JP2009086385A - フォトマスク及びフォトマスクの製造方法、並びにパターン転写方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスク使用時のハンドリング中に起こり得るパターンの静電破壊の発生を抑制できるフォトマスクを提供する。
【解決手段】被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを透明基板２４上に有するフォトマスク（例えばグレートーンマスク）であって、各マスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃ・・・を縦横それぞれ複数本の細線状の分離パターン１２で所定のサイズ以下の領域１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，・・・，１０１ｂ．１０２ｂ，・・・，１０１ｃ，１０２ｃ，・・・に分離する。かかる細線状の分離パターン１２は、透光部、または絶縁性の半透光部により形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、マスクを用いて被転写体上のフォトレジストに転写パターンを形成するパターン転写方法、及びこのパターン転写方法に使用するフォトマスク及びその製造方法に関するものである。

現在、液晶表示装置（Liquid Crystal Display：以下、ＬＣＤと呼ぶ）の分野において、薄膜トランジスタ液晶表示装置（ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display：以下、ＴＦＴ−ＬＣＤと呼ぶ）は、ＣＲＴ（陰極線管）に比較して、薄型にしやすく消費電力が低いという利点から、現在商品化が急速に進んでいる。ＴＦＴ−ＬＣＤは、マトリックス状に配列された各画素にＴＦＴが配列された構造のＴＦＴ基板と、各画素に対応して、レッド、グリーン、及びブルーの画素パターンが配列されたカラーフィルターが液晶相の介在の下に重ね合わされた概略構造を有する。ＴＦＴ−ＬＣＤでは、製造工程数が多く、ＴＦＴ基板だけでも５〜６枚のフォトマスクを用いて製造されていた。このような状況の下、遮光部と透光部と半透光部を有する多階調のフォトマスク（以下、グレートーンマスクと呼ぶ）を用いることにより、ＴＦＴ基板の製造に利用するマスク枚数を削減する方法が提案されている（特許文献１）。ここで、半透光部とは、マスクを使用してパターンを被転写体に転写する際、透過する露光光の透過量を所定量低減させ、被転写体上のフォトレジスト膜の現像後の残膜量を制御する部分をいう。

グレートーンマスクとしては、透明基板が露出した透光部、透明基板上に露光光を遮光する遮光膜が形成された遮光部、透明基板上に遮光膜、または、半透光膜が形成され透明基板の光透過率を１００％としたときにそれより透過光量を低減させて所定量の光を透過する半透光部を有するものである。このようなグレートーンマスクとしては、半透光部として、遮光膜又は半透光膜に、露光条件下で解像限界以下の微細パターンを形成したもの、或いは、所定の光透過率をもつ半透光膜を形成したものがある。
一方、半導体装置の製造に用いられるフォトマスクは、その遮光パターンに静電気が生じ、電気的に独立した個々のパターン間に電位差が生じ、放電による静電破壊が生じる問題のため、ダミーパターンで電気的に接続することが知られている（特許文献２）

特開２００５−３７９３３号公報 特開２００３−２４８２９４号公報

上記LCD製造用などの用いられるフォトマスクは通常、絶縁体である透明ガラス基板上に、クロムなどの金属からなる遮光膜や半透光膜を形成し、これらにそれぞれ所定のパターニングを施して製造される。このマスク製造過程おける洗浄や、マスク使用過程における洗浄、或いは搬送過程でのハンドリングや摩擦によって、マスクが帯電することがある。この帯電による静電電位は、時として、数十KV或いはそれ以上となり、これがマスクの互いに電気的に孤立したパターン間で放電するときに、静電破壊が生じ、パターンが破壊される。破壊されたパターンが被転写体(LCDパネルなど)に転写されれば、製品不良となってしまう。

ところで、被転写体上に、膜厚が段階的に異なるレジストパターンを形成する目的で、露光光の透過率をパターン上の特定の部位を選択的に低減し、露光光の透過を制御可能なフォトマスクであるグレートーンマスクが知られていることは上述のとおりであり、こうしたグレートーンマスクとして、露光光の一部を透過する半透光部に半透光膜を用いたものが知られている。
図８（ａ）は、半透光部として露光光に対する所定の光透過率をもつ半透光膜を用いたグレートーンマスクを示す断面図である。すなわち、図８（ａ）に示すグレートーンマスクは、透明基板２４上に、当該グレートーンマスクの使用時に露光光を遮光（透過率が略０％）させる遮光部２１と、透明基板２４の表面が露出した露光光を透過させる透光部２２と、透光部の露光光透過率を１００％としたとき透過率を２０〜６０％程度に低減させる半透光部２３とを有する。図８（ａ）に示す遮光部２１は、透明基板２４上に形成された遮光膜２５で構成されており、また半透光部２３は、透明基板２４上に形成された光半透過性の半透光膜２６で構成されている。なお、図８（ａ）の遮光部２１、透光部２２及び半透光部２３のパターン形状は一例を示したものである。

