特許 7261709 フォトマスク、フォトマスクの製造方法及び表示装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-12

(45)【発行日】2023-04-20

(54)【発明の名称】フォトマスク、フォトマスクの製造方法及び表示装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/32 20120101AFI20230413BHJP

   G03F 1/58 20120101ALI20230413BHJP

【ＦＩ】

G03F1/32

G03F1/58

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2019167130

(22)【出願日】2019-09-13

(65)【公開番号】P2021043404

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-06-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091362

【弁理士】

【氏名又は名称】阿仁屋 節雄

(74)【代理人】

【識別番号】100145872

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 昌浩

(74)【代理人】

【識別番号】100161034

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 知洋

(74)【代理人】

【識別番号】100187632

【弁理士】

【氏名又は名称】橘高 英郎

(72)【発明者】

【氏名】山口 昇

【審査官】牧 隆志

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１０９６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２５０４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８１４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１０４５４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１０２６０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ １／００ ー １／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、前記透明基板上に形成された、位相制御膜、及び透過制御膜がそれぞれパターニングされることによって形成され、
前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Ｔｐ（％）（但しＴｐ≧２）、及び略１８０度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Ｔｈ（％）（但し、Ｔｈ≧２０）、及び、位相シフト量φｈ（度）（但しφｈ＜９０）を有し、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に前記透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅Ｄ１（μｍ）（但し０．５≦Ｄ１）で配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜が形成されてなるエッジ部、及び、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜と前記透過制御膜が積層する、積層部、
を有し、
前記積層部は、前記透明基板上に前記位相制御膜及び前記透過制御膜が、この順に、直接又は間接に積層されている、
フォトマスク。

【請求項2】

前記半透光部は、前記遮光部と隣接する部分を有し、かつ、前記半透光部と前記遮光部の前記代表波長の光に対する位相差φｐが、略１８０度である、請求項１に記載のフォトマスク。

【請求項3】

前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性を有する材料からなる、請求項１又は２に記載のフォトマスク。

【請求項4】

前記積層部は、前記位相制御膜と前記透過制御膜に加え、遮光膜が積層する領域を含み、
前記遮光膜は、光学濃度ＯＤが３以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載のフォトマスク。

【請求項5】

前記積層部は、前記透明基板上に、前記位相制御膜、前記遮光膜、及び前記透過制御膜が、この順に積層された領域を含む、請求項４に記載のフォトマスク。

【請求項6】

前記遮光部は、前記積層部と前記エッジ部の間に挟まれて配置され、所定幅Ｍ（μｍ）（但し０＜Ｍ≦０．８）で形成されたマージン部を更に有し、
前記マージン部は、前記遮光膜の表面が露出するとともに、該遮光膜の表面から膜厚の一部が失われたものである、請求項５に記載のフォトマスク。

【請求項7】

透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクの製造方法であって、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅Ｄ１（μｍ）（但し０．５≦Ｄ１）で配置され、前記透明基板上に位相制御膜が形成されてなるエッジ部、及び、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜と前記透過制御膜が積層されてなる積層部、
を有するフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、前記位相制御膜が形成されたフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記位相制御膜をパターニングし、位相制御膜パターンを形成する第１パターニング工程と、
前記位相制御膜パターン上及び前記透明基板上に形成された前記透過制御膜上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜に描画、現像を施すことによって形成されたレジストパターンを用いて、前記透過制御膜をパターニングする、第２パターニング工程と、を有し、
前記第２パターニング工程において、
前記レジストパターンは、前記透光部に対応する領域の寸法に対して、隣接する前記遮光部側に、片側あたりＤ１分拡張した開口を有し、該レジストパターンをマスクとして前記透過制御膜をパターニングすることにより、前記エッジ部が形成される、
フォトマスクの製造方法。

【請求項8】

前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Ｔｐ（％）（但しＴｐ≧２）、及び略１８０度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Ｔｈ（％）（但し、Ｔｈ≧２０）、及び、位相シフト量φｈ（度）（但しφｈ＜９０）を有する、
請求項７に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項9】

前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性のある材料からなる、請求項７又は８に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項10】

透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクの製造方法であって、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅Ｄ１（μｍ）（但し０．５≦Ｄ１）で配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜が形成されてなるエッジ部、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜及び前記透過制御膜が直接又は間接に積層されたなる積層部、及び、
前記エッジ部と前記積層部に挟まれて配置された所定幅Ｍ（μｍ）（但し０＜Ｍ≦０．８）のマージン部、
を有するフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、前記位相制御膜、遮光膜、及び第１レジスト膜がこの順に形成されたフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記第１レジスト膜に描画、及び現像を施して、第１レジストパターンを形成する工程と、
前記第１レジストパターンを用い、前記遮光膜をパターニングし、次いで前記位相制御膜をパターニングして、位相制御膜パターンを形成する第１パターニング工程と、
前記第１レジストパターンを用いて、前記遮光膜をサイドエッチングして、遮光膜パターンを形成するサイドエッチング工程と、
前記位相制御膜パターン上、前記遮光膜パターン上及び前記透明基板上に形成された前記透過制御膜上に、第２レジスト膜を形成し、該第２レジスト膜に描画、現像を施して形成された第２レジストパターンを用いて、前記透過制御膜をパターニングする、第２パターニング工程と、を有し、
前記第２パターニング工程において、
前記第２レジストパターンは、前記透光部に対応する領域の寸法に対して、隣接する前記遮光部側に、片側あたり（Ｄ１＋Ｍ）分拡張した開口を有し、該第２レジストパターンをマスクとして前記透過制御膜をパターニングすることにより、前記エッジ部及び前記マージン部が形成される、
フォトマスクの製造方法。

【請求項11】

前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性のある材料からなる、請求項１０に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項12】

前記遮光膜と前記透過制御膜は、互いに共通のエッチング剤によってエッチング可能な材料からなる、請求項１０又は１１に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項13】

前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Ｔｐ（％）（但しＴｐ≧２）、及び略１８０度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Ｔｈ（％）（但し、Ｔｈ≧２０）、及び、位相シフト量φｈ（度）（但しφｈ＜９０）を有する、
請求項１０に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項14】

前記マージン部は、前記透過制御膜上に積層する前記遮光膜の表面が露出するとともに、該遮光膜の表面から膜厚の一部が失われたものである、請求項１０～１３のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。

【請求項15】

請求項１～６のいずれか１項に記載のフォトマスクを用意する工程と、
露光装置を用いて、前記フォトマスクを露光する工程と、
を有する、表示装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子デバイスを製造するためのフォトマスクであって、特に表示装置製造用に好適なフォトマスク、その製造方法、及び、それを用いた表示装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

