JP2006030319A - グレートーンマスク及びグレートーンマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半透光部の透過率分布が良好で、かつチャネル部のパターン精度が良好なグレートーンマスク及びその製造法を提供する。
【解決手段】被転写基板上のレジストにポジ型レジストを用い、厚レジストパターン形成部を遮光部、無レジスト領域形成部を透光部とした、石英等の透明基板１１上に、ソース電極及びドレイン電極に対応する領域に形成された、半透光膜パターン１２ａと、ソース電極及びドレイン電極の対向部分に対応する領域に形成され、かつチャネル部に対応する透光部１７側に、所望のマージン領域１８を空けて半透光膜パターン１２ａの上に形成された遮光膜パターン１３ａを有する。遮光膜パターン１３ａが半透光膜パターン１２ａと積層された部分が遮光部、遮光部以外の半透光膜が形成された領域が半透光部、半透光膜１２ａも遮光膜１３ａも形成されていない領域が透光部である。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄膜トランジスタ液晶表示装置（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）の製造に用いる薄膜トランジスタ基板（以下ＴＦＴ基板と呼ぶ）に好適に使用されるグレートーンマスクの製造方法に関する。

ＴＦＴ−ＬＣＤ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、ＴＦＴ基板の製造を４枚のフォトマスクを用いて行う方法、即ち２種の膜厚のフォトレジストパターンを用いる方法によりフォトリソグラフィ工程数を低減する方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、ソース電極とドレイン電極の間（チャネル部）の第１の厚さを有するフォトレジストと、第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有するフォトレジストと第１の厚さよりも薄い第３の厚さ（厚さゼロを含む）を有するフォトレジストとを用いる工程を有するものが開示されている。

さらに、特許文献１には、この２種類の膜厚を有するフォトレジストパターンを形成する方法として、２つの方法、即ち、（１）透光部、遮光部、及び半透光部を有するグレートーンマスクを用いる方法、及び（２）レジストのリフローによってレジストを変形する方法が開示されている。
上記したグレートーンマスクとしては、半透光部を、マスクが使用される露光装置の解像度よりも小さいパターン、例えばスリットや格子形態のパターンにより形成するか、半透光膜を設けて、光の照射量を調節する方法があり、半透光膜の場合は、遮光性クロム層を完全に除去せず一定の厚さほど残して、この部分を通って入る光の照射量が減少するようにする。
図９（ａ）は、ソース電極及びドレイン電極に対応する領域を遮光部２０４とし、それらの間のチャネル部に対応する領域をスリット形状の半透光部２０３とした例であり、図９（ｂ）は、前記チャネル部に対応する領域を半透光膜で形成した例である。
特許文献１に記載された、チャネル部に対応する領域を半透光部としたグレートーンマスクを、従来例１と呼ぶ。

一方、ＴＦＴ基板の製造方法の別の例として、例えば、特許文献２には、グレートーンマスクを用いる方法とレジストをリフローにより変形する方法の両方を組み合わせて用いたＴＦＴ基板の製造方法が開示されている。
以下、図１０を用いて、特許文献２に記載された方法の一例を説明する。
図１０（ａ）に示したように、ガラス基板１０１上にゲート電極１０２を形成し、ガラス基板１０１上に、ゲート電極１０２を覆ってゲート絶縁膜１０３を形成し、ゲート絶縁膜１０３上に、シリコン膜１０４，ｎ＋シリコン膜１０５，金属膜１０６を順次堆積して積層する。
次に、金属膜１０６上にポジ型のフォトレジストを塗布してレジスト膜１０７を形成し、図１０（ｂ）に示すように、レジスト膜１０７に対し、グレートーンマスク２０１を介して露光光を照射する。図１１は、グレートーンマスクの平面図である。遮光部２０４は、ソース電極及びドレイン電極の対向部分であってチャネル部に隣接した領域に対応して形成され、ソース電極及びドレイン電極の残りの部分は半透光部２０３から形成され、ソース電極とドレイン電極の間のチャネル部は透光部２０５で形成されている。

次に、露光後のポジ型のフォトレジストを現像すると、厚レジストパターン１０７ａ部分は、ほとんど溶解せずに残り、薄レジストパターン１０７ｂ部分は、ある程度溶解し、他の部分は全て溶解して無くなる。この結果、図１０（ｃ）に示すように、膜厚の厚い厚レジストパターン１０７ａと、膜厚の薄い薄レジストパターン１０７ｂが同時に形成できる。
次に、厚レジストパターン１０７ａおよび薄レジストパターン１０７ｂをマスクとしてエッチングを行うことで、図１０（ｄ）に示すように、シリコン膜１０４上に、オーミックコンタクト層１０５ａ，１０５ｂおよびソース電極１０６ａ，ドレイン電極１０６ｂを形成する。
オーミックコンタクト層１０５ａ，１０５ｂを形成した後、加熱により、厚レジストパターン１０７ａと薄レジストパターン１０７ｂとをリフローさせる。このことにより、有機樹脂である各レジストパターンは、シリコン膜１０４平面に広がり、オーミックコンタクト層１０５ａとオーミックコンタクト層１０５ｂの間のシリコン膜１０４上では、厚レジストパターン１０７ａと厚レジストパターン１０７ｂとがつながり、図１０（ｅ）及び図１２の平面図に示すように、リフローレジストパターン１０８が形成される。尚、図１０（ｅ）は、図１２のｘ−ｘ断面を示している。