ところで、上記遮光部２１を構成する遮光膜２５の材質としては例えばＣｒ又はＣｒを主成分とする化合物が用いられ、主として導電体からなる。このようにパターンを形成したフォトマスクは、洗浄、その他の使用時のハンドリング等によって電気的に孤立した個々のパターンに電荷がたまりやすい。また、グレートーンマスクの場合、
液晶パネル製造コストが非常に有利となる利点があるが、安価な製造コストを希求するとき、多面取りを用いた大型マスク製造の需要が益々高まる。このようなグレートーンマスクにおいて、電気的に独立した、比較的大面積のパターンが複数個基板上に形成されることから、パターン間に大きな電位差が発生しやすく、その結果、その大きな電位差が維持できないと放電し、パターン膜の静電破壊が発生する。 また、TFT製造用のグレートーンマスクの場合、チャネル部パターンなど、パターンの微細化に応じて、静電破壊が生じやすくなる事情もある。
たとえば図８（ｂ）中の矢印Ｄで示すように、隣接する遮光部２１間の電位差による放電によって、遮光膜２５の一部が静電破壊されてしまう。
また、半透光部に、露光条件下で解像限界以下の遮光性微細パターンを形成したグレートーンマスクにおいても全く同様の静電破壊の問題が生じる。

このようなグレートーンマスク使用時のハンドリング中に予期せず生じるパターンの静電破壊は、該マスクを使用して形成される被転写体の歩留りの低下、液晶表示装置等の最終製品の動作不良につながる重大な問題である。
したがって、グレートーンマスク使用時のハンドリング中に起こり得るパターンの静電破壊の発生を抑制することは極めて重要な課題である。

本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、第１に、マスク使用時のハンドリング中に起こり得るパターンの静電破壊の発生を抑制できるグレートーンマスクなどのフォトマスクを提供することであり、第２に、このようなフォトマスクを用いて、被転写体上に、パターン欠陥のない、高精度の転写パターンを形成できるパターン転写方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを透明基板上に有するフォトマスクであって、電気的に導通しているマスクパターンの少なくとも一部の領域が、絶縁性であって所定の線幅をもつ分離パターンで分離され、かつ前記分離パターンは、前記被転写体上に転写されないものであることを特徴とするフォトマスク。
（構成２）前記フォトマスクは、透明基板上にパターニングされた遮光膜によって形成された透光部と遮光部を有し、前記分離パターンは、所定面積をもつ前記遮光部を複数の部分に分離することによって形成される、前記遮光部に隣接した、所定線幅をもつ透光部であることを特徴とする構成１に記載のフォトマスク。

（構成３）前記フォトマスクは、透明基板上に遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなるマスクパターンを有し、マスクを用いて被転写体に露光光を照射する際、被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジストに、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成するためのグレートーンマスクであって、前記遮光部は、少なくとも遮光膜により形成され、前記半透光部は、少なくとも露光光の一部を透過する半透光膜により形成され、前記分離パターンは、所定面積をもち電気的に導通した前記遮光部又は半透光部を複数の部分に分離することによって形成される、前記遮光部又は半透光部に隣接した、所定線幅を有する透光部であることを特徴とする構成１記載のフォトマスク。

（構成４）前記フォトマスクは、透明基板上に遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなるマスクパターンを有し、マスクを用いて被転写体に露光光を照射する際、被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジストに、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成するためのグレートーンマスクであって、前記遮光部は、少なくとも遮光膜により形成され、前記半透光部は、少なくとも露光光の一部を透過する半透光膜により形成され、前記分離パターンは、所定面積をもつ前記遮光膜を複数の部分に分離することによって形成される、前記遮光部に隣接した、所定線幅をもつ半透光部であることを特徴とする構成１記載のフォトマスク。

