グレートーンマスク及びその製造方法
【課題】パターン形状やパターン精度を高めることができるグレートーンマスクを提供する。
【解決手段】遮光部１と、透光部２と、グレートーン部３とを有するグレートーンマスクの製造方法であって、透明基板上に、少なくとも半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜が順次形成され、レジスト膜が形成されたマスクブランクを準備する工程と、透光部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量で、またグレートーン部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量より少ない露光量でレジスト膜を露光する工程と、現像処理を行い、遮光部とグレートーン部とで残膜値が異なるようなレジストパターンを形成する工程と、レジストが除去された領域に露出する遮光膜をエッチングする工程と、透光部を形成すべき部分上の半透光膜と、半透光部を形成すべき部分上の遮光膜を同時に除去する工程と、レジスト膜を除去する工程を含む。
【解決手段】遮光部１と、透光部２と、グレートーン部３とを有するグレートーンマスクの製造方法であって、透明基板上に、少なくとも半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜が順次形成され、レジスト膜が形成されたマスクブランクを準備する工程と、透光部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量で、またグレートーン部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量より少ない露光量でレジスト膜を露光する工程と、現像処理を行い、遮光部とグレートーン部とで残膜値が異なるようなレジストパターンを形成する工程と、レジストが除去された領域に露出する遮光膜をエッチングする工程と、透光部を形成すべき部分上の半透光膜と、半透光部を形成すべき部分上の遮光膜を同時に除去する工程と、レジスト膜を除去する工程を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グレートーンマスク及びその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型ＬＣＤ用マスクの分野において、グレートーンマスクを用いてマスク枚数を
削減する試みがなされている（例えば、非特許文献１参照。）。
ここで、グレートーンマスクは、例えば、図７（１）に示すように、遮光部１と、透光
部２と、グレートーン部３とを有する。グレートーン部３は、グレートーンマスクを使用
する大型ＬＣＤ用露光機の解像限界以下の微細遮光パターン３ａを形成した領域であって
、この領域を透過する光の透過量を低減しこの領域による照射量を低減してフォトレジス
トの膜厚を選択的に変えることを目的として形成される。遮光部１と微細遮光パターン３
ａはともにクロムやクロム化合物等の同じ材料からなる同じ厚さの膜から通常形成されて
いる。透光部２と微細透光部３ｂはともに、透明基板上において遮光膜等が形成されてい
ない透明基板の部分である。
グレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露光機の解像限界は、ステッパ方式の露光
機で約３μｍ、ミラープロジェクション方式の露光機で約４μｍである。このため、例え
ば、図７（１）でグレートーン部における微細透光部３ｂのスペース幅を３μｍ未満、露
光機の解像限界以下の微細遮光パターン３ａのライン幅を３μｍ未満とする。上記大型Ｌ
ＣＤ用露光機で露光した場合、グレートーン部３を通過した露光光は全体として露光量が
足りなくなるため、このグレートーン部３を介して露光したポジ型フォトレジストは膜厚
が薄くなるだけで基板上に残る。つまり、レジストは露光量の違いによって通常の遮光部
１に対応する部分とグレートーン部３に対応する部分で現像液に対する溶解性に差ができ
るため、現像後のレジスト形状は、図７（２）に示すように、通常の遮光部１に対応する
部分１’が例えば約１．３μｍ、グレートーン部３に対応する部分３’が例えば約０．３
μｍ、透光部２に対応する部分はレジストが残存しない部分２’となる。そして、レジス
トが残存しない部分２’で被加工基板の第１のエッチングを行い、グレートーン部３に対
応する薄い部分３’のレジストをアッシング等によって除去しこの部分で第２のエッチン
グを行うことによって、１枚のマスクで従来のマスク２枚分の工程を行い、マスク枚数を
削減する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したグレートーンマスクにおいて、グレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露
光機の解像限界の微細パターンにてグレートーン部を形成するには、理想的には、例えば
微細ライン＆スペースパターンは２μｍ前後のピッチ（約半分の１μｍ前後が微細透光部
）となり、±０．２μｍ程度の精度で微細パターンを加工する必要があるが、現在のＬＣ
Ｄ用大型マスクの精度からみれば、非常に厳しい精度である。
また、現状の大型マスク自動欠陥検査装置では、２μｍピッチパターンの欠陥検出（特
にパターンのエッジについての欠陥検出）は非常に困難であり、また、±０．２μｍ程度
の精度で微細パターンの検査を行うことも非常に困難である。
さらに、グレートーン部を微細パターンで構成しているため、データ作成におけるデ−
タ容量が膨大になり、描画機および描画機に付随するデータ変換（フォーマット変換）機
の能力を超えるような場合、描画できない可能性がある。詳しくは、例えば図８（２）に
示すグレートーン部３のデータは、図８（１）に示す遮光部１及び透光部２のデータとは
重ならないように遮光部及び透光部を避けてデータを作成しなくてはならず、データの作
成が複雑になり、しかもグレートーン部３のデータは遮光部及び透光部のデータに沿った
複雑な形状を示しているため、グレートーン部のデータ容量は、膨大なものとなり、図８
（３）に示す合成データの容量も膨大なものとなる。
【０００４】
一方、透明基板上に設けたクロム単層膜の膜厚を部分的に変化させ、膜厚の厚い部分を
遮光部とし、中間膜厚の部分をグレートーン部とし、膜厚のゼロの部分を透光部としたグ
レートーンマスクが知られている。しかし、クロム膜は透過率が低い（遮光性が高い）こ
とから透過率０％を得る膜厚が薄いため、中間膜厚の部分について中間の所定透過率が得
られる膜厚となるようにハーフエッチングすることは難しい。そこで、透明基板上に設け
たクロム化合物単層膜の膜厚を部分的に変化させたグレートーンマスクが提案されている
（特許文献１）。この場合、クロム化合物単層膜は透過率０％を得る膜厚が４０００オン
グストローム程度と厚いため、中間膜厚の部分について中間の所定透過率が得られる膜厚
となるようにハーフエッチングすることはクロム単層膜の場合に比べ容易となる。しかし
、この方法は、膜厚が厚すぎるため、アスペクト比（パターン寸法と高さの比）が高くそ
の結果遮光部のパターン形状やパターン精度が悪くなり、またエッチング時間も長くなる
。さらに、実際には、ハーフエッチングによる膜厚制御を厳密に行うことは難しく、実用
性に難があるという問題がある。
【非特許文献１】月刊ＦＰＤ Intelligence，1999年5月
【特許文献１】特開平７−４９４１０号公報
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解消したグレートーンマスク及びその製造方法等の提供を
目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の構成を有する。
【０００７】
（構成１） 遮光部と、透光部と、露光光の一部を透過するグレートーン部とを有するグ
レートーンマスクにおいて
前記遮光部が、透明基板上に順次形成された半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光