露光光を遮光する遮光部と、露光光を透過する透光部と、露光光の一部を透過する半透光部とを持つ転写パターンを備えることにより、露光光の光強度を領域により異ならせるフォトマスク（以下、多階調フォトマスクともいう）が知られている。この多階調フォトマスクを用いて露光・現像を行うことにより、被転写体上に少なくとも３種類の残膜厚み（ゼロの場合を含む）を持つレジストパターンを形成することができる。このため、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示装置を含む電子デバイスの製造にあたり、使用するフォトマスクの枚数を減少させ、生産効率の向上が可能となるので有用である。

【0003】

特許文献１には、急峻なプロファイルをもつレジストパターンを得ることができる、多階調フォトマスクが記載されている。
具体的には、透明基板上に、それぞれ所定の光透過率を持つ第１半透光膜及び第２半透光膜をそれぞれ形成し、それぞれ所定のパターニングを施すことにより、透光部、第１半透光部、及び前記第１半透光部と隣接する部分を持つ第２半透光部を含む転写パターンを形成してなる多階調フォトマスクが記載されている。そして、ｉ線～ｇ線の範囲内の光の代表波長に対して、前記第２半透光部と透光部との間の位相差が９０度未満であり、前記代表波長に対して、前記第１半透光部と第２半透光部との間の位相差が９０度を越えており、前記代表波長に対して、前記第１半透光部の透過率が１０％未満であり、前記第２半透光部の透過率が２０％以上であることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－２５８２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１によると、従来の多階調フォトマスクを用いて、転写パターンを被転写体上のレジスト膜に転写すると、半透光部と遮光部の境界などのパターン境界において、露光光の回折が生じるため、透過光の強度分布がなだらかな曲線になる。すなわち、光強度分布曲線の立上り、立下りが急峻でなくなる。このような多階調フォトマスクを用いてレジストパターン転写を行うと、被転写体上のレジスト膜に形成される、レジストパターンのプロファイルがなだらかになり、パターンの側面がテーパー形状となる。その結果、該レジストパターンをマスクとして、薄膜の加工を行う際に、加工線幅の制御が困難になり、パネルなどの製造プロセスにおいて、加工条件のマージンが狭くなり、量産上の不都合をもたらすとしている。

【0006】

そこで、特許文献１に記載の発明では、上記のとおり、２つの半透光部をもつ多階調フォトマスクを提案している。すなわち、特許文献１に記載の多階調フォトマスクは、露光光の代表波長に対して、第２半透光部と透光部との間の位相差が９０度未満であり、第１半透光部と第２半透光部との間の位相差が９０度を越えており、前記代表波長に対して、前記第１半透光部の透過率が１０％未満であり、前記第２半透光部の透過率が２０％以上である。

【0007】

このようにすることで、第１半透光部と第２半透光部の境界で、露光光強度が相殺し、コントラスト強調され、さらに、透光部と第２半透光膜との間でコントラスト強調されない。このため、この多階調フォトマスクは、第２半透光部との透光部との間の境界部分で暗線が現れることを防止しつつ、第１、第２半透光部の境界によって、被転写体上に形成されるレジストパターンの側壁に急峻なプロファイルを持つ形状を得ることができる、としている。

【0008】

図１（ａ）には、特許文献１に記載の多階調フォトマスク（特許文献１の図１（ａ）参照）を示す。この多階調フォトマスクは、透光部１１と第２半透光部１３との間の露光光に対する位相差が９０度未満、好ましくは６０度未満であり、かつ、第１半透光部１２と第２半透光部１３との間の位相差が９０度を越え、好ましくは１８０±３０度である。この設定により、第１半透光部１２と第２半透光部１３との境界では反転位相の光が互いに干渉し、その光強度を相殺する、いわゆる位相シフト効果が得られ、透光部と第２半透光部の間では、該位相シフト効果による光強度の相殺が実質的に生じない。このため、第２半透光部と透光部の間の境界部分に対応する被転写上の位置に、暗線が現れることを防止しつつ、第１半透光部と第２半透光部の境界部分に対応する被転写体上の位置においては、光強度の変化が急峻になる。このため、エッジに急峻なプロファイルを持つレジストパターンを得られると考えられる。

【0009】

但し、益々高精細な表示性能が求められる表示装置の分野では、特許文献１に記載の多階調フォトマスクによっても、十分とはいえず、更に表示装置等のデバイス生産の寸法精度や歩留を向上させる余地があることが、本発明者によって見出された。

【0010】

図１（ａ）に示すフォトマスクにおいて、第１半透光部１２と第２半透光部１３の境界においては、両者を透過する露光光の位相差が１８０度に近いものであると考えられるため、相互に透過光の干渉が生じ、いわゆる位相シフト作用が得られるとみられる。これは、被転写体上の光強度分布カーブの傾きを急峻にする作用をもち、有利な効果が得られることがある程度期待できる。また、第１半透光部１２と透光部１１の境界においても、両者を透過する光がもつ位相差は１８０度に近いものとなり、相互の透過光の干渉が生じ、ここでも、位相シフト作用がある程度得られると思われる。

【0011】

一方、第１半透光部１２の領域のうち、エッジから遠い部分（領域の中心付近）は、上記位相シフト作用のメリットは実質的に得られず、また、露光光を所定の透過率（１０％以下）で透過してしまうため、この部分の光強度分布のボトムが十分に下がらない（十分な遮光性が得られない）という点で、従来の多階調フォトマスク（特許文献１では図１０として開示）では生じなかった不都合が生じてしまう懸念がある。

【0012】

また、第１半透光部１２は、第２半透光膜と第１半透光膜を積層して構成し、第２半透光部１３は第２半透光膜の単膜で構成すると、各半透光部１２，１３の位相シフト量を所望値に設定することが容易でない。各領域のエッジにおける位相差を、正確に１８０度に制御する事が困難になる。例えば、第１半透光部（積層からなる）１２と透光部１１の相互の位相差を１８０度とすれば、第１半透光部１２と第２半透光部１３の相互の位相差は、それより小さい値（第２半透光膜が有する位相シフト量分を減じた値）となる。従って、上記それぞれの境界において、位相シフト作用を効果的に生じさせることができない。

【0013】

また、第１半透光部１２と第２半透光部１３を、それぞれ、第１半透光膜、第２半透光膜の単膜で構成する場合には、両者の隣接部分において、パターニングの際のアライメントずれが発生するリスクがあり、両者の間に隙間が生じたり、逆に重複による暗線が生じたりする危険性がある。

【0014】

特許文献１に記載の他のフォトマスクを、図１（ｂ）に示す。このフォトマスクは、上記図１（ａ）の第１半透光部１２であった部分の一部に遮光膜が形成され、遮光部１４が形成されている。

【0015】

このフォトマスクは、上記した問題のうち、十分な遮光性が得られないという点に対し、改善をもたらすものとみられる。しかしながら、この場合には、該遮光部１４と透光部１１との間の位相シフト作用は生じないため、被転写体上に形成されるレジストパターンのプロファイルを向上する効果が低減してしまう。