（構成５）前記半透光膜は、絶縁性の材料からなることを特徴とする構成４に記載のフォトマスク。
（構成６）前記分離パターンを形成する半透光膜は、前記グレートーンマスクにおける半透光部と同一の膜材質であることを特徴とする構成４又は５記載のフォトマスク。
（構成７）前記分離パターンは、露光条件下で解像限界以下の線幅を有することを特徴とする構成１乃至５のいずれか一に記載のフォトマスク。

（構成８）前記フォトマスクは、一つの表示装置製造用に用いられる単位面マスクパターンを有し、該単位面マスクパターンの外周部分に設けられた遮光部領域を前記分離パターンで複数部分に分離してなることを特徴とする構成１乃至７のいずれか一に記載のフォトマスク。
（構成９）透明基板上に露光光の一部を透過する半透光膜と遮光膜を形成したマスクブランクを用いて、フォトリソグラフィー法により該半透光膜と遮光膜にそれぞれ所望のパターニングを行い、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなるマスクパターンを有する多階調のフォトマスクの製造方法において、前記パターニングは、電気的に導通している所定面積の前記半透光膜又は遮光膜のパターンの少なくとも一部の領域が、絶縁性であって所定線幅をもつ分離パターンで分離され、かつ、前記分離パターンが、露光によって被転写体に転写されない線幅であるようなパターンを形成するものであることを特徴とするフォトマスクの製造方法。

（構成１０）前記分離パターンは、透明基板上に膜の存在しない、透光部からなることを特徴とする構成９に記載のフォトマスクの製造方法。
（構成１１）透明基板上に、遮光膜を形成し、該遮光膜に第１のパターニングを行い、前記第１のパターニングが行われた遮光膜を含む、前記透明基板上の全面に、露光光の一部を透過する半透光膜を形成し、前記半透光膜、又は前記半透光膜と前記遮光膜に、第２のパターニングを行うことにより、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなるマスクパターンを有する多階調のフォトマスクの製造方法において、前記第１のパターニングは、所定面積をもつ前記遮光膜のパターンの少なくとも一部の領域を、所定線幅をもつ分離パターンで分離し、かつ、前記分離パターンが、露光によって被転写体に転写されない線幅であるようなパターンを形成するものであり、かつ、前記半透光膜は絶縁性の素材からなることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
（構成１２）構成１乃至８のいずれかに記載のフォトマスク又は構成９乃至１１のいずれかに記載の製造方法によるフォトマスクを用いて、被転写体に露光光を照射し、被転写体上に所望の転写パターンを形成することを特徴とするパターン転写方法。

本発明によるフォトマスクは、被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを透明基板上に有するフォトマスクであって、電気的に導通しているマスクパターンの少なくとも一部の領域が、絶縁性であって所定線幅をもつ分離パターンで分離されてなるものである。また、この分離パターンは、マスク使用時に、被転写体上に転写されないものである。
上記フォトマスクは、たとえば、透明基板上にパターニングされた遮光膜によって形成された透光部と遮光部を有し、前記分離パターンは、所定面積をもつ前記遮光部を複数の部分に分離することによって形成される、前記遮光部に隣接した、所定線幅をもつ透光部であるようなフォトマスクであることができる。

かかるフォトマスクにおいては、マスクパターンにおいて電気的に導通した部分の面積が大きく、大きな帯電量が一度に放電するといったことが防止できる。すなわち、電気的に孤立した個々のパターンを所望の大きさに分離できるため、それら相互の間でたとえ静電破壊が生じてもその放電量は小さく、パターンの損傷が小さい。このようにして、パターンの静電破壊によるダメージを効果的に抑止することが可能である。しかも、この分離パターンは、マスク使用時に、被転写体上に実質的に転写されない線幅をもつものとすれば、転写後のパターンに全く影響が無い。
または、本発明のフォトマスクは、透明基板上に遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなるマスクパターンを有し、マスクを用いて被転写体に露光光を照射する際、被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジストに、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成するための多階調（グレートーン）マスクであることができる。

かかるグレートーンマスクにおいても、たとえば大型グレートーンマスクのように、帯電量が大きく、マスクパターン間の電位差を生じやすいようなサイズの大きなマスクパターンを有する場合においても、各マスクパターンの少なくとも一部の領域を分離パターンで所望のサイズ以下の領域に分離できることにより、各々の帯電量を小さくし、各マスクパターン間に大きな電位差の発生を防ぎ、マスク使用時のハンドリング中に起こり得るパターンの静電破壊の発生を効果的に抑制することが可能である。
特に、前記半透光膜が導電性の材料からなる場合には、遮光膜と共に、透明基板上において大きな荷電を蓄積することがあるが、絶縁性の分離パターン（例えば、透明基板上に膜の存在しない透光部）によって、これを分離し、電気的に導通するパターンの面積を小サイズ化することができる。なお、導電性とは、たとえば抵抗値が3メガΩ未満のものをいう。

