CN106814534A - 光掩模的制造方法、光掩模以及显示装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供兼具更微细、更高的CD精度和透射率精度的光掩模的制造方法、光掩模以及显示装置的制造方法。本发明的解决手段为一种光掩模的制造方法，该光掩模在透明基板上具备包含透光部、第1透射控制部和第2透射控制部的转印用图案。该制造方法该制造方法包括：准备在透明基板上形成有具有规定的曝光光透射率的第1薄膜的光掩模坯的工序；对第1薄膜进行蚀刻，由此形成第1薄膜图案的第1图案化工序；在形成有第1薄膜图案的透明基板上形成第2薄膜，对第2薄膜进行蚀刻，由此形成第2薄膜图案的第2图案化工序。在上述第2图案化工序中，仅对上述第2薄膜进行蚀刻。

Description

光掩模的制造方法、光掩模以及显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及在以液晶面板、有机EL面板为代表的显示装置的制造中有用的多灰度的光掩模及其制造方法、以及使用了该多灰度的光掩模的显示装置的制造方法。
背景技术
近年来，对于以液晶面板、有机EL面板为代表的显示装置，要求进一步的微细化，用于制造这些装置的光掩模的图案中的微细化倾向也变得显著。特别地，期望显示装置微细化的理由不仅在于增加像素密度、提高显示器的明亮度、提高反应速度这样的图像品质的高度化，从节能的观点出发，也存在有利的方面。并且，伴随着这种微细化的趋势，对光掩模的品质要求也提高。
以往，已知有具备将形成在透明基板上的遮光膜和半透光膜分别图案化而成的转印用图案的多灰度光掩模(gray tone mask，多灰度掩模)。该多灰度光掩模在显示装置等的制造中被有用地使用。
例如在下述专利文献1中，记载了半色调膜类型的多灰度掩模及其制造方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-257712号公报
发明内容
发明所要解决的课题
该多灰度光掩模是指在转印用图案中具有遮光部、透光部和半透光部这样的光透射率不同的3个以上的部分并且由此在被转印体上形成具有多种残膜厚度的抗蚀剂图案的光掩模。该抗蚀剂图案有时被用作用于对形成在被转印体上的薄膜进行加工的蚀刻掩模。这种情况下，接续于第1蚀刻，减除抗蚀剂图案而进行第2蚀刻，由此抗蚀剂图案在第1蚀刻和第2蚀刻中作为不同形状的蚀刻掩模发挥功能。因此，多灰度光掩模也可以称为具有相当于多片光掩模的功能的光掩模。因此，作为主要能够降低在显示装置的制造中所需要的光掩模的片数的光掩模，有助于提高生产效率。
上述多灰度光掩模除了具有遮光部、透光部之外，还具有使用了部分透射曝光光的半透光膜的半透光部。通过适当控制该半透光部的光透射率、对于透射光的相位特性等，能够改变形成在被转印体上的抗蚀剂图案的局部厚度、其截面形状等。
另外，上述专利文献1的多灰度光掩模具有将实施了图案化的多种膜(遮光膜、半透光膜等)层叠而成的转印用图案。对于这样的多灰度光掩模而言具有如下优点：通过设定对于曝光时所使用的光的所期望的透射率、相位特性，选择与其适合的膜材料、膜厚，调整成膜条件，能够设计具有所期望的光特性的多灰度光掩模。
在此，对作为现有技术的专利文献1所记载的方法进行说明。
专利文献1所记载的方法中，通过图3记载的工序制造图3(i)所示的多灰度掩模200。具体而言，首先，在透明基板101上形成遮光膜102，在其上涂布正型抗蚀剂，形成抗蚀剂膜103，从而准备光掩模坯100(参照图3(a))。
然后，使用激光绘图机等对其进行绘图(第1绘图)，并进行显影。由此，在形成半透光部的区域(图3的A区域)中除去抗蚀剂膜。其结果，形成在形成遮光部的区域(图3的B区域)和形成透光部的区域(图3的C区域)残留有抗蚀剂膜的抗蚀剂图案103a(参照图3(b))。
接着，将所形成的抗蚀剂图案103a作为掩模，对遮光膜102进行蚀刻(第1蚀刻)，在与遮光部(B区域)和透光部(C区域)对应的区域形成遮光膜图案102a(参照图3(c))。然后，将抗蚀剂图案103a除去(参照图3(d))。
