(57)【要約】      （修正有）【課題】露光装置に応じて決められた限界解像度よりも高い解像度のフォトレジストマスクを簡便に形成する方法を提供する。【解決手段】フォトレジストマスクの形成方法は、フォトレジスト膜１１０を用意する工程と、フォトマスク４１０を搭載した露光装置を用いてフォトレジスト膜１１０を露光する工程であって、フォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂの幅は、露光装置に応じて決められた限界解像度に対応するフォトマスクの光透過領域の幅よりも小さい、工程と、露光されたフォトレジスト膜１１０を現像することにより、フォトレジスト膜１１０に、厚い部分１１０ｃおよび厚い部分１１０ｃよりも薄い部分１１０ｄを形成する工程と、フォトレジスト膜１１０をアッシングすることにより、フォトレジスト膜１１０の薄い部分１１０ｄを除去する工程とを包含する。【選択図】図１
2008159696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジスト膜を用意する工程と、
フォトマスクを搭載した露光装置を用いてフォトレジスト膜を露光する工程であって、前記フォトマスクの光透過領域の幅は、前記露光装置に応じて決められた限界解像度に対応するフォトマスクの光透過領域の幅よりも小さい、工程と、
前記露光されたフォトレジスト膜を現像することにより、前記フォトレジスト膜に、厚い部分および前記厚い部分よりも薄い部分を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜をアッシングすることにより、前記フォトレジスト膜の前記薄い部分を除去する工程と
を包含する、フォトレジストマスクの形成方法。
【請求項２】
前記露光する工程において、前記フォトレジスト膜内の同一領域に対して露光を１回だけ行う、請求項１に記載のフォトレジストマスクの形成方法。
【請求項３】
前記フォトレジスト膜を用意する工程において、前記フォトレジスト膜は化学増幅型レジストから構成されている、請求項１または２に記載のフォトレジストマスクの形成方法。
【請求項４】
前記フォトレジスト膜を用意する工程において、前記フォトレジスト膜は現像コントラストの高いレジストから構成されている、請求項１から３のいずれかに記載のフォトレジストマスクの形成方法。
【請求項５】
被加工層を用意する工程と、
前記被加工層の上に、請求項１から４のいずれかの記載にしたがってフォトレジストマスクを形成する工程と、
前記被加工層のうち前記フォトレジストマスクで覆われていない領域をエッチングする工程と、
前記フォトレジストマスクを剥離する工程と
を包含する、加工物の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォトレジストマスクの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置等の製造過程において、金属層や半導体層などの被加工層の微細加工はフォトリソグラフィプロセスによって行われる。フォトリソグラフィプロセスでは、被加工層上にフォトレジスト膜を形成し、露光および現像を行うことによって所定のパターンを有するフォトレジストマスクを形成した後、被加工層のうちフォトレジストマスクによって覆われていない部分をエッチングし、最終的にフォトレジストマスクを剥離する。
【０００３】
以下、図６を参照して、従来の形成方法で形成されたフォトレジストマスクを用いた配線の作製方法を説明する。
【０００４】
図６（ａ）に示すように、まず、金属層７１０の上にフォトレジストを付与してフォトレジスト膜６１０を形成する。ここで、フォトレジスト膜６１０はポジ型フォトレジスト材料から形成されている。
【０００５】
次いで、図６（ｂ）に示すように、フォトマスク８１０の搭載された露光装置（図示せず）を用いてフォトレジスト膜６１０を露光する。図６（ｃ）に、フォトマスク８１０の平面図を示す。フォトマスク８１０には、ガラス基板上にクロムからなるマスクパターンが形成されており、マスクパターンの形成された領域が遮光領域８１０ａとして機能し、マスクパターンの形成されていない領域が光透過領域８１０ｂとして機能する。図６（ｂ）に示したフォトマスク８１０は、図６（ｃ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面に対応している。
【０００６】
図６（ｂ）に示すように、フォトマスク８１０を介してフォトレジスト膜６１０に光を照射すると、フォトマスク８１０の光透過領域８１０ｂに対応するフォトレジスト膜６１０の領域に光が照射され、フォトレジスト膜６１０の少なくとも一部において特性が変化する。図６（ｂ）において、フォトレジスト膜６１０のうち、露光によって特性の変化しなかった部分を６１０ａと示し、露光によって特性の変化した部分を６１０ｂと示している。フォトレジスト膜６１０には、フォトマスク８１０の光透過領域８１０ｂに対応して部分６１０ｂが形成され、フォトマスク８１０の遮光領域８１０ａに対応する部分が部分６１０ａとなる。以上のように、露光によってフォトレジスト膜６１０に潜像が形成される。