また、電気的に導通したマスクパターンを分離して小サイズ化するにあたり、被転写体上により転写されにくくするため、上記分離パターンは絶縁性の半透光膜により形成することができる。この場合、グレートーンマスクにおいては、半透光部を絶縁性の半透光膜により形成し、半透光部を作製する工程を利用して、上記半透光膜により形成される分離パターンを同時に作製することが出来る。

また、このような本発明のフォトマスクを用いて被転写体へのパターン転写を行うことにより、被転写体上にパターン欠陥のない、高精度の転写パターンを形成することができる。被転写体上のパターンには、上記分離パターンの影響が全く無い。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施の形態であるグレートーンマスクを用いたパターン転写方法を説明するための断面図である。図１に示すグレートーンマスク２０は、被転写体３０上に、膜厚が段階的に異なるレジストパターン３３を形成するためものである。なお、図１中において符号３２Ａ、３２Ｂは、被転写体３０において基板３１上に積層された膜を示す。

図１に示すグレートーンマスク２０は、透明基板２４上に、当該グレートーンマスク２０の使用時に露光光を遮光（透過率が略０％）させる遮光部２１と、透明基板２４の表面が露出した露光光を透過させる透光部２２と、透光部の露光光透過率を１００％としたとき透過率を１０〜８０程度に低減させる半透光部２３からなるマスクパターンを有する。露光光透過率は、２０〜６０％であれば被転写体上のレジストパターン形成の条件に自由度が生じてより好ましい。図１に示す半透光部２３は、透明基板２４上に形成された光半透過性の半透光膜２６で構成され、遮光部２１は、上記半透光膜２６と遮光膜２５がこの順に形成されて構成されている。

上述のようなグレートーンマスク２０を使用したときに、遮光部２１では露光光が実質的に透過せず、半透光部２３では露光光が低減されるため、被転写体３０上に塗布したレジスト膜（ポジ型フォトレジスト膜）は、転写後、現像を経たとき遮光部２１に対応する部分で膜厚が厚くなり、半透光部２３に対応する部分で膜厚が薄くなり、透光部２２に対応する部分では膜がない（残膜が実質的に生じない）、膜厚が段階的に異なる（つまり段差のある）レジストパターン３３を形成することができる。
そして、図１に示すレジストパターン３３の膜のない部分で、被転写体３０における例えば膜３２Ａ及び３２Ｂに第１エッチングを実施し、レジストパターン３３の膜厚の薄い部分をアッシング等によって除去しこの部分で、被転写体３０における例えば膜３２Ｂに第２エッチングを実施する。このようにして、１枚のグレートーンマスク２０を用いて被転写体３０上に膜厚の段階的に異なるレジストパターン３３を形成することにより、従来のフォトマスク２枚分の工程が実施されることになり、マスク枚数が削減される。

［実施の形態１］
図６は、本発明の実施の形態１によるフォトマスクにおけるマスクパターンの平面図である。本実施の形態は、バイナリマスクにおける実施の形態である。１０ａ、１０ｂ、１０ｃはそれぞれ、独立の表示装置を製造するためのマスクパターンであり、ここでは、一枚の透明基板２４上に３面を有する、３面どりのフォトマスクを模式的に示したものである。
１０ａ〜１０ｃのそれぞれのマスクパターンには、パターンが多数含まれ、それらの各々が、基板上の遮光膜で形成され、当該フォトマスクの使用時に露光光を遮光（透過率が略０％）させる遮光部、及び基板表面が露出した透光部を有している。

そして、各マスクパターンは、細線状の分離パターンで所定のサイズ以下の領域に分離され、小サイズ化されている。すなわち、マスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃはそれぞれ、縦横それぞれ複数本の分離パターン１５で複数の領域に分離されている。本実施の形態においては、かかる複数本の分離パターン１５はいずれも、透明基板２４の表面が露出した透光部よりなる透明パターンで形成されている。

