도 5에서 반투광부(13)에서의 투과부(13b)의 스페이스 폭을 3㎛ 미만, 차광 패턴(13a)의 라인 폭을 노광기의 해상 한계 이하인 3㎛ 미만으로 한다. As a gray tone mask used here, it is known that it is a structure in which the translucent part is formed in the fine pattern. For example, as shown in FIG. 5, the light-shielding portions 11a and 11b corresponding to the source / drain, the light-transmitting portion 12 and the semi-transmissive portion (gray tone portion; 13) corresponding to the channel portion, and 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 of a film having the same thickness made of the same material such as chromium or a chromium compound. The resolution limit of the LCD exposure machine using the gray tone mask is about 3 mu m in the stepper type exposure machine and about 4 mu m in the mirror projection type exposure machine. For this reason, for example, in FIG. 5, the space width of the transmissive part 13b in the translucent part 13 shall be less than 3 micrometers, and the line width of the light shielding pattern 13a shall be less than 3 micrometers which are below the resolution limit of an exposure machine.

그러나 상술한 미세 패턴 타입의 반투광부는, 그레이톤 부분의 설계, 구체적으로는 차광부와 투광부의 중간적인 하프톤 효과를 가지게 하기 위한 미세 패턴을 라인·앤드·스페이스 타입으로 할지, 도트(망점(網點)) 타입으로 할지, 혹은 그 밖의 패턴으로 할 지의 선택이 있고, 또한 라인·앤드·스페이스 타입의 경우, 선 폭을 어느 정도로 할지, 빛이 투과하는 부분과 차광 되는 부분의 비율을 어떻게 할지, 전체의 투과율을 어느 정도로 설계할지 등 매우 많은 것을 고려하여 설계를 행해야만 했다. 또한, 마스크 제조에 있어서도 선 폭의 중심 치의 관리 및 마스크 내 선 폭의 편차 관리와 매우 어려운 생산 기술이 요구되고 있었다. However, the semi-transmissive portion of the above-described fine pattern type may be a line-and-space type fine pattern for designing the gray tone portion, specifically, the half-tone effect between the light-shielding portion and the light-transmitting portion. Iii)) There is a choice between the type and the other pattern, and in the case of the line and space type, how much the width of the line is to be made, and how the ratio of the light transmitting part to the light blocking part is The design had to be carried out in consideration of very many things such as how much the overall transmittance was designed. Moreover, also in mask manufacture, management of the center value of the line | wire width, the control of the deviation of the line | wire width in a mask, and the very difficult production technique were calculated | required.

그래서 하프톤 노광하고 싶은 부분을 반투과성의 하프톤막(반투광막)으로 하는 것이 종래 제안되고 있다. 이 하프톤 막을 이용함으로써 하프톤 부분의 노광량을 적게 하여 하프톤 노광하는 것이 가능하다. 하프톤막으로 변경함으로써 설계에 있어서는 전체의 투과율이 어느 정도 필요할지를 검토하는 것만으로 충분하고, 마스크에 있어서도 하프톤 막의 막 종류나 막 두께를 선택하는 것만으로 마스크의 생산이 가능해진다. 따라서 마스크 제조에서는 하프톤막의 막 두께 제어를 행하는 것만으로 충분하여 비교적 관리가 용이하다. 또한, 하프톤 막이라면 포토리소 공정에 의해 용이하게 패터닝 할 수 있으므로 복잡한 패턴 형상이라도 가능해진다.For this reason, it has conventionally been proposed to make a portion to be halftone exposed to a semitransparent halftone film (semitransmissive film). By using this halftone film, it is possible to reduce the exposure amount of the halftone part and to perform halftone exposure. By changing to the halftone film, it is sufficient to examine how much the total transmittance is necessary in the design, and the mask can be produced only by selecting the film type and the film thickness of the halftone film also in the mask. Therefore, in mask manufacture, it is enough to just control the film thickness of a halftone film, and it is comparatively easy to manage. In addition, since the halftone film can be easily patterned by a photolithography process, even a complicated pattern shape becomes possible.

종래 제안되어 있는 하프톤막 타입의 그레이톤 마스크의 제조 방법은 이하와 같은 방법이다. 여기서는 일례로서 도 6에 도시한 바와 같은 LCD 기판용의 패턴(100)을 들어 설명한다. 패턴(100)은, 패턴(101a, 101b)으로 이루어지는 차광부 패턴(101)과, 이 차광부의 패턴(101a, 101b) 사이의 반투광부 패턴(103)과, 이들 패턴의 주위에 형성되는 투광부 패턴(102)으로 구성되어 있다. The manufacturing method of the gray-tone mask of the halftone film type currently proposed is the following method. Here, as an example, the pattern 100 for LCD board | substrates as shown in FIG. 6 is mentioned and demonstrated. The pattern 100 includes a light shielding portion pattern 101 composed of patterns 101a and 101b, a semi-transmissive portion pattern 103 between the patterns 101a and 101b, and a projection formed around these patterns. It consists of the miner pattern 102.

먼저 투명 기판상에 반투광막 및 차광막을 순차적으로 형성한 마스크 블랭크스를 준비하고, 이 마스크 블랭크스 상에 레지스트 막을 형성한다. 다음으로 패턴 묘화를 행하고 현상함으로써 상기 패턴(100)의 차광부 패턴(101) 및 반투광부 패턴(103)에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성한다. 이어서 적당한 방법으로 에칭함으로써, 상기 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 투광부 패턴(102)에 대응하는 영역의 차광막과 그 하층의 반투광막이 제거되어, 도 7a에 도시한 바와 같은 패 턴이 형성된다. 즉 투광부(202)가 형성되고, 동시에 상기 패턴(100)의 차광부와 반투광부에 대응하는 영역의 차광 패턴(201)이 형성된다. 잔존하는 레지스트 패턴을 제거하고 나서 다시 레지스트막을 기판상에 형성하고, 패턴 묘화를 행하고 현상함으로써 이번에는 상기 패턴(100)의 차광부 패턴(101)에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성한다. 이어서 적당한 에칭에 의해 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 반투광부의 영역의 차광막만을 제거한다. 이에 따라 도 7b에 도시한 바와 같이 상기 패턴(100)에 대응하는 패턴이 형성된다. 즉 반투광막의 패턴(203)에 의한 반투광부가 형성되고, 동시에 차광부의 패턴(201a, 201b)이 형성된다. First, a mask blank in which a translucent film and a light shielding film are sequentially formed on a transparent substrate is prepared, and a resist film is formed on the mask blank. Next, a pattern drawing is performed and developed to form a resist pattern in a region corresponding to the light shielding portion pattern 101 and the semi-transmissive portion pattern 103 of the pattern 100. Subsequently, by etching by a suitable method, the light shielding film of the area | region corresponding to the light transmission part pattern 102 in which the said resist pattern is not formed, and the semi-transmissive film of the lower layer are removed, and the pattern as shown in FIG. 7A is formed. That is, the light transmitting portion 202 is formed, and at the same time, the light blocking pattern 201 of the region corresponding to the light blocking portion and the semi-transmissive portion of the pattern 100 is formed. After removing the remaining resist pattern, a resist film is again formed on the substrate, and pattern drawing is performed to develop the resist pattern in the region corresponding to the light shielding portion pattern 101 of the pattern 100 at this time. Next, only the light shielding film of the area | region of the semi-transmissive part in which the resist pattern is not formed is removed by appropriate etching. Accordingly, as shown in FIG. 7B, a pattern corresponding to the pattern 100 is formed. That is, the transflective part by the pattern 203 of a translucent film is formed, and the patterns 201a and 201b of a light shielding part are formed simultaneously.

또한 특개 2002-189281호 공보에는, 상술한 2번째의 포토리소 공정에서 반투광부의 영역의 차광막만을 에칭에 의해 제거할 때에, 하층의 반투광막의 막 감소를 방지하기 위하여 마스크 블랭크스에서의 투명 기판상의 반투광막과 차광막과의 사이에 에칭 스토퍼막을 설치하는 것이 개시되어 있다. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-189281 discloses a transparent substrate on a mask blank in order to prevent the film reduction of the lower semi-transmissive film when etching only the light shielding film of the region of the semi-transmissive portion by etching in the second photolithography process described above. It is disclosed to provide an etching stopper film between the translucent film and the light shielding film.

