JP6716427B2 - フォトマスク、近接露光用フォトマスクの製造方法、及び、表示装置の製造方法 - Google Patents
フォトマスク、近接露光用フォトマスクの製造方法、及び、表示装置の製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、電子デバイスを製造するためのフォトマスクであって、特にフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に用いて好適なフォトマスク、近接露光用フォトマスクの製造方法、及び、表示装置の製造方法に関する。
特許文献１には、液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」ともいう。）のカラーフィルタを構成するパターンを、フォトマスクを用いた近接露光によって露光する際に、フォトマスクの遮光部の角部に対応したパターン角部が丸味を帯びることのないフォトマスクが記載されている。すなわち、ネガ型フォトレジストを用い、近接露光によりカラーフィルタを構成するパターンを形成する際に使用するフォトマスクにおいて、前記フォトマスクの遮光部の角部に、多角形の補正遮光パターンをその頂点を接して設けることが記載されている。
近年、液晶表示装置や有機ＥＬディスプレイを含むディスプレイ業界において、携帯端末を初めとする、表示デバイスの高精細化が急速に進展している。また、ディスプレイの画質や表示性能を向上させるため、ＬＣＤの画素数、或いは画素密度の増加傾向が顕著である。
図１は、既存のカラーフィルタ（以下、「ＣＦ」ともいう。）のパターンの一例を示す模式図である。ここに示すパターンでは、１つのピクセル１に、互いに同一形状をなす３つのサブピクセル２が配列されている。３つのサブピクセル２は、それぞれＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の色フィルタに対応する。サブピクセル２は、一定のピッチで規則的に配列している。各サブピクセル２は長方形に形成されている。また、各サブピクセル２は、複数の細いブラックマトリクス（以下、「ＢＭ」ともいう。）３によって区画されている。複数のブラックマトリクス３は、互いに交差して格子状に形成されている。また、上記３色分のサブピクセル２をもつ１つのピクセル１が、一定のピッチで規則的に配列することにより、繰り返しパターンを形成している。
こうしたＣＦを製造するための転写用パターンを備えるフォトマスクは、市場の要請に応えてＣＦの設計を微細化するために、パターンを微細化する必要が生じている。しかしながら、フォトマスクが備える転写用パターンの寸法を単純に縮小するのみでは、以下の不都合が生じる。
ＣＦの製造には、フォトマスクのもつ転写用パターンを、近接露光方式の露光装置によって、ネガタイプの感光材料に露光する方法がしばしば採用される。
ここで、図１に示す、既存のＣＦに使用されるＢＭ３を製造するためのフォトマスクパターン４を図２（ａ）に例示する。そして、より高精細のＢＭ３を製造するために、上記のパターン４を微細化したパターン５を図２（ｂ）に示す。こうしたパターンの微細化は、例えば、３００ｐｐｉ（pixelparinch）程度のＣＦを、４００ｐｐｉを超える、より微細な規格にシフトするような状況で必要になる。
ここで、図１に示す、既存のＣＦに使用されるＢＭ３を製造するためのフォトマスクパターン４を図２（ａ）に例示する。そして、より高精細のＢＭ３を製造するために、上記のパターン４を微細化したパターン５を図２（ｂ）に示す。こうしたパターンの微細化は、例えば、３００ｐｐｉ（pixelparinch）程度のＣＦを、４００ｐｐｉを超える、より微細な規格にシフトするような状況で必要になる。
図２（ｂ）のパターン５を備えるフォトマスクを使用してＢＭパターンを転写し、ＣＦを製造する場合は、図３（ａ）に示すＣＦのパターン６が得られることが理想である。しかし、実際にはこのようなパターンを転写することには困難が生じる場合が少なくない。すなわち、現実に転写されるＢＭによってＣＦを製造すれば、図３（ｂ）のパターン７のように、サブピクセルの各々の角部が丸みを帯びるなど、パターン形状が変化する傾向が顕著になるとともに、ＢＭの幅が十分に微細化できないといった課題が生じる。これは、近接露光の際に、フォトマスクと被転写体の間隙（すなわちプロキシミティギャップ）に生じる回折光によって、複雑な光強度分布が形成され、被転写体上に形成される転写像が、マスクパターンを忠実に再現したものとならないためである。
その場合、特に留意すべき点は、サブピクセル（ここでは長方形）の角部が丸みを帯びるなど形状が劣化し（図３（ｂ）のＡ部を参照）、ＢＭの幅も十分に微細化できないため（図３（ａ）のＢ部と図３（ｂ）のＣ部を参照）、サブピクセルの開口面積が小さくなり、ＣＦの開口率が減少する傾向が認められる点である。この傾向は、結果的にはＬＣＤ等の画面の明るさを低下させ、或いは、消費電力を増大させる不都合につながる。
一方、上記問題の原因となる、プロキシミティギャップの回折光を制御するためには、プロキシミティギャップを十分に狭くするか、或いは、光学条件（露光光源波長など）を根本的に変更することが考えられる。しかしながら、ＣＦ製造の生産効率、コスト効率を考慮すれば、ある程度の大型フォトマスク（一辺の大きさが３００ｍｍ以上、好ましくは４００ｍｍ以上）とすることが有利である。そして、この程度のサイズのフォトマスクを、近接露光のために保持するには、プロキシミティギャップとして、３０μｍ以上、好ましくは４０μｍを確保することが安定生産上望ましい。また、近接露光方式は、プロジェクション露光方式と比較して、生産コストの低さが大きな利点であるが、光学条件等、装置構成の変更は、この利点を損なわせる懸念がある。
以上のことから、本発明者は、高精細の表示機能を得るために、フォトマスクのパターンを単純に縮小するのみでは、上記のように転写像が劣化してしまい、この問題を解消するためには角部の丸みを抑制し、ＣＦの開口面積を維持又は増加することが可能な、フォトマスクの転写用パターンを提案することが有益であることに着目した。
また、本発明者が確認した結果では、上記特許文献１に記載の、遮光部の角部に補正遮光パターンを接して設けたパターンを採用しても、十分な効果は得られなかった。
本発明の目的は、フォトマスクの転写用パターンを微細化、高密度化したときに生じやすい、転写像の角部の丸まりを抑制することができることができる、フォトマスク、近接露光用フォトマスクの製造方法、及び、表示装置の製造方法を提供することにある。
（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、
メインパターンと、
前記メインパターンが有する角部の近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンと、
を含み、
前記メインパターンは、前記透明基板上に第１透過制御膜が形成されてなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に第２透過制御膜が形成されてなるとともに、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクである。
（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、単位パターンが規則的に繰り返し配列する、繰り返しパターンを含み、
前記単位パターンは、
メインパターンと、
前記メインパターンが有する角部の近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンと、
前記メインパターン及び前記補助パターンを囲むスリット部と、を含み、
前記メインパターンは、前記透明基板上に第１透過制御膜が形成されてなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に第２透過制御膜が形成されてなるとともに、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクである。
（第３の態様）
本発明の第３の態様は、
前記補助パターンは、ドット形状又はライン形状をもち、前記メインパターン１つあたり複数個配置される、上記第１又は第２の態様に記載のフォトマスクである。
（第４の態様）
本発明の第４の態様は、
前記メインパターンは、互いに平行な一対の直線に挟まれる帯状の領域を有する、上記第１〜第３の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第５の態様）
本発明の第５の態様は、
前記スリット部は、幅Ｓ１（μｍ）を有して一方向にのびる帯状の第１スリット部と、
幅Ｓ２（μｍ）を有し、前記第１スリット部と交差する第２スリット部を有し、
前記第１スリット部と前記第２スリット部が交差する領域に、前記メインパターンの有する４つ角部が対向し、前記４つの角部の頂点を直線で結んで形成される４角形を交差領域とするとき、
前記交差領域内に、前記補助パターンの重心が位置するように、前記補助パターンが配置される、上記第２〜第４の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第６の態様）
本発明の第６の態様は、
前記スリット部は、幅Ｓ１（μｍ）を有して一方向にのびる帯状の第１スリット部と、
幅Ｓ２（μｍ）を有し、前記第１スリット部と交差する第２スリット部を有し、
前記第１スリット部と前記第２スリット部が交差する領域に、前記メインパターンの有する４つ角部が対向し、前記４つの角部の頂点を直線で結んで形成される４角形を交差領域とするとき、
前記交差領域内に、前記補助パターンが含まれるように、前記補助パターンが配置される、上記第２〜第４の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第７の態様）
本発明の第７の態様は、
前記第１透過制御膜は、前記フォトマスクの露光に用いる露光光を実質的に遮光する、遮光膜である、上記第１〜第６の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第８の態様）
本発明の第８の態様は、
前記第１透過制御膜は、前記第２透過制御膜と同一の材料からなる膜である、上記第１〜第７の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第９の態様）
本発明の第９の態様は、
前記第２透過制御膜は、前記フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対して、透過率Ｔ２（％）を有し、０≦Ｔ２≦６０である、上記第１〜第７の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第１０の態様）
本発明の第１０の態様は、
前記第１透過制御膜は、前記第２透過制御膜上に、第３透過制御膜が積層されたものである、上記第１〜第９の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第１１の態様）
本発明の第１１の態様は、
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用フォトマスクの製造方法であって、
前記転写用パターンが、
メインパターンと、
前記メインパターンの近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンであって、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつ補助パターンと、
前記メインパターン及び前記補助パターンを囲むスリット部と、を含む、近接露光用フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、第２透過制御膜、第３透過制御膜、及びレジスト膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記レジスト膜に対して描画と現像を行い、複数の残膜厚みを有する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、前記第３透過制御膜及び第２透過制御膜を順次エッチングする工程と、
前記レジストパターンを所定の厚み分減膜する工程と、
減膜後のレジストパターンをマスクとして、新たに露出した前記第３透過制御膜をエッチングする工程と、を含む、
近接露光用フォトマスクの製造方法である。
（第１２の態様）
本発明の第１２の態様は、
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用フォトマスクの製造方法であって、