つぎに、リフローレジストパターン１０８をマスクとしてシリコン層１０４をエッチング除去し、リフローレジストパターン１０８を除去することで、半導体島上に、オーミックコンタクト層１０５ａ，１０５ｂおよびソース電極１０６ａ，ドレイン電極１０６ｂが形成された状態が得られる（図示せず）。この後、パッシベーション膜を形成し、ソース電極１０６ａ，ドレイン電極１０６ｂ上に各々コンタクトホールを形成し、これらコンタクトホール底部でソース電極１０６ａに接続する画素電極、ドレイン電極１０６ｂに接続する端子部電極を形成する（図示せず）。

次に、特許文献２に記載の他の例について図１３を用いて説明する。
本例では、オーミックコンタクト層１０５ａ，１０５ｂおよびソース電極１０６ａ，ドレイン電極１０６ｂを形成した後、例えば酸素プラズマ雰囲気に曝すことで、各レジストパターンをプラズマ処理し、図１３（ａ）に示すように薄レジストパターン１０７ｂを除去するようにした。
次に、厚レジストパターン１０７ａを残した状態で、加熱により、これらをリフローさせる。このことにより、有機樹脂である各レジストパターンは、シリコン膜１０４平面に広がり、オーミックコンタクト層１０５ａとオーミックコンタクト層１０５ｂの間のシリコン膜１０４上では、両側の厚レジストパターン１０７ａが接触する。
この結果、図１３（ｂ）および図１４の平面図に示すように、オーミックコンタクト層１０５ａとオーミックコンタクト層１０５ｂとに挾まれたチャネルが形成される箇所を中心とした領域に、リフローレジストパターン１０９が形成される。リフローレジストパターン１０９は、ソース電極１０６ａ，ドレイン電極１０６ｂより幅広に形成される。尚、図１３（ｂ）は、図１４のＹ−Ｙ断面を示している。

この後、リフローレジストパターン１０９および、リフローレジストパターン１０９に覆われていない領域のソース電極１０６ａ、ドレイン電極１０６ｂをマスクとしてシリコン層１０４をドライエッチングし、半導体島を形成する（図示せず）。
この後、前述した例と同様に、パッシベーション膜を形成し、ソース電極１０６ａ，ドレイン電極１０６ｂ上に各々コンタクトホールを形成し、これらコンタクトホール底部でソース電極１０６ａに接続する画素電極、ドレイン電極１０６ｂに接続する端子部電極を形成する（図示せず）。
特許文献２に記載された、ソース電極及びドレイン電極の対向部分を除く領域が半透光部となるグレートーンマスクを、従来例２と呼ぶ。
特開２０００−１６５８８６号公報 特開２００２−２６１０７８号公報

上述の従来例２に記載されたような、ソース電極及びドレイン電極の対向部分を除く領域が半透光部となるグレートーンマスクは、半透光部が占める面積が広いため、マスクが使用される露光装置の解像度よりも小さい微細パターンにより半透光部を形成したのでは、広範囲での高精度の微細パターンが得られないと半透光部において均一な透過率分布が悪化してしまうという問題点がある。
一方、上記の微細パターンからなる半透光部の場合は、遮光部を形成する遮光性クロム膜を微細パターン状に形成することから、半透光部の形成と遮光部の形成とを１回のフォトリソ工程（描画、レジスト現像、エッチング）で行うことができるが、半透光部を半透光膜とした場合、半透光部の形成と遮光部の形成と、別々のフォトリソ工程を用いる必要がある。このように、２回描画を行う際には、１回目の描画とパターンずれが起きないようにアライメントをとって２回目の描画を行うが、アライメント精度には限界がありアライメントずれを完全になくすことは困難である。従って、半透光部を半透光膜とした場合、２回描画のアライメントずれ等の理由により、良好なパターンが得られなくなる場合があるという問題点があった。

図１５は、従来例２のグレートーンマスクについて、半透光部２０３と遮光部２０４とが、位置ずれを起こした例を示す平面図である。この例のように、半透光部がＸ方向左右に位置ずれを起こした場合、チャネル部に対応する透光部２０５の幅が設計値と変わってしまい、ＴＦＴ基板の特性が変わってしまうという不具合が生じてしまう。このように、ＴＦＴで特に重要なチャネル部を精度よく形成することができるグレートーンマスクが得られない場合があるという問題点があった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、上記従来例２のグレートーンマスク、即ち、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクとして、半透光部の透過率分布が良好で、かつチャネル部に対応するパターンのパターン精度が良好なグレートーンマスクを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、上記従来例２のグレートーンマスク、即ち、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクの製造方法として、半透光部の透過率分布が良好で、かつチャネル部に対応するパターンのパターン精度が良好なグレートーンマスクの製造方法を提供することを目的とする。

