特許 6463536 プロキシミティ露光用フォトマスクとその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6463536

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年2月6日

(54)【発明の名称】プロキシミティ露光用フォトマスクとその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/50 20120101AFI20190128BHJP

   G03F 1/36 20120101ALI20190128BHJP

【ＦＩ】

   G03F1/50

   G03F1/36

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-90771(P2018-90771)

(22)【出願日】2018年5月9日

【審査請求日】2018年5月31日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】302003244

【氏名又は名称】株式会社エスケーエレクトロニクス

(74)【代理人】

【識別番号】110002295

【氏名又は名称】特許業務法人森脇特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福泉 照夫

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 隆史

(72)【発明者】

【氏名】田邉 勇

【審査官】 右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１９７２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５３４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６７８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０１３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８２４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９０３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８６０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６１０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２６２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２０２３３１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ １／００−１／９２

７／２０−７／２４

９／００−９／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

２１／３０

２１／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遮光膜のパターンからなる遮光部と半透過膜のパターンからなる半透過部のいずれかのみが形成されたパターン形成領域を含むと共に、
前記パターン形成領域における前記遮光部と前記半透過部の境界部には、露光光によって解像しない大きさの補助パターンを具備し、
前記遮光膜のパターンは、露光後にラインパターンが形成されるパターン形状であり、 前記補助パターンは、露光後に前記補助パターンを具備しない場合よりも前記境界部における露光時のコントラストを相対的に高めるためのパターン形状である
ことを特徴とするブラックマトリクス形成用のプロキシミティ露光用フォトマスク。

【請求項2】

前記補助パターンは、平面視において一定の繰り返しパターン形状であることを特徴とする請求項１記載のプロキシミティ露光用フォトマスク。

【請求項3】

前記補助パターンは、凹凸状又は櫛刃状であることを特徴とする請求項２記載のプロキシミティ露光用フォトマスク。

【請求項4】

前記パターン形成領域の外周部に透光部と遮光部のいずれかのみが形成された外周領域をさらに含む請求項１乃至３のいずれか１項記載のプロキシミティ露光用フォトマスク。

【請求項5】

パターン形成領域に遮光膜のパターンからなる遮光部と半透過膜のパターンからなる半透過部のいずれかのみが形成されたブラックマトリクス形成用のプロキシミティ露光用フォトマスクであって、
透明基板の表面に遮光膜が形成されたフォトマスクブランクスを準備する工程と、
前記遮光膜の表面にフォトレジスト膜を塗布してパターニング及びエッチングすることにより、遮光膜のパターンを形成すると共に前記透明基板の一部を露出させる工程と、
前記透明基板上に残置したフォトレジス膜を除去した後、前記露出させた透明基板の表面に半透過膜を形成する工程と、
を含み、
前記遮光膜のパターンは、露光後にラインパターンが形成されるパターン形状であり、
前記パターン形成領域における前記遮光部と前記半透過部の境界部には、露光光によって解像しない大きさの補助パターンを具備し、前記補助パターンは、
露光後に前記補助パターンを具備しない場合よりも前記境界部における露光時のコントラストを相対的に高めるためのパターン形状である
ことを特徴とするプロキシミティ露光用フォトマスクの形成方法。

【請求項6】

パターン形成領域に遮光膜のパターンからなる遮光部と半透過膜のパターンからなる半透過部のいずれかのみが形成されたブラックマトリクス形成用のプロキシミティ露光用フォトマスクであって、
透明基板の表面に半透過膜とエッチングストッパー膜と遮光膜とがこの順に形成された部分を具備するフォトマスクブランクスを準備する工程と、
前記遮光膜の表面にフォトレジスト膜を塗布してパターニング及びエッチングすることにより、遮光膜のパターンを形成すると共に前記エッチングストッパー膜を露出させる工程と、
前記透明基板上に残置したフォトレジスト膜と前記エッチングストッパー膜とを除去する工程と、
を含み、
前記遮光膜のパターンは、露光後にラインパターンが形成されるパターン形状であり、
前記パターン形成領域における前記遮光部と前記半透過部の境界部には、露光光によって解像しない大きさの補助パターンを具備し、前記補助パターンは、露光後に前記補助パターンを具備しない場合よりも前記境界部における露光時のコントラストを相対的に高めるためのパターン形状である
ことを特徴とするプロキシミティ露光用フォトマスクの形成方法。