【課題を解決するための手段】

【0016】

（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、前記透明基板上に形成された、位相制御膜、及び透過制御膜がそれぞれパターニングされることによって形成され、
前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Ｔｐ（％）（但しＴｐ≧２）、及び略１８０度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Ｔｈ（％）（但し、Ｔｈ≧２０）、及び、位相シフト量φｈ（度）（但しφｈ＜９０）を有し、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に前記透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅Ｄ１（μｍ）（但し０．５≦Ｄ１）で配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜が形成されてなるエッジ部、及び、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜と前記透過制御膜が積層されてなる積層部、
を有する、フォトマスクである。

【0017】

（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
前記半透光部は、前記遮光部と隣接する部分を有し、かつ、前記半透光部と前記遮光部の前記代表波長の光に対する位相差φｐが、略１８０度である、上記第１の態様に記載のフォトマスクである。

【0018】

（第３の態様）
本発明の第３の態様は、
前記積層部は、前記透明基板上に前記位相制御膜及び前記透過制御膜が、この順に、直接又は間接に積層されている、上記第１又は第２の態様に記載のフォトマスクである。

【0019】

（第４の態様）
本発明の第４の態様は、
前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性を有する材料からなる、上記第１～第３のいずれか１態様に記載のフォトマスクである。

【0020】

（第５の態様）
本発明の第５の態様は、
前記積層部は、前記位相制御膜と前記透過制御膜に加え、遮光膜が積層する領域を含み、
前記遮光膜は、光学濃度ＯＤが３以上である、上記第１～第４のいずれか１態様に記載のフォトマスクである。

【0021】

（第６の態様）
本発明の第６の態様は、
前記積層部は、前記透明基板上に、前記位相制御膜、前記遮光膜、及び前記透過制御膜が、この順に積層された領域を含む、上記第５の態様に記載のフォトマスクである。

【0022】

（第７の態様）
本発明の第７の態様は、
前記遮光部は、前記積層部と前記エッジ部の間に挟まれて配置され、所定幅Ｍ（μｍ)（但し０＜Ｍ≦０．８）で形成されたマージン部を更に有し、
前記マージン部は、前記遮光膜の表面が露出するとともに、該遮光膜の表面から膜厚の一部が失われたものである、上記第６の態様に記載のフォトマスクである。

【0023】

（第８の態様）
本発明の第８の態様は、
透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクの製造方法であって、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅Ｄ１（μｍ）（但し０．５≦Ｄ１）で配置され、前記透明基板上に位相制御膜が形成されてなるエッジ部、及び、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜と前記透過制御膜が積層されてなる積層部、
を有するフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、前記位相制御膜が形成されたフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記位相制御膜をパターニングし、位相制御膜パターンを形成する第１パターニング工程と、
前記位相制御膜パターンの形成された前記透明基板上に、前記透過制御膜を形成する工程と、
前記透過制御膜上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜に描画、現像を施すことによって形成されたレジストパターンを用いて、前記透過制御膜をパターニングする、第２パターニング工程と、を有し、
前記第２パターニング工程において、
前記レジストパターンは、前記透光部に対応する領域の寸法に対して、隣接する前記遮光部側に、片側あたりＤ１分拡張した開口を有し、該レジストパターンをマスクとして前記透過制御膜をパターニングすることにより、前記エッジ部が形成される、
フォトマスクの製造方法である。

【0024】

（第９の態様）
本発明の第９の態様は、
前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Ｔｐ（％）（但しＴｐ≧２）、及び略１８０度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Ｔｈ（％）（但し、Ｔｈ≧２０）、及び、位相シフト量φｈ（度）（但しφｈ＜９０）を有する、
上記第８の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。

【0025】

（第１０の態様）
本発明の第１０の態様は、
前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性のある材料からなる、上記第８又は第９の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。

【0026】

（第１１の態様）
本発明の第１１の態様は、
透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクの製造方法であって、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅Ｄ１（μｍ）（但し０．５≦Ｄ１）で配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜が形成されてなるエッジ部、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜及び前記透過制御膜が直接又は間接に積層されたなる積層部、及び、
前記エッジ部と前記積層部に挟まれて配置された所定幅Ｍ（μｍ）（但しＭ≦０．８）のマージン部、
を有するフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、前記位相制御膜、遮光膜、及び第１レジスト膜がこの順に形成されたフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記第１レジスト膜に描画、及び現像を施して、第１レジストパターンを形成する工程と、
前記第１レジストパターンを用い、前記遮光膜をパターニングし、次いで前記位相制御膜をパターニングして、位相制御膜パターンを形成する第１パターニング工程と、
前記第１レジストパターンを用いて、前記遮光膜をサイドエッチングして、遮光膜パターンを形成するサイドエッチング工程と、
前記位相制御膜パターン及び前記遮光膜パターンが形成された前記透明基板上に、前記透過制御膜を形成する工程と、
前記透過制御膜上に、第２レジスト膜を形成し、該第２レジスト膜に描画、現像を施して形成された第２レジストパターンを用いて、前記透過制御膜をパターニングする、第２パターニング工程と、を有し、
前記第２パターニング工程において、
前記第２レジストパターンは、前記透光部に対応する領域の寸法に対して、隣接する前記遮光部側に、片側あたり（Ｄ１＋Ｍ）分拡張した開口を有し、該第２レジストパターンをマスクとして前記透過制御膜をパターニングすることにより、前記エッジ部及び前記マージン部が形成される、
フォトマスクの製造方法である。

【0027】

（第１２の態様）
本発明の第１２の態様は、
前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性のある材料からなる、上記第１１の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。

【0028】

（第１３の態様）
本発明の第１３の態様は、
前記遮光膜と前記透過制御膜は、互いに共通のエッチング剤によってエッチング可能な材料からなる、上記第１１又は第１２の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。

【0029】

（第１４の態様）
本発明の第１４の態様は、
前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Ｔｐ（％）（但しＴｐ≧２）、及び略１８０度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Ｔｈ（％）（但し、Ｔｈ≧２０）、及び、位相シフト量φｈ（度）（但しφｈ＜９０）を有する、
上記第１１の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。

【0030】

（第１５の態様）
本発明の第１５の態様は、
前記マージン部は、前記透過制御膜上に積層する前記遮光膜の表面が露出するとともに、該遮光膜の表面から膜厚の一部が失われたものである、上記第１１～第１４のいずれか１態様に記載のフォトマスクの製造方法である。

【0031】

（第１６の態様）
本発明の第１６の態様は、
上記第１～第８のいずれか１態様に記載のフォトマスクを用意する工程と、
露光装置を用いて、前記フォトマスクを露光する工程と、
を有する、表示装置の製造方法である。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、透光部、遮光部、及び半透光部を有する多階調フォトマスクとして有用なフォトマスクであって、転写によって被転写体上に優れたプロファイルを有するレジストパターンを形成することができるフォトマスクを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】従来の多階調フォトマスクの要部を例示する説明図であり、（ａ）は一構成例を示す図、（ｂ）は他の構成例を示す図である。