【０００７】
次いで、フォトレジスト膜６１０を現像して、フォトレジスト膜６１０から部分６１０ｂを除去することにより、図６（ｄ）に示すように、フォトレジストマスク６３０を形成する。図６（ｄ）では、フォトレジスト膜６１０のうち現像しても除去されなかったフォトレジスト部分を６２０と示している。なお、フォトレジスト部分６２０は、図６（ｂ）に示した部分６１０ａに対応しており、その断面形状はほぼ矩形状である。以上のようにしてフォトレジストマスク６３０が形成される。
【０００８】
なお、一般に、フォトレジスト部分６２０の間隔は限界解像度の値よりも大きい。一般に、限界解像度ＲはＲ＝ｋ・λ／ＮＡと表され、ここで、ｋは係数、λは露光装置（図示せず）における光の波長、ＮＡは投影レンズ（図示せず）の開口数である。このように、限界解像度Ｒは露光装置に応じて決められている。
【０００９】
フォトレジスト部分６２０の間隔は、図６（ｂ）に示したフォトマスク８１０の光透過領域８１０ｂの幅に対応しており、フォトマスク８１０の光透過領域８１０ｂの幅は、一般に、限界解像度と等しい間隔でフォトレジスト部分６２０を形成するときに用いるフォトマスクの光透過領域の幅以上に設定されている。フォトマスクの光透過領域の幅が限界解像度に対応するフォトマスクよりも小さいと、フォトレジスト膜を現像しても、所定の部分を適切に除去することができず、結果として、所望のフォトレジストマスクを形成することができないからである。
【００１０】
次いで、図６（ｅ）に示すように、金属層７１０のうちフォトレジストマスク６３０によって覆われていない部分をエッチングすることにより、配線７２０を作製する。配線７２０の幅はフォトレジスト部分６２０の幅であり、配線７２０の間隔（ピッチ）はフォトレジスト部分６２０の間隔である。
【００１１】
次いで、図６（ｆ）に示すように、フォトレジストマスク６３０を剥離する。これにより、所定の幅および間隔で配線７２０が作製される。フォトリソグラフィプロセスは以上のように行われる。
【００１２】
このように最終的に作製された配線７２０の間隔はフォトレジストマスクの解像度に依存しているが、このフォトレジストマスクの解像度は露光装置に応じて決められた限界解像度かまたはそれよりも低い解像度である。したがって、一般的なフォトリソグラフィプロセスでは限界解像度Ｒよりも高い解像度のフォトレジストマスクを形成することはできない。しかしながら、近年、さらに微細な加工を行うことが要求されており、このために、露光装置に応じて決められた限界解像度よりも高い解像度のフォトレジストマスクを形成する方法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
特許文献１には、フォトレジスト膜内の同一領域に複数回露光を行うことにより、高解像度のフォトレジストマスクを形成する方法が開示されている。特許文献１に開示されているフォトレジストマスクの形成方法では、限界解像度０．３５μｍの露光装置およびフォトレジストとしてポジ型のフォトレジストを用いて、長さ０．４５μｍの光透過領域を有するマスクを介して第１の露光を行ってフォトレジスト膜に第１照射領域を形成し、次いで、このマスクを０．４μｍずらして第２の露光を行い、第１照射領域と０．０５μｍ重なる第２照射領域をフォトレジスト膜に形成している。次いで、フォトレジスト膜の第１照射領域および第２照射領域の重なる部分を現像によって除去することにより、露光装置に応じて決められた限界解像度よりも高い解像度のフォトレジストマスクを形成している。また、特許文献１に開示されている形成方法では、さらにプラズマアッシングを行ってフォトレジスト部分の幅を減少させることにより、１：１のラインアンドスペースでフォトレジストマスクを形成している。
【特許文献１】特開平７−１４７２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１に開示されているフォトレジストマスクの形成方法では、同一領域に対して複数回の露光を行う必要があるため、製造時間が増加し、高解像度のフォトレジストマスクを簡便に形成することができない。
【００１５】
また、特許文献１に開示されているフォトレジストマスクの形成方法では、１：１のラインアンドスペースでフォトレジスト部分を形成するために、プラズマアッシングでフォトレジスト部分を横方向に０．０７５μｍずつ除去しているが、このプラズマアッシングに伴い、フォトレジスト部分は厚さ方向にも除去される。このようにフォトレジスト部分の厚さが減少すると、被加工層をエッチングするときに以下の問題が生じる。
【００１６】