【請求項7】

パターン形成領域に遮光膜のパターンからなる遮光部と半透過膜のパターンからなる半透過部のいずれかのみが形成されたブラックマトリクス形成用のプロキシミティ露光用フォトマスクであって、
透明基板の表面に半透過膜と遮光膜とがこの順に形成された部分を具備するフォトマスクブランクスを準備する工程と、
前記遮光膜の表面にフォトレジスト膜を塗布してパターニング及びエッチングすることにより、遮光膜のパターンを形成すると共に前記半透過膜を露出させる工程と、
前記透明基板上に残置したフォトレジスト膜を除去する工程と、
を含み、
前記遮光膜のパターンは、露光後にラインパターンが形成されるパターン形状であり、 前記パターン形成領域における前記遮光部と前記半透過部の境界部には、露光光によって解像しない大きさの補助パターンを具備し、前記補助パターンは、露光後に前記補助パターンを具備しない場合よりも前記境界部における露光時のコントラストを相対的に高めるためのパターン形状である
ことを特徴とするプロキシミティ露光用フォトマスクの形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プロキシミティ露光用フォトマスクとその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ブラックマトリクスマスク（以下、「ＢＭマスク」という。）は格子状のラインパターン形成するためのフォトマスクであり、大型フラットディスプレイパネル用のＢＭマスクは製造工程においてプロキシミティ露光機が用いられる場合がある。

【0003】

近年、フラットディスプレイパネルの高精細化に伴いラインパターンの微細化が進んでおり、パターン開口幅が露光装置の解像限界に近づくほど設計値どおりの線幅を形成することが難しくなる。

【0004】

位相角や透過率を一定の数値範囲に制御した半透過膜からなる補助パターンをパターンの境界部（両側又は周囲）に付与することによって露光光の干渉を抑制して露光量を増加させ、結果、転写像のコントラストを改善する技術が提案されている（特許文献１）が、現状ではバイナリマスクを用いた従来のＢＭマスクが一般的に用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５６６８１６８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般に、フォトレジスト膜は、照射部と遮光部のコントラストが高いほど露光・現像（パターニング）後のレジスト残膜率が大きく、よりシャープなパターンが得られる。

【0007】

しかし、線幅の広いパターンと線幅の細いパターンとが混在する場合、高コントラストで露光光量が多いほど、露光時の余裕度（マージン）が低下する。すなわち、最も広い線幅のパターンに露光量を合わせるとマスク最小線幅（以下、「マスクＣＤ」（Critical Dimension）という。）のパターンが解像できず、逆に、狭い線幅に合わせて露光条件を決めると、広い線幅のパターンの露光量が必要以上に大きくなってレジストの硬化が進み、通常は線幅が設計値よりも太く形成される。また、ＢＭ線幅を細く形成する場合、マスク透光部の線幅も狭く設計する必要があるが、透光部が狭すぎると露光光量の低下やコントラストの悪化が発生し、パターン形成が困難になる。

【0008】

本願発明者らの実験では、バイナリマスクを用いた従来のＢＭマスクで解像できる最小線幅は４．５μｍ〜５．０μｍ程度が限界であった。

【0009】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、露光時のマージンを低下させることなく微細なラインパターンを形成することができるプロキシミティ露光用フォトマスクを提供することを技術的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係るプロキシミティ露光用フォトマスクは、ブラックマトリクス形成用のフォトマスクであって、
遮光膜のパターンからなる遮光部と半透過膜のパターンからなる半透過部のいずれかのみが形成されたパターン形成領域を含むと共に、
前記パターン形成領域における前記遮光部と前記半透過部の境界部には、露光光によって解像しない大きさの補助パターンを具備し、
前記遮光膜のパターンは、露光後にラインパターンが形成されるパターン形状であり、 前記補助パターンは、露光後に前記補助パターンを具備しない場合よりも前記境界部における露光時のコントラストを相対的に高めるためのパターン形状である
ことを特徴とする。

【0011】

なお、本発明に係るプロキシミティ露光用フォトマスクの製造方法は、各請求項及び実施形態に記載のとおり、従来の多階調フォトマスクの形成方法をそのまま適用することができる。但し、多階調フォトマスクとは異なり、第１に露光時に用いるレジスト膜はネガ型レジスト膜が用いられるため、ネガ型のパターンである点、第２にパターン形成領域に透光部（すなわちフォトマスクのガラス基板が露出して露光光を遮る物体が存在しない部分）が存在しない点、第３にマトリクス状のラインパターンに特殊な補助パターンを備えている点で相違する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、マスクＣＤを大きく設定しても高い残膜率の維持と、細線パターンの形成を両立することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１（ａ）は、第１の実施形態のフォトマスクのパターン形状の例を示す図である。図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、いずれも、平面視において図１（ａ）のようなパターンを具備するフォトマスクがとりうる断面形状の典型例を示す図（図１（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した矢視図）である。

