JP2009128558A - フォトマスク及びフォトマスクの製造方法、並びにパターン転写方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスク使用時のハンドリング中に起こり得るパターンの静電破壊の発生を抑制でき、万一静電破壊が起きてもデバイス形成に使用されるマスクパターンには影響が及ばないグレートーンマスクなどのフォトマスクを提供する。
【解決手段】被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを透明基板２４上に有するフォトマスク（例えばグレートーンマスク）であって、電気的に孤立する複数のマスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃからそれぞれ引き出された導電性パターン１１ａと１１ｂ，１１ｃと１１ｄ，１２ａと１２ｂ，１２ｃと１２ｄを有する。かかる導電性パターンは、互いに接触せず、かつ上記各マスクパターン間よりも互いに近接する部分を有し、例えば半透光膜または透光膜により形成される。
【選択図】図２

Description

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

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

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

特開２００５−３７９３３号公報 特開２００３−２４８２９４号公報

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

ところで、被転写体上に、膜厚が段階的に異なるレジストパターンを形成する目的で、露光光の透過率をパターン上の特定の部位を選択的に低減し、露光光の透過を制御可能なフォトマスクであるグレートーンマスクが知られていることは上述のとおりであり、こうしたグレートーンマスクとしては、露光光の一部を透過する半透光部に半透光膜を用いたものが知られている。
図７（ａ）は、半透光部として露光光に対する所定の光透過率をもつ半透光膜を用いたグレートーンマスクを示す断面図である。すなわち、図７（ａ）に示すグレートーンマスクは、透明基板２４上に、当該グレートーンマスクの使用時に露光光を遮光（透過率が略０％）させる遮光部２１と、透明基板２４の表面が露出した露光光を透過させる透光部２２と、透光部の露光光透過率を１００％としたとき透過率を１０〜８０％程度に低減させる半透光部２３とを有する。図７（ａ）に示す遮光部２１は、透明基板２４上に形成された遮光膜２５で構成されており、また半透光部２３は、透明基板２４上に形成された光半透過性の半透光膜２６で構成されている。なお、図７（ａ）の遮光部２１、透光部２２及び半透光部２３のパターン形状は一例を示したものである。

ところで、上記遮光部２１を構成する遮光膜２５の材質としては例えばＣｒ又はＣｒを主成分とする化合物が用いられる。このようにパターンを形成したフォトマスクは、洗浄、その他の使用時のハンドリング等によって電気的に孤立した個々のパターンに電荷がたまりやすい。また、グレートーンマスクの場合、液晶パネル製造コストが非常に有利となる利点がある。さらに安価な製造コストを希求するとき、多面取りを用いた大型マスク製造の需要が益々高まる。このようなグレートーンマスクにおいて、電気的に独立した、比較的大面積のパターンが複数個基板上に形成されることから、パターン間の電位差が発生しやすく、その上、大型化により電位差が大きくなる傾向があるため、パターン膜の静電破壊が深刻である。また、TFT製造用のグレートーンマスクの場合、チャネル部パターンなど、パターンの微細化に応じて、静電破壊が生じやすくなる事情もある。
たとえば図７（ｂ）中の矢印Ｄで示すように、隣接する遮光部２１間の電位差による放電によって、遮光膜２５、半透光膜２３の一部が静電破壊で消失してしまう。

このようなグレートーンマスク使用時のハンドリング中に予期せず生じるパターンの静電破壊は、該マスクを使用して形成される被転写体の歩留りの低下、液晶表示装置等の最終製品の動作不良につながる重大な問題である。
したがって、グレートーンマスク使用時のハンドリング中に起こり得るパターンの静電破壊の発生を抑制することは極めて重要な課題である。
電気的に独立したパターンをダミーパターンで接続する特許文献２の方法によると、接続した結果形成された、同電気的に独立した、大面積パターンが形成されることになるため、このパターンが電位の異なる他のパターンや導電体部材との間で放電を生じたときに、却って破壊によるダメージが大きくなる危険がある。

本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、第１に、マスク使用時のハンドリング中に起こり得るパターンの静電破壊の発生を抑制でき、万一静電破壊が起きてもデバイス形成に使用されるマスクパターンには影響が及ばないグレートーンマスクなどのフォトマスクを提供することであり、第２に、このようなフォトマスクを用いて、被転写体上に、パターン欠陥のない、高精度の転写パターンを形成できるパターン転写方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを透明基板上に有するフォトマスクにおいて、電気的に孤立する複数のマスクパターンからそれぞれ引き出された導線性パターンを有し、該導電性パターンは、互いに接触せず、かつ前記複数のマスクパターン間よりも互いに近接する部分を有することを特徴とするフォトマスク。
（構成２）前記マスクパターンは、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、マスクを用いて被転写体に露光光を照射する際、被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジスト膜に、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成し、前記遮光部は、少なくとも遮光膜により形成され、前記半透光部は、少なくとも露光光の一部を透過する半透光膜により形成されることを特徴とする構成１記載のフォトマスク。