그러나 이와 같은 종래의 그레이톤 마스크의 제조 방법에 따르면, 차광막과 반투광막에 예를 들면 주성분이 동일한 재료(예를 들면 크롬과 크롬 화합물 등)를 이용한 경우, 차광막과 반투광막의 에칭 특성이 근사하기 때문에, 상술한 2번째의 포토리소 공정에서 반투광부의 영역의 차광막만을 에칭에 의해 제거할 시의 에칭의 종점의 판단이 어려워, 에칭이 부족하면 반투광막 상에 차광막이 남아 버리고, 에칭이 지나치면 반투광막의 막 감소가 일어나서, 어떻게 해도 소망의 반투광성을 얻을 수 없다는 문제가 있다. 따라서 차광막 및 반투광막은 적어도 에칭 특성이 다른 재료의 조합을 선택할 필요가 있어 재료 선택의 폭이 제약된다. 또한 이와 같이 차광막 및 반투광막에 에칭 특성이 다른 재료의 조합을 선택했다고 해도, 상술한 반투광막의 막 감소를 완전히 방지하는 것이 가능하지는 않다. However, according to such a conventional method for manufacturing a gray tone mask, in the case where a material having the same main component (for example, chromium and a chromium compound) is used for the light shielding film and the semitransmissive film, the etching characteristics of the light shielding film and the semitransmissive film are approximated. Therefore, in the second photolithography process described above, it is difficult to determine the end point of etching when only the light shielding film in the region of the semi-transmissive portion is removed by etching, and if the etching is insufficient, the light shielding film remains on the semi-transmissive film, If too much, the film of the semi-translucent film will occur, and there is a problem that the desired translucent property cannot be obtained in any way. Therefore, the light shielding film and the semi-transmissive film need to select a combination of materials having different etching characteristics at least, thereby limiting the range of material selection. In addition, even if a combination of materials having different etching characteristics is selected for the light shielding film and the semi-transmissive film, it is not possible to completely prevent the film reduction of the above-mentioned semi-transmissive film.

이 경우 상기 특개 2002-189281호 공보에 기재된 바와 같이, 사용하는 마스크 블랭크스에서의 투명 기판상의 반투광막과 차광막과의 사이에 에칭 스토퍼막을 설치함으로써 반투광부 영역의 차광막의 에칭을 다소 지나치게 행해도 하층의 반투광막의 막 감소를 방지할 수 있다. 그러나 사용하는 마스크 블랭크스의 층구성이 반투광막, 에칭 스토퍼막 및 차광막의 3층이 되어, 성막이 3단계 필요해서 제조 비용을 압박한다. 또한 전체의 막 두께가 두꺼워지기 때문에 어스펙트비(패턴 치수와 높이의 비)가 크고, 그 결과 차광부의 패턴 형상이나 패턴 정밀도가 나빠지며, 또한 에칭 시간이 길어진다는 문제도 있다. 또한 차광막의 에칭 후 잔존하는 에칭 스 토퍼 막을 제거할 때에, 역시 바탕의 반투광막의 막이 감소하는 문제가 발생한다. 에칭 스토퍼 막이 남아 있어도 반투광막의 투과율에 영향을 미치지 않는 재료라면 그대로 제거하지 않고 남겨 두는 것도 가능하나, 에칭 스토퍼 막의 재료나 막 두께가 제약된다. In this case, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-189281, an etching stopper film is provided between the semi-transmissive film on the transparent substrate and the light-shielding film in the mask blank to be used, even if the etching of the light-shielding film in the semi-transmissive region is somewhat excessive. It is possible to prevent the decrease of the film of the translucent film. However, the layer composition of the mask blanks used becomes three layers of a translucent film, an etching stopper film, and a light shielding film, and three steps of film formation are needed, and manufacturing cost is stressed. Moreover, since the whole film thickness becomes thick, aspect-ratio (ratio of pattern dimension and height) is large, As a result, the pattern shape and pattern precision of a light shielding part become worse, and also there exists a problem that etching time becomes long. Moreover, when removing the etching stopper film | membrane which remain | survives after the etching of a light shielding film, the problem which the film | membrane of a base semi-transmissive film also reduces occurs. Even if the etching stopper film remains, the material which does not affect the transmissivity of the translucent film can be left without being removed. However, the material and film thickness of the etching stopper film are limited.

이러한 문제점을 해결하는 것이 가능한 그레이톤 마스크로서, 본 출원인은, 차광부가 투명 기판상에 설치된 차광막 및 그 위에 성막된 반투광막으로 형성되고, 반투광부는 반투광부에 대응하는 영역을 노출시킨 투명 기판상에 성막된 반투광막으로 형성되어 있는 그레이톤 마스크를 제안했다(특원 2004-65115).As a gray tone mask capable of solving such a problem, the present applicant is formed of a light shielding film provided on a transparent substrate and a semi-transmissive film formed thereon, and the semi-transmissive portion is a transparent substrate having exposed a region corresponding to the semi-transmissive portion. A gray tone mask formed of a semi-translucent film formed on the substrate has been proposed (Special Application 2004-65115).

이 그레이톤 마스크는 다음과 같이 하여 제조할 수 있다(도 8 참조). This gray tone mask can be manufactured as follows (see Fig. 8).

먼저 유리 기판 등의 투명 기판(21) 상에, 예를 들면 크롬(Cr)을 주성분으로 하는 재료를 이용한 차광막(22)을 형성한 마스크 블랭크(20) 상에 전자선용의 포지형 레지스트막을 형성하고, 소정의 패턴 묘화, 현상을 행하여 레지스트 패턴(23c)을 형성한다(도 8 (a)(b) 참조). 이 레지스트 패턴(23c)은 반투광부를 형성하는 영역(도 8에 도시하는 B의 영역)에서는 레지스트가 제거되고, 차광부를 형성하는 영역(도 8에 도시하는 A의 영역) 및 투광부를 형성하는 영역(도 8에 도시하는 C의 영역)에서는 레지스트가 잔존한다.First, a positive resist film for an electron beam is formed on a mask blank 20 on which a light shielding film 22 using a material containing, for example, chromium (Cr) as a main component, is formed on a transparent substrate 21 such as a glass substrate. Then, predetermined pattern drawing and development are performed to form a resist pattern 23c (see Fig. 8 (a) (b)). In the resist pattern 23c, the resist is removed in the region (B region shown in FIG. 8) for forming the translucent portion, the region for forming the light shield portion (region A in FIG. 8) and the region for forming the light transmissive portion. In the region (C shown in Fig. 8), a resist remains.

다음으로, 형성된 레지스트 패턴(23c)을 마스크로 하여 차광막(22)을 에칭하고, 차광부 및 투광부에 대응하는 차광막 패턴(22b)을 형성한다(도 8(c) 참조). 반투광부에 대응하는 영역(B 영역)에서는 상기 차광막(22)의 에칭에 의해 바탕의 투명 기판(21)이 노출한 상태이다. 잔존하는 레지스트 패턴(23c)은 산소에 의한 애싱 혹은 농황산 등을 이용하여 제거한다(도 8(d) 참조). Next, the light shielding film 22 is etched using the formed resist pattern 23c as a mask, and the light shielding film pattern 22b corresponding to the light shielding part and the light transmitting part is formed (see FIG. 8C). In the region (region B) corresponding to the translucent portion, the underlying transparent substrate 21 is exposed by etching of the light shielding film 22. The remaining resist pattern 23c is removed using ashing with oxygen, concentrated sulfuric acid, or the like (see Fig. 8 (d)).

다음으로, 이상과 같이 하여 얻어진 투명 기판(21) 상에 차광막 패턴(22b)을 가지는 기판상의 전면에 반투광막(24)을 형성한다(도 8(e) 참조). 이에 따라 반투광부에 대응하는 영역에서는, 노출한 투명 기판(21) 상에 직접 반투광막(24)이 형성되어 반투광부를 형성한다. Next, the transflective film 24 is formed in the whole surface on the board | substrate which has the light shielding film pattern 22b on the transparent substrate 21 obtained as mentioned above (refer FIG. 8 (e)). Thereby, in the area | region corresponding to a translucent part, the transflective film 24 is formed directly on the exposed transparent substrate 21, and forms a translucent part.

이어서, 다시 전면에 상기 포지형 레지스트막을 형성하고 2회째의 묘화를 행한다. 묘화후, 이것을 현상하여 투광부(C 영역)에서는 레지스트가 제거되고, 차광부 및 반투광부에는 레지스트가 잔존하는 레지스트 패턴(23d)을 형성한다(도 8(f) 참조).Subsequently, the said positive resist film is formed on the whole surface again, and a 2nd drawing is performed. After drawing, it is developed to remove the resist in the light transmitting portion (region C), and a resist pattern 23d in which the resist remains in the light blocking portion and the semi-transmissive portion is formed (see Fig. 8 (f)).

다음으로, 형성된 레지스트 패턴(23d)을 마스크로 하여, 투광부가 되는 C 영역의 반투광막(24) 및 차광막(22b)를 에칭에 의해 제거한다. 이에 따라 차광부는 투광부와 구획되어 차광부(A 영역) 및 투광부(C 영역)가 형성된다(도 8(g) 참조). 잔존하는 레지스트 패턴(23d)은 산소 애싱 등을 이용하여 제거한다(도 8(h) 참조).Next, using the formed resist pattern 23d as a mask, the semi-transmissive film 24 and the light-shielding film 22b in the C region serving as the light transmitting portion are removed by etching. As a result, the light shielding portion is partitioned from the light transmitting portion to form a light shielding portion (region A) and a light transmitting portion (region C) (see FIG. 8 (g)). The remaining resist pattern 23d is removed using oxygen ashing or the like (see Fig. 8 (h)).

