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JP2012212124A - フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法 - Google Patents

フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法 Download PDF

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JP2012212124A JP2012050413A JP2012050413A JP2012212124A JP 2012212124 A JP2012212124 A JP 2012212124A JP 2012050413 A JP2012050413 A JP 2012050413A JP 2012050413 A JP2012050413 A JP 2012050413A JP 2012212124 A JP2012212124 A JP 2012212124A
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Abstract

【課題】被加工体に微細なピッチ幅のライン・アンド・スペース・パターンを形成する場合であっても、追加投資を殆ど必要とせずにパターニングを行う。
【解決手段】被加工体をエッチングする際のエッチング条件に基づくサイドエッチング幅αを設定し、膜パターンのライン幅ＷＬ、スペース幅ＷＳのそれぞれと、サイドエッチング幅αとに基づき、レジストパターンのライン幅ＲＬとスペース幅ＲＳとを設定し、決定したライン幅ＲＬとスペース幅ＲＳをもつレジストパターンに基づき、露光の際の露光条件、及び転写用パターンのライン幅ＭＬとスペース幅ＭＳを決定し、かつ、転写用パターンのライン幅ＭＬは決定したライン幅ＲＬと異なり、転写用パターンのスペース幅ＭＳは決定したスペース幅ＲＳと異なる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：以下ＦＰＤと呼ぶ）等の製造に用いられるフォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法に関する。
現在、液晶表示装置に採用されている方式として、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式などがある。これらの方式を適用することにより、液晶の反応が速く、十分な視野角を与える優れた動画を提供できる。また、これらの方式を適用した液晶表示装置の画素電極部には、透明導電膜によるライン・アンド・スペースのパターン（ライン・アンド・スペース・パターン）を用いることによって、応答速度、視野角の改善を図ることができる。
近年、液晶の応答速度および視野角を更に向上させるために、ライン・アンド・スペース・パターンの線幅（ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ））を微細化した画素電極のニーズがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２０６３４６号公報
一般的に、液晶表示装置の画素部等のパターンを形成するには、フォトリソグラフィ工程が実施されている。フォトリソグラフィ工程では、エッチングされる被加工体上に形成されたレジスト膜に対して、フォトマスクを用いて所定のパターンを転写し、該レジスト膜を現像してレジストパターンを形成した後、該レジストパターンをマスクとして被加工体のエッチングを行う。
例えば、上記の液晶表示装置においては、透明導電膜にライン・アンド・スペース・パターンを形成したもの（くし型の画素電極など）を用いる場合があり、これを形成するためのフォトマスクとしては、いわゆるバイナリマスクが用いられている。バイナリマスクは、透明基板上に形成された遮光膜をパターニングすることにより、光を遮光する遮光部（黒）と、光を透過する透光部（白）からなる２階調のフォトマスクである。バイナリマスクを用いてライン・アンド・スペース・パターンを形成する場合には、透明基板上に形成されるラインパターンを遮光部で形成し、スペースパターンを透光部で形成したバイナリマスクを用いる。
ところで、こうしたライン・アンド・スペース・パターンのピッチ幅を従来以上に微細に形成したいというニーズがある。例えば、ＶＡ方式の液晶表示装置において、透明導電膜による画素電極のピッチ幅を微細化すると、液晶表示装置においては透過率が向上し、バックライトの照度を削減しつつ明るい画像を得ることができるメリットや、画像のコントラスを向上できるメリットが得られる。なお、ピッチ幅はライン幅とスペース幅との合計であるから、ピッチ幅を微細化すると、ライン及び／またはスペースの幅を微細化することとなる。
また、ＶＡ方式以外、例えばＩＰＳ方式においても、微細化するライン・アンド・スペース・パターンを形成できることへの期待は大きい。更に、上記用途以外にも、表示装置の配線パターンなどに、従来以上に微細なライン・アンド・スペース・パターンを用いるニーズは生じている。
ところが、フォトマスクに形成するライン・アンド・スペース・パターンのピッチ幅を小さくすることには、以下の課題がある。フォトマスクのライン・アンド・スペース・パターンを介して、被加工体上に形成されたレジスト膜に、フォトマスクの透過光を照射する場合、ピッチ幅が小さいと、これに応じて光が透過するスペース幅が小さいものとなり、更には、光の回折の影響が顕著になってしまう。その結果、レジスト膜に照射される透過光の光強度の明暗の振幅が小さくなり、レジスト膜に照射されるトータルの透過光量も減少してしまう。レジスト膜をポジ型フォトレジストで形成した場合、光があたることにより反応し、該レジスト膜の溶解性が上がり、その部分が現像液によって除去されるのであるが、除去しようとする部分に照射される光量が減少することは、所望のパターン幅が得られないことを意味する。
更に、フォトマスクの転写用パターンとして形成するライン・アンド・スペース・パターンの寸法設計には、後述するサイドエッチング幅を考慮する必要がある。すなわち、被加工体をエッチング加工する際に、サイドエッチングによって生じるライン部の寸法減少分を考慮し、この減少分に相当する寸法を、あらかじめフォトマスクのラインパターンに付加しておくことが必要となる（本願では、この付加分をサイドエッチング幅と呼ぶが、詳細は後述する）。特にウェットエッチングを適用する場合に、この寸法変化分は看過できない。
なお、このために付加するべき寸法は、ピッチ幅が小さくなっても同等であるから、ライン・アンド・スペース・パターンが微細化してピッチ幅が減少するに従い、転写用パターンの開口面積が減少することになる。すなわち、後述する転写用パターンのライン幅ＭＬに対する、スペース幅ＭＳの割合（ＭＳ／ＭＬ）が小さくなる。
