特開 2024-6265 フォトマスクの製造方法及びフォトマスク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024006265

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】フォトマスクの製造方法及びフォトマスク

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/26 20120101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

G03F1/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022106991

(22)【出願日】2022-07-01

(71)【出願人】

【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】100114421

【弁理士】

【氏名又は名称】薬丸 誠一

(72)【発明者】

【氏名】橋本 昌典

(72)【発明者】

【氏名】森山 久美子

(72)【発明者】

【氏名】山田 慎吾

【テーマコード（参考）】

2H195

【Ｆターム（参考）】

2H195BB01

2H195BB06

2H195BB14

2H195BB18

2H195BB25

2H195BC04

2H195BC24

(57)【要約】

【課題】フォトマスクの高精細化及び形成可能なパターン形状の多様化の両方を実現することができるフォトマスクの製造方法及びフォトマスクを提供する。
【解決手段】フォトマスクの製造方法は、パターニング工程において、一部に露光量が異なる領域を有する第１次レジストパターンを形成することを要旨とし、下層膜３、中間膜４及び上層膜５の積層部の第１の領域１０と、下層膜３及び中間膜４の積層部の第２の領域１２と、下層部３の単層部の第３の領域１３とで構成される第１次パターンＰＡを形成するものである。第１次パターンＰＡは、追加工により、パターン形状が異なる第２次パターンＰＢ～ＰＤに変化し得る。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明基板の上に、互いにエッチング特性が異なる下層膜、中間膜及び上層膜が積層されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、
フォトマスクブランクスの上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
一部に露光量が異なる領域を有する第１次レジストパターンを形成する第１次レジストパターン形成工程と、
第１次レジストパターンをマスクとして、上層膜の露出部分をエッチングにより除去するとともに、上層膜をマスクとして、中間膜の露出部分をエッチングにより除去する第１次エッチング工程と、
レジストパターンの一部の領域を除去して第２次レジストパターンを形成する第２次レジストパターン形成工程と、
第２次レジストパターンをマスクとして、上層膜の露出部分をエッチングにより除去する第２次エッチング工程と、
下層膜の露出部分のうち、必要な部分を残して不要な部分を除去するパターニング工程とを備え、
下層膜、中間膜及び上層膜の積層部の第１の領域と、下層膜及び中間膜の積層部の第２の領域と、下層部の単層部の第３の領域とで構成される第１次パターンを形成する
フォトマスクの製造方法。

【請求項2】

第１次パターンの第１ないし第３の領域の少なくともいずれか１つに対し、膜の少なくとも一部をエッチングにより除去する追加工を行うことにより、第１次パターンからパターン形状が変化した第２次パターンを形成する追加工工程をさらに備える
請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項3】

追加工は、中間膜をマスクとして、第１次パターンの第３の領域の下層膜をエッチングにより除去するものである
請求項２に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項4】

追加工は、上層膜をマスクとして、第１次パターンの第２の領域の中間膜をエッチングにより除去するものである
請求項２に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項5】

追加工は、第１次パターンの第１の領域の上層膜をエッチングにより除去するものである
請求項２に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項6】

第１次パターンを単位パターンとして複数形成した状態で、追加工を一部の単位パターンに対して行う
請求項２に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項7】

異なる種類の追加工を別々の単位パターンに対して行う
請求項６に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項8】

追加工は、フォトリソグラフィにより製造された被転写基板の、第１次パターンに基づいて形成されたパターンの測定結果に基づいて作成されるパターンデータを用い、第１次パターンをパターニングするものである
請求項２に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項9】

下層膜、中間膜及び上層膜として、第１次パターンの第１の領域が遮光部、第２の領域が位相シフト部、第３の領域がハーフトーン部として機能するような膜を用いる
請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項10】

下層膜として、位相シフト膜又はハーフトーン膜のいずれか一方を用い、
中間層として、位相シフト膜又はハーフトーン膜のいずれか他方を用い、
上層膜として、遮光膜を用いる
請求項９に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項11】

第１次パターンの第２の領域は、遮光部のリム部として機能する
請求項９に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項12】

互いにエッチング特性が異なる下層膜、中間膜及び上層膜の積層部の第１の領域と、下層膜及び中間膜の積層部の第２の領域と、下層部の単層部の第３の領域とで構成されるパターンを備える
フォトマスク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フォトマスクの製造方法及びフォトマスクに関する。

【背景技術】

【0002】

フォトリソグラフィ技術として、位相シフトマスクやハーフトーンマスクが知られている。位相シフトマスクは、透明基板の一部に位相シフト膜を備え、この部分を通過する光の位相や強度を変えることにより、解像度を向上する機能や焦点深度（ＤＯＦ）を改善する機能を有するフォトマスクである。ハーフトーンマスクは、透明基板の一部にハーフトーン膜を備え、この部分を通過する光の強度を変えることにより、３階調以上の多階調を実現する機能を有するフォトマスクである。