かかるフォトマスクにおいては、各マスクパターンを細線状の分離パターンで小サイズ化したことにより、各々の帯電量が小さくなり、そのため、帯電量が大きく、マスクパターン間に大きな電位差を生じやすいようなサイズの大きなマスクパターンを有する場合においても、各マスクパターン間に大きな電位差が発生しにくく、たとえばマスク使用時のハンドリング中に起こり得るパターン間での放電によってもパターンの損傷を効果的に抑制することが可能である。
なお、上記のように各マスクパターンを所定のサイズ以下の領域に分離しても被転写体上に転写されないようにするため、例えば、遮光部パターンを横切って設けた透光部からなる分離パターン１２の線幅は、２〜５μｍ、好ましくは３〜４μｍとすることが好適である。

[実施の形態２]
図２は、本発明の実施の形態２によるグレートーンマスクにおけるマスクパターンの平面図である。１０ａ、１０ｂ、１０ｃはそれぞれ、独立の表示装置を製造するためのマスクパターンであり、ここでは、一枚の透明基板上に３面を有する、３面どりのフォトマスクを模式的に示したものである。
１０ａ〜１０ｃのそれぞれのマスクパターンには、例えばＴＦＴ製造用のパターンが多数含まれ、それらの各々が、遮光部、透光部、半透光部を有している。例えば、当該グレートーンマスクの使用時に露光光を遮光（透過率が略０％）させる遮光部と、透光部の露光光透過率を１００％としたとき透過率を１０〜８０％、より好ましくは２０〜６０％に低減させる半透光部透明基板２４上に形成されている。

そして、各マスクパターンは、細線状の分離パターンで所定のサイズ以下の領域に分離され、小サイズ化されている。すなわち、マスクパターン１０ａは、縦横それぞれ複数本の分離パターン１２で領域１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，・・・に分離されている。同様に、マスクパターン１０ｂは、縦横それぞれ複数本の分離パターン１２で領域１０１ｂ，１０２ｂ，・・・に、またマスクパターン１０ｃは、縦横それぞれ複数本の分離パターン１２で領域１０１ｃ，１０２ｃ，・・・にそれぞれ分離されている。本実施の形態においては、かかる複数本の分離パターン１２はいずれも、透明基板２４の表面が露出した透光部よりなる透明パターンで形成されている。

かかるグレートーンマスクにおいては、各マスクパターンを細線状の分離パターンで小サイズ化したことにより、各々の帯電量が小さくなり、そのため、たとえば大型グレートーンマスクのように、帯電量が大きく、マスクパターン間に大きな電位差を生じやすいようなサイズの大きなマスクパターンを有する場合においても、各マスクパターン間に大きな電位差が発生しにくく、たとえばマスク使用時のハンドリング中に起こり得るパターン間での放電によってもパターンの損傷を効果的に抑制することが可能である。
小サイズ化は、例えば、電気的に導通したパターンの面積が、100ｃｍ^２を越えない程度とすることが好ましい。例えば、１つの表示装置製造用のマスクパターンに対して、その面内に５〜１０cm間隔の格子状の細線を配置した分離パターンなどが適用できる。また、電気的に導通したパターン上、最も遠い位置の距離が20cm程度を超えないものとすることが好ましい。

また、上記のように各マスクパターンを所定のサイズ以下の領域に分割しても被転写体上に転写されないようにするため、例えば、遮光部パターンを横切って設けた透光部からなる分離パターン１２の線幅は、２〜５μｍ未満、好ましくは３〜４μmとすることが好適である。遮光部パターンを横切って、絶縁性の半透光膜からなる分離パターンを形成する場合、この線幅は７μm未満、好ましくは３〜５μmとすることが好ましい。
図２に示す本実施の形態のグレートーンマスクの製造は、描画時に、パターンを分離する細線状の分離パターン１２を透光部パターンとして描画することにより製造することができる。

従って、このような本実施の形態のグレートーンマスクを用いて図１のように被転写体３０へのパターン転写を行うことにより、被転写体上にはパターン欠陥のない、高精度の転写パターン（レジストパターン３３）を形成することができる。もちろん、上記分離パターンの線幅、及び、被転写体の処理条件を選択することにより、レジストパターンには、分離パターンが転写されないようにする。
なお、図２に示す遮光部、透光部、半透光部よりなるマスクパターン形状はあくまでも代表的な一例であって、本発明をこれに限定する趣旨ではないことは勿論である。

［実施の形態３］
図３は、本発明の実施の形態３によるグレートーンマスクにおけるマスクパターンの平面図である。
本実施の形態によるグレートーンマスクは、透明基板２４上に、透光部、遮光部、半透光部からなるマスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・が、透明基板２４上に形成されている。そして、各マスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、縦横それぞれ複数本の細線状の分離パターン１１で小サイズ化されている。