こうした理由のため、微細なライン・アンド・スペース・パターンを有するフォトマスクを用いて露光すると、被加工体に到達する透過光の光量が低下し、光強度分布が平坦化してしまう。そして、レジスト膜を現像しても、被加工体をエッチングするためのマスクとなるレジストパターンが形成できなくなってしまう。換言すれば、ライン・アンド・スペースのピッチ幅の減少により、十分な解像度が得られないこととなる。
この点を図１〜図３を用いて説明する。
図１は、フォトマスク１００’が備える転写用パターン１０２ｐ’を例示する平面拡大図である。転写用パターン１０２ｐ’は、透明基板１０１’上に形成された例えば遮光膜や半透光膜等の光学膜をパターニングすることで形成されている。図２は、図１に例示するフォトマスク１００’を用いた表示装置の製造工程の一工程を示す概略図である。図２において、（ａ）はフォトマスク１００’を介してレジスト膜２０３に露光光を照射する様子を、（ｂ）は露光されたレジスト膜２０３を現像してレジストパターン２０３ｐを形成する様子を、（ｃ）はレジストパターン２０３ｐをマスクとして用い、被加工体（基板２０１上に形成されたパターニング対象の薄膜）２０２をウェットエッチングして膜パターン２０２ｐを形成する様子を、（ｄ）はレジストパターン２０３ｐを剥離した様子をそれぞれ示している。また、図３は、図１に例示する転写用パターン１０２ｐ’のピッチ幅Ｐの微細化に伴い、レジスト除去不良が生じる様子を示す概略図である。
図１には、転写用パターン１０２ｐ’として形成されたピッチ幅Ｐが８μｍであるライン・アンド・スペース・パターンの平面拡大図を例示している。ここでは、サイドエッチング幅αを０．８μｍとしている。すなわち、図２（ｂ）から図２（ｃ）にかけて被加工体２０２をウェットエッチングする際、被加工体２０２は、エッチングマスクとなるレジストパターン２０３ｐの側面側からもエッチング液と接触し、いわゆるサイドエッチングを受けるが、これによる寸法変化分を０．８μｍ（片側０．４μｍずつ）としている。すなわち、エッチングプロセスにおいて、０．８μｍ分のライン幅の減少を織り込み、予め、レジストパターンのライン幅を０．８μｍ分付加しておく（片側０．４μｍずつ）。サイドエッチング幅αの量は、適用するエッチング条件によって変動するが、エッチング条件を固定すれば、サイドエッチング幅αは、転写用パターン１０２ｐ’のピッチ幅Ｐには概ね影響されない。
図１に例示する転写用パターン１０２ｐ’を有するフォトマスク１００’を用い、大型フォトマスク露光装置（図示しない）により、被加工体２０２上のレジスト膜２０３に露光光を照射し（図２（ａ））、現像したときに得られるレジストパターン２０３ｐ（図２（ｂ））の断面形状を評価した。図３は、シミュレーションにより形成したレジストパターン２０３ｐの断面形状を示している。シミュレーション条件としては、転写用パターン１０２ｐ’を構成する遮光膜の光学濃度を３．０以上とし、露光装置の光学系の開口数ＮＡを０．０８とし、光学系のσ（照明光学系のＮＡと投影光学系のＮＡとの比）を０．８とし、ｇ線／ｈ線／ｉ線の露光波長強度比を１：１：１とし、基板２０１の材料をＳｉＯ２とし、レジスト膜２０３の材料をポジ型レジストとし、レジスト膜２０３の膜厚を１．５μｍとした。また、転写用パターン１０２ｐ’のピッチ幅Ｐを８μｍから４μｍまで１μｍ刻みに次第に減少させてシミュレーションを行った。なお、サイドエッチング幅を０．８μｍとしたため、転写用パターン１０２ｐ’のライン幅ＭＬはＰ／２＋０．８μｍ、スペース幅ＭＳはＰ／２−０．８μｍとなっている。尚、上記シミュレーション条件としては、標準的なＬＣＤ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用露光機が備える性能を考慮して設定される。例えば、開口数ＮＡは０．０６〜０．１０、σは０．５〜１．０の範囲とすることができる。こうした露光機は、一般に、３μｍ程度を解像限界としている。より広く露光機をカバーするなら、ＮＡが０．０６〜０．１４、又は０．０６〜０．１５の範囲とすることができる。ＮＡ０．０８を超える、高解像度の露光機も提案されている。
図３においては、ピッチ幅Ｐを次第に小さくしていったとき（８μｍから４μｍまで１μｍ刻みに次第に減少させたとき）のレジストパターン２０３ｐ形状の変化を、上から下に順に配列している。ピッチ幅Ｐの減少とともに、露光による光反応で生じたレジスト膜２０３の除去量が減少し、レジストパターン２０３ｐの起伏がなだらかになる様子が分かる。そして、ピッチ幅Ｐが６μｍ以下となったときに、レジスト除去不良が顕著となり、レジストパターン２０３ｐの隣接するライン部が互いに連結してしまっていることが分かる。この場合、係るレジストパターン２０３ｐをマスクとして用い、被加工体２０２をウェットエッチングしても、所望のライン・アンド・スペース・パターンを有する膜パターン２０２ｐを形成することは困難となる。これは、ピッチ幅Ｐを小さくすることで、転写用パターン１０２ｐ’のライン幅ＭＬに対するスペース幅ＭＳの割合（ＭＳ／ＭＬ）が小さくなり、フォトマスク１００’を透過してレジスト膜２０３に到達する露光光の照射光量が不足してしまうことが大きな一原因と考えられる。
ところで、露光時の解像度を上げ、より微細なパターニングを行うには、従来のＬＳＩ製造用の技術等として開発されてきた種々の手段を適用することが考えられる。例えば、露光装置が備える光学系の開口数拡大、露光光の短波長化、露光光の単一波長化、フォトマスクの位相シフトマスク化などの手段を採用することが考えられる。しかし、これらの手法を採用するには、莫大な投資が必要となり、市場に望まれる製品価格との整合性がとれなくなるばかりでなく、表示装置で用いる大面積の被加工体にそのまま適用することは技術的な点でも不都合や不合理がある。
なお、微細化したライン・アンド・スペース・パターンの転写において、上記したような透過光量の減少が問題となることに対し、例えば、フォトリソグラフィ工程における露光量を従来以上に更に増加させ、透過光の強度を増加させることも考えられるかもしれない。しかしながら、露光量を増加させるには、露光装置の光源の出力を上げたり、又は照射時間を増やしたりする必要があり、更なる設備投資や消費エネルギーの増大を招いてしまい、また、生産効率の低下の点でも不利である。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、被加工体に微細なピッチ幅のライン・アンド・スペース・パターンを形成する場合であっても、追加投資を殆ど必要とせずにパターニングを行うことができるフォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様は、
透明基板上に、ピッチ幅Ｐのライン・アンド・スペース・パターンを含む転写用パターンを有するフォトマスクの製造方法であって、
前記フォトマスクを用いた露光により、被加工体上に形成されたポジ型のレジスト膜に前記転写用パターンが転写されてレジストパターンが形成され、前記レジストパターンをマスクとして用いたエッチングにより、前記被加工体に、ライン幅ＷＬ、スペース幅ＷＳであるライン・アンド・スペースの膜パターンが形成されるフォトマスクの製造方法において、
前記被加工体をエッチングする際のエッチング条件に基づくサイドエッチング幅αを設定し、