이상과 같이 하여 상기 그레이톤 마스크(40)가 완성된다. The gray tone mask 40 is completed as mentioned above.

이와 같이 반투광부는 반투광부에 대응하는 영역을 노출시킨 투명 기판상에 직접 반투광막을 형성하여 이루어지므로, 종래와 같이 반투광부를 형성하는 경우에 상층의 차광막만을 에칭에 의해 제거하고 하층의 반투광막을 노출시킬 필요가 없어져, 그 때문에 차광막과 반투광막을 모두 에칭 특성이 같거나 혹은 근사한 막재료로 형성할 수 있어, 막 재료의 선택의 폭이 넓어진다. 따라서 종래의 차광막과 반투광막의 사이에 설치했던 에칭 스토퍼막은 불필요하고 전체의 막 두께를 얇게 할 수 있어, 어스펙트비를 작게 할 수 있다. Thus, the semi-transmissive portion is formed by directly forming a translucent film on the transparent substrate exposing the region corresponding to the translucent portion. Therefore, when forming the semi-transmissive portion as in the prior art, only the upper light-shielding film is removed by etching and the semi-transparent layer of the lower layer is removed. There is no need to expose the film, and therefore, both the light shielding film and the semi-transmissive film can be formed of a film material having the same or similar etching characteristics, thereby increasing the choice of the film material. Therefore, the etching stopper film provided between the conventional light shielding film and the semi-transmissive film is unnecessary, and the whole film thickness can be made thin, and an aspect ratio can be made small.

그러나 상기 제조 방법을 실제로 실시한 경우, 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉 차광막과 반투광막의 막 재료의 에칭 특성이 동일 또는 근사한 경우에는, 상술한 도 8(g)의 공정에 있어서, 투광부가 되는 C 영역의 반투광막(24) 및 차광막(22b)의 에칭을 동일 에칭 가스(건식 에칭습식 에칭 에칭액(습식 에칭)으로 한번에, 혹은 연속적으로 처리할 수 있으나, 실제로는 상층의 반투광막(24)이 에칭되고, 이어서 하층의 차광막(22b)이 에칭되고 있는 사이에, 측면이 노출한 반투광막(반투광부가 되는 B 영역)의 사이드 에칭이 진행되어(도 10의 D에서 나타내는 데미지 부분), 그 결과 반투광부의 패턴 형상을 악화시킨다는 문제점이 있었다. However, when the manufacturing method was actually carried out, there were the following problems. That is, when the etching characteristics of the film material of the light shielding film and the semi-transmissive film are the same or approximated, the etching of the semi-transmissive film 24 and the light-shielding film 22b in the C region to be the light-transmitting part is performed in the above-described process of FIG. Although the same etching gas (dry etching wet etching etching liquid (wet etching) can be processed at once or continuously, in practice, the upper semi-transmissive film 24 is etched and then the lower light shielding film 22b is etched). On the other hand, the side etching of the semi-transmissive film (region B which becomes the semi-transmissive portion) exposed to the side was advanced (the damage portion shown in D of FIG. 10), which resulted in a problem of deteriorating the pattern shape of the semi-transmissive portion.

이와 같은 반투광막의 사이드 에칭을 방지하기 위하여, 상술한 방법과 같이 1회째의 에칭에서 반투광부를 형성하는 영역을 에칭하고, 2회째의 에칭에서 투광부를 형성하는 영역을 에칭하는 것이 아니라, 1회째의 에칭에서 반투광부 및 투광부를 형성하는 영역을 에칭하고, 2회째의 에칭에서 투광부를 형성하는 영역을 에칭하는, 다음과 같은 방법에 의해 동일한 그레이톤 마스크를 제조하는 것을 생각할 수 있다(도 9 참조). In order to prevent such side etching of the translucent film, the region forming the translucent portion in the first etching is etched as in the above-described method, and the region forming the translucent portion in the second etching is not etched, but the first. It is conceivable to produce the same gray tone mask by the following method of etching the region forming the translucent portion and the transmissive portion in the etching of and etching the region forming the transmissive portion in the second etching (see Fig. 9). ).

먼저, 유리 기판 등의 투명 기판(21) 상에, 예를 들면 크롬(Cr)을 주성분으로 하는 재료를 이용한 차광막(22)을 형성한 마스크 블랭크(20) 상에 포지형 레지스트막을 형성하고, 소정의 패턴 묘화, 현상을 행하여 레지스트 패턴(23a)을 형성한다(도 9(a)(b) 참조). 이 레지스트 패턴(23a)은 반투광부를 형성하는 영역(도 9에 도시하는 B의 영역) 및 투광부를 형성하는 영역(도 9에 도시하는 C의 영역)을 노출시키고, 차광부를 형성하는 영역(도 9에 도시하는 A의 영역)에만 레지스트가 잔존한다. First, a positive resist film is formed on a mask blank 20 on which a light shielding film 22 using a material containing, for example, chromium (Cr) as a main component, is formed on a transparent substrate 21 such as a glass substrate. Pattern writing and development are performed to form a resist pattern 23a (see Fig. 9 (a) (b)). The resist pattern 23a exposes a region (region B) shown in FIG. 9 and a region (region C shown in FIG. 9) forming a translucent portion, and forms a light shield portion (FIG. 9). The resist remains only in the region A shown in 9).

다음으로 이 레지스트 패턴(23a)를 마스크로 하여 차광막(22)을 에칭하고, 차광부에 대응하는 차광막 패턴(22a)을 형성한다(도 9(c) 참조). 반투광부 및 투광부에 대응하는 영역에서는 상기 차광막(22)의 에칭에 의해 바탕의 투명 기판(21)이 노출한 상태이다. 잔존하는 레지스트 패턴(23a)은 산소에 의한 애싱 혹은 농황산 등을 이용하여 제거한다(도 9(d) 참조). Next, the light shielding film 22 is etched using this resist pattern 23a as a mask to form a light shielding film pattern 22a corresponding to the light shielding portion (see FIG. 9C). In the region corresponding to the transflective portion and the transmissive portion, the underlying transparent substrate 21 is exposed by etching of the light shielding film 22. The remaining resist pattern 23a is removed using ashing with oxygen, concentrated sulfuric acid, or the like (see Fig. 9 (d)).

이어서, 이상과 같이 하여 얻어진 투명 기판(21) 상에 차광막 패턴(22a)을 가지는 기판상의 전면에 반투광막(24)을 형성한다(도 9(e) 참조). Next, the semi-transmissive film 24 is formed on the whole surface on the board | substrate which has the light shielding film pattern 22a on the transparent substrate 21 obtained as mentioned above (refer FIG. 9 (e)).

다시 전면에 상기 포지형 레지스트막을 형성하고 2회째의 묘화를 행한다. 묘화 후, 이것을 현상하여 투광부(C 영역)를 노출시키고 차광부 및 반투광부에 레지스트가 잔존하는 레지스트 패턴(23b)을 형성한다(도 9(f) 참조).The positive resist film is formed on the entire surface again, and the second drawing is performed. After drawing, this is developed to expose the light-transmitting portion (region C) to form a resist pattern 23b in which the resist remains in the light-shielding portion and the semi-transmissive portion (see FIG. 9 (f)).

다음으로, 형성된 레지스트 패턴(23b)을 마스크로 하여, 투광부가 되는 C 영역의 반투광막(24)을 에칭에 의해 제거한다(도 9(g) 참조). 잔존하는 레지스트 패턴(23b)은 산소 애싱 등을 이용하여 제거한다(도 9(h) 참조).Next, using the formed resist pattern 23b as a mask, the semi-transmissive film 24 in the C region to be the light transmitting portion is removed by etching (see Fig. 9G). The remaining resist pattern 23b is removed using oxygen ashing or the like (see Fig. 9 (h)).

이상과 같이 하여 상기 그레이톤 마스크(30)가 완성된다. The gray tone mask 30 is completed as mentioned above.

이 도 9에 도시한 방법을 이용한 경우, 2회째의 에칭에서는 반투광막만을 에칭하면 되어, 상술한 도 8에 도시한 방법과 같이 2회째의 에칭에서 반투광막, 차광막의 순으로 양쪽을 에칭할 필요가 없어진다. In the case of using the method shown in Fig. 9, only the translucent film needs to be etched in the second etching, and both of the semi-transmissive film and the light shielding film are etched in the second etching as in the method shown in Fig. 8 described above. There is no need to do it.

그러나 도 9에 도시한 방법을 이용한 경우, 차광막과 반투광막의 에칭 특성 이 동일 또는 근사하면, 투광부에 대응하는 영역의 반투광막(24)을 에칭하는 공정(도 9(g))에 있어서, 실제로는 인접하는 단면이 노출하고 있는 차광막(22a)의 사이드 에칭이 진행하여, 도 11 중의 D에서 나타낸 바와 같이 단면 형상을 악화시키는 경우가 있다. However, when the method shown in FIG. 9 is used, if the etching characteristics of the light shielding film and the semi-transmissive film are the same or approximate, in the step of etching the semi-transmissive film 24 in the region corresponding to the light-transmitting part (FIG. 9 (g)). In fact, side etching of the light shielding film 22a which the adjacent end surface exposes may advance, and as shown in D in FIG. 11, the cross-sectional shape may deteriorate.