膜を含み、前記グレートーン部が、前記透明基板上に形成された半透光膜あるいは半透光
膜及びエッチングストッパー膜を含むことを特徴とするグレートーンマスク。
【０００８】
（構成２） 前記遮光膜及び前記半透光膜を、同一エッチング液又は同一エッチングガス
で処理できる膜で構成することを特徴とする構成１に記載のグレートーンマスク。
【０００９】
（構成３） 前記遮光膜及び前記半透光膜が、クロムを含む材料からなることを特徴とす
る構成１又は２に記載のグレートーンマスク。
【００１０】
（構成４） 前記エッチングストッパー膜が、ＳｉＯ2又はＳＯＧ（Spin On Glass）であ
ることを特徴とする構成１〜３のいずれかに記載のグレートーンマスク。
【００１１】
（構成５） 構成１〜４のいずれかに記載のグレートーンマスクの製造方法において、
透明基板上に、少なくとも半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜が順次形成され
たマスクブランクを準備する工程と、
前記ブランク上にレジスト膜を形成する工程と、
透光部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量で、またグレートー
ン部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量より少ない露光量でレジ
スト膜を露光する工程と、
現像処理を行い、遮光部を形成する部分とグレートーン部を形成する部分とでレジスト
の残膜値が異なるようなレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜をエ
ッチングして透光部を形成する工程と、
前記グレートーン部上に残存するレジストパターンのみを除去する工程と、
前工程で残存したレジストパターンをマスクとして遮光膜あるいは遮光膜及びエッチン
グストッパー膜を除去する工程と、
さらに残存したレジストパターンを剥離する工程と、を含むことを特徴とするグレート
ーンマスクの製造方法。
【００１２】
（構成６） 構成１〜４のいずれかに記載のグレートーンマスクを製造するためのグレー
トーンマスクブランクであって、
透明基板上に、半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を有することを特徴とする
グレートーンマスクブランク。
【００１３】
（構成７） グレートーンマスクがＬＣＤ用マスク又はＰＤＰ用マスクであることを特徴
とする構成１〜４のいずれかに記載のグレートーンマスク。
【００１４】
（作用）
構成１によれば、透明基板上に順次形成された半透光膜とエッチングストッパー膜と遮
光膜との３層構造とすることによって、エッチングによりグレートーン部（半透光部）に
おける遮光膜を除去する際に、エッチングストッパー膜によって半透光膜の減膜を回避で
き、したがって、半透光膜の膜厚の均一性が非常に高いグレートーンマスクを容易に得る
ことができる。また、遮光膜をクロム等の遮光性が高く薄い膜で構成できるので、エッチ
ング時間の短縮が図れると共に、アスペクト比が低くその結果遮光部のパターン形状やパ
ターン精度が良好となる。さらに、エッチングストッパー層を設けているため、遮光膜及
び半透光膜を同一材料の膜や主成分が同じ膜等で構成できる。
なお、エッチングストッパー膜としてＳｉＯ2もしくはＳＯＧ（Spin On Glass）等を用
いた場合、ＳｉＯ2やＳＯＧは透明基板と同等の透過特性を有するため、グレートーン部
（半透光部）に介在してもその透過特性に影響を与えないので、グレートーン部（半透光
部）におけるエッチングストッパー膜は除去しなくても良い。
本発明において、遮光膜及び／又は半透光膜としては、Ｃｒ、クロム化合物、ＭｏＳｉ
、Ｓｉ、Ｗ、Ａｌのうちから選択されるいずれかを用いることが好ましい。
【００１５】
構成２によれば、遮光膜及び半透光膜を、同一エッチング液又は同一エッチングガスで
処理できる膜で構成することによって、遮光膜及び半透光膜を同時加工できる。
【００１６】
構成３によれば、遮光膜及び半透光膜が、クロムを含む材料からなることによって、遮
光膜及び半透光膜を同一エッチング液又は同一エッチングガスで同時加工できる。このよ
うな例としては、同一材料の膜（例えば半透光膜：Ｃｒ、遮光膜：Ｃｒ）や主成分が同じ
膜（例えば半透光膜：クロム化合物、遮光膜：Ｃｒ）などが挙げられる。特に、半透光膜
がクロム化合物などからなり、半透光膜がクロム化合物などからなる場合は、次の効果が
ある。まず、半透光膜がクロム化合物などからなる場合は、所定の透過率を有するクロム
化合物の膜厚は厚くすることができ、その膜厚の均一性ひいてはその透過率の均一性を高
い精度で制御することができる。これに対し、半透光膜がＣｒなどからなる場合は、所定
の透過率を有するＣｒの膜厚は非常に薄く、その膜厚がわずかに変動しても透過率が大き
く変動してしまうため、Ｃｒ半透光膜の膜厚の均一性ひいてはその透過率の均一性を高い
精度で制御することが、クロム化合物等の場合に比べ、難しい。また、遮光膜がＣｒなど
からなる場合は、所定の遮光性（光学濃度）を有するＣｒの膜厚は薄くすることができ、
その結果遮光部全体の厚さを抑えることができるので、遮光部のパターン形状やパターン
精度が良好となる。これに対し、遮光膜がクロム化合物などからなる場合は、所定の遮光
性（光学濃度）を有するクロム化合物の膜厚は厚くなり、その結果遮光部全体の厚さを抑
えることができないので、遮光部のパターン形状やパターン精度が劣ることになる。
なお、上記構成１ないし３においてクロム化合物としては、酸化クロム（ＣｒＯx）、
窒化クロム（ＣｒＮx）、酸窒化クロム（ＣｒＯxＮy）、フッ化クロム（ＣｒＦx）や、こ
れらの膜に炭素や水素を含むものが挙げられる。
【００１７】
構成４によれば、エッチングストッパー膜としてＳｉＯ2もしくはＳＯＧ（Spin On Gla
ss）を用いることによって、ＳｉＯ2やＳＯＧは透明基板と同等の透過特性を有するため
、遮光部又はグレートーン部（半透光部）に介在してもそれらの透過特性に影響を与えな
い。また、ＳｉＯ2やＳＯＧは多くの遮光膜材料又は半透光膜材料に対してエッチングス
トッパー層として機能するので好ましい。さらに、ＳｉＯ2やＳＯＧは遮光膜材料や半透
光膜材料との付着性が高い。
なお、エッチングストッパー層を設けない場合、半透光膜と遮光膜とをエッチング選択
比が取れる材料で構成する必要があり材料が制限され、また半透光膜と遮光膜との付着力
が問題となることがある。
ＳｉＯ2もしくはＳＯＧからなるエッチングストッパー層の厚さは１００〜１０００オ
ングストロームの範囲とすることが好ましい。
【００１８】
構成５によれば、各領域について露光量に応じてレジスト膜厚を異ならしめることによ
って、後工程でレジストプロセス（レジスト塗布、描画（露光）、現像）が不要となる。
なお、透光部を形成すべき部分上のエッチングストッパー膜を除去する工程と、半透光
部を形成すべき部分上のレジストを除去する工程は、同時に行うことが好ましい。
また、透光部を形成すべき部分上の半透光膜を除去する工程と、半透光部を形成すべき
部分上の遮光膜を除去する工程は、同時に行うことが好ましい。
【００１９】
構成６のマスクブランクによれば、各層の膜の除去工程と、レジストの減膜処理工程だ
けで、グレートーンマスクを製造できる。また、グレートーン部（半透光膜）の膜厚の均
一性ひいては透過特性の均一性に優れた高品質のグレートーンマスクが得られる。
【００２０】
上記構成１ないし６においては、遮光膜と半透光膜とを合わせた光学濃度が３．０以上
であればよい。つまり、遮光膜自体に光学濃度３．０以上なくても、半透光膜を合わせた
場合の光学濃度が３．０以上になればよい。この場合、半透光膜の光学濃度の分だけ遮光
膜を薄くすることができる。
【００２１】
構成７によれば、ＬＣＤ用グレートーンマスクブランクの場合、基板サイズが大きく膜
厚の均一性を確保するのが難しいため、単層膜を中間の膜厚にハーフエッチングする方法