前記膜パターンのライン幅ＷＬ、スペース幅ＷＳのそれぞれと、前記サイドエッチング幅αとに基づき、前記レジストパターンのライン幅ＲＬとスペース幅ＲＳとを設定し、
前記決定したライン幅ＲＬとスペース幅ＲＳをもつレジストパターンに基づき、前記露光の際の露光条件、及び前記転写用パターンのライン幅ＭＬとスペース幅ＭＳを決定し、
かつ、前記転写用パターンのライン幅ＭＬは前記決定したライン幅ＲＬと異なり、前記転写用パターンのスペース幅ＭＳは前記決定したスペース幅ＲＳと異なるフォトマスクの製造方法である。
本発明の第２の態様は、
前記露光条件の決定に基づき、前記転写用パターンのライン幅ＭＬとスペース幅ＭＳとを決定する第１の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第３の態様は、
前記転写用パターンのライン幅ＭＬとスペース幅ＭＳとの決定に基づき、前記露光条件を決定する第１の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第４の態様は、
前記転写用パターンのライン幅ＭＬが前記レジストパターンのライン幅ＲＬより小さく、
前記転写用パターンのスペース幅ＭＳが前記レジストパターンのスペース幅ＲＳより大きい第１〜第３のいずれかの態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第５の態様は、
前記転写用パターンのピッチ幅Ｐ（μｍ）は、前記露光に用いる光の波長の中央値をλ（ｎｍ）、前記露光に用いる露光装置の光学系の開口数をＮＡとしたとき、
Ｐ≦２Ｒ
を満たす（但し、Ｒ＝０．６１（λ／ＮＡ）×１／１０００）第１〜４のいずれかの態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第６の態様は、
前記ピッチ幅Ｐは６μｍ以下である第１〜５のいずれかの態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第７の態様は、
前記転写用パターンは遮光膜をパターニングしてなる第１〜６のいずれかの態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第８の態様は、
前記転写用パターンは半透光膜をパターニングしてなる第１〜６のいずれかの態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第９の態様は、
前記転写用パターンは半透光膜をパターニングしてなり、
前記透明基板を透過する露光光と、前記透明基板及び前記転写用パターンを透過する露光光との位相差が９０度以下である第１〜６のいずれかの態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第１０の態様は、
前記透明基板上に形成された遮光膜或いは半透光膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングし、前記決定されたライン幅ＭＬ、スペース幅ＭＳの前記転写用パターンを形成する工程を有する第１〜９のいずれかの態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第１１の態様は、
第１０の態様に記載の製造方法によるフォトマスクを介し、前記ポジ型のレジスト膜にｉ線〜ｇ線の波長域を有する露光光を照射するパターン転写方法である。
本発明の第１２の態様は、
第１０の態様に記載の製造方法によるフォトマスクを介し、前記ポジ型のレジスト膜にｉ線〜ｇ線の波長域を有する露光光を照射して前記転写用パターンを転写し、前記被加工体上に前記レジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして用いたエッチングにより、前記被加工体に、ライン幅ＷＬ、スペース幅ＷＳであるライン・アンド・スペースの前記膜パターンを形成する工程と、を有する表示装置の製造方法である。
本発明の第１３の態様は、
ライン幅ＭＬ、スペース幅ＭＳ、ピッチ幅Ｐのライン・アンド・スペースの転写用パターンをもつフォトマスクを用い、ライン幅ＲＬ、スペース幅ＲＳ（ここで、ＲＬ＞ＭＬ、ＲＳ＜ＭＳ）、ピッチ幅Ｐのライン・アンド・スペースのレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとしたエッチングを行うことにより、被加工体にライン・アンド・スペース・パターンを形成する表示装置の製造方法である。
本発明に係るフォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法によれば、被加工体に微細なピッチ幅のライン・アンド・スペース・パターンを形成する場合であっても、追加投資を殆ど必要とせずにパターニングを行うことができる。
フォトマスクが備える転写用パターンを例示する平面拡大図である。 図１に例示するフォトマスクを用いた表示装置の製造工程の一工程を示す概略図である。 図１に例示する転写用パターンのピッチの微細化に伴い、レジスト除去不良が生じる様子を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係るフォトマスクを用いた表示装置の製造工程の一工程を示すフロー図である。 本発明の他の実施形態に係るフォトマスクを用いた表示装置の製造工程の一工程を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係るフォトマスクの製造工程を示すフロー図である。 本発明の実施例１を比較例と共に示す図である。 本発明の実施例２を比較例と共に示す図である。
上記をふまえ、フォトマスクを用いた露光により、被加工体上に形成されたポジ型のレジスト膜に転写用パターンを転写してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして用いたエッチングにより、被加工体に、ライン幅ＷＬ、スペース幅ＷＳであるライン・アンド・スペースの膜パターンを形成する工程例について説明する。
図４は、本実施形態に係るフォトマスク１００を用いた表示装置の製造工程の一工程を示すフロー図である。図４において、（ａ）はフォトマスク１００を介してレジスト膜２０３に露光光を照射する様子を、（ｂ）は露光されたレジスト膜２０３を現像してレジストパターン２０３ｐを形成する様子を、（ｃ）はレジストパターン２０３ｐをマスクとして用い、被加工体（基板２０１上に形成されたパターニング対象の薄膜）２０２をウェットエッチングして膜パターン２０２ｐを形成する様子を、（ｄ）はレジストパターン２０３ｐを剥離した様子をそれぞれ示している。
なお、このとき、使用するフォトマスク１００の転写用パターン１０２ｐのライン幅をＭＬ、スペース幅をＭＳとし、さらに、該フォトマスク１００を使用して被加工体２０２上に形成するレジストパターン２０３ｐのライン幅をＲＬとし、スペース幅をＲＳとする。以下の工程により、どのようなＲＬ、ＲＳを用いれば、被加工体２０２に所望のライン・アンド・スペース・パターンを得られるか、そのためには、どのようなＭＬ、ＭＳをもつ転写用パターン１０２ｐを用意すれば良いかを決定すればよい。