【図2】シミュレーションに用いたフォトマスクの転写用パターン（参考例１）を示す説明図であり、（ａ）は平面視した図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は他の構成の断面図である。

【図3】シミュレーションに用いた、他の形態のフォトマスクの転写用パターン（参考例２）を示す説明図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態に係るフォトマスクを例示する説明図であり、（ａ）は平面視した図、（ｂ）は（ａ）中の一点鎖線部分の断面を示す図である。

【図5】光学シミュレーションによって求めた被転写体上に得られる光強度分布を例示する説明図であり、（ａ）は参考例１の場合の光強度分布を示す図、（ｂ）は参考例２の場合の光強度分布を示す図、（ｃ）は第１の実施の形態に係るフォトマスクの場合の光強度分布を示す図である。

【図6】本発明の第１の実施の形態に係るフォトマスクの製造方法例を示す説明図であり、（ａ）～（ｈ）は該製造方法例における各工程でのマスク断面を示す図である。

【図7】本発明の第２の実施の形態に係るフォトマスクを例示する説明図であり、（ａ）は平面視した図、（ｂ）は（ａ）中の一点鎖線部分の断面を示す図である。

【図8】本発明の第２の実施の形態に係るフォトマスクの製造方法例を示す説明図（その１）であり、（ａ）～（ｅ）は該製造方法例における各工程でのマスク断面を示す図である。

【図9】本発明の第２の実施の形態に係るフォトマスクの製造方法例を示す説明図（その２）であり、（ｆ）～（ｊ）は該製造方法例における各工程でのマスク断面を示す図である。

【図10】本発明の第２の実施の形態に係るフォトマスクの製造方法の変形例を示す説明図であり、（ｉ’）及び（ｊ’）は該製造方法例における各工程でのマスク断面を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明に係るフォトマスク、フォトマスクの製造方法及び表示装置の製造方法の実施の形態について説明する。

【0035】

本発明者は、上記の特許文献１に記載の多階調フォトマスクにおける課題を考察し、以下の転写シミュレーションを実施した。転写シミュレーションは、本発明の第１の実施の形態に係るフォトマスク（以下、フォトマスク１ともいう）と、第２の実施の形態に係るフォトマスク（以下、フォトマスク２ともいう）とに加えて、参考例１及び参考例２に係るフォトマスクについても実施した。

【0036】

＜参考例１のフォトマスク＞
図２には、シミュレーションに用いたフォトマスクの転写用パターン（参考例１）を示す。図２（a）は平面視した図、図２（ｂ）はその断面である。該転写用パターンは、透光部１０１、遮光部１０２、及び半透光部１０３を有し、透明基板１０４上において、位相制御膜１０５、及び透過制御膜１０６がそれぞれパターニングされて形成されたものである。

【0037】

透光部１０１は、透明基板１０４が露出してなり、遮光部１０２は、透明基板１０４上に、少なくとも位相制御膜１０５が形成されてなる。また、半透光部１０３は、透明基板１０４上に透過制御膜１０６が形成されてなる。本願発明のフォトマスクを表示装置製造用として用いる場合には、主表面が３００ｍｍ以上（例えば、３００～２０００ｍｍ）の四角形の基板が適用できる。

【0038】

この転写用パターンは、例えば、表示装置を製造するための、ＴＦＴトランジスタ製造用フォトマスクに適用することができる。ここでは、半透光部１０３に隣接し、両側から挟む遮光部１０２が配置されている。

【0039】

ここで、フォトマスクを露光する際に、ｉ線～ｇ線を含む波長域を持つ光源を用いることとし、この範囲内の代表波長（例えばｈ線）に対して、透過制御膜１０６の透過率Ｔｒ１が４０％（透明基板１０４の透過率を１００％とする）であり、位相シフト量φ１が１０度である。また、位相制御膜１０５は、上記代表波長に対して、透過率Ｔｒ２が５％、位相シフト量φ２が１８０度であるとする。

【0040】

尚、図２（ａ）に示すフォトマスクは、図２（ｂ）に示す断面構造のほか、位相制御膜１０５と透過制御膜１０６の成膜順序とパターニング工程を変更することにより、図２（ｃ）に示すように構成することもできる。

【0041】

上記図２（ａ）のフォトマスクを上記光源により露光したときに、被転写体上に得られる光強度分布を、光学シミュレーションによって求めた。図２（a）中の破線Ｌ１に対応する位置の光強度分布を、図５（ａ）に示す。遮光部１０２に対応する位置の光強度分布のボトム（図５に示す（Ａ）の部分）が浮き上がっており、遮光部１０２のエッジから離れた位置における遮光性が不十分であることがわかる。

【0042】

＜参考例２のフォトマスク＞
図３には、シミュレーションに用いた、他の形態のフォトマスクの転写用パターン（参考例２）を示す。断面図は、図２（ｂ）、又は図２（ｃ）と同様にすることができる。但し、ここでは、位相制御膜１０５のかわりに、露光光に対してＯＤ（光学密度）３以上をもつ遮光膜１０７を使用している。

【0043】

図３に示すフォトマスクを、上記図２（a）のフォトマスクに対して行なったと同様に露光したとき、被転写体上に形成される光強度分布を図５（ｂ）に示す。ここでも、図３に示す破線Ｌ２の位置に対応する被転写体上の光強度分布を示す。

【0044】

図５（ｂ）では、遮光部１０２のもつ遮光性は十分であり、ボトム部分の浮き上がりは見られない。但し、ボトム両サイドの傾斜が、図５（ａ）の場合に比べると、緩慢である（傾斜角をそれぞれθ１、θ２とするとθ１＞θ２）。これでは、フォトマスクを用いて被転写体上に形成したレジスト膜に露光し、現像したときに形成されるレジストパターンの断面形状がより傾斜傾向となり、該レジストパターンをエッチングマスクとして行なう、後続のエッチングプロセスにおいて、ＣＤ（パターン幅）制御の精度が不十分になりやすい。

【0045】

＜第１の実施の形態に係るフォトマスク１＞
図４（ａ）に、本発明の第１の実施の形態に係るフォトマスク１を例示する。図４（ｂ）は、図４（a）の一点鎖線部分の断面を示す。

【0046】

このフォマスクは、透明基板３上において、位相制御膜４と透過制御膜５がそれぞれパターニングされて形成されたものであり、透光部６、遮光部７、及び半透光部８を有する。参考例１のフォトマスクと同様に、半透光部８に隣接し、両側から挟む遮光部７が含まれている。