ではマスクブランクにおける膜厚のばらつきを考慮するとハーフエッチングによる膜厚制
御を厳密に行わなければならず（具体的にはハーフエッチングによるエッチング量の面内
ばらつきをほぼゼロに抑える必要がある）、実際上はこのような厳密な膜厚制御は困難で
あることから、このような方法は実用性に難がある。これに対し、本発明のグレートーン
マスクの製造方法は、このような問題がなく、したがって、本発明は、ＬＣＤ（液晶表示
装置）用の大型グレートーンマスク（カラーフィルタや薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）作製
用など）やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用の大型グレートーンマスク等を実用
化する上で必要不可欠である。
【００２２】
なお、上記本発明のグレートーンマスク及びその製造方法によれば、以下の効果が得ら
れる。
グレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露光機の解像限界の微細パターンにてグレ
ートーン部を形成する必要がないので、グレートーン部における微細パターンの加工精度
の問題が生じ得ない。
グレートーン部（半透光部）を半透光膜の膜厚で制御することにより、検出波形が安定
するため欠陥険出は、微細パターンにてグレートーン部を形成する場合に比べ、容易であ
る。
予め、透過率を制御した半透光膜を使用しているため、透過率の制御が容易である。
遮光部及び透光部のパターン形状が複雑であっても、グレートーン部（半透光部）は露
光量を調節してグレートーン部全面に一様に描画する（いわゆるべた露光する）ので、グ
レートーン部の描画データ量は、微細パターンからなるグレートーン部を描画する場合に
比べ、少なくなり、描画が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
遮光部、透光部及びグレートーン部の全てのパターンデータを組み込んだ場合の合成デ
ータが、図１（１）に示すように、遮光部１及び透光部２（例えばＴＦＴのアモルファス
シリコンパターン）と、その周辺に形成されるグレートーン部３（半透光部）で構成され
た場合を例にとる。この場合、図１（２）に示す遮光部１及び透光部２のデータと、図１
（３）に示すグレートーン部３のデータに分離する。そして、透光部２をレジストが完全
に除去できる露光量（１００％）で描画した後、半透光部３をレジストが完全に感光され
る露光量の約半分の露光量で描画することにより図１（１）に示すパターンの描画を行う
ことができる。図１（１）に示す描画パターンであれば、グレートーン部３に解像限界以
下の微細パターンを形成する必要がなく、グレートーン部に微細パターンを形成する場合
のデータ容量の問題は解決される。なお、透光部２と半透光部３の描画の順序については
順不同であり、どららが先でも構わない。
上記図１（１）に示す描画パターンを、レジスト上（ポジレジストでの描画例）に描画
した際の、露光量の分布は、図２に示すようになる。つまり、透光部２の露光量は１００
％、グレートーン部３の露光量は５０％、遮光部１の露光量は０％（露光されない）とな
る。
【００２４】
次に、グレートーンマスクの製造手順について説明する。
図３及び図４はグレートーンマスクの製造手順を示す部分断面図であり、図２のＩ−Ｉ
線断面を示す。
【００２５】
まず、図３（１）に示すように、透明基板１１上に、半透光膜１２、エッチングストッ
パー膜（バリアー膜）１３、遮光膜１４及びノボラック系ポジレジスト膜１５を順次形成
した基板に対して、図２に示す露光分布で描画を行った場合、エリアＢは未露光となり、
エリアＡは露光・現像後の膜厚がエリアＢの残膜値の約半分になるように描画の際の露光
量を調節する。エリアＣはレジストパターニング（残膜値がゼロ）に不足しないだけの露
光量を与える。この際の描画方法は、レーザ描画機で、露光量１００％の光量にてエリア
Ｃの描画を行なった後、露光量５０％程度の光量で工リアＡの描画を行なう。エリアＡ、
Ｃの描画順序についてはどららが先でも構わない。
【００２６】
次に、図３（２）に示すように、ウエット処理にて膜厚差を有するようにレジスト膜１
５を加工（現像・減膜処理）する。
この際、レジスト膜１５の膜厚は、エリアＡで工リアＢの約半分程度となり、エリアＣ
では完全に除去された状態となる。なお、ウエット処理は、例えば、無機アルカリ（例え
ばＫＯＨ、濃度0.63Ｎ）もしくは有機アルカリ（例えばＴＭＡＨ、濃度2.3％）などの現
像液にて処理を行う。
【００２７】
次に、図３（３）に示すように、レジストを完全に除去したエリアＣに露出する遮光膜
１４をウエットエッチングもしくはドライエッチングにて完全に除去する。
【００２８】
次に、図３（４）に示すように、エリアＣのエッチングストッパー膜１３（ＳｉＯ2膜
もしくはＳＯＧ）をフッ素系水溶液によるウエットエッチングもしくはフッ素系ガスを使
用したドライエッチングにて除去する。
なお、エッチングストッパー膜１３をドライエッチングにて処理する場合には、次工程
（図４（１））で行うエリアＡ（半透光部）のレジスト除去を同時に行っても構わない。
【００２９】
次に、図４（１）に示すように、ドライ処理（例えばＯ2アッシング）によりエリアＡ
のレジストを完全に除去する。この結果、エリアＢ（遮光部）のレジスト膜１５の膜厚は
当初の約半分になる。
なお、前工程（図３（４））で、エッチングストッパー膜１３のエッチングをドライエ
ッチングにて処理する場合には、本工程は省いても構わない。
【００３０】
次に、図４（２）に示すように、エリアＡの遮光膜１４と、エリアＣの半透光膜１２を
ウエットエッチングもしくはドライエッチングにて除去し、透光部と半透光部を同時に形
成する。この際、エリアＡの半透光膜１２はエッチングストッパー膜により保護されてい
るため、エッチングされない。
【００３１】
次に、図４（３）に示すように、残ったレジストを有機アルカリもしくはドライ処理（
Ｏ2アッシング）にて除去することによって、エリアＢに遮光部、エリアＡに半透光部、
エリアＣに透光部がそれぞれ形成されたグレートーンマスクが得られる。
【００３２】
半透光部のエッチングストッパー膜１３を除去する場合には、例えば、ウエットエッチ
ングもしくはドライエッチングにて、エリアＡ（半透光部）のエッチングストッパー膜を
除去できる（図４（４））。
【００３３】
なお、上記実施の形態において、グレートーンマスクを作製するためのマスクブランク
は、例えば、石英基板などの透明基板上に、Ｃｒ又はクロム化合物（例えばＣｒＯなど）
等の透過率を制御した厚さの半透光膜をスパッタ法等により成膜し、ＳｉＯ2膜（スパッ
タ法もしくは蒸着法などで形成）、もしくはＳＯＧ（スピン・オン・グラス）によりエッ
チングストッパー層（バリアー層）を形成し、Ｃｒ等の遮光性を有する厚さの遮光膜をス
パッタ法等により成膜し、この遮光膜上にレジストを５０００〜１００００オングストロ
ームの範囲で塗布して作製する。
このように遮光膜及び半透光膜をＣｒ系材料とし、エッチングストッパー層をＳｉＯ2
系材料とすることにより、Ｃｒ系材料は例えば硝酸第２セリウムアンモニウムに過塩素酸
を加えた水溶液によるウエットエッチング又は塩素系ガスによるドライエッチングにより
エッチングすることができ、ＳｉＯ2系材料はフッ素系水溶液によるウエットエッチング
又はフッ素系ガスによるドライエッチングによりエッチングすることが可能であり、これ
らは互いのエッチング液又はエッチングガスに対する選択性が高いため、互いのエッチン
グに対してエッチングされにくい。
なお、ＳｉＯ2膜もしくはＳＯＧからなるエッチングストッパー膜は透過率にほとんど
影響を与えないので、除去しなくてても構わない。
この際、遮光膜と半透光膜とを合わせた光学濃度は３．０以上とする。
また、エッチングストッパー層の厚さは１００〜１０００オングストロームの範囲とす
る。
半透光膜の厚さは、半透光膜の透過率が２０％〜５０％となるような膜厚とする。例と
して、半透光膜にＣｒを用いた場合には半透光膜の膜厚が１００〜２００オングストロー