ただし、本実施の形態においては、かかる複数本の細線状パターン１１はいずれも、上記半透光部２３と同じ、絶縁性の半透光膜で形成されている。このように、マスクパターンを分離する細線状の分離パターン１１を半透光膜により形成することにより、マスクパターンを所定のサイズ以下の領域に分離しても被転写体上に転写されないようにすることが可能であり、また、マスクパターンの半透光部を作製する工程を利用して、上記半透光膜により形成される細線状の分離パターンを一緒に作製することが出来るという利点がある。

本実施の形態によるグレートーンマスクにおいても、各マスクパターンを細線状パターンで所定のサイズ以下の領域に分離したことにより、各々の帯電量が小さくなり、たとえば大型グレートーンマスクのように、帯電量が大きく、マスクパターン間の電位差を生じやすいようなサイズの大きなマスクパターンを有する場合においても、各マスクパターン間に大きな電位差が発生しにくく、たとえばマスク使用時のハンドリング中に起こり得るパターンの静電破壊の発生を効果的に抑制することが可能である。

図７は、本発明の上記実施の形態３によるグレートーンマスクの製造工程を示す断面図である。
本実施の形態に使用するマスクブランクは、透明基板２４上に、例えばクロムを主成分とする遮光膜２５が形成され、その上にレジストを塗布してレジスト膜２７が形成されている（図７（ａ）参照）。

遮光膜２５の材質としては、上記Ｃｒを主成分とする材料の他、Ｓｉ、Ｗ、Ａｌなどが挙げられる。本実施の形態においては、遮光部の透過率は、上記遮光膜２５と半透光膜２６の膜材質と膜厚との選定によって設定される。本実施の形態ではスパッタ成膜によるＣｒを主成分とする遮光膜を採用した。

かかる図７（ａ）に示すマスクブランクを用いて、遮光部２１と透光部２２と半透光部２３からなるマスクパターン、及び各マスクパターンを所定のサイズ以下の領域に分離する細線状の分離パターン１１を作製する。
まず、上記マスクブランクのレジスト膜２７に対し、所定のデバイスパターン（遮光部２１及び透光部２２に対応する領域にレジストパターンを形成するようなパターン）を描画する。描画には、通常電子線又は光（短波長光）が用いられることが多いが、本実施の形態ではレーザー光を用いる。従って、上記レジストとしてはポジ型フォトレジストを使用する。そして、描画後に現像を行うことにより、遮光部及び透光部の領域に対応するレジストパターン２７を形成する（図７（ｂ）参照）。

次に、上記レジストパターン２７をエッチングマスクとして遮光膜２５をエッチングして遮光膜パターンを形成する。エッチング手段としては、ドライエッチングもしくはウェットエッチングのどちらでも可能であるが、本実施の形態ではウェットエッチングを利用した。残存するレジストパターンは除去する（図７（ｃ）参照）。

次に、上記遮光膜パターンを含む基板全面に、半透光膜２６を形成する（図７（ｄ）参照）。
半透光膜２６は、透明基板２４の露光光の透過量に対し５０〜２０％程度の透過量を有するものである。上記半透光膜２６としては、本実施の形態の場合においては、絶縁性を有するクロム化合物、Ｓｉ等が挙げられる。このうち、クロム化合物には、酸化クロム(ＣｒＯｘ)、窒化クロム(ＣｒＮｘ)、酸窒化クロム(ＣｒＯｘＮ)、フッ化クロム(ＣｒＦｘ)や、これらに炭素や水素を含むものがある。金属含有量を調整することで、絶縁性のものが好適に得られる。また、形成されるマスク上の半透光部の透過率は、上記半透光膜２６の膜材質と膜厚との選定によって設定される。本実施の形態ではスパッタ成膜によるＣｒＯを含む半透光膜（露光光透過率５０％）を採用した。

次に、基板全面に前記と同じレジスト膜を形成し、２度目の描画を行う。２度目の描画では、透光部以外の領域上にレジストパターンが形成されるように所定のパターンを描画する。描画後、現像を行うことにより、遮光部２１、半透光部２３及び細線状の分離パターン１１に対応する領域上にレジストパターン２８を形成する（図７（ｅ）参照）。