【0003】

従来のフォトマスクの製造方法は、遮光部を構成するパターンの描画工程（露光工程）及び半透過部を構成するパターンの描画工程の少なくとも２回の描画工程が必要となる。そして、描画工程が複数回になると、各工程で形成されるパターンの位置ずれが生じやすくなる。

【0004】

この対策として、アライメントマークの利用がある。２回目以降の描画工程に際し、アライメントマークを読み取ることにより、アライメント（位置合わせ）を行うというものである。しかし、アライメントマークを利用しても、パターンの位置ずれ（アライメントずれ）を完全に無くすことは不可能であり、最大で５００ｎｍのアライメントずれが生じてしまう。このため、フォトマスクの高精細化が困難な状況となっている。

【0005】

そこで、描画工程を１回で済ませることができるフォトマスクの製造方法が検討されている。たとえば特許文献１に記載されたフォトマスクの製造方法は、ｉ）透明基板の上に下層膜及び上層膜が積層されたフォトマスクブランクスを準備する工程、ｉｉ）フォトマスクブランクスの上にレジスト膜を形成する工程、ｉｉｉ）レジスト膜に所定のレジストパターンを描画し、不要なレジスト膜を現像により除去し、所定のレジストパターンを形成する工程、ｉｖ）レジストパターンをマスクとして、上層膜の露出部分をエッチングにより除去するとともに、上層膜をマスクとして、下層膜の露出部分をエッチングにより除去する工程、ｖ）上層膜のうち、端面から内側方向における所定の深さ部分をサイドエッチングにより除去する工程、ｖｉ）残存するレジスト膜を除去する工程、を備え、下層膜及び上層膜の積層部の領域と、下層部の単層部の領域とで構成されるパターンを形成するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３－１３４４３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１に記載されたフォトマスクの製造方法は、サイドエッチングを要旨とするものである。このため、ｉ）サイドエッチング量の制御が難しい、ｉｉ）たとえばラインアンドスペースパターンのように、スペース部を挟んで両側に上層膜が存在するパターンの場合、両側の上層膜が同じ量だけサイドエッチングされてしまうため、形成可能なパターン形状が限定される、ｉｉｉ）上層膜については、等方性エッチングの傾向が大きいウェットエッチングに適した膜を用いることが好ましく、ドライエッチングプロセスは採用しがたい、といったいくつかの問題がある。

【0008】

そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、フォトマスクの高精細化及び形成可能なパターン形状の多様化の両方を実現することができるフォトマスクの製造方法及びフォトマスクを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係るフォトマスクの製造方法は、
透明基板の上に、互いにエッチング特性が異なる下層膜、中間膜及び上層膜が積層されたフォトマスクブランクスを準備するフォトマスクブランクス準備工程と、
フォトマスクブランクスの上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
一部に露光量が異なる領域を有する第１次レジストパターンを形成する第１次レジストパターン形成工程と、
第１次レジストパターンをマスクとして、上層膜の露出部分をエッチングにより除去するとともに、上層膜をマスクとして、中間膜の露出部分をエッチングにより除去する第１次エッチング工程と、
レジストパターンの一部の領域を除去して第２次レジストパターンを形成する第２次レジストパターン形成工程と、
第２次レジストパターンをマスクとして、上層膜の露出部分をエッチングにより除去する第２次エッチング工程と、
下層膜の露出部分のうち、必要な部分を残して不要な部分を除去するパターニング工程とを備え、
下層膜、中間膜及び上層膜の積層部の第１の領域と、下層膜及び中間膜の積層部の第２の領域と、下層部の単層部の第３の領域とで構成される第１次パターンを形成する
フォトマスクの製造方法である。

【0010】

ここで、本発明に係るフォトマスクの製造方法の一態様として、
第１次パターンの第１ないし第３の領域の少なくともいずれか１つに対し、膜の少なくとも一部をエッチングにより除去する追加工を行うことにより、第１次パターンからパターン形状が変化した第２次パターンを形成する追加工工程をさらに備える
との構成を採用することができる。

【0011】

また、この場合、
追加工は、中間膜をマスクとして、第１次パターンの第３の領域の下層膜をエッチングにより除去するものである
との構成を採用することができる。

【0012】

あるいは、
追加工は、上層膜をマスクとして、第１次パターンの第２の領域の中間膜をエッチングにより除去するものである
との構成を採用することができる。

【0013】

あるいは、
追加工は、第１次パターンの第１の領域の上層膜をエッチングにより除去するものである
との構成を採用することができる。

【0014】

また、本発明に係るフォトマスクの製造方法の他態様として、
第１次パターンを単位パターンとして複数形成した状態で、追加工を一部の単位パターンに対して行う
との構成を採用することができる。

【0015】

また、この場合、
異なる種類の追加工を別々の単位パターンに対して行う
との構成を採用することができる。

【0016】

また、本発明に係るフォトマスクの製造方法の別の態様として、
追加工は、フォトリソグラフィにより製造された被転写基板の、第１次パターンに基づいて形成されたパターンの測定結果に基づいて作成されるパターンデータを用い、第１次パターンをパターニングするものである
との構成を採用することができる。

