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JP2006030320A - Gray tone mask and method of manufacturing gray tone mask - Google Patents

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JP2006030320A
JP2006030320A JP2004205309A JP2004205309A JP2006030320A JP 2006030320 A JP2006030320 A JP 2006030320A JP 2004205309 A JP2004205309 A JP 2004205309A JP 2004205309 A JP2004205309 A JP 2004205309A JP 2006030320 A JP2006030320 A JP 2006030320A
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pattern
semi
film
shielding
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JP2004205309A
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Japanese (ja)
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Michiaki Sano
道明 佐野
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有す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、透光部と隣接する遮光部のパターン断面形状が良好で、透光部のパターン精度が良好な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を提供する。
【解決手段】遮光部、透光部、及び半透光部からなるパターンを有するグレートーンマスク10であって、前記パターンは、透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有し、前記遮光部は、遮光部を形成する遮光膜13aと、該遮光膜13a上の、前記透光部との隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域に形成された半透光膜12aとが積層されている。
【選択図】図1
As a gray-tone mask having a pattern in which a light-transmitting part, a light-shielding part, and a semi-transparent part are adjacent in this order in one direction, the transmittance distribution of the semi-transparent part is good and adjacent to the light-transmitting part Provided are a gray-tone mask having a good pattern cross-sectional shape of a light-shielding portion and a good pattern accuracy of a light-transmitting portion, and a method for manufacturing a gray-tone mask.
A gray-tone mask 10 having a pattern including a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion, wherein the light-transmitting portion, the light-shielding portion, and the semi-light-transmitting portion are arranged in one direction. The light-shielding part has a light-shielding film 13a that forms a light-shielding part, and a desired margin region on the light-shielding part side in the part adjacent to the light-transmitting part on the light-shielding film 13a. A semi-transparent film 12a formed in the excluded region is laminated.
[Selection] Figure 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)等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。   The present invention relates to a method for manufacturing a gray-tone mask suitably used for a thin film transistor substrate (hereinafter referred to as a TFT substrate) used for manufacturing a thin film transistor liquid crystal display.

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。
TFT-LCDs are currently being commercialized rapidly due to the advantages of being thin and low in power consumption compared to CRTs (cathode ray tubes). A TFT-LCD includes a TFT substrate having a structure in which TFTs are arranged in pixels arranged in a matrix, and a color filter in which red, green, and blue pixel patterns are arranged corresponding to each pixel. It has a schematic structure superimposed under the intervention of. In TFT-LCD, the number of manufacturing processes is large, and the TFT substrate alone is manufactured using 5 to 6 photomasks.
Under such circumstances, a method of reducing the number of photolithography processes by a method of manufacturing a TFT substrate using four photomasks, that is, a method of using two kinds of film thickness of a photoresist pattern is proposed. .
For example, Patent Document 1 discloses a photoresist having a first thickness between a source electrode and a drain electrode (channel portion), a photoresist having a second thickness larger than the first thickness, and a first thickness. And a photoresist having a third thickness (including zero thickness) that is less than the thickness of the substrate.

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8(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8(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、先行例1と呼ぶ。
Further, Patent Document 1 discloses two methods for forming a photoresist pattern having these two types of film thicknesses: (1) a gray tone having a light-transmitting portion, a light-blocking portion, and a semi-light-transmitting portion. A method using a mask and (2) a method of deforming a resist by reflowing the resist are disclosed.
As the gray tone mask described above, the semi-transparent portion is formed by a pattern smaller than the resolution of the exposure apparatus in which the mask is used, for example, a slit or lattice pattern, or a semi-transparent film is provided to There is a method of adjusting the amount of irradiation, and in the case of a semi-transparent film, the light-shielding chromium layer is not completely removed, leaving a certain thickness so that the amount of light entering through this portion is reduced. .
FIG. 8A shows an example in which a region corresponding to the source electrode and the drain electrode is a light shielding portion 204, and a region corresponding to a channel portion therebetween is a slit-shaped semi-translucent portion 203. b) is an example in which a region corresponding to the channel portion is formed of a semi-transparent film.
A gray-tone mask described in Patent Document 1 in which a region corresponding to a channel portion is a semi-translucent portion is referred to as a first example.

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9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9(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9(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9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。
On the other hand, as another example of a TFT substrate manufacturing method, for example, Patent Document 2 discloses a TFT substrate manufacturing method using a combination of both a method using a gray-tone mask and a method of deforming a resist by reflow. ing.
Hereinafter, an example of the method described in Patent Document 2 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9A, a gate electrode 102 is formed on a glass substrate 101, a gate insulating film 103 is formed on the glass substrate 101 so as to cover the gate electrode 102, and on the gate insulating film 103, A silicon film 104, an n + silicon film 105, and a metal film 106 are sequentially deposited and laminated.
Next, a positive photoresist is applied on the metal film 106 to form a resist film 107. As shown in FIG. 9B, exposure light is applied to the resist film 107 through a gray-tone mask 201. Irradiate. FIG. 9 is a plan view of a gray tone mask. The light-shielding portion 204 is formed corresponding to a region adjacent to the channel portion that is a portion facing the source electrode and the drain electrode, and the remaining portion of the source electrode and the drain electrode is formed from the semi-transparent portion 203. A channel portion between the drain electrode and the drain electrode is formed by a light transmitting portion 205.

次に、露光後のポジ型のフォトレジストを現像すると、厚マスクパターン107a部分は、ほとんど溶解せずに残り、薄マスクパターン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9(c)に示すように、膜厚の厚い厚マスクパターン107aと、膜厚の薄い薄マスクパターン107bが同時に形成できる。
次に、厚マスクパターン107aおよび薄マスクパターン107bをマスクとしてエッチングを行うことで、図9(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、加熱等により、厚マスクパターン107aと薄マスクパターン107bとをリフローさせる。このことにより、有機樹脂である各マスクパターンは、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、厚マスクパターン107aと厚マスクパターン107bとがつながり、図9(e)及び図11の平面図に示すように、リフローマスクパターン108が形成される。尚、図9(e)は、図11のx−x断面を示している。
Next, when the positive photoresist after exposure is developed, the thick mask pattern 107a portion remains almost undissolved, the thin mask pattern 107b portion dissolves to some extent, and all other portions dissolve and disappear. As a result, as shown in FIG. 9C, a thick mask pattern 107a having a large film thickness and a thin mask pattern 107b having a small film thickness can be formed simultaneously.
Next, by performing etching using the thick mask pattern 107a and the thin mask pattern 107b as a mask, ohmic contact layers 105a and 105b, source electrodes 106a, and drain electrodes are formed on the silicon film 104 as shown in FIG. 9D. 106b is formed.
After the ohmic contact layers 105a and 105b are formed, the thick mask pattern 107a and the thin mask pattern 107b are reflowed by heating or the like. As a result, each mask pattern, which is an organic resin, spreads in the plane of the silicon film 104, and the thick mask pattern 107a and the thick mask pattern 107b are connected on the silicon film 104 between the ohmic contact layer 105a and the ohmic contact layer 105b. As shown in the plan views of FIGS. 9E and 11, a reflow mask pattern 108 is formed. FIG. 9E shows an xx cross section of FIG.

つぎに、リフローマスクパターン108をマスクとしてシリコン層104をエッチング除去し、リフローマスクパターン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)。
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、先行例2と呼ぶ。
特開2000−165886号公報 特開2002−261078号公報
Next, the silicon layer 104 is etched away using the reflow mask pattern 108 as a mask, and the reflow mask pattern 108 is removed, so that the ohmic contact layers 105a and 105b, the source electrode 106a, and the drain electrode 106b are formed on the semiconductor island. A state is obtained (not shown). Thereafter, a passivation film is formed, contact holes are formed on the source electrode 106a and the drain electrode 106b, and a pixel electrode connected to the source electrode 106a and a terminal electrode connected to the drain electrode 106b are formed at the bottom of the contact holes. (Not shown).
The gray-tone mask described in Patent Document 2 in which the region excluding the facing portions of the source electrode and the drain electrode is a semi-transparent portion is referred to as a prior example 2.
JP 2000-165886 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-261078

上述の先行例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。
そのため、半透光部を半透光膜で形成することを想定すると、例えば、図12に示されるような構造が考えられる。
図12(A)に示されるグレートーンマスク200は、遮光部が、半透光膜とその上の遮光膜から形成されている構造である(以下、従来構造例Aと呼ぶ)。従来構造例Aのグレートーンマスクは、図14に示される方法により製造することができる(以下、従来製造例Aと呼ぶ)。
As described in the previous example 2, the gray tone mask in which the region excluding the facing portion of the source electrode and the drain electrode is a semi-transparent portion has a large area occupied by the semi-transparent portion, and therefore the mask is used. If the semi-transmission part is formed with a fine pattern smaller than the resolution of the exposure apparatus, a uniform transmittance distribution in the semi-transmission part is deteriorated unless a high-precision fine pattern in a wide range is obtained. There is a problem.
Therefore, assuming that the semi-transparent portion is formed of a semi-transparent film, for example, a structure as shown in FIG. 12 can be considered.
A gray-tone mask 200 shown in FIG. 12A has a structure in which a light shielding portion is formed of a semi-transparent film and a light shielding film thereon (hereinafter referred to as a conventional structure example A). The gray-tone mask of the conventional structure example A can be manufactured by the method shown in FIG. 14 (hereinafter referred to as a conventional manufacturing example A).