前記転写用パターンが、
メインパターンと、
前記メインパターンの近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンであって、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつ補助パターンと、
前記メインパターン及び前記補助パターンを囲むスリット部と、を含む、近接露光用フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、第２透過制御膜、エッチング阻止膜、第３透過制御膜、及びレジスト膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記レジスト膜に対して描画と現像を行い、複数の残膜厚みを有する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、前記第３透過制御膜、前記エッチング阻止膜、及び前記第２透過制御膜を順次エッチングする工程と、
前記レジストパターンを所定の厚み分減膜する工程と、
減膜後のレジストパターンをマスクとして、新たに露出した前記第３透過制御膜をエッチングする工程と、
を含む、近接露光用フォトマスクの製造方法である。
（第１３の態様）
本発明の第１３の態様は、
上記第１〜第１０の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクを用意する工程と、
近接露光方式の露光装置を用いて、前記転写用パターンを露光し、被転写体上に転写する工程と
を含む、表示装置の製造方法である。
本発明の第１の態様は、
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、
メインパターンと、
前記メインパターンが有する角部の近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンと、
を含み、
前記メインパターンは、前記透明基板上に第１透過制御膜が形成されてなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に第２透過制御膜が形成されてなるとともに、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクである。
（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、単位パターンが規則的に繰り返し配列する、繰り返しパターンを含み、
前記単位パターンは、
メインパターンと、
前記メインパターンが有する角部の近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンと、
前記メインパターン及び前記補助パターンを囲むスリット部と、を含み、
前記メインパターンは、前記透明基板上に第１透過制御膜が形成されてなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に第２透過制御膜が形成されてなるとともに、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクである。
（第３の態様）
本発明の第３の態様は、
前記補助パターンは、ドット形状又はライン形状をもち、前記メインパターン１つあたり複数個配置される、上記第１又は第２の態様に記載のフォトマスクである。
（第４の態様）
本発明の第４の態様は、
前記メインパターンは、互いに平行な一対の直線に挟まれる帯状の領域を有する、上記第１〜第３の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第５の態様）
本発明の第５の態様は、
前記スリット部は、幅Ｓ１（μｍ）を有して一方向にのびる帯状の第１スリット部と、
幅Ｓ２（μｍ）を有し、前記第１スリット部と交差する第２スリット部を有し、
前記第１スリット部と前記第２スリット部が交差する領域に、前記メインパターンの有する４つ角部が対向し、前記４つの角部の頂点を直線で結んで形成される４角形を交差領域とするとき、
前記交差領域内に、前記補助パターンの重心が位置するように、前記補助パターンが配置される、上記第２〜第４の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第６の態様）
本発明の第６の態様は、
前記スリット部は、幅Ｓ１（μｍ）を有して一方向にのびる帯状の第１スリット部と、
幅Ｓ２（μｍ）を有し、前記第１スリット部と交差する第２スリット部を有し、
前記第１スリット部と前記第２スリット部が交差する領域に、前記メインパターンの有する４つ角部が対向し、前記４つの角部の頂点を直線で結んで形成される４角形を交差領域とするとき、
前記交差領域内に、前記補助パターンが含まれるように、前記補助パターンが配置される、上記第２〜第４の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第７の態様）
本発明の第７の態様は、
前記第１透過制御膜は、前記フォトマスクの露光に用いる露光光を実質的に遮光する、遮光膜である、上記第１〜第６の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第８の態様）
本発明の第８の態様は、
前記第１透過制御膜は、前記第２透過制御膜と同一の材料からなる膜である、上記第１〜第７の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第９の態様）
本発明の第９の態様は、
前記第２透過制御膜は、前記フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対して、透過率Ｔ２（％）を有し、０≦Ｔ２≦６０である、上記第１〜第７の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第１０の態様）
本発明の第１０の態様は、
前記第１透過制御膜は、前記第２透過制御膜上に、第３透過制御膜が積層されたものである、上記第１〜第９の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第１１の態様）
本発明の第１１の態様は、
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用フォトマスクの製造方法であって、
前記転写用パターンが、
メインパターンと、
前記メインパターンの近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンであって、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつ補助パターンと、
前記メインパターン及び前記補助パターンを囲むスリット部と、を含む、近接露光用フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、第２透過制御膜、第３透過制御膜、及びレジスト膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記レジスト膜に対して描画と現像を行い、複数の残膜厚みを有する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、前記第３透過制御膜及び第２透過制御膜を順次エッチングする工程と、
前記レジストパターンを所定の厚み分減膜する工程と、
減膜後のレジストパターンをマスクとして、新たに露出した前記第３透過制御膜をエッチングする工程と、を含む、
近接露光用フォトマスクの製造方法である。
（第１２の態様）
本発明の第１２の態様は、
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用フォトマスクの製造方法であって、
前記転写用パターンが、
メインパターンと、
前記メインパターンの近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンであって、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつ補助パターンと、
前記メインパターン及び前記補助パターンを囲むスリット部と、を含む、近接露光用フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、第２透過制御膜、エッチング阻止膜、第３透過制御膜、及びレジスト膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記レジスト膜に対して描画と現像を行い、複数の残膜厚みを有する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、前記第３透過制御膜、前記エッチング阻止膜、及び前記第２透過制御膜を順次エッチングする工程と、
前記レジストパターンを所定の厚み分減膜する工程と、
減膜後のレジストパターンをマスクとして、新たに露出した前記第３透過制御膜をエッチングする工程と、
を含む、近接露光用フォトマスクの製造方法である。
（第１３の態様）
本発明の第１３の態様は、
上記第１〜第１０の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクを用意する工程と、
近接露光方式の露光装置を用いて、前記転写用パターンを露光し、被転写体上に転写する工程と
を含む、表示装置の製造方法である。
本発明によれば、フォトマスクの転写用パターンを微細化、高密度化したときに生じやすい、転写像の角部の丸まりを抑制することができる。また、本発明のフォトマスクを用いて液晶表示装置を製造すれば、画面の明るさ、或いは、消費電力の節減という優れたメリットが得られる。
＜フォトマスクの構成＞
本発明のフォトマスクは、
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、
メインパターンと、
前記メインパターンが有する角部の近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンと、
を含み、
前記メインパターンは、前記透明基板上に第１透過制御膜が形成されてなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に第２透過制御膜が形成されてなるとともに、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクである。
本発明のフォトマスクは、
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、
メインパターンと、
前記メインパターンが有する角部の近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンと、
を含み、
前記メインパターンは、前記透明基板上に第１透過制御膜が形成されてなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に第２透過制御膜が形成されてなるとともに、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクである。
上記本発明の、好ましい一例は、
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、単位パターンが規則的に繰り返し配列する、繰り返しパターンを含み、
前記単位パターンは、
メインパターンと、
前記メインパターンが有する角部の近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンと、
前記メインパターン及び前記補助パターンを囲むスリット部と、を含み、
前記メインパターンは、前記透明基板上に第１透過制御膜が形成されてなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に第２透過制御膜が形成されてなるとともに、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクである。
透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、単位パターンが規則的に繰り返し配列する、繰り返しパターンを含み、
前記単位パターンは、
メインパターンと、
前記メインパターンが有する角部の近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンと、
前記メインパターン及び前記補助パターンを囲むスリット部と、を含み、