ムの範囲（図５）、半透光膜にＣｒＯを用いた場合には、半透光膜の膜厚が６５０〜１４
００オングストロームの範囲（図６）になるようにする。
【００３４】
なお、本発明は上述した実施の形態等に限定されるものではない。
例えば、マスクブランクの段階において、遮光膜上に反射防止層を設けることができる
。この場合、遮光膜と反射防止膜は通常同時にエッチングできるので工程増は生じない。
反射防止層は、例えば酸化クロム（ＣｒＯx）、窒化クロム（ＣｒＮx）、酸窒化クロム（
ＣｒＯxＮy）などで形成できる。
また、ウエット処理の替わりにドライエッチング又はドライ処理を行うことができ、ド
ライエッチング又はドライ処理の替わりにウエット処理を行うこともできる。また、レー
ザ描画機による露光に限定されず、他の露光装置を用いても良い。
グレートーン部（半透光部）の光照射量は、所定の膜厚のフォトレジストを十分に感光
されるのに必要な光照射量の５０％に限定されない。
【００３５】
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、半透光膜の膜厚の均一性が非常に高いグレートー
ンマスクを容易に得ることができる。また、遮光膜をクロム等の遮光性が高く薄い膜で構
成できるので、エッチング時間の短縮が図れるとともに、アスペクト比が低くその結果遮
光部のパターン形状やパターン精度が良好となる。
特に、本発明は、ＬＣＤ用大型グレートーンマスク等を実用化する上で必要不可欠であ
る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる描画データを説明するための図であり、図１（１）は全てのパターンデータを組み込んだ場合の合成データ、図１（２）は遮光部及び透光部の描画データ、図１（３）はグレートーン部の描画データ、をそれぞれ示す。
【図２】描画後の光照射量の分布を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかるグレートーンマスクの製造手順の一部を示す部分断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態にかかるグレートーンマスクの製造手順の一部（続き）を示す部分断面図である。
【図５】Ｃｒ半透光膜の膜厚と透過率の関係を示す図である。
【図６】ＣｒＯ半透光膜の膜厚と透過率の関係を示す図である。
【図７】グレートーンマスクを説明するための図であり、（１）は部分平面図、（２）は部分断面図である。
【図８】従来の描画データを説明するための図であり、図８（１）は遮光部及び透光部の描画データ、図８（２）はグレートーン部の描画データ、図８（３）は全てのパターンデータを組み込んだ場合の合成データ、をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００３７】
１ 遮光部
２ 透光部
３ グレートーン部
３ａ 微細遮光パターン
３ｂ 微細透光部
１１ 透明基板
１２ 半透光膜
１３ エッチングストッパー膜（バリアー膜）
１４ 遮光膜
１５ レジスト膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グレートーンマスク及びその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型ＬＣＤ用マスクの分野において、グレートーンマスクを用いてマスク枚数を
削減する試みがなされている（例えば、非特許文献１参照。）。
ここで、グレートーンマスクは、例えば、図７（１）に示すように、遮光部１と、透光
部２と、グレートーン部３とを有する。グレートーン部３は、グレートーンマスクを使用
する大型ＬＣＤ用露光機の解像限界以下の微細遮光パターン３ａを形成した領域であって
、この領域を透過する光の透過量を低減しこの領域による照射量を低減してフォトレジス
トの膜厚を選択的に変えることを目的として形成される。遮光部１と微細遮光パターン３
ａはともにクロムやクロム化合物等の同じ材料からなる同じ厚さの膜から通常形成されて
いる。透光部２と微細透光部３ｂはともに、透明基板上において遮光膜等が形成されてい
ない透明基板の部分である。
グレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露光機の解像限界は、ステッパ方式の露光
機で約３μｍ、ミラープロジェクション方式の露光機で約４μｍである。このため、例え
ば、図７（１）でグレートーン部における微細透光部３ｂのスペース幅を３μｍ未満、露
光機の解像限界以下の微細遮光パターン３ａのライン幅を３μｍ未満とする。上記大型Ｌ
ＣＤ用露光機で露光した場合、グレートーン部３を通過した露光光は全体として露光量が
足りなくなるため、このグレートーン部３を介して露光したポジ型フォトレジストは膜厚
が薄くなるだけで基板上に残る。つまり、レジストは露光量の違いによって通常の遮光部
１に対応する部分とグレートーン部３に対応する部分で現像液に対する溶解性に差ができ
るため、現像後のレジスト形状は、図７（２）に示すように、通常の遮光部１に対応する
部分１’が例えば約１．３μｍ、グレートーン部３に対応する部分３’が例えば約０．３
μｍ、透光部２に対応する部分はレジストが残存しない部分２’となる。そして、レジス
トが残存しない部分２’で被加工基板の第１のエッチングを行い、グレートーン部３に対
応する薄い部分３’のレジストをアッシング等によって除去しこの部分で第２のエッチン
グを行うことによって、１枚のマスクで従来のマスク２枚分の工程を行い、マスク枚数を
削減する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したグレートーンマスクにおいて、グレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露
光機の解像限界の微細パターンにてグレートーン部を形成するには、理想的には、例えば
微細ライン＆スペースパターンは２μｍ前後のピッチ（約半分の１μｍ前後が微細透光部
）となり、±０．２μｍ程度の精度で微細パターンを加工する必要があるが、現在のＬＣ
Ｄ用大型マスクの精度からみれば、非常に厳しい精度である。
また、現状の大型マスク自動欠陥検査装置では、２μｍピッチパターンの欠陥検出（特
にパターンのエッジについての欠陥検出）は非常に困難であり、また、±０．２μｍ程度
の精度で微細パターンの検査を行うことも非常に困難である。
さらに、グレートーン部を微細パターンで構成しているため、データ作成におけるデ−
タ容量が膨大になり、描画機および描画機に付随するデータ変換（フォーマット変換）機
の能力を超えるような場合、描画できない可能性がある。詳しくは、例えば図８（２）に
示すグレートーン部３のデータは、図８（１）に示す遮光部１及び透光部２のデータとは
重ならないように遮光部及び透光部を避けてデータを作成しなくてはならず、データの作
成が複雑になり、しかもグレートーン部３のデータは遮光部及び透光部のデータに沿った
複雑な形状を示しているため、グレートーン部のデータ容量は、膨大なものとなり、図８
（３）に示す合成データの容量も膨大なものとなる。
【０００４】
一方、透明基板上に設けたクロム単層膜の膜厚を部分的に変化させ、膜厚の厚い部分を
遮光部とし、中間膜厚の部分をグレートーン部とし、膜厚のゼロの部分を透光部としたグ
レートーンマスクが知られている。しかし、クロム膜は透過率が低い（遮光性が高い）こ
とから透過率０％を得る膜厚が薄いため、中間膜厚の部分について中間の所定透過率が得
られる膜厚となるようにハーフエッチングすることは難しい。そこで、透明基板上に設け
たクロム化合物単層膜の膜厚を部分的に変化させたグレートーンマスクが提案されている
（特許文献１）。この場合、クロム化合物単層膜は透過率０％を得る膜厚が４０００オン
グストローム程度と厚いため、中間膜厚の部分について中間の所定透過率が得られる膜厚
となるようにハーフエッチングすることはクロム単層膜の場合に比べ容易となる。しかし
、この方法は、膜厚が厚すぎるため、アスペクト比（パターン寸法と高さの比）が高くそ