即ち、まず、半透光膜212及び遮光膜213が順次形成されたマスクブランク214を用意する(図14(a)参照)。
次に、マスクブランク214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、レジスト膜215を形成する(図14(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215aを形成する(図14(c)参照)。
次に、形成されたレジストパターン215aをマスクとして、遮光膜213をエッチングして、引続き、半透光膜212をエッチングする。残存するレジストパターン215a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14(d)参照)。
次に、再び全面に前記レジストを塗布してレジスト膜216を形成する(図14(e)参照)。そして、2回目の描画を行う。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216bを形成する(図14(f)参照)。次に、形成されたレジストパターン216bをマスクとして、露出した半透光膜上の遮光膜を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14(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14(h)参照)。
That is, first, a mask blank 214 in which a semi-transparent film 212 and a light shielding film 213 are sequentially formed is prepared (see FIG. 14A).
Next, for example, a positive resist for electron beam or laser drawing is applied on the mask blank 214 and baked to form a resist film 215 (see FIG. 14B). Next, drawing is performed using an electron beam drawing machine or a laser drawing machine. After drawing, this is developed to form a resist pattern 215a on the mask blank (see FIG. 14C).
Next, the light shielding film 213 is etched using the formed resist pattern 215a as a mask, and then the semi-transparent film 212 is etched. The remaining resist pattern 215a is removed by ashing with oxygen or concentrated sulfuric acid (see FIG. 14D).
Next, the resist is applied again on the entire surface to form a resist film 216 (see FIG. 14E). Then, the second drawing is performed. After drawing, this is developed to form a resist pattern 216b for forming a light shielding film pattern (see FIG. 14F). Next, using the formed resist pattern 216b as a mask, the exposed light shielding film on the semi-transparent film is removed by etching. Thereby, the light shielding part is defined as a semi-translucent part, and the semi-transparent part and the light shielding part are formed (see FIG. 14G). The remaining resist pattern is removed using oxygen ashing or the like (see FIG. 14H).

上述の従来製造例Aにおいては、図14(g)に示される遮光膜のエッチングおいて、遮光膜のエッチングに対し下地の半透光膜が耐性を有することが必要となる。そのため、遮光膜と半透光膜とはエッチング特性が異なる材料の組み合わせを選択する必要があり、材料選択の幅が制約されるという問題点がある。
次に、図12(B)に示されるグレートーンマスクは、遮光部が、遮光膜とその上の半透光膜で形成されている(以下、従来構造例Bと呼ぶ)。従来構造例Bのグレートーンマスクは、図15に示される方法により製造することができる(以下、従来製造例B−1と呼ぶ)。
In the above-described conventional manufacturing example A, in the etching of the light shielding film shown in FIG. 14G, the underlying semi-transparent film needs to be resistant to the etching of the light shielding film. Therefore, it is necessary to select a combination of materials having different etching characteristics for the light-shielding film and the semi-transparent film, and there is a problem that the range of material selection is limited.
Next, in the gray tone mask shown in FIG. 12B, the light shielding portion is formed of a light shielding film and a semi-transparent film thereon (hereinafter referred to as a conventional structure example B). The gray tone mask of the conventional structure example B can be manufactured by the method shown in FIG. 15 (hereinafter referred to as a conventional manufacture example B-1).

即ち、まず、透明基板211上に、遮光膜213を形成したマスクブランク224を用意する(図15(a)参照)。
このマスクブランク224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、レジスト膜215を形成する。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。描画後、これを現像して、マスクブランク上に遮光部及び遮光部に挟まれた半透光部に対応する第1のレジストパターン215aを形成する(図15(b)参照)。
次に、形成された第1のレジストパターン215aをマスクとして、遮光膜213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213aを形成する(図15(c)参照)。残存するレジストパターン215a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15(d)参照)。
That is, first, a mask blank 224 having a light shielding film 213 formed on a transparent substrate 211 is prepared (see FIG. 15A).
On this mask blank 224, for example, a positive resist for laser or electron beam drawing is applied and baked to form a resist film 215. Next, drawing is performed using an electron beam drawing machine or a laser drawing machine. After the drawing, this is developed to form a first resist pattern 215a corresponding to the light shielding portion and the semi-transparent portion sandwiched between the light shielding portions on the mask blank (see FIG. 15B).
Next, using the formed first resist pattern 215a as a mask, the light shielding film 213 is wet or dry etched to form a pattern 213a corresponding to the light shielding portion (see FIG. 15C). The remaining resist pattern 215a is removed by ashing with oxygen or concentrated sulfuric acid (see FIG. 15D).

次に、全面に、半透光膜212を形成する(図15(e)参照)。次に、半透光膜212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レジスト膜216を形成する(図15(f)参照)。そして、2回目の描画を行う。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216aを形成する(図15(g)参照)。
次に、形成されたレジストパターン216aをマスクとして、透光部となる領域の半透光膜212及び遮光膜213aを連続的にウェット又はドライエッチングにより除去し、半透光膜パターン212a及び遮光膜パターン213bを形成する。これにより、半透光部及び遮光部は透光部と画され、半透光部、遮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15(h)参照)。
Next, a semi-transparent film 212 is formed on the entire surface (see FIG. 15E). Next, a resist film 216 for forming a semi-transparent film pattern is formed on the semi-transparent film 212 by applying a resist (see FIG. 15F). Then, the second drawing is performed. After drawing, this is developed to form at least a second resist pattern 216a corresponding to the semi-translucent portion (see FIG. 15G).
Next, using the formed resist pattern 216a as a mask, the semi-transparent film 212 and the light-shielding film 213a in the region to be a translucent part are continuously removed by wet or dry etching, and the semi-transparent film pattern 212a and the light-shielding film are removed. A pattern 213b is formed. Thereby, the semi-translucent part and the light-shielding part are defined as the translucent part, and the semi-translucent part, the light-shielding part and the translucent part are formed. Note that the remaining resist pattern is removed by oxygen ashing or the like (see FIG. 15H).

上述の従来製造例B−1によれば、半透光部は、半透光部に対応する領域を露出させた透明基板上に直接半透光膜が成膜されているため、従来構造例1のように半透光部を形成する場合に、上層の遮光膜のみをエッチングにより除去して下層の半透光膜を露出させる必要がなくなり、それゆえ遮光膜と半透光膜を共に、例えばクロム/クロム化合物といったような、エッチング特性が同じか類似した膜材料で形成することもでき、膜材料の選択の幅が広がる。しかしながら、チャネル部に対応する透光部の形成において、遮光膜と半透光膜を連続的にエッチングを行う際に、遮光膜と半透光膜を合わせた総膜厚が大きくなることから、パターンの断面形状が良好なパターンを形成することが困難であった。特に、遮光膜として反射防止膜付き遮光膜を用いた場合、下層部分と反射防止層の部分とでエッチング速度が異なる。そのような場合、表面反射防止層を考慮して遮光膜をエッチングした際のパターン断面形状が良好となるように遮光膜材料やエッチング条件をコントロールすることは可能であるが、半透光膜との積層膜でコントロールすることが困難であった。その結果、高精度のチャネル部に対応したパターンを形成することができず、TFTの製造に用いた際にTFTの性能に悪影響を及ぼしてしまうという問題点があった。   According to the above-described conventional manufacturing example B-1, the semi-transparent portion has the semi-transparent film formed directly on the transparent substrate in which the region corresponding to the semi-transparent portion is exposed. When the semi-transparent portion is formed as in FIG. 1, it is not necessary to remove only the upper light-shielding film by etching and expose the lower semi-transparent film. For example, it can be formed of a film material having the same or similar etching characteristics such as a chromium / chromium compound, and the range of selection of the film material is widened. However, in the formation of the light-transmitting portion corresponding to the channel portion, when the light-shielding film and the semi-light-transmitting film are continuously etched, the total thickness of the light-shielding film and the semi-light-transmitting film is increased. It was difficult to form a pattern having a good cross-sectional shape. In particular, when a light-shielding film with an antireflection film is used as the light-shielding film, the etching rate differs between the lower layer part and the part of the antireflection layer. In such a case, it is possible to control the light shielding film material and the etching conditions so that the pattern cross-sectional shape when the light shielding film is etched in consideration of the surface antireflection layer. It was difficult to control with the laminated film. As a result, there is a problem that a pattern corresponding to a highly accurate channel portion cannot be formed, and the performance of the TFT is adversely affected when used in the manufacture of the TFT.