前記メインパターンは、前記透明基板上に第１透過制御膜が形成されてなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に第２透過制御膜が形成されてなるとともに、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクである。
ここで「露光」とは、フォトマスクが備える転写用パターンを露光装置によって露光することをいい、この露光によって被転写体（ＣＦ基板など）上に光学像を形成し、現像によって被転写体上のレジスト膜にパターンを形成することができる。
図４は、本発明の実施形態に係るフォトマスクが備える転写用パターンの一例を示す平面図である。
本発明の実施形態に係るフォトマスクは、近接露光用のフォトマスクであって、フォトマスクを構成する透明基板上に転写用パターンが形成されている。
転写用パターンは、近接露光によって被転写体に転写するためのパターンであって、メインパターン１１、補助パターン１２、及びスリット部１３を含んでいる。ここで例示する転写用パターンは、ＣＦのＢＭ形成用のパターンである。但し、図面は模式図であって、各部分の寸法比などは、実際のパターン設計と同じとは限らない。
本発明の実施形態に係るフォトマスクは、近接露光用のフォトマスクであって、フォトマスクを構成する透明基板上に転写用パターンが形成されている。
転写用パターンは、近接露光によって被転写体に転写するためのパターンであって、メインパターン１１、補助パターン１２、及びスリット部１３を含んでいる。ここで例示する転写用パターンは、ＣＦのＢＭ形成用のパターンである。但し、図面は模式図であって、各部分の寸法比などは、実際のパターン設計と同じとは限らない。
フォトマスクを構成する透明基板は、石英ガラスなどの透明材料を用いたものを精密に研磨して用いることができる。透明基板の大きさや厚さに制限は無いが、表示装置の製造に用いられるフォトマスク用の透明基板としては、一辺３００ｍｍ〜１８００ｍｍの四角形の主面をもち、厚さが５〜１６ｍｍ程度のものが好適である。なお、後述する、フォトマスクの各部分の光透過率は、透明基板の光透過率を１００％としたときの値を表わす。
転写用パターンは、好ましくは、単位パターンが規則的に繰り返し配列する、繰り返しパターンを含む。この場合、繰り返しの数は２以上である。好ましくは、単位パターンの規則的な繰り返し配列は、一定のピッチで配列するものである。図４には、所定のピッチで、単位パターンが規則的に繰り返し配列する繰り返しパターンを例示している。
図４に例示する転写用パターンでは、Ｘ方向にＰ１（μｍ）、Ｙ方向にＰ２（μｍ）のピッチで、複数の単位パターン１４が配列している。各々の単位パターン１４は、ＣＦの各サブピクセルに対応するものである。以降の説明では、サブピクセル単位の単位パターン１４を「ＳＰ単位パターン１４」ともいう。ＳＰ単位パターン１４のＸ方向のピッチＰ１は１５〜３０μｍ、Ｙ方向のピッチＰ２は４０〜１００μｍとすることができる。
また、図４に示す転写用パターンのデザインでは、ピクセル単位の単位パターン（以下、「Ｐ単位パターン」ともいう。）１５が、規則的に配列した繰り返しパターンにもなっている。Ｐ単位パターン１５は、ＳＰ単位パターン１４よりもパターン領域が大きく、１つのＰ単位パターン１５に３つのＳＰ単位パターン１４を含んでいる。以降の説明では、「ＳＰ単位パターン１４」を単に「単位パターン１４」と記述して説明する。
単位パターン１４には、メインパターン１１、補助パターン１２、及びこれらを囲むスリット部１３が含まれる。メインパターン１１及び補助パターン１２の外縁は、それぞれスリット部１３に接している。スリット部１３は、Ｙ方向に沿う第１スリット部１３ａと、Ｘ方向に沿う第２スリット部１３ｂとを有し、これらのスリット部１３ａ，１３ｂがメインパターン１１と補助パターン１２を囲んでいる。ここで転写用パターンがＣＦのＢＭ形成用のパターンであるとすると、メインパターン１１はＣＦの開口部分に対応し、スリット部１３はＢＭに対応するものとなる。
メインパターン１１は、露光光を少なくとも一部遮蔽するものであって、透明基板上に第１透過制御膜（後述）が形成されてなる。第１透過制御膜は、フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対して、透過率Ｔ１（％）を有する膜である。第１透過制御膜の透過率Ｔ１（％）は、０≦Ｔ１≦１０であることが好ましい。
ここで「露光光」とは、ＬＣＤ用、又はＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用として知られている露光装置に搭載された光源によるものであって、ｉ線、ｈ線、ｇ線のいずれか、又はこれらをすべて含むブロードバンド光とすることができる。また、本発明では、これらのいずれか（例えばｉ線）の波長光を代表波長光として、透過率等の光学物性を表現する。
ここで「露光光」とは、ＬＣＤ用、又はＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用として知られている露光装置に搭載された光源によるものであって、ｉ線、ｈ線、ｇ線のいずれか、又はこれらをすべて含むブロードバンド光とすることができる。また、本発明では、これらのいずれか（例えばｉ線）の波長光を代表波長光として、透過率等の光学物性を表現する。
特に、第１透過制御膜は、遮光膜とする（つまりＴ１≒０）ことが好ましい。その場合、第１透過制御膜は、例えば、露光光に対する光学濃度（ＯＤ）が３以上の膜であって、実質的に露光光を透過しない膜であることが好ましい。また、その遮光膜は、その表面側（透明基板から遠い側）に、反射防止層を備えていることが好ましい。反射防止層は、描画光や露光光の反射を低減させる機能を奏する。
メインパターン１１は、互いに平行な一対の直線に挟まれた帯状の領域を有することが好ましく、より好ましくは、互いに平行な二対の直線に挟まれた帯状の領域を有する。例えば、メインパターン１１は、長方形、又は平行四辺形、或いはこれらが結合した形状とすることができる。また、メインパターンは、単位パターンが規則的に配列するのに従い、互いに平行に複数配列することが好ましい。
メインパターン１１は、少なくとも１つの角部を有する。この角部は、好ましくは凸形状の角部である。図４に示す長方形のメインパターン１１は、その四隅にそれぞれ直角の角部１１ａを有する。但し、メインパターンの形状によっては必ずしも直角の角部でなくてもよい。例えば、平行四辺形等、直角以外の角部をもつメインパターンにおいては、６０〜１２０度の凸形の角部とすることができる。
メインパターン１１は、近接露光方式で露光したとき、被転写体上に解像可能な寸法をもつ。例えば、メインパターン１１の寸法として、帯状の部分の幅（又は短辺の長さ）Ｍ１は１０〜２０μｍ、長辺の長さＭ２は３０〜７０μｍ程度のものを用いることができる。このようなメインパターン１１をもつ転写用パターンは、ＣＦ用のＢＭパターンとして好適に使用することができる。このメインパターン１１を露光して転写することにより、被転写体上に、幅（又は短辺の長さ）が１２〜２０（μｍ）、長辺の長さが３０〜７０（μｍ）程度のメインパターン像を形成することができる。尚、これらのパターン設計は、後述する、スリット部の寸法及び露光バイアスの適用に関する部分とも相関する。
更に単位パターン１４は、メインパターン１１の有する角部の近傍に配置された補助パターン１２を含む。この補助パターン１２は、メインパターン１１とは接続せず、メインパターン１１から離間して配置された、いわゆる「島」の状態で形成されている。
補助パターン１２は、透明基板上に第２透過制御膜（後述）が形成されてなる。この第２透過制御膜は、露光光の代表波長光に対して、透過率Ｔ２（％）を有する。第２透過制御膜は、実質的に露光光を透過しない遮光膜（Ｔ２≒０）であってもよい。また、第２透過制御膜は、露光光の代表波長光に対する透過率Ｔ２（％）が、好ましくは、０＜Ｔ２≦６０、より好ましくは、１０≦Ｔ２≦５０、更に好ましくは、２０≦Ｔ２≦５０である半透光膜であってもよい。
補助パターン１２は、透明基板上に第２透過制御膜（後述）が形成されてなる。この第２透過制御膜は、露光光の代表波長光に対して、透過率Ｔ２（％）を有する。第２透過制御膜は、実質的に露光光を透過しない遮光膜（Ｔ２≒０）であってもよい。また、第２透過制御膜は、露光光の代表波長光に対する透過率Ｔ２（％）が、好ましくは、０＜Ｔ２≦６０、より好ましくは、１０≦Ｔ２≦５０、更に好ましくは、２０≦Ｔ２≦５０である半透光膜であってもよい。
上記の第１透過制御膜と第２透過制御膜は、互いに同一の材料からなる膜でもよく、互いに異なる材料からなる膜でもよい。例えば、第１透過制御膜と第２透過制御膜を、共に遮光膜とする場合は、これらを同一の材料からなる膜とすることができる。また、第１透過制御膜を遮光膜とし、第２透過制御膜を、上記透過率Ｔ２（％）を有する半透光膜としてもよい。
また、第１透過制御膜と第２透過制御膜は、それぞれ、単層構成でも積層構成でもよい。例えば、第２透過制御膜を所定の透過率Ｔ２をもつ単一膜とし、第１透過制御膜は、上記第２透過制御膜の上に他の膜（例えば第３透過制御膜）を積層して形成することもできる。この場合、第３透過制御膜が遮光膜であってもよく、又は、積層構成をもつ第１透過制御膜として、露光光の透過率が実質的にゼロとなってもよい。
なお、第１透過制御膜と第２透過制御膜のうち少なくともいずれか一方の膜を積層構成と有する場合は、上下の膜が直接積層する場合のほか、上下の膜が間接的に積層してもよい。すなわち、上下の膜が非接触であり、その間に他の膜が介在してもよい。他の膜は、例えば、エッチング阻止膜、電荷制御膜などの機能膜とすることができる。
なお、第１透過制御膜と第２透過制御膜のうち少なくともいずれか一方の膜を積層構成と有する場合は、上下の膜が直接積層する場合のほか、上下の膜が間接的に積層してもよい。すなわち、上下の膜が非接触であり、その間に他の膜が介在してもよい。他の膜は、例えば、エッチング阻止膜、電荷制御膜などの機能膜とすることができる。
また、第１透過制御膜と第２透過制御膜は、それぞれ、所定の透過率で露光光を透過する場合、露光光の代表波長光に対する、第１透過制御膜及び／又は第２透過制御膜の位相シフト量は、±９０度の範囲内が好ましく、より好ましくは±６０度の範囲内である。
補助パターン１２の形状に特に制限はない。補助パターン１２は、ドット形状又はライン形状をもつことが好ましい。ドット形状としては、正方形などの正多角形、或いは円形など、３６０／ｎ度（ｎ≧４）の回転対称な形状が挙げられる。また、ライン形状としては、長方形、平行四辺形など、長辺と短辺をもつ四角形が挙げられる。補助パターン１２のサイズや、補助パターン１２が配置される位置については、後述する。
スリット部１３は、転写用パターンの中で露光光を少なくとも一部透過させる部分である。スリット部１３は、露光光の代表波長光に対する透過率がメインパターン１１や補助パターン１２より高い部分である。スリット部１３は、透明基板の表面が露出してなる透光部であることが好ましい。
図５及び図６は、補助パターンの配置例を示す平面図である。
図５及び図６に部分的に示されるように、スリット部１３は、メインパターン１１及び補助パターン１２を囲みつつ、所定のピッチでＸ方向及びＹ方向に配列している。スリット部１３を構成する第１スリット部１３ａと第２スリット部１３ｂは、転写用パターン内で格子状に配列することで、互いに交差している。スリット部１３は、必ずしも縦横が直角に交差するもの（図５）に限らず、縦横のなす角度が、好ましくは９０度±４５度の範囲、より好ましくは９０度±３０度の範囲で傾斜したものであってもよい（図６）。
図５及び図６に部分的に示されるように、スリット部１３は、メインパターン１１及び補助パターン１２を囲みつつ、所定のピッチでＸ方向及びＹ方向に配列している。スリット部１３を構成する第１スリット部１３ａと第２スリット部１３ｂは、転写用パターン内で格子状に配列することで、互いに交差している。スリット部１３は、必ずしも縦横が直角に交差するもの（図５）に限らず、縦横のなす角度が、好ましくは９０度±４５度の範囲、より好ましくは９０度±３０度の範囲で傾斜したものであってもよい（図６）。
すなわち、スリット部１３は、幅Ｓ１（μｍ）を有して一方向（図５ではＹ方向）にのびる帯状の第１スリット部１３ａと、幅Ｓ２（μｍ）を有して他方向（図３（ａ）ではＸ方向）にのびる帯状の第２スリット部１３ｂとを有する。第１スリット部１３ａと第２スリット部１３ｂは、互いに交差（図５の例では垂直に交差）している。