の結果遮光部のパターン形状やパターン精度が悪くなり、またエッチング時間も長くなる
。さらに、実際には、ハーフエッチングによる膜厚制御を厳密に行うことは難しく、実用
性に難があるという問題がある。
【非特許文献１】月刊ＦＰＤ Intelligence，1999年5月
【特許文献１】特開平７−４９４１０号公報
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解消したグレートーンマスク及びその製造方法等の提供を
目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の構成を有する。
【０００７】
（構成１） 遮光部と、透光部と、露光光の一部を透過するグレートーン部とを有するグ
レートーンマスクにおいて
前記遮光部が、透明基板上に順次形成された半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光
膜を含み、前記グレートーン部が、前記透明基板上に形成された半透光膜あるいは半透光
膜及びエッチングストッパー膜を含むことを特徴とするグレートーンマスク。
【０００８】
（構成２） 前記遮光膜及び前記半透光膜を、同一エッチング液又は同一エッチングガス
で処理できる膜で構成することを特徴とする構成１に記載のグレートーンマスク。
【０００９】
（構成３） 前記遮光膜及び前記半透光膜が、クロムを含む材料からなることを特徴とす
る構成１又は２に記載のグレートーンマスク。
【００１０】
（構成４） 前記エッチングストッパー膜が、ＳｉＯ2又はＳＯＧ（Spin On Glass）であ
ることを特徴とする構成１〜３のいずれかに記載のグレートーンマスク。
【００１１】
（構成５） 構成１〜４のいずれかに記載のグレートーンマスクの製造方法において、
透明基板上に、少なくとも半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜が順次形成され
たマスクブランクを準備する工程と、
前記ブランク上にレジスト膜を形成する工程と、
透光部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量で、またグレートー
ン部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量より少ない露光量でレジ
スト膜を露光する工程と、
現像処理を行い、遮光部を形成する部分とグレートーン部を形成する部分とでレジスト
の残膜値が異なるようなレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜をエ
ッチングして透光部を形成する工程と、
前記グレートーン部上に残存するレジストパターンのみを除去する工程と、
前工程で残存したレジストパターンをマスクとして遮光膜あるいは遮光膜及びエッチン
グストッパー膜を除去する工程と、
さらに残存したレジストパターンを剥離する工程と、を含むことを特徴とするグレート
ーンマスクの製造方法。
【００１２】
（構成６） 構成１〜４のいずれかに記載のグレートーンマスクを製造するためのグレー
トーンマスクブランクであって、
透明基板上に、半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を有することを特徴とする
グレートーンマスクブランク。
【００１３】
（構成７） グレートーンマスクがＬＣＤ用マスク又はＰＤＰ用マスクであることを特徴
とする構成１〜４のいずれかに記載のグレートーンマスク。
【００１４】
（作用）
構成１によれば、透明基板上に順次形成された半透光膜とエッチングストッパー膜と遮
光膜との３層構造とすることによって、エッチングによりグレートーン部（半透光部）に
おける遮光膜を除去する際に、エッチングストッパー膜によって半透光膜の減膜を回避で
き、したがって、半透光膜の膜厚の均一性が非常に高いグレートーンマスクを容易に得る
ことができる。また、遮光膜をクロム等の遮光性が高く薄い膜で構成できるので、エッチ
ング時間の短縮が図れると共に、アスペクト比が低くその結果遮光部のパターン形状やパ
ターン精度が良好となる。さらに、エッチングストッパー層を設けているため、遮光膜及
び半透光膜を同一材料の膜や主成分が同じ膜等で構成できる。
なお、エッチングストッパー膜としてＳｉＯ2もしくはＳＯＧ（Spin On Glass）等を用
いた場合、ＳｉＯ2やＳＯＧは透明基板と同等の透過特性を有するため、グレートーン部
（半透光部）に介在してもその透過特性に影響を与えないので、グレートーン部（半透光
部）におけるエッチングストッパー膜は除去しなくても良い。
本発明において、遮光膜及び／又は半透光膜としては、Ｃｒ、クロム化合物、ＭｏＳｉ
、Ｓｉ、Ｗ、Ａｌのうちから選択されるいずれかを用いることが好ましい。
【００１５】
構成２によれば、遮光膜及び半透光膜を、同一エッチング液又は同一エッチングガスで
処理できる膜で構成することによって、遮光膜及び半透光膜を同時加工できる。
【００１６】
構成３によれば、遮光膜及び半透光膜が、クロムを含む材料からなることによって、遮
光膜及び半透光膜を同一エッチング液又は同一エッチングガスで同時加工できる。このよ
うな例としては、同一材料の膜（例えば半透光膜：Ｃｒ、遮光膜：Ｃｒ）や主成分が同じ
膜（例えば半透光膜：クロム化合物、遮光膜：Ｃｒ）などが挙げられる。特に、半透光膜
がクロム化合物などからなり、半透光膜がクロム化合物などからなる場合は、次の効果が
ある。まず、半透光膜がクロム化合物などからなる場合は、所定の透過率を有するクロム
化合物の膜厚は厚くすることができ、その膜厚の均一性ひいてはその透過率の均一性を高
い精度で制御することができる。これに対し、半透光膜がＣｒなどからなる場合は、所定
の透過率を有するＣｒの膜厚は非常に薄く、その膜厚がわずかに変動しても透過率が大き
く変動してしまうため、Ｃｒ半透光膜の膜厚の均一性ひいてはその透過率の均一性を高い
精度で制御することが、クロム化合物等の場合に比べ、難しい。また、遮光膜がＣｒなど
からなる場合は、所定の遮光性（光学濃度）を有するＣｒの膜厚は薄くすることができ、
その結果遮光部全体の厚さを抑えることができるので、遮光部のパターン形状やパターン
精度が良好となる。これに対し、遮光膜がクロム化合物などからなる場合は、所定の遮光
性（光学濃度）を有するクロム化合物の膜厚は厚くなり、その結果遮光部全体の厚さを抑
えることができないので、遮光部のパターン形状やパターン精度が劣ることになる。
なお、上記構成１ないし３においてクロム化合物としては、酸化クロム（ＣｒＯx）、
窒化クロム（ＣｒＮx）、酸窒化クロム（ＣｒＯxＮy）、フッ化クロム（ＣｒＦx）や、こ
れらの膜に炭素や水素を含むものが挙げられる。
【００１７】
構成４によれば、エッチングストッパー膜としてＳｉＯ2もしくはＳＯＧ（Spin On Gla
ss）を用いることによって、ＳｉＯ2やＳＯＧは透明基板と同等の透過特性を有するため
、遮光部又はグレートーン部（半透光部）に介在してもそれらの透過特性に影響を与えな
い。また、ＳｉＯ2やＳＯＧは多くの遮光膜材料又は半透光膜材料に対してエッチングス
トッパー層として機能するので好ましい。さらに、ＳｉＯ2やＳＯＧは遮光膜材料や半透
光膜材料との付着性が高い。
なお、エッチングストッパー層を設けない場合、半透光膜と遮光膜とをエッチング選択
比が取れる材料で構成する必要があり材料が制限され、また半透光膜と遮光膜との付着力
が問題となることがある。
ＳｉＯ2もしくはＳＯＧからなるエッチングストッパー層の厚さは１００〜１０００オ
ングストロームの範囲とすることが好ましい。
【００１８】
構成５によれば、各領域について露光量に応じてレジスト膜厚を異ならしめることによ
って、後工程でレジストプロセス（レジスト塗布、描画（露光）、現像）が不要となる。
なお、透光部を形成すべき部分上のエッチングストッパー膜を除去する工程と、半透光
部を形成すべき部分上のレジストを除去する工程は、同時に行うことが好ましい。