エッチングとしてドライエッチングを行う場合、ガス種によっては選択比（＝被加工層のエッチング速度／フォトレジストマスクのエッチング速度）を大きくすることができないことがある。この場合、フォトレジスト部分が薄いと、エッチング時に、フォトレジスト部分も除去されてしまい、フォトレジスト部分で覆われていない被加工層のみを適切にエッチングできない。また、エッチングとしてウエットエッチングを行う場合、被加工層に対するフォトレジスト部分の密着性はフォトレジスト部分の厚さに応じて変動する。フォトレジスト部分の密着性が低下すると、ウエットエッチング時にその部分のエッチング反応が他の部分よりも早く進み、被加工層の幅が細くなるなどオーバーエッチング状態になる。このため、フォトレジスト部分が薄いと、被加工層を適切にエッチングすることができない。
【００１７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、露光装置に応じて決められた限界解像度よりも高い解像度のフォトレジストマスクを簡便に形成する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のフォトレジストマスクの形成方法は、フォトレジスト膜を用意する工程と、フォトマスクを搭載した露光装置を用いてフォトレジスト膜を露光する工程であって、前記フォトマスクの光透過領域の幅は、前記露光装置に応じて決められた限界解像度に対応するフォトマスクの光透過領域の幅よりも小さい、工程と、前記露光されたフォトレジスト膜を現像することにより、前記フォトレジスト膜に、厚い部分および前記厚い部分よりも薄い部分を形成する工程と、前記フォトレジスト膜をアッシングすることにより、前記フォトレジスト膜の前記薄い部分を除去する工程とを包含する。
【００１９】
ある実施形態では、前記露光する工程において、前記フォトレジスト膜内の同一領域に対して露光を１回だけ行う。
【００２０】
ある実施形態では、前記フォトレジスト膜を用意する工程において、前記フォトレジスト膜は化学増幅型レジストから構成されている。
【００２１】
ある実施形態では、前記フォトレジスト膜を用意する工程において、前記フォトレジスト膜は現像コントラストの高いレジストから構成されている。
【００２２】
本発明の加工物の作製方法は、被加工層を用意する工程と、前記被加工層の上に、上記の記載にしたがってフォトレジストマスクを形成する工程と、前記被加工層のうち前記フォトレジストマスクで覆われていない領域をエッチングする工程と、前記フォトレジストマスクを剥離する工程とを包含する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、露光装置に応じて決められた限界解像度よりも高い解像度のフォトレジストマスクを簡便に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明によるフォトレジストマスクの形成方法の実施形態を説明する。
【００２５】
まず、図１および図２を参照して、本実施形態のフォトレジストマスクの形成方法を概略的に説明する。図１（ａ）〜図１（ｅ）に、本実施形態のフォトレジストマスクの形成工程を表す模式図を示しており、図２に、本実施形態のフォトレジストマスクの形成工程において用いられる露光装置およびフォトマスクの模式図を示している。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、フォトレジスト膜１１０を用意する。例えば、ポジ型のフォトレジスト膜１１０は、基板（図示せず）に支持された被加工層２１０の上にフォトレジストを付与することによって形成される。ここで、フォトレジスト膜１１０は、ポジ型で、後述の現像において現像コントラスト比の高いフォトレジスト（例えば、化学増幅型レジスト）材料から構成されている。
【００２７】
次いで、図１（ｂ）に示すように、フォトマスク４１０を搭載した露光装置３００（図２参照）を用いてフォトレジスト膜１１０を露光する。図１（ｃ）に、フォトマスク４１０の平面図を示す。フォトマスク４１０には、ガラス基板の上に選択的にクロムなどの金属からなるマスクパターンが形成されており、マスクパターンの形成された領域が遮光領域４１０ａとして機能し、マスクパターンの形成されていない領域が光透過領域４１０ｂとして機能する。図１（ｂ）に示したフォトマスク４１０は、図１（ｃ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面に対応している。
【００２８】
露光は、図２に示した露光装置３００を用いて行われる。図２に示すように、露光装置３００は、光源３１０と、投影レンズ３２０と、ステージ３３０とを備えており、ステージ３３０上には、基板（図示せず）に支持された被加工層２１０およびフォトレジスト膜１１０が載せられている。また、露光装置３００の光源３１０と投影レンズ３２０との間にはフォトマスク４１０が搭載されている。