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）被転写基板上に、厚レジストパターン、薄レジストパターン、及び無レジスト領域を形成するための厚レジストパターン形成部、薄レジストパターン形成部、及び無レジスト領域形成部を有し、前記薄レジストパターン形成部は半透光部からなり、厚レジストパターン及び無レジスト領域形成部は、それぞれ被転写基板上のレジストのポジ型かネガ型かに応じて決定された遮光部又は透光部からなるグレートーンマスクにおいて、前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクであって、前記半透光部は、半透光膜が形成され、前記遮光部は、遮光膜が形成され、前記厚レジストパターン形成部は、前記ソース電極及びドレイン電極の対向部分であって、少なくともチャネル部側に所望のマージン領域を空けて形成されてなることを特徴とするグレートーンマスクである。

（構成２）前記遮光部は、少なくとも半透光膜と、その上に積層された遮光膜とからな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である。
（構成３）前記遮光部は、少なくとも遮光膜と、その上に積層された半透光膜とからな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である。

（構成４）被転写基板上に、厚レジストパターン、薄レジストパターン、及び無レジスト領域を形成するための厚レジストパターン形成部、薄レジストパターン形成部、及び無レジスト領域形成部を有し、前記薄レジストパターン形成部は半透光部からなり、厚レジストパターン及び無レジスト領域形成部は、それぞれ被転写基板上のレジストのポジ型かネガ型かに応じて決定された遮光部又は透光部からなるグレートーンマスクの製造方法において、前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクであって、透明基板上に、少なくとも半透光膜、遮光膜が積層されたマスクブランクを準備する工程と、遮光膜パターンを形成するための第１のレジスト膜に第１の描画パターンを描画、現像して第１のレジストパターンを形成し、該第１のレジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングする工程を含む遮光膜パターン形成工程と、半透光膜パターンを形成するための第２のレジスト膜に第２の描画パターンを描画、現像して第２のレジストパターンを形成し、該第２のレジストパターンをマスクとして半透光膜をエッチングする工程を含む半透光膜パターン形成工程とを有し、前記第１の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極の対向部分であって、少なくともチャネル部側に所望のマージン領域を空けた位置に対応する厚レジストパターン形成部を形成するためのパターンであり、前記第２の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極に対応するパターンであることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法である。
（構成５）前記マスクブランクの半透光膜と遮光膜との間に、遮光膜をエッチングにより除去する際に半透光膜を保護するためのバッファー膜を設けることを特徴とする構成４に記載のグレートーンマスクの製造方法である。

（構成６）被転写基板上に、厚レジストパターン、薄レジストパターン、及び無レジスト領域を形成するための厚レジストパターン形成部、薄レジストパターン形成部、及び無レジスト領域形成部を有し、前記薄レジストパターン形成部は半透光部からなり、厚レジストパターン及び無レジスト領域形成部は、それぞれ被転写基板上のレジストのポジ型かネガ型かに応じて決定された遮光部又は透光部からなるグレートーンマスクの製造方法において、前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクであって、透明基板上に、少なくとも、透過率の膜厚依存性を有する遮光膜が形成されたマスクブランクを準備する工程と、遮光膜パターンを形成するための第１のレジスト膜に第１の描画パターンを描画、現像して第１のレジストパターンを形成し、該第１のレジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングする工程を含む遮光部パターン形成工程と、半透光膜パターンを形成するための第２のレジスト膜に第２の描画パターンを描画、現像して第２のレジストパターンを形成し、該第２のレジストパターンをマスクとして遮光膜を所望の透過率となるような膜厚にエッチングする工程を含む半透光膜パターン形成工程とを有し、前記第１の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極の対向部分であって、少なくともチャネル部側に所望のマージン領域を空けた位置に対応する厚レジストパターン形成部を形成するためのパターンであり、前記第２の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極に対応するパターンであることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法である。

（構成７）被転写基板上に、厚レジストパターン、薄レジストパターン、及び無レジスト領域を形成するための厚レジストパターン形成部、薄レジストパターン形成部、及び無レジスト領域形成部を有し、前記薄レジストパターン形成部は半透光部からなり、厚レジストパターン及び無レジスト領域形成部は、それぞれ被転写基板上のレジストのポジ型かネガ型かに応じて決定された遮光部又は透光部からなるグレートーンマスクの製造方法において、前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクであって、透明基板上に、少なくとも遮光膜が形成されたマスクブランクを準備する工程と、遮光膜パターンを形成するための第１のレジスト膜に第１の描画パターンを描画、現像して第１のレジストパターンを形成し、該第１のレジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングする工程を含む遮光部パターン形成工程と、次に、前記遮光部が形成された透明基板上に半透光膜を形成する工程と、次いで、半透光膜パターンを形成するために前記半透光膜上に形成した第２のレジスト膜に第２の描画パターンを描画、現像して第２のレジストパターンを形成し、該第２のレジストパターンをマスクとして半透光膜をエッチングする工程を含む半透光膜パターン形成工程とを有し、前記第１の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極の対向部分であって、少なくともチャネル部側に所望のマージン領域を空けた位置に対応する厚レジストパターン形成部を形成するためのパターンであり、前記第２の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極に対応するパターンであることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法である。