【0017】

また、本発明に係るフォトマスクの製造方法のさらに別の態様として、
下層膜、中間膜及び上層膜として、第１次パターンの第１の領域が遮光部、第２の領域が位相シフト部、第３の領域がハーフトーン部として機能するような膜を用いる
との構成を採用することができる。

【0018】

また、この場合、
下層膜として、位相シフト膜又はハーフトーン膜のいずれか一方を用い、
中間層として、位相シフト膜又はハーフトーン膜のいずれか他方を用い、
上層膜として、遮光膜を用いる
との構成を採用することができる。

【0019】

また、この場合、
第１次パターンの第２の領域は、遮光部のリム部として機能する
との構成を採用することができる。

【0020】

また、本発明に係るフォトマスクは、
互いにエッチング特性が異なる下層膜、中間膜及び上層膜の積層部の第１の領域と、下層膜及び中間膜の積層部の第２の領域と、下層部の単層部の第３の領域とで構成されるパターンを備える
フォトマスクである。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、パターンの位置精度が要求されない描画工程を除き、描画工程は１回で済む。これにより、フォトマスクの製造過程において、アライメントが必要なくなる。このため、本発明によれば、アライメントずれが無く、フォトマスクの高精細化を実現することができる。

【0022】

また、本発明によれば、第１次レジストパターンの形状を適宜設定することや、第１次レジストパターンの一部の領域の形状を適宜設定することにより、第１次パターンの第１ないし第３の領域の形状を任意に設定することができる。このため、本発明によれば、形成可能なパターン形状の多様化を実現することができる。

【0023】

しかも、本発明によれば、第１次パターンは、追加工により、パターン形状が異なる第２次パターンに変化し得る。このため、本発明によれば、形成可能なパターン形状のさらなる多様化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１（ａ）は、本実施形態に係る第１次フォトマスクの要部拡大平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。

【図2】図２（ａ）～（ｄ）は、本実施形態に係る第１次フォトマスクの製造方法の説明図である。

【図3】図３（ａ）～（ｄ）は、図２の続きの説明図である。

【図4】図４（ａ）～（ｄ）は、図３の続きの説明図である。

【図5】図５（ａ），（ｂ）は、図４の続きの説明図である。

【図6】図６（ａ）は、本実施形態に係る第１次フォトマスクの断面図である。図６（ｂ）は、実施形態１－１に係る第２次フォトマスクの断面図である。図６（ｃ）は、実施形態１－２に係る第２次フォトマスクの断面図である。図６（ｄ）は、実施形態１－３に係る第２次フォトマスクの断面図である。

【図7】図７（ａ）～（ｄ）は、実施形態２－１に係る第２次フォトマスクの製造方法の説明図である。

【図8】図８（ａ），（ｂ）は、図７の続きの説明図である。図８（ｃ）は、実施形態２－２に係る第２次フォトマスクの断面図である。図８（ｄ）は、実施形態２－３に係る第２次フォトマスクの断面図である。

【図9】図９（ａ）～（ｄ）は、実施形態３に係る第２次フォトマスクの製造方法の説明図である。

【図10】図１０（ａ）～（ｄ）は、図９の続きの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

＜第１次フォトマスクの構成＞
まず、本実施形態に係る第１次フォトマスクの構成について説明する。第１次フォトマスクとは、追加工が行われて第２次フォトマスクとなる前のフォトマスクをいう。以下、第１次フォトマスクを単にフォトマスクという。

【0026】

図１に示すように、フォトマスク１Ａは、遮光部（黒塗り部分）１０と、半透過部（ハッチング部分及び網点部分）１１と、透過部（白抜き部分）とを備える３階調の多階調フォトマスクである。遮光部１０は、下層膜としての半透過膜３、中間膜としての半透過膜４及び上層膜としての遮光膜５で構成される。半透過部１１は、半透過膜３及び半透過膜４で構成される。透過部は、透明基板２で構成される。すなわち、透明基板２の上に半透過膜３、半透過膜４及び遮光膜５が積層される部分が遮光部１０となり、透明基板２の上に半透過膜３が積層される部分と、半透過膜３及び半透過膜４が積層される部分とが半透過部１１となり、半透過膜３、半透過膜４及び遮光膜５が積層されていない透明基板２の露出部分が透過部となる。

【0027】

遮光部１０及び半透過部１１は、第１次パターンＰＡを構成する。第１次パターンＰＡは、第１の領域１０と、第２の領域１２と、第３の領域１３とで構成される。第１の領域１０は、半透過膜３、半透過膜４及び遮光膜５の積層部であり、遮光部１０として機能する。第２の領域１２は、半透過膜３及び半透過膜４の積層部であり、位相シフト部として機能する。第３の領域１３は、半透過膜３の単層部であり、ハーフトーン部として機能する。