通过以上说明的第1次光刻工序，划定与半透光部对应的区域(A区域)。
接着，在由上得到的带遮光膜图案的基板的整个面上形成半透光膜104(参照图3(e))。由此，形成A区域的半透光部。
进一步，在半透光膜104的整个面上涂布正型抗蚀剂，形成抗蚀剂膜105(参照图3(f))，并进行绘图(第2绘图)。显影后，在透光部(C区域)中除去抗蚀剂膜105，形成在遮光部(B区域)和半透光部(A区域)残留有抗蚀剂膜的抗蚀剂图案105a(参照图3(g))。
将其作为掩模，将成为透光部的C区域的半透光膜104和遮光膜图案102a蚀刻(第2蚀刻)除去(参照图3(h))。在此，由于半透光膜与遮光膜的蚀刻特性相同或近似，因此可连续地进行蚀刻。然后，在上述第2蚀刻之后，除去抗蚀剂图案105a，完成多灰度光掩模200(参照图3(i))。
通过以上说明的方法，利用2次光刻工序(绘图、显影、蚀刻)，将遮光膜和半透光膜分别图案化，制造具有遮光部、透光部和半透光部的多灰度掩模。
对于搭载有液晶、有机EL的显示装置，从图像的明亮度、清晰度、反应速度、降低电力消耗、以及降低成本等诸多观点出发，要求技术的日益改良。这种情况下，对于用于制造这些显示装置的光掩模，也要求不仅以高于以往的水平精致地形成微细的图案、而且还能够以低成本将图案转印到被转印体(面板基板等)上的功能。另外，所需要的转印用图案的设计也多样化、复杂化。
在这种情况下，通过本发明人的研究，发现了以下的新课题。
根据上述专利文献1的工序，在第2蚀刻中，将半透光膜和遮光膜这2种膜通过1个工序连续地蚀刻除去(参照图3(h))。在此，例如，设定遮光膜是以铬作为主要成分的膜、半透光膜是由铬化合物构成的膜。另外，将作为前者的遮光膜的蚀刻所需要的时间设为X(例如50秒)、将作为后者的半透光膜的蚀刻所需要的时间设为Y(例如10秒)。这种情况下，在第2蚀刻中，需要X+Y的蚀刻时间(例如60秒)，与对单一的遮光膜或半透光膜进行蚀刻时相比，需要更长的时间。
需要说明的是，在此，作为蚀刻方法，应用湿式蚀刻。原因在于湿式蚀刻能够极有利地应用于显示装置制造用光掩模。这是因为，对于存在面积比较大(边长例如为300mm以上)、尺寸多样的基板的显示装置制造用光掩模而言，与必须使用真空装置的干式蚀刻相比，湿式蚀刻在设备方面、效率方面都非常有利。
另外，湿式蚀刻的各向同性蚀刻的性质强，不仅在被蚀刻膜的深度方向进行蚀刻，在与被蚀刻膜面平行的方向也进行蚀刻(侧面蚀刻)。一般而言，在需要较长蚀刻时间的情况下，蚀刻量的面内偏差有扩大的倾向，因此，随着湿式蚀刻的时间延长，侧面蚀刻量增加，该量的面内偏差也增大。因此，在通过上述第2蚀刻将半透光膜和遮光膜这2种膜以1个工序连续地蚀刻除去的情况下，形成的转印用图案的线宽或尺寸(CD：Critical Dimension，下文中以图案的线宽或尺寸的含义使用)精度容易劣化。即，上述需要X+Y(秒)的第2蚀刻在这一点上存在问题。另外，伴随蚀刻时间的延长，蚀刻剂的用量也增加，包含重金属的废液处理的负担也增加。
另外，转印用图案的设计复杂化或者在具有微细尺寸(CD)的图案的情况下，本发明人发现还可能产生如下所述的问题。
在示出上述专利文献1的方法的图3(i)中，形成了包含半透光部与遮光部相邻的部分的图案，但除了这样的图案之外，在近来的显示装置制造用光掩模的转印用图案中，还包含更为复杂的图案。例如，需要除了上述的相邻部分之外还具有透光部与半透光部相邻的部分的转印用图案等。
因此，例如，考虑了在上述图3所示的转印用图案中进一步具有透光部与半透光部相邻的部分的情况(参照图4(i))。需要说明的是，图4(f)～(i)的工序(第2光刻工序)分别与图3(f)～(i)对应。
在此，在示出第2蚀刻的图4(h)的步骤中，与上述图3(h)的步骤同样，存在将半透光膜104和遮光膜图案102a连续地蚀刻除去的部分(N)。因此，由于蚀刻深度大而导致蚀刻时间延长，而且，与蚀刻深度相应地，侧面蚀刻量也增大。其结果，形成的图案尺寸(CD)容易产生偏差，另外，面内的CD错误的分布也容易增大(参照图4(h’))。