【0047】

透明基板３は、石英などの透明材料からなる板材であり、主表面を平坦かつ平滑に研磨したものとすることができる。

【0048】

位相制御膜４は、上記代表波長の光に対して、透過率Ｔｐ（％）が、２≦Ｔｐを満たし、また、位相シフト量φ４が略１８０度である。ここで、略１８０度とは、１８０±２０度の範囲、すなわち、１６０≦φ４≦２００である。好ましくは、２≦Ｔｐ＜１５、より好ましくは、３＜Ｔｐ＜１０である。Ｔｐの数値が過度に小さいと、位相シフト作用が十分に得られず、また、過大であると、後述する積層部における遮光性が不十分になるリスクが生じる。

【0049】

透過制御膜５は、上記代表波長の光に対して、透過率Ｔｈ（％）が、Ｔｈ≧２０を満たし、好ましくは２０≦Ｔｈ＜６０である。また位相シフト量φ５（φｈの一例に相当）は、φ５＜９０を満たし、好ましくは、０＜φ５＜９０度、より好ましくは、５＜φ５＜６０である。

【0050】

フォトマスク１の転写用パターンにおいて、図４（ａ）に示すとおり、透光部６は、透明基板３の表面が露出してなる。

【0051】

遮光部７は、透明基板３上に少なくとも位相制御膜４が形成されてなる領域である。但し、参考例１のフォトマスクと異なり、遮光部７は、エッジ部７ａと積層部７ｂを有する。すなわち、遮光部７において、隣接する透光部６との境界（すなわち、透光部６と隣接する遮光部７のエッジ）に沿って、所定幅Ｄ１（μｍ）の領域であって、透明基板３上に位相制御膜４のみが形成されたエッジ部７ａを有する。更に、遮光部７においてエッジ部７ａを除いた領域は、位相制御膜４と透過制御膜５が積層する、積層部７ｂとなっている。図４（ｂ）では、位相制御膜４と透過制御膜５は、直接積層されているが、他の膜を介して間接的に積層していてもよい。

【0052】

従って、エッジ部７ａと透光部３とは互いに隣接し、露光光の代表波長に対する位相差は、φ４（すなわち略１８０度）である。この位相差により、エッジ部７ａと透光部６をそれぞれ透過する透過光が互いに干渉し、光強度を相殺する、いわゆる位相シフト効果が得られ、被転写体上において、この位置での光強度分布のプロファイルが向上する（傾斜が抑制される）。

【0053】

一方、遮光部７においてエッジ部７ａ以外（エッジから離れた部分）は、位相制御膜４と透過制御膜５の積層構造となっているため、露光光の透過率Ｔｒ６（％）が低く抑えられる。積層部７ｂの光透過率Ｔｒ６は、好ましくは、Ｔｒ６＜５、より好ましくは、Ｔｒ６＜３である。

【0054】

エッジ部７ａの幅Ｄ１は、例えば、０．５≦Ｄ１＜５．０とすることができる。Ｄ１が小さすぎると、エッジ部７ａと透光部６の境界において、後述の位相シフト効果が十分に発揮されないリスクがある。また、Ｄ１が大きすぎると、遮光部７の遮光性が不十分になり、光強度分布において、ボトムの数値が上がってしまうリスクが生じる。より好ましくは、０．５≦Ｄ１≦２．０とすることができる。

【0055】

尚、図４（a）に示すように、遮光部７が透光部６に隣接し、かつ、両サイド（図４（ａ）では上下方向）から透光部６に挟まれたデザインであるとき、Ｄ１は、遮光部６の幅Ｗの１／２未満である必要がある。更に、遮光部７の遮光性を確保する観点から、Ｄ１は、遮光部の幅Ｗ（μｍ）に対して、１／４以下であることが好ましい。

【0056】

半透光部８は、透明基板３上に透過制御膜５のみが形成されてなる。透過制御膜５の、上記代表波長の光に対する位相シフト量φ５（度）は、上記のとおり０＜φ５＜９０であり、より好ましくは、５＜φ５＜６０である。すなわち、半透光部８は透光部６と隣接するが、その境界における位相差は９０度未満であるため、被転写体上に暗線が生じることはない。

【0057】

半透光部８は、遮光部７とも隣接する部分を有するが、その境界における透過光の（上記代表波長の光に対する）位相差φ４（φｐの一例に相当）は、略１８０度であるから、この部分でも上記と同様位相シフト効果が得られ、光強度分布がより急峻になるメリットが得られる。

【0058】

図４（a）に示すように、遮光部７の幅Ｗと、半透光部８の幅Ｖは、ここではＷ＜Ｖとなっている。
また、幅Ｖの透過制御膜５の部分と位相制御膜４の重なり幅Ｄ２（μｍ）は、０．５≦Ｄ２＜２であることが好ましい。この範囲であると、後述のフォトマスク１の製造方法において、位相制御膜４と透過制御膜５のアライメント誤差を吸収でき、膜同士の隙間が生じない。
ここで、ＷやＶは、半透光部８と、両側から挟む遮光部７の配列方向に対して垂直な方向の幅である。

【0059】

以上のように構成されたフォトマスク１を露光して、被転写体上に形成しようとするレジストパターンにおいて、その断面形状をよりシャープに立たせることが可能となり、該フォトマスクを用いて得ようとするデバイスの寸法精度や歩留が向上できる。

【0060】

フォトマスク１における転写用パターンは、透明基板３上に、それぞれパターニングされた、位相制御膜４、及び透過制御膜５が配置されて形成されている。その他の膜、又は膜パターンが付加的に透明基板３上に形成されていてもよい。

【0061】

位相制御膜４と透過制御膜５は、いずれもウェットエッチング可能な材料であることが好ましい。

【0062】

位相制御膜４の材料は、Ｃｒ又はその化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、又は酸化窒化炭化物）であっても良く、又は、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉを含む金属化合物であってもよい。金属化合物としては、金属のシリサイド、又は、該シリサイドの上記化合物であっても良い。更に、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｍｏ、ＴｉのいずれかとＳｉを含む材料、又は、これらの材料の酸化物、窒化物、酸化窒化物、炭化物、又は酸化窒化炭化物を含む材料からなるとすることができ、更にＳｉの上記化合物であってもよい。

【0063】

透過制御膜５の材料は、Ｃｒ又はその化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、又は酸化窒化炭化物）であっても良く、又は、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉを含む金属化合物であってもよい。金属化合物としては、金属シリサイド、又は、該シリサイドの上記化合物であっても良い。

【0064】

位相制御膜４と透過制御膜５は、互いにエッチング選択性を有する材料からなることが好ましい。すなわち、位相制御膜４のエッチング剤に対して透過制御膜５は耐性をもち、透過制御膜５のエッチング剤に対して、位相制御膜４が耐性を有することが好ましい。

【0065】

フォトマスク１は、多階調フォトマスクとして使用することができる。すなわち、被転写体上に、レジストの残膜厚みの異なる複数の領域をもつレジストパターンを形成するためのフォトマスクである。ここでレジストとは、ポジ又はネガのフォトレジストであることができる。
該多階調フォトマスクは、例えば表示装置製造の際に、バイナリマスクのみを使用する場合に比べて、必要なフォトマスクの枚数を減少させる効果がある、機能性フォトマスクである。
但し、上記レジストパターンは、電子デバイス製造の過程でエッチングマスクとして使用され、その後除去されるもののほか、感光材料からなる立体構成物として、表示装置等の電子デバイス内に残存するものも含む。