（構成３）前記マスクパターンの遮光部は、透明基板上に半透光膜及び遮光膜をこの順に有することを特徴とする構成２記載のフォトマスク。
（構成４）前記マスクパターンの遮光部は、透明基板上に遮光膜及び半透光膜をこの順に有することを特徴とする構成２記載のフォトマスク。

（構成５）前記導電性パターンは、前記半透光部を形成する半透光膜と同一の材料からなることを特徴とする構成２乃至４のいずれか一に記載のフォトマスク。
（構成６）前記導電性パターンは、露光によって被転写体に転写されないような線幅により形成された直線又は曲線状のラインパターンであることを特徴とする構成１乃至５のいずれか一に記載のフォトマスク。

（構成７）前記導電性パターンは、半透光性又は透光性のパターンであることを特徴とする構成１乃至６のいずれか一に記載のフォトマスク。
（構成８）前記導電性パターンは、電気的に孤立する任意の一対のマスクパターンのそれぞれから複数引き出されていることを特徴とする構成１乃至７のいずれか一に記載のフォトマスク。

（構成９）被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを有するフォトマスクであって、透明基板上に、半透光膜と遮光膜を形成したマスクブランクを用いて、フォトリソグラフィー法により前記半透光膜と前記遮光膜にそれぞれ所望のパターニングを行い、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなる前記マスクパターンを形成する工程を有するフォトマスクの製造方法において、前記パターニングの際に、電気的に孤立する複数のマスクパターンからそれぞれ引き出された導線性パターンであって、互いに接触せず、かつ前記複数のマスクパターン間よりも互いに近接する部分を有する導電性パターンを形成することを特徴とするフォトマスクの製造方法。

（構成１０）前記導電性パターンは、前記半透光部を形成する半透光膜と同一の材料からなることを特徴とする構成９に記載のフォトマスクの製造方法。
（構成１１）透明基板上に、前記半透光膜と前記遮光膜を、この順に形成したマスクブランクを用いることを特徴とする構成９又は１０に記載のフォトマスクの製造方法。

（構成１２）被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを有するフォトマスクであって、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなる前記マスクパターンを形成する工程を有するフォトマスクの製造方法において、透明基板上に、前記遮光膜を形成したマスクブランクを用い、パターニングを施して、透光部と遮光部の遮光膜パターンを形成し、該遮光膜パターン上を含む全面に半透光膜を形成し、該半透光膜と該遮光膜にパターニングを施し、透明基板が露出した透光部を形成する工程を含み、前記半透光部が、電気的に孤立する複数のマスクパターンからそれぞれ引き出された導線性パターンであって、互いに接触せず、かつ前記複数のマスクパターン間よりも互いに近接する部分を有する導電性パターンを含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
（構成１３）被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを有するフォトマスクであって、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなる前記マスクパターンを形成する工程を有するフォトマスクの製造方法において、透明基板上に、前記遮光膜を形成したマスクブランクを用い、パターニングを施して、遮光部の遮光膜パターンを形成し、該遮光膜パターン上を含む全面に半透光膜を形成し、該半透光膜にパターニングを施し、透明基板が露出した透光部を形成する工程を含み、前記半透光部が、電気的に孤立する複数のマスクパターンからそれぞれ引き出された導線性パターンであって、互いに接触せず、かつ前記複数のマスクパターン間よりも互いに近接する部分を有する導電性パターンを含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。

（構成１４）前記導電性パターンは、電気的に孤立する任意の一対のマスクパターンのそれぞれから複数引き出されていることを特徴とする構成９乃至１３のいずれか一に記載のフォトマスクの製造方法。
（構成１５）構成１乃至８のいずれかに記載のフォトマスク又は構成９乃至１３のいずれかに記載の製造方法によるフォトマスクを用いて、被転写体に露光光を照射し、被転写体上に所望の転写パターンを形成することを特徴とするパターン転写方法。

本発明によるフォトマスクは、被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを透明基板上に有するフォトマスクであって、電気的に孤立する複数のマスクパターンからそれぞれ引き出された導線性パターンを有していて、該導電性パターンが、互いに接触せず、かつ前記複数のマスクパターン間よりも互いに近接する部分を有するものである。
上記フォトマスクとしては、たとえば、透明基板上に、遮光部と透光部とからなるマスクパターンを有するバイナリマスクである。また、他に上記フォトマスクとしては、たとえば、透明基板上に遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなるマスクパターンを有し、マスクを用いて被転写体に露光光を照射する際、被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジストに、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成するための多諧調（グレートーン）マスクである。