さらに、従来構造例2の製造方法としては、次のような図16に示す方法がある(以下、従来製造例B−2と呼ぶ)。
即ち、透明基板211上に、遮光膜213を形成したマスクブランク224を用意する(図16(a)参照)。
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、レジスト膜215を形成する。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215aを形成する(図16(b)参照)。
次に、形成された第1のレジストパターン215aをマスクとして、遮光膜213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213aを形成する(図16(c)参照)。残存するレジストパターン215a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16(d)参照)。
Furthermore, as a manufacturing method of the conventional structural example 2, there is the following method shown in FIG. 16 (hereinafter referred to as a conventional manufacturing example B-2).
That is, a mask blank 224 having a light shielding film 213 formed on a transparent substrate 211 is prepared (see FIG. 16A).
On the mask blank, for example, a positive resist for laser or electron beam drawing is applied and baked to form a resist film 215. Next, drawing is performed using an electron beam drawing machine or a laser drawing machine. After the drawing, this is developed to form a first resist pattern 215a corresponding to the light shielding portion on the mask blank (see FIG. 16B).
Next, using the formed first resist pattern 215a as a mask, the light shielding film 213 is wet or dry etched to form a pattern 213a corresponding to the light shielding portion (see FIG. 16C). The remaining resist pattern 215a is removed by ashing with oxygen or concentrated sulfuric acid (see FIG. 16D).

次に、全面に、半透光膜212を形成する(図16(e)参照)。次に、半透光膜212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レジスト膜216を形成する(図16(f)参照)。そして、2回目の描画を行う。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216aを形成する(図16(g)参照)。
次に、形成されたレジストパターン216aをマスクとして、透光部となる領域の半透光膜212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216aは酸素アッシング等を用いて除去する(図16(h)参照)。
上述の従来製造例B−2によれば、従来製造例B−1のように、チャネル部に対応する透光部を形成する際に、半透光膜と遮光膜を連続してエッチングするのではなく、半透光膜のみをエッチングするため、パターンの断面形状が良好なパターンとすることができる。
Next, a semi-transparent film 212 is formed on the entire surface (see FIG. 16E). Next, a resist film 216 for forming a semi-transparent film pattern is formed on the semi-transparent film 212 by applying a resist (see FIG. 16F). Then, the second drawing is performed. After drawing, this is developed to form a second resist pattern 216a corresponding to at least the semi-translucent portion (see FIG. 16G).
Next, using the formed resist pattern 216a as a mask, the semi-transparent film 212 in the region to be a translucent part is removed by wet or dry etching. Thereby, the semi-translucent part is defined as the translucent part, and the semi-translucent part and the translucent part are formed. Note that the remaining resist pattern 216a is removed by oxygen ashing or the like (see FIG. 16H).
According to the above-described conventional manufacturing example B-2, the semi-transparent film and the light-shielding film are continuously etched when forming the light transmitting portion corresponding to the channel portion as in the conventional manufacturing example B-1. Instead, since only the semi-transparent film is etched, the pattern can have a good cross-sectional shape.

しかしながら、従来製造例B−2においては、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13は、図12(B)の点線で囲まれた部分の拡大図である。図13(a)は、アライメントずれを起こさなかった例であり、図13(b)及び(c)は、図13(a)の半透光部203と遮光部204とが、位置ずれを起こした例である。この例のように、半透光部が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。
However, in the conventional manufacturing example B-2, it is necessary to use a separate photolithography process for forming the semi-translucent portion and the light-shielding portion. As described above, when performing the second drawing, the second drawing is performed by performing alignment so that the pattern deviation does not occur with the first drawing. However, the alignment accuracy is limited and the alignment deviation is completely eliminated. It is difficult. Therefore, when the semi-transparent portion is a semi-transparent film, there is a problem that a good pattern may not be obtained due to misalignment of two-time drawing.
FIG. 13 is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. FIG. 13A shows an example in which no misalignment occurs, and FIGS. 13B and 13C show the misalignment between the semi-translucent portion 203 and the light shielding portion 204 in FIG. 13A. This is an example. As in this example, when the translucent part is displaced from side to side, the width of the translucent part 205 corresponding to the channel part changes from the design value, and the TFT substrate characteristics change. It will occur. As described above, there is a problem in that a gray-tone mask that can form a channel portion that is particularly important in a TFT with high accuracy may not be obtained.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、上記先行例2のグレートーンマスクのような、透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有す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、透光部と隣接する遮光部のパターン断面形状が良好で、透光部のパターン精度が良好な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を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、上記先行例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遮光部と、ソース電極及びドレイン電極の遮光部以外の部分に形成された半透光部と、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透光部とを有し、少なくとも前記遮光部によって形成された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、チャネル部に対応する透光部に隣接する遮光部のパターン断面形状が良好で、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及び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。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a pattern in which a light-transmitting portion, a light-shielding portion, and a semi-light-transmitting portion are adjacent to each other in this order in the same manner as in the gray-tone mask of the preceding example 2. Gray tone mask and gray tone having good transmissivity distribution of the semi-translucent part, good pattern cross-sectional shape of the light-shielding part adjacent to the translucent part, and good pattern accuracy of the translucent part An object is to provide a method for manufacturing a mask.
Furthermore, the present invention provides a gray-tone mask of the above-mentioned prior example 2, that is, a light-shielding portion formed in a portion corresponding to the source electrode and the drain electrode of the pattern corresponding to the source electrode and the drain electrode in the thin film transistor substrate, and the source electrode and the drain A resist pattern having a semi-translucent portion formed in a portion other than the light-shielding portion of the electrode and a translucent portion formed in another region including a portion corresponding to the channel portion, and formed at least by the light-shielding portion As a gray-tone mask used in the manufacturing process of a thin film transistor substrate having a process of deforming the film, the transmittance distribution of the semi-translucent part is good, and the pattern cross-sectional shape of the light-shielding part adjacent to the translucent part corresponding to the channel part is Gray tone mask and gray tone mask with good pattern accuracy corresponding to the channel part And to provide a method of manufacturing.

(構成1)遮光部、透光部、及び半透光部からなるパターンを有するグレートーンマスクにおいて、前記パターンは、透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有し、前記遮光部は、遮光部を形成する遮光膜と、該遮光膜上の、前記透光部との隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域に形成された半透光膜とが積層されていることを特徴とするグレートーンマスク。
(構成2)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遮光部と、ソース電極及びドレイン電極の遮光部以外の部分に形成された半透光部と、前記遮光部と隣接するチャネル部に対応する透光部とを少なくとも有する、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、前記遮光部は、遮光部を形成する遮光膜と、該遮光膜上の、前記透光部との隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域に形成された半透光膜とが積層されていることを特徴とするグレートーンマスク。
(Configuration 1) In a gray-tone mask having a pattern including a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-light transmitting portion, the pattern has a light transmitting portion, a light shielding portion, and a semi-light transmitting portion adjacent to each other in this order. The light-shielding part is formed in a region excluding a light-shielding film that forms the light-shielding part and a desired margin region on the light-shielding part adjacent to the light-transmitting part on the light-shielding film. A gray-tone mask, wherein a semi-transparent film is laminated.
(Configuration 2) A light shielding portion formed in a portion corresponding to the source electrode and the drain electrode in a pattern corresponding to the source electrode and the drain electrode in the thin film transistor substrate, and a semi-transparent portion formed in a portion other than the light shielding portion of the source electrode and the drain electrode. A gray-tone mask used in a manufacturing process of a thin film transistor substrate having at least a light part and a light-transmitting part corresponding to a channel part adjacent to the light-shielding part, wherein the light-shielding part forms a light-shielding part. A gray tone characterized in that a film and a semi-transparent film formed in a region excluding a desired margin region on the light-shielding portion side in a portion adjacent to the light-transmitting portion on the light-shielding film are laminated mask.