그래서 본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해소하여 패턴 형상 및 단면 형상이 양호한 하프톤막 타입의 그레이톤 마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to solve the conventional problems and to provide a halftone film type gray tone mask having a good pattern shape and a cross-sectional shape, and a manufacturing method thereof.

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

(구성 1) 차광부, 투광부 및 반투광부로 이루어지는 패턴을 가지는 그레이톤 마스크의 제조 방법으로서, 투명 기판상에 형성된 차광막 상에 차광부를 형성하기 위한 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 차광막을 에칭하여 차광막 패턴을 형성하고, 잔존한 제1 레지스트 패턴을 박리하는 공정과, 상기 차광막 패턴 상에 반투광막을 형성하고, 그 위에 투광부를 형성하기 위한 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을 에칭하여 반투광막 패턴을 형성하고, 잔존한 제2 레지스트 패턴을 박리하는 공정을 가지고, 상기 반투광막을 구성하는 재료는, 상기 차광막을 구성하는 재료보다도 상기 반투광막을 에칭하기 위한 식각액에 대하여 에칭비가 큰 재료인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법이다. (Configuration 1) A method of manufacturing a gray tone mask having a pattern consisting of a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion, comprising: forming a first resist pattern for forming a light shielding portion on a light shielding film formed on a transparent substrate; A process for etching the light shielding film to form a light shielding film pattern by using a resist pattern as a mask, and peeling off the remaining first resist pattern; and forming a translucent film on the light shielding film pattern, and forming a light transmitting portion thereon. And a step of forming a semi-transmissive film by etching the semi-transmissive film using the second resist pattern as a mask, and forming a semi-transmissive film pattern, and removing the remaining second resist pattern. The material constituting is a material having a larger etching ratio with respect to an etchant for etching the semi-transmissive film than the material constituting the light shielding film. To a method for manufacturing a gray-tone mask as claimed.

(구성 2) 구성 1에 있어서, 상기 차광막은 크롬(Cr)을 주성분으로 하는 재료로 이루어지고, 상기 반투광막은 크롬(Cr)과 질소(N)를 포함하는 재료로 이루어지 는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법이다. (Configuration 2) In the configuration 1, the light shielding film is made of a material containing chromium (Cr) as a main component, and the semi-transmissive film is made of a material containing chromium (Cr) and nitrogen (N). It is a manufacturing method of a gray tone mask.

(구성 3) 구성 1 또는 2에 있어서, 상기 반투광막 패턴을 형성할 때에 에칭에 대한 반투광막의 차광막에 대한 에칭 선택비(반투광막의 에칭비/차광막의 에칭비)가 2 이상인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법이다. (Configuration 3) In the configuration 1 or 2, the etching selectivity (etching ratio of the semitransmissive film / etching ratio of the light shielding film) to the light shielding film of the semitransmissive film with respect to etching is 2 or more when forming the semitransparent film pattern. It is a manufacturing method of a gray tone mask.

(구성 4) 구성 1 내지 3에 있어서, 상기 반투광막 패턴을 형성하기 위한 에칭에 이용되는 에칭액과, 차광막 패턴을 형성하기 위한 에칭에 이용되는 에칭액이 동종의 에칭액으로, 농도가 다른 것인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법이다. (Configuration 4) In the configurations 1 to 3, the etching liquid used for the etching for forming the semi-transmissive film pattern and the etching liquid used for the etching for forming the light shielding film pattern are the same kind of etching solution, and the concentrations are different. It is a manufacturing method of a gray tone mask characterized by the above-mentioned.

(구성 5) 구성 1 내지 4에 기재된 그레이톤 마스크의 제조 방법을 이용하여 얻어진 그레이톤 마스크로서, 투명 기판상에 형성된 차광막 패턴과, 그 위에 형성된 반투광막 패턴을 가지고, 상기 차광부는 적어도 상기 차광막 패턴의 차광막에 의해 형성되고, 상기 반투광부는 상기 반투광막 패턴의 상기 차광막 패턴의 기판 노출부에 형성된 반투광막에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크이다. (Configuration 5) A graytone mask obtained by using the method for manufacturing a graytone mask according to Configurations 1 to 4, comprising a light shielding film pattern formed on a transparent substrate and a semi-transmissive film pattern formed thereon, wherein the light shielding portion is at least the light shielding film It is formed by the light shielding film of a pattern, The said semi-transmissive part is a gray tone mask characterized by being formed by the semi-transmissive film formed in the board | substrate exposed part of the said light shielding film pattern of the said semi-transmissive film pattern.

(구성 6) 구성 1 내지 4 에 기재된 그레이톤 마스크의 제조 방법에 이용하기 위한 그레이톤 마스크 블랭크로서, 투명 기판상에 차광막 패턴과, 상기 차광막 패턴상에 형성된 반투광막을 가지고, 상기 반투광막을 구성하는 재료는 상기 차광막을 구성하는 재료보다도 상기 반투광막을 에칭하기 위한 식각액에 대하여 에칭비가 큰 재료인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크이다. (Configuration 6) A graytone mask blank for use in the method for manufacturing a graytone mask according to Configurations 1 to 4, comprising a light shielding film pattern on a transparent substrate and a semi-transmissive film formed on the light shielding film pattern to constitute the semitransmissive film The material to be used is a gray tone mask blank, characterized in that the etching ratio is greater with respect to the etching liquid for etching the semi-transmissive film than the material constituting the light shielding film.

청구항 1의 발명에 따르면, 투명 기판상에 형성된 차광막 상에 차광부를 형성하기 위한 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 차광막을 에칭하여 차광막 패턴을 형성하고, 잔존한 제1 레지스트 패턴을 박리하는 공정과, 상기 차광막 패턴 상에 반투광막을 형성하고, 그 위에 투광부를 형성하기 위한 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을 에칭하여 반투광막 패턴을 형성하고, 잔존한 제2 레지스트 패턴을 박리하는 공정을 가지는 그레이톤 마스크의 제조 방법으로서, 반투광막을 구성하는 재료는, 차광막을 구성하는 재료보다도 반투광막을 에칭하기 위한 식각액에 대하여 에칭비가 큰 재료로 했으므로, 상기 반투광막의 에칭시에 단면이 노출하고 있는 차광막의 사이드 에칭의 진행을 억제할 수 있고, 그 결과 평면시(平面視)의 패턴 형상뿐만 아니라 단면 형상도 양호한 그레이톤 마스크가 얻어진다. 또한 이 그레이톤 마스크를 이용하여 제조한 LCD 등은, 특성이 양호하여 높은 신뢰성이 얻어진다. According to the invention of claim 1, a process of forming a first resist pattern for forming a light shielding portion on a light shielding film formed on a transparent substrate, and using the first resist pattern as a mask to etch the light shielding film to form a light shielding film pattern And a step of peeling the remaining first resist pattern, forming a semi-transmissive film on the light-shielding film pattern, forming a second resist pattern for forming a light-transmitting portion thereon, and using the second resist pattern as a mask. And a method of manufacturing a gray tone mask having a step of etching the semi-transmissive film to form a semi-transmissive film pattern and peeling off the remaining second resist pattern, wherein the material constituting the semi-transmissive film is half the material of the light-shielding film. Since the etching ratio is large for the etching liquid for etching the light-transmitting film, the cross section is exposed during the etching of the translucent film. Advance of side etching of the light shielding film which can exist can be suppressed, As a result, the gray-tone mask which is favorable not only in the planar pattern shape but also in cross-sectional shape is obtained. Moreover, the LCD etc. manufactured using this gray tone mask have favorable characteristics, and high reliability is obtained.

청구항 2의 발명에 따르면, 상기 차광막은 크롬(Cr)을 주성분으로 하는 재료로 하고, 상기 반투광막은 크롬(Cr)과 질소(N)를 포함하는 재료로 함으로써, 반투광막은 차광막보다도, 반투광막을 에칭하기 위한 식각액에 대하여 에칭비가 커지고, 상기 반투광막의 에칭시에 단면이 노출하고 있는 차광막의 사이드 에칭의 진행을 억제할 수 있어, 패턴 형상 및 단면 형상이 양호한 그레이톤 마스크가 얻어진다. According to the invention of claim 2, the light shielding film is made of chromium (Cr) as a main component, and the semitransmissive film is made of a material containing chromium (Cr) and nitrogen (N). Etching ratio becomes large with respect to the etching liquid for etching a film | membrane, and advancing of the side etching of the light shielding film which the cross section is exposed at the time of the etching of the said translucent film can be suppressed, and a gray tone mask with a favorable pattern shape and a cross-sectional shape is obtained.