此外，在图4(h)的步骤中，产生了将上述的半透光膜104和遮光膜图案102a连续地蚀刻除去的部分(N)、以及仅将半透光膜104蚀刻除去的部分(K)。此时，难以对第2蚀刻所需要的时间进行设定。其原因在于，在作为后者的(K)的部分需要T(秒)的蚀刻时间时，在作为前者的N的部分需要与T+α(秒)相当的蚀刻时间。
因此，在图4(h)的步骤中，实际上，在N的部分的蚀刻结束时，在K的部分过度地进行了蚀刻，在抗蚀剂图案105a之下的半透光膜104进行了侧面蚀刻(参照图4(h’))。并且，其结果，所形成的半透光膜图案104a的尺寸相对于抗蚀剂图案105a的尺寸在K的部分减小W(μm)，图案尺寸(CD)产生偏差，面内的CD错误的分布也容易增大(参照图4(i’))。
另外，对于这样的多灰度光掩模中使用的半透光膜而言，光透射率的管理极为重要，在图3的现有技术的方法中，在形成半透光膜时，在透明基板上已经存在由遮光膜构成的图案。因此，不容易对成膜的半透光膜的光透射率进行测定。特别是显示装置制造用光掩模的面积大(例如边长为300mm以上的四边形)，因此成膜也使用大型的装置(溅射装置等)，也难以使成膜材料在面内均匀地沉积。例如，根据与溅射靶材的相对位置等，有时会在面内产生膜厚的分布。若能准确测定该膜厚、准确地掌握其倾向，则认为通过后述的本发明的制造方法中的第2蚀刻(遮光膜的图案化)也可能抵消其影响。但是，在图3所记载的现有技术的方法中，存在难以准确地测定面内各位置的半透光膜的透射率的课题。
因此可知，对于图3的现有技术的方法，在想要制造更微细且兼具更高的CD精度、透射率精度的多灰度光掩模的情况下，尚存在课题。
因此，本发明的目的在于提供能够制造更微细且兼具更高的CD精度、透射率精度的多灰度光掩模的光掩模的制造方法、光掩模、以及使用了该光掩模的显示装置的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，通过具有以下构成的发明，能够解决上述课题，从而完成了本发明。
即，本发明具有以下构成。
(构成1)
一种光掩模的制造方法，其为在透明基板上具备包含透光部、第1透射控制部和第2透射控制部的转印用图案的光掩模的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：准备在上述透明基板上形成有具有规定的曝光光透射率的第1薄膜的光掩模坯的工序；对上述第1薄膜进行蚀刻由此形成第1薄膜图案的第1图案化工序；和在形成有上述第1薄膜图案的上述透明基板上形成第2薄膜并对上述第2薄膜进行蚀刻由此形成第2薄膜图案的第2图案化工序，在上述第2图案化工序中，仅对上述第2薄膜进行蚀刻。
(构成2)
如构成1所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述透光部是上述透明基板表面露出而成的，上述第1透射控制部具有在上述透明基板上仅形成有上述第1薄膜的部分，上述第2透射控制部具有在上述透明基板上仅形成有上述第2薄膜的部分。
(构成3)
如构成1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述第1薄膜由对上述第2薄膜的蚀刻剂具有耐性的材料构成。
(构成4)
如构成1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述第1薄膜由可被上述第2薄膜的蚀刻剂蚀刻的材料构成。
(构成5)
如构成4所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在上述第1图案化工序之后、在形成上述第2薄膜之前，包括在形成有上述第1薄膜图案的上述透明基板上形成蚀刻阻止膜的工序。
(构成6)
如构成5所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在上述第2图案化工序之后，具有将上述透光部的上述蚀刻阻止膜、或者上述透光部与上述第1透射控制部的上述蚀刻阻止膜除去的工序。