かかるフォトマスクにおいては、上記導電性パターンを有することにより、複数の電気的に孤立するマスクパターン間で互いに電位差が生じたときに、該導電性パターンにおいて、小さい電位差の段階で放電が行われ、マスクパターンの破壊に至るような大きな電荷が各マスクパターンに蓄積され難いため、デバイス形成に使用されるマスクパターンの静電破壊の発生を抑制することが可能である。また、マスクパターンのいずれかが、他の部材又は他のパターンとの間で電位差を生じ、放電が起こる場合にも、放電される電荷量が過大にならず、小さい衝撃での放電が行われる。すなわち、電気的に独立したパターンの面積を過大にすることなく、すなわち、蓄積されうる電荷を過大にすることなく、該導電性パターンの部位において、優先的に放電を生じさせることができる。

さらに、かかるフォトマスクにおいては、上記導電性パターンを有することにより、かりに放電によってパターンが静電破壊されるようなことがあったとしても、それは近接、かつ接触しない部分を有する導電性パターンの部分で起こるので、デバイス形成に使用されるマスクパターンの部分には影響しない。つまり、電気的に孤立する複数のマスクパターンからそれぞれ引き出され、さらに近接、かつ接触しない部分を有する導電性パターンを備えることにより、デバイス形成に使用される重要なパターンから離れたところで放電させることが可能であり、かりにそのような放電によってパターンが破壊されるようなことが起きても、それは導電性パターンの部分であって、デバイス形成に使用されるマスクパターンには無関係であるため、本発明のフォトマスクを用いて製造される製品には放電破壊の悪影響が及ばない。なお、静電破壊が生じるとき、この導電性パターンが破壊された後も、マスクの使用が行えるように、該導電性パターンは、電気的に孤立したパターン間に、複数設けられていると望ましい。

また、該導電性パターンによる、マスクパターンの静電破壊防止効果は、マスク使用時のみではなく、マスク作製工程においても発揮される。例えば透明基板上の全面に半透光膜と遮光膜を形成したフォトマスクブランクを用いて、それぞれの膜にパターニングを行い、フォトマスクを形成し、該半透光膜のパターニングの際に、本発明の導電性パターンを形成することにより、上述のマスク使用時のハンドリング中に起こり得るパターンの静電破壊の抑制に加えて、マスク作製段階で起こり得るパターンの静電破壊についても効果的に抑制することが可能である。

また、上記導電性パターンは、フォトマスクに用いられる遮光膜のほか、透明膜、または露光光に対する半透過性を有する半透光膜により形成されることもができ、これにより、例えば線幅をある程度大きくしても被転写体へ転写されにくいものとすることができる。また、万一上記導電性パターンが被転写体に転写されてしまっても、互いに接触していないので、製造されるデバイス回路には悪影響は及ぼさない。
また、たとえばグレートーンマスクの場合、半透光部には導電性を有する半透光膜により形成することにより、半透光膜をパターニングする工程を利用して、上記半透光膜により形成される導電性パターンを同一工程で作製することが出来る。

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

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

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

上述のようなグレートーンマスク２０を使用したときに、遮光部２１では露光光が実質的に透過せず、半透光部２３では露光光が低減されるため、被転写体３０上に塗布したレジスト膜（ポジ型フォトレジスト膜）は、転写後、現像を経たとき遮光部２１に対応する部分で膜厚が厚くなり、半透光部２３に対応する部分で膜厚が薄くなり、透光部２２に対応する部分では膜がない（残膜が実質的に生じない）、膜厚が段階的に異なる（つまり段差のある）レジストパターン３３を形成することができる。

そして、図１に示すレジストパターン３３の膜のない部分で、被転写体３０における例えば膜３２Ａ及び３２Ｂに第１エッチングを実施し、レジストパターン３３の膜厚の薄い部分をアッシング等によって除去しこの部分で、被転写体３０における例えば膜３２Ｂに第２エッチングを実施する。このようにして、１枚のグレートーンマスク２０を用いて被転写体３０上に膜厚の段階的に異なるレジストパターン３３を形成することにより、従来のフォトマスク２枚分の工程が実施されることになり、マスク枚数が削減される。