【0066】

該フォトマスク１を用いて、上記と同様の光学シミュレーションを行なったところ、図５（ｃ）に示すように、光強度分布のボトムにあたる（Ｂ）の部分が、図５（ａ）の場合よりも低減しており、また、ボトム両側の傾斜が抑制され、傾斜角（θ３）がθ１と同様になっている。

【0067】

従って、フォトマスク１を用いて、ＦＰＤ用露光装置によって露光したとき、被転写体上に掲載されるレジストパターン形状が良好になることが分かる。

【0068】

＜フォトマスク１の製造方法＞
図６を参照して、フォトマスク１の製造方法例について説明する。

【0069】

（ａ）透明基板上３に位相制御膜４が成膜され、更に第１レジスト膜２１が形成された、レジスト付フォトマスクブランクを用意する。第１レジスト膜２１はポジ型のフォトレジストとする。位相制御膜４の成膜にはスパッタ法など公知の方法を適用できる。後述の透過制御膜５、遮光膜９も同様である。

【0070】

（ｂ）描画装置により、得ようとするデバイスパターンに基づくパターンデータを用いて描画を行い、現像することで、第１レジストパターン２１’を得る。ここではレーザ描画装置を適用することができる。

【0071】

（c）上記第１レジストパターン２１’をエッチングマスクとして位相制御膜４をウェットエッチングし、位相制御膜パターン４’を形成する（遮光部７の領域が画定する）。位相制御膜４が、金属シリサイド（例えばＭｏＳｉ）を含むものであれば、フッ素系のエッチング剤を用いることができる。

【0072】

（ｄ）第１レジストパターン２１’を除去したのち、透過制御膜５を全面に形成する。透過制御膜５の材料はＣｒ化合物を含むものとすることができ、位相制御膜４との間でエッチング選択性を確保する。

【0073】

（ｅ）透過制御膜５上に第２レジスト膜２２を形成する。

【0074】

（ｆ）再度描画、及び現像を行い、第２レジストパターン２２’を形成する。この第２レジストパターン２２’は、半透光部８となる領域を被覆し、また遮光部７となる領域のうち、エッジ部７ａとなる領域を除いて被覆する。

【0075】

（ｇ）第２レジストパターン２２’をエッチングマスクとして、露出している透過制御膜５をエッチングし、透過制御膜パターン５’を形成する。透過制御膜５がＣｒ系の膜であれば、公知のＣｒ用エッチング剤を使用することができる。このエッチングにより、エッジ部７ａ及び半透光部８が形成される。

【0076】

（ｈ）第２レジストパターン２２’を除去し、フォトマスク１が完成する。

【0077】

上記製造方法では、位相制御膜パターン４’を形成する工程、及び、透過制御膜パターン５’を形成する工程のいずれにおいても、それぞれ単一の膜をエッチング対象とする。すなわち、２層以上の積層を同一のエッチング剤で連続的にエッチングする工程を適用しないことから、それぞれのエッチングを短時間にて終了可能であり、サイドエッチングの進行を抑えられることから、フォトマスク面内のＣＤ（Critical Dimension、パターン幅）のばらつきを抑止でき、優れたＣＤ精度を得られる。

【0078】

尚、（ｂ）工程の描画と、（ｆ）工程の描画において、互いにアライメントずれが生じた場合には、エッジ部７ａの幅が面内で均一になりにくい傾向がある。この点については、フォトマスク２についての説明において後述する。

【0079】

＜第２の実施の形態に係るフォトマスク２＞
図７（ａ）に、本発明の第２の実施の形態に係るフォトマスク２を例示する。図７（ｂ）は、図７（a）の一点鎖線部分の断面を示す。

【0080】

フォトマスク２がフォトマスク１と相違する点は、位相制御膜４と透過制御膜５のほかに、遮光膜９を用いている点である。

【0081】

このフォトマスク２は、透明基板３上において、位相制御膜４、遮光膜９、および透過制御膜５がそれぞれパターニングされて形成されたものであり、透光部６、遮光部７、及び半透光部８を有する。フォトマスク１と同様に、半透光部８に隣接し、両側から挟む遮光部７が含まれている。

【0082】

透明基板３は、フォトマスク１と同様のものを適用できる。

【0083】

位相制御膜４も、フォトマスク１と同様のものを適用することができる。すなわち、上記代表波長の光に対して、透過率Ｔｐ（％）が、Ｔｐ≧２を満たし、好ましくは２≦Ｔｐ＜１５である。また、位相シフト量φ４が略１８０度である。ここで、略１８０度とは、１８０±２０度の範囲、すなわち、１６０≦φ４≦２００である。より好ましくは、３＜Ｔｐ＜１０である。

【0084】

遮光膜９は、露光光を実質的に遮光する（好ましくは光学濃度ＯＤ≧３）。遮光膜９は、その表面側、及び／又は裏面側に、光の反射を制御する反射制御層（但し不図示）を設けたものであってもよい。

【0085】

透過制御膜５は、上記代表波長の光に対して、透過率Ｔｈ（％）が、Ｔｈ≧２０を満たし、好ましくは２０＜Ｔｈ＜６０である。また位相シフト量φ５は、０＜φ５＜９０度、より好ましくは、５＜φ５＜６０である。

【0086】

フォトマスク１と同様、フォトマスク２の転写用パターンにおいて、図７（a）に示すとおり、透光部６は透明基板３の表面が露出してなる。

【0087】

遮光部７は透明基板３上に少なくとも位相制御膜４が形成されてなる領域である。但し、フォトマスク１とは異なり、遮光部７は、エッジ部７ａ、マージン部７ｃ、及び積層部７ｂを有する。

【0088】

すなわち、遮光部７において、隣接する透光部６との境界（すなわち、透光部６と隣接する遮光部７のエッジ）に沿って、所定幅Ｄ１（μｍ）の領域であって、透明基板３上に位相制御膜４のみが形成されたエッジ部７ａを有する。Ｄ１の大きさは、フォトマスク１と同様である。

【0089】

また、遮光部７において、エッジ部７ａと隣接（透光部６と隣接する境界とは反対側の隣接）して、所定幅Ｍ（μｍ）のマージン部７ｃを有する。マージン部７ｃは、位相制御膜４と遮光膜９の積層によってなる。Ｍの幅は、（Ｗ／２－Ｄ１）＞Ｍを満たせば特に制約は無い。しかしながら、０＜Ｍ≦０．８であることが好ましい。この点については更に後述する。

【0090】

ここでも、位相制御膜４と透過制御膜５が直接又は間接に積層する部分が積層部７ｂである。遮光部７においてエッジ部７ａを除いた領域には、マージン部７ｃと積層部７ｂが配置されている。