また、透光部を形成すべき部分上の半透光膜を除去する工程と、半透光部を形成すべき
部分上の遮光膜を除去する工程は、同時に行うことが好ましい。
【００１９】
構成６のマスクブランクによれば、各層の膜の除去工程と、レジストの減膜処理工程だ
けで、グレートーンマスクを製造できる。また、グレートーン部（半透光膜）の膜厚の均
一性ひいては透過特性の均一性に優れた高品質のグレートーンマスクが得られる。
【００２０】
上記構成１ないし６においては、遮光膜と半透光膜とを合わせた光学濃度が３．０以上
であればよい。つまり、遮光膜自体に光学濃度３．０以上なくても、半透光膜を合わせた
場合の光学濃度が３．０以上になればよい。この場合、半透光膜の光学濃度の分だけ遮光
膜を薄くすることができる。
【００２１】
構成７によれば、ＬＣＤ用グレートーンマスクブランクの場合、基板サイズが大きく膜
厚の均一性を確保するのが難しいため、単層膜を中間の膜厚にハーフエッチングする方法
ではマスクブランクにおける膜厚のばらつきを考慮するとハーフエッチングによる膜厚制
御を厳密に行わなければならず（具体的にはハーフエッチングによるエッチング量の面内
ばらつきをほぼゼロに抑える必要がある）、実際上はこのような厳密な膜厚制御は困難で
あることから、このような方法は実用性に難がある。これに対し、本発明のグレートーン
マスクの製造方法は、このような問題がなく、したがって、本発明は、ＬＣＤ（液晶表示
装置）用の大型グレートーンマスク（カラーフィルタや薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）作製
用など）やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用の大型グレートーンマスク等を実用
化する上で必要不可欠である。
【００２２】
なお、上記本発明のグレートーンマスク及びその製造方法によれば、以下の効果が得ら
れる。
グレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露光機の解像限界の微細パターンにてグレ
ートーン部を形成する必要がないので、グレートーン部における微細パターンの加工精度
の問題が生じ得ない。
グレートーン部（半透光部）を半透光膜の膜厚で制御することにより、検出波形が安定
するため欠陥険出は、微細パターンにてグレートーン部を形成する場合に比べ、容易であ
る。
予め、透過率を制御した半透光膜を使用しているため、透過率の制御が容易である。
遮光部及び透光部のパターン形状が複雑であっても、グレートーン部（半透光部）は露
光量を調節してグレートーン部全面に一様に描画する（いわゆるべた露光する）ので、グ
レートーン部の描画データ量は、微細パターンからなるグレートーン部を描画する場合に
比べ、少なくなり、描画が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
遮光部、透光部及びグレートーン部の全てのパターンデータを組み込んだ場合の合成デ
ータが、図１（１）に示すように、遮光部１及び透光部２（例えばＴＦＴのアモルファス
シリコンパターン）と、その周辺に形成されるグレートーン部３（半透光部）で構成され
た場合を例にとる。この場合、図１（２）に示す遮光部１及び透光部２のデータと、図１
（３）に示すグレートーン部３のデータに分離する。そして、透光部２をレジストが完全
に除去できる露光量（１００％）で描画した後、半透光部３をレジストが完全に感光され
る露光量の約半分の露光量で描画することにより図１（１）に示すパターンの描画を行う
ことができる。図１（１）に示す描画パターンであれば、グレートーン部３に解像限界以
下の微細パターンを形成する必要がなく、グレートーン部に微細パターンを形成する場合
のデータ容量の問題は解決される。なお、透光部２と半透光部３の描画の順序については
順不同であり、どららが先でも構わない。
上記図１（１）に示す描画パターンを、レジスト上（ポジレジストでの描画例）に描画
した際の、露光量の分布は、図２に示すようになる。つまり、透光部２の露光量は１００
％、グレートーン部３の露光量は５０％、遮光部１の露光量は０％（露光されない）とな
る。
【００２４】
次に、グレートーンマスクの製造手順について説明する。
図３及び図４はグレートーンマスクの製造手順を示す部分断面図であり、図２のＩ−Ｉ
線断面を示す。
【００２５】
まず、図３（１）に示すように、透明基板１１上に、半透光膜１２、エッチングストッ
パー膜（バリアー膜）１３、遮光膜１４及びノボラック系ポジレジスト膜１５を順次形成
した基板に対して、図２に示す露光分布で描画を行った場合、エリアＢは未露光となり、
エリアＡは露光・現像後の膜厚がエリアＢの残膜値の約半分になるように描画の際の露光
量を調節する。エリアＣはレジストパターニング（残膜値がゼロ）に不足しないだけの露
光量を与える。この際の描画方法は、レーザ描画機で、露光量１００％の光量にてエリア
Ｃの描画を行なった後、露光量５０％程度の光量で工リアＡの描画を行なう。エリアＡ、
Ｃの描画順序についてはどららが先でも構わない。
【００２６】
次に、図３（２）に示すように、ウエット処理にて膜厚差を有するようにレジスト膜１
５を加工（現像・減膜処理）する。
この際、レジスト膜１５の膜厚は、エリアＡで工リアＢの約半分程度となり、エリアＣ
では完全に除去された状態となる。なお、ウエット処理は、例えば、無機アルカリ（例え
ばＫＯＨ、濃度0.63Ｎ）もしくは有機アルカリ（例えばＴＭＡＨ、濃度2.3％）などの現
像液にて処理を行う。
【００２７】
次に、図３（３）に示すように、レジストを完全に除去したエリアＣに露出する遮光膜
１４をウエットエッチングもしくはドライエッチングにて完全に除去する。
【００２８】
次に、図３（４）に示すように、エリアＣのエッチングストッパー膜１３（ＳｉＯ2膜
もしくはＳＯＧ）をフッ素系水溶液によるウエットエッチングもしくはフッ素系ガスを使
用したドライエッチングにて除去する。
なお、エッチングストッパー膜１３をドライエッチングにて処理する場合には、次工程
（図４（１））で行うエリアＡ（半透光部）のレジスト除去を同時に行っても構わない。
【００２９】
次に、図４（１）に示すように、ドライ処理（例えばＯ2アッシング）によりエリアＡ
のレジストを完全に除去する。この結果、エリアＢ（遮光部）のレジスト膜１５の膜厚は
当初の約半分になる。
なお、前工程（図３（４））で、エッチングストッパー膜１３のエッチングをドライエ
ッチングにて処理する場合には、本工程は省いても構わない。
【００３０】
次に、図４（２）に示すように、エリアＡの遮光膜１４と、エリアＣの半透光膜１２を
ウエットエッチングもしくはドライエッチングにて除去し、透光部と半透光部を同時に形
成する。この際、エリアＡの半透光膜１２はエッチングストッパー膜により保護されてい
るため、エッチングされない。
【００３１】
次に、図４（３）に示すように、残ったレジストを有機アルカリもしくはドライ処理（
Ｏ2アッシング）にて除去することによって、エリアＢに遮光部、エリアＡに半透光部、
エリアＣに透光部がそれぞれ形成されたグレートーンマスクが得られる。
【００３２】
半透光部のエッチングストッパー膜１３を除去する場合には、例えば、ウエットエッチ
ングもしくはドライエッチングにて、エリアＡ（半透光部）のエッチングストッパー膜を
除去できる（図４（４））。
【００３３】
なお、上記実施の形態において、グレートーンマスクを作製するためのマスクブランク
は、例えば、石英基板などの透明基板上に、Ｃｒ又はクロム化合物（例えばＣｒＯなど）
等の透過率を制御した厚さの半透光膜をスパッタ法等により成膜し、ＳｉＯ2膜（スパッ
タ法もしくは蒸着法などで形成）、もしくはＳＯＧ（スピン・オン・グラス）によりエッ
チングストッパー層（バリアー層）を形成し、Ｃｒ等の遮光性を有する厚さの遮光膜をス
パッタ法等により成膜し、この遮光膜上にレジストを５０００〜１００００オングストロ
ームの範囲で塗布して作製する。
このように遮光膜及び半透光膜をＣｒ系材料とし、エッチングストッパー層をＳｉＯ2