図２は、本発明の一実施の形態であるグレートーンマスクの平面図である。１０ａ、１０ｂ、１０ｃはそれぞれ、独立の表示装置を製造するためのマスクパターンであり、ここでは、一枚の透明基板２４上に３面を有する、３面どりのフォトマスクを模式的に示したものである。
１０ａ〜１０ｃのそれぞれのマスクパターンには、例えばＴＦＴ製造用のパターンが多数含まれ、それらの各々が、遮光部、透光部、半透光部を有している。例えば、当該グレートーンマスクの使用時に露光光を遮光（透過率が略０％）させる遮光部、透光部の露光光透過率を１００％としたとき透過率を１０〜８０％、より好ましくは２０〜６０％程度に低減させる半透光部が、透明基板２４上に形成されている。そして、電気的に孤立する各マスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃからそれぞれ引き出された導電性パターン１１ａと１１ｂ，１１ｃと１１ｄ，１２ａと１２ｂ，１２ｃと１２ｄを有する。かかる導電性パターンは、互いに接触せず、かつ上記各マスクパターン間よりも互いに近接する部分を有する。

かかるグレートーンマスクにおいては、上記導電性パターンを有することにより、複数の電気的に孤立するマスクパターン間で互いに電位差が生じたときに、小さい電位差の段階で放電が行われ、マスクパターンの破壊に至るような大きな電荷が各マスクパターンに蓄積され難いため、デバイス形成に使用されるマスクパターンの静電破壊の発生を抑制することが可能である。また、マスクパターンのいずれかが、他の部材又は他のパターンとの間で電位差を生じ、放電が起こる場合にも、放電される荷電量が過大にならず、小さい衝撃での放電が行われる。
例えば、液晶基板の大型化により、個々の液晶パネル製造用のマスクパターンが大型化している。このような大型で、かつ電気的に孤立したパターンは、非常に大きな電荷を溜めやすく、これらが比較的近接した位置にあるとき、放電による静電破壊が生じやすい。

また、従来、マスクパターン中には、マスクを使用して被転写体上にパターンを形成し、最終的に得られる液晶パネル等の電子デバイスのパターンにおいて、静電破壊を生じやすい位置に、予め、パターンの破壊を防止する目的のパターン（以下、ＥＳＤパターンと称する）を形成することがある。この主なものは、電気的に孤立したパターン同士を、比較的近接位置に配置し、むしろ放電を促し、大きな電荷の蓄積を防止する形状である。このようなパターンは、フォトマスクにおいても、放電しやすく、フォトマスクにおいてはこのパターンが静電破壊をもたらすことがあり、さらにはデバイス形成に使用する重要なマスクパターンにもその悪影響が及ぶことがある。従って、このESDパターンに対してもマスク上に上記導電性パターンを配置することは有利である。

すなわち、本発明のフォトマスクにおいては、上記導電性パターンを備えることにより、かりに放電によってパターンが静電破壊されるようなことがあったとしても、それは近接、かつ接触しない部分を有する導電性パターンの部分で起こるので、デバイス形成に使用されるマスクパターンの部分には影響しない。つまり、電気的に孤立する複数のマスクパターンからそれぞれ引き出され、さらに近接、かつ接触しない部分を有する導電性パターンを備えることにより、デバイス形成に使用される重要なパターンから離れたところで放電させることが可能であり、かりにそのような放電によってパターンが破壊されるようなことが起きても、それは導電性パターンの部分であって、デバイス形成に使用されるマスクパターンには無関係であるため、本発明のフォトマスクを用いて製造される製品には放電破壊の悪影響が及ばない。
また、電気的に孤立したパターン同士に、角部があり、これらが、該パターン同士の最も近接位置にあるときに、静電破壊が生じやすい。従って、これらのパターン同士に対しても、本発明の導電性パターンを適用することが有利である。また該導電性パターンの先端に角部を設けるのも有効である。

各マスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃからそれぞれ引き出された上記導電性パターン１１ａと１１ｂ，１１ｃと１１ｄ，１２ａと１２ｂ，１２ｃと１２ｄは、それぞれ互いに接触せず、かつ上記各マスクパターン間よりも互いに近接する部分を有するが、この近接する部分の間隔（隙間）は、例えば２〜５μｍ程度とすることが好ましく、さらに好ましくは３〜４μｍ程度とすることが好適である。

上記導電性パターン１１ａ〜１１ｄ、１２ａ〜１２ｄは、例えば導電性の高い材料の細線パターンで形成することができるが、被転写体上に転写されないように、すなわち、被転写体上のレジストパターンとして、現像後に実質的に出現しないような、パターン線幅とすることが好ましい。本発明の導電性パターンが、遮光膜からなる場合には、露光条件下で解像限界以下（例えば１μm以下）の線幅とすることが好ましい。本発明の導電性パターンが、露光光に対して、半透光性、乃至透光性である場合は、被転写体に転写されにくく、必ずしも露光条件下で解像限界以下（例えば１μｍ以下程度）の線幅とする必要はない。好ましくは、1μm〜５μm程度である。更に、透光性膜であれば、より線幅が大きくても良いことは明らかである。ただし、万一上記導電性パターンが被転写体に転写されてしまっても、互いに接触していないので、製造されるデバイス回路には悪影響は及ぼさない。
更に、半透光膜によって、本発明の導電性パターンを形成することには、後述するように、製造上の利点がある。