【0091】

このようなフォトマスク２においても、フォトマスク１と同様、エッジ部７ａと透光部６とは互いに隣接し、露光光の代表波長に対する位相差は、φ４（すなわち略１８０度）である。この位相差により、エッジ部７ａと透光部６をそれぞれ透過する透過光が互いに干渉し、光強度を相殺する、いわゆる位相シフト効果が得られ、被転写体上において、この位置での光強度分布のプロファイルが向上する（傾斜が抑制される）。

【0092】

一方、遮光部７においてエッジ部７ａ以外（エッジから離れた部分）は、位相制御膜４と透過制御膜５の積層構造となり、更にエッジ部７ａとマージン部７ｃ以外の領域（中央領域ともいう）には遮光膜９が積層されているため、遮光性が優れ、露光光の透過による影響は実質的に生じない。

【0093】

エッジ部７ａの幅Ｄ１は、フォトマスク１の場合と同様、０．５≦Ｄ１＜５．０とすることができる。より好ましくは、０．５≦Ｄ１≦２．０とすることができる。

【0094】

半透光部８は、透明基板３上に透過制御膜５のみが形成されてなる。透過制御膜５の、上記代表波長の光に対する位相シフト量φ５（度）は、上記のとおり０＜φ５＜９０であり、より好ましくは、５＜φ５＜６０である。すなわち、半透光部８は透光部６と隣接するが、その境界における位相差は９０度未満であるため、被転写体上に暗線が生じることはない。

【0095】

半透光部８は、遮光部７とも隣接する部分を有するが、その境界における透過光の位相差（上記代表波長の光に対する）φ４は、略１８０度であるから、この部分でも上記と同様位相シフト効果が得られ、光強度分布がより急峻になるメリットが得られる。

【0096】

図７（ａ）において、幅Ｖの透過制御膜５の部分と位相制御膜４の重なり幅Ｄ２（μｍ）は、上記フォトマスク１と同様である。

【0097】

以上のように構成されたフォトマスク２も、これを露光して、被転写体上に形成しようとするレジストパターンにおいて、その断面形状をよりシャープに立たせることが可能となり、該フォトマスクを用いて得ようとするデバイスの寸法精度や歩留が向上できる。

【0098】

フォトマスク２における転写用パターンは、透明基板３上に、それぞれパターニングされた、位相制御膜４、遮光膜９、及び透過制御膜５が配置されて形成されている。その他の膜、又は膜パターンが付加的に透明基板３上に形成されていてもよい。

【0099】

位相制御膜４、遮光膜９及び透過制御膜５は、いずれもウェットエッチング可能な材料であることが好ましい。

【0100】

位相制御膜４の材料は、上記フォトマスク１の材料候補と同様のものから選択することができる。また、透過制御膜５も同様である。

【0101】

また、位相制御膜４と透過制御膜５は、互いにエッチング選択性を有する材料からなることが好ましい。すなわち、位相制御膜４のエッチング剤に対して透過制御膜５は耐性をもち、透過制御膜５のエッチング剤に対して、位相制御膜４が耐性を有することが好ましい。

【0102】

遮光膜９は、位相制御膜４、透過制御膜５の材料の一方、又は両方に対して、エッチング選択性を有しても良い。但し、遮光膜９は、透過制御膜５と共通のエッチング特性を有していてもよい。後述するフォトマスク２の製造方法２においては、遮光膜９と透過制御膜５がいずれもＣｒを含有し、共通のエッチング剤によってエッチング可能な場合について説明する。

【0103】

フォトマスク２は、フォトマスク１と同様、多階調フォトマスクとして使用することができる。すなわち、被転写体上に、レジストの残膜厚みの異なる複数の領域をもつレジストパターンを形成するためのフォトマスクである。ここでレジストとは、ポジ又はネガのフォトレジストであることができる。
但し、上記レジストパターンは、電子デバイス製造の過程でエッチングマスクとして使用され、その後除去されるもののほか、感光材料からなる立体構成物として、表示装置等の電子デバイス内に残存するものも含む。

【0104】

フォトマスク２は、フォトマスク１と同様に、ＦＰＤ用露光装置によって露光したとき、被転写体上に掲載されるレジストパターンの断面の傾斜が抑止されるほか、遮光部７による遮光性が更に高いものとなる。

【0105】

＜フォトマスク２の製造方法＞
図８及び図９を参照して、フォトマスク２の製造方法例について説明する。

【0106】

（ａ）透明基板３上に位相制御膜４と遮光膜９とがこの順に成膜され、更に第１レジスト膜２１が形成された、レジスト付フォトマスクブランクを用意する。第１レジスト膜２１はポジ型のフォトレジストとする。

【0107】

（ｂ）描画装置により、得ようとするデバイスパターンに基づくパターンデータを用いて描画を行い、現像することで、第１レジストパターン２１’を得る。ここではレーザ描画装置を適用することができる。

【0108】

（ｃ）上記第１レジストパターン２１’をエッチングマスクとして遮光膜９をウェットエッチングし、遮光膜パターン９’を形成する。ここで、遮光膜９はＣｒを含有する材料からなるものとし、Ｃｒ用エッチング剤（硝酸第二セリウムアンモニウムなど）を用いる。ついで、該遮光膜パターン９’をエッチングマスクとし、位相制御膜４をウェットエッチングする（遮光部７の領域が画定する）。位相制御膜４は、ここでは、金属シリサイド（例えばＭｏＳｉ）を含むものとし、エッチングにはフッ素系のエッチング剤を用いる。

【0109】

（ｄ）再びＣｒ用エッチング剤を適用し、第１レジストパターン２１’及び位相制御膜パターン４’をエッチングマスクとして、遮光膜９をサイドエッチングする。サイドエッチング幅は、Ｄ（μｍ）とし、エッチングを停止する。

【0110】

（ｅ）第１レジストパターン２１’を除去する。

【0111】

（ｆ）透過制御膜５を全面に形成する。透過制御膜５の材料は、Ｃｒ化合物を含むものとすることができる。遮光膜９とは同一のエッチング剤でエッチング可能である。但し、該エッチング剤に対し、該膜厚分をエッチング除去するための所要時間は、遮光膜９の所要時間：透過制御膜５の所要時間を５：１～２０：１の範囲とすることが好ましい。このエッチング所要時間は、膜材料と膜厚によって決まる。

【0112】

（ｇ）透過制御膜５上に第２レジスト膜２２を形成する。

【0113】

（ｈ）再度描画、及び現像を行い、第２レジストパターン２２’を形成する。この第２レジストパターン２２’は、半透光部８となる領域を被覆し、及び遮光部７となる領域のうち、エッジ部７ａ及びマージン部７ｃとなる領域を除いて被覆する。つまり、第２レジストパターン２２’は、透光部６に対応する領域の寸法に対して、隣接する遮光部７側に、片側あたり（Ｄ１＋Ｍ）分拡張した開口を有する。そのため、後述するように、該第２レジストパターン２２’をマスクとして透過制御膜５をパターニングすることにより、エッジ部７ａ及びマージン部７ｂが形成されることになる。