(构成7)
如构成1～6中任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述第1薄膜为部分透射曝光光的半透光膜。
(构成8)
如构成1～6中任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
(构成9)
如构成1～6中任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且上述第1透射控制部的光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
(构成10)
如构成1～6中任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
(构成11)
如构成1～6中任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
(构成12)
如构成1～11中任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述第2薄膜为部分透射曝光光的半透光膜。
(构成13)
如构成1～11中任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
(构成14)
如构成1～11中任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤80。
(构成15)
如构成1～11中任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
(构成16)
如构成1～11中任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述第2薄膜为遮光膜。
(构成17)
如构成16所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在上述第2薄膜的表面部分设置有减少光的反射的减反射层。
(构成18)
如构成1～17中任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述光掩模坯在上述第1薄膜之上具有追加构成膜和抗蚀剂膜。
(构成19)
如构成18所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述追加构成膜与上述抗蚀剂膜的密合性高于上述第1薄膜与上述抗蚀剂膜的密合性。
(构成20)
如构成18或19所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在上述第1图案化工序之前，具有对上述追加构成膜进行蚀刻而形成追加构成膜图案的预图案化工序，在上述第1图案化工序中，以上述追加构成膜图案作为掩模对上述第1薄膜进行蚀刻。
(构成21)
如构成20所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在上述第1图案化工序之后、在上述第2图案化工序之前，将上述追加构成膜图案除去。
(构成22)
一种光掩模的制造方法，其为在透明基板上具备包含透光部、第1透射控制部和第2透射控制部、且包含上述第1透射控制部与上述第2透射控制部相邻的相邻部的转印用图案的光掩模的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：准备在上述透明基板上形成有具有规定的曝光光透射率的第1薄膜的光掩模坯的工序；在成为上述第1透射控制部的区域形成第1抗蚀剂图案并对上述第1薄膜进行蚀刻由此形成第1薄膜图案的第1图案化工序；在形成有上述第1薄膜图案的上述透明基板上形成第2薄膜的成膜工序；和在成为上述第2透射控制部的区域形成第2抗蚀剂图案并对上述第2薄膜进行蚀刻由此形成第2薄膜图案的第2图案化工序，在上述第2图案化工序中，在上述相邻部形成上述第2抗蚀剂图案与上述第1薄膜图案层叠的层叠部分，利用上述第2抗蚀剂图案，仅对上述第2薄膜进行蚀刻。