【００２９】
図１（ｂ）に示すように、フォトマスク４１０を介してフォトレジスト膜１１０に光を照射すると、フォトレジスト膜１１０の少なくとも一部において特性が変化する。図１（ｂ）では、フォトレジスト膜１１０のうち、露光によって特性の変化しなかった部分を１１０ａと示し、露光によって特性の変化した部分を１１０ｂと示している。ここで、図２に示した露光装置３００の投影倍率は等倍に限定されず、投影は縮小投影であっても拡大投影であってもよい。なお、図１（ｂ）では、フォトマスク４１０の遮光領域４１０ａとフォトレジスト膜１１０の部分１１０ａとの対応関係、および、フォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂとフォトレジスト膜１１０の部分１１０ｂとの対応関係が明瞭になるように示している。
【００３０】
本実施形態のフォトレジストマスクの形成方法では、限界解像度に対応するフォトマスクの光透過領域の幅よりも小さい幅の光透過領域４１０ｂを有するフォトマスク４１０を用いている。したがって、フォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂを通過した光は、回折して、フォトマスク４１０の遮光領域４１０ａに対応するフォトレジスト膜１１０の領域にも到達し、また、これに伴い、フォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂに対応するフォトレジスト膜１１０の領域に到達する光の量が減少し、その結果、フォトレジスト膜１１０に到達する光のコントラストが低下している。
【００３１】
次いで、図１（ｄ）に示すように、フォトレジスト膜１１０を現像することにより、フォトレジスト膜１１０から部分１１０ｂが除去され、フォトレジスト膜１１０には厚い部分１１０ｃおよび薄い部分１１０ｄが形成される。除去された部分１１０ｂの下辺の長さは、フォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂの幅に対応する幅以下であり、除去された部分１１０ｂの上辺の長さは、フォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂの幅に対応する幅以上である。このため、図１（ｄ）に示すように厚い部分１１０ｃの断面形状の幅は上方ほど小さく、下方ほど大きい。
【００３２】
ここで、図１（ｄ）に示した現像後のフォトレジスト膜１１０を、図６（ｄ）に示した従来の形成方法における現像後のフォトレジストマスク６３０と比較する。図６（ｄ）に示したフォトレジストマスク６３０では、フォトマスク８１０の光透過領域８１０ｂに対応するフォトレジスト膜６１０の部分６１０ｂは現像によって完全に除去されているのに対して、図１（ｄ）に示した現像後のフォトレジスト膜１１０では、露光装置３００に応じて決められた限界解像度に対応するフォトマスクよりも小さい幅の光透過領域４１０ｂを有するフォトマスク４１０を用いているため、フォトレジスト膜１１０を現像してもフォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂに対応する領域が完全に除去されず、フォトレジスト膜の厚い部分１１０ｃ間に薄い部分１１０ｄが残存する。本明細書の以下の説明において、フォトレジスト膜１１０の厚い部分１１０ｃを本体部とも称し、薄い部分１１０ｄを残膜部とも称する。なお、フォトレジスト膜１１０の本体部１１０ｃおよび残膜部１１０ｄの幅、厚さは、フォトレジスト膜１１０の材料特性、露光における照射光量、フォトレジスト膜１１０の現像速度に応じて変化する。
【００３３】
次いで、図１（ｅ）に示すように、フォトレジスト膜１１０をアッシングすることにより、フォトレジスト膜１１０の残膜部１１０ｄを除去して、フォトレジストマスク１３０を形成する。図１（ｅ）において、フォトレジスト膜１１０のうちアッシングによっても除去されなかったフォトレジスト部分を１２０と示している。フォトレジスト部分１２０の断面形状は上辺よりも下辺の長い台形形状である。
【００３４】
なお、以下の説明において、フォトレジスト部分１２０の幅はフォトレジスト部分１２０の台形形状の下辺の長さを意味し、また、フォトレジスト部分１２０の間隔はフォトレジスト部分１２０間における台形形状の下辺間の最短距離を意味する。図１（ｅ）に示すように、フォトレジスト部分１２０の幅はフォトマスク４１０の遮光領域４１０ａの幅に対応する解像度の値よりも大きく、また、フォトレジスト部分１２０の間隔はフォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂの幅に対応する解像度の値よりも小さい。
【００３５】