ところで、各マスクパターン間に形成された上記導電性パターンは例えば各マスクパターンに対して１箇所でもよいが、図２に示すように、導電性パターンを複数箇所に形成することにより、複数回の放電が起きても、本発明の効果を奏することが可能である。

また、図３は本発明の一実施の形態であるグレートーンマスクの平面図であるが、各マスクパターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃからそれぞれ引き出された導電性パターン１１ａと１１ｂ，１１ｃと１１ｄ，１２ａと１２ｂ，１２ｃと１２ｄは、それぞれ互いに接触しない程度に上下にずらすことにより、上記各マスクパターン間よりも互いに近接する部分を形成している。
なお、上述の図２及び図３には、各マスクパターンから引き出された導電性パターンが直線状のラインパターンである場合を示したが、これには限られず、たとえば曲線状のラインパターン、又は、該ラインパターンの一部に点状のパターンを含んだものとしてもよい。換言すれば、前記導電性パターンにおいて、上記の互いに接触しない近接部分は、複数個存在してもよい。

図４の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、いずれも本発明をグレートーンマスクに適用した場合の実施の形態を示す断面図である。
図４（Ａ）に示す実施の形態１は、各マスクパターン間に形成される上記導電性パターンを半透光膜により形成している。かかるグレートーンマスクは、透明基板２４上に、当該グレートーンマスクの使用時に露光光を遮光（透過率が略０％）させる遮光部２１と、透明基板２４の表面が露出した露光光を透過させる透光部２２と、透光部の露光光透過率を１００％としたとき透過率を１０〜８０％に低減させる半透光部２３からなるマスクパターンが形成されている。半透光部２３は、透明基板２４上に形成された光半透過性の導電性を有する半透光膜２６で構成され、遮光部２１は、上記半透光膜２６と遮光膜２５がこの順に形成されて構成されている。そして、図４（Ａ）中に示す導電性パターン１１（図２に示す細線状の導電性パターン１１ａ〜１１ｄに対応）は、前記半透光部２３を構成する半透光膜２６で構成されている。本実施の形態では、上記導電性パターン１１を半透光部２３と同じ導電性を有する半透光膜２６により形成することにより、半透光部を作製する工程を利用して、上記半透光膜により形成される導電性パターン１１を共に作製することが可能である。該導電性パターン１１の線幅は、該パターンが被転写体に転写されない程度のものとする。

図５は、本発明の上記実施の形態１によるグレートーンマスクの製造工程を示す断面図である。
本実施の形態に使用するマスクブランクは、透明基板２４上に例えば導電性を有するモリブデンシリサイドを含む半透光膜２６と、例えばクロムを主成分とする遮光膜２５がこの順に形成され、その上にレジストを塗布してレジスト膜２７が形成されている（図５（ａ）参照）。

遮光膜２５の材質としては、上記Ｃｒを主成分とする材料の他、Ｓｉ、Ｗ、Ａｌなどが挙げられる。本実施の形態においては、遮光部の透過率は、上記遮光膜２５と半透光膜２６の膜材質と膜厚との選定によって設定される。
また、半透光膜２６は、透明基板２４の露光光の透過量に対し１０〜８０％、好ましくは２０〜６０％程度の透過量を有するものである。上記半透光膜２６としては、本実施の形態の場合においては、導電性を有するＭｏ化合物、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ等が挙げられる。このうち、Ｍｏ化合物としては、MoSixのほか、MoSiの窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物などが含まれる。他の好ましい材料はCrの酸化物、窒化物、酸化窒化物、炭化物などが含まれる。これらの化合物の組成を決定するに際しては、金属含有量を調整することにより、静電破壊を防止しえる導電性をもつものとすることができる。また、形成されるマスク上の半透光部の透過率は、上記半透光膜２６の膜材質と膜厚との選定によって設定される。
本実施の形態ではスパッタ成膜によるモリブデンシリサイドを含む半透光膜（露光光透過率５０％）、及び、クロムを主成分とする遮光膜をそれぞれ採用した。