【0028】

本実施形態においては、スペース部を挟んで両側に一対の遮光部１０，１０がライン状に配置され、スペース部に半透過部１１が配置され、第１次パターンＰＡは、ラインアンドスペースパターンの形態である。一例として、第１次パターンＰＡは、フォトマスク１Ａを用いるフォトリソグラフィにより製造される被転写基板において、ソース・ドレイン電極を形成するためのパターンとして用いられる。この場合、遮光部１０は、電極部として機能し、半透過部１１は、チャネル部として機能し、第２の領域１２は、遮光部１０のリム部として機能する。

【0029】

なお、図１等においては、半透過膜３及び半透過膜４が同じ厚みで記載され、遮光膜５がこれらの膜よりも厚く記載されている。しかし、これは便宜上であって、半透過膜３、半透過膜４及び遮光膜５のそれぞれの厚みは、適宜個別に設定される。

【0030】

透明基板２は、合成石英ガラス等の基板である。透明基板２は、フォトリソグラフィの露光工程で使用される露光光に含まれる代表波長（たとえば、ｉ線、ｈ線又はｇ線）に対して９５％以上の透過率を有する。なお、露光光は、たとえば、ｉ線、ｈ線又はｇ線であってもよく、又はこれらの少なくとも２つの光を含む混合光であってもよい。あるいは、露光光は、これらの光に対して波長帯域が短波長側及び／又は長波長側へシフト又は拡張されたものであってもよい。一例として、露光光の波長帯域は、３６５ｎｍ～４３６ｎｍのブロードバンドから３００ｎｍ～４５０ｎｍに拡張されたものが適用可能である。ただし、露光光は、これらに限定されるものではない。

【0031】

半透過膜３は、露光光の光学特性を調整する機能を有する機能性膜の一種であり、露光光の透過率を調整する機能を有する機能性膜、すなわち、ハーフトーン膜である。ハーフトーン膜は、露光光に含まれる代表波長に対し、透明基板２の透過率よりも低く、遮光膜５の透過率よりも高い透過率を有し、代表波長に対して１０％ないし７０％の透過率となるように設定される。また、ハーフトーン膜は、代表波長に対する位相シフト量が２０°未満、より好ましくは、５°未満となるように設定される。なお、半透過膜３は、窒素含有量を調整することで、フォトマスク１Ａの面内での透過率分布を改善した半透過型金属膜であってもよい。また、半透過膜３は、他の元素を含有させることで、半透過部１１における光学濃度（ＯＤ値）を変更することも可能である。

【0032】

半透過膜３は、Ｃｒ又はＣｒ系化合物（Ｃｒの酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物等、以下、同様）、Ｎｉ又はＮｉ系化合物（Ｎｉの酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物等、以下、同様）、Ｔｉ又はＴｉ系化合物（Ｔｉの酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物等、以下、同様）、Ｓｉ系化合物（Ｓｉの酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物等、以下、同様）、金属シリサイド化合物（モリブデンシリサイド、タングステンシリサイド、タンタルシリサイド又はこれらの窒化物、酸化窒化物等、以下、同様）等の公知の材質のうち、Ｃｒ系の材質が用いられる。本実施形態においては、半透過膜３は、Ｃｒ系化合物が用いられる。

【0033】

半透過膜４は、露光光の光学特性を調整する機能を有する機能性膜の一種であり、露光光の位相を変える機能を有する機能性膜、すなわち、位相シフト膜である。位相シフト膜は、代表波長に対する位相シフト量が略１８０°となるように設定される。略１８０°とは、１８０±２０°の範囲内の値という意味であり、より好ましくは、１８０°±１０°の範囲内の値という意味である。また、位相シフト膜は、露光光に含まれる代表波長に対し、透明基板２の透過率よりも低く、遮光膜５の透過率よりも高い透過率を有し、代表波長に対して５％ないし３０％の透過率となるように設定される。

【0034】

半透過膜４は、Ｃｒ又はＣｒ系化合物、Ｎｉ又はＮｉ系化合物、Ｔｉ又はＴｉ系化合物、Ｓｉ系化合物、金属シリサイド化合物等の公知の材質のうち、金属シリサイド系の材質が用いられる。本実施形態においては、半透過膜４は、モリブデンシリサイド化合物が用いられる。

【0035】

遮光膜５は、露光光の光学特性を調整する機能を有する機能性膜の一種であり、露光光を遮光する機能を有する機能性膜である。遮光膜５は、露光光に含まれる代表波長に対して１％以下の透過率を有する。あるいは、遮光部１０における光学濃度（ＯＤ値）が２．７以上を満たせばよい。一例として、遮光膜５は、第１成膜層と、第２成膜層とを備える積層構造である。第１成膜層は、金属膜で構成され、遮光性を目的とする。第２成膜層は、金属酸化物膜で構成され、反射抑制を目的とする。この場合、第１成膜層の透過率が１％より高くても、第１成膜層及び第２成膜層の積層透過率が１％以下であればよい。