以上のようにして、限界解像度よりも高い解像度のフォトレジストマスク１３０を形成することができる。なお、アッシングにおいて、フォトレジスト膜１１０は厚さ方向だけでなく横方向にも除去されるため、残膜部１１０ｄが厚すぎると、アッシングによってフォトレジスト部分１２０が小さくなってしまう。したがって、図１（ｄ）に示した残膜部１１０ｄが薄くなるように露光および現像を行うことが好ましい。
【００３６】
次いで、被加工層２１０のうちフォトレジストマスク１３０によって覆われていない部分をエッチングすることにより、所望の加工物を作製することができる。加工物を作製した後、剥離液を用いてフォトレジストマスク１３０は剥離される。あるいは、フォトレジストマスク１３０の剥離をアッシングによって行ってもよい。なお、剥離のためのアッシングは、残膜部１１０ｄを除去するためのアッシングよりも処理時間が長く、ここでは、便宜上「フルアッシング」ともよぶ。
【００３７】
本実施形態のフォトレジストマスクの形成方法では、フォトレジスト膜１１０の同一領域に対して複数回露光を行うことなく、露光装置に応じて決められた限界解像度よりも高い解像度のフォトレジストマスク１３０を簡便に形成することができる。また、本実施形態では、現像コントラストの高いフォトレジストを用いているため、フォトマスク４１０を通過してフォトレジスト膜１１０に到達した光の量を反映して、フォトレジスト膜１１０の特性の変化が生じ、フォトレジスト膜１１０の厚さ方向に対して斜めの面を有する部分１１０ｂが形成される。部分１１０ｂの下辺の長さは、フォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂの幅以下になっているため、部分１１０ｂを現像で除去すると、薄く幅の小さい残膜部１１０ｄが残ることになり、アッシング時におけるフォトレジスト部分１２０の厚さ方向の減少を最小化することができ、高解像度のフォトレジストマスク１３０を形成することができる。
【００３８】
以下に、図２に示した露光装置３００が等倍露光を行うとして、再び図１を参照して、本実施形態のフォトレジストマスク１３０の形成方法を具体的に説明する。
【００３９】
まず、図１（ａ）に示すように、被加工層２１０の上に、厚さ約１．１μｍのフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜１１０を形成する。ここでは、被加工層２１０として、金属等から構成された金属層を用いる。また、フォトレジスト膜１１０の材料として、現像コントラストの高いフォトレジストを使用する。現像コンラストの高いフォトレジストは、例えば、化学増幅型レジストである。なお、本明細書において、現像コントラストとは、フォトレジスト膜のうち露光によって特性の変化した部分と変化しなかった部分との現像における溶解速度の比を意味する。また、現像コントラストの高いフォトレジストとは、フォトレジスト膜が化学増幅型レジストから構成されている場合、露光時においてフォトマスクの光透過領域および遮光領域を通過する光の強度のコントラストが１０：３以下であっても、現像によって得られたフォトレジストマスクにおけるフォトレジスト部分およびそれ以外の部分を通過する光の強度のコントラストをほぼ１００：１とすることができるフォトレジストである。また、フォトレジストがナフトキノン系のフォトレジストである場合、露光時においてフォトマスクの光透過領域および遮光領域を通過する光の強度のコントラストが１０：６以下であっても、現像によって得られたフォトレジストマスクにおけるフォトレジスト部分およびそれ以外の部分を通過する光の強度のコントラストをほぼ１００：１とすることができるフォトレジストである。
【００４０】
次いで、図１（ｂ）に示すように、フォトマスク４１０を用いてフォトレジスト膜１１０を露光する。露光は、図２に示した露光装置３００によって行われる。ここで、レンズの開口数ＮＡ、波長λ、係数ｋは、それぞれ、ＮＡ＝０．１４５、λ＝３６５ｎｍ、ｋ＝０．６であり、Ｒ＝ｋ・λ／ＮＡと表される限界解像度Ｒは約１．５μｍである。露光は、遮光領域４１０ａおよび光透過領域４１０ｂの形成されたフォトマスク４１０を用いて行われる。フォトマスクの遮光領域４１０ａおよび光透過領域４１０ｂの幅は１．３μｍである。
【００４１】
次いで、図１（ｄ）に示すように、アルカリ現像液（例えば、２．３８％の水酸化テトラメチルアンモニウム（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ  ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ：ＴＭＡＨ））を用いて現像を行なう。フォトレジストはポジ型であるので、光の照射に伴って特性の変化した部分が現像によって除去される。このとき、限界解像度が１．５μｍであるのに対して、幅１．３μｍの光透過領域４１０ｂを有するフォトマスク４１０を用いているため、フォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂに対応する領域に、本体部１１０ｃと連接する残膜部１１０ｄが残存する。