【図2】図２（ａ）は、図１（ａ）に示す繰り返しパターンに対して露光光を照射した際の光強度分布を示している。図２（ｂ）は、露光光にｇ線、ｈ線、ｉ線の混合光を用いてプロキシミティ・ギャップを約１００μｍとしてプロキシミティ露光を行った場合の、マスクＣＤに対する現像後の線幅（ＢＭ線幅）の関係を示す実験結果を示す図である。

【図3A】図３Ａ（ａ）は、図１（ａ）のフォトマスクを用いて形成したレジストパターンの断面写真である。図３Ａ（ｂ）は、バイナリマスクを用いて形成したレジストパターンを撮影した断面写真である。

【図3B】図３Ｂ（ａ）は、図１（ａ）のフォトマスクを用いて形成したレジストパターンの平面写真である。図３Ｂ（ｂ）は、バイナリマスクを用いて形成したレジストパターンの平面写真である。

【図4】図４は、図１（ａ）における補助パターンＰの拡大図である。

【図5】図５（ａ）は、完成したフォトマスク基板５０の平面図を示す概念図である。図５（ｂ）は、アライメントマーク５１の拡大平面図を示している。

【図6A】図６Ａ（ａ）及び図６Ａ（ｂ）のフローは、いずれもトップハーフ型フォトマスクの製造工程を示す図である。

【図6B】図６Ｂ（ａ）のフローは、図６Ａ（ａ）に続くトップハーフ型フォトマスクの製造工程を示す図である。

【図7A】図７Ａ（ａ）及び図７Ａ（ｂ）のフローは、いずれもボトムハーフ型フォトマスクの製造工程を示す図である。

【図7B】図７Ｂ（ａ）のフローは、図７Ａ（ａ）に続くボトムハーフ型フォトマスクの製造工程を示す図である。

【図8A】図８Ａ（ａ）及び図８Ａ（ｂ）のフローは、いずれもボトムハーフ型フォトマスクの製造工程を示す図である。

【図8B】図８Ｂ（ａ）のフローは、図８Ａ（ａ）に続くボトムハーフ型フォトマスクの製造工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は、いずれも本発明の要旨の認定において限定的な解釈を与えるものではない。また、同一又は同種の部材については同じ参照符号を付して、説明を省略することがある。

【0015】

（第１の実施形態）
図１（ａ）は、第１の実施形態のフォトマスクのパターン形状の例を示す図である。この図に示すように、透明基板上に遮光膜１０が形成された遮光部中に、半透過膜１１のみが形成された半透過部が形成された構成を具備する。このフォトマスクは、大型フラットパネルディスプレイの製造に用いられるブラックマトリクス用フォトマスクであり、プロキシミティ露光機に使用するためのマスクである。

【0016】

プロキシミティ露光でＢＭマスクを形成する場合には、ネガ型レジスト（露光光が照射された領域が硬化するフォトレジスト）が用いられることから、パターンが形成される部分のレジストを残置させる必要があり、パターン部に十分な露光光量の露光光を照射する一方、非パターン部は完全に遮光する必要がある。その場合は、遮光膜の光学濃度ＯＤを３．０以上に設定すればよい。また、積層膜構造の場合には、遮光膜と（又は、光学膜）と半透過膜とを合算した光学濃度を３．０以上に設定すればよい。

【0017】

一方、パターンが小さくなると必要な露光強度が得られなくなるため、バイナリマスクの場合、必要な露光量を得るためにターゲット線幅よりも大きい線幅でパターン（透光部）を形成することが必要となる。例えば、マスクＣＤ５．０μｍのターゲット（レジスト現像後のパターン幅）に対して、マスクＣＤを５．５μｍ〜６．０μｍとすることで、必要な露光強度が得られるが、このようにすると、光強度分布の広がりが発生し、パターン領域と隣接する遮光部にも光が照射されるためにコントラストが低下し、シャープなパターンを得られなくなる。これは、形成するパターンが小さくなると、パターン部と非パターン部の境界部は露光光の回折や干渉によって光強度分布の広がりが生じやすくなるためである。