次いで、上記レジストパターン２８をエッチングマスクとして露出した透光部領域上の半透光膜２６及び遮光膜２５をエッチングして透明基板が露出した透光部２２を形成する。この場合のエッチング手段として、本実施の形態ではウェットエッチングを利用した。そして、残存するレジストパターンを除去して、透明基板２４上に、遮光膜２５と半透光膜２６の順の積層膜によりなる遮光部２１、透明基板２４が露出する透光部２２、及び半透光膜２６によりなる半透光部２３、並びに同じく半透光膜２６によりなる細線状の分離パターン１１を有するグレートーンマスクが出来上がる（図７（ｆ）参照）。
なお、上述の製造工程は代表的な一例であって、本実施の形態によるグレートーンマスクの製造方法はこれに限定する必要はない。

［実施の形態４］
図４は、本発明の実施の形態４によるグレートーンマスクにおけるマスクパターンの平面図である。
本実施の形態によるグレートーンマスクは、透明基板２４上に、透光部、遮光部、半透光部からなるマスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・が、透明基板２４の表面が露出した透光部２２により所定の間隔で離隔された形状に形成されている点は、前述の実施の形態１〜３と同様である。

そして、前述の実施の形態においては、マスクパターンの全体を分割の対象として所定のサイズ以下の領域に分割しているが、本実施の形態においては、各マスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃの外周部を構成する遮光部２１領域を、縦横それぞれ複数本の細線状の分離パターン１３で所定のサイズ以下の領域に分離している。本実施の形態においては、かかる複数本の細線状の分離パターン１３はいずれも、透明基板２４の表面が露出した透光部よりなる透明パターンで形成されている。

各マスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃの外周部は、Ｃｒ等の遮光膜で形成される遮光部２１領域であり、電荷が溜まって帯電量が大きくなりやすく、しかも各パターンの外周部同士は接近しているため、大きな電位差を生じて静電破壊が発生しやすい。本実施の形態のように、各マスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃの少なくとも外周部を構成する遮光部２１領域を、細線状の分離パターン１３で所定のサイズ以下の領域に分離することにより、各々の帯電量が小さくなり、各マスクパターン間に大きな電位差が発生しにくくなり、パターンの静電破壊の発生を効果的に抑制することが可能である。

［実施の形態５］
図５は、本発明の実施の形態５によるグレートーンマスクにおけるマスクパターンの平面図である。
本実施の形態によるグレートーンマスクは、上述の実施の形態４と同様、透明基板２４上に、透光部、遮光部、半透光部からなるマスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・が、透明基板２４の表面が露出した透光部２２により所定の間隔で離隔された形状に形成され、各マスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃの外周部を構成する遮光部２１領域を、縦横それぞれ複数本の細線状の分離パターン１４で所定のサイズ以下の領域に分離している。ただし、本実施の形態においては、かかる複数本の細線状の分離パターン１４はいずれも、上記半透光部２３と同じ半透光膜で形成している。前にも説明したように、マスクパターンを分離する細線状の分離パターン１４を半透光膜により形成することにより、マスクパターンの外周部領域を所定のサイズ以下の領域に分離しても被転写体上に転写されないようにすることが可能であり、また、マスクパターンの半透光部を作製する工程を利用して、上記半透光膜により形成される細線状の分離パターンを一緒に作製することが出来るという利点がある。

本実施の形態によるグレートーンマスクにおいても、各マスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃの少なくとも外周部を構成する遮光部２１領域を、縦横それぞれ複数の細線状の分離パターン１４で所定のサイズ以下の領域に分離したことにより、各々の帯電量が小さくなり、各マスクパターン間に大きな電位差が発生しにくくなり、パターンの静電破壊の発生を効果的に抑制することが可能である。

なお、以上の実施の形態１〜５では、マスクパターンを所定のサイズ以下の領域に分割する細線状の分離パターンを、透明パターン（透光部）または半透光膜により形成する場合を説明したが、これに限らず、例えば絶縁性の遮光膜で形成することも可能である。

本発明に係わるグレートーンマスクを用いるパターン転写方法を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態２によるグレートーンマスクのマスクパターンの平面図である。 本発明の実施の形態３によるグレートーンマスクのマスクパターンの平面図である。 本発明の実施の形態４によるグレートーンマスクのマスクパターンの平面図である。 本発明の実施の形態５によるグレートーンマスクのマスクパターンの平面図である。 本発明の実施の形態１によるフォトマスクのマスクパターンの平面図である。 本発明の実施の形態３によるグレートーンマスクの製造工程を示す断面図である。 従来のグレートーンマスクにおける課題を説明するためのマスクの断面図である。