【００４２】
次いで、図１（ｅ）に示すように、酸素（Ｏ2）ガスを用いたアッシングにより、フォトレジスト膜１１０の残膜部１１０ｄを除去し、これにより、フォトレジスト部分１２０を有するフォトレジストマスク１３０が形成される。フォトレジスト部分１２０の断面形状の上辺の長さは１．２μｍであり、下辺の長さは１．４μｍである。
【００４３】
なお、塗布したフォトレジスト膜１１０の厚さが１．１μｍである場合、フォトレジスト膜１１０の厚さは現像およびアッシングを経て減少し、アッシング後のフォトレジスト部分１２０の厚さは、例えば、０．８μｍとなる。また、アッシング後のフォトレジスト部分１２０の幅は１．４μｍであり、また、フォトレジスト部分１２０の間隔は１．２μｍである。
【００４４】
また、上述した説明では、フォトレジスト部分１２０の幅：高さの比（アスペクト比）は、１．４：０．８であったが、フォトレジスト部分１２０のアスペクト比は最終的に作製すべきものごとに異なっていてもよい。例えば、ゲート電極を作製するために用いられるフォトレジスト部分のアスペクト比は３：０．８であり、ドライバの配線を作製するために用いられるフォトレジスト部分のアスペクト比は１．５：０．８である。フォトレジスト部分１２０の幅は露光量、現像処理、フォトレジスト特性により変化するが、各条件を合わせることで最終的な大きさを決定することができる。なお、残膜部をアッシングする際にフォトレジスト部分１２０の幅も残膜部の厚さと同程度減少する。
【００４５】
以下、図３を参照して、以上のように形成されたフォトレジストマスク１３０を用いた配線の作製方法を説明する。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、金属層２１０のうちフォトレジストマスク１３０によって覆われていない部分をエッチングすることより、配線２２０を作製する。ここで、配線２２０の幅はフォトレジスト部分１２０の幅であり、配線２２０の間隔（ピッチ）はフォトレジスト部分１２０の間隔である。次いで、図３（ｂ）に示すように、フォトレジストマスク１３０を剥離する。配線２２０は以上のようにして作製される。
【００４７】
以下に、図４および図５を参照して、異なる幅および間隔（ピッチ）の配線の作製方法を説明する。ここでは、あるフォトマスクを搭載した露光装置を用いて、異なる幅および間隔の配線を同一基板の同一レイヤの異なる領域に作製する。なお、同一レイヤに異なる幅および間隔の配線を形成する場合の一例は、表示装置のためのアクティブマトリクス基板において配線本数等の異なるゲートドライバ配線とソースドライバ配線を作製する場合であり、別の例は、配線の配置に余裕のある領域と余裕のない領域とで配線の幅および間隔を変更する場合である。一般的に、あるデバイスとの電気的な接続を確保するために複数の配線が設けられた領域は、配線の接続性および配線ごとの独立性を確実にするために、複数の配線が大きい幅および間隔で作製されている。したがって、このような領域は配線の配置の余裕のある領域に該当する。
【００４８】
なお、ここで、露光装置３００の限界解像度は１．５μｍであり、また、フォトマスク４１０は、幅３．０μｍの遮光領域および光透過領域の形成された第１領域、および、幅１．３μｍの遮光領域および光透過領域の形成された第２領域を有している。第１領域において、遮光領域および光透過領域の解像度は３μｍであり、両者の比は１：１である。また、第２領域において、遮光領域および光透過領域の解像度は１．３μｍであり、両者の比は１：１である。
【００４９】
まず、図４を参照して、フォトマスク４１０の第１領域ｒ１および第２領域ｒ２に対応する配線の作製過程を説明する。なお、以下の説明において、フォトマスク４１０の第１領域ｒ１に対応するフォトレジスト膜１１０の領域を第１領域Ｒ１とよび、フォトマスク４１０の第２領域ｒ２に対応するフォトレジスト膜１１０の領域を第２領域Ｒ２とよぶ。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、フォトマスク４１０の第１領域ｒ１には、遮光領域４１０ｃおよび光透過領域４１０ｄが形成されており、フォトマスク４１０を搭載した露光装置３００（図２参照）を用いて露光を行うと、遮光領域４１０ｃおよび光透過領域４１０ｄに対応して、フォトレジスト膜１１０に、特性の変化しなかった部分１１０ｅおよび特性の変化した部分１１０ｆが形成される。
【００５１】
また、フォトマスク４１０の第２領域ｒ２には、遮光領域４１０ａおよび光透過領域４１０ｂが形成されており、フォトマスク４１０を搭載した露光装置３００（図２参照）を用いて露光を行うと、フォトマスク４１０の遮光領域４１０ａおよび光透過領域４１０ｂに対応して、フォトレジスト膜１１０に、特性の変化しなかった部分１１０ａおよび特性の変化した部分１１０ｂが形成される。