例えば、第１スリット部１３ａの幅Ｓ１（μｍ）は５〜２０μｍ、第２スリット部１３ｂの幅Ｓ２（μｍ）は１０〜３０μｍとすることができる。このような幅を有する第１スリット部１３ａ及び第２スリット部１３ｂを含む転写用パターンにより、Ｘ方向に幅３〜２０μｍ、Ｙ方向に１０〜３０μｍ等のＣＦ開口を区分するＢＭ像を、被転写体上に形成することができる。第１スリット部１３ａの幅Ｓ１と第２スリット部１３ｂの幅Ｓ２の関係は、好ましくは、Ｓ１≦Ｓ２である。図５においては、第２スリット部１３ｂの幅Ｓ２が第１スリット部１３ａの幅Ｓ１よりも大きくなっている。第２スリット部（太スリット部）１３ｂには、Ｙ方向に配列するメインパターン１１の間に、Ｙ方向に２つの補助パターン１２を配列する一方、第１スリット部（細スリット部）１３ａには、Ｘ方向に配列するメインパターン１１の間に、Ｘ方向に１つの補助パターン１２を配置している。
特に細幅の第１スリット部については、０＜Δ≦５程度の露光バイアスΔ（μｍ）を適用してマスクパターンの設計を行うことができる。ここで「露光バイアスΔ」とは、露光に用いるフォトマスクのパターン寸法と、これに対応して被転写体上に形成されるパターン寸法との差（前者−後者）である。パターンが細幅になるに従い、上記露光バイアスΔを正の値にして、パターン設計を行うことが有用である。この際は、露光条件による解像性の制約やマスクパターン加工の難度等を考慮して行うことができる。
例えば、第１スリット部１３ａの幅Ｓ１（μｍ）は５〜２０μｍ、第２スリット部１３ｂの幅Ｓ２（μｍ）は１０〜３０μｍとすることができる。このような幅を有する第１スリット部１３ａ及び第２スリット部１３ｂを含む転写用パターンにより、Ｘ方向に幅３〜２０μｍ、Ｙ方向に１０〜３０μｍ等のＣＦ開口を区分するＢＭ像を、被転写体上に形成することができる。第１スリット部１３ａの幅Ｓ１と第２スリット部１３ｂの幅Ｓ２の関係は、好ましくは、Ｓ１≦Ｓ２である。図５においては、第２スリット部１３ｂの幅Ｓ２が第１スリット部１３ａの幅Ｓ１よりも大きくなっている。第２スリット部（太スリット部）１３ｂには、Ｙ方向に配列するメインパターン１１の間に、Ｙ方向に２つの補助パターン１２を配列する一方、第１スリット部（細スリット部）１３ａには、Ｘ方向に配列するメインパターン１１の間に、Ｘ方向に１つの補助パターン１２を配置している。
特に細幅の第１スリット部については、０＜Δ≦５程度の露光バイアスΔ（μｍ）を適用してマスクパターンの設計を行うことができる。ここで「露光バイアスΔ」とは、露光に用いるフォトマスクのパターン寸法と、これに対応して被転写体上に形成されるパターン寸法との差（前者−後者）である。パターンが細幅になるに従い、上記露光バイアスΔを正の値にして、パターン設計を行うことが有用である。この際は、露光条件による解像性の制約やマスクパターン加工の難度等を考慮して行うことができる。
ここで、第１スリット部１３ａと第２スリット部１３ｂが交差する領域には、これに近接するメインパターン１１の有する４つ角部が対向しており、これら４つの角部の頂点を直線で結んで形成される四角形の領域を交差領域１６としている。この交差領域１６に対しては、補助パターン１２の重心Ｇが交差領域１６内に位置するように、補助パターン１２を配置することが好ましい。より好ましくは、交差領域１６内に補助パターン１２が含まれるように（換言すると、交差領域１６から補助パターン１２がはみ出さないように）、補助パターン１２を配置するとよい。
図５の配置例では、メインパターン１１が長方形であって、１つのメインパターン１１が外周に４つの角部を有する場合を示している。１つのメインパターン１１が有する４つの角部はすべて直角の角部になっている。第１スリット部１３ａと第２スリット部１３ｂが交差する交差領域１６は、４つのメインパターン１１の相対向する４つの角部の頂点を直線で結んで形成される四角形の交差領域１６となっている。この交差領域１６は、Ｙ方向（縦）にＳ２、Ｘ方向（横）にＳ１のサイズをもつ、長方形の領域である。補助パターン１２は、メインパターン１１から離間して配置されている。補助パターン１２は、上述したように、補助パターン１２の重心Ｇが交差領域１６内に位置するように配置することが好ましく、より好ましくは、交差領域１６内に補助パターン１２が含まれるように配置するとよい。
また、図５の配置例では、１つの交差領域１６に２つの補助パターン１２が配置されている。各々の補助パターン１２は長方形に形成されている。また、２つの補助パターン１２は、１つの交差領域１６内に互いに離間して配置されている。そして、補助パターン１２の各々は、最も近接する２つのメインパターン１１の角部の頂点から等しい距離を隔てて配置されている。すなわち、補助パターン１２のもつ重心Ｇは、この補助パターン１２に近接する２つのメインパターン１１の角部（この例では直角の角部）の頂点から、Ｘ方向に等距離の位置に配置されている。ここでは、メインパターン１１がＸ方向にＳ１の幅をあけて配列されていることから、このメインパターン１１の配列方向をＸ方向とする。
一方、図６の配置例では、メインパターン１１が平行四辺形であって、１つのメインパターン１１が外周に４つの角部を有する場合を示している。１つのメインパターン１１が有する４つの角部のうち、２つの角部は鋭角、他の２つの角部は鈍角になっている。この場合も、第１スリット部１３ａと第２スリット部１３ｂが交差する交差領域１６は、４つのメインパターン１１の相対向する４つの角部の頂点を直線で結んで形成される四角形の交差領域１６となっている。この例でも、交差領域１６は、Ｙ方向（縦）にＳ２、Ｘ方向（横）にＳ１のサイズをもつ、長方形の領域である。そして、この例でも補助パターン１２は、メインパターン１１から離間して配置されている。また、補助パターン１２は、補助パターン１２の重心Ｇが交差領域１６内に位置するように配置することが好ましく、より好ましくは、交差領域１６内に補助パターン１２が含まれるように配置するとよい。
また、図６の配置例では、１つの交差領域１６内に２つの長方形の補助パターン１２が互いに離間して配置されている。ここで、補助パターン１２の各々は、最も近接する２つのメインパターン１１の角部の頂点から、Ｘ方向で等距離の位置には配置されていない。すなわち、補助パターン１２の重心Ｇは、この補助パターン１２に近接する２つのメインパターン１１の角部（鋭角の角部と鈍角の角部）をＸ方向で結ぶ直線の中心位置より、鋭角をもつ角部の側に、若干シフトして配置されている。このシフト量は、Ｘ方向で鋭角の角部側にＵ（μｍ）となっている。これにより、補助パターン１２は、これに近接する２つのメインパターン１１の角部のうち、鈍角の角部をもつメインパターン１１よりも、鋭角の角部をもつメインパターン１１に対して、より近い距離から光学的な影響を及ぼす。
但し、補助パターン１２の位置をシフトさせる場合においても、交差領域１６内に補助パターン１２の重心Ｇが入ることが好ましく（より好ましくは、交差領域１６内に補助パターン１２が入ること）、その範囲で補助パターン１２を鋭角の角部側にＸ方向でシフトさせることが好ましい。
なお、上述のように補助パターン１２の重心Ｇが交差領域１６内に位置するように、交差領域１６に補助パターン１２を配置する場合、１つの交差領域１６に配置する補助パターン１２の個数に特に制限はないが、好ましくは１〜４個がよい。また、１つの交差領域１６に配置する補助パターン１２の個数は、偶数であることが好ましく、２個又は４個とすることが好適である。より好ましくは２個である。これは、図４に示すように、１つの単位パターン（ここではＳＰ単位パターン）１４あたりの補助パターン１２の個数、或いは１つのメインパターン１１あたりの補助パターン１２の個数と一致する。ここでは、１つの単位パターン１４あたり２個の補助パターン１２をもつパターンデザインと表現することができる。或いは、Ｘ方向で隣り合う２つのメインパターン１１の角部に対して１つの補助パターン１２を配置しているともいえる。また換言すれば、図５の交差領域１６を画定している４つの角部に対し、２つの補助パターン１２を配置し、該角部の転写に影響を及ぼしていることになる。但し、これに限らず、１つの角部に１つの補助パターン１２を配置してもよい。
また、図５及び図６に示すように、補助パターン１２は、Ｘ方向にＨ１（μｍ）、Ｙ方向にＨ２（μｍ）のサイズを有する。補助パターン１２のサイズＨ１（μｍ），Ｈ２（μｍ）は、好ましくは、１≦Ｈ１≦Ｓ１、１≦Ｈ２＜０．５×Ｓ２である。Ｈ１（μｍ），Ｈ２（μｍ）の好ましい範囲は、例えば、１≦Ｈ１≦６、１≦Ｈ２≦３である。
また、補助パターン１２とメインパターン１１のＹ方向の離間距離Ｖ（μｍ）は、好ましくは、０≦Ｖ＜０．５×Ｓ２−Ｈ２であり、より好ましくは、０．５≦Ｖ＜０．５×Ｓ２−Ｈ２であり、更に好ましくは、０．５≦Ｖ＜０．２５×Ｓ２−０．５×Ｈ２である。
なお、上記の図４、図５及び図６においては、補助パターン１２をすべて同じ形状として例示したが、補助パターン１２は必ずしも同じ形状でなくてもよい。例えば、１つの単位パターン１４に複数の補助パターン１２が含まれる場合、これら複数の補助パターン１２は、互いに形状が異なるものであってもよいし、互いにサイズが異なるものであってもよい。
なお、上記の図４、図５及び図６においては、補助パターン１２をすべて同じ形状として例示したが、補助パターン１２は必ずしも同じ形状でなくてもよい。例えば、１つの単位パターン１４に複数の補助パターン１２が含まれる場合、これら複数の補助パターン１２は、互いに形状が異なるものであってもよいし、互いにサイズが異なるものであってもよい。
また、補助パターン１２は、フォトマスクの転写用パターンを近接露光によって被転写体上に転写する場合に、被転写体上に解像されない寸法を有している。また、補助パターン１２は、上記の近接露光に際してプロキシミティギャップに生じる露光光の回折に関与し、メインパターンの転写像（光学像）において、その角部が光の回折に起因して丸みを帯び、有効面積率を減少させる傾向を抑制する。本発明者によるシミュレーションでも、補助パターン１２をもたない転写用パターンを用いた場合は、光学像におけるメインパターンの角部先端が欠落したり、そのメインパターンの外縁が内側にシフトしたりする（ＢＭ幅が大きくなる）傾向がみられていたが、補助パターン１２をもつ転写用パターンを用いた場合は、これらの傾向が抑えられた。この結果、補助パターン１２を有する場合は、これを有しない場合と比べて、転写用パターンの光学像を被転写体上に形成したときの、転写像（光学像）におけるメインパターンの有効面積率が高くなる。この有効面積率は、１つの単位パターンに対応する転写像（光学像）における、メインパターンの有効面積率を意味する。
ここで、有効面積率とは、転写用パターンを被転写体上に露光して形成した転写像（光学像）において、ＣＦの開口形成に用いられた光強度閾値に対応する等高線が形作る、閉曲線内の面積率である。よって、上記有効面積率を高めることが、ＣＦ開口率の増加につながる。
例えば、被転写体に転写される転写像において、１つの単位パターン１４におけるメインパターン１１の有効面積率は、４７％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは５２％以上である。これは、本発明の実施形態に係るフォトマスクを用いて製造したＬＣＤにおいて、開口率が高く、より明るい画像、又は消費電力がより小さいという性能に貢献することを意味する。
例えば、被転写体に転写される転写像において、１つの単位パターン１４におけるメインパターン１１の有効面積率は、４７％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは５２％以上である。これは、本発明の実施形態に係るフォトマスクを用いて製造したＬＣＤにおいて、開口率が高く、より明るい画像、又は消費電力がより小さいという性能に貢献することを意味する。
なお、上記の説明からも明らかなとおり、本発明における「転写用パターン」とは、被転写体上に独立して解像されない補助パターンを含め、転写のための露光光の照射を受けて、被転写体上の光強度分布を形成する、フォトマスクのパターンをいう。
この転写用パターンは、好ましくは、被転写体（例えばＣＦ基板）上に形成されたネガ型の感光材料に転写されることにより、立体的な構成物（例えばＢＭ）を形成することが可能である。またこれ以外にも、転写用パターンは、ＢＭに他の機能が付加された（例えばフォトスペーサなど）複雑な立体形状を形成することも可能である。
この転写用パターンは、好ましくは、被転写体（例えばＣＦ基板）上に形成されたネガ型の感光材料に転写されることにより、立体的な構成物（例えばＢＭ）を形成することが可能である。またこれ以外にも、転写用パターンは、ＢＭに他の機能が付加された（例えばフォトスペーサなど）複雑な立体形状を形成することも可能である。