【0036】

遮光膜５は、Ｃｒ又はＣｒ系化合物、Ｎｉ又はＮｉ系化合物、Ｔｉ又はＴｉ系化合物、Ｓｉ系化合物、金属シリサイド化合物等の公知の材質のうち、Ｎｉ系の材質が用いられる。本実施形態においては、遮光膜５は、Ｎｉ系化合物が用いられる。

【0037】

ハーフトーン膜３、位相シフト膜４及び遮光膜５は、それぞれ材質が異なることにより、エッチング特性が異なる。すなわち、ハーフトーン膜３は、位相シフト膜４及び遮光膜５に対してエッチング選択性を有し、位相シフト膜４は、ハーフトーン膜３及び遮光膜５に対してエッチング選択性を有し、遮光膜５は、ハーフトーン膜３及び位相シフト膜４に対してエッチング選択性を有する。

【0038】

＜第１次フォトマスクの製造方法＞
次に、フォトマスク１Ａの製造方法について説明する。

【0039】

当該製造方法は、
ｉ）フォトマスクブランクス準備工程（工程１）
ｉｉ）レジスト膜形成工程（工程２）
ｉｉｉ）描画工程（工程３）
ｉｖ）第１次現像工程（工程４）
ｖ）第１次上層膜エッチング工程（工程５）
ｖｉ）中間膜エッチング工程（工程６）
ｖｉｉ）第２次現像工程（工程７）
ｖｉｉｉ）第２次上層膜エッチング工程（工程８）
ｉｘ）レジスト膜除去工程（工程９）
ｘ）レジスト膜形成工程（工程１０）
ｘｉ）描画工程（工程１１）
ｘｉｉ）現像工程（工程１２）
ｘｉｉｉ）下層膜エッチング工程（工程１３）
ｘｉｖ）レジスト膜除去工程（工程１４）
を備える。

【0040】

なお、レジスト膜形成工程（工程２）からレジスト膜除去工程（工程９）まで、レジスト膜形成工程（工程１０）からレジスト膜除去工程（工程１４）まで、をそれぞれパターニング工程という。前者のパターニング工程では、フォトマスクブランクスの上層膜（遮光膜）５及び中間膜（位相シフト膜）４がパターニングされ、後者のパターニング工程では、フォトマスクブランクスの下層膜（ハーフトーン膜）３がパターニングされる。

【0041】

フォトマスクブランクス準備工程（工程１）では、図２（ａ）に示すように、フォトマスクブランクスが準備される。フォトマスクブランクスは、透明基板２の上に下層膜３が形成され、下層膜３の上に中間膜４が形成され、中間膜４の上に上層膜５が形成され、これにより、透明基板２の上に、互いにエッチング特性が異なる下層膜３、中間膜４及び上層膜５が積層されたものである。下層膜３、中間膜４及び上層膜５は、それぞれ、スパッタ法、蒸着法等により成膜される。

【0042】

１回目のレジスト膜形成工程（工程２）では、図２（ｂ）に示すように、上層膜５の上にレジストが均一に塗布され、レジスト膜６が形成される。レジストは、塗布法、スプレイ法等により塗布される。レジストは、ポジ型でもネガ型でもよいが、本例ではネガ型とする。

【0043】

１回目の描画工程（工程３）では、図２（ｃ）に示すように、描画装置の電子ビーム又はレーザを用いてレジスト膜６に露光光が照射され、所定のレジストパターンが描画される。このとき、レジスト膜６には、露光量が異なる３つの領域が形成される。第１の領域６ａは、相対的に高い露光量で露光された領域（高ドーズ領域）である。第２の領域６ｂは、相対的に低い露光量で露光された領域（低ドーズ領域）である。第３の領域６ｃは、未露光領域である。なお、ポジ型のレジストの場合、露光量の関係がネガ型と反対になる。詳細は、本願出願人が先に出願した特願２０２０－７９７５３（特開２０２１－１７３９４４）に記載のとおりである。なお、１回目の描画工程（工程３）では、レジストパターンの描画に加え、２回目の描画工程（工程１１）における描画の位置を合わせるためのマーク（アライメントマーク）が描画される。図示しないが、アライメントマークは、たとえば、レジストパターンを囲う外囲領域の適宜の３箇所又は４箇所に形成される。

【0044】

第１次現像工程（工程４）では、図２（ｄ）に示すように、不要なレジスト膜６（第３の領域６ｃ）が現像により除去され、第１次レジストパターンが形成される。現像は、浸漬法、スピン法、パドル法、スプレイ法等により行われる。なお、描画工程（工程３）及び第１次現像工程（工程４）を合わせて、第１次レジストパターン形成工程という。