ウェットエッチングを使用する限り、被加工体（エッチング対象の透明導電膜などの薄膜）２０２のライン幅はサイドエッチングの影響を受けるため、レジストパターンのライン幅ＲＬよりも寸法が小さくなる。この寸法減少分が必ず存在するので、被加工体２０２がパターニングされてなる膜パターン２０２ｐにおけるライン幅ＷＬは、レジストパターン２０３ｐのライン幅ＲＬより小さくなる。また、膜パターン２０２ｐにおけるスペース幅ＷＳは、レジストパターン２０３ｐのスペース幅ＲＳより大きくなる（図４（ｃ）参照）。
ここで、サイドエッチングによる寸法変化分をサイドエッチング幅αとすると、以下のようになる。
膜パターン２０２ｐのライン幅ＷＬ＜レジストパターン２０３ｐのライン幅ＲＬ（＝ＷＬ＋α）、
膜パターン２０２ｐのスペース幅ＷＳ＞レジストパターンのスペース幅ＲＳ（＝ＷＳ−α）
そこで、フォトマスク１００は、レジスト膜２０３に、ライン幅ＲＬ、スペース幅ＲＳをもつライン・アンド・スペースのレジストパターン２０３ｐを形成しなければならない。このとき、従来のフォトマスク１００’と同様に、転写用パターン１０２ｐが備えるライン・アンド・スペース・パターンのライン幅ＭＬ、スペース幅ＭＳを、それぞれ、レジストパターン２０３ｐが備えるライン・アンド・スペース・パターンのライン幅ＲＬ、スペース幅ＲＳと同じに設定することも考えられる。
すなわち、
転写用パターン１０２ｐのライン幅ＭＬ＝レジストパターン２０３ｐのライン幅ＲＬ、
転写用パターン１０２ｐのスペース幅ＭＳ＝レジストパターン２０３ｐのスペース幅ＲＳ
とすることも考えられる。なお、ピッチ幅Ｐは、フォトマスク１００の転写用パターン１０２ｐ、レジストパターン２０３ｐ、被加工体２０２が加工されてなる膜パターン２０２ｐのいずれにおいても一定である。
ここで、得ようとする膜パターン２０２ｐのライン・アンド・スペース・パターンのピッチ幅Ｐ（すなわち、フォトマスク１００の転写用パターン１０２ｐのピッチ幅Ｐ、レジストパターン２０３ｐのピッチ幅Ｐ）を微細化していくことを考える。このとき、得ようとする膜パターン２０２ｐのライン幅ＷＬが小さくなっても、エッチング条件が一定であれば、サイドエッチング幅αの寸法は変化しない。従って、ピッチ幅Ｐを微細化しようとすると、レジストパターン２０３ｐのライン幅ＲＬの寸法減少に比べて、スペース幅ＲＳの寸法が急速に小さくなる。結果として、フォトマスク１００の転写用パターン１０２ｐとして、非常にスペース幅ＭＳの小さいライン・アンド・スペース・パターンを形成しなければならなくなる。
ところで、フォトマスク１００の転写用パターン１０２ｐは、フォトマスク１００が備える透明基板１０１上に形成された遮光膜（例えば、露光光のｉ線〜ｇ線に対して光学濃度ＯＤが３．０以上をもつ膜）等をパターニングして形成することができるが、微細なスペース幅ＭＳを形成することは必ずしも容易ではない。描画装置の解像限界寸法（例えば、０．５〜１．０μｍ）に近づき、或いは下回ってしまうからである。
また、仮に描画装置の問題を解決し、転写用パターン１０２ｐとして、スペース幅ＭＳが微細な（例えば１μｍを下回る）ライン・アンド・スペース・パターンを形成し得たとしても、そのフォトマスク１００を用いて、転写用パターン１０２ｐと同じ寸法のレジストパターン２０３ｐを形成することは非常に困難である。なぜなら、フォトマスク１００のもつスペース幅ＭＳの寸法が小さく、露光波長（一般的にはｉ線〜ｇ線）にスペース幅ＭＳが近づいてしまうため、微細スリットによる光の回折の影響が顕著になり、レジスト膜２０３を感光させるだけの十分な光量が透過しなくなるからである。
結局、膜パターン２０２ｐとして得ようとするライン・アンド・スペースが微細化していくと、フォトマスク１００に形成する転写用パターン１０２ｐも微細化されるため、フォトマスク１００を用いた膜パターン２０２ｐの形成ができなくなってしまう。
そこで、本発明者は、そのような微細なピッチ幅Ｐのライン・アンド・スペース・パターンを被加工体２０２に形成することができるようなフォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法についても、鋭意検討を行った。
その結果、サイドエッチング幅αの存在が避けられない状況下、フォトマスク１００の転写用パターン１０２ｐにおけるライン・アンド・スペース・パターン（ライン幅ＭＬ、スペース幅ＭＳ）を用いて、これとは異なる寸法のレジストパターン（ライン幅ＲＬ、スペース幅ＲＳ）２０３ｐを形成することで、上述の課題を解決可能との知見を得た。
すなわち、
転写用パターンのライン幅ＭＬ＝レジストパターンのライン幅ＲＬ＋マスクバイアスβ
転写用パターンのスペース幅ＭＳ＝レジストパターンのスペース幅ＲＳ−マスクバイアスβとし、
このマスクバイアスβを例えば負の値とすれば、
たとえピッチ幅Ｐの小さいライン・アンド・スペース・パターンを形成する場合であっても、フォトマスク１００のもつ転写用パターン１０２ｐにおけるスペース幅ＭＳを制御（例えば拡大）することができ、スペース部を透過する透過光量の低下を抑制することが可能となり、これにより上述の課題を解決可能との知見を得た。なお、マスクバイアスβとは、転写用パターン１０２ｐとレジストパターン２０３ｐとの寸法差をいい、正の値でも負の値でも良いが本発明によればゼロではない値とする。マスクバイアスβの値は、例えば露光時の照射光量（露光光の照度と照射時間との積）を調整することで制御できる。すなわち、図４においては、転写用パターン１０２ｐに遮光膜を用いた場合において、マスクバイアスβ≠０として、所望のラインアンドスペースパターンを形成できることを示す。
以下に、上述の知見に基づいてなされた本願発明の種々の態様を示す。
（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
透明基板１０１上に、ピッチ幅Ｐのライン・アンド・スペース・パターンを含む転写用パターン１０２ｐを有するフォトマスク１００の製造方法であって、
フォトマスク１００を用いた露光により、被加工体２０２上に形成されたポジ型のレジスト膜２０３に転写用パターン１０２ｐが転写されてレジストパターン２０３ｐが形成され、レジストパターン２０３ｐをマスクとして用いたエッチングにより、被加工体２０２に、ライン幅ＷＬ、スペース幅ＷＳであるライン・アンド・スペースの膜パターン２０２ｐが形成されるフォトマスク１００の製造方法において、
被加工体２０２をエッチングする際のエッチング条件に基づくサイドエッチング幅αを設定し、
膜パターン２０２ｐのライン幅ＷＬ、スペース幅ＷＳのそれぞれと、サイドエッチング幅αとに基づき、レジストパターン２０３ｐのライン幅ＲＬとスペース幅ＲＳとを設定し、
決定したライン幅ＲＬとスペース幅ＲＳをもつレジストパターン２０３ｐに基づき、露光の際の露光条件、及び転写用パターン１０２ｐのライン幅ＭＬとスペース幅ＭＳを決定し、
かつ、転写用パターン１０２ｐのライン幅ＭＬは前記決定したライン幅ＲＬと異なり、前記転写用パターンのスペース幅ＭＳは前記決定したスペース幅ＲＳと異なる
フォトマスクの製造方法である。