系材料とすることにより、Ｃｒ系材料は例えば硝酸第２セリウムアンモニウムに過塩素酸
を加えた水溶液によるウエットエッチング又は塩素系ガスによるドライエッチングにより
エッチングすることができ、ＳｉＯ2系材料はフッ素系水溶液によるウエットエッチング
又はフッ素系ガスによるドライエッチングによりエッチングすることが可能であり、これ
らは互いのエッチング液又はエッチングガスに対する選択性が高いため、互いのエッチン
グに対してエッチングされにくい。
なお、ＳｉＯ2膜もしくはＳＯＧからなるエッチングストッパー膜は透過率にほとんど
影響を与えないので、除去しなくてても構わない。
この際、遮光膜と半透光膜とを合わせた光学濃度は３．０以上とする。
また、エッチングストッパー層の厚さは１００〜１０００オングストロームの範囲とす
る。
半透光膜の厚さは、半透光膜の透過率が２０％〜５０％となるような膜厚とする。例と
して、半透光膜にＣｒを用いた場合には半透光膜の膜厚が１００〜２００オングストロー
ムの範囲（図５）、半透光膜にＣｒＯを用いた場合には、半透光膜の膜厚が６５０〜１４
００オングストロームの範囲（図６）になるようにする。
【００３４】
なお、本発明は上述した実施の形態等に限定されるものではない。
例えば、マスクブランクの段階において、遮光膜上に反射防止層を設けることができる
。この場合、遮光膜と反射防止膜は通常同時にエッチングできるので工程増は生じない。
反射防止層は、例えば酸化クロム（ＣｒＯx）、窒化クロム（ＣｒＮx）、酸窒化クロム（
ＣｒＯxＮy）などで形成できる。
また、ウエット処理の替わりにドライエッチング又はドライ処理を行うことができ、ド
ライエッチング又はドライ処理の替わりにウエット処理を行うこともできる。また、レー
ザ描画機による露光に限定されず、他の露光装置を用いても良い。
グレートーン部（半透光部）の光照射量は、所定の膜厚のフォトレジストを十分に感光
されるのに必要な光照射量の５０％に限定されない。
【００３５】
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、半透光膜の膜厚の均一性が非常に高いグレートー
ンマスクを容易に得ることができる。また、遮光膜をクロム等の遮光性が高く薄い膜で構
成できるので、エッチング時間の短縮が図れるとともに、アスペクト比が低くその結果遮
光部のパターン形状やパターン精度が良好となる。
特に、本発明は、ＬＣＤ用大型グレートーンマスク等を実用化する上で必要不可欠であ
る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる描画データを説明するための図であり、図１（１）は全てのパターンデータを組み込んだ場合の合成データ、図１（２）は遮光部及び透光部の描画データ、図１（３）はグレートーン部の描画データ、をそれぞれ示す。
【図２】描画後の光照射量の分布を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかるグレートーンマスクの製造手順の一部を示す部分断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態にかかるグレートーンマスクの製造手順の一部（続き）を示す部分断面図である。
【図５】Ｃｒ半透光膜の膜厚と透過率の関係を示す図である。
【図６】ＣｒＯ半透光膜の膜厚と透過率の関係を示す図である。
【図７】グレートーンマスクを説明するための図であり、（１）は部分平面図、（２）は部分断面図である。
【図８】従来の描画データを説明するための図であり、図８（１）は遮光部及び透光部の描画データ、図８（２）はグレートーン部の描画データ、図８（３）は全てのパターンデータを組み込んだ場合の合成データ、をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００３７】
１ 遮光部
２ 透光部
３ グレートーン部
３ａ 微細遮光パターン
３ｂ 微細透光部
１１ 透明基板
１２ 半透光膜
１３ エッチングストッパー膜（バリアー膜）
１４ 遮光膜
１５ レジスト膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光部と、
前記遮光部と隣接する部分を有する透光部と、
露光光の一部を透過するグレートーン部とを有するLCD用グレートーンマスクであって、
該グレートーン部を通過する光を低減し、露光したフォトレジストの膜厚を選択的に変えたのち、該フォトレジストの残存しない部分で被加工基板の第１のエッチングを行い、該グレートーン部に対応する、薄いフォトレジストの部分をアッシングにより除去してこの部分で第２のエッチングを行うことにより、一枚のマスクでマスク二枚分のエッチング工程を行えるものであるLCD用グレートーンマスクにおいて、
前記遮光部が、透明基板上に順次形成された半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を含み、
前記グレートーン部が、前記透明基板上に形成された半透光膜を含み、
前記遮光膜は、クロム又はクロム化合物からなり、
前記半透光膜は、窒化クロム、窒酸化クロム、又はこれらに炭素は水素を含むクロム化合物からなり、
前記エッチングストッパー膜の厚さは、１０００オングストローム以下であり、
前記遮光部、透光部、グレートーン部は、透明基板上に形成された、前記半透光膜、前記エッチングストッパー膜、および前記遮光膜がウェットエッチングされて形成されたものである
ことを特徴とするLCD用グレートーンマスク。
【請求項２】
前記遮光膜上に反射防止膜が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のLCD用グレートーンマスク。
【請求項３】
前記グレートーン部が、前記透明基板上に形成された半透光膜とエッチングストッパー膜を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のLCD用グレートーンマスク。
【請求項４】
反射防止層は、酸化クロム、窒化クロム、又は酸窒化クロムにより形成されることを特徴とする、請求項1〜３のいずれか記載のLCD用グレートーンマスク。
【請求項５】
前記遮光膜及び前記半透光膜を、同一エッチング液で処理できる膜で構成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のLCD用グレートーンマスク。
【請求項６】
前記エッチングストッパー膜が、ＳｉＯ2又はＳＯＧ（Spin On Glass）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載のLCD用グレートーンマスク。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のグレートーンマスクの製造方法において、
透明基板上に、少なくとも半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜が順次形成されたマスクブランクを準備する工程と、
前記ブランク上にレジスト膜を形成する工程と、
透光部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量で、またグレートーン部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量より少ない露光量でレジスト膜を露光する工程と、
現像処理を行い、遮光部を形成する部分とグレートーン部を形成する部分とでレジストの残膜値が異なるようなレジストパターンを形成する工程と、
を含むことを特徴とするLCD用グレートーンマスクの製造方法。
【請求項８】
前記レジストパターン形成工程により形成されたレジストパターンをマスクとして、半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜をウエットエッチングして透光部を形成する工程と、
前記グレートーン部上に残存するレジストパターンのみを除去する工程と、