【0018】

図２（ａ）は、図１（ａ）に示す繰り返しパターンに対して露光光を照射した際の光強度分布を示している。比較のため、バイナリマスクで形成した光強度分布を示している。この図から明らかなように、半透過膜を用いることで光強度分布の広がりを抑えながら、コントラストを向上させることができる。さらに、光強度分布を抑えることは、露光機の露光光量を大きくできることにも役立つ。コントラストが向上する結果、高い露光光量で照射しても細い線幅を維持できるからである。

【0019】

光強度分布の広がりを抑える効果を発揮しうる半透過膜の透過率は、５０％以上９０％以下であると見積もられる。先ず、下限値については、ソフトウェアシミュレーション上では５０％未満でも同様の結果が得られたが、その場合、露光量を大きくする必要があり現実的ではないことから、透過率の下限値を５０％と見積もり、実験では透過率６０％とした。一方、半透過膜の透過率が１００％に近づくほど光強度分布の広がりが大きくなり、コントラストを向上させる十分な効果が得られないと考えられることから、上限値を９０％と見積もった。但し、ここでの上限値及び下限値はシミュレーション結果及び種々の実験経験から得られた現実的に実施可能と考えられる透過率の範囲を定めたものにすぎない。また、パターン形成部に透明基板が露出する部位が存在しないため、半透過膜の位相差については特に考慮する必要がない。

【0020】

次に、図１（ａ）に示す繰り返しパターンにおける補助パターンＰについて説明する。
バイナリマスクの透光部の透過率を一定範囲に制限した半透過膜に置き換えた場合、マスクＣＤが小さいと、線幅の大きいパターンとマスクＣＤのパターンと露光条件が大きく相違する結果、露光時の余裕度（マージン）が小さくなり、従来の「ライン・アンド・スペース」のパターンにおける透光部を単に半透過膜で置き換えるだけでは露光強度が低下するために線幅が所望の線幅に形成されない。この意味において、線幅が不安定となりやすい。そこで、パターンエッジ部（すなわち、遮光部と半透過部の境界部）に、図１（ａ）に示すような露光光によって解像しない大きさに設計された補助パターンＰを設けることにより、線幅の安定性を向上させることができる。

【0021】

一般にプロキシミティ・ギャップは数十μｍ〜数百μｍの間で設定されるが、例えば、露光光にｇ線、ｈ線、ｉ線の混合光を用いてプロキシミティ・ギャップを約１００μｍとした場合に許容される凹凸の大きさは、０．５〜２．０μｍであり、露光光によって解像しない大きさに設計されている。

【0022】

なお、補助パターンＰの形状は必ずしも図示されたような凹凸形状である必要はなく、例えば櫛刃状、矩形（正方形や長方形）など、平面視において一定の繰り返しパターン形状を持つパターンであれば同等の効果、すなわち、補助パターンＰによって露光光の回折や干渉によって光強度分布が向上する効果があると考えられる。

【0023】

ところで、図１（ａ）のように、遮光膜と半透過膜という二種類の膜を具備するフォトマスクには、その製造方法によって、半透過膜が遮光膜の上方に配置される「トップハーフ型」と、逆に、半透過膜が遮光膜の下方に配置される「ボトムハーフ型」とに大別される。

【0024】

図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、いずれも、平面視において図１（ａ）のようなパターンを具備するフォトマスクがとりうる断面形状の典型例を示す図（図１（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した矢視図）である。
なお、本明細書では、図１（ｂ）のように遮光膜１０ａの上部に半透過膜１１ａが配置される構造をトップハーフ型フォトマスク、図１（ｃ）のように遮光膜１０ｂの下部に半透過膜１１ｂ配置される構造をボトムハーフ型フォトマスクという場合がある。但し、後述するように、製造方法によっては半透過膜と遮光膜の間にエッチングストッパー膜などが介在する場合もありうる。

【0025】

図２（ｂ）は、露光光にｇ線、ｈ線、ｉ線の混合光を用いてプロキシミティ・ギャップを約１００μｍとしてプロキシミティ露光を行った場合の、マスクＣＤに対する現像後の線幅（ＢＭ線幅）の関係を示す実験結果を示す図である。実験では、実際に種々のマスクＣＤ（マスク最小寸法）で露光してＢＭ線幅を確認している。図中の（ｉ）は図１（ａ）の半透過膜の補助パターンＰを具備するフォトマスク（本願マスク）でパターニングして得られたラインパターン、（ｉｉ）はバイナリマスクでパターニングして得られたラインパターンの結果を示す。