上記において、エッチングはウェットエッチングを適用することが好ましい。そして、以下においてサイドエッチング幅αは正の値（α＞０）となる。
なお、ピッチ幅Ｐについては以下となる。
ピッチ幅Ｐ＝膜パターンのライン幅ＷＬ＋スペース幅ＷＳ
＝レジストパターンのライン幅ＲＬ＋スペース幅ＲＳ
＝転写用パターンのライン幅ＭＬ＋スペース幅ＭＳ
ピッチ幅Ｐが例えば６μｍ以下となったとき、本態様による効果が顕著となる。
（第２の態様）
サイドエッチング幅αが決定されると、これに基づき、レジストパターン２０３ｐのライン幅ＲＬとスペース幅ＲＳの値をどのようにする必要があるかが決定される。そして、該ライン幅ＲＬとスペース幅ＲＳをもつレジストパターン２０３ｐを形成するための露光条件、及び、転写用パターン１０２ｐの寸法が決定される。
第２の態様においては、露光条件の決定に基づき、転写用パターンのライン幅ＭＬとスペース幅ＭＳとを決定する。すなわち、先ずは所望の露光条件（照射光量及び照射時間）を定め、その条件下で適切な転写用パターンを決定する。
なお、露光条件が決定されると、これによりマスクバイアスβ（β≠０）が決定されることになる。マスクバイアスβは、露光シミュレーションにより見積もることができる。または、複数の露光条件を適用し、転写用パターンのライン幅ＭＬ、スペース幅ＭＳを有する複数のフォトマスク１００によって転写テストを行い、得られたレジストパターン２０３ｐのライン幅ＲＬ、スペース幅ＲＳを求めることによって、相互の相関を解析しても良い。
尚、後述するように、転写用パターン１０２ｐは、遮光膜により形成されていてもよく、半透光膜により形成されていても良い。いずれを用いるかについて、及び半透光膜により形成する場合にはその透過率について予め決定しておくことができる。そして、上記露光シミュレーションにおいては、該決定した透過率を使用することができる。
（第３の態様）
第２の態様とは逆に、転写用パターン１０２ｐのライン幅ＭＬとスペース幅ＭＳとの決定に基づき、露光条件を決定することもできる。すなわち、先ずは適切な転写用パターンを決定し、その条件下で所望の露光条件（照射光量又は照射時間）を決定することもできる。尚、この際、転写用パターン１０２ｐがもつ透過率についても勘案することは、上記第２の態様と同様である。
ここで、露光条件とは照射光量を含む。この照射光量は、露光装置による光源の照度と照射時間の積によるものである。照射時間は、照射面全体に対する走査露光の所要時間と相関する。露光装置が照射可能な照度を決定し、これに基づいて、照射時間（そして、走査露光の所要時間）を決定することができる。または、所望の照射時間に基づいて、照度を決定することもできる。
（第４の態様）
マスクバイアスβを決定する露光条件として、上述したように例えば照射光量が挙げられる。照射光量は、照度と照射時間との積によるものである。表示装置のように、被加工体２０２が大面積をもち、該大面積への光照射を必要とする工程においては、主として走査露光を行うことが有利である。この場合、照射時間は、光源と被加工体２０２との相対的な移動速度と相関する。したがって、マスクバイアスβの値を負にして、照射光量を増大させれば、走査露光の所要時間が減少できる。これは、量産上極めて有利なことである。
従って、
転写用パターン１０２ｐのライン幅ＭＬは、レジストパターン１０３ｐのライン幅ＲＬより小さく（ＭＬ＜ＲＬ））、
転写用パターン１０２ｐのスペース幅ＭＳは、レジストパターン１０３ｐのスペース幅ＲＳより大きい（ＭＳ＞ＲＳ）
ことが好ましい。つまり、マスクバイアスβを負の値とすることが好ましい。
ここで、マスクバイアスβを決定する際には露光条件を決定する必要がある。このときは、露光装置が照射可能な照度を決定し、これに基づいて、照射時間（そして、走査露光の所要時間）を決定することができる。または、所望の照射時間に基づいて、照度を決定することもできる。
（第５の態様）
本実施形態では、従来方法において形成することが困難な程度の微細なピッチ幅Ｐを実現しようとするときに、顕著な効果を得られる。すなわち、微細パターンの解像限界となる寸法は、Ｒａｙｌｅｉｇｈの式により得られることから、以下のように考えることができる。
転写用パターン１０２ｐのピッチ幅Ｐ（μｍ）は、露光に用いる光の波長の中央値をλ（ｎｍ）、露光に用いる露光装置の光学系の開口数をＮＡとしたとき、
Ｐ≦２Ｒ
（但しＲ＝ｋ×（λ／ＮＡ）×１／１０００）
を満たすときに、顕著な効果が得られる。なお、ｋは０．６１（Ｒａｙｌｅｉｇｈの解像限界より）であり、波長λは露光光波長（３６５〜４３６ｎｍ）である。ここでは露光光波長の中央値を用い、例えば４００ｎｍとすることができる。開口数ＮＡは０．０６〜０．１４の範囲であって例えば０．０８とすることができる。ここで、ピッチ幅をＲ（＝ｋ×（λ／ＮＡ）×１／１０００）の「２倍」以下とするのは、ピッチ幅Ｐがライン幅ＭＬとスペース幅ＭＳとの合計値であることによる。
（第６の態様）
一般に用いられる露光装置の波長域が３６５〜４３６ｎｍ（中央値４００ｎｍ）であり、また光学系のＮＡが０．０８であることを考慮すると、ピッチ幅Ｐ≦６μｍの微細パターンを実現しようとするときに、顕著な効果が得られる。更には、ピッチ幅Ｐ≦５μｍの微細パターンを実現しようとするときに、更に顕著な効果が得られる。
（第７の態様）
フォトマスク１００に形成する転写用パターン１０２ｐの光学特性には自由度があるが、例えば、転写用パターン１０２ｐは遮光性を有するものとすることができる。すなわち、転写用パターン１０２ｐは、透明基板１０１上に形成した遮光膜をフォトリソグラフィ法によってパターニングして形成することができる。
ここで、遮光性とは、露光光を実質的に透過しないことを意味し、例えば露光光の代表波長ｉ線について、光学濃度ＯＤが３．０以上であることを意味する。
なお、遮光膜は、例えば実質的にクロム（Ｃｒ）からなる材料等により形成することができる。このとき、遮光膜の表面にＣｒ化合物（ＣｒＯ、ＣｒＣ，ＣｒＮ等）を積層すれば、転写用パターン１０２ｐの表面に反射抑制機能を持たせることが出来る。
（第８の態様）
転写用パターン１０２ｐは、上述のように遮光性を有するものである場合に限らず、半透光性を有するものであってもよい。すなわち、転写用パターン１０２ｐは、透明基板１０１上に形成した半透光性の膜（半透光膜）を、フォトリソグラフィ法によってパターニングして形成することもできる。
ここで、半透光性とは、露光光の一部分が透過することを意味する。例えば露光光の代表波長ｉ線について透過率が１〜３０％することが好ましく、より好ましくは、１〜２０％であり、更に好ましくは、２〜１０％である。このような光透過率範囲であるとき、被加工体２０２上に形成されるレジストパターン２０３ｐの側面形状が過度に傾斜せず、エッチングの際の線幅制御が行い易くなる。
なお、半透光膜は、クロム（Ｃｒ）を含む材料、例えば窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸窒化クロム（ＣｒＯＮ）、フッ化クロム（ＣｒＦ）等のクロム化合物等、又は金属シリサイド（ＭｏＳｉｘ，ＭｏＳｉＯ，ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯＮ、ＴａＳｉｘなど）により形成することができる。