(構成3)遮光部、透光部、及び半透光部からなるパターンを有するグレートーンマスクであって、透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有する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、次いで、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、前記遮光部に対応するパターンであり、第2の描画パターンは、前記半透光部と、前記遮光部の内の少なくとも遮光部と透光部の隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域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。 (Configuration 3) A gray-tone mask having a pattern including a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion, and the light-transmitting portion, the light-shielding portion, and the semi-light-transmitting portion are adjacent to each other in this order. In a method of manufacturing a gray-tone mask having a pattern, a step of preparing a mask blank having at least a light shielding film formed on a transparent substrate, and a first drawing pattern on a first resist film for forming the light shielding film pattern A light shielding part pattern forming step including a step of drawing and developing to form a first resist pattern and etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask, and then a transparent substrate on which the light shielding part is formed A step of forming a semi-transparent film thereon, and then drawing and developing a second drawing pattern on the second resist film formed on the semi-transparent film in order to form a semi-transparent film pattern Forming a second resist pattern, and using the second resist pattern as a mask, the step of etching the semi-transparent film includes a semi-transparent film pattern forming step, and the first drawing pattern includes: The second drawing pattern is a pattern corresponding to a light shielding part, and excludes a desired margin area on the light shielding part side in the semi-transparent part and at least a part of the light shielding part adjacent to the light shielding part. A method of manufacturing a gray-tone mask, wherein the pattern corresponds to a region.

(構成4)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遮光部と、ソース電極及びドレイン電極の遮光部以外の部分に形成された半透光部と、前記遮光部と隣接するチャネル部に対応する透光部とを少なくとも有する、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、次いで、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、前記遮光部に対応するパターンであり、第2の描画パターンは、前記半透光部と、前記遮光部の内の少なくとも遮光部と透光部の隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域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。 (Configuration 4) A light-shielding portion formed in a portion corresponding to the source electrode and the drain electrode in a pattern corresponding to the source electrode and the drain electrode in the thin film transistor substrate, and a semi-transparent portion formed in a portion other than the light-shielding portion of the source electrode and the drain electrode. A gray-tone mask manufacturing method used in a manufacturing process of a thin film transistor substrate, having at least a light portion and a light-transmitting portion corresponding to a channel portion adjacent to the light-blocking portion, wherein at least a light-shielding film is formed on a transparent substrate A step of preparing a mask blank on which a first light-shielding film pattern is formed, a first drawing pattern is drawn and developed on a first resist film for forming a light-shielding film pattern, and the first resist pattern is formed. A light shielding part pattern forming step including a step of etching the light shielding film using the resist pattern as a mask, and then the light shielding part Forming a semi-transparent film on the formed transparent substrate, and then forming a second drawing pattern on the second resist film formed on the semi-transparent film in order to form the semi-transparent film pattern And a semi-transparent film pattern forming step including a step of forming a second resist pattern by drawing and developing, and etching the semi-transparent film using the second resist pattern as a mask. The pattern is a pattern corresponding to the light shielding portion, and the second drawing pattern is a desired pattern on the light shielding portion side in the semi-transparent portion and at least the light shielding portion of the light shielding portion and the adjacent portion of the light transmitting portion. A method for manufacturing a gray-tone mask, which is a pattern corresponding to an area excluding a margin area.

(構成5)遮光部、透光部、及び半透光部からなるパターンを有するグレートーンマスクであって、透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有する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、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、前記遮光部に対応するパターンであり、第2の描画パターンは、前記半透光部と、前記遮光部の内の少なくとも遮光部と透光部の隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域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。 (Configuration 5) A gray-tone mask having a pattern including a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion, and the light-transmitting portion, the light-shielding portion, and the semi-light-transmitting portion are adjacent to each other in this order. In a method for manufacturing a gray-tone mask having a pattern, a step of preparing a mask blank in which at least a semi-transparent film and a light shielding film are laminated on a transparent substrate, and a first resist film for forming a light shielding film pattern A light-shielding part pattern forming step including a step of drawing and developing a first drawing pattern to form a first resist pattern, and etching the light-shielding film using the first resist pattern as a mask, and a semi-transparent film pattern In order to form the second resist pattern formed on the translucent film, a second drawing pattern is drawn and developed to form a second resist pattern, and the second resist pattern is masked. A semi-transparent film pattern forming step including a step of etching the semi-transparent film, wherein the first drawing pattern is a pattern corresponding to the light shielding portion, and the second drawing pattern is the semi-transparent film A gray-tone mask manufacturing method comprising: a light-transmitting portion; and a pattern corresponding to a region excluding a desired margin region on the light-shielding portion side at least in the light-shielding portion and the adjacent portion of the light-transmitting portion. .

(構成6)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遮光部と、ソース電極及びドレイン電極の遮光部以外の部分に形成された半透光部と、前記遮光部と隣接するチャネル部に対応する透光部とを少なくとも有する、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、前記遮光部に対応するパターンであり、第2の描画パターンは、前記半透光部と、前記遮光部の内の少なくとも遮光部と透光部の隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域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。
(Configuration 6) A light-shielding portion formed in a portion corresponding to the source electrode and the drain electrode in a pattern corresponding to the source electrode and the drain electrode in the thin film transistor substrate, and a semi-transparent portion formed in a portion other than the light-shielding portion of the source electrode and the drain electrode. A method for manufacturing a gray-tone mask used in a manufacturing process of a thin film transistor substrate, comprising at least a light portion and a light-transmitting portion corresponding to a channel portion adjacent to the light-shielding portion. A step of preparing a mask blank in which a light film and a light shielding film are laminated;
A step of drawing and developing a first drawing pattern on a first resist film for forming a light shielding film pattern to form a first resist pattern, and etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask. A light-shielding portion pattern forming step, and a second resist pattern is drawn on the second resist film formed on the semi-transparent film to form the semi-transparent film pattern, and developed to form the second resist pattern. And a semi-transparent film pattern forming step including a step of etching the semi-transparent film using the second resist pattern as a mask, and the first drawing pattern is a pattern corresponding to the light shielding portion. And the second drawing pattern has a pattern corresponding to a region excluding a desired margin region on the light-shielding portion side in at least the light-shielding portion and the light-transmissive portion adjacent to the semi-light-transmissive portion and the light-shielding portion. Method for manufacturing a gray-tone mask, characterized in that it.

本発明のグレートーンマスクによれば、透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有するグレートーンマスクとして、半透光部を半透光膜で形成することから半透光部の透過率分布を得ることができる。また、透光部と隣接する遮光部が、遮光膜のみのエッチングにより形成されているため、透光部と隣接する遮光部の断面形状が良好なパターンが得られる。さらに、前記遮光部を、遮光部を形成する遮光膜と、該遮光膜上の、前記透光部との隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域に形成された半透光膜とが積層するようにしたので、透光部のパターン精度が良好なグレートーンマスクを得ることができる。
さらに、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遮光部と、ソース電極及びドレイン電極の遮光部以外の部分に形成された半透光部と、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透光部と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、半透光部を半透光膜で形成することから半透光部の透過率分布を得ることができる。また、透光部と隣接する遮光部が、遮光膜のみのエッチングにより形成されているため、チャネル部と隣接する遮光部の断面形状が良好なパターンが得られる。さらに、前記遮光部を、遮光部を形成する遮光膜と、該遮光膜上の、前記透光部との隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域に形成された半透光膜とが積層するようにしたので、チャネル部に対応する透光部のパターン精度が良好なグレートーンマスクを得ることができる。
According to the gray tone mask of the present invention, the semi-transparent portion is formed of a semi-transparent film as a gray tone mask having a pattern in which the translucent portion, the light-shielding portion, and the semi-transparent portion are adjacent in this order in one direction. Since it is formed, the transmittance distribution of the semi-transparent portion can be obtained. In addition, since the light shielding portion adjacent to the light transmitting portion is formed by etching only the light shielding film, a pattern having a favorable cross-sectional shape of the light shielding portion adjacent to the light transmitting portion can be obtained. Furthermore, the light-shielding part is formed in a light-shielding film that forms the light-shielding part, and a semi-light-transmitting film formed on the light-shielding film in a region excluding a desired margin region on the light-shielding part side adjacent to the light-transmitting part Are stacked, so that a gray-tone mask with good pattern accuracy of the translucent portion can be obtained.
Furthermore, according to the gray-tone mask of the present invention, the light-shielding portion formed in the opposing portion of the source electrode and the drain electrode in a pattern corresponding to the source electrode and the drain electrode in the thin film transistor substrate, and the light-shielding portion other than the light-shielding portion of the source electrode and the drain electrode As a gray-tone mask used in a manufacturing process of a thin film transistor substrate having a semi-transparent portion formed in a portion of the thin film and a translucent portion formed in another region including a portion corresponding to the channel portion, Since the portion is formed of a semi-transparent film, the transmittance distribution of the semi-transparent portion can be obtained. Further, since the light shielding portion adjacent to the light transmitting portion is formed by etching only the light shielding film, a pattern having a favorable cross-sectional shape of the light shielding portion adjacent to the channel portion can be obtained. Furthermore, the light-shielding part is formed in a light-shielding film that forms the light-shielding part, and a semi-light-transmitting film formed on the light-shielding film in a region excluding a desired margin region on the light-shielding part side adjacent to the light-transmitting part Are stacked, so that a gray-tone mask with good pattern accuracy of the light transmitting portion corresponding to the channel portion can be obtained.