本発明に係るフォトマスクは、近接露光方式の露光装置（プロキシミティ露光装置）によって露光される。この露光装置は、コリメーションアングル（度）が０．５〜２．５、より好ましくは１．０〜２．０程度とすることができる。近接露光におけるプロキシミティギャップは、フォトマスクのサイズに応じて設定する。本発明は、このプロキシミティギャップが、例えば３０〜２００μｍ、好ましくは４０〜１００μｍ程度のギャップとするときに、効果が顕著である。また、露光光としては、３００〜４５０ｎｍの波長域にある光を用いることが好適であり、単一波長の光、又はブロードな波長域をもつ光を用いることができる。また、露光用の光源として、ｉ線、ｈ線、ｇ線のいずれか、又は、これらをすべて含む光源も好適に使用できる。
本発明のフォトマスクに適用する第１〜第３透過制御膜の材料は、公知のものを適用できる。
例えば、いずれかの透過制御膜が、露光光を実質的に透過しない遮光膜である場合は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｍｏなどを含有する膜とすることができ、これらの単体又は化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化窒化炭化物など）から適切なものを選択することができる。特に、Ｃｒ又はＣｒの化合物が好適に使用できる。
また、透過制御膜の材料としては、遷移金属シリサイド（ＭｏＳｉなど）や、その化合物を用いることができる。遷移金属シリサイドの化合物としては、酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが挙げられ、好ましくは、ＭｏＳｉの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが例示される。
例えば、いずれかの透過制御膜が、露光光を実質的に透過しない遮光膜である場合は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｍｏなどを含有する膜とすることができ、これらの単体又は化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化窒化炭化物など）から適切なものを選択することができる。特に、Ｃｒ又はＣｒの化合物が好適に使用できる。
また、透過制御膜の材料としては、遷移金属シリサイド（ＭｏＳｉなど）や、その化合物を用いることができる。遷移金属シリサイドの化合物としては、酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが挙げられ、好ましくは、ＭｏＳｉの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが例示される。
また、例えば、第１透過制御膜と第２透過制御膜を同一の材料からなる膜とし、かつ、各々の透過制御膜を遮光膜とする場合は、上記より選択した膜材料を、これらに適用すればよい。
また、第１〜第３透過制御膜のいずれかを、露光光の一部を透過する膜（半透光膜）とする場合、その膜材料は、例えば、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｍｏなどを含有する膜とすることができ、これらの化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化窒化炭化物など）から適切なものを選択することができる。特に、Ｃｒの化合物を好適に使用することができる。
その他の半透光膜材料としては、Ｓｉの化合物（ＳｉＯＮなど）、又は遷移金属シリサイド（ＭｏＳｉなど）や、その化合物を用いることができる。遷移金属シリサイドの化合物としては、酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが挙げられ、好ましくは、ＭｏＳｉの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが例示される。
また、例えば、第１透過制御膜を遮光膜、第２透過制御膜を半透光膜とする場合は、互いのエッチング剤に対して耐性をもつ材料を選択することができる。例えば、第１透過制御膜にＣｒを含有する材料を用い、第２透過制御膜にＳｉを含有する材料を用いることができる。
また、第１〜第３透過制御膜のうち、複数の透過制御膜の膜材料を共通のエッチング剤によってエッチング可能な材料（例えばＣｒ含有膜）とし、必要に応じて、該材料との間でエッチング選択性をもつエッチング阻止膜を用いてもよい。詳細は後述する。
また、上記に関連し、本発明のフォトマスクを得るためのフォトマスクブランクは、以下の（１）〜（３）のうちいずれかの構成とすることができる。
（１）透明基板上に遮光膜を成膜したフォトマスクブランク。
（２）透明基板上に半透光膜、及びこれとエッチング選択性をもつ遮光膜をこの順に積層したフォトマスクブランク。
（３）透明基板上に、半透光膜、及びこれと共通のエッチング剤でエッチング可能な遮光膜を積層し、かつその中間（半透光膜と遮光膜の間）に、それらとエッチング選択性をもつエッチング阻止膜を設けたフォトマスクブランク。
（１）透明基板上に遮光膜を成膜したフォトマスクブランク。
（２）透明基板上に半透光膜、及びこれとエッチング選択性をもつ遮光膜をこの順に積層したフォトマスクブランク。
（３）透明基板上に、半透光膜、及びこれと共通のエッチング剤でエッチング可能な遮光膜を積層し、かつその中間（半透光膜と遮光膜の間）に、それらとエッチング選択性をもつエッチング阻止膜を設けたフォトマスクブランク。
また、本発明のフォトマスクは、本発明の効果を妨げない範囲で、他の光学膜（例えば、露光光透過率や反射率、位相特性を制御する膜）、又は機能膜（例えば、電荷の制御、エッチング性の制御などを行う膜）、或いはこれらによる膜パターンを更に有していてもよい。
＜フォトマスクの製造方法＞
続いて、本発明の実施形態に係るフォトマスクの製造方法について説明する。
上記構成のフォトマスクは、以下に述べる方法により製造することができる。
続いて、本発明の実施形態に係るフォトマスクの製造方法について説明する。
上記構成のフォトマスクは、以下に述べる方法により製造することができる。
（フォトマスクブランク準備工程）
まず、図７（ａ）に示すフォトマスクブランク２０を用意する。このフォトマスクブランク２０は、透明基板２１上に第２透過制御膜２２と第３透過制御膜２３を順に積層して形成し、更にその第３透過制御膜２３の上にレジスト膜２４を積層して形成したものである。
まず、図７（ａ）に示すフォトマスクブランク２０を用意する。このフォトマスクブランク２０は、透明基板２１上に第２透過制御膜２２と第３透過制御膜２３を順に積層して形成し、更にその第３透過制御膜２３の上にレジスト膜２４を積層して形成したものである。
透明基板２１は、石英ガラスなどの透明材料を用いて構成することができる。透明基板２１の大きさや厚さに制限はない。フォトマスクブランク２０が表示装置の製造に用いられるものであれば、一辺の長さが３００〜１８００ｍｍ、厚さが５〜１６ｍｍ程度の四角形の主面をもつ透明基板２１を用いることができる。
第２透過制御膜２２は、好ましくは、Ｓｉを含む膜とし、Ｓｉ化合物（ＳｉＯＮなど）又は、ＭＳｉ（ＭはＭｏ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属）やその化合物（酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物等）から適切な膜材料を選択することができる。ここでは一例として、第２透過制御膜２２を半透光膜とする。また、露光光の代表波長光に対する第２透過制御膜２２の透過率Ｔ２は、例えば４０％とする。
第３透過制御膜２３は、Ｃｒを主成分とする膜（Ｃｒ又はその酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などの化合物）とする。すなわち、第２透過制御膜２２と第３透過制御膜２３とは、互いのエッチング剤に対して耐性をもつ、いわゆる相互にエッチング選択性のある膜とする。ここでは一例として第３透過制御膜２３を遮光膜とする。
レジスト膜２４は、ＥＢ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）レジスト、フォトレジストなどを用いて形成することが可能である。ここでは一例としてフォトレジストを用いることとする。レジスト膜２４は、第３透過制御膜２３上にフォトレジストを塗布することによって形成することができる。フォトレジストはポジ型、ネガ型のいずれでもよいが、ここではポジ型のフォトレジストを用いることとする。
（描画工程）
次に、図７（ｂ）に示すように、レジスト膜２４に対し、描画装置を用いて所望のパターンを描画する。描画のためのエネルギー線には、電子ビームやレーザビームなどが用いられる。ここでは一例として、レーザ描画機によるレーザビーム（波長４１０〜４２０ｎｍ）を用いて描画を行う。この描画処理では、上記メインパターン１１に対応する領域２４ａにはドーズ（Ｄｏｓｅ）を与えずに、上記補助パターン１２とスリット部１３に対応する領域２４ｂ，２４ｃにはドーズを与えるように描画する。また、補助パターン１２に対応する領域２４ｂの描画は、相対的に低いドーズの照射で行い、スリット部１３に対応する領域２４ｃの描画は、相対的に高いドーズ、すなわち補助パターン１２よりも高いドーズの照射で行う。これにより、メインパターン１１に対応する領域２４ａのドーズ量は実質的にゼロになる。また、補助パターン１２に対応する領域２４ｂのドーズ量は、スリット部１３に対応する領域２４ｃのドーズ量よりも少なくなる。
次に、図７（ｂ）に示すように、レジスト膜２４に対し、描画装置を用いて所望のパターンを描画する。描画のためのエネルギー線には、電子ビームやレーザビームなどが用いられる。ここでは一例として、レーザ描画機によるレーザビーム（波長４１０〜４２０ｎｍ）を用いて描画を行う。この描画処理では、上記メインパターン１１に対応する領域２４ａにはドーズ（Ｄｏｓｅ）を与えずに、上記補助パターン１２とスリット部１３に対応する領域２４ｂ，２４ｃにはドーズを与えるように描画する。また、補助パターン１２に対応する領域２４ｂの描画は、相対的に低いドーズの照射で行い、スリット部１３に対応する領域２４ｃの描画は、相対的に高いドーズ、すなわち補助パターン１２よりも高いドーズの照射で行う。これにより、メインパターン１１に対応する領域２４ａのドーズ量は実質的にゼロになる。また、補助パターン１２に対応する領域２４ｂのドーズ量は、スリット部１３に対応する領域２４ｃのドーズ量よりも少なくなる。
（現像工程）
次に、図７（ｃ）に示すように、上記描画工程を終えたフォトマスクブランク２０のレジスト膜２４を現像する。これにより、フォトマスクブランク２０上には、上記のドーズ量の違いに応じて複数の残膜厚をもつレジストパターン２４ｐが形成される。すなわち、レジストパターン２４ｐにおいて、補助パターン１２に対応する領域２４ｂのレジスト残膜厚は、メインパターン１１に対応する領域２４ａのレジスト残膜厚より小さくなる。また、スリット部１３に対応する領域２４ｃには、レジストが残らず、第３透過制御膜２３の表面が露出する。
次に、図７（ｃ）に示すように、上記描画工程を終えたフォトマスクブランク２０のレジスト膜２４を現像する。これにより、フォトマスクブランク２０上には、上記のドーズ量の違いに応じて複数の残膜厚をもつレジストパターン２４ｐが形成される。すなわち、レジストパターン２４ｐにおいて、補助パターン１２に対応する領域２４ｂのレジスト残膜厚は、メインパターン１１に対応する領域２４ａのレジスト残膜厚より小さくなる。また、スリット部１３に対応する領域２４ｃには、レジストが残らず、第３透過制御膜２３の表面が露出する。
（第１エッチング工程）
次に、図８（ｄ）に示すように、レジストパターン２４ｐをマスクとして、ウェットエッチングを行う。このウェットエッチングでは、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２を順次エッチングによって除去することにより、スリット部１３に対応する領域２４ｃに透明基板２１の表面を露出させる。ここで、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２は、互いにエッチング選択性のある膜になっているため、ウェットエッチング剤は、それぞれの膜材料にあわせて適切なものを順次適用する。
次に、図８（ｄ）に示すように、レジストパターン２４ｐをマスクとして、ウェットエッチングを行う。このウェットエッチングでは、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２を順次エッチングによって除去することにより、スリット部１３に対応する領域２４ｃに透明基板２１の表面を露出させる。ここで、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２は、互いにエッチング選択性のある膜になっているため、ウェットエッチング剤は、それぞれの膜材料にあわせて適切なものを順次適用する。