【0114】

（ｉ）第２レジストパターン２２’をエッチングマスクとして、露出している透過制御膜５をエッチングし、透過制御膜パターン５’を形成する。透過制御膜５がエッチング除去された時点でエッチングを停止する。尚、透過制御膜５のエッチング終了後、、マージン部７ｃとなる領域において遮光膜９が露出し、該遮光膜９は透過制御膜５とエッチング特性が共通であるため、遮光膜９表面がダメージを受け、膜厚の一部がエッチング除去されることが生じ得る。すなわち、マージン部７ｃとなる領域に残存する遮光膜９の膜厚は、遮光部７（エッジ部７ａ及びマージン部７ｃを除く領域、中央領域）における遮光膜９の膜厚より若干小さいものとなる。換言すると、マージン部７ｃは、遮光膜９の表面が露出するとともに、該遮光膜９の表面から膜厚の一部が失われたものとなる。

【0115】

遮光膜９が表面側に反射防止層を有する場合には、該反射防止層が一部又は全部除去されることがあり得る。しかしながら、遮光部９の遮光性に実質的に影響を与えることはなく、また、反射特性がマージン部分において変化することがあっても、反射防止機能を必要とする描画工程は既に終わっているため、デメリットは生じない。

【0116】

（ｊ）第２レジストパターン２２’を除去し、フォトマスク２が完成する。

【0117】

上記製造方法は、位相制御膜パターン４’と遮光膜パターン９’を形成する過程で、描画工程を１回しか有しない。すなわち（ｂ）の工程の描画により形成された第１レジストパターン２１’を用い、位相制御膜パターン４’をパターニングするとともに、更にサイドエッチングを利用することによって、遮光膜パターン９’をパターニングする。従って、得られたフォトマスク２が有するエッジ部７ａの幅Ｄ１は、サイドエッチング幅と同一になり、面内で均一の幅となる。換言すれば、フォトマスク１の製造方法で、２回の描画の間に生じうるアライメントずれの影響が解消でき、フォトマスク面内におけるエッジ部７ａの幅Ｄ１にばらつきが生じない。そして、エッジ部７ａの幅が面内で均一であれば、その部分によって得られる位相シフト効果、すなわち、光強度分布の向上効果が面内均一になるため、フォトマスク２を用いて得ようとする電子デバイスにおいて、ＣＤ精度が高まり、歩留が向上するといった、優れた作用が得られる。

【0118】

尚、マージン部７ｃの幅Ｍ（μｍ）が大きすぎると、遮光膜９表面において上記ダメージの領域が広がるリスクが生じる。この点を考慮し、マージン部７ｃの幅Ｍの好ましい範囲は、０＜Ｍ≦０．８である。

【0119】

上記製造方法では、位相制御膜パターン４’を形成する工程、遮光膜パターン９’を形成する工程、及び、透過制御膜パターン５’を形成する工程のいずれにおいても、それぞれ単一の膜をエッチング対象とする。すなわち、２層以上の積層を同一のエッチング剤によって連続的にエッチングする工程を適用しないことから、それぞれのエッチングを短時間にて終了可能であり、サイドエッチングの進行を抑えられることから、フォトマスク面内のＣＤのばらつきを抑止でき、優れたＣＤ精度を得られる。

【0120】

また、フォトマスク２の遮光部７は、エッジ部７ａ、マージン部７ｃを除いた領域（中心領域ともいう）に、３層が積層されることから、その遮光性が極めて優れ、好ましくはＯＤ４以上とすることができる。

【0121】

図１０に、フォトマスク２の製造方法の変形例により、フォトマスク２’を製造する工程を示す。ここでは、図９（ｈ）のあと、図１０（ｉ’）及び（ｊ’）を参照する。

【0122】

（ｉ’）第２レジストパターン２２’をエッチングマスクとして、露出している透過制御膜５をエッチングし、透過制御膜パターン５’を形成する。更にエッチングを継続し、露出している部分の遮光膜９をエッチングする。上記エッチング終了後、幅Ｄ３の位相制御膜４が露出して、エッジ部７ａを形成する。

【0123】

（ｊ’）第２レジストパターン２２’を除去し、フォトマスク２’が完成する。

【0124】

フォトマスク２’においても、エッジ部７ａの幅Ｄ３は、面内で均一になる。従って、その部分によって得られる位相シフト効果、すなわち、光強度分布の向上効果が面内均一になるため、フォトマスク２’を用いて得ようとする電子デバイスにおいて、ＣＤ精度が高まり、歩留が向上する。

【0125】

フォトマスク２’において、エッジ部７ａの幅Ｄ３（μｍ）は、０．５≦Ｄ３＜５．０とすることができる。

【0126】

＜表示装置の製造方法＞
フォトマスク１、及びフォトマスク２，２’に共通し、本願発明に係るフォトマスクは、表示装置製造用として好適に用いられる。表示装置製造のために用いられる露光装置としては、ＦＰＤ（Flat Panel Display）用のものであって、等倍の投影露光方式（例えば開口数ＮＡが０．０８～０．１５）のものとすることができる。光源としては、ｉ線、ｈ線、ｇ線のいずれかを含むものとし、これらのうち複数を含む波長または波長域を含む光が有利に使用される。

【0127】

具体的には、フォトマスク１又はフォトマスク２，２’のいずれかを用意する工程と、露光装置を用いて、フォトマスク１又はフォトマスク２，２’のいずれかを露光する工程と、を有して、表示装置を製造することができる。このように、本願発明に係るフォトマスクは、例えば、表示装置（液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置）のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板の製造に好適に使用できる。なお、本明細書において、表示装置とは、表示装置を構成するための電子デバイスを含む。

【0128】

＜変形例＞
以上に、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【0129】

本願発明に係るフォトマスクは、表示装置製造用として好適に用いられるが、その用途に制限は無い。つまり、本願発明に係るフォトマスクの用途、構成や製法については、本発明の作用効果を損なわない限りにおいて、上記に例示したものに限定されない。

【0130】

また、本発明の作用効果を損なわない範囲で、本願発明に係るフォトマスクには、付加的な光学膜や機能膜を使用しても良い。

【符号の説明】

【0131】

３…透明基板、４…位相制御膜、４’…位相制御膜パターン、５…透過制御膜、５’…透過制御膜パターン、６…透光部、７…遮光部、７ａ…エッジ部、７ｂ…積層部、７ｃ…マージン部、８…半透光部、９…遮光膜、９’…遮光膜パターン、２１…第１レジスト膜、２１’…第１レジストパターン、２２…第２レジスト膜、２２’…第２レジストパターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】