本発明のグレートーンマスクによれば、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクとして、半透光部が、半透光膜が形成されていることにより、半透光部の透過率分布が良好で、かつ半透光部を半透光膜とすることによって問題となる２回描画のアライメントずれによるチャネル部に対応するパターンのパターン精度の悪化の問題を、前記ソース電極及びドレイン電極の対向部分であって、少なくともチャネル部側に所望のマージン領域を空けた厚レジストパターン形成部とすることによって抑制された、グレートーンマスクを提供することができる。

さらに、本発明のグレートーンマスクの製造方法によれば、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクの製造方法として、半透光部を半透光膜で形成することにより、半透光部の透過率分布が良好で、かつ半透光部を半透光膜とすることによって問題となる２回描画のアライメントずれによるチャネル部に対応するパターンのパターン精度の悪化の問題を、前記ソース電極及びドレイン電極の対向部分であって、少なくともチャネル部側に所望のマージン領域を空けた厚レジストパターン形成部を形成して遮光部とすることによって抑制することができる、グレートーンマスクの製造方法を提供することができる。

以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。尚、以下の実施の形態においては、被転写基板上のレジストにポジ型レジストを用いることを前提に、厚レジストパターン形成部を遮光部、無レジスト領域形成部を透光部としたグレートーンマスクについて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態に係るグレートーンマスクの、ＴＦＴ基板におけるソース電極及びドレイン電極付近のパターンを示す断面図であり、図２は、その平面図である。
図１及び図２に示されているように、実施の形態１では、石英等の透明基板１１上に、ソース電極及びドレイン電極に対応する領域に形成された、半透光膜パターン１２ａと、ソース電極及びドレイン電極の対向部分に対応する領域に形成され、かつチャネル部に対応する透光部１７側に、所望のマージン領域１８を空けて前記半透光膜パターン１２ａの上に形成された遮光膜パターン１３ａを有する。即ち、遮光膜パターン１３ａが半透光膜パターン１２ａと積層された部分が遮光部、遮光部以外の半透光膜が形成された領域が半透光部、半透光膜１２ａも遮光膜１３ａも形成されていない領域が透光部である。

次に、上記グレートーンマスクを製造する方法について図３を用いて説明する。
本実施の形態で使用するマスクブランク１４は、図３（ａ）に示すように、石英等からなる、主表面のサイズが４５０ｍｍ×５５０ｍｍの大型透明基板１１上に、半透光膜１２及び遮光膜１３を順次形成したものである。
ここで、遮光膜１３の材質としては、薄膜で高い遮光性が得られるものが好ましく、例えばＣｒ，Ｓｉ，Ｗ，Ａｌ等が挙げられる。尚、遮光膜１３は、表面又は表裏面に、例えば前記金属の酸化物からなる反射防止層を有するものであってもよい。また、半透光膜１２の材質としては、薄膜で、透光部の透過率を１００％とした場合に透過率５０％程度の半透光性が得られるものが好ましく、例えばＣｒ化合物（Ｃｒの酸化物、窒化物、酸窒化物、フッ化物など）、ＭｏＳｉ、Ｓｉ，Ｗ，Ａｌ等が挙げられる。Ｓｉ，Ｗ，Ａｌ等は、その膜厚によって高い遮光性も得られ、或いは半透光性も得られる材質である。また、形成されるマスクの遮光部は半透光膜１２と遮光膜１３の積層となるため、遮光膜単独では遮光性が足りなくても半透光膜と合わせた場合に遮光性が得られれば良い。なお、ここで透過率とは、グレートーンマスクを使用する例えば大型ＬＣＤ用露光機の露光光の波長に対する透過率のことである。また、半透光膜の透過率は５０％程度に限定される必要は全くない。半透光部の透過性をどの程度に設定するかは設計上の問題である。

また、上記遮光膜１３と半透光膜１２の材質の組合せに関しては、互いの膜のエッチング特性が異なり、一方の膜のエッチング環境において他方の膜は耐性を有することが必要である。例えば、遮光膜１３をＣｒ，半透光膜１２をＭｏＳｉで形成した場合、Ｃｒ遮光膜を塩素系ガスを用いてドライエッチング又は硝酸第２セリウムアンモニウムと過酸素塩を混合させて希釈したエッチング液を用いてウェットエッチングすると、下地のＭｏＳｉ半透光膜との間では高いエッチング選択比が得られるので、ＭｏＳｉ半透光膜に殆どダメージを与えずにＣｒ遮光膜だけをエッチングにより除去することが可能である。さらに、上記遮光膜１３と半透光膜１２は、基板上に成膜したときに密着性が良好であることが望ましい。
上記マスクブランク１４は、透明基板１１上に半透光膜１２及び遮光膜１３を順次成膜することで得られるが、成膜方法は、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ（化学的気相成長）法など、膜種に適した方法を適宜選択すればよい。また、膜厚に関しては、特に制約はないが、要は良好な遮光性或いは半透光性が得られるように最適化された膜厚で形成すればよい。