（レジスト減膜工程）
次に、図８（ｅ）に示すように、レジストパターン２４ｐを所定の厚み分だけ減膜することにより、補助パターン１２に対応する領域２４ｂに第３透過制御膜２３の新たな表面を露出させる。レジストパターン２４ｐの減膜は、レジストパターン２４ｐの表面を酸化し、その膜厚を一様に低減させる処理によって行う。この処理には、プラズマアッシング、又は、オゾン水処理などを適用することができる。
次に、図８（ｅ）に示すように、レジストパターン２４ｐを所定の厚み分だけ減膜することにより、補助パターン１２に対応する領域２４ｂに第３透過制御膜２３の新たな表面を露出させる。レジストパターン２４ｐの減膜は、レジストパターン２４ｐの表面を酸化し、その膜厚を一様に低減させる処理によって行う。この処理には、プラズマアッシング、又は、オゾン水処理などを適用することができる。
（第２エッチング工程）
次に、図８（ｆ）に示すように、上記レジスト減膜工程で減膜後のレジストパターン２４ｐをマスクとして、上記新たに露出した第３透過制御膜２３をエッチングする。これにより、補助パターン１２に対応する領域２４ｂには、第２透過制御膜２２の表面が露出する。
次に、図８（ｆ）に示すように、上記レジスト減膜工程で減膜後のレジストパターン２４ｐをマスクとして、上記新たに露出した第３透過制御膜２３をエッチングする。これにより、補助パターン１２に対応する領域２４ｂには、第２透過制御膜２２の表面が露出する。
（レジスト剥離工程）
次に、図８（ｇ）に示すように、レジストパターン２４ｐを剥離する。これにより、透明基板２１上には、第２透過制御膜２２上に第３透過制御膜２３を積層した構成の積層膜からなるメインパターン１１が形成されるとともに、第２透過制御膜２２の単一膜からなる補助パターン１２が形成される。なお、第２透過制御膜２２上に第３透過制御膜２３を積層した構成の積層膜は、第１透過制御膜に相当する。
次に、図８（ｇ）に示すように、レジストパターン２４ｐを剥離する。これにより、透明基板２１上には、第２透過制御膜２２上に第３透過制御膜２３を積層した構成の積層膜からなるメインパターン１１が形成されるとともに、第２透過制御膜２２の単一膜からなる補助パターン１２が形成される。なお、第２透過制御膜２２上に第３透過制御膜２３を積層した構成の積層膜は、第１透過制御膜に相当する。
以上の製造方法により、本発明のフォトマスクが完成する。
この製造方法によると、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２という２つの光学膜を順次エッチングする工程を経て、メインパターン１１と補助パターン１２を含む転写用パターンが形成される。この転写用パターンは、１回のみの描画工程の適用によって得られる。これにより、複数回の描画工程を必要としないため、描画装置の占有時間を短縮でき、生産効率を上げることができる。更に、この製造方法では、複数回の描画に伴うアライメントずれ、すなわち、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２の相互のアライメントずれ（例えば０．２〜０．５μｍ程度）が生じることない。このため、転写用パターンの各部分の寸法、すなわちＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）精度の高いフォトマスクが得られる。特に、本発明のフォトマスクにおいては、メインパターン１１と補助パターン１２の位置精度が肝要であるため、このフォトマスクの製造に上記製造方法を適用することは、優れたＣＤ精度が得られる点で有利である。
この製造方法によると、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２という２つの光学膜を順次エッチングする工程を経て、メインパターン１１と補助パターン１２を含む転写用パターンが形成される。この転写用パターンは、１回のみの描画工程の適用によって得られる。これにより、複数回の描画工程を必要としないため、描画装置の占有時間を短縮でき、生産効率を上げることができる。更に、この製造方法では、複数回の描画に伴うアライメントずれ、すなわち、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２の相互のアライメントずれ（例えば０．２〜０．５μｍ程度）が生じることない。このため、転写用パターンの各部分の寸法、すなわちＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）精度の高いフォトマスクが得られる。特に、本発明のフォトマスクにおいては、メインパターン１１と補助パターン１２の位置精度が肝要であるため、このフォトマスクの製造に上記製造方法を適用することは、優れたＣＤ精度が得られる点で有利である。
続いて、第２透過制御膜と第３透過制御膜との間にエッチング阻止膜を有するフォトマスクブランクを用いて、本発明のフォトブランクを製造する方法について説明する。
（フォトマスクブランク準備工程）
まず、図９（ａ）に示すフォトマスクブランク２０を用意する。このフォトマスクブランク２０は、透明基板２１上に第２透過制御膜２２とエッチング阻止膜２５と第３透過制御膜２３を順に積層して形成し、更にその第３透過制御膜２３の上にポジ型のレジスト膜２４を積層して形成したものである。
まず、図９（ａ）に示すフォトマスクブランク２０を用意する。このフォトマスクブランク２０は、透明基板２１上に第２透過制御膜２２とエッチング阻止膜２５と第３透過制御膜２３を順に積層して形成し、更にその第３透過制御膜２３の上にポジ型のレジスト膜２４を積層して形成したものである。
透明基板２１は、石英ガラスなどの透明材料を用いて構成することができる。透明基板２１の大きさや厚さに制限はない。フォトマスクブランク２０が表示装置の製造に用いられるものであれば、一辺の長さが３００〜１８００ｍｍ、厚さが５〜１６ｍｍ程度の四角形の主面をもつ透明基板２１を用いることができる。
第２透過制御膜２２は、Ｃｒの化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などから選択した材料）からなる膜であって、露光光の代表波長光に対する透過率Ｔ２が４０％の半透光膜とする。
エッチング阻止膜２５は、Ｓｉを含む膜とし、Ｓｉ化合物（ＳｉＯＮなど）又は、ＭＳｉ（ＭはＭｏ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属）やその化合物（酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物等）から適切な膜材料を選択することができる。
第３透過制御膜２３は、Ｃｒの化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物など）からなる膜であって、遮光膜とする。すなわち、第２透過制御膜２２と第３透過制御膜２３とは、互いに同一のエッチング剤によってエッチングされうる膜材料からなる。これに対し、エッチング阻止膜２５は、第２透過制御膜２２及び第３透過制御膜２３とはエッチング選択性をもつ材料からなる。
エッチング阻止膜２５は、Ｓｉを含む膜とし、Ｓｉ化合物（ＳｉＯＮなど）又は、ＭＳｉ（ＭはＭｏ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属）やその化合物（酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物等）から適切な膜材料を選択することができる。
第３透過制御膜２３は、Ｃｒの化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物など）からなる膜であって、遮光膜とする。すなわち、第２透過制御膜２２と第３透過制御膜２３とは、互いに同一のエッチング剤によってエッチングされうる膜材料からなる。これに対し、エッチング阻止膜２５は、第２透過制御膜２２及び第３透過制御膜２３とはエッチング選択性をもつ材料からなる。
（描画工程）
次に、図９（ｂ）に示すように、レジスト膜２４に対し、レーザ描画機を用いて描画を行う。このとき、メインパターン１１に対応する領域２４ａはドーズを与えずに、補助パターン１２とスリット部１３に対応する領域２４ｂ，２４ｃはドーズを与えるように描画する。また、補助パターン１２に対応する領域２４ｂの描画は、相対的に低いドーズの照射で行い、スリット部１３に対応する領域２４ｃの描画は、相対的に高いドーズ、すなわち補助パターン１２よりも高いドーズの照射で行う。これにより、メインパターン１１に対応する領域２４ａのドーズ量は実質的にゼロになる。また、補助パターン１２に対応する領域２４ｂのドーズ量は、スリット部１３に対応する領域２４ｃのドーズ量よりも少なくなる。
次に、図９（ｂ）に示すように、レジスト膜２４に対し、レーザ描画機を用いて描画を行う。このとき、メインパターン１１に対応する領域２４ａはドーズを与えずに、補助パターン１２とスリット部１３に対応する領域２４ｂ，２４ｃはドーズを与えるように描画する。また、補助パターン１２に対応する領域２４ｂの描画は、相対的に低いドーズの照射で行い、スリット部１３に対応する領域２４ｃの描画は、相対的に高いドーズ、すなわち補助パターン１２よりも高いドーズの照射で行う。これにより、メインパターン１１に対応する領域２４ａのドーズ量は実質的にゼロになる。また、補助パターン１２に対応する領域２４ｂのドーズ量は、スリット部１３に対応する領域２４ｃのドーズ量よりも少なくなる。
（現像工程）
次に、図９（ｃ）に示すように、上記描画工程を終えたフォトマスクブランク２０のレジスト膜２４を現像する。これにより、フォトマスクブランク２０上には、上記のドーズ量の違いに応じて複数の残膜厚をもつレジストパターン２４ｐが形成される。すなわち、レジストパターン２４ｐにおいて、補助パターン１２に対応する領域２４ｂのレジスト残膜厚は、メインパターン１１に対応する領域２４ａのレジスト残膜厚より小さくなる。また、スリット部１３に対応する領域２４ｃには、レジストが残らず、第３透過制御膜２３の表面が露出する。
次に、図９（ｃ）に示すように、上記描画工程を終えたフォトマスクブランク２０のレジスト膜２４を現像する。これにより、フォトマスクブランク２０上には、上記のドーズ量の違いに応じて複数の残膜厚をもつレジストパターン２４ｐが形成される。すなわち、レジストパターン２４ｐにおいて、補助パターン１２に対応する領域２４ｂのレジスト残膜厚は、メインパターン１１に対応する領域２４ａのレジスト残膜厚より小さくなる。また、スリット部１３に対応する領域２４ｃには、レジストが残らず、第３透過制御膜２３の表面が露出する。
（第１エッチング工程）
次に、図１０（ｄ）に示すように、レジストパターン２４ｐをマスクとして、ウェットエッチングを行う。このウェットエッチングでは、第３透過制御膜２３とエッチング阻止膜２５と第２透過制御膜２２を順次エッチングによって除去することにより、スリット部１３に対応する領域２４ｃに透明基板２１の表面を露出させる。ここで、第３透過制御膜２３とエッチング阻止膜２５は、互いにエッチング選択性のある膜になっており、また、第２透過制御膜２２とエッチング阻止膜２５も、互いにエッチング選択性のある膜になっている。したがって、ウェットエッチング剤は、それぞれの膜材料にあわせて適切なものを順次適用する。
次に、図１０（ｄ）に示すように、レジストパターン２４ｐをマスクとして、ウェットエッチングを行う。このウェットエッチングでは、第３透過制御膜２３とエッチング阻止膜２５と第２透過制御膜２２を順次エッチングによって除去することにより、スリット部１３に対応する領域２４ｃに透明基板２１の表面を露出させる。ここで、第３透過制御膜２３とエッチング阻止膜２５は、互いにエッチング選択性のある膜になっており、また、第２透過制御膜２２とエッチング阻止膜２５も、互いにエッチング選択性のある膜になっている。したがって、ウェットエッチング剤は、それぞれの膜材料にあわせて適切なものを順次適用する。
（レジスト減膜工程）
次に、図１０（ｅ）に示すように、レジストパターン２４ｐを所定の厚み分だけ減膜することにより、補助パターン１２に対応する領域２４ｂに第３透過制御膜２３の新たな表面を露出させる。レジストパターン２４ｐの減膜は、レジストパターン２４ｐの表面を酸化し、その膜厚を一様に低減させる処理によって行う。この処理には、プラズマアッシング、又は、オゾン水処理などを適用することができる。
次に、図１０（ｅ）に示すように、レジストパターン２４ｐを所定の厚み分だけ減膜することにより、補助パターン１２に対応する領域２４ｂに第３透過制御膜２３の新たな表面を露出させる。レジストパターン２４ｐの減膜は、レジストパターン２４ｐの表面を酸化し、その膜厚を一様に低減させる処理によって行う。この処理には、プラズマアッシング、又は、オゾン水処理などを適用することができる。