（第９の態様）
転写用パターン１０２ｐを半透光性を有するものとする場合には、該半透光膜の、露光光の位相シフト量が９０度以下であることが好ましい。すなわち、透明基板１０１を透過する露光光と、透明基板１０１及び転写用パターン１０２ｐを透過する露光光と、の位相差が、９０度以下であることが好ましい。例えば、露光光の代表波長をｉ線としたとき、上記位相差が、９０度以下であることが好ましく、６０度以下とすることがより好ましい。
これは、転写用パターン１０２ｐを透過する露光光と、透明基板１０１を透過する露光光との位相差が９０度を超えて例えば１８０度に近づくときに、被加工体２０２上に形成されるレジストパターン２０３ｐの形状は必ずしも良化せず、むしろパターンが連結した非解像の状態に近づく可能性があるという発明者の検討結果に基づくものである。これは、半透光膜の位相シフト効果が、レジスト膜２０３に届く光を増加させるメリットを低減させるためであると考えられる。
（第１０の態様）
転写用パターン１０２ｐのライン幅ＭＬ、スペース幅ＭＳを設定する設計工程を実施した後は、フォトリソグラフィー工程を実施することで、上述のフォトマスク１００を製造することができる。図６は、本実施形態に係るフォトマスクの製造工程を示すフロー図である。
まず、透明基板１０１上に、光学膜（上述の遮光膜或いは半透光膜）１０２とレジスト膜１０３とが順に積層されたフォトマスク用ブランク１００ｂを準備する。そして、フォトマスク用ブランク１００ｂに対して、レーザ描画機等により描画を行い、レジスト膜１０３を部分的に感光させる（図６（ａ））。そして、レジスト膜１０３に現像液を供給して現像を施し、転写用パターン１０２ｐのライン部の形成予定領域を覆うレジストパターン１０３ｐを形成する（図６（ｂ））。そして、形成したレジストパターン１０３ｐをマスクとして、光学膜１０２をエッチングして転写用パターン１０２ｐを形成する（図６（ｃ））。そして、レジストパターン１０３ｐを除去し、本実施形態に係るフォトマスク１００の製造を完了する（図６（ｃ））。
なお、透明基板１０１は、例えば石英（ＳｉＯ２）ガラスや、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＲＯ（Ｒはアルカリ土類金属），Ｒ２Ｏ（Ｒ２はアルカリ金属）等を含む低膨張ガラス等からなる平板として構成されている。透明基板１０１の主面（表面及び裏面）は、研磨されるなどして平坦且つ平滑に構成されている。透明基板１０１は、例えば一辺が５００ｍｍ〜１３００ｍｍ程度の方形とすることができる。透明基板１０１の厚さは例えば３ｍｍ〜１３ｍｍ程度とすることができる。
また、レジスト膜１０３は、ポジ型フォトレジストにより形成することができる。その際、例えばスリットコータやスピンコータ等の手法を用いることができる。
（第１１の態様）
図４及び図５に示すように、遮光性或いは半透光性の転写用パターン１０２ｐを有するフォトマスク１００を用いることで、被加工体２０２上のレジスト膜２０３に転写用パターン１０２ｐを転写し、レジストパターン２０３ｐを形成することができる。図４は転写用パターン１０２ｐが遮光性膜により形成された場合を、図５は転写用パターン１０２ｐが半透光膜により形成された場合を示す。
このとき、上述の遮光性あるいは半透光性の転写用パターンを備えたフォトマスク１００を介し、ポジ型のレジスト膜２０３にｉ線〜ｇ線の波長域を有する露光光を照射して転写用パターン１０２ｐを転写し（図４（ａ）、図５（ａ））、レジスト膜２０３を現像して被加工体２０２上にレジストパターン２０３ｐを形成する（図４（ｂ）、図５（ｂ））工程を実施する。
なお、レジスト膜２０３に露光する際には、照度或いは照射時間の少なくともいずれかを制御することで、レジストパターン２０３ｐのライン幅ＲＬが転写用パターン１０２ｐのライン幅ＭＬより大きく、レジストパターン２０３ｐのスペース幅ＲＳが転写用パターン１０２ｐのスペース幅ＭＳより小さくなるようにする。
（第１２の態様）
図４及び図５に示すように、遮光性或いは半透光性の転写用パターン１０２ｐを有するフォトマスク１００を用いることで、被加工体２０２を所望の形状の膜パターン２０２ｐに加工することができる。
このとき、上述の遮光性あるいは半透光性のフォトマスク１００を介し、ポジ型のレジスト膜２０３にｉ線〜ｇ線の波長域を有する露光光を照射して転写用パターン１０２ｐを転写し（図４（ａ）、図５（ａ））、レジスト膜２０３を現像して被加工体２０２上にレジストパターン２０３ｐを形成する（図４（ｂ）、図５（ｂ））工程と、
レジストパターン２０３ｐをマスクとして用いたエッチングにより、被加工体２０２に、ライン幅ＷＬ、スペース幅ＷＳであるライン・アンド・スペースの膜パターン２０２ｐを形成する工程（図４（ｃ）、図５（ｃ））と、
レジストパターン２０３ｐを剥離する工程（図４（ｄ）、図５（ｄ））と、を実施する。
なお、レジスト膜２０３に露光する際には、照射光量を制御することで、レジストパターン２０３ｐのライン幅ＲＬが転写用パターン１０２ｐのライン幅ＭＬより大きく、レジストパターン２０３ｐのスペース幅ＲＳが転写用パターン１０２ｐのスペース幅ＭＳより小さくなるようにする。照射光量の調節は、照度と照射時間の選択によって行うことができる。
尚、図５に示す、半透光膜により形成された転写用パターンを適用する場合には、レジスト膜２０３に到達する光の量を、露光装置の照射光量、転写用パターンの寸法に加えて、半透光膜の透過率によって制御ができる点で、フォトマスクの設計自由度が広がり、有利である。
（第１３の態様）
図４及び図５に示すように、ライン幅ＭＬ、スペース幅ＭＳ、ピッチ幅Ｐのライン・アンド・スペースの転写用パターン１０２ｐをもつフォトマスク１００を用い、ライン幅ＲＬ、スペース幅ＲＳ（ここで、ＲＬ＞ＭＬ、ＲＳ＜ＭＳ）、ピッチ幅Ｐのライン・アンド・スペースのレジストパターン２０３ｐを形成し、レジストパターン２０３ｐをマスクとしたエッチングを行うことにより、被加工体２０２にライン・アンド・スペース・パターン（すなわち膜パターン２０２ｐ）を形成することができる。
なお、上述の第１〜１３の態様に記載した種々の方法は、好ましくは、表示装置の画素電極を製造する場合に用いることができる。該画素電極は、ＩＴＯやＩＺＯからなる透明導電膜をパターニングしてなるものであることができる。
（実施例１）
本実施例では、マスクバイアスβ（β＜０）が設定され、光学濃度３．０以上の遮光膜パターンを有するフォトマスク（第７の態様のフォトマスク）を用い、被加工体上に形成されたポジ型のレジスト膜に転写用パターンを転写してレジストパターンを形成した。また、比較例として、マスクバイアスβが設定されず（β＝０）、光学濃度３．０以上の遮光膜パターンを有する従来のフォトマスクを用いて、被加工体上に形成されたポジ型のレジスト膜に転写用パターンを転写してレジストパターンを形成した。