【００５２】
次いで、図４（ｂ）に示すように、フォトレジスト膜１１０を現像すると、第１領域Ｒ１には、フォトレジスト部分１５０を有するフォトレジストマスク１６０が形成される。フォトレジスト部分１５０の幅は３μｍであり、また、フォトレジスト部分１５０の間隔は３μｍである。
【００５３】
また、第２領域Ｒ２には、露光装置３００（図２参照）に応じて決められた限界解像度よりも小さい幅の光透過領域４１０ｂを通過した光が照射されていたため、現像により、フォトレジスト膜１１０には本体部１１０ｃに連接する残膜部１１０ｄが残存する。
【００５４】
次いで、図４（ｃ）に示すように、フォトレジスト膜１１０をアッシングすることにより、フォトレジスト膜１１０の残膜部１１０ｄを除去し、これにより、フォトレジスト部分１２０を有するフォトレジストマスク１３０を形成する。上述したように、露光は、図２に示した露光装置３００に応じて決められた限界解像度（１．５μｍ）よりも小さい幅（１．３μｍ）の光透過領域４１０ｂを有するフォトマスク４１０を用いて行われたため、フォトレジスト部分１２０の幅は１．４μｍであり、これは解像度１．３μｍよりも大きい。また、フォトレジスト部分１２０の間隔は１．２μｍであり、これは解像度１．３μｍよりも小さい。なお、ここでは、説明を過度に複雑にすることを避けるために、アッシング時におけるフォトレジスト部分１２０、１５０の幅の減少を無視している。
【００５５】
次いで、図４（ｄ）に示すように、第１領域Ｒ１において、フォトレジストマスク１６０を用いて金属層２１０をエッチングして、配線２３０を形成する。配線２３０の幅Ｗａは３μｍであり、配線２３０の間隔Ｌａは３μｍである。上述したように、フォトマスク４１０の遮光領域４１０ｃおよび光透過領域４１０ｄの幅の比が１：１の第１領域に対応する配線２３０では、配線２３０の幅Ｗａおよび配線２３０の間隔Ｌａの比が１：１となり、すなわち、配線２３０のＬ／Ｓは１：１である。
【００５６】
また、第２領域Ｒ２において、フォトレジストマスク１３０を用いて金属層２１０をエッチングした後、剥離液を用いるかまたはフルアッシングを行ってフォトレジストマスク１３０を剥離することにより、配線２２０を作製する。配線２２０の幅Ｗｂは、フォトレジスト部分１２０の幅と等しく、１．３μｍよりも大きい。また、配線２２０の間隔Ｌｂは、フォトレジスト部分１２０の間隔と等しく、１．３μｍよりも小さい。このように、遮光領域４１０ａおよび光透過領域４１０ｂの幅の比が１：１の第２領域を用いても、光透過領域４１０ｂの幅が限界解像度に対応するフォトマスクよりも小さいと、配線２２０の幅Ｗｂおよび配線２２０の間隔Ｌｂの比は１：１とはならず、すなわち、配線２２０のＬ／Ｓは１：１にはならない。
【００５７】
なお、上述した説明では、限界解像度１．５μｍの露光装置に、解像度１．３μｍの光透過領域４１０ｂを有するフォトマスクを搭載して露光した後で現像すると、図５（ａ）に示すように、エッチング後のフォトレジスト膜１１０における残膜部１１０ｄを薄くすることができるが、１．２μｍ以下の解像度のフォトマスクを用いて露光して現像すると残膜部が極端に厚くなる。例えば、解像度１．１μｍのフォトマスクを用いたとき、現像後のフォトレジスト膜の形状は図５（ｂ）に示すようになり、また、解像度１．０μｍのフォトマスクを用いたとき、現像後のフォトレジスト膜の形状は図５（ｃ）に示すようになる。この場合、アッシングによってフォトレジスト膜の残膜部を除去するときに、フォトレジスト膜の本体部もかなり除去されることになり、その結果、本体部を所望な厚さで分離することができず、適切な解像を行うことができない。
【００５８】
また、露光装置の限界解像度が３．０μｍである場合、解像度２．５μｍ以上３．０μｍ未満のフォトマスクを用いると、図５（ａ）に示したように残膜部１１０ｄを薄くすることができるが、解像度２．４μｍのフォトマスクを用いると、図５（ｂ）に示したように残膜部がやや厚くなり、解像度２．０μｍのフォトマスクを用いると、図５（ｃ）に示したように、残膜部はかなり厚くなる。なお、厳密には、薄い残膜部を実現するためのフォトマスクの光透過領域４１０ｂの幅は、材料、装置、プロセスにより異なる。
【００５９】
なお、上述した説明では、フォトレジストがポジ型である場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。フォトレジストはネガ型であってもよい。なお、限界解像度よりも小さい幅の光透過領域４１０ｂを有するフォトマスク４１０を用いてネガ型フォトレジストに露光を行う場合、遮光領域４１０ａおよび光透過領域４１０ｂの幅の比が１：１であっても、最終的に作製される配線の幅は配線の間隔よりも小さくなる。
【００６０】