(构成23)
如构成22所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述透光部是上述透明基板表面露出而成的，上述第1透射控制部包含在上述透明基板上仅形成有上述第1薄膜的部分，上述第2透射控制部包含在上述透明基板上仅形成有上述第2薄膜的部分。
(构成24)
如构成22或23所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述层叠部分的宽度M1为0.5～2μm的范围。
(构成25)
一种光掩模，其为在透明基板上具备包含透光部、第1透射控制部和第2透射控制部的转印用图案的光掩模，其特征在于，上述转印用图案包含具有规定的曝光光透射率的第1薄膜和第2薄膜，上述透光部是上述透明基板表面露出而成的，上述第1透射控制部是在上述透明基板上不形成上述第2薄膜而形成上述第1薄膜而成的，上述第2透射控制部是在上述透明基板上至少形成上述第2薄膜而成的，上述第1透射控制部与上述第2透射控制部的边界形成有上述第2薄膜的被蚀刻截面而不形成上述第1薄膜的被蚀刻截面。
(构成26)
如构成25所述的光掩模，其特征在于，上述透光部是上述透明基板表面露出而成的，上述第1透射控制部具有在上述透明基板上仅形成有上述第1薄膜的部分，上述第2透射控制部具有在上述透明基板上仅形成有上述第2薄膜的部分。
(构成27)
如构成25或26所述的光掩模，其特征在于，上述第1薄膜由对上述第2薄膜的蚀刻剂具有耐性的材料构成。
(构成28)
如构成25或26所述的光掩模，其特征在于，上述第1薄膜由可被上述第2薄膜的蚀刻剂蚀刻的材料构成，且上述第2透射控制部具有将蚀刻阻止膜与上述第2薄膜依次层叠的部分。
(构成29)
如构成25～28中任一项所述的光掩模，其特征在于，在上述第2透射控制部的与上述第1透射控制部相邻的边缘部分，具有上述第1薄膜与上述第2薄膜的层叠部分。
(构成30)
如构成29所述的光掩模，其特征在于，上述层叠部分的宽度M2为0.5～2μm的范围。
(构成31)
如构成25～30中任一项所述的光掩模，其特征在于，上述第1薄膜为半透光膜，上述第2薄膜为遮光膜。
(构成32)
一种光掩模，其为在透明基板上具备包含透光部、第1透射控制部和第2透射控制部的转印用图案的光掩模，其特征在于，上述转印用图案包含由具有规定的曝光光透射率的第1薄膜构成的第1薄膜图案和由第2薄膜构成的第2薄膜图案，上述透光部是上述透明基板表面露出而成的，上述第1透射控制部具有在上述透明基板上仅形成有上述第1薄膜图案的部分，上述第2透射控制部具有在上述透明基板上仅形成有上述第2薄膜图案的部分，具有被上述第1透射控制部与上述第2透射控制部夹着的、上述第1薄膜图案与上述第2薄膜图案层叠的层叠部分。
(构成33)
如构成32所述的光掩模，其特征在于，上述层叠部分的宽度M2为0.5～2μm的范围。
(构成34)
如构成32或33所述的光掩模，其特征在于，上述第1薄膜图案和上述第2薄膜图案的边缘分别具有上述第1薄膜和上述第2薄膜的被湿式蚀刻截面。
(构成35)
如构成32～34中任一项所述的光掩模，其特征在于，上述第1薄膜为部分透射曝光光的半透光膜。
(构成36)
如构成32～34中任一项所述的光掩模，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
(构成37)
如构成32～34中任一项所述的光掩模，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
(构成38)
如构成32～34中任一项所述的光掩模，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
(构成39)