図７（ａ）〜（ｃ）は、比較例にかかる測定結果である。図７（ａ）〜（ｃ）では、ピッチ幅Ｐをそれぞれ１０．０μｍ、８．０μｍ、５．０μｍとした。また、エッチングバイアスαは０．８μｍ（一定）とし、マスクバイアスβは０μｍ（設定なし）とした。このときの露光装置による照射光量Ｅｏｐを１００．０ｍＪ／ｃｍ２とした。図７（ａ）〜（ｃ）によれば、ピッチ幅Ｐが８．０μｍ以上の場合（図７（ａ）及び図７（ｂ））には、レジスト除去不良は生じずに十分な解像度が得られていることが分かる。しかしながら、ピッチ幅Ｐが５．０μｍと微細になると（図７（ｃ））、レジスト除去不良が顕著となり、レジストパターンの隣接するライン部が互いに連結してしまっていることが分かる。これは、マスクバイアスβを設定しない比較例では、転写用パターンのライン幅ＭＬに対するスペース幅ＭＳの割合（ＭＳ／ＭＬ）が小さくなり、レジスト膜に到達する露光光の照射光量が不足してしまっているためと考えられる。
図７（ｄ）〜（ｇ）は、実施例１にかかる測定結果である。図７（ｄ）〜（ｇ）では、ピッチ幅Ｐをそれぞれ５．０μｍ（一定）とし、サイドエッチング幅αは０．８μｍ（一定）とした。そして、マスクバイアスβは−０．２μｍ〜−０．８μｍの範囲内で変化させた。また、露光装置による照射光量Ｅｏｐも１２６．５５〜８４．５５ｍＪ／ｃｍ２の範囲内で変化させた。図７（ｄ）〜（ｇ）によれば、ピッチ幅Ｐを５．０μｍとした場合であっても、マスクバイアスβを例えば−０．２μｍ〜−０．８μｍの範囲内で設定することにより、レジスト除去不良が生じ難くなり、十分な解像度が得られることが分かる。これは、負の値を有するマスクバイアスβを設定した実施例では、転写用パターンのライン幅ＭＬに対するスペース幅ＭＳの割合（ＭＳ／ＭＬ）を大きくすることができ、レジスト膜に到達する露光光の照射光量を十分に確保できているためと考えられる。
なお、マスクバイアスβを小さく（絶対値を大きく）設定することで、露光装置による照射光量Ｅｏｐを低下させても（例えば図７（ｇ）の場合にはＥｏｐを１５％低下させている）、十分な解像度が得られることが分かる。すなわち、マスクバイアスβを小さく（絶対値を大きく）設定した実施例では、露光装置の光源の出力を低下させたり、照射時間を短縮させたりできることが分かる。これは、大面積の露光が必要な表示装置製造の工程において、特に大きな意義をもつ。
（実施例２）
本実施例では、マスクバイアスβ（β＜０）が設定され、透過率がｉ線に対して５％、位相差が４０度である半透光性を有するフォトマスク（第８の態様のフォトマスク）を用い、被加工体上に形成されたポジ型のレジスト膜に転写用パターンを転写してレジストパターンを形成した。また、比較例として、マスクバイアスβが設定されず（β＝０）、透過率がｉ線に対して５％（位相差は上記と同じ４０度）である半透光性を有する従来のフォトマスクを用いて、被加工体上に形成されたポジ型のレジスト膜に転写用パターンを転写してレジストパターンを形成した。
図８（ａ）〜（ｃ）は、比較例にかかる測定結果である。図８（ａ）〜（ｃ）では、ピッチ幅Ｐをそれぞれ１０．０μｍ、８．０μｍ、５．０μｍとした。また、エッチングバイアスαは０．８μｍ（一定）とし、マスクバイアスβは０μｍ（設定なし）とし、露光装置による照射光量Ｅｏｐを１００．０ｍＪ／ｃｍ２とした。図８（ａ）〜（ｃ）によれば、ピッチ幅Ｐが８．０μｍ以上の場合（図８（ａ）及び（ｂ））にはレジスト除去不良は生じずに十分な解像度が得られているものの、ピッチ幅Ｐが５．０μｍになると（図８（ｃ））、レジスト除去不良が顕著となり、レジストパターンの隣接するライン部が互いに連結してしまっていることが分かる。これは、マスクバイアスβを設定しない比較例では、転写用パターンのライン幅ＭＬに対するスペース幅ＭＳの割合（ＭＳ／ＭＬ）が小さくなり、レジスト膜に到達する露光光の照射光量が不足してしまっているためと考えられる。
図８（ｄ）〜（ｇ）は、実施例２にかかる測定結果である。図８（ｄ）〜（ｇ）では、ピッチ幅Ｐをそれぞれ５．０μｍ（一定）とし、サイドエッチング幅αは０．８μｍ（一定）とした。そして、マスクバイアスβは−０．２μｍ〜−０．８μｍの範囲内で変化させた。また、露光装置による照射光量Ｅｏｐも１０２．０〜７４．８ｍＪ／ｃｍ２の範囲内で変化させた。図８（ｄ）〜（ｇ）によれば、ピッチ幅Ｐを５．０μｍとした場合であっても、マスクバイアスβを例えば−０．２μｍ〜−０．８μｍの範囲内で設定することにより、レジスト除去不良が生じ難くなり、十分な解像度が得られることが分かる。これは、負の値を有するマスクバイアスβを設定した実施例では、転写用パターンのライン幅ＭＬに対するスペース幅ＭＳの割合（ＭＳ／ＭＬ）を大きくすることができ、レジスト膜に到達する露光光の照射光量を十分に確保できているためと考えられる。
なお、マスクバイアスβを小さく（絶対値を大きく）設定することで、露光装置による照射光量Ｅｏｐを低下させても（図８（ｇ）の場合は２５％低下させている）、照射光量Ｅｏｐを低下させない場合と同様に、十分な解像度が得られることが分かる。すなわち、マスクバイアスβを小さく（絶対値を大きく）設定した実施例では、露光装置の光源の出力を低下させたり、照射時間を短縮させたりできることが分かる。これは、大面積の露光が必要な表示装置製造の工程において、特に大きな意義をもつ。
尚、図８（ｄ’）に、図８（ｄ）に用いた半透光膜の透過率はそのままで、半透光膜を透過する露光光と透明基板を透過する露光光との位相差を４０度から１８０度に変更した場合のレジストパターン形状を示す。この場合、ピッチ５μｍのパターンに対する良好な解像を得ることができるが、必要な照射光量Ｅｏｐは、図８（ｄ）と比べて相当に増加する。同様に図８（ｆ’）には、図８（ｆ）に用いた半透光膜の透過率はそのままで、半透光膜を透過する露光光と、透明基板を透過する露光光との位相差を１８０度とした場合のレジストパターン形状を示す。この場合も、必要な照射光量Ｅｏｐが、図８（ｆ）と比べて相当に増加する。
また、半透光性を有するフォトマスクを用いた実施例２では、実施例１と比較した場合、露光装置による照射光量Ｅｏｐを更に低下できることが分かる。すなわち、半透光性を有するフォトマスクを用いることで、露光装置の光源の出力を更に低下させたり、照射時間を更に短縮させたりできることが分かる。これは、フォトマスクの転写用パターンに半透光性を与えることで、レジスト膜に到達する露光光の照射光量を更に大きくできるためと考えられる。これも、大面積の露光が必要な表示装置製造の工程において、特に大きな意義をもつ。
＜本発明の他の実施態様＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
例えば、本発明は、透明基板上に形成した半透光膜をパターニングすることにより形成した透光部と半透光部とからなる転写用パターンを備えたフォトマスクの製造方法であって、被転写体上のレジスト膜に、レジスト残膜のある部分とレジスト残膜のない部分とを形成するフォトマスクの製造方法に対して好適に適用可能である。具体的には、被加工体上に、ピッチ幅Ｐが６μｍ以下のライン・アンド・スペース・パターンを形成する場合に有利に適用できる。係る場合、透光部に対応して、被転写体上に、レジスト残膜のない部分が形成され、半透光部に対応して、レジスト残膜のある部分が形成される。