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、透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有するグレートーンマスクとして、半透光部を半透光膜で形成することから半透光部の透過率分布を得ることができる。また、透光部と隣接する遮光部が、遮光膜のみのエッチングにより形成されているため、透光部と隣接する遮光部の断面形状が良好なパターンが得られる。さらに、半透光膜パターンを形成するための第2の描画データを、半透光部と、遮光部の少なくとも遮光部と透光部の隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域に対応するパターンとすることによって、透光部のパターン精度が良好なグレートーンマスクを製造することができる。
さらに、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遮光部と、ソース電極及びドレイン電極の遮光部以外の部分に形成された半透光部と、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透光部と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から半透光部の透過率分布を得ることができる。また、透光部と隣接する遮光部が、遮光膜のみのエッチングにより形成されているため、チャネル部と隣接する遮光部の断面形状が良好なパターンが得られる。さらに、半透光膜パターンを形成するための第2の描画データを、半透光部と、遮光部の少なくとも遮光部と透光部の隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域に対応するパターンとすることによって、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を製造することができる。
Furthermore, according to the method for manufacturing a gray-tone mask of the present invention, the semi-transparent portion is formed as a gray-tone mask having a pattern in which the translucent portion, the light-shielding portion, and the semi-transparent portion are adjacent in this order in one direction. Since it is formed of a semi-transparent film, the transmittance distribution of the semi-transparent part can be obtained. In addition, since the light shielding portion adjacent to the light transmitting portion is formed by etching only the light shielding film, a pattern having a favorable cross-sectional shape of the light shielding portion adjacent to the light transmitting portion can be obtained. Further, the second drawing data for forming the semi-transparent film pattern is obtained by removing the semi-transparent part and a desired margin area on the light-shielding part side at least in the light-shielding part and the adjacent part of the light-shielding part. By making the pattern corresponding to the above, it is possible to manufacture a gray-tone mask with good pattern accuracy of the light transmitting part.
Further, according to the gray-tone mask manufacturing method, the light-shielding portion formed in the opposing portion of the source electrode and the drain electrode in a pattern corresponding to the source electrode and the drain electrode in the thin film transistor substrate, and the light-shielding portion other than the light-shielding portion of the source electrode and the drain electrode As a method for manufacturing a gray-tone mask used in a manufacturing process of a thin film transistor substrate having a semi-transparent portion formed in the portion of, and a transparent portion formed in another region including a portion corresponding to the channel portion, Since the semi-transparent portion is formed of a semi-transparent film, the transmittance distribution of the semi-transparent portion can be obtained. Further, since the light shielding portion adjacent to the light transmitting portion is formed by etching only the light shielding film, a pattern having a favorable cross-sectional shape of the light shielding portion adjacent to the channel portion can be obtained. Further, the second drawing data for forming the semi-transparent film pattern is obtained by removing the semi-transparent part and a desired margin area on the light-shielding part side at least in the light-shielding part and the adjacent part of the light-shielding part. By using the pattern corresponding to the above, it is possible to manufacture a gray-tone mask with good channel portion pattern accuracy.

以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態1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(a)は、図1の点線で囲まれた部分の拡大図である。
図1及び図2に示されているように、本実施の形態では、石英等の透明基板11上に、ソース電極及びドレイン電極の対向部分であってチャネル部に隣接した領域に遮光膜パターン13aが形成され、ソース電極及びドレイン電極とチャネル部の隣接部における前記電極側のマージン領域17を除く遮光膜上の領域及びソース電極及びドレイン電極部に半透光膜パターン12aが形成されている。即ち、遮光膜パターン13a及びマージン領域17を除く遮光膜上の領域に形成された半透光膜パターン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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by embodiments.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a pattern near a source electrode and a drain electrode on a TFT substrate of a gray-tone mask according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2A is surrounded by a dotted line in FIG. FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, a light shielding film pattern 13a is formed on a transparent substrate 11 made of quartz or the like in a region facing a source electrode and a drain electrode and adjacent to a channel portion. A semi-transparent film pattern 12a is formed in the region on the light shielding film and the source and drain electrode portions excluding the margin region 17 on the electrode side in the portion adjacent to the source and drain electrodes and the channel portion. That is, the portion laminated with the semi-transparent film pattern 12a formed in the region on the light-shielding film excluding the light-shielding film pattern 13a and the margin region 17 is the light-shielding portion, and the region where the semi-transparent film other than the light-shielding portion is formed. The translucent portion is a region where neither the semi-transparent portion nor the semi-transparent film 12a or the light-shielding film 13a is formed.

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。
本実施の形態では、まず、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、例えばCr系材料からなる遮光膜13を形成したマスクブランク14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2に示す、ソース電極とドレイン電極の対向部分であってチャネル部に隣接する領域に対応する遮光膜パターン13a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。
Next, a method for manufacturing the gray tone mask will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, first, as shown in FIG. 3A, a light shielding film 13 made of, for example, a Cr-based material is formed on a large transparent substrate 11 made of quartz or the like and having a main surface size of 450 mm × 550 mm. The mask blank 14 is used.
On the mask blank, for example, a positive resist for laser or electron beam drawing is applied and baked to form a first resist film 15 for forming a light shielding film pattern (see FIG. 3B). ). Next, drawing is performed using an electron beam drawing machine or a laser drawing machine. The drawing data (first drawing data) is pattern data corresponding to the light-shielding film pattern 13a corresponding to a region adjacent to the channel portion, which is a portion facing the source electrode and the drain electrode, shown in FIG. After the drawing, this is developed to form a first resist pattern 15a corresponding to the light shielding portion on the mask blank.

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、先行例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、遮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、遮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、遮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、遮光膜パターンと同様に、遮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。   In the TFT substrate manufacturing process using the gray tone mask of the present embodiment, the source electrode and the drain electrode are formed on the gate electrode at a predetermined interval as in the gray tone mask of the second example. Since the source and drain electrodes need to be aligned, marks related to the alignment with the gate electrode (positioning marks for exposure, marks for checking position accuracy, etc.) must be provided on the mask. In that case, since it is important that the channel portion sandwiched between the source electrode and the drain electrode is accurately aligned with the gate electrode, the thin film pattern formed closest to the channel portion of the source electrode and the drain electrode It is preferable to provide a correlated mark outside the pattern region of the photomask. In the present invention, the thin film pattern formed on the most channel side of the source electrode and the drain electrode is a light shielding film pattern. Therefore, in the present embodiment, in the above process, the drawing data for forming the light shielding film pattern (first drawing data) includes the mark related to the alignment with the gate electrode, and the formation of the light shielding film pattern. A mark is also formed in the same manner, and a mark pattern formed of a light shielding film can be formed in the subsequent steps in the same manner as the light shielding film pattern.

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3(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+O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3(d)参照)。
次に、全面に、半透光膜12を形成する(図3(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3(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、ソース電極及びドレイン電極とチャネル部の隣接部における前記電極側のマージン領域17を除く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3(g)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。但し、マージン領域が大きいと、露出した遮光膜による高い光反射がマスク使用時に問題となる可能性が考えられるため、必要以上に大きくすることは好ましくない。従って、本実施の形態の場合、0.1〜1μmの範囲で設定することが好ましい。
Next, using the formed first resist pattern 15a as a mask, the light shielding film 13 is wet or dry etched to form a pattern 13a corresponding to the light shielding portion (see FIG. 3C). When the light shielding film 13 is made of a Cr-based material, for example, an etchant diluted with a mixture of ceric ammonium nitrate and peroxygen salt can be used for wet etching, and Cl 2 + O 2 can be used for dry etching. A dry etching gas containing a chlorine-based gas such as can be used. The remaining resist pattern 15a is removed using ashing with oxygen or concentrated sulfuric acid (see FIG. 3D).
Next, a semi-transparent film 12 is formed on the entire surface (see FIG. 3E). Next, a resist is applied on the semi-transparent film 12 to form a second resist film 16 for forming a semi-transparent film pattern (see FIG. 3F). Then, the second drawing is performed. The drawing data (second drawing data) at this time is pattern data corresponding to the source electrode and the drain electrode excluding the margin region 17 on the electrode side in the adjacent portion of the source and drain electrodes and the channel portion. After drawing, this is developed to form at least a second resist pattern 16a corresponding to the semi-translucent portion (see FIG. 3G). Note that this margin region has a width from the channel portion side that is larger than an assumed misalignment in consideration of the alignment accuracy of two-time drawing. However, if the margin area is large, there is a possibility that high light reflection by the exposed light-shielding film may cause a problem when the mask is used. Therefore, in the case of this embodiment, it is preferable to set in the range of 0.1 to 1 μm.