如构成32～34中任一项所述的光掩模，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足 且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
(构成40)
如构成32～39中任一项所述的光掩模，其特征在于，上述第2薄膜为遮光膜。
(构成41)
如构成32～39中任一项所述的光掩模，其特征在于，上述第2薄膜为部分透射曝光光的半透光膜。
(构成42)
如构成32～39中任一项所述的光掩模，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
(构成43)
如构成32～39中任一项所述的光掩模，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤80。
(构成44)
如构成32～39中任一项所述的光掩模，其特征在于，相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足 且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
(构成45)
如构成25～44中任一项所述的光掩模，其特征在于，上述转印用图案为显示装置制造用图案。
(构成46)
一种显示装置的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：准备构成25～44中任一项所述的光掩模的工序；和使用曝光装置将上述转印用图案转印到被转印体上的工序。
发明的效果
根据本发明，在第1薄膜、第2薄膜各自的蚀刻工序中，仅对各膜进行蚀刻，因此，与连续地对层叠的多种膜进行蚀刻的情况相比，蚀刻时间的设定短，因此能够减小侧面蚀刻所致的图案尺寸(CD)变动。特别是，若在所有的蚀刻工序中对各个单一的膜进行蚀刻，则蚀刻所需时间可以应用预先根据膜质和膜厚而算出的时间，因此能够使侧面蚀刻所致的尺寸偏差最小化。此外，若采用本发明的光掩模的构成，则第1透射控制部和第2透射控制部的光学特性(例如透射率)的设计、管理更为简便且准确，因此，对于制造高精细且实现节能的高规格的显示装置具有很大的意义。
即，根据本发明，可以提供能够制造更微细且兼具更高的CD精度、光学物性(透射率等)精度的光掩模的光掩模的制造方法以及光掩模。
此外，根据本发明，通过使用该光掩模制造显示装置，能够制造高精细且实现节省的高规格的显示装置。
附图说明
图1是示出本发明的光掩模的制造方法的第1实施方式的工序的图。
图2是示出本发明的光掩模的制造方法的第2实施方式的工序的图。
图3是示出现有文献所公开的现有的光掩模的制造工序的图。
图4是示出用于说明现有技术的课题的现有的光掩模的制造工序的参考图。
具体实施方式
以下，参照附图对本具体实施方式进行详述。
[第1实施方式]
如上述构成1所示，本发明的光掩模的制造方法为在透明基板上具备包含透光部、第1透射控制部和第2透射控制部的转印用图案的光掩模的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：准备在上述透明基板上形成有具有规定的曝光光透射率的第1薄膜的光掩模坯的工序；对上述第1薄膜进行蚀刻由此形成第1薄膜图案的第1图案化工序；在形成有上述第1薄膜图案的上述透明基板上形成第2薄膜并对上述第2薄膜进行蚀刻由此形成第2薄膜图案的第2图案化工序，在上述第2图案化工序中，仅对上述第2薄膜进行蚀刻。
在以下说明的第1实施方式中，使上述第1透射控制部为部分透射曝光光的半透光部、使第2透射控制部为遮光部。并且，使上述第1薄膜为半透光膜、使第2薄膜为遮光膜。
图1是示出本发明的光掩模的制造方法的第1实施方式的工序的图。
以下，对各工序依次进行说明。
首先，准备在透明基板1上形成有具有规定的曝光光透射率的半透光膜2的光掩模坯(带半透光膜的基板)10(参照图1(a))。
在此，作为上述透明基板1，使用将由石英玻璃等构成的透明材料研磨至平坦且平滑而成的基板。作为显示装置制造用光掩模中使用的透明基板，优选主表面为边长300mm以上的四边形、厚度为5～13mm。