次に、このマスクブランク上に例えば電子線或いはレーザ描画用のポジ型レジストを塗布し、ベーキングを行って、遮光膜パターンを形成するための第１のレジスト膜１５を形成する（図３（ｂ）参照）。次に、電子線描画機或いはレーザ描画機などを用いて描画を行う。描画データ（第１の描画データ）は、図１に示す、ソース電極とドレイン電極の対向部分に、チャネル部側に所望のマージン領域を空けた位置に対応する遮光膜パターン１３ａのパターンデータである。描画後、これを現像して、マスクブランク上に遮光部に対応する第１のレジストパターン１５ａを形成する（図３（ｃ）参照）。尚、このマージン領域は、２回描画のアライメント精度を考慮して、想定されるアライメントずれよりも大きいチャネル部側からの幅とすることが好ましく、本実施の形態の場合は、０．１〜１μｍ程度幅のマージン領域とすることが好ましい。

次に、形成されたレジストパターン１５ａをマスクとして、遮光膜１３をドライエッチングして、遮光部に対応する遮光膜パターン１３ａを形成する（図３（ｃ）参照）。遮光膜１３がＣｒ系材料からなる場合、塩素ガスを用いたドライエッチングを用いることが出来る。遮光部に対応する領域以外は、遮光膜１３のエッチングにより下地の半透光膜１２が露出した状態である。残存するレジストパターン１５ａは、酸素によるアッシング或いは濃硫酸などを用いて除去する（図３（ｄ）参照）。
次に、再び全面に前記レジストを塗布して第２のレジスト膜１６を形成する（図３（ｅ）参照）。そして、２回目の描画を行う。この時の描画データ（第２の描画データ）は、図１に示すソース電極とドレイン電極に対応するパターンデータである。描画後、これを現像して、半透光膜パターンを形成するためのレジストパターン１６ａを形成する（図３（ｆ）参照）。

尚、本実施の形態のグレートーンマスクを用いたＴＦＴ基板製造工程においては、従来例２のグレートーンマスクと同様、ゲート電極上にソース電極及びドレイン電極を所定の間隔で形成するため、ゲート電極とソース及びドレイン電極のアライメントをとる必要があるため、ゲート電極とのアライメントに関係するマーク（露光の際の位置合わせマーク、位置精度確認用マーク等）をマスク上に設ける必要がある。その場合、ソース電極とドレイン電極に挟まれたチャネル部をゲート電極とが正確に位置合わせされることが重要であることから、ソース電極とドレイン電極の最もチャネル部側に形成される薄膜パターンと相関のとれたマークを、フォトマスクのパターン領域外に設けることが好ましい。本発明では、ソース電極とドレイン電極の最もチャネル部側に形成される薄膜パターンは、半透光膜パターンである。従って、本実施の形態においては、前記工程において、半透光膜パターンを形成するための描画データ（第２の描画データ）に、ゲート電極とのアライメントに関係するマークを含め、半透光膜パターンの形成と同じにマークの形成も行い、以降の工程において、半透光膜パターンと同様に、半透光膜により形成されたマークパターンを形成することができる。

次に、形成されたレジストパターン１６ａをマスクとして、透光部となる領域の半透光膜１２をエッチングにより除去する。これにより、半透光部は透光部と画され、半透光部及び透光部が形成される（図３（ｇ）参照）。そして、残存するレジストパターンは酸素アッシング等を用いて除去する（図３（ｈ）参照）。
以上のようにして本実施の形態の図１に示すグレートーンマスク１０が出来上がる。
図４は、上記方法において、第１の描画パターンによる描画と、第２の描画パターンによる描画とが、アライメントずれを起こしたケースを想定した例であり、図４（ａ）は第１の描画パターンに対して第２の描画パターンがＸ方向左側に、図４（ｂ）は第１の描画パターンに対して第２の描画パターンがＸ方向右側にずれた例である。これらの図に示されるように、本実施の形態におけるグレートーンマスクでは、チャネル部側にマージン領域を設けて遮光膜パターン１３ａを形成しているため、アライメントずれが発生してもチャネル部に対応するパターン寸法精度を悪化させることがない。
従って、本実施の態様によれば、ＴＦＴ特性上重要なパターンを高精度で形成できるので、高品質のグレートーンマスクを提供することができる。

尚、本発明におけるグレートーンマスクの遮光部は、従来例２の製造方法に用いられるため、遮光部によって形成されたレジストパターンは、リフローされてしまうため、遮光部の位置が、従来例２のグレートーンマスクにおける位置と多少異なっても何ら問題とならない。
尚、本実施の形態において、使用するマスクブランクは、半透光膜１２と遮光膜１３の間にバッファー膜を形成したものであってもよい。すなわち、半透光膜１２と遮光膜１３との間に、エッチングストッパーとしての機能を有するバッファー膜を設けることで、１回目のフォトリソ工程において、レジストパターンの形成されていない領域の遮光膜をエッチングにより除去する際に、下層の半透光膜の膜減りなどのダメージを防止することができる。このようにバッファー膜を設けているので、遮光膜１３及び半透光膜１２は、エッチング特性が似かよった材質、例えば同一材料の膜や主成分が同じ材料の膜等で構成することが可能である。なお、バッファー膜の材質は、遮光膜１３をエッチングする環境に耐性を有する材質から選択される。また、半透光部におけるバッファー膜を除去する必要がある場合には、ドライエッチング等の方法で下地の半透光膜１２にダメージを与えずに除去できる材質であることも要求される。バッファー膜として例えばＳｉＯ2又はＳＯＧ（Spin On Glass）等を用いることが出来る。これらの材質は、遮光膜をＣｒ系材料で構成する場合、遮光膜との間で高いエッチング選択比を取ることが出来る。また、これらの材質は透過性が良好であり、半透光部に介在してもその透過特性を損わないため除去しないでおくことも可能である。