【0045】

第１次上層膜エッチング工程（工程５）では、図３（ａ）に示すように、第１次レジストパターンをエッチング処理用マスクとして、上層膜５の露出部分がエッチングにより除去される。エッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれでも構わないが、大型サイズのフォトマスクであれば、ウェットエッチングが好ましい。エッチャントは、エッチング液やエッチングガスが用いられる。いずれのエッチャントであっても、上層膜５に対するエッチング選択性を有するエッチャント（中間膜４をエッチングしないエッチャント）が用いられる。

【0046】

中間膜エッチング工程（工程６）では、図３（ｂ）に示すように、上層膜５をエッチング処理用マスクとして、中間膜４の露出部分がエッチングにより除去される。エッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれでも構わないが、大型サイズのフォトマスクであれば、ウェットエッチングが好ましい。エッチャントは、エッチング液やエッチングガスが用いられる。いずれのエッチャントであっても、中間膜４に対するエッチング選択性を有するエッチャント（上層膜５及び下層膜３をエッチングしないエッチャント）が用いられる。なお、第１次上層膜エッチング工程（工程５）及び中間膜エッチング工程（工程６）は、請求項１の第１次エッチング工程に相当する。

【0047】

第２次現像工程（工程７）では、図３（ｃ）に示すように、不要なレジスト膜６（第２の領域６ｂ）が現像により除去され、第２次レジストパターンが形成される。方法そのものは、第１次現像工程（工程４）と同様である。なお、描画工程（工程３）、第１次現像工程（工程４）及び第２次現像工程（工程７）を合わせて、第２次レジストパターン形成工程という。

【0048】

第２次上層膜エッチング工程（工程８）では、図３（ｄ）に示すように、第２次レジストパターンをエッチング処理用マスクとして、上層膜５の露出部分がエッチングにより除去される。方法そのものは、第１次上層膜エッチング工程（工程５）と同様である。なお、第２次上層膜エッチング工程（工程８）は、請求項１の第２次エッチング工程に相当する。

【0049】

１回目のレジスト膜除去工程（工程９）では、図４（ａ）に示すように、残存するレジスト膜６が除去される。レジスト膜６の除去は、アッシング法、浸漬法等により行われる。

【0050】

２回目のレジスト膜形成工程（工程１０）では、図４（ｂ）に示すように、下層膜３、中間膜４及び上層膜５の上にレジストが塗布され、レジスト膜６が形成される。方法そのものは、１回目のレジスト膜形成工程（工程２）と同様である。

【0051】

２回目の描画工程（工程１１）では、図４（ｃ）に示すように、レジスト膜６に所定のレジストパターンが描画される。方法そのものは、１回目の描画工程（工程３）と同様であり、描画装置は、１回目の描画工程（工程３）で使用された描画装置と同じ装置である。２回目の描画工程（工程１１）にあたり、描画装置は、１回目の描画工程（工程３）において形成されたアライメントマークを検出し、透明基板２の位置合わせを行う。ただし、２回目の描画工程（工程１１）のレジストパターンは、第１次上層膜エッチング工程（工程５）、中間膜エッチング工程（工程６）及び第２次上層膜エッチング工程（工程８）で除去された領域を覆って保護すればよいものであり、パターンの位置精度が要求されるものではない。このため、２回目の描画工程（工程１１）では、シビアなアライメントは必要ない。

【0052】

２回目の現像工程（工程１２）では、図４（ｄ）に示すように、不要なレジスト膜６（部分６ｃ）が現像により除去され、レジストパターンが形成される。方法そのものは、１回目の現像工程（工程４、工程７）と同様である。

【0053】

下層膜エッチング工程（工程１３）では、図５（ａ）に示すように、レジストパターン及び中間膜４をエッチング処理用マスクとして、下層膜３の露出部分がエッチングにより除去される。エッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれでも構わないが、大型サイズのフォトマスクであれば、ウェットエッチングが好ましい。エッチャントは、エッチング液やエッチングガスが用いられる。いずれのエッチャントであっても、下層膜３に対するエッチング選択性を有するエッチャント（上層膜５及び中間膜４をエッチングしないエッチャント）が用いられる。

【0054】

２回目のレジスト膜除去工程（工程１４）では、図５（ｂ）に示すように、残存するレジスト膜６が除去される。方法そのものは、１回目のレジスト膜除去工程（工程９）と同様である。

【0055】

以上の工程１ないし工程１４を経て、フォトマスク１Ａが完成する。

【0056】

以上のとおり、本実施形態によれば、パターンの位置精度が要求されない描画工程（描画工程（工程１１））を除き、描画工程は１回で済む（描画工程（工程３））。これにより、フォトマスク１Ａの製造過程において、アライメントが必要なくなる。このため、本実施形態によれば、アライメントずれが無く、フォトマスク１Ａの高精細化を実現することができる。

【0057】

また、本実施形態によれば、第１次レジストパターンの形状を適宜設定することや、第１次レジストパターンの一部の領域の形状を適宜設定することにより、第１次パターンＰＡの第１ないし第３の領域１０，１２，１３の形状を任意に設定することができる。このため、本実施形態によれば、形成可能なパターン形状の多様化を実現することができる。