（第２エッチング工程）
次に、図１０（ｆ）に示すように、上記レジスト減膜工程で減膜後のレジストパターン２４ｐをマスクとして、上記新たに露出した第３透過制御膜２３をエッチングし、続いて、エッチング阻止膜２５をエッチングする。これにより、補助パターン１２に対応する領域２４ｂには、第２透過制御膜２２の表面が露出する。
尚、膜の有する光学特性の調整が必要になるが、エッチング阻止膜２５を除去せずに残存させ、エッチング阻止膜２５と第２透過制御膜２２の積層によって、上述した「第２透過制御膜」として用いても構わない。
次に、図１０（ｆ）に示すように、上記レジスト減膜工程で減膜後のレジストパターン２４ｐをマスクとして、上記新たに露出した第３透過制御膜２３をエッチングし、続いて、エッチング阻止膜２５をエッチングする。これにより、補助パターン１２に対応する領域２４ｂには、第２透過制御膜２２の表面が露出する。
尚、膜の有する光学特性の調整が必要になるが、エッチング阻止膜２５を除去せずに残存させ、エッチング阻止膜２５と第２透過制御膜２２の積層によって、上述した「第２透過制御膜」として用いても構わない。
（レジスト剥離工程）
次に、図１０（ｇ）に示すように、レジストパターン２４ｐを剥離する。これにより、透明基板２１上には、第２透過制御膜２２上にエッチング阻止膜２５と第３透過制御膜２３を積層した構成の積層膜からなるメインパターン１１が形成されるとともに、第２透過制御膜２２の単一膜からなる補助パターン１２が形成される。なお、第２透過制御膜２２上にエッチング阻止膜２５と第３透過制御膜２３を積層した構成の積層膜は、第１透過制御膜に相当する。
次に、図１０（ｇ）に示すように、レジストパターン２４ｐを剥離する。これにより、透明基板２１上には、第２透過制御膜２２上にエッチング阻止膜２５と第３透過制御膜２３を積層した構成の積層膜からなるメインパターン１１が形成されるとともに、第２透過制御膜２２の単一膜からなる補助パターン１２が形成される。なお、第２透過制御膜２２上にエッチング阻止膜２５と第３透過制御膜２３を積層した構成の積層膜は、第１透過制御膜に相当する。
以上の製造方法により、本発明のフォトマスクが完成する。
この製造方法によると、先述した製造方法と同様の利点が得られる。すなわち、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２という２つの光学膜を、エッチング阻止膜２５と共に順次エッチングする工程を経て、メインパターン１１と補助パターン１２を含む転写用パターンが形成される。この転写用パターンは、１回のみの描画工程の適用によって得られる。これにより、複数回の描画工程を必要としないため、描画装置の占有時間を短縮でき、生産効率を上げることができる。更に、この製造方法では、複数回の描画に伴うアライメントずれ、すなわち、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２の相互のアライメントずれ（例えば０．２〜０．５μｍ程度）が生じることない。このため、転写用パターンの各部分の寸法、すなわちＣＤ精度の高いフォトマスクが得られる。特に、本発明のフォトマスクにおいては、メインパターン１１と補助パターン１２の位置精度が肝要であるため、このフォトマスクの製造に上記製造方法を適用することは、優れたＣＤ精度が得られる点で有利である。
この製造方法によると、先述した製造方法と同様の利点が得られる。すなわち、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２という２つの光学膜を、エッチング阻止膜２５と共に順次エッチングする工程を経て、メインパターン１１と補助パターン１２を含む転写用パターンが形成される。この転写用パターンは、１回のみの描画工程の適用によって得られる。これにより、複数回の描画工程を必要としないため、描画装置の占有時間を短縮でき、生産効率を上げることができる。更に、この製造方法では、複数回の描画に伴うアライメントずれ、すなわち、第３透過制御膜２３と第２透過制御膜２２の相互のアライメントずれ（例えば０．２〜０．５μｍ程度）が生じることない。このため、転写用パターンの各部分の寸法、すなわちＣＤ精度の高いフォトマスクが得られる。特に、本発明のフォトマスクにおいては、メインパターン１１と補助パターン１２の位置精度が肝要であるため、このフォトマスクの製造に上記製造方法を適用することは、優れたＣＤ精度が得られる点で有利である。
なお、本発明は、表示装置の製造方法として実現してもよい。その場合、表示装置の製造方法は、上記構成のフォトマスクを用意する工程と、近接露光方式の露光装置を用いて、上記転写用パターンを露光し、被転写体上に転写する工程と、を含む方法となる。
また、本発明の実施形態に係るフォトマスク又はその製造方法において、メインパターン１１と補助パターン１２は、互いに同じ材料からなる膜であってもよいし、互いに異なる材料からなる膜であってもよい。また、メインパターン１１と補助パターン１２が、互いに異なる材料からなる膜である場合でも、本発明のフォトマスクは、その製造方法において、描画工程を１回のみとすることができる。その場合、製造過程における、メインパターン１１と補助パターン１２のアライメントが精緻に制御可能である。そして、上記のように２つのメインパターン１１のそれぞれの角部から補助パターン１２の重心Ｇまでの直線距離（例えばＫ１とＫ２とする。不図示）を正確に等しくすることができる。例えば、Ｋ１−Ｋ２＜０．１μｍとすることができる。
また、液晶表示装置等の設計によっては、ＢＭの交差は、垂直（９０度）とは限らず、４５〜１３５度程度の角度で傾斜した格子状である場合があり、画素の形状も、長方形に限らず、平行四辺形やそれを複数連結した形状となる場合がある。また、１つのピクセルに含まれる、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブピクセルのいずれかが、他と異なる形状やサイズとされる場合もあり得るが、こうしたパターンデザインに対しても、本発明は、有効に効果を奏する。
＜実施例＞
以下に、本発明に係るフォトマスクを用いて、被転写体上に形成される転写像について、シミュレーションによる評価結果を、実施例として示す。
以下に、本発明に係るフォトマスクを用いて、被転写体上に形成される転写像について、シミュレーションによる評価結果を、実施例として示す。
（参考例）
シミュレーションでは、まず図１１に示すリファレンスパターンをメインパターン１１とし、これを露光したときの光学像を取得した。このメインパターン１１は平行四辺形であり、その角部は、鋭角側が７５度、鈍角側が１０５度の角度をもつ。参考例は、メインパターン１１のみの態様とし、実施例は、メインパター１１に補助パターン１２を加えた態様とした。そして、参考例と実施例を比較した。
シミュレーションでは、まず図１１に示すリファレンスパターンをメインパターン１１とし、これを露光したときの光学像を取得した。このメインパターン１１は平行四辺形であり、その角部は、鋭角側が７５度、鈍角側が１０５度の角度をもつ。参考例は、メインパターン１１のみの態様とし、実施例は、メインパター１１に補助パターン１２を加えた態様とした。そして、参考例と実施例を比較した。
また、パターンサイズは、市場動向として、ＢＭの一部に４．５〜６μｍの細線幅をもつＣＦが求められている現況をふまえて、下記のとおりとした。
第１スリット部の幅Ｓ１＝５μｍ
第２スリット部の幅Ｓ２＝１８μｍ
Ｘ方向のピッチＰ１＝１８μｍ
Ｙ方向のピッチＰ２＝５４μｍ
このサイズのパターンは、例えば、４７０ｐｐｉの液晶表示装置に相当する微細パターンである。
第１スリット部の幅Ｓ１＝５μｍ
第２スリット部の幅Ｓ２＝１８μｍ
Ｘ方向のピッチＰ１＝１８μｍ
Ｙ方向のピッチＰ２＝５４μｍ
このサイズのパターンは、例えば、４７０ｐｐｉの液晶表示装置に相当する微細パターンである。
シミュレーション条件は以下のとおりである。
プロキシミティ露光装置（コリメーションアングル１．５度）を用い、プロキシミティギャップ（Ｇａｐ）を５０〜１００μｍの範囲で変化させたとき、被転写体上に形成される転写像を取得する。露光光の波長は、３６５ｎｍ（ｉ線）とした。
プロキシミティ露光装置（コリメーションアングル１．５度）を用い、プロキシミティギャップ（Ｇａｐ）を５０〜１００μｍの範囲で変化させたとき、被転写体上に形成される転写像を取得する。露光光の波長は、３６５ｎｍ（ｉ線）とした。
図１２〜図１４は、参考例（図１１）のリファレンスパターンによって被転写体上に形成される光学像を示す。図１２（ａ）はＧａｐ＝５０μｍ、同図（ｂ）はＧａｐ＝６０μｍ、図１３（ａ）はＧａｐ＝７０μｍ、同図（ｂ）はＧａｐ＝８０μｍ、図１４（ａ）はＧａｐ＝９０μｍ、同図（ｂ）はＧａｐ＝１００μｍの場合である。図中の光学像に現れている等高線と色の濃淡は、光学像の光強度の分布を意味する。光学像の光強度は、図１１に記載のとおりである。参考例のシミュレーション結果では、比較的小さなＧａｐ（５０μｍ）でも、角部の丸まり、或いは角部先端の欠落傾向が見られ、Ｇａｐが大きくなると共に、この傾向はより強くなることがわかる。
（実施例１）
実施例１では、上記参考例と同様のリファレンスパターンをメインパターン１１とし、このメインパターン１１に図１５のような補助パターン１２を加えた。この補助パターン１２は、長辺がＸ＝２．５μｍ、短辺がＹ＝１．５μｍの長方形であり、メインパターン１１とはＹ方向にＶ＝２．０μｍ離間させて配置した。また、補助パターン１２の重心Ｇは、隣り合うメインパターン１１の角部を結ぶ直線の中心位置から、鋭角の角部側に、Ｕ＝０．５μｍだけシフトした位置とした。また、補助パターン１２は、実質的に露光光を透過しない遮光膜により形成した。
実施例１では、上記参考例と同様のリファレンスパターンをメインパターン１１とし、このメインパターン１１に図１５のような補助パターン１２を加えた。この補助パターン１２は、長辺がＸ＝２．５μｍ、短辺がＹ＝１．５μｍの長方形であり、メインパターン１１とはＹ方向にＶ＝２．０μｍ離間させて配置した。また、補助パターン１２の重心Ｇは、隣り合うメインパターン１１の角部を結ぶ直線の中心位置から、鋭角の角部側に、Ｕ＝０．５μｍだけシフトした位置とした。また、補助パターン１２は、実質的に露光光を透過しない遮光膜により形成した。
上記図１５に示す補助パターン１２を導入したときの光学像を図１６〜図１８に示す。図１６（ａ）はＧａｐ＝５０μｍ、同図（ｂ）はＧａｐ＝６０μｍ、図１７（ａ）はＧａｐ＝７０μｍ、同図（ｂ）はＧａｐ＝８０μｍ、図１８（ａ）はＧａｐ＝９０μｍ、同図（ｂ）はＧａｐ＝１００μｍの場合である。この結果から、実施例１においては、参考例（図１１）の場合と比較して、メインパターン１１の角部の形状劣化が抑止され、角部の隅までメインパターン形状の劣化が少ないことが確認された。特に、光学像の光強度５０％以上を示す領域（図１６〜図１８に示す各光学像において、色の薄い方から３つ目の等高線内）の面積は、図１２〜図１４に示すものより相対的に大きな領域であることが確認された。したがって、実施例１によれば、適切な露光光強度を選択することによって、参考例よりもＣＦの実効的な開口を大きくすることが可能となる。
（実施例２）
実施例２では、上記参考例と同様のリファレンスパターンをメインパターン１１とし、このメインパターン１１に図１９のような補助パターン１２を加えた。この補助パターン１２は、長辺がＸ＝５．５μｍ、短辺がＹ＝２．０μｍの長方形であり、メインパターン１１とはＹ方向にＶ＝１．０μｍ離間させて配置した。また、補助パターン１２の重心Ｇは、隣り合うメインパターン１１の角部を結ぶ直線の中心位置から、鋭角の角部側に、Ｕ＝０．５μｍだけシフトした位置とした。また、補助パターン１２は、露光光（ｉ線）に対して透過率４０％の半透光膜により形成した。
実施例２では、上記参考例と同様のリファレンスパターンをメインパターン１１とし、このメインパターン１１に図１９のような補助パターン１２を加えた。この補助パターン１２は、長辺がＸ＝５．５μｍ、短辺がＹ＝２．０μｍの長方形であり、メインパターン１１とはＹ方向にＶ＝１．０μｍ離間させて配置した。また、補助パターン１２の重心Ｇは、隣り合うメインパターン１１の角部を結ぶ直線の中心位置から、鋭角の角部側に、Ｕ＝０．５μｍだけシフトした位置とした。また、補助パターン１２は、露光光（ｉ線）に対して透過率４０％の半透光膜により形成した。