さらに、マスクブランクとして、半透光膜と遮光膜が積層されたものを用いるのではなく、透過率の膜厚依存性を有する遮光膜が形成されたものを用い、遮光膜をエッチングして半透光膜を露出させる工程（図３（ｃ）参照）として、遮光膜を所望の透過率となるような膜厚にエッチングする工程に置き換えることもできる。

（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１と同様のグレートーンマスクを、実施の形態１と異なる方法で製造した例である。
以下、図５を用いてその方法を説明する。
実施の形態１で用いたマスクブランク１４を用意する（図５（ａ）参照）。
次に、マスクブランク１４上に例えば電子線或いはレーザ描画用のポジ型レジストを塗布し、ベーキングを行って、半透光膜パターンを形成するためのレジスト膜１６を形成する（図５（ｂ）参照）。次に、電子線描画機或いはレーザ描画機などを用いて描画を行う。描画データ（第１の描画データ）は、図１に示す、ソース電極とドレイン電極に対応するパターンデータである。描画後、これを現像して、マスクブランク上にレジストパターン１６ａを形成する（図５（ｃ）参照）。

尚、ゲート電極とのアライメントに関係するマークの形成については、前記工程において、半透光膜パターンを形成するための描画データ（第１の描画データ）に、ゲート電極とのアライメントに関係するマークを含め、次に続く遮光膜のエッチング及び半透光膜のエッチングにおいて、マークパターンを形成することができる。尚、マークパターンを形成する半透光膜上の遮光膜は、後記する遮光膜パターンを形成する工程において除去せずに残すことによって、半透光膜からなるマークよりも検出感度が高くなるため好ましい。
次に、形成されたレジストパターン１６ａをマスクとして、遮光膜１３をエッチングして、引続き、半透光膜１２をエッチングする（図５（ｄ）参照）。残存するレジストパターン１６ａは、酸素によるアッシング或いは濃硫酸などを用いて除去する。

次に、再び全面に前記レジストを塗布してレジスト膜１５を形成する（図５（ｅ）参照）。そして、２回目の描画を行う。この時の描画データ（第２の描画データ）は、ソース電極とドレイン電極の対向部分に、チャネル部側に所望のマージン領域を空けた位置に対応する遮光膜パターン１３ａのパターンデータである。描画後、これを現像して、遮光膜パターンを形成するためのレジストパターン１５ｂを形成する（図５（ｆ）参照）。尚、このマージン領域の幅は、実施の形態１と同様である。
次に、形成されたレジストパターン１５ｂをマスクとして、露出した半透光膜上の遮光膜をドライエッチングにより除去する。これにより、遮光部は半透光部と画され、半透光部及び遮光部が形成される（図５（ｇ）参照）。そして、残存するレジストパターンは酸素アッシング等を用いて除去する（図５（ｈ）参照）。
本実施の形態においても、実施の形態１同様に、ＴＦＴ特性上重要なパターンを高精度で形成できるので、高品質のグレートーンマスクを提供することができる。

尚、本実施の形態においても、実施の形態１同様に、半透光膜１２と遮光膜１３の間にバッファー膜を形成したマスクブランクを用いることもできる。
さらに、マスクブランクとして、半透光膜と遮光膜が積層されたものを用いるのではなく、透過率の膜厚依存性を有する遮光膜が形成されたものを用い、遮光膜をエッチングして半透光膜を露出させる工程（図５（ｃ）参照）として、遮光膜を所望の透過率となるような膜厚にエッチングする工程に置き換えることもできる。

（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１のグレートーンマスクが半透光膜パターン１２ａ上に遮光膜パターン１３ａが形成され、遮光部が、半透光膜とその上の遮光膜により形成されているのに対し、図６に示すように、遮光膜パターン１３ａ上に半透光膜パターン１２ａが形成され、遮光部が、遮光膜とその上の半透光膜により形成されているグレートーンマスク２０である。尚、本実施の形態のグレートーンマスク２０の平面図は、遮光部において遮光膜パターン１３ａと半透光膜パターン１２ａの上下が逆となる以外は図２と同様であるため、省略する。
以下、図７を用いて、本実施の形態に係るグレートーンマスク２０の製造方法を説明する。