【0058】

しかも、本実施形態によれば、第１次パターンＰＡは、追加工により、パターン形状が異なる第２次パターンに変化し得る。このため、本実施形態によれば、形成可能なパターン形状のさらなる多様化を実現することができる。

【0059】

＜追加工例１－１（第２次フォトマスクの製造方法１－１）＞
追加工例１－１では、図６（ａ）から図６（ｂ）に示すように、中間膜４をエッチング処理用マスクとして、下層膜３の露出部分、すなわち、第１次パターンＰＡの第３の領域（ハーフトーン部）１３の下層膜３がエッチングにより除去される。これにより、第１次パターンＰＡからパターン形状が変化した第２次パターンＰＢが形成される。方法そのものは、下層膜エッチング工程（工程１３）と同様である。

【0060】

追加工例１－１は、ハーフトーン部１３の階調が必要なくなり、通常の位相シフトマスク（本例では、リム型位相シフトマスク）として使用したい場合に行う。追加工例１－１は、追加の描画工程を必要とせず、エッチング工程を行うだけなので、アライメントずれが生じることなく、マスク特性が変化した第２次フォトマスク１Ｂを製造することができる。

【0061】

＜追加工例１－２（第２次フォトマスクの製造方法１－２）＞
追加工例１－２では、図６（ｃ）に示すように、上層膜５をエッチング処理用マスクとして、中間膜４の露出部分、すなわち、第１次パターンＰＡの第２の領域（リム部）１２の中間膜４がエッチングにより除去される。これにより、第１次パターンＰＡからパターン形状が変化した第２次パターンＰＣが形成される。方法そのものは、中間膜エッチング工程（工程６）と同様である。

【0062】

追加工例１－２は、リム部１２が必要なくなり、通常のハーフトーンマスクとして使用したい場合に行う。追加工例１－２は、追加の描画工程を必要とせず、エッチング工程を行うだけなので、アライメントずれが生じることなく、マスク特性が変化した第２次フォトマスク１Ｃを製造することができる。

【0063】

＜追加工例１－３（第２次フォトマスクの製造方法１－３）＞
追加工例１－３では、図６（ｄ）に示すように、第１次パターンＰＡの第１の領域（遮光部）１０の上層膜５がエッチングにより除去される。これにより、第１次パターンＰＡからパターン形状が変化した第２次パターンＰＤが形成される。方法そのものは、上層膜エッチング工程（工程５、工程８）と同様である。

【0064】

追加工例１－３は、リム部１２の幅が狭いためにリムの効果が出ず、通常の位相シフトマスクとして使用したい場合に行う。追加工例１－３は、追加の描画工程を必要とせず、エッチング工程を行うだけなので、アライメントずれが生じることなく、マスク特性が変化した第２次フォトマスク１Ｄを製造することができる。

【0065】

＜追加工例２－１（第２次フォトマスクの製造方法２－１）＞
追加工例２－１では、図７（ａ）に示すように、第１次パターンＰＡが単位パターンとして複数形成された状態で、図８（ｂ）に示すように、追加工例１－１ないし１－３のいずれか１つ（本例では、追加工１－１）が一部の単位パターンＰＡに対して行われる。追加工の方法は、図７（ｂ）から図８（ａ）までに示すように、一部の単位パターンＰＡ以外の単位パターンＰＡをレジスト膜６で覆って保護した状態にした上で、一部の単位パターンＰＡの膜に対してエッチング処理を行う。

【0066】

追加工例２－１によれば、パターン形状が異なる２種類のパターン（本例では、第１次パターンＰＡ及び第２次パターンＰＢ）が存在する第２次フォトマスク１Ｅを製造することができる。これにより、２種類のパターンの比較検証を行うことができる。

【0067】

＜追加工例２－２（第２次フォトマスクの製造方法２－２）＞
追加工例２－２では、図８（ｃ）に示すように、異なる種類の追加工（本例では、追加工１－２）が第２次フォトマスク１Ｅの他の単位パターンＰＡに対して行われる。追加工の方法は、追加工２－１の方法と同様である。

【0068】

追加工例２－２によれば、パターン形状が異なる３種類のパターン（本例では、第１次パターンＰＡ及び第２次パターンＰＢ，ＰＣ）が存在する第２次フォトマスク１Ｆを製造することができる。これにより、３種類のパターンの比較検証を行うことができる。

【0069】

＜追加工例２－３（第２次フォトマスクの製造方法２－３）＞
追加工例２－３では、図８（ｄ）に示すように、さらに異なる種類の追加工（本例では、追加工１－３）が第２次フォトマスク１Ｆのさらに他の単位パターンＰＡに対して行われる。追加工の方法は、追加工２－１の方法と同様である。

【0070】

追加工例２－３によれば、パターン形状が異なる４種類のパターン（本例では、第１次パターンＰＡ及び第２次パターンＰＢ～ＰＤ）が存在する第２次フォトマスク１Ｇを製造することができる。これにより、４種類のパターンの比較検証を行うことができる。