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3(h)参照)。
以上のようにして図1に示す本実施の形態のグレートーンマスク10が出来上がる。
図2(b)及び図2(c)は、図2(a)の理想構造に対し、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2(b)は第1の描画パターンに対して第2の描画パターンが図中右側に、図2(c)は第1の描画パターンに対して第2の描画パターンが図中左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、第2の描画データは、ソース電極及びドレイン電極とチャネル部の隣接部における前記電極側のマージン領域17を除く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り、これによりチャネル部側にマージン領域を設けて半透光膜パターン12a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。
Next, using the formed second resist pattern 16a as a mask, the semi-transparent film 12 in a region to be a translucent part is removed by wet or dry etching. Thereby, the semi-translucent part is defined as the translucent part, and the semi-translucent part and the translucent part are formed. The remaining resist pattern is removed using oxygen ashing or the like (see FIG. 3H).
As described above, the gray tone mask 10 of the present embodiment shown in FIG. 1 is completed.
2 (b) and 2 (c) show an alignment misalignment between the drawing by the first drawing pattern and the drawing by the second drawing pattern in the above method with respect to the ideal structure of FIG. 2 (a). FIG. 2B shows an example in which the second drawing pattern is on the right side of the drawing with respect to the first drawing pattern, and FIG. 2C shows the first drawing pattern with respect to the first drawing pattern. This is an example in which the drawing pattern 2 is shifted to the left side in the drawing. As shown in these drawings, in the gray-tone mask in the present embodiment, the second drawing data includes the source electrode, the drain electrode, and the source electrode excluding the electrode-side margin region 17 in the adjacent portion of the channel portion. Since this is pattern data corresponding to the drain electrode, and the margin region is provided on the channel portion side to form the semi-transparent film pattern 12a, the pattern dimensional accuracy corresponding to the channel portion can be improved even if misalignment occurs. There is no worsening.
Therefore, according to this embodiment, a pattern important for TFT characteristics can be formed with high accuracy, and a high-quality gray-tone mask can be provided.

尚、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とすることによって、レーザ描画を行う際の描画精度が良好となり好ましい。さらに、遮光膜13は、エッチングによる断面形状が良好となるようにエッチング速度を順次調整するために組成を変更した多層膜又は組成傾斜膜であってもよい。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。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。   The material of the light shielding film 13 is preferably a thin film that provides high light shielding properties, and examples thereof include Cr, Si, W, and Al. In addition, it is preferable that the light shielding film 13 has an antireflection layer made of, for example, the metal oxide on the front surface or the front surface, so that the drawing accuracy is improved when performing laser drawing. Further, the light-shielding film 13 may be a multilayer film or a composition gradient film whose composition is changed in order to sequentially adjust the etching rate so that the cross-sectional shape by etching becomes favorable. Further, the material of the semi-transparent film 12 is preferably a thin film that can obtain a semi-transmissivity with a transmissivity of about 50% when the transmissivity of the translucent part is 100%. For example, a Cr compound (Cr Oxide, nitride, oxynitride, fluoride, etc.), MoSi, Si, W, Al and the like. Si, W, Al, and the like are materials that can provide high light-shielding properties or semi-light-transmitting properties depending on the film thickness. Further, since the light-shielding portion of the mask to be formed is a laminate of the semi-transparent film 12 and the light-shield film 13, the light-shielding property can be obtained when the light-shielding film alone is combined with the semi-transparent film even if the light shielding property is insufficient. It ’s fine. Here, the transmittance is the transmittance with respect to the wavelength of the exposure light of, for example, a large LCD exposure machine using a gray tone mask. The transmissivity of the translucent film need not be limited to about 50%. How much the translucency of the semi-translucent portion is set is a design problem.

遮光膜13と半透光膜12の材質は、互いにエッチング特性が同じ又は類似したものであっても良いが、半透光膜をエッチングする際の遮光膜のサイドエッチングや、マージン領域を形成する際の下地の遮光膜の削れを考慮すると、半透光膜のエッチングの際に遮光膜が耐性を有する材料とすることが好ましい。また、上記したサイドエッチングや下地の削れを防止するために、半透光膜を形成する前に、エッチングストッパー層を設けてもよい。エッチングストッパー層としては、例えばSiO又はSOG(Spin on Glass)等を用いることができる。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なわないため除去しないでおくことも可能である。 The material of the light shielding film 13 and the semi-transparent film 12 may have the same or similar etching characteristics, but side etching of the light shielding film when the semi-transparent film is etched and a margin region is formed. In consideration of the shaving of the underlying light shielding film, it is preferable that the light shielding film be made of a material having resistance when the semi-transparent film is etched. Further, an etching stopper layer may be provided before the semi-transparent film is formed in order to prevent the above-described side etching and undercutting. For example, SiO 2 or SOG (Spin on Glass) can be used as the etching stopper layer. These materials have good permeability, and even if they are interposed in the semi-translucent portion, their transmission characteristics are not impaired, and it is possible to leave them out.

次に、本発明の実施の形態2を説明する。尚、実施の形態2は、本発明を、図11(A)に示した構造のグレートーンマスクの製造方法に適用した例である。
本実施の形態で使用するマスクブランク24は、図4(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、遮光膜材料とエッチング選択性を有する材料からなる半透光膜12及び例えばクロム系材料からなる遮光膜13を順次形成したものである。
上記マスクブランク24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。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is an example in which the present invention is applied to a method for manufacturing a gray-tone mask having the structure shown in FIG.
As shown in FIG. 4A, the mask blank 24 used in this embodiment is made of a light shielding film material and etching selectivity on a large transparent substrate 11 made of quartz or the like and having a main surface size of 450 mm × 550 mm. A semi-transparent film 12 made of a material having a light-shielding film and a light-shielding film 13 made of, for example, a chromium-based material are sequentially formed.
The mask blank 24 can be obtained by sequentially forming the semi-transparent film 12 and the light-shielding film 13 on the transparent substrate 11, and the film forming method is vapor deposition, sputtering, CVD (chemical vapor deposition). A method suitable for the film type, such as a method, may be appropriately selected. The film thickness is not particularly limited, but the film thickness may be optimized so as to obtain good light-shielding property or semi-light-transmitting property.

次に、このマスクブランク24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4(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であってチャネル部に隣接する領域に対応する遮光膜パターン13a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4(b)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、遮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、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。
Next, for example, a positive resist for electron beam or laser drawing is applied on the mask blank 24 and baked to form a first resist film 15 for forming a light shielding film pattern (FIG. 4 ( b)). Next, drawing is performed using an electron beam drawing machine or a laser drawing machine. The drawing data (first drawing data) is pattern data corresponding to the light-shielding film pattern 13a corresponding to a region adjacent to the channel portion, which is a portion facing the source electrode and the drain electrode, shown in FIG. After the drawing, this is developed to form a first resist pattern 15a corresponding to the light shielding portion on the mask blank (see FIG. 4B).
In addition, regarding the formation of the mark related to the alignment with the gate electrode, the mark related to the alignment with the gate electrode is included in the drawing data (first drawing data) for forming the light shielding film pattern in the above process. The mark is also formed at the same time as the formation of the semi-transparent film pattern. In the subsequent steps, the mark pattern formed by the semi-transparent film can be formed in the same manner as the semi-transparent film pattern.

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4(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4(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4(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2に示すソース電極及びドレイン電極とチャネル部の隣接部における前記電極側のマージン領域17を除く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4(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。
Next, using the formed resist pattern 15a as a mask, the light shielding film 13 is dry-etched to form a light shielding film pattern 13a corresponding to the light shielding portion (see FIG. 4C). When the light shielding film 13 is made of a Cr-based material, dry etching using chlorine gas can be used. Except for the region corresponding to the light shielding portion, the underlying semi-transparent film 12 is exposed by etching the light shielding film 13. The remaining resist pattern 15a is removed using ashing with oxygen or concentrated sulfuric acid (see FIG. 4D).
Next, the resist is applied again on the entire surface to form a second resist film 16 (see FIG. 4E). Then, the second drawing is performed. The drawing data (second drawing data) at this time is pattern data corresponding to the source and drain electrodes excluding the margin region 17 on the electrode side in the adjacent portion of the source and drain electrodes and the channel portion shown in FIG. is there. After drawing, this is developed to form a resist pattern 16a for forming a translucent film pattern (see FIG. 4F). The width of this margin area is the same as that in the first embodiment.