청구항 3의 발명에 따르면, 상기 반투광막 패턴을 형성할 시의 에칭에 대한 반투광막의 차광막에 대한 에칭 선택비(반투광막의 에칭비/차광막의 에칭비)가 2이상인 것에 따라, 상기 반투광막의 에칭시에 단면이 노출하고 있는 차광막의 사이드 에칭의 진행을 특히 적절히 억제할 수 있으므로, 패턴 형상 및 단면 형상의 양호한 그레이톤 마스크가 얻어진다. According to the invention of claim 3, the etching selectivity (etching ratio of the semi-transmissive film / etching ratio of the light-shielding film) of the semi-translucent film with respect to the etching at the time of forming the translucent film pattern is 2 or more, so that the semi-translucent Since the progress of side etching of the light shielding film which the cross section exposes at the time of etching of a film can be suppressed especially appropriate, the favorable gray tone mask of a pattern shape and a cross-sectional shape is obtained.

청구항 4의 발명에 따르면, 상기 반투광막 패턴을 형성하기 위한 에칭에 이용되는 에칭액과 차광막 패턴을 형성하기 위한 에칭에 이용되는 에칭액이, 동종의 에칭액이고 농도가 다른 것을 사용함으로써, 차광막과 반투광막의 각각의 에칭비를 에칭 억제성이 바람직해지도록 용이하게 조정할 수 있다. According to the invention of claim 4, the etching liquid used for etching for forming the semi-transmissive film pattern and the etching liquid used for etching for forming the light shielding film pattern are the same kind of etching liquid and different concentrations are used. Each etching ratio of a film can be easily adjusted so that etching suppression may become desirable.

청구항 5의 발명에 따르면, 본 발명에 의해 얻어진 그레이톤 마스크는 투명 기판상에 형성된 차광막 패턴과, 그 위에 형성된 반투광막 패턴을 가지고, 상기 차광부는 적어도 상기 차광막 패턴의 차광막에 의해 형성되고, 상기 반투광부는 상기 반투광막 패턴의 상기 차광막 패턴의 기판 노출부에 형성된 반투광막에 의해 형성되어 있으므로, 패턴 형상이나 단면 형상이 양호한 것이 얻어짐에 부가하여, 종래와 같이 반투광부를 형성하는 경우에, 상층의 차광막만을 에칭에 의해 제거하여 하층의 반투광막을 노출시킬 필요가 없어지고, 종래의 차광막과 반투광막의 사이에 설치하고 있던 에칭 스토퍼막은 불필요해서 전체의 막 두께를 얇게 할 수 있고, 어스펙트비를 작게 할 수 있어 전체적으로 패턴 정밀도를 향상할 수 있다. According to the invention of claim 5, the gray tone mask obtained by the present invention has a light shielding film pattern formed on a transparent substrate and a semi-transmissive film pattern formed thereon, wherein the light shielding portion is formed by a light shielding film of at least the light shielding film pattern, Since the semi-transmissive portion is formed by the semi-transmissive film formed on the substrate exposed portion of the light-shielding film pattern of the semi-transmissive film pattern, in addition to the fact that the pattern shape or the cross-sectional shape is obtained, the semi-transmissive part is formed as in the prior art. Therefore, only the upper light shielding film is removed by etching to eliminate the need for exposing the lower semi-transmissive film, and the etching stopper film provided between the conventional light shielding film and the semi-transmissive film is unnecessary, and the overall film thickness can be made thin. The aspect ratio can be made small and the pattern precision can be improved as a whole.

청구항 6의 발명에 따르면, 투명 기판상에 차광막 패턴과, 상기 차광막 패턴상에 형성된 반투광막을 가지고, 반투광막을 구성하는 재료는 차광막을 구성하는 재료보다도 반투광막을 에칭하기 위한 식각액에 대하여 에칭비가 큰 재료로 한 그 레이톤 마스크 블랭크로서, 본 발명의 그레이톤 마스크의 제조 방법에 적절하게 이용할 수 있다. According to the invention of claim 6, the light shielding film pattern on the transparent substrate and the semi-transmissive film formed on the light-shielding film pattern, the material constituting the translucent film has an etching ratio with respect to the etching liquid for etching the semi-transmissive film than the material constituting the light shielding film As a greyton mask blank made from a large material, it can use suitably for the manufacturing method of the graytone mask of this invention.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 의해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described.

본 발명의 그레이톤 마스크의 제조 방법은, 차광부, 투광부 및 반투광부로 이루어지는 패턴을 가지는 그레이톤 마스크의 제조 방법으로서, 투명 기판상에 형성된 차광막 상에 차광부를 형성하기 위한 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 차광막을 에칭하여 차광막 패턴을 형성하고, 잔존한 제1 레지스트 패턴을 박리하는 공정과, 상기 차광막 패턴 상에 반투광막을 형성하고, 그 위에 투광부를 형성하기 위한 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을 에칭하여 반투광막 패턴을 형성하고, 잔존한 제2 레지스트 패턴을 박리하는 공정을 가진다. 구체적으로는 상술한 도 9에 도시한 제조 방법을 적용할 수 있다. 그래서 다시 도 9를 참조하여 본 발명을 설명한다. The manufacturing method of the gray tone mask of this invention is a manufacturing method of the gray tone mask which has a pattern which consists of a light shielding part, a light transmitting part, and a semi-transmissive part, Comprising: The 1st resist pattern for forming a light shielding part on the light shielding film formed on a transparent substrate is provided. Forming the light shielding film by etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask, and peeling off the remaining first resist pattern; forming a semi-transmissive film on the light shielding film pattern Forming a second resist pattern for forming a light transmitting portion thereon; etching the semitransmissive film using the second resist pattern as a mask to form a semitransmissive film pattern, and peeling off the remaining second resist pattern Has Specifically, the manufacturing method shown in FIG. 9 described above can be applied. Thus, the present invention will be described again with reference to FIG.

본 발명에서는, 투명 기판(21) 상에 차광막(22)을 형성한 마스크 블랭크(20)를 이용한다(도 9(a) 참조). 본 발명에서는 차광막(22)의 재료로서는 크롬(Cr) 단체, 또는 에칭 특성이나 기판으로의 부착력을 고려하여, 크롬에 질소, 탄소, 불소, 산소 등으로부터 선택되는 일종 또는 이종 이상의 원소를 함유한 것이라도 무방하다. 또한 조성이 다른 막의 적층막이나 조성을 막 두께 방향에서 바꾼 조성 경사막이라도 무방하다. 또한 차광막은 표면 또는 표·이면에 산화 크롬 등의 반사 방지 막을 가지는 것이 일반적이다. 또한 차광막(22)의 막 두께는 마스크를 사용할 때의 노광광에 대하여 충분한 광학 농도를 가지는 막 두께로 한다. 예를 들면 노광 광이 i선인 경우, 반사 방지막 부착 차광막은 80~110nm정도로 하는 것이 바람직하다. In this invention, the mask blank 20 in which the light shielding film 22 was formed on the transparent substrate 21 is used (refer FIG. 9 (a)). In the present invention, the material of the light shielding film 22 is one containing chromium (Cr) or one or more elements selected from nitrogen, carbon, fluorine, and oxygen in consideration of etching characteristics and adhesion to a substrate. It is okay. Moreover, the composition inclination film | membrane which changed the laminated film of a film | membrane of a different composition, and a composition in the film thickness direction may be sufficient. In addition, the light shielding film generally has an antireflection film such as chromium oxide on the surface or the surface and the back surface. In addition, the film thickness of the light shielding film 22 is made into the film thickness which has sufficient optical density with respect to the exposure light at the time of using a mask. For example, when exposure light is i line | wire, it is preferable to set the light shielding film with an antireflection film to about 80-110 nm.

투명 기판(21)으로서는, 예를 들면 석영 기판이 이용되는데, 소다라임 유리, 무알칼리 유리 등이라도 무방하다. 투명 기판(21)의 크기는 마스크의 사용 목적에 따라 다른데, 예를 들면 LSI 제조용에는 통상 4~8인치 각인 것, LCD용 대형 기판의 경우에는 짧은 변이 300mm 이상인 것으로, 예를 들면 330mm×450mm~1400mm×1600mm인 것이다. As the transparent substrate 21, for example, a quartz substrate is used, but may be soda-lime glass, alkali-free glass, or the like. The size of the transparent substrate 21 varies depending on the purpose of use of the mask. For example, the LSI is usually 4 to 8 inches in angle, and in the case of a large LCD substrate, the short side is 300 mm or more, for example, 330 mm x 450 mm to It is 1400 mm x 1600 mm.

상기 마스크 블랭크(20)는 투명 기판(21) 상에 차광막(22)을 형성함으로써 얻어지는데, 그 막을 형성하는 방법은 증착법, 스퍼터법, CVD(화학 기상 증착)법 등, 막 종에 적합한 방법을 적절히 선택하면 된다. The mask blank 20 is obtained by forming the light shielding film 22 on the transparent substrate 21. The method for forming the film is a method suitable for film species such as vapor deposition, sputtering, and CVD (chemical vapor deposition). You may select appropriately.