かかる図５（ａ）に示すマスクブランクを用いて、遮光部２１と透光部２２と半透光部２３からなるマスクパターン、及び各マスクパターン間に形成される導電性パターン１１を作製する。
まず、上記マスクブランクのレジスト膜２７に対し、所定のデバイスパターン（遮光部及び半透光部並びに導電性パターン１１に対応する領域にレジストパターンを形成するようなパターン）を描画する。描画には、通常電子線又は光（短波長光）が用いられることが多いが、本実施の形態ではレーザー光を用いる。従って、上記レジストとしてはポジ型フォトレジストを使用する。そして、描画後に現像を行うことにより、遮光部及び半透光部並びに導電性パターンの領域に対応するレジストパターン２７を形成する（図５（ｂ）参照）。

次に、上記レジストパターン２７をエッチングマスクとして遮光膜２５をエッチングして遮光膜パターンを形成し、続いて該遮光膜パターンをエッチングマスクとして下層の半透光膜２６をエッチングし、透光部の領域の透明基板２４を露出させて透光部を形成する。エッチング手段としては、ドライエッチングもしくはウェットエッチングのどちらでも可能であるが、本実施の形態ではウェットエッチングを利用した。残存するレジストパターンは除去する（図５（ｃ）参照）。

次に、基板全面に前記と同じレジスト膜を形成し、２度目の描画を行う。２度目の描画では、遮光部及び透光部上にレジストパターンが形成されるように所定のパターンを描画する。描画後、現像を行うことにより、遮光部及び透光部に対応する領域上にレジストパターン２８を形成する（図５（ｄ）参照）。

次いで、上記レジストパターン２８をエッチングマスクとして露出した半透光部及び導電性パターン領域上の遮光膜２５をエッチングして半透光部２３及び導電性パターン１１を形成する（図５（ｅ）参照）。この場合のエッチング手段として、本実施の形態ではウェットエッチングを利用した。そして、残存するレジストパターンを除去して、透明基板２４上に、半透光膜２６と遮光膜２５の順の積層膜によりなる遮光部２１、透明基板２４が露出する透光部２２、及び半透光膜２６によりなる半透光部２３、並びに同じく半透光膜２６によりなる導電性パターン１１を有するグレートーンマスクが出来上がる（図５（ｆ）参照）。

本実施の形態による上記グレートーンマスクは、各マスクパターンから引き出された導電性パターンであって、互いに接触せず、かつ上記各マスクパターン間よりも互いに近接する部分を有する導電性パターンを備えることにより、複数の電気的に孤立するマスクパターン間で互いに電位差が生じたときに、小さい電位差の段階で放電が行われ、マスクパターンの破壊に至るような大きな電荷が各マスクパターンに蓄積され難いため、デバイス形成に使用されるマスクパターンの静電破壊の発生を抑制することが可能である。そして、万一静電破壊が起きても導電性パターンの部分にとどめ、デバイス形成に使用されるマスクパターンには影響が及ばないようにすることが可能である。従って、このような本実施の形態のグレートーンマスクを用いて図１のように被転写体３０へのパターン転写を行うことにより、被転写体上にはパターン欠陥のない、高精度の転写パターン（レジストパターン３３）を形成することができる。

また、本実施の形態によれば、マスク作製に使用するマスクブランクは、透明基板２４上に上記導電性の半透光膜２６を有することにより、マスク作製工程中においても起こり得るパターンの静電破壊の発生を効果的に抑制することが可能である。
なお、遮光部２１、透光部２２、半透光部２３、及び導電性パターン１１のパターン形状はあくまでも代表的な一例であって、本発明をこれに限定する趣旨ではないことは勿論である。

また、図４（Ｂ）に示す実施の形態２は、各マスクパターン間に形成される上記導電性パターン１１を透明導電膜２９により形成している。すなわち、かかるグレートーンマスクは、透明基板２４上に、遮光部２１と、透光部２２と、半透光部２３からなるマスクパターンが形成されており、図４（Ｂ）中に示す導電性パターン１１（図２に示す導電性パターン１１ａ〜１１ｄに対応）は、前記透明基板２４と半透光膜２６との間に形成された透明導電膜２９をパターニングすることにより形成されている。

上記透明導電膜２９は、本発明による効果を奏するような導電性を有し、露光光透過率の高いものであれば特に材質は制約されない。
このような観点から、上記透明導電膜２９は、例えば、アンチモン（Ｓｂ）、スズ（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）から選ばれる少なくとも１つの元素を含む化合物で形成されることが好ましい。このような化合物は、本発明に好適な導電性を有し、また適当な膜厚を選定することにより、80％以上の高い露光光透過率が得られ、さらにマスク作製時のエッチング、洗浄等に対する良好な耐性を有する。具体的には、酸化アンチモンすず等が好ましく挙げられる。