また、上述した説明では、遮光領域４１０ａおよび光透過領域４１０ｂの幅の比が１：１のフォトマスクを用いて露光を行ったが、本発明はこれに限定されない。比の異なるフォトマスクを用いて露光を行ってもよい。
【００６１】
また、上述した説明では、被加工層として金属層を使用し、本実施形態のフォトレジストマスクを用いて配線を作製したが、本発明はこれに限定されない。被加工層として導電性材料から構成された層を用いて配線を作製してもよい。あるいは、被加工層として半導体層を使用して、フォトレジストマスクを用いて配線以外の加工物を作製してもよい。
【００６２】
なお、上述した説明では、露光は等倍露光であり、フォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂの幅が解像度と等しかったが、本発明はこれに限定されない。投影レンズ３２０によって拡大投影が行われてもよいし、あるいは、縮小投影が行われてもよい。拡大投影が行われる場合、フォトレジスト膜の照射領域の幅はフォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂの幅よりも大きいが、この場合もフォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂの幅は限界解像度に対応するフォトマスクの光透過領域の幅よりも小さくすればよい。また、縮小投影が行われる場合、フォトレジスト膜の照射領域の幅はフォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂの幅よりも小さいが、この場合も、フォトマスク４１０の光透過領域４１０ｂの幅は限界解像度に対応するフォトマスクの光透過領域の幅よりも小さくすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、露光装置に応じて決められた限界解像度よりも高い解像度のフォトレジストマスクを簡便に形成することができる。また、このフォトレジストマスクを用いて、高解像度で加工された加工物（例えば、配線）を好適に作製することができる。さらに、このような配線を有する基板を用いて表示装置（例えば、液晶表示装置）を好適に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、本発明によるフォトレジストマスクの形成方法の実施形態を説明するための形成工程を示す模式図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）は断面図を示し、（ｃ）は平面図であり、（ｂ）に示したフォトマスクは、（ｃ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面に相当する。
【図２】本実施形態のフォトレジストマスクの形成方法において用いられる露光装置の模式図である。
【図３】本実施形態のフォトレジストマスクを用いた配線の作製方法を説明するための模式的な断面図であり、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ作製工程を示す図である。
【図４】限界解像度よりも低い解像度および高い解像度でフォトレジスト膜を露光して配線を作製することを説明するための模式図であり、（ａ）〜（ｄ）は各作製工程を示す模式図である。
【図５】（ａ）は、露光装置に応じて決められた限界解像度よりも小さい幅の光透過領域を有するフォトマスクを用いて露光したフォトレジスト膜を露光した結果を示す模式図であり、（ｂ）および（ｃ）は、露光装置に応じて決められた限界解像度よりもかなり小さい幅の光透過領域を有するフォトマスクを用いて露光したフォトレジスト膜を現像した結果を示す模式図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ、従来のフォトレジストマスクの形成方法を用いて配線を作製することを説明するための製造工程を示す模式的な断面図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は断面図を示し、（ｃ）は平面図であり、（ｂ）に示したフォトマスクは、（ｃ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面に相当する。
【符号の説明】
【００６５】
１１０  フォトレジスト膜
１１０ｃ  本体部
１１０ｄ  残膜部
１３０  フォトレジストマスク
２１０  被加工層
３００  露光装置
３１０  光源
３２０  投影レンズ
３３０  ステージ
４１０  フォトマスク
４１０ａ  遮光領域
４１０ｂ  光透過領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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