이 마스크 블랭크(20) 상의 전면에 예를 들면 레이저 묘화용의 포지형 레지스트막을 형성하고, 소정의 패턴 묘화, 현상을 행하고, 반투광부를 형성하는 영역(도 9의 B 영역) 및 투광부를 형성하는 영역(도 9의 C 영역)을 노출시키고, 차광부를 형성하는 영역(도 9의 A 영역)에만 레지스트가 잔존하는 레지스트 패턴(23a)을 형성한다(도 9(b) 참조). On the entire surface of the mask blank 20, for example, a positive resist film for laser drawing is formed, predetermined pattern writing and development are performed, and a region (region B in FIG. 9) and a light transmitting portion for forming a translucent portion are formed. A region (region C in FIG. 9) is exposed to form a resist pattern 23a in which the resist remains only in the region in which the light shielding portion is formed (region A in FIG. 9) (see FIG. 9B).

다음으로, 이 레지스트 패턴(23a)을 마스크로 하여 차광막(22)을 에칭하고, 차광부를 형성하는 영역에 대응하는 차광막 패턴(22a)을 형성한다(도 9(c) 참조). 반투광부 및 투광부에 대응하는 영역에서는 상기 차광막(22)의 에칭에 의해 바탕의 투명 기판(21)이 노출한 상태가 된다. 또한 차광막(22)의 에칭에는 습식 에칭을 이 용하는 것이 특히 대형 액정 디바이스 제조용의 포토마스크를 제조하는 데에는 비용면에서 바람직하다. 차광막(22)의 습식 에칭에는 통상 크롬계 박막의 습식 에칭에 이용되는 질산 제2 세륨 암모늄계의 에칭액을 이용할 수 있다. Next, the light shielding film 22 is etched using this resist pattern 23a as a mask, and a light shielding film pattern 22a corresponding to a region for forming the light shielding portion is formed (see Fig. 9C). In the region corresponding to the transflective portion and the transmissive portion, the underlying transparent substrate 21 is exposed by etching of the light shielding film 22. In addition, it is preferable to use wet etching for etching the light shielding film 22 in terms of cost, particularly for producing a photomask for manufacturing a large liquid crystal device. For wet etching of the light shielding film 22, an etching solution of ammonium dicerium nitrate, which is usually used for wet etching of a chromium-based thin film, can be used.

잔존하는 레지스트 패턴(23a)은 산소에 의한 애싱 혹은 농황산 등을 이용하여 제거한다(도 9(d) 참조). The remaining resist pattern 23a is removed using ashing with oxygen, concentrated sulfuric acid, or the like (see Fig. 9 (d)).

다음으로, 이상과 같이 하여 얻어진 투명 기판(21) 상에 차광막 패턴(22a)을 가지는 기판상의 전면에 반투광막(24)을 형성한다(도 9(e) 참조). 본 발명에서는 반투광막(24)을 구성하는 재료는, 상기 차광막(22)을 구성하는 재료보다도 반투광막(24)을 에칭하기 위한 식각액(예를 들면 습식 에칭하기 위한 에칭액)에 대하여 에칭비(etching rate)가 큰 재료이다. 이와 같은 반투광막(24)의 재료로서는, 크롬(Cr)에, 크롬의 에칭액에 대하여 에칭비를 크게(빠르게) 하는 첨가 원소를 포함하는 재료가 반투광막(24)의 에칭비를 적절하게 조정할 수 있으므로, 바람직하게 들 수 있다. 에칭비를 크게(빠르게) 하는 첨가 원소로서는, 질소, 산소(또한 산소는 첨가의 방법에 따라 에칭비를 작게(느리게) 하는 작용을 나타내는 경우도 있음) 등이 있다. 단 산소를 포함함으로써 막의 결정 그레인이 커져서 막 응력이 커지는 경우가 있기 때문에, 질소를 포함시킴으로써 반투광막의 에칭비를 조정하는 쪽이 보다 바람직하다. 반투광막으로서 크롬과 질소를 포함하는 재료를 이용하는 경우, 크롬과 질소와의 비율은 원자 비로 Cr:N=50:50~10:90으로 하는 것이 바람직하다. Next, the transflective film 24 is formed in the whole surface on the board | substrate which has the light shielding film pattern 22a on the transparent substrate 21 obtained as mentioned above (refer FIG. 9 (e)). In the present invention, the material constituting the semi-transmissive film 24 is an etching ratio with respect to an etching solution (for example, an etchant for wet etching) for etching the semi-transmissive film 24 than the material constituting the light-shielding film 22. It is a material with a large etching rate. As a material of such a translucent film 24, the material containing chromium (Cr) and the addition element which makes the etching ratio large (fast) with respect to the etching liquid of chromium suitably adjusts the etching ratio of the translucent film 24 suitably. Since it can adjust, it is mentioned preferably. Examples of the additional element that increases (faster) the etching ratio include nitrogen and oxygen (in addition, oxygen may exhibit an effect of reducing (slowing) the etching ratio depending on the method of addition). However, since the crystal grain of a film | membrane may become large by including oxygen, and a film stress may become large, it is more preferable to adjust the etching ratio of a translucent film by containing nitrogen. When using the material containing chromium and nitrogen as a semi-transmissive film, it is preferable that the ratio of chromium and nitrogen shall be Cr: N = 50: 50-10: 90 by an atomic ratio.

또한 반투광막(24)은 상기 차광막(22)과 동종의 에칭액으로 에칭할 수 있는 재료인 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the semi-transmissive film 24 is a material which can be etched with the etching liquid of the same kind as the said light shielding film 22.

반투광막(24)의 형성 방법에 대해서는, 상술한 차광막(22)의 경우와 마찬가지로 증착법, 스퍼터법, CVD(화학 기상 증착)법 등, 막 종에 적합한 방법을 적절히 선택하면 된다. 또한 반투광막(24)의 막 두께에 관해서는, 특별히 제약은 없으나, 소망의 반투광성이 얻어지도록 최적화된 막 두께로 형성하면 된다. 또한 투과율, 에칭 특성, 차광막 패턴상으로의 막을 형성하는 특성, 막 응력, 막 두께 분포 등을 고려한 경우, 통상 30~250Å의 범위로 하는 것이 적당하다. 반투광막(24)으로서는 박막이고, 예를 들면 노광광의 i선(365nm)에 대하여 투광부의 투과율을 100%로 한 경우에 투과율 20~60% 정도의 반투광성이 얻어지는 것을 들 수 있고, 두 종의 막 두께의 레지스트 패턴을 형성하는 경우에는 일반적으로는 40~60% 정도로 설정하는데, 반투광막의 투과율은 이에 한정될 필요는 없다. 반투광부의 투과성을 어느 정도로 설정할지는 마스크의 사용 목적에 따른 설계상의 문제이다. 반투광막(24)의 투과율은 막 두께와 조성(예를 들면 질소 함유량)에 의해 조정할 수 있다. As for the method of forming the translucent film 24, a method suitable for the film type, such as a vapor deposition method, a sputtering method, and a CVD (chemical vapor deposition) method, may be appropriately selected in the same manner as in the case of the light shielding film 22 described above. There is no restriction | limiting in particular about the film thickness of the semi-transmissive film 24, What is necessary is just to form it in the film thickness optimized so that desired semi-transmissivity can be obtained. Moreover, when considering the transmittance | permeability, an etching characteristic, the characteristic of forming a film | membrane on a light shielding film pattern, a film stress, a film thickness distribution, etc., it is suitable to set it as the range of 30-250 kPa normally. The semi-transmissive film 24 is a thin film. For example, when the transmittance of the light-transmitting portion is 100% with respect to the i-line (365 nm) of the exposure light, semi-transmittance of about 20 to 60% is obtained. In the case of forming a resist pattern having a film thickness of about 40 to 60%, the transmittance of the translucent film need not be limited thereto. To what extent the transmissivity of the translucent portion is set is a matter of design depending on the purpose of use of the mask. The transmittance of the semitransmissive film 24 can be adjusted by the film thickness and the composition (for example, nitrogen content).

다음으로 다시 전면에 상기 포지형 레지스트막을 형성하고 2회째의 묘화를 행한다. 묘화 후 이것을 현상하고, 투광부(C 영역)를 노출시키고 차광부 및 반투광부에는 레지스트가 잔존하는 레지스트 패턴(23b)을 형성한다(도 9(f) 참조).Next, the positive resist film is formed on the entire surface, and the second drawing is performed. After drawing, this is developed, and the light-transmitting portion (region C) is exposed, and a resist pattern 23b in which resist remains on the light-shielding portion and the semi-transmissive portion is formed (see Fig. 9 (f)).