在该透明基板1的一个主表面上，利用溅射法等公知的成膜方法形成半透光膜2。该半透光膜2可以按照对使光掩模曝光时使用的曝光光具有期望的透射率的方式预先确定其材料和膜厚。
作为上述曝光光，例如可以使用液晶用曝光装置等所具有的、包含i射线、h射线和g射线的光源。因此，透射率的基准可以设定为对这些光源的波长区域的光的透射率，通常可以以对这些光源所含有的代表波长(在此设定为i射线)的透射率的数值来表示。
并且，上述半透光膜2光透射率Tf对于i射线优选为5～60％(将透明基板设为100％)。更优选为10～40％。
在此，如上所述，Tf为所使用的半透光膜2的光透射率。一般而言，在半透光膜2上形成微细图案时，会受到配置在周围的遮光部、透光部所致的光的衍射、干涉的影响，半透光部的有效光透射率有时与成膜时不同。在此的光透射率Tf是指不受周围的图案所致的光的衍射、干涉的影响的该膜固有的透射率，例如若半透光膜2为层叠结构，则是作为该层叠所固有的透射率。
另外，上述半透光膜2可以对曝光光的代表波长具有所期望的相移作用。在考虑在被转印体上形成具有多种残膜厚度的抗蚀剂图案作为多灰度光掩模时，半透光膜2所具有的相移量(度)优选满足度，更优选满足度。由此，在形成有半透光膜2的部分与透光部之间产生的相位差为上述(度)的范围。这是为了防止在多灰度光掩模的与半透光部和透光部对应的位置生成抗蚀剂图案的不需要的突起(正型抗蚀剂的情况下)。
当然，为了通过相移作用控制形成在被转印体上的抗蚀剂图案的形状，可以为度的程度，或者可以为度。
上述半透光膜2的材料例如可以为含有Si、Cr、Ta、Zr等的膜，可以从它们的氧化物、氮化物、碳化物等中选择适当的物质。作为含Si膜，可以使用Si的化合物(SiON等)、或者过渡金属硅化物(MoSi等)或其化合物。作为MoSi的化合物，可以例示MoSi的氧化物、氮化物、氧化氮化物、氧化氮化碳化物等。
另外，在使上述半透光膜2的材料为含Cr膜的情况下，可以使用Cr的化合物(氧化物、氮化物、碳化物、氧化氮化物、碳化氮化物、氧化氮化碳化物)。
需要说明的是，在本实施方式中，上述半透光膜2优选与后述的遮光膜5之间相互具有蚀刻选择性(蚀刻特性不同)。即，半透光膜2优选对遮光膜5的蚀刻剂(在本实施方式中应用湿式蚀刻，因此具体而言为蚀刻液)具有耐性。在此，关于耐性，优选的是，对于遮光膜5的蚀刻液，半透光膜2与遮光膜5之间的蚀刻速率比为1/50以下、优选为1/100以下。从该观点出发，例如，若遮光膜5使用含有Cr的膜，则上述半透光膜2可以应用Si系(例如包含MoSi)。或者，也可以与此相反。
上述半透光膜2的成膜可以应用溅射法等公知的方法、装置。半透光膜2的膜厚设定为按照对于使光掩模曝光时使用的曝光光具有所期望的透射率的方式预先确定的膜厚。
需要说明的是，在半透光膜2的成膜后，优选在面内设定适当数量的测定点，对光透射率(绝对值及其面内分布)进行测定。测定例如可以使用分光光度计。在成膜后的半透光膜2中，起因于成膜装置、成膜条件，有时会根据基板主表面的位置的不同而产生某种膜厚分布倾向，因此，可以保存通过测定得到的数据，用于保证制品的目的或反映在后续的工序中的绘图数据中等用途。如此，半透光膜的透射率管理更为简便且准确，因此最终能够提高作为光掩模的透射率精度。
接着，在所准备的上述光掩模坯10的表面涂布形成抗蚀剂膜3，制成带抗蚀剂的坯。进行规定图案的绘制4(第1绘图)(参照图1(b))。需要说明的是，也可以根据需要对上述半透光膜2的表面实施用于提高与抗蚀剂膜3的密合性的表面处理。
另外，为了补充半透光膜2与抗蚀剂膜的密合性，可以在它们之间进一步追加配置构成膜。
可以按照该构成膜与抗蚀剂膜的密合性高于半透光膜与抗蚀剂膜的密合性的方式选择构成膜的材料。即，通过配置该构成膜，能够使其与同其直接接触的抗蚀剂膜和半透光膜这两者的密合性良好。追加构成膜的材料设定为与抗蚀剂膜的密合性高于半透光膜与抗蚀剂膜的密合性的材料。例如，可以设定为Cr化合物。
抗蚀剂膜3的涂布形成可以使用狭缝