次に、形成されたレジストパターン16a及び遮光膜パターン13aをマスクとして、透光部となる領域の半透光膜12をドライエッチングにより除去する。この場合、遮光膜パターン13aは、半透光膜12のエッチングに対して耐性を有するため、半透光膜12は遮光膜パターン13aに沿ってエッチングされる。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4(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4(h)参照)。
以上のようにして本実施の形態のグレートーンマスクが出来上がる。
Next, using the formed resist pattern 16a and light-shielding film pattern 13a as a mask, the semi-transparent film 12 in a region to be a translucent part is removed by dry etching. In this case, since the light shielding film pattern 13a is resistant to the etching of the semi-transparent film 12, the semi-transparent film 12 is etched along the light shielding film pattern 13a. Thereby, the semi-translucent part is defined as the translucent part, and the semi-translucent part and the translucent part are formed (see FIG. 4G). The remaining resist pattern is removed using oxygen ashing or the like (see FIG. 4H).
As described above, the gray tone mask of the present embodiment is completed.

図5は、図4の(f)と(g)の点線が囲まれた部分の拡大図であり、図5(a)の理想構造に対し、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5(b)は第1の描画パターンに対して第2の描画パターンが図中右側に、図5(c)は第1の描画パターンに対して第2の描画パターンが図中左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、第2の描画データは、ソース電極及びドレイン電極とチャネル部の隣接部における前記電極側のマージン領域17を除く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り、これによりチャネル部側にマージン領域を設けて第2のレジストパターン16a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。   FIG. 5 is an enlarged view of a portion surrounded by the dotted lines in (f) and (g) of FIG. 4. With respect to the ideal structure of FIG. FIG. 5B is an example assuming a case in which the second drawing pattern is misaligned. FIG. 5B shows the second drawing pattern on the right side of the drawing with respect to the first drawing pattern. 5 (c) is an example in which the second drawing pattern is shifted to the left in the drawing with respect to the first drawing pattern. As shown in these drawings, in the gray-tone mask in the present embodiment, the second drawing data includes the source and drain electrodes and the source electrode excluding the electrode-side margin region 17 in the adjacent portion of the channel portion. Since this pattern data corresponds to the drain electrode, and the second resist pattern 16a is formed by providing a margin region on the channel portion side, the pattern dimension accuracy corresponding to the channel portion can be improved even if misalignment occurs. There is no worsening.

一方、図6は、比較のため、上記方法において、第2の描画パターンにおいて、マージン領域を設けずに、ソース電極とドレイン電極に対応するパターンデータとした場合について示す図である。即ち、図6(a)の理想構造に対し、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6(b)は第1の描画パターンに対して第2の描画パターンが図中右側に、図6(c)は第1の描画パターンに対して第2の描画パターンが図中左側にずれた例である。
これらの図に示されるように、マージン領域を設けなかった例においては、アライメントずれの発生により、チャネル部に対応するパターン精度を悪化させてしまう。
このように、本実施の形態によれば、TFT特性上重要なパターンを高精度に形成させるので、高品質のグレートーンマスクを提供することができる。
On the other hand, FIG. 6 is a diagram showing a case where, for comparison, in the above method, pattern data corresponding to the source electrode and the drain electrode is provided in the second drawing pattern without providing a margin region. In other words, in the above method, the drawing with the first drawing pattern and the drawing with the second drawing pattern are assumed to be misaligned with respect to the ideal structure of FIG. In FIG. 6B, the second drawing pattern is shifted to the right side in the drawing with respect to the first drawing pattern, and in FIG. 6C, the second drawing pattern is shifted to the left side in the drawing with respect to the first drawing pattern. It is an example.
As shown in these drawings, in an example in which no margin region is provided, the pattern accuracy corresponding to the channel portion is deteriorated due to the occurrence of misalignment.
As described above, according to the present embodiment, a pattern important in terms of TFT characteristics is formed with high accuracy, so that a high-quality gray-tone mask can be provided.

尚、上記実施の形態2において、遮光膜13の材質及び半透光膜12の材質としては、実施の形態1と同様のものを用いることができる。但し、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。   In the second embodiment, the same material as that of the first embodiment can be used as the material of the light shielding film 13 and the semi-transparent film 12. However, regarding the combination of the materials of the light-shielding film 13 and the semi-transparent film 12, the etching characteristics of the films differ from each other, and the other film needs to have resistance in the etching environment of one film. For example, when the light-shielding film 13 is made of Cr and the semi-transparent film 12 is made of MoSi, the Cr light-shielding film is dry-etched using a chlorine-based gas or an etching solution diluted by mixing ceric ammonium nitrate and a peroxygen salt. When wet etching is used, a high etching selectivity can be obtained with the underlying MoSi semi-transparent film, so that only the Cr light-shielding film can be removed by etching with little damage to the MoSi semi-transparent film. Is possible. Furthermore, it is desirable that the light shielding film 13 and the semi-transparent film 12 have good adhesion when formed on a substrate.

また、遮光膜13と半透光膜12の材質は、互いにエッチング特性が同じ又は類似したものとし、半透光膜13と遮光膜12の間にエッチングストッパー層を設けたマスクブランクを用いることもできる。エッチングストッパー層としては、例えばSiO又はSOG(Spin on Glass)等を用いることができる。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なわないため除去しないでおくことも可能である。
尚、上述の実施の形態では、遮光部のチャネル部側のみにマージン領域を設けた例について説明したが、図7に示すように、遮光部と透光部が隣接する他の部分についてもマージン領域18を設けてもよい。マージン領域18を設けることによって、Y方向にアライメントずれが生じた場合であっても、遮光部から半透光膜がはみ出してしまうことも防止することができる。
尚、上記した実施の形態では、先行例2のTFT基板製造用のグレートーンマスクを例示したが、本発明は、透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有するグレートーンマスクに適用することができる。
The material of the light shielding film 13 and the semi-transparent film 12 may have the same or similar etching characteristics, and a mask blank in which an etching stopper layer is provided between the semi-transparent film 13 and the light shielding film 12 may be used. it can. For example, SiO 2 or SOG (Spin on Glass) can be used as the etching stopper layer. These materials have good permeability, and even if they are interposed in the semi-translucent portion, their transmission characteristics are not impaired, and it is possible to leave them out.
In the above-described embodiment, the example in which the margin region is provided only on the channel portion side of the light shielding portion has been described. However, as shown in FIG. 7, the margin is also applied to other portions where the light shielding portion and the light transmitting portion are adjacent to each other. Region 18 may be provided. By providing the margin region 18, it is possible to prevent the translucent film from protruding from the light shielding portion even when an alignment shift occurs in the Y direction.
In the above-described embodiment, the gray-tone mask for manufacturing the TFT substrate of the preceding example 2 is exemplified. However, in the present invention, the light-transmitting portion, the light-shielding portion, and the semi-light-transmitting portion are adjacent in this order in one direction. The present invention can be applied to a gray tone mask having a pattern.

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。FIG. 3 is a cross-sectional view of the gray tone mask according to the first embodiment. 実施の形態1に係るグレートーンマスクの部分拡大図である。2 is a partially enlarged view of a gray tone mask according to Embodiment 1. FIG. 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。6 is a manufacturing process diagram of the gray-tone mask according to Embodiment 1. FIG. 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。6 is a manufacturing process diagram of a gray-tone mask according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係るグレートーンマスクの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the gray tone mask which concerns on Embodiment 2. FIG. 比較例に係るグレートーンマスクの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the gray tone mask which concerns on a comparative example. 他の実施の形態に係るグレートーンマスクの平面図である。It is a top view of the gray tone mask which concerns on other embodiment. 従来のグレートーンマスクの平面図である。It is a top view of the conventional gray tone mask. 従来のTFT基板の製造工程図である。It is a manufacturing process figure of the conventional TFT substrate. 従来のグレートーンマスクの平面図である。It is a top view of the conventional gray tone mask. 従来の製造段階におけるTFT基板の平面図である。It is a top view of the TFT substrate in the conventional manufacturing stage. 従来のグレートーンマスクの断面図である。It is sectional drawing of the conventional gray tone mask. 従来のグレートーンマスクの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the conventional gray tone mask. 従来のグレートーンマスクの製造工程図である。It is a manufacturing process figure of the conventional gray tone mask. 従来のグレートーンマスクの製造工程図である。It is a manufacturing process figure of the conventional gray tone mask. 従来のグレートーンマスクの製造工程図である。It is a manufacturing process figure of the conventional gray tone mask.