다음으로, 형성된 레지스트 패턴(23b)을 마스크로 하여 투광부가 되는 C 영역의 반투광막(24)을 에칭에 의해 제거한다(도 9(g) 참조). 반투광막(24)의 에칭에 대해서도 습식 에칭을 이용하는 것이 특히 대형 액정 디바이스 제조용의 포토마스크를 제조하기에는 비용면에서 바람직하다. 반투광막(24)의 습식 에칭에는 상기 차광막(22)과 마찬가지로, 통상 크롬계 박막의 습식 에칭에 이용되는 질산 제2 세륨 암모늄계의 에칭액을 이용할 수 있다. 또한 상기 차광막(22)과 반투광막(24)에서 각각의 에칭비를 에칭 제어성이 바람직해지도록 조정하기 위하여, 동종의 에칭액으로 그 농도가 각각 다른 것을 사용해도 무방하다. 예를 들면 반투광막의 재료로서 크롬에 질소를 함유시킨 경우, 차광막을 에칭하기 위한 에칭액을 그 농도 그대로 사용하면 반투광막의 에칭비가 너무 빨라서 에칭 제어성이 나쁘기 때문에, 차광막의 에칭액을 적절히 희석하여 이용하는 것이 바람직하다. Next, using the formed resist pattern 23b as a mask, the semi-transmissive film 24 in the C region, which becomes a light transmitting portion, is removed by etching (see Fig. 9G). It is preferable to use wet etching also for the etching of the translucent film 24 from the viewpoint of cost in order to produce a photomask for manufacturing a large liquid crystal device. In the wet etching of the semi-transmissive film 24, a dicerium ammonium nitrate-based etching solution usually used for wet etching of a chromium-based thin film can be used similarly to the light shielding film 22. In addition, in order to adjust each etching ratio in the said light shielding film 22 and the semi-transmissive film 24 so that etching controllability becomes favorable, you may use the thing of which the density differs with the same kind of etching liquid. For example, when chromium is contained in the chromium as a material of the translucent film, if the etching liquid for etching the light shielding film is used as it is, the etching ratio of the translucent film is too fast and the etching controllability is poor, so that the etching liquid of the light shielding film is properly diluted and used. It is preferable.

본 발명에서는 반투광막(24)의 에칭에 대한 반투광막(24)의 차광막(22)에 대한 에칭 선택비(반투광막(24)의 에칭비/차광막(22)의 에칭비)가 2 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한 보다 바람직하게는, 상기 선택비는 4 이하이다.In the present invention, the etching selectivity (the etching ratio of the semitransmissive film 24 / the etching ratio of the light shielding film 22) to the light shielding film 22 of the translucent film 24 with respect to the etching of the semitransmissive film 24 is 2. It is especially preferable that it is above. More preferably, the selectivity is 4 or less.

잔존하는 레지스트 패턴(23b)은 산소 애싱 등을 이용하여 제거한다(도 9(h) 참조).The remaining resist pattern 23b is removed using oxygen ashing or the like (see Fig. 9 (h)).

이상과 같이 하여 본 발명에 따른 그레이톤 마스크가 완성된다. As described above, the gray tone mask according to the present invention is completed.

본 발명에서는, 반투광막을 구성하는 재료는 차광막을 구성하는 재료보다도 반투광막을 에칭하기 위한 식각액에 대하여 에칭비가 큰 재료로 했으므로, 상술한 투광부에 대응하는 영역(C 영역)의 반투광막(24)을 에칭할 시(도 9(g))에, 인접하는 차광부의 단면이 노출하고 있는 차광막(22a)의 사이드 에칭의 진행을 억제할 수있고, 그 결과 평면시(平面視)의 패턴 형상뿐만 아니라 단면 형상도 양호한 그레이톤 마스크를 얻을 수 있다. In the present invention, the material constituting the semi-transmissive film is a material having a larger etching ratio with respect to the etching liquid for etching the semi-transmissive film than the material constituting the light-shielding film. At the time of etching 24 (FIG. 9 (g)), the progress of side etching of the light shielding film 22a which the end surface of the adjacent light shielding part is exposed can be suppressed, As a result, the pattern of planar view is suppressed. A gray tone mask having not only a shape but also a cross sectional shape can be obtained.

또한 본 실시의 형태에서는 포지형의 레지스트를 이용한 경우를 예시하고 있으나, 네가형 레지스트를 이용해도 무방하다. 그 경우, 묘화 데이터가 반전하는 것 만으로 공정은 상술한 것과 완전히 동일하게 하여 실시할 수 있다. In this embodiment, a positive resist is used, but a negative resist may be used. In that case, only if the drawing data is reversed, the process can be carried out in exactly the same manner as described above.

(실시예)(Example)

이하, 구체적인 실시예를 들어 설명한다. Hereinafter, specific examples will be described.

투명 기판으로서는 석영 기판을 사용하고, 크기는 LCD용 대형 기판 사이즈인 330mm×450mm×10mm으로 했다. A quartz substrate was used as the transparent substrate, and the size was set to 330 mm x 450 mm x 10 mm, which is the size of a large substrate for LCD.

차광막의 재료는 크롬 단체(單體)로 하고, 투명 기판상에 i선(365nm)에 대하여 충분한 차광성이 얻어지는 막 두께로 스퍼터 막을 형성했다. 스퍼터 가스는 Ar100%로 했다. The material of the light shielding film was made of chromium alone, and a sputtering film was formed on the transparent substrate with a film thickness at which sufficient light shielding property was obtained with respect to i line (365 nm). Sputter gas was made into Ar100%.

반투광막의 재료는 크롬과 질소를 포함하는 재료로 하고, 차광막 패턴이 형성된 기판상에 스퍼터 막 형성에 의해 형성했다. 이때 스퍼터 가스로서는 Ar과 질소(N2)의 혼합 가스로 하고, 그 혼합비(체적비)는 Ar:N2=0:100, 20:80, 40:60의 3가지로 하고, 막 두께는 그레이톤 마스크의 요구 특성의 일례인 i선에서의 투과율이 40~50%의 범위가 되는 막 두께로 하여, 각각 74nm, 76nm, 78nm으로 막을 형성했다. 그 결과, 어떠한 반투광막에 대해서도 43% 부근의 투과율이 얻어졌다. 또한 막 조성에 대해서는, 스퍼터 가스 조성이 Ar:N2=40:60의 경우는 Cr:N=약 40:60(원자% 비), Ar:N2=20:80의 경우는 Cr:N=약 20:80(원자%비), Ar:N2=0:100의 경우는 Cr:N=약 10:90(원자%비)가 되었다. The material of the translucent film was made of a material containing chromium and nitrogen, and was formed by forming a sputter film on a substrate on which a light shielding film pattern was formed. At this time, the sputtering gas is a mixed gas of Ar and nitrogen (N 2 ), and the mixing ratio (volume ratio) is three kinds of Ar: N 2 = 0: 100, 20:80, and 40:60, and the film thickness is gray tone. The film | membrane was formed in 74 nm, 76 nm, and 78 nm respectively as the film thickness which becomes the range of 40-50% of the transmittance | permeability in i line | wire which is an example of the characteristic required of a mask. As a result, a transmittance of about 43% was obtained for any semi-transmissive film. As for the film composition, when the sputter gas composition is Ar: N 2 = 40: 60, Cr: N = about 40:60 (atomic% ratio), and when Ar: N 2 = 20: 80, Cr: N = In the case of about 20:80 (atomic% ratio) and Ar: N 2 = 100: Cr: N = about 10:90 (atomic% ratio).

이상의 재료를 사용하여 상술한 도 9에 도시한 제조 공정에 따라 그레이톤 마스크를 제조했다. 또한 차광막의 에칭에는 질산 제2 세륨 암모늄계 에칭액을 사 용하고, 반투광막의 에칭에는 차광막과 같은 에칭액을 증류수로 적절히 희석한 것을 사용했다. Using the above materials, a gray tone mask was manufactured according to the manufacturing process shown in FIG. 9 described above. In addition, the cerium ammonium nitrate type etching liquid was used for the etching of a light shielding film, and the etching liquid similar to the light shielding film was diluted suitably with distilled water for the etching of a translucent film.

도 1은 반투광막의 에칭액으로서 2%, 4%, 6%, 9%의 희석액을 각각 사용한 경우의 각 농도에서의 반투광막의 에칭비 및, 막 두께가 5nm과 20nm인 경우의 에칭 시간의 관계를 그래프화 한 것이다. 또한 도 1에 도시한 값은 상기 3 종류의 막 조성의 반투광막에서의 평균치이다. 1 shows the relationship between the etching ratio of the semi-transmissive film at each concentration when the diluents of 2%, 4%, 6%, and 9% are used as the etching solution of the semi-transmissive film, and the etching time when the film thickness is 5 nm and 20 nm, respectively. Will be graphed. In addition, the value shown in FIG. 1 is an average value in the translucent film | membrane of said three types of film | membrane composition.