【0071】

＜追加工例３（第２次フォトマスクの製造方法３）＞
追加工３では、第１次フォトマスク１Ａを用いるフォトリソグラフィにより製造された被転写基板の、第１次パターンＰＡに基づいて形成されたパターンの測定結果（たとえば、図９（ａ）に示す、ポジ型レジストを用いたレジスト残膜の測定結果であり、通常は、フォトマスクメーカから第１次フォトマスク１Ａの納品を受けたパネルメーカが測定を行う。ただし、フォトマスクメーカが測定を行ってもよい。）に基づいて作成されるパターンデータを用い、第１次パターンＰＡがパターニングされる。図９（ｂ）から図１０（ｃ）に示す例は、リム部１２の幅が設計値よりも太いとの測定結果に基づき、リム部１２の幅を細くする追加工を行う例である。追加工の方法（第２次フォトマスク１Ｈの製造方法）は、
ｉ）第１次フォトマスク準備工程（工程１）
ｉｉ）レジスト膜形成工程（工程２）
ｉｉｉ）描画工程（工程３）
ｉｖ）現像工程（工程４）
ｖ）エッチング工程（工程５）
ｖｉ）レジスト膜除去工程（工程６）
を備える。各工程は、上述した各種の工程と同様であるため、説明を省略する。

【0072】

これにより、残膜の傾斜角度が異なる（たとえば、急峻な状態から緩やかとなる）マスク特性に変化した第２次フォトマスク１Ｈを製造することができる（第２次フォトマスク１Ｈの第２次パターンに基づいて形成されたパターンの測定結果を図１０（ｄ）に示す。）。

【0073】

なお、パターンの測定結果に基づく追加工の種類としては、上記のもの以外に、たとえば次のようなものがある。
ａ）リム部１２の幅を太くする追加工（エッチング工程で上層膜５のエッジ部をエッチングにより除去することで、中間膜４の露出部分を増やしてリム部１２の幅を太くする追加工。これにより、残膜の傾斜角度が異なる（たとえば、緩やかな状態から急峻となる）マスク特性に変化した第２次フォトマスクを製造することができる。）
ｂ）リム部１２の一部の幅を太くし、リム部１２の別の一部の幅を細くする追加工（リム部１２の幅を狭くする追加工と、リム部１２の幅を太くする追加工とを個別に行う。これにより、面内に様々なリム幅を持つパターンを作成することができる。）

【0074】

なお、リム部１２を設けるのは、パネル側のプロセス裕度を向上させるための対応である。たとえば、ソース・ドレイン電極に対応する残膜のパターンエッジを急峻にするために、リム部１２が設けられる。リム部１２の幅は、追加工の前後を含め、０．１μｍ以上、より好ましくは、０．５μｍ以上、３．０μｍ以下の範囲であることが好ましい。

【0075】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0076】

上記実施形態においては、下層膜はハーフトーン膜、中間膜は位相シフト膜、上層膜は遮光膜である。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。一例として、次のような例を採用することができる。
ａ）下層膜は位相シフト膜、中間膜はハーフトーン膜、上層膜は遮光膜
ｂ）透過率が下層膜＜中間膜＜上層膜となるような膜
ｃ）透過率が上層膜＞下層膜、中間膜（下層膜及び中間膜の透過率の大小は問わない）

【0077】

また、上記実施形態においては、下層膜はＣｒ系の材質、中間膜は金属シリサイド系の材質、上層膜はＮｉ系の材質が用いられる。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、下層膜はＮｉ系の材質、中間膜はＣｒ系の材質、上層膜は金属シリサイド系の材質が用いられる等、要は、下層膜、中間膜及び上層膜は、互いにエッチング特性が異なることを前提として、それぞれ、Ｃｒ系の材質、金属シリサイド系の材質又はＮｉ系の材質のいずれか、又はさらに別の材質から選択することができる。

【0078】

また、物理的に干渉するものでない限り、以上に記載した技術要素を他の実施形態ないし例に適用すること、以上に記載した技術要素を他の実施形態ないし例に係る技術要素と置換すること、以上に記載した技術要素同士を組み合わせること等は、当然に可能であり、これは、本発明が当然に意図するところである。

【符号の説明】

【0079】

１Ａ…第１次フォトマスク、１Ｂ～１Ｈ…第２次フォトマスク、１０…第１の領域（遮光部）、１１…半透過部、１２…第２の領域（位相シフト部、リム部）、１３…第３の領域（ハーフトーン部）、２…透明基板、３…半透過膜（ハーフトーン膜、下層膜）、４…半透過膜（位相シフト膜、中間膜）、５…遮光膜（上層膜）、６…レジスト膜、６ａ…第１の領域、６ｂ…第２の領域、６ｃ…第３の領域、ＰＡ…第１次パターン、ＰＢ～ＰＤ…第２次パターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】