また例えば、本発明は、被転写体上のレジスト膜がポジ型レジストにより形成される場合に限らず、ネガ型レジストによって形成される場合にも好適に適用可能である。但し、レジスト膜はポジ型レジストにより形成することが好ましい。
また例えば、上述の実施形態では、マスクバイアスβを負の値とすることにしたが、マスクバイアスβの値を正の値としてもよい。
上述したように、本発明のフォトマスクは、例えばｉ線〜ｇ線の波長域をもつ露光装置によって露光を行う時に特に好適に適用可能である。また、露光装置としては、例えばプロジェクション露光機を好適に用いることができる。但し、本発明のフォトマスクは、これらの形態に限定されず、他の波長域をもつ露光装置によって露光を行う時にも好適に適用可能である。
上述したように、本発明のフォトマスクは、例えば、ＶＡ方式、ＩＰＳ方式の液晶表示装置に使用される画素電極用のライン・アンド・スペース・パターンを形成する時に好適に適用可能である。但し、他の方式の液晶表示装置や、表示装置以外の装置をフォトリソグラフィー技術を用いて製造する際にも好適に適用可能である。
上述の実施形態においては、得ようとするライン・アンド・スペース・パターンの具体的なライン幅ＷＬと、スペース幅ＷＳの値に制限は無いが、例えば０．８ＷＬ≦ＷＳ≦１．２ＷＬとすることが好ましい。描画時の線幅制御や、サイドエッチング幅α、マスクバイアスβの設定自由度の観点から、ライン幅とスペース幅の寸法が、極端に乖離しない方が好ましい。
以上から明らかなとおり、本発明によれば、標準的なＬＣＤ用露光装置に搭載される光学系を用い、ｉ線〜ｇ線の露光光を使用して、かつ、露光照射量を特に増大させる必要なく、生産効率を低下させることなく、従来解像できなかった微細なラインアンドスペースパターンを被加工体上に形成することができる。
１００ フォトマスク
１０２ｐ 転写用パターン
２０２ 被加工体
２０２ｐ 膜パターン
２０３ レジスト膜
２０３ｐ レジストパターン

Claims (13)

  1. 透明基板上に、ピッチ幅Ｐのライン・アンド・スペース・パターンを含む転写用パターンを有するフォトマスクの製造方法であって、
    前記フォトマスクを用いた露光により、被加工体上に形成されたポジ型のレジスト膜に前記転写用パターンが転写されてレジストパターンが形成され、前記レジストパターンをマスクとして用いたエッチングにより、前記被加工体に、ライン幅ＷＬ、スペース幅ＷＳであるライン・アンド・スペースの膜パターンが形成されるフォトマスクの製造方法において、
    前記被加工体をエッチングする際のエッチング条件に基づくサイドエッチング幅αを設定し、
    前記膜パターンのライン幅ＷＬ、スペース幅ＷＳのそれぞれと、前記サイドエッチング幅αとに基づき、前記レジストパターンのライン幅ＲＬとスペース幅ＲＳとを設定し、
    前記決定したライン幅ＲＬとスペース幅ＲＳをもつレジストパターンに基づき、前記露光の際の露光条件、及び前記転写用パターンのライン幅ＭＬとスペース幅ＭＳを決定し、
    かつ、前記転写用パターンのライン幅ＭＬは前記決定したライン幅ＲＬと異なり、前記転写用パターンのスペース幅ＭＳは前記決定したスペース幅ＲＳと異なる
    ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
  2. 前記露光条件の決定に基づき、前記転写用パターンのライン幅ＭＬとスペース幅ＭＳとを決定する
    ことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
  3. 前記転写用パターンのライン幅ＭＬとスペース幅ＭＳとの決定に基づき、前記露光条件を決定する
    ことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
  4. 前記転写用パターンのライン幅ＭＬが前記レジストパターンのライン幅ＲＬより小さく、
    前記転写用パターンのスペース幅ＭＳが前記レジストパターンのスペース幅ＲＳより大きい
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
  5. 前記転写用パターンのピッチ幅Ｐ（μｍ）は、前記露光に用いる光の波長の中央値をλ（ｎｍ）、前記露光に用いる露光装置の光学系の開口数をＮＡとしたとき、
    Ｐ≦２Ｒ
    を満たす（但し、Ｒ＝０．６１（λ／ＮＡ）×１／１０００）
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
  6. 前記ピッチ幅Ｐは６μｍ以下である
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
  7. 前記転写用パターンは遮光膜をパターニングしてなる
    ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
  8. 前記転写用パターンは半透光膜をパターニングしてなる
    ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
  9. 前記転写用パターンは半透光膜をパターニングしてなり、
    前記透明基板を透過する露光光と、前記透明基板及び前記転写用パターンを透過する露光光との位相差が９０度以下である
    ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
  10. 前記透明基板上に形成された遮光膜或いは半透光膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングし、前記決定されたライン幅ＭＬ、スペース幅ＭＳの前記転写用パターンを形成する工程を有する
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
  11. 請求項１０に記載の製造方法によるフォトマスクを介し、前記ポジ型のレジスト膜にｉ線〜ｇ線の波長域を有する露光光を照射する
    ことを特徴とするパターン転写方法。
  12. 請求項１０に記載の製造方法によるフォトマスクを介し、前記ポジ型のレジスト膜にｉ線〜ｇ線の波長域を有する露光光を照射して前記転写用パターンを転写し、前記被加工体上に前記レジストパターンを形成する工程と、
    前記レジストパターンをマスクとして用いたエッチングにより、前記被加工体に、ライン幅ＷＬ、スペース幅ＷＳであるライン・アンド・スペースの前記膜パターンを形成する工程と、を有する
    ことを特徴とする表示装置の製造方法。
  13. ライン幅ＭＬ、スペース幅ＭＳ、ピッチ幅Ｐのライン・アンド・スペースの転写用パターンをもつフォトマスクを用い、ライン幅ＲＬ、スペース幅ＲＳ（ここで、ＲＬ＞ＭＬ、ＲＳ＜ＭＳ）、ピッチ幅Ｐのライン・アンド・スペースのレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとしたエッチングを行うことにより、被加工体にライン・アンド・スペース・パターンを形成する
    ことを特徴とする表示装置の製造方法。
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