【0026】

マスクＣＤの数値が、例えば、５．０μｍの場合におけるＢＭ幅は、バイナリマスクの場合４．６μｍ程度であったが図１（ａ）のように半透過膜の補助パターンＰを設けた場合３．７μｍ程度を得ることができた。

【0027】

ＢＭ線幅が約３．７μｍでも良好な形状のラインパターンを形成できることが確認された。

【0028】

図３Ａ（ａ）及び図３Ｂ（ａ）は、それぞれ、図１（ａ）のフォトマスクを用いて形成したレジストパターンの断面写真及び平面写真であり、図３Ａ（ｂ）及び図３Ｂ（ｂ）は、それぞれ、バイナリマスクを用いて形成したレジストパターンを撮影した断面写真及び平面写真である。

【0029】

実験によれば、本実施形態のフォトマスクを用いて形成したＢＭ線幅５．０μｍのレジスト残膜率は９７．９％以上であり、エッジ部の形状は極めて急峻であるのに対して、バイナリマスクを用いて形成した同条件のレジスト残膜率は８３．６％であり、レジスト残膜率の点で、本実施形態を適用したフォトマスクの方が際だって優れた効果を奏することが確認された。

【0030】

次に、補助パターンＰの凹凸形状の設計について図４を用いて説明する。
図４は、図１（ａ）における補助パターンＰの拡大図である。図４のＹ０線は凹凸比１：１で設計したパターンの例であるが、ソフトウェアシミュレーションでの実験結果からマスクＣＤの変動方向（図４の＋方向又は−方向）によってパネル上のＣＤ値の安定性に影響を及ぼすことが分かっている。ソフトウェアシミュレーションによる実験結果では、図４中のＹ０線からＹ−線に変化した場合にプロキシミティ・ギャップ（空隙）変動時のＣＤ値が安定化する傾向が見られた。

【0031】

上述のとおり、バイナリマスクではＢＭ幅４．５〜５．０μｍ程度が限界であったが、本実施形態を適用することにより、ＢＭ線幅４．０μｍ以下（実験では最小線幅３．７μｍまで）を得ることができた。

【0032】

（第２の実施形態）
次に、第１の実施形態で説明したフォトマスクの製造方法について説明する。
図５（ａ）は、完成したフォトマスク基板５０の平面図を示す概念図である。この図における一点鎖線で囲まれた領域はパターン形成領域Ｉを示しており、その外周部を外周領域ＩＩとする。パターン形成領域Ｉには例えば図１（ａ）に示すようなラインパターンが形成されるが、その膜構成についてはトップハーフ型とボトムハーフ型の２通りがありうる。また、外周領域ＩＩにはアライメントマーク５１が設けられる場合がある。

【0033】

図５（ｂ）は、アライメントマーク５１の拡大平面図を示している。アライメントマーク５１は、遮光膜の一部に透明基板が露出した開口部が設けられている。なお、描画工程においてアライメントマークの視認性を高めるため、遮光膜の上に半透過膜やその他の膜が形成されていないこと、換言すれば遮光膜が直接露出していることが好ましい。もっとも、近年はアライメントマークの表面反射により位置検出を行う方式に代わり、画像認識によりアライメントマークの位置検出を行う方式が導入されてきている。このような方式の場合には遮光膜が直接露出している必要はなく、例えば表面に反射防止膜が形成されていてもよい。もっとも、反射防止膜のさらに上層に半透過膜が積層されると検出感度が悪くなることもある。

【0034】

＜トップハーフ型フォトマスクの製造方法＞
図６Ａ（ａ）から図６Ｂ（ａ）へ至る一連のフローと、図６Ａ（ｂ）のフローは、いずれもトップハーフ型フォトマスクの製造工程を示す図である。両者はトップハーフ型フォトマスクの製造フローを示す図である点で共通するが、図６Ａ（ｂ）のフローでは、外周領域ＩＩにアライメントマークを形成する工程を簡素化するために、遮光膜のエッチングの際に同時にアライメントマークを形成することで、パターニング工程を１回削減している点が相違する。