도 1에 도시된 바와 같이, 에칭액의 농도가 낮을수록 에칭비가 작아지므로, 에칭 시간을 적당한 범위에서 길게 할 수도 있어, 에칭 제어성이 양호한 에칭 시간(예를 들면 20초~2분 정도)으로 하기 위한 희석농도를 선택할 수 있다. 또한 반투광막과 차광막과의 에칭 선택비(반투광막의 에칭비/차광막의 에칭비)는, 이 에칭액의 희석에 의해 크게 영향을 받는 경우는 없었다. As shown in Fig. 1, the lower the concentration of the etching solution is, the smaller the etching ratio is. Therefore, the etching time may be increased in an appropriate range, and the etching time with good etching controllability (for example, about 20 seconds to 2 minutes) Dilution concentration can be selected. In addition, the etching selectivity of the semi-transmissive film and the light-shielding film (etching ratio of the semi-transmissive film / etching ratio of the light-shielding film) was not largely affected by the dilution of the etching liquid.

또한 도 2는 상기 각 희석액을 이용한 경우의 반투광막과 차광막과의 평균 에칭 선택비(반투광막의 에칭비(nm/sec)/차광막의 에칭비(nm/sec))를 각 반투광막의 조성(횡측은 스퍼터 가스 조성으로 나타냄)마다 그래프화 한 것이다. Fig. 2 shows the composition of each semi-transmissive film in terms of the average etching selectivity (etch rate (nm / sec) of the semi-transmissive film / etch ratio (nm / sec) of the light-shielding film) between the semi-transmissive film and the light-shielding film when the respective diluting liquids are used. It is graphed for every (lateral side is shown by sputter gas composition).

도 2의 결과로부터는, 반투광막의 형성에 이용하는 스퍼터 가스 중의 N2가 60원자% 이상에서는 상기의 에칭 선택비가 2이상 구해지는 것을 알 수 있다. From the results of FIG. 2, it can be seen that the half transparent film, N 2 in the sputtering gas used in forming the 60 at.% Or more as determined in the etching selection ratio of 2 or higher.

또한 본 실시예에 의해 얻어진 그레이톤 마스크의 패턴의 단면 형상을 단면 TEM 관찰한 바, 단면 형상은 양호한 것이 얻어졌다. Moreover, when cross-sectional TEM was observed of the cross-sectional shape of the pattern of the gray tone mask obtained by the present Example, the favorable cross-sectional shape was obtained.

또한 도 12는 상기 실시예에 있어서, 스퍼터 가스 조성이 Ar:N2=0:100의 막, 및 산화 크롬막에 대하여, 투과율 스펙트럼과 측정한 결과의 그래프이다. 이 그래프로부터, 질화 크롬막은 산화 크롬막보다도 투과율의 파장 의존성이 작아, LCD용 노광 장치에 이용되는 브로드(broad) 광원(g선, h선, i선 등도 포함함)을 이용한 경우라도 각각의 파장에 대하여 보다 균일한 차광에 의한 노광을 행할 수 있다. Fig. 12 is a graph of the transmittance spectrum and the measurement results for the film of the sputter gas composition Ar: N 2 = 0: 100 and the chromium oxide film in the above embodiment. From this graph, the chromium nitride film has a smaller wavelength dependence of transmittance than the chromium oxide film, so that even when a broad light source (including g line, h line, i line, etc.) used in the exposure apparatus for LCD is used, the respective wavelengths are different. The exposure by the more uniform light shielding can be performed.

도 1은 반투광막의 에칭에 이용하는 에칭액 농도와, 반투광막의 에칭비 및 반투광막의 막 두께가 8nm, 20nm인 경우의 에칭 시간과의 관계를 나타내는 도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the relationship between the etching liquid density | concentration used for the etching of a translucent film, the etching time when the etching ratio of a translucent film, and the film thickness of a translucent film are 8 nm and 20 nm.

도 2는 반투광막을 스퍼터 막 형성할 때의 스퍼터 가스 조성과, 반투광막의 에칭에서의 반투광막의 차광막에 대한 에칭 선택비와의 관계를 나타내는 도. Fig. 2 is a diagram showing a relationship between the sputter gas composition when forming a semi-transmissive film and the etching selectivity with respect to the light shielding film of the semi-transmissive film in the etching of the translucent film.

도 3a~도 3c는 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정을 나타내는 개략적인 단면도. 3A to 3C are schematic cross-sectional views illustrating a process for manufacturing a TFT substrate using a gray tone mask.

도 4a~ 도 4c는 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정(도 3의 제조 공정의 연속)을 나타내는 개략적인 단면도.4A to 4C are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process (continuation of the manufacturing process of FIG. 3) of a TFT substrate using a gray tone mask.

도 5는 미세 패턴 타입의 그레이톤 마스크의 일례를 나타내는 도. Fig. 5 shows an example of a gray tone mask of a fine pattern type.

도 6은 그레이톤 마스크 패턴의 일례를 나타내는 도. 6 shows an example of a gray tone mask pattern.

도 7a~도 7b는 종래의 그레이톤 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 마스크 패턴 평면도. 7A to 7B are mask pattern plan views for explaining a conventional method for manufacturing a gray tone mask.

도 8은 그레이톤 마스크의 제조 공정의 일례를 나타내는 단면도. 8 is a cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of a gray tone mask.

도 9는 그레이톤 마스크의 제조 공정의 다른 예를 나타내는 단면도.9 is a cross-sectional view showing another example of the manufacturing process of the gray tone mask.

도 10은 도 8에 도시한 그레이톤 마스크의 제조 공정에서 일어나는 문제를 설명하기 위한 단면도. FIG. 10 is a sectional view for explaining a problem occurring in the manufacturing process of the gray tone mask shown in FIG. 8; FIG.

도 11은 도 9에 도시한 그레이톤 마스크의 제조 공정에 있어서 일어나는 문제를 설명하기 위한 단면도. FIG. 11 is a sectional view for explaining a problem occurring in the manufacturing process of the gray tone mask shown in FIG. 9; FIG.

도 12는 질화 크롬막과 산화 크롬막의 파장과 투과율과의 관계를 나타내는 그래프. 12 is a graph showing the relationship between the wavelength and transmittance of a chromium nitride film and a chromium oxide film.

(도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명)(Explanation of reference numerals for the main parts of the drawings)

21 투명 기판21 transparent substrate

22 차광막22 shading film

23a~23d 레지스트 패턴23a ~ 23d resist pattern

24 반투광막24 translucent membrane

20 마스크 블랭크20 mask blanks

10, 30, 40 그레이톤 마스크10, 30, 40 gray tone mask

100 마스크 패턴100 mask patterns

101 차광부 패턴101 shading pattern

102 투광부 패턴102 Floodlight Pattern

103 반투광부 패턴103 Translucent Pattern

Claims (5)

투명 기판 상에 형성된 차광막 패턴과, 반투광막 패턴을 포함함으로써, 차광부, 투광부 및 반투광부로 이루어지는 패턴을 갖는 그레이톤 마스크에 있어서,In the gray tone mask which has a light shielding film pattern formed on the transparent substrate, and the pattern which consists of a light shielding part, a light transmitting part, and a semi-transmissive part by including a semi-transmissive film pattern, 상기 차광부는, 적어도 상기 차광막 패턴의 차광막에 의해 형성되며, 상기 반투광부는, 상기 반투광막 패턴의 상기 차광막 패턴의 기판 노출부에 형성된 반투광막에 의해 형성되고,The light shielding portion is formed by at least a light shielding film of the light shielding film pattern, the semi-transmissive portion is formed by a semi-transmissive film formed on the substrate exposed portion of the light shielding film pattern of the semi-transmissive film pattern, 상기 반투광부는, i선부터 g선까지의 노광 파장 영역에 있어서, 투과율 변화가 1.5% 이하인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The translucent portion has a change in transmittance of 1.5% or less in the exposure wavelength range from i to g rays, wherein the gray tone mask is used. 제1항에 있어서, 상기 차광막은 크롬을 주성분으로 하는 재료로 이루어지며, 상기 반투광막은 크롬과 질소를 포함하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The gray tone mask according to claim 1, wherein the light shielding film is made of a material containing chromium as a main component, and the semi-transmissive film is made of a material containing chromium and nitrogen. 제2항에 있어서, 상기 반투광막은, 크롬과 질소의 비율이 원자비로 Cr:N이 50:50~10:90인 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The gray tone mask according to claim 2, wherein the semitransmissive film comprises a material having a Cr: N of 50:50 to 10:90 in an atomic ratio of chromium and nitrogen. 제2항에 있어서, 상기 반투광막을 구성하는 재료는, 스퍼터 성막에 의해 성막되고, 크롬과 질소를 포함하는 재료이며, 한편, 스퍼터 가스로서 Ar과 질소를 사 용하고, 그 혼합비는 Ar:N2=0:100~40:60인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The material constituting the semi-transmissive film is a material formed by sputter film formation and comprises chromium and nitrogen. Meanwhile, Ar and nitrogen are used as the sputter gas, and the mixing ratio is Ar: N. 2 = 0: 100-40: 60 A gray tone mask characterized by the above-mentioned. 제4항에 있어서, 상기 투광부의 투과율을 100%로 한 경우에, 반투광부의 투과율이 20~60%인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.The gray tone mask according to claim 4, wherein the transmittance of the translucent portion is 20 to 60% when the transmittance of the transmissive portion is 100%.
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