本実施の形態による上記グレートーンマスクは、各マスクパターンから引き出され、互いに接触せず、かつ上記各マスクパターン間よりも互いに近接する部分を有する導電性パターンを備えることにより、複数の電気的に孤立するマスクパターン間で互いに電位差が生じたときに、小さい電位差の段階で放電が行われ、マスクパターンの破壊に至るような大きな電荷が各マスクパターンに蓄積され難いため、デバイス形成に使用されるマスクパターンの静電破壊の発生を抑制することが可能であり、また万一静電破壊が起きても導電性パターンの部分にとどめ、デバイス形成に使用されるマスクパターンには影響が及ばないようにすることが可能である。

また、図４（Ｃ）に示す実施の形態３は、各マスクパターン間に形成される上記導電性パターンをＣｒ等の遮光膜により形成している。すなわち、かかるグレートーンマスクは、透明基板２４上に、遮光部２１と、透光部２２と、半透光部２３からなるマスクパターンが形成されており、半透光部２３は、透明基板２４上に形成された半透光膜２６で構成され、遮光部２１は、遮光膜２５と上記半透光膜２６がこの順に形成されて構成されている。そして、図４（Ｃ）中に示す導電性パターン１１（図２に示す導電性パターン１１ａ〜１１ｄに対応）は、前記遮光部２１を構成する遮光膜２５で構成されている。

本実施の形態による上記グレートーンマスクは、各マスクパターンから引き出され、互いに接触せず、かつ上記各マスクパターン間よりも互いに近接する部分を有する導電性パターンを備えることにより、複数の電気的に孤立するマスクパターン間で互いに電位差が生じたときに、小さい電位差の段階で放電が行われ、マスクパターンの破壊に至るような大きな電荷が各マスクパターンに蓄積され難いため、デバイス形成に使用されるマスクパターンの静電破壊の発生を抑制することが可能であり、また万一静電破壊が起きても導電性パターンの部分にとどめ、デバイス形成に使用されるマスクパターンには影響が及ばないようにすることが可能である。

また、本実施の形態では、上記導電性パターン１１を遮光部２１と同じＣｒ等の導電性を有する遮光膜２５により構成することにより、例えば最初に透明基板２４上に遮光膜２５を形成したマスクブランクを用いて遮光部を作製する工程を利用して、上記遮光膜により形成される導電性パターン１１を作製することが可能である。
更にこのとき、半透光膜２３の素材は、導電性であることが好ましい。積層されたパターン全体（上下方向）が等電位になることがより好ましいからである。
なお、図４（Ｃ）においては、遮光膜上に半透光膜を積層して遮光部を形成しているが、積層は逆でも良い。

また、図６は本発明をバイナリマスクに適用した場合の実施の形態を示す断面図である。図６に示す実施の形態４にかかるバイナリマスクは、透明基板２４上に、遮光部２１と透光部２２からなるマスクパターンが形成されており、遮光部２１は、例えばＣｒ等を主成分とする遮光膜２５で構成されている。そして、図６中に示す導電性パターン１１は、前記透明基板２４と遮光膜２５との間に形成された透明導電膜２９をパターニングすることにより形成されている。ここで、導電性としては、たとえば抵抗値が３メガΩ未満のものをいう。
上記透明導電膜２９は、前述の実施の形態２の場合（図４（Ｂ）参照）と同様、本発明による効果を奏するような導電性を有し、露光光透過率の高いものであれば特に材質は制約されない。具体的な材質としては、実施の形態２で挙げたものと同様である。透明導電膜２９は、導電性の半透光性の膜であっても良く、遮光膜より露光光透過率の高いものであれば良い。このようなバイナリマスクは、一般の多階調マスク（グレートーンマスク）と同様のプロセスにより、作製することができる。

このような本実施の形態によるバイナリマスクにおいても、各マスクパターンから引き出され、互いに接触せず、かつ上記各マスクパターン間よりも互いに近接する部分を有する導電性パターンを備えることにより、複数の電気的に孤立するマスクパターン間で互いに電位差が生じたときに、小さい電位差の段階で放電が行われ、マスクパターンの破壊に至るような大きな電荷が各マスクパターンに蓄積され難いため、デバイス形成に使用されるマスクパターンの静電破壊の発生を抑制することが可能であり、そして、万一静電破壊が起きても導電性パターンの部分にとどめ、デバイス形成に使用されるマスクパターンには影響が及ばないようにすることが可能である。

本発明に係わるグレートーンマスクを用いるパターン転写方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施の形態であるグレートーンマスクの平面図である。 本発明の一実施の形態であるグレートーンマスクの平面図である。 本発明をグレートーンマスクに適用した、（Ａ）実施の形態１と（Ｂ）実施の形態２と（Ｃ）実施の形態３を示す断面図である。 本発明の実施の形態１によるグレートーンマスクの製造工程を示す断面図である。 本発明をバイナリマスクに適用した、実施の形態４を示す断面図である。 従来のグレートーンマスクにおける課題を説明するためのマスクの断面図である。