【0035】

先ず、透明基板の表面全面に遮光膜が形成されたフォトマスクブランクスを準備する（ステップｉ）。フォトマスクブランクスは市販のものを用いてもよいし、透明基板上に公知の方法により遮光膜を成膜してもよい。
次に、遮光膜の表面にフォトレジスト膜を塗布し（ステップｉｉ）、パターニング及びエッチングすることにより（ステップｉｉｉ，ステップｉｖ）、遮光膜のパターンを形成すると共に前記透明基板の一部を露出させる。ステップｉｉｉ及びステップｉｖを実施する際には、図６Ａ（ｂ）に示すように、パターン形成領域Ｉと外周領域ＩＩの両方で、それぞれ必要な遮光膜のパターンすることが好ましい。この場合、例えば、前者は図１（ａ）に示すような遮光膜のパターン（すなわち、ラインパターンの両側に平面視において露光光によって解像しない大きさの一定の繰り返しパターンからなる補助パターンＰ）、後者は図５（ｂ）に示すようなアライメントマークのパターン）を形成する。なお、アライメントマークのパターンをステップｉｖの際に同時に形成しない場合は図６Ａのフローとなるため、引き続き図６Ｂを実施することが必要となる。さらに、外周領域に形成されるパターン等の位置により半透過膜が成膜されないようにする範囲が異なっており、さらに、パターン形成位置によって成膜範囲を設定する。

【0036】

次に、ステップ（ｉｉｉ）の工程でパターニングを行った際に形成したフォトレジス膜を除去し（ステップｖ）、その後、前記フォトマスクブランクスの全面に半透過膜を形成する（ステップｖｉ）。或いは、全面ではなく外周領域ＩＩを除くパターン形成領域Ｉにのみ半透過膜を形成してもよい。このようにする理由の一つは、後工程において半透過膜を積層した場合に、外周領域に形成するアライメントマーク等を再度描画する必要があるため描画工数の削減に寄与する利点もあるためである。また、他の理由としては、アライメントマークの検出方式が表面反射率の変化を測定する方式の場合に外周領域ＩＩにおいては、アライメントマークを形成した周囲の遮光膜の表面に半透過膜が形成されると表面の反射率が低下してアライメントマークの透光部とのコントラストが低下してアライメントマークの視認性が悪くなる場合があるためである。

【0037】

以上のように、図６Ａ（ｂ）のフローによれば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すような、トップハーフ型のプロキシミティ露光用フォトマスク（図６Ａ（ｂ）（ステップｖｉ））が得られ、全ての製造工程が終了する。

【0038】

一方、図６Ａ（ａ）（ステップｖｉ）では、まだ外周領域ＩＩにアライメントマークが形成できていないため、図６Ｂ（ａ）に示すように、ステップｖｉの状態から、レジスト膜を全面に塗布し（ステップｖｉｉ）、外周領域にアライメントマークをパターニングする（ステップｖｉｉｉ）。その後、半透過膜及び遮光膜を一括エッチングし（ステップｘｉ）、レジストを除去（ステップｘ）すれば完成である。

【0039】

図６Ａ（ａ）から図６Ｂ（ａ）へ至る一連のフローと図６Ａ（ｂ）のフローとを比較すると、後者は遮光膜のパターニング（描画及び現像）工程を１回減らせる利点があるが、遮光膜形成の際に予めパターン形成領域Ｉと外周領域ＩＩの両方に遮光膜のパターンを形成する工程（ステップｉｖ）と、半透過膜の形成工程において外周領域を除いて半透過膜を形成するステップ（ステップｖｉ）が必要となる。

【0040】

以上説明してきたトップハーフ型フォトマスクの製造方法では、下層の遮光膜をパターニングした時点で、パターン領域のパターン形状と、パターン領域外に形成されるかもしれない露光用アライメントマーク、並びに、描画用アライメントマーク形状、座標位置を確定できるため、それに合わせて半透過膜の成膜工程で、成膜を除く領域が確定でき、同時にパターン領域での半透過膜のパターンが確定できる利点がある。

【0041】

＜ボトムハーフ型フォトマスクの製造方法（その１）＞
図７Ａ（ａ）から図７Ｂ（ａ）へ至る一連のフローと、図７Ａ（ｂ）のフローは、いずれもボトムハーフ型フォトマスクの製造工程を示す図である。両者はボトムハーフ型フォトマスクの製造フローを示す図である点で共通するが、図７Ａ（ｂ）のフローでは、外周領域ＩＩにアライメントマークを形成する工程を簡素化するために、予めパターン形成領域Ｉと外周領域ＩＩとで膜構成が異なるフォトマスクブランクスを出発材料として用いる点が相違する。具体的には、図７Ａ（ａ）では、透明基板上の全面に半透過膜とエッチングストッパー膜と遮光膜がこの順に形成されたフォトマスクブランクスを準備する（ステップｉ）のに対して、図７Ａ（ｂ）では、パターン形成領域Ｉにおいては図７Ａ（ａ）と同様の構成を具備するが、外周領域ＩＩにおいては半透過膜及びエッチングストッパー膜（図中のＥＳ膜）が形成されず、透明基板の表面に遮光膜が直接形成された膜構成を具備する点が、相違する。