符号の説明

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ マスクパターン
１１，１２，１３，１４，１５ 細線状パターン
２０ グレートーンマスク
２１ 遮光部
２２ 透光部
２３ 半透光部
２４ 透明基板
２５ 遮光膜
２６ 半透光膜
２７，２８ レジストパターン
２９ 透明導電膜
３０ 被転写体
３３ 被転写体上のレジストパターン

Claims (12)

1. 被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを透明基板上に有するフォトマスクであって、
   電気的に導通しているマスクパターンの少なくとも一部の領域が、絶縁性であって所定の線幅をもつ分離パターンで分離され、かつ前記分離パターンは、前記被転写体上に転写されないものであることを特徴とするフォトマスク。
2. 前記フォトマスクは、透明基板上にパターニングされた遮光膜によって形成された透光部と遮光部を有し、
   前記分離パターンは、所定面積をもつ前記遮光部を複数の部分に分離することによって形成される、前記遮光部に隣接した、所定線幅をもつ透光部であることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
3. 前記フォトマスクは、
   透明基板上に遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなるマスクパターンを有し、マスクを用いて被転写体に露光光を照射する際、被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジストに、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成するためのグレートーンマスクであって、
   前記遮光部は、少なくとも遮光膜により形成され、
   前記半透光部は、少なくとも露光光の一部を透過する半透光膜により形成され、
   前記分離パターンは、所定面積をもち電気的に導通した前記遮光部又は半透光部を複数の部分に分離することによって形成される、前記遮光部又は半透光部に隣接した、所定線幅を有する透光部であることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
4. 前記フォトマスクは、
   透明基板上に遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなるマスクパターンを有し、マスクを用いて被転写体に露光光を照射する際、被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジストに、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成するためのグレートーンマスクであって、
   前記遮光部は、少なくとも遮光膜により形成され、
   前記半透光部は、少なくとも露光光の一部を透過する半透光膜により形成され、
   前記分離パターンは、所定面積をもつ前記遮光膜を複数の部分に分離することによって形成される、前記遮光部に隣接した、所定線幅をもつ半透光部であることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
5. 前記半透光膜は、絶縁性の材料からなることを特徴とする請求項４に記載のフォトマスク。
6. 前記分離パターンを形成する半透光膜は、前記グレートーンマスクにおける半透光部と同一の膜材質であることを特徴とする請求項４又は５記載のフォトマスク。
7. 前記分離パターンは、露光条件下で解像限界以下の線幅を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のフォトマスク。
8. 前記フォトマスクは、一つの表示装置製造用に用いられる単位面マスクパターンを有し、該単位面マスクパターンの外周部分に設けられた遮光部領域を前記分離パターンで複数部分に分離してなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載のフォトマスク。
9. 透明基板上に露光光の一部を透過する半透光膜と遮光膜を形成したマスクブランクを用いて、フォトリソグラフィー法により該半透光膜と遮光膜にそれぞれ所望のパターニングを行い、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなるマスクパターンを有する多階調のフォトマスクの製造方法において、
   前記パターニングは、電気的に導通している所定面積の前記半透光膜又は遮光膜のパターンの少なくとも一部の領域が、絶縁性であって所定線幅をもつ分離パターンで分離され、かつ、前記分離パターンが、露光によって被転写体に転写されない線幅であるようなパターンを形成するものであることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
10. 前記分離パターンは、透明基板上に膜の存在しない、透光部からなることを特徴とする請求項９に記載のフォトマスクの製造方法。
11. 透明基板上に、遮光膜を形成し、該遮光膜に第１のパターニングを行い、
    前記第１のパターニングが行われた遮光膜を含む、前記透明基板上の全面に、露光光の一部を透過する半透光膜を形成し、
    前記半透光膜、又は前記半透光膜と前記遮光膜に、第２のパターニングを行うことにより、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなるマスクパターンを有する多階調のフォトマスクの製造方法において、
    前記第１のパターニングは、所定面積をもつ前記遮光膜のパターンの少なくとも一部の領域を、所定線幅をもつ分離パターンで分離し、かつ、前記分離パターンが、露光によって被転写体に転写されない線幅であるようなパターンを形成するものであり、かつ、前記半透光膜は絶縁性の素材からなることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
12. 請求項１乃至８のいずれかに記載のフォトマスク又は請求項９乃至１１のいずれかに記載の製造方法によるフォトマスクを用いて、被転写体に露光光を照射し、被転写体上に所望の転写パターンを形成することを特徴とするパターン転写方法。
    

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