符号の簡単な説明Brief description of symbols

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、16 レジスト膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gray tone mask 11 Transparent substrate 12 Semi-transparent film 12a Semi-transparent film pattern 13 Light-shielding film 13a Light-shielding film pattern 14 Mask blank 15, 16 Resist film

Claims (6)

遮光部、透光部、及び半透光部からなるパターンを有するグレートーンマスクにおいて、
前記パターンは、透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有し、前記遮光部は、遮光部を形成する遮光膜と、該遮光膜上の、前記透光部との隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域に形成された半透光膜とが積層されていることを特徴とするグレートーンマスク。
In a gray-tone mask having a pattern composed of a light-shielding part, a light-transmitting part, and a semi-light-transmitting part,
The pattern has a pattern in which a light-transmitting portion, a light-blocking portion, and a semi-light-transmitting portion are adjacent in this order in one direction, and the light-blocking portion includes a light-blocking film that forms the light-blocking portion, and the light-blocking film A gray-tone mask, wherein a semi-transparent film formed in a region excluding a desired margin region on a light shielding portion side adjacent to the light transmitting portion is laminated.
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遮光部と、ソース電極及びドレイン電極の遮光部以外の部分に形成された半透光部と、前記遮光部と隣接するチャネル部に対応する透光部とを少なくとも有する、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、
前記遮光部は、遮光部を形成する遮光膜と、該遮光膜上の、前記透光部との隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域に形成された半透光膜とが積層されていることを特徴とするグレートーンマスク。
A light-shielding portion formed in a portion corresponding to the source electrode and the drain electrode in a pattern corresponding to the source electrode and the drain electrode in the thin film transistor substrate; a semi-translucent portion formed in a portion other than the light-shielding portion of the source electrode and the drain electrode; A gray-tone mask used in a manufacturing process of a thin film transistor substrate, having at least a light-transmitting portion corresponding to a channel portion adjacent to the light shielding portion,
The light-shielding portion includes a light-shielding film that forms the light-shielding portion and a semi-transparent film formed on the light-shielding film in a region excluding a desired margin region on the light-shielding portion side adjacent to the light-transmissive portion. A gray-tone mask characterized by being laminated.
遮光部、透光部、及び半透光部からなるパターンを有するグレートーンマスクであって、透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有する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、
次いで、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、前記遮光部に対応するパターンであり、第2の描画パターンは、前記半透光部と、前記遮光部の内の少なくとも遮光部と透光部の隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域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。
A gray-tone mask having a pattern composed of a light-shielding part, a light-transmitting part, and a semi-light-transmitting part, and having a pattern in which the light-transmitting part, the light-shielding part, and the semi-light-transmitting part are adjacent in this order in one direction In the tone mask manufacturing method,
Preparing a mask blank having at least a light shielding film formed on a transparent substrate; and
A step of drawing and developing a first drawing pattern on a first resist film for forming a light shielding film pattern to form a first resist pattern, and etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask. Including a light shielding part pattern forming step,
Next, a step of forming a semi-transparent film on the transparent substrate on which the light shielding portion is formed,
Next, a second drawing pattern is drawn and developed on the second resist film formed on the semi-transparent film in order to form a semi-transparent film pattern, thereby forming the second resist pattern. A semi-transparent film pattern forming step including a step of etching the semi-transparent film using the resist pattern as a mask,
The first drawing pattern is a pattern corresponding to the light shielding portion, and the second drawing pattern is light shielding in the semi-translucent portion and at least the light shielding portion of the light shielding portion and the adjacent portion of the light transmitting portion. A method of manufacturing a gray-tone mask, wherein the pattern corresponds to a region excluding a desired margin region on the side.
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遮光部と、ソース電極及びドレイン電極の遮光部以外の部分に形成された半透光部と、前記遮光部と隣接するチャネル部に対応する透光部とを少なくとも有する、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、
次いで、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、前記遮光部に対応するパターンであり、第2の描画パターンは、前記半透光部と、前記遮光部の内の少なくとも遮光部と透光部の隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域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。
A light-shielding portion formed in a portion corresponding to the source electrode and the drain electrode in a pattern corresponding to the source electrode and the drain electrode in the thin film transistor substrate; a semi-translucent portion formed in a portion other than the light-shielding portion of the source electrode and the drain electrode; A gray-tone mask manufacturing method used in a manufacturing process of a thin film transistor substrate, having at least a light-transmitting portion corresponding to a channel portion adjacent to the light shielding portion,
Preparing a mask blank having at least a light shielding film formed on a transparent substrate; and
A step of drawing and developing a first drawing pattern on a first resist film for forming a light shielding film pattern to form a first resist pattern, and etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask. Including a light shielding part pattern forming step,
Next, a step of forming a semi-transparent film on the transparent substrate on which the light shielding portion is formed,
Next, a second drawing pattern is drawn and developed on the second resist film formed on the semi-transparent film in order to form a semi-transparent film pattern, thereby forming the second resist pattern. A semi-transparent film pattern forming step including a step of etching the semi-transparent film using the resist pattern as a mask,
The first drawing pattern is a pattern corresponding to the light shielding portion, and the second drawing pattern is light shielding in the semi-translucent portion and at least the light shielding portion of the light shielding portion and the adjacent portion of the light transmitting portion. A method of manufacturing a gray-tone mask, wherein the pattern corresponds to a region excluding a desired margin region on the side.
遮光部、透光部、及び半透光部からなるパターンを有するグレートーンマスクであって、透光部、遮光部、及び半透光部が一方向にこの順に隣接しているパターンを有する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、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、前記遮光部に対応するパターンであり、第2の描画パターンは、前記半透光部と、前記遮光部の内の少なくとも遮光部と透光部の隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域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。
A gray-tone mask having a pattern composed of a light-shielding part, a light-transmitting part, and a semi-light-transmitting part, and having a pattern in which the light-transmitting part, the light-shielding part, and the semi-light-transmitting part are adjacent in this order in one direction In the tone mask manufacturing method,
Preparing a mask blank in which at least a semi-transparent film and a light-shielding film are laminated on a transparent substrate;
A step of drawing and developing a first drawing pattern on a first resist film for forming a light shielding film pattern to form a first resist pattern, and etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask. Including a light shielding part pattern forming step,
In order to form the semi-transparent film pattern, a second resist pattern is drawn on the second resist film formed on the semi-transparent film and developed to form a second resist pattern. A semi-transparent film pattern forming step including a step of etching the semi-transparent film using the pattern as a mask,
The first drawing pattern is a pattern corresponding to the light shielding portion, and the second drawing pattern is light shielding in the semi-translucent portion and at least the light shielding portion of the light shielding portion and the adjacent portion of the light transmitting portion. A method of manufacturing a gray-tone mask, wherein the pattern corresponds to a region excluding a desired margin region on the side.
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遮光部と、ソース電極及びドレイン電極の遮光部以外の部分に形成された半透光部と、前記遮光部と隣接するチャネル部に対応する透光部とを少なくとも有する、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、前記遮光部に対応するパターンであり、第2の描画パターンは、前記半透光部と、前記遮光部の内の少なくとも遮光部と透光部の隣接部における遮光部側の所望のマージン領域を除く領域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。
A light-shielding portion formed in a portion corresponding to the source electrode and the drain electrode in a pattern corresponding to the source electrode and the drain electrode in the thin film transistor substrate; a semi-translucent portion formed in a portion other than the light-shielding portion of the source electrode and the drain electrode; A gray-tone mask manufacturing method used in a manufacturing process of a thin film transistor substrate, having at least a light-transmitting portion corresponding to a channel portion adjacent to the light shielding portion,
Preparing a mask blank in which at least a semi-transparent film and a light-shielding film are laminated on a transparent substrate;
A step of drawing and developing a first drawing pattern on a first resist film for forming a light shielding film pattern to form a first resist pattern, and etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask. Including a light shielding part pattern forming step,
In order to form the semi-transparent film pattern, a second resist pattern is drawn on the second resist film formed on the semi-transparent film and developed to form a second resist pattern. A semi-transparent film pattern forming step including a step of etching the semi-transparent film using the pattern as a mask,
The first drawing pattern is a pattern corresponding to the light shielding portion, and the second drawing pattern is light shielding in the semi-translucent portion and at least the light shielding portion of the light shielding portion and the adjacent portion of the light transmitting portion. A method of manufacturing a gray-tone mask, wherein the pattern corresponds to a region excluding a desired margin region on the side.
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