符号の説明

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

Claims (15)

1. 被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを透明基板上に有するフォトマスクにおいて、
   電気的に孤立する複数のマスクパターンからそれぞれ引き出された導線性パターンを有し、該導電性パターンは、互いに接触せず、かつ前記複数のマスクパターン間よりも互いに近接する部分を有することを特徴とするフォトマスク。
2. 前記マスクパターンは、
   遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、マスクを用いて被転写体に露光光を照射する際、被転写体に対する露光光の照射量を部位によって選択的に低減し、被転写体上のフォトレジスト膜に、残膜値の異なる部分を含む所望の転写パターンを形成し、
   前記遮光部は、少なくとも遮光膜により形成され、
   前記半透光部は、少なくとも露光光の一部を透過する半透光膜により形成されることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
3. 前記マスクパターンの遮光部は、透明基板上に半透光膜及び遮光膜をこの順に有することを特徴とする請求項２記載のフォトマスク。
4. 前記マスクパターンの遮光部は、透明基板上に遮光膜及び半透光膜をこの順に有することを特徴とする請求項２記載のフォトマスク。
5. 前記導電性パターンは、前記半透光部を形成する半透光膜と同一の材料からなることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一に記載のフォトマスク。
6. 前記導電性パターンは、露光によって被転写体に転写されないような線幅により形成された直線又は曲線状のラインパターンであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のフォトマスク。
7. 前記導電性パターンは、半透光性又は透光性のパターンであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載のフォトマスク。
8. 前記導電性パターンは、電気的に孤立する任意の一対のマスクパターンのそれぞれから複数引き出されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載のフォトマスク。
9. 被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを有するフォトマスクであって、透明基板上に、半透光膜と遮光膜を形成したマスクブランクを用いて、フォトリソグラフィー法により前記半透光膜と前記遮光膜にそれぞれ所望のパターニングを行い、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなる前記マスクパターンを形成する工程を有するフォトマスクの製造方法において、
   前記パターニングの際に、電気的に孤立する複数のマスクパターンからそれぞれ引き出された導線性パターンであって、互いに接触せず、かつ前記複数のマスクパターン間よりも互いに近接する部分を有する導電性パターンを形成することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
10. 前記導電性パターンは、前記半透光部を形成する半透光膜と同一の材料からなることを特徴とする請求項９に記載のフォトマスクの製造方法。
11. 透明基板上に、前記半透光膜と前記遮光膜を、この順に形成したマスクブランクを用いることを特徴とする請求項９又は１０に記載のフォトマスクの製造方法。
12. 被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを有するフォトマスクであって、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなる前記マスクパターンを形成する工程を有するフォトマスクの製造方法において、
    透明基板上に、前記遮光膜を形成したマスクブランクを用い、パターニングを施して、透光部と遮光部の遮光膜パターンを形成し、該遮光膜パターン上を含む全面に半透光膜を形成し、該半透光膜と該遮光膜にパターニングを施し、透明基板が露出した透光部を形成する工程を含み、
    前記半透光部が、電気的に孤立する複数のマスクパターンからそれぞれ引き出された導線性パターンであって、互いに接触せず、かつ前記複数のマスクパターン間よりも互いに近接する部分を有する導電性パターンを含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
13. 被転写体上に所望の転写パターンを形成するためのマスクパターンを有するフォトマスクであって、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とからなる前記マスクパターンを形成する工程を有するフォトマスクの製造方法において、
    透明基板上に、前記遮光膜を形成したマスクブランクを用い、パターニングを施して、遮光部の遮光膜パターンを形成し、該遮光膜パターン上を含む全面に半透光膜を形成し、該半透光膜にパターニングを施し、透明基板が露出した透光部を形成する工程を含み、
    前記半透光部が、電気的に孤立する複数のマスクパターンからそれぞれ引き出された導線性パターンであって、互いに接触せず、かつ前記複数のマスクパターン間よりも互いに近接する部分を有する導電性パターンを含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
14. 前記導電性パターンは、電気的に孤立する任意の一対のマスクパターンのそれぞれから複数引き出されていることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一に記載のフォトマスクの製造方法。
15. 請求項１乃至８のいずれかに記載のフォトマスク又は請求項９乃至１３のいずれかに記載の製造方法によるフォトマスクを用いて、被転写体に露光光を照射し、被転写体上に所望の転写パターンを形成することを特徴とするパターン転写方法。
    

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