本実施の形態では、まず、図７（ａ）に示すように、実施の形態１と同様の透明基板１１上に、遮光膜１３を形成したマスクブランク２４を用いる。
このマスクブランク上に、例えばレーザ又は電子線描画用のポジ型レジストを塗布し、ベーキングを行って、遮光膜パターンを形成するための第１のレジスト膜１５を形成する（図７（ｂ）参照）。次に、電子線描画機或いはレーザ描画機などを用いて描画を行う。描画データ（第１の描画データ）は、図２に示す、ソース電極とドレイン電極の対向部分に、チャネル部側に所望のマージン領域を空けた位置に対応する遮光部１３ａのパターンデータである。描画後、これを現像して、マスクブランク上に遮光部に対応する第１のレジストパターン１５ａを形成する。尚、このマージン領域の幅は、実施の形態１と同様である。

次に、形成された第１のレジストパターン１５ａをマスクとして、遮光膜１３をウェット又はドライエッチングして、遮光部に対応するパターン１３ａを形成する（図７（ｃ）参照）。遮光膜１３がＣｒ系材料からなる場合、ウェットエッチングには、例えば硝酸第２セリウムアンモニウムと過酸素塩を混合させて希釈したエッチング液等を用いることが出来、ドライエッチングには、Ｃｌ_２＋Ｏ_２等の塩素系ガスを含むドライエッチングガスを用いることができる。残存するレジストパターン１５ａは、酸素によるアッシング或いは濃硫酸などを用いて除去する（図７（ｄ）参照）。
次に、全面に、半透光膜１２を形成する（図７（ｅ）参照）。次に、半透光膜１２上にレジストを塗布して半透光膜パターンを形成するための第２のレジスト膜１６を形成する（図７（ｆ）参照）。そして、２回目の描画を行う。この時の描画データ（第２の描画データ）は、図１に示すソース電極とドレイン電極に対応するパターンデータである。描画後、これを現像して、少なくとも半透光部に対応する第２のレジストパターン１６ａを形成する（図７（ｇ）参照）。

尚、ゲート電極とのアライメントに関係するマークの形成については、前記工程において、半透光膜パターンを形成するための描画データ（第２の描画データ）に、ゲート電極とのアライメントに関係するマークを含め、半透光膜パターンの形成と同時にマークの形成も行い、以降の工程において、半透光膜パターンと同様に、半透光膜により形成されたマークパターンを形成することができる。
次に、形成された第２のレジストパターン１６ａをマスクとして、透光部となる領域の半透光膜１２をウェット又はドライエッチングにより除去する。これにより、半透光部は透光部と画され、半透光部及び透光部が形成される。なお、残存するレジストパターンは酸素アッシング等を用いて除去する（図７（ｈ）参照）。
本実施の形態においても、実施の形態１同様に、ＴＦＴ特性上重要なパターンを高精度で形成できるので、高品質のグレートーンマスクを提供することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４では、図８に示すように、Ｙ方向のアライメントずれに対しても考慮し、遮光部のＹ方向側の透光部との境界部においてもマージン領域１９を設けた例である。このマージン領域１９の幅は、実施の形態１におけるチャネル部側のマージン領域１８の幅と同様である。このような構成にすることによって、Ｙ方向にアライメントずれが生じた場合であっても、遮光膜が、ソース電極及びドレイン電極の設計パターンよりはみ出てしまうことも防止することができる。

実施の形態１に係るグレートーンマスクの断面図である。 実施の形態１に係るグレートーンマスクの平面図である。 実施の形態１に係るグレートーンマスクの製造工程図である。 実施の形態１の効果を示す図である。 実施の形態２に係るグレートーンマスクの製造工程図である。 実施の形態３に係るグレートーンマスクの平面図である。 実施の形態３に係るグレートーンマスクの製造工程図である。 実施の形態４に係るグレートーンマスクの平面図である。 従来のグレートーンマスクの平面図である。 従来のＴＦＴ基板の製造工程図である。 従来のグレートーンマスクの平面図である。 従来の製造段階におけるＴＦＴ基板の平面図である。 従来のＴＦＴ基板の製造工程図である。 従来の製造段階におけるＴＦＴ基板の平面図である。 従来のグレートーンマスクの問題点を示す図である。

符号の簡単な説明

１０ グレートーンマスク
１１ 透明基板
１２ 半透光膜
１２ａ 半透光膜パターン
１３ 遮光膜
１３ａ 遮光膜パターン
１４ マスクブランク
１５ 第１のレジスト膜
１６ 第２のレジスト膜

Claims (7)