【0042】

最初に、図７Ａ（ｂ）のフローについて説明し、次いで、図７Ａ（ａ）及び図７Ｂ（ａ）のフローについて説明する。

【0043】

［図７Ａ（ｂ）に示すフロー］
先ず、パターン形成領域Ｉにおいては透明基板上に半透過膜とエッチングストッパー膜（ＥＳ膜）と遮光膜がこの順に形成され、外周領域ＩＩにおいては透明基板上に遮光膜がこの順に形成された膜構成を有するたフォトマスクブランクスを準備する（ステップｉ）。

【0044】

次いで、遮光膜の表面にフォトレジスト膜を塗布して（ステップｉｉ）、パターン形成領域Ｉにおいてパターニング及びエッチングすることにより（ステップｉｉｉ，ステップｉｖ）、パターン形成領域Ｉ及びパターン形成領域Ｉに必要な遮光膜のパターンを形成すると共にパターン形成領域Ｉにおいて前記エッチングストッパー膜を露出させる（ステップｉｖ）。この時点で、パターン形成領域Ｉでは、半透過膜のパターン上にエッチングストッパー膜が露出し、外周領域ＩＩでは、アライメントマークとなる部分において透明基板が露出した状態となっている。
次に、パターン形成領域Ｉにおけるエッチングストッパー膜を除去し、半透過膜を露出させる（ステップｖ）。
最後に、パターニングの際に形成したフォトレジスト膜を除去する工程（ステップｖｉ）を実施することで、図１（ａ）及び図１（ｃ）に示すような、ボトムハーフ型のプロキシミティ露光用フォトマスク（図７Ａ（ｂ）（ステップｖｉ））が得られる。
なお、パターン形成領域の断面を示す図１（ｃ）に示す断面図と比較すると、半透過膜と遮光膜の間にエッチングストッパー膜が形成されている点が異なる。

【0045】

［図７Ａ（ａ）から図７Ｂ（ａ）へ至る一連のフロー］
図７Ａ（ａ）に示すように、透明基板上の全面に半透過膜とエッチングストッパー膜（ＥＳ膜）と遮光膜がこの順に形成されたフォトマスクブランクスを準備する（ステップｉ）。
次に、遮光膜の表面にフォトレジスト膜を塗布して（ステップｉｉ）、パターン形成領域Ｉにおいてパターニング及びエッチングすることにより（ステップｉｉｉ，ステップｉｖ）、パターン形成領域Ｉに遮光膜のパターンを形成すると共に前記エッチングストッパー膜を露出させる（ステップｉｖ）。
次に、パターニングの際に形成したフォトレジスト膜とエッチングストッパー膜を除去する工程（ステップｖ）を実施する（図７Ａ（ａ）（ステップｖ））。

【0046】

引き続き、図７Ｂ（ａ）に示すように、半透過膜が透明基板上に露出すると共にその他の部分が遮光膜で覆われた基板全面に再度フォトレジスト膜を塗布し（ステップｖｉ）、パターニング及びエッチングすることにより、外周領域ＩＩにアライメントマークのパターンを形成する（ステップｖｉｉ，ステップｖｉｉｉ）。この状態で、半透過膜上のエッチングストッパー膜が露出している。この状態で、エッチングストッパー膜と半透過膜をエッチングし（ステップｉｘ，ステップｘ）、外周領域ＩＩにおいてマークパターンを形成する。最後に、レジスト膜を除去すれば全ての製造工程が終了する（ステップｘｉ）。

【0047】

なお、本明細書において説明されるエッチング工程は公知の技術を適用できることは言うまでも無い。例えば、クロム（Ｃｒ）系の金属であれば、エッチャントには公知の材料（例えばセリウム系の溶液を主成分とするエッチャント）を用いることができる。チタン（Ｔｉ）系或いはニッケル（Ｎｉ）系の金属についてもそれぞれの金属に対する公知のエッチャントを用いることができることはいうまでもない。