上記図１９に示す補助パターン１２を導入したときの光学像を図２０〜図２２に示す。図２０（ａ）はＧａｐ＝５０μｍ、同図（ｂ）はＧａｐ＝６０μｍ、図２１（ａ）はＧａｐ＝７０μｍ、同図（ｂ）はＧａｐ＝８０μｍ、図２２（ａ）はＧａｐ＝９０μｍ、同図（ｂ）はＧａｐ＝１００μｍの場合である。この結果から、実施例２においては、上記実施例１と同様に、メインパターン１１の角部の形状劣化が抑止されていることが確認された。また、実施例２の場合は、上記実施例１と比較して、メインパターン１１の角部付近の等高線が、より「密」になっていることがわかる。これは、露光量の変動に対する、パターンＣＤのマージンがより大きいことを意味する。さらに、実施例２の場合は、露光時に適用される光強度がより広い範囲で、改善された角部形状が得られていることから、安定した転写性を確保でき、歩留の向上も得られることがわかる。
なお、実施例１及び実施例２においては、いずれも、補助パターン１２自体が解像パターンとして転写されることはない。このことは、補助パターン１２が露光によって被転写体上に解像されない寸法をもつことを意味する。
また、実施例１、２においては、上記図１５及び図１９に示すとおり、補助パターン１２として長方形のパターンを用いた。一方、補助パターン１２として、上記メインパターン１１と同様に鋭角と鈍角の角部をもつ平行四辺形のパターンを用いた場合でも、得られる光学像の改良傾向は、長方形のパターンを用いた場合とほぼ同様であった。
また、実施例１、２においては、上記図１５及び図１９に示すとおり、補助パターン１２として長方形のパターンを用いた。一方、補助パターン１２として、上記メインパターン１１と同様に鋭角と鈍角の角部をもつ平行四辺形のパターンを用いた場合でも、得られる光学像の改良傾向は、長方形のパターンを用いた場合とほぼ同様であった。
（光学像の有効面積率の比較）
上記シミュレーション結果に基づき、参考例、実施例１、実施例２の光学像をＣＦ基板上に形成したとき、得られるサブピクセルの開口率に対応する、光学像の有効面積率を求めた。
ここで、有効面積率とは、図２３に示すとおり、フォトマスクの転写用パターンにおける、ＳＰ単位パターン面積（Ｐ１×Ｐ２）を分母とし、図１２〜図１４、図１６〜図１８、図２０〜図２２に示す、各等高線に囲まれた面積を分子として計算されるものである。なお、等高線の一部が、隣接するサブピクセルの等高線とつながってしまう現象（これは、ＢＭの断線に対応する）が生じた場合には、該サブピクセルは除外して算定した。
上記シミュレーション結果に基づき、参考例、実施例１、実施例２の光学像をＣＦ基板上に形成したとき、得られるサブピクセルの開口率に対応する、光学像の有効面積率を求めた。
ここで、有効面積率とは、図２３に示すとおり、フォトマスクの転写用パターンにおける、ＳＰ単位パターン面積（Ｐ１×Ｐ２）を分母とし、図１２〜図１４、図１６〜図１８、図２０〜図２２に示す、各等高線に囲まれた面積を分子として計算されるものである。なお、等高線の一部が、隣接するサブピクセルの等高線とつながってしまう現象（これは、ＢＭの断線に対応する）が生じた場合には、該サブピクセルは除外して算定した。
図２４は、プロキシテミィギャップを７０μｍとしたときの光学像における、光強度と有効面積率の関係をプロットした図である。この図２４によると、光強度を５０％以上とすると、実施例１（遮光膜による補助パターン）が、参考例（補助パターンなし）よりも高い有効面積率を示し、有利であることがわかる。更に、実施例２（半透光膜による補助パターン）を採用すると、光強度が４０〜６０％の広範な範囲で、有効面積率が参考例を上回ることが明らかである。なお、この算定は、プロキシミティギャップを７０μｍとしたときのものだが、プロキシミティギャップを変化させても概ね同様の傾向が見られた。
また、参考例、実施例１、実施例２の各々のサブピクセル有効面積率の平均値（ＢＭの断線が生じたサブピクセルを除く）は、図２３の表に示すとおり、実施例２が最も高い、有利な値となった。これは、光学像の光強度が６０％以下の等高線に囲まれた部分の面積であって、かつ、プロキシミティギャップが５０〜１００μｍのすべての場合に得られる有効面積率の平均値である。
なお、転写像に対応する光強度が大きい場合（例えば６０％以上）、プロキシミティギャップが大きくなると（例えば９０μｍ以上）、断線のリスクが次第に上昇する。しかしながら、このようなリスクは、補助パターンを採用した実施例１、２において、参考例よりも増加する傾向は見られなかった。
以上により、本発明のフォトマスクは、プロキシミティ露光装置による露光により、前記転写用パターンの光学像を被転写体上に形成するとき、前記光学像における前記メインパターンの有効面積率が、前記補助パターンを有しない転写用パターンを用いて同一露光条件により形成する光学像における前記メインパターンの有効面積率に比べて大きいことを特徴とするフォトマスクであることが明らかになった。
ところで、半透光性の補助パターンの導入は、上記のとおり優れた効果をもたらすが、このためにフォトマスクの生産工程が延長されることは好ましくない。一般に、ＣＦ基板の生産工程の前半にＢＭ作製が必要であり、この過程を短納期で行うことが有利である。この点でも、本発明の上記製造方法を適用することの意義は大きい。
１１…メインパターン
１１ａ…角部
１２…補助パターン
１３…スリット部
１６…交差領域
２０…フォトマスクブランク
２１…透明基板
２２…第２透過制御膜
２３…第３透過制御膜
２４…レジスト膜
２５…エッチング阻止膜
１１ａ…角部
１２…補助パターン
１３…スリット部
１６…交差領域
２０…フォトマスクブランク
２１…透明基板
２２…第２透過制御膜
２３…第３透過制御膜
２４…レジスト膜
２５…エッチング阻止膜
Claims (20)
- 透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、
メインパターンと、
前記メインパターンが有する角部の近傍に、前記メインパターンから離間して配置された、補助パターンと、
前記メインパターン及び前記補助パターンを囲むスリット部と、
を含み、
前記メインパターンは、前記透明基板上に第１透過制御膜が形成されてなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に第２透過制御膜が形成されてなるとともに、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもち、
前記スリット部は、前記透明基板が露出してなるとともに、幅Ｓ１（μｍ）を有して一方向にのびる帯状の第１スリット部と、幅Ｓ２（μｍ）を有し、前記第１スリット部と交差する第２スリット部とを含み、
前記第１スリット部と前記第２スリット部が交差する領域に、前記メインパターンの有する４つ角部が対向し、前記４つの角部の頂点を直線で結んで形成される４角形を交差領域とするとき、前記交差領域内に、前記補助パターンの重心が位置するように、前記補助パターンが配置され、
前記第１透過制御膜は、遮光膜からなり、
前記第２透過制御膜は、露光光の一部を透過する半透光膜からなる
ことを特徴とする、フォトマスク。 - 前記転写用パターンは、単位パターンが規則的に繰り返し配列する、繰り返しパターンを含む、請求項１に記載のフォトマスク。
- 前記補助パターンは、ドット形状又はライン形状をもち、前記メインパターン１つあたり複数個配置される、請求項１又は２に記載のフォトマスク。
- 前記メインパターンは、互いに平行な一対の直線に挟まれる帯状の領域を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- 前記交差領域内に、前記補助パターンが含まれるように、前記補助パターンが配置される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- 前記第１透過制御膜と、前記第２透過制御膜は、互いのエッチング剤に対して、耐性をもつ材料を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- 前記第２透過制御膜は、前記フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対して、透過率Ｔ２（％）を有し、０＜Ｔ２≦６０を満たす、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- １０≦Ｔ２≦６０を満たす、請求項７に記載のフォトマスク。
- ２０≦Ｔ２≦５０を満たす、請求項８に記載のフォトマスク。
- 前記補助パターンは、四角形である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- 前記第１透過制御膜は、前記第２透過制御膜上に、第３透過制御膜が積層されたものである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- 前記露光光の代表波長に対する、前記第２透過制御膜の位相シフト量は、±９０度の範囲内である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- ネガ型の感光材料に転写するためのフォトマスクである、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- 近接露光方式の露光装置により、プロキシミティギャップを３０〜２００μｍとして露光するためのフォトマスクである、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- 近接露光方式の露光装置により、３００〜４５０ｎｍの波長域にある光を用いて露光するためのフォトマスクである、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- カラーフィルタ製造用フォトマスクである、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- Ｓ１＜Ｓ２であり、かつ、前記第１スリット部は、該第１スリット部に対応して被転写体上に形成されるレジストパターン寸法に対して、露光バイアスΔ（μｍ）（但し０＜Δ≦５）を適用した寸法を有する、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- 表示装置を製造するためのものである、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のフォトマスク。
- 透明基板上に、被転写体上に転写するための転写用パターンを備える、近接露光用フォトマスクの製造方法であって、
前記転写用パターンが、
メインパターンと、
前記メインパターンの近傍に、前記メインパターンから離間して配置された補助パターンと、
前記メインパターン及び前記補助パターンを囲むスリット部と、
を含み、
前記メインパターンは、前記透明基板上に第１透過制御膜が形成されてなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に第２透過制御膜が形成されてなるとともに、露光によって前記被転写体上に解像されない寸法をもち、
前記スリット部は、前記透明基板が露出してなるとともに、幅Ｓ１（μｍ）を有して一方向にのびる帯状の第１スリット部と、幅Ｓ２（μｍ）を有し、前記第１スリット部と交差する第２スリット部とを含み、
前記第１スリット部と前記第２スリット部が交差する領域に、前記メインパターンの有する４つ角部が対向し、前記４つの角部の頂点を直線で結んで形成される４角形を交差領域とするとき、前記交差領域内に、前記補助パターンの重心が位置するように、前記補助パターンが配置され、
前記第１透過制御膜は、前記第２透過制御膜上に直接又は間接に、第３透過制御膜が積層された、遮光膜からなり、
前記第２透過制御膜は、半透光膜からなる、近接露光用フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、第２透過制御膜、第３透過制御膜、及びレジスト膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記レジスト膜に対して描画と現像を行い、複数の残膜厚みを有する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、前記第３透過制御膜及び第２透過制御膜を順次エッチングする工程と、
前記レジストパターンを所定の厚み分減膜する工程と、
減膜後のレジストパターンをマスクとして、新たに露出した前記第３透過制御膜をエッチングする工程と、
を含む、近接露光用フォトマスクの製造方法。 - 請求項１〜１８のいずれか１項に記載のフォトマスクを用意する工程と、
近接露光方式の露光装置を用いて、前記転写用パターンを露光し、被転写体上に転写する工程と
を含む、表示装置の製造方法。
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