1. 被転写基板上に、厚レジストパターン、薄レジストパターン、及び無レジスト領域を形成するための厚レジストパターン形成部、薄レジストパターン形成部、及び無レジスト領域形成部を有し、前記薄レジストパターン形成部は半透光部からなり、厚レジストパターン及び無レジスト領域形成部は、それぞれ被転写基板上のレジストのポジ型かネガ型かに応じて決定された遮光部又は透光部からなるグレートーンマスクにおいて、
   前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクであって、
   前記半透光部は、半透光膜が形成され、前記遮光部は、遮光膜が形成され、前記厚レジストパターン形成部は、前記ソース電極及びドレイン電極の対向部分であって、少なくともチャネル部側に所望のマージン領域を空けて形成されてなることを特徴とするグレートーンマスク。
2. 前記遮光部は、少なくとも半透光膜と、その上に積層された遮光膜とからなることを特徴とする請求項１に記載のグレートーンマスク。
3. 前記遮光部は、少なくとも遮光膜と、その上に積層された半透光膜とからなることを特徴とする請求項１に記載のグレートーンマスク。
4. 被転写基板上に、厚レジストパターン、薄レジストパターン、及び無レジスト領域を形成するための厚レジストパターン形成部、薄レジストパターン形成部、及び無レジスト領域形成部を有し、前記薄レジストパターン形成部は半透光部からなり、厚レジストパターン及び無レジスト領域形成部は、それぞれ被転写基板上のレジストのポジ型かネガ型かに応じて決定された遮光部又は透光部からなるグレートーンマスクの製造方法において、
   前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクであって、
   透明基板上に、少なくとも半透光膜、遮光膜が積層されたマスクブランクを準備する工程と、
   遮光膜パターンを形成するための第１のレジスト膜に第１の描画パターンを描画、現像して第１のレジストパターンを形成し、該第１のレジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングする工程を含む遮光膜パターン形成工程と、
   半透光膜パターンを形成するための第２のレジスト膜に第２の描画パターンを描画、現像して第２のレジストパターンを形成し、該第２のレジストパターンをマスクとして半透光膜をエッチングする工程を含む半透光膜パターン形成工程と
   を有し、
   前記第１の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極の対向部分であって、少なくともチャネル部側に所望のマージン領域を空けた位置に対応する厚レジストパターン形成部を形成するためのパターンであり、前記第２の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極に対応するパターンであることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
5. 前記マスクブランクの半透光膜と遮光膜との間に、遮光膜をエッチングにより除去する際に半透光膜を保護するためのバッファー膜を設けることを特徴とする請求項４に記載のグレートーンマスクの製造方法。
6. 被転写基板上に、厚レジストパターン、薄レジストパターン、及び無レジスト領域を形成するための厚レジストパターン形成部、薄レジストパターン形成部、及び無レジスト領域形成部を有し、前記薄レジストパターン形成部は半透光部からなり、厚レジストパターン及び無レジスト領域形成部は、それぞれ被転写基板上のレジストのポジ型かネガ型かに応じて決定された遮光部又は透光部からなるグレートーンマスクの製造方法において、
   前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクであって、
   透明基板上に、少なくとも、透過率の膜厚依存性を有する遮光膜が形成されたマスクブランクを準備する工程と、
   遮光膜パターンを形成するための第１のレジスト膜に第１の描画パターンを描画、現像して第１のレジストパターンを形成し、該第１のレジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングする工程を含む遮光部パターン形成工程と、
   半透光膜パターンを形成するための第２のレジスト膜に第２の描画パターンを描画、現像して第２のレジストパターンを形成し、該第２のレジストパターンをマスクとして遮光膜を所望の透過率となるような膜厚にエッチングする工程を含む半透光膜パターン形成工程と
   を有し、
   前記第１の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極の対向部分であって、少なくともチャネル部側に所望のマージン領域を空けた位置に対応する厚レジストパターン形成部を形成するためのパターンであり、前記第２の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極に対応するパターンであることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
7. 被転写基板上に、厚レジストパターン、薄レジストパターン、及び無レジスト領域を形成するための厚レジストパターン形成部、薄レジストパターン形成部、及び無レジスト領域形成部を有し、前記薄レジストパターン形成部は半透光部からなり、厚レジストパターン及び無レジスト領域形成部は、それぞれ被転写基板上のレジストのポジ型かネガ型かに応じて決定された遮光部又は透光部からなるグレートーンマスクの製造方法において、
   前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタ基板におけるソース電極及びドレイン電極に対応するパターンのソース電極及びドレイン電極の対向部分に形成された前記厚レジストパターン形成部と、ソース電極及びドレイン電極の厚レジストパターン形成部以外の部分に形成された前記薄レジストパターン形成部と、チャネル部に対応する部分を含む他の領域に形成された前記無レジスト領域形成部とを有し、少なくとも前記厚レジストパターン形成部によって形成された厚レジストパターンを変形する工程を有する薄膜トランジスタ基板の製造工程において使用されるグレートーンマスクであって、
   透明基板上に、少なくとも遮光膜が形成されたマスクブランクを準備する工程と、
   遮光膜パターンを形成するための第１のレジスト膜に第１の描画パターンを描画、現像して第１のレジストパターンを形成し、該第１のレジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングする工程を含む遮光部パターン形成工程と、
   次に、前記遮光部が形成された透明基板上に半透光膜を形成する工程と、
   次いで、半透光膜パターンを形成するために前記半透光膜上に形成した第２のレジスト膜に第２の描画パターンを描画、現像して第２のレジストパターンを形成し、該第２のレジストパターンをマスクとして半透光膜をエッチングする工程を含む半透光膜パターン形成工程と
   を有し、
   前記第１の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極の対向部分であって、少なくともチャネル部側に所望のマージン領域を空けた位置に対応する厚レジストパターン形成部を形成するためのパターンであり、前記第２の描画パターンは、前記ソース電極及びドレイン電極に対応するパターンであることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。

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