【0048】

＜ボトムハーフ型フォトマスクの製造方法（その２）＞
半透過膜と遮光膜のエッチング選択性を十分に確保できる場合は、エッチングストッパー膜を省略できる。
図８Ａ（ａ）から図８Ｂ（ａ）へ至る一連のフローと、図８Ａ（ｂ）のフローは、いずれもボトムハーフ型フォトマスクの製造工程を示す図である。上述の各フローと異なるのは、エッチングストッパー膜を省略している点である。以下、順を追って説明する。

【0049】

［図８Ａ（ｂ）に示すフロー］
先ず、パターン形成領域Ｉにおいては透明基板上に半透過膜と遮光膜がこの順に形成され、外周領域ＩＩにおいては透明基板上に遮光膜がこの順に形成された膜構成を有するたフォトマスクブランクスを準備する（ステップｉ）。

【0050】

次いで、遮光膜の表面にフォトレジスト膜を塗布して（ステップｉｉ）、パターン形成領域Ｉにおいてパターニング及びエッチングすることにより（ステップｉｉｉ，ステップｉｖ）、パターン形成領域Ｉ及びパターン形成領域Ｉに必要な遮光膜のパターンを形成すると共にパターン形成領域Ｉにおいて前記半透過膜を露出させる（ステップｉｖ）。この時点で、パターン形成領域Ｉでは、半透過膜のパターン上の半透過膜が露出し、外周領域ＩＩでは、アライメントマークとなる部分において透明基板が露出した状態となっている。
最後に、パターニングの際に形成したフォトレジスト膜を除去する工程（ステップｖ）を実施することで、図１（ａ）及び図１（ｃ）に示すような、ボトムハーフ型のプロキシミティ露光用フォトマスク（図８Ａ（ｂ）（ステップｖ））が得られる。
得られた構造は、パターン形成領域の断面を示す図１（ｃ）に示す断面図と同一構造となっていることがわかる。

【0051】

［図８Ａ（ａ）から図８Ｂ（ａ）に至る一連のフロー］
図８Ａ（ａ）に示すように、透明基板上の全面に半透過膜と遮光膜がこの順に形成されたフォトマスクブランクスを準備する（ステップｉ）。
次に、遮光膜の表面にフォトレジスト膜を塗布して（ステップｉｉ）、パターン形成領域Ｉにおいてパターニング及びエッチングすることにより（ステップｉｉｉ，ステップｉｖ）、パターン形成領域Ｉに遮光膜のパターンを形成すると共に半透過膜を露出させる（ステップｉｖ）。その後、フォトレジスト膜を除去する（ステップｖ）。

【0052】

引き続き、図８Ｂ（ａ）に示すように、半透過膜が透明基板上に露出すると共にその他の部分が遮光膜で覆われた基板全面に再度フォトレジスト膜を塗布し（ステップｖｉ）、パターニング及びエッチングすることにより、外周領域ＩＩにアライメントマークのパターンを形成する（ステップｖｉｉ，ステップｖｉｉｉ）。この状態で、半透過膜が露出している。この状態で、半透過膜をエッチングし（ステップｉｘ，ステップｘ）、外周領域ＩＩにおいてマークパターンを形成する。最後に、レジスト膜を除去すれば全ての製造工程が終了する（ステップｘｉ）。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明によれば、線幅が細くかつ露光マージンの大きいブラックマトリクスを製造することができ、産業上の利用可能性は極めて大きい。

【符号の説明】

【0054】

１０ 遮光膜
１０ａ、１０ｂ 遮光膜のパターン
１１ 半透過膜
１１ａ、１１ｂ 半透過膜のパターン
Ｐ 補助パターン
Ｉ パターン形成領域
ＩＩ 外周領域
５０ 完成したフォトマスク基板
５１ アライメントマーク

【要約】      （修正有）

【課題】露光時のマージンを低下させることなく微細なラインパターンを形成することができるプロキシミティ露光用フォトマスクを提供する。
【解決手段】遮光膜１０のパターンからなる遮光部と半透過膜１１のパターンからなる半透過部のいずれかが形成されたパターン形成領域と、前記パターン形成領域の外周部に透光部と遮光部のいずれかのみが形成された外周領域と、を含むと共に、前記パターン形成領域における前記遮光部と前記半透過部の境界部には、露光光によって解像しない大きさの補助パターンＰを具備することを特徴とするプロキシミティ露光用フォトマスク。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】