前工程で残存したレジストパターンをマスクとして遮光膜あるいは遮光膜及びエッチングストッパー膜をウエットエッチングにより除去する工程と、
さらに残存したレジストパターンを剥離する工程と、
を含むことを特徴とする、請求項７に記載のLCD用グレートーンマスクの製造方法。
【請求項９】
前記レジストパターン形成工程により形成されたレジストパターンをマスクとして、透光部を形成する部分の遮光膜とエッチングストッパー膜をウエットエッチングする工程と、
前記グレートーン部上に残存するレジストパターンのみを除去する工程と、
前工程で残存したレジストパターンをマスクとして、グレートーン部を形成する部分の遮光膜と、透光部を形成する部分の半透光膜をウエットエッチングにより除去する工程と、
さらに残存したレジストパターンを剥離する工程と、
を含むことを特徴とする、請求項７に記載のLCD用グレートーンマスクの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれかに記載のグレートーンマスクを介して露光光を介してフォトレジストに露光する工程を有する、LCDの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれかに記載のグレートーンマスクを用いた
TFTの製造方法において、
該グレートーンマスクを使用して露光したフォトレジストの膜厚を選択的に変え、
レジストの残存しない部分で被加工基板の第１のエッチングを行い、
該グレートーン部に対応する、薄いレジストの部分をアッシングにより除去してこの部分で第２のエッチングを行うことを含むTFTの製造方法。
【請求項１】
遮光部と、
前記遮光部と隣接する部分を有する透光部と、
露光光の一部を透過するグレートーン部とを有するLCD用グレートーンマスクであって、
該グレートーン部を通過する光を低減し、露光したフォトレジストの膜厚を選択的に変えたのち、該フォトレジストの残存しない部分で被加工基板の第１のエッチングを行い、該グレートーン部に対応する、薄いフォトレジストの部分をアッシングにより除去してこの部分で第２のエッチングを行うことにより、一枚のマスクでマスク二枚分のエッチング工程を行えるものであるLCD用グレートーンマスクにおいて、
前記遮光部が、透明基板上に順次形成された半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を含み、
前記グレートーン部が、前記透明基板上に形成された半透光膜を含み、
前記遮光膜は、クロム又はクロム化合物からなり、
前記半透光膜は、窒化クロム、窒酸化クロム、又はこれらに炭素は水素を含むクロム化合物からなり、
前記エッチングストッパー膜の厚さは、１０００オングストローム以下であり、
前記遮光部、透光部、グレートーン部は、透明基板上に形成された、前記半透光膜、前記エッチングストッパー膜、および前記遮光膜がウェットエッチングされて形成されたものである
ことを特徴とするLCD用グレートーンマスク。
【請求項２】
前記遮光膜上に反射防止膜が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のLCD用グレートーンマスク。
【請求項３】
前記グレートーン部が、前記透明基板上に形成された半透光膜とエッチングストッパー膜を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のLCD用グレートーンマスク。
【請求項４】
反射防止層は、酸化クロム、窒化クロム、又は酸窒化クロムにより形成されることを特徴とする、請求項1〜３のいずれか記載のLCD用グレートーンマスク。
【請求項５】
前記遮光膜及び前記半透光膜を、同一エッチング液で処理できる膜で構成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のLCD用グレートーンマスク。
【請求項６】
前記エッチングストッパー膜が、ＳｉＯ2又はＳＯＧ（Spin On Glass）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載のLCD用グレートーンマスク。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のグレートーンマスクの製造方法において、
透明基板上に、少なくとも半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜が順次形成されたマスクブランクを準備する工程と、
前記ブランク上にレジスト膜を形成する工程と、
透光部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量で、またグレートーン部を形成する部分に対してレジストが完全に感光される露光量より少ない露光量でレジスト膜を露光する工程と、
現像処理を行い、遮光部を形成する部分とグレートーン部を形成する部分とでレジストの残膜値が異なるようなレジストパターンを形成する工程と、
を含むことを特徴とするLCD用グレートーンマスクの製造方法。
【請求項８】
前記レジストパターン形成工程により形成されたレジストパターンをマスクとして、半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜をウエットエッチングして透光部を形成する工程と、
前記グレートーン部上に残存するレジストパターンのみを除去する工程と、
前工程で残存したレジストパターンをマスクとして遮光膜あるいは遮光膜及びエッチングストッパー膜をウエットエッチングにより除去する工程と、
さらに残存したレジストパターンを剥離する工程と、
を含むことを特徴とする、請求項７に記載のLCD用グレートーンマスクの製造方法。
【請求項９】
前記レジストパターン形成工程により形成されたレジストパターンをマスクとして、透光部を形成する部分の遮光膜とエッチングストッパー膜をウエットエッチングする工程と、
前記グレートーン部上に残存するレジストパターンのみを除去する工程と、
前工程で残存したレジストパターンをマスクとして、グレートーン部を形成する部分の遮光膜と、透光部を形成する部分の半透光膜をウエットエッチングにより除去する工程と、
さらに残存したレジストパターンを剥離する工程と、
を含むことを特徴とする、請求項７に記載のLCD用グレートーンマスクの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれかに記載のグレートーンマスクを介して露光光を介してフォトレジストに露光する工程を有する、LCDの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれかに記載のグレートーンマスクを用いた
TFTの製造方法において、
該グレートーンマスクを使用して露光したフォトレジストの膜厚を選択的に変え、
レジストの残存しない部分で被加工基板の第１のエッチングを行い、
該グレートーン部に対応する、薄いレジストの部分をアッシングにより除去してこの部分で第２のエッチングを行うことを含むTFTの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−５９７０８（Ｐ２０１１−５９７０８Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４５０５１（Ｐ２０１０−２４５０５１）
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【分割の表示】特願２００９−２７５２６（Ｐ２００９−２７５２６）の分割
【原出願日】平成１２年１２月１９日（２０００．１２．１９）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【分割の表示】特願２００９−２７５２６（Ｐ２００９−２７５２６）の分割
【原出願日】平成１２年１２月１９日（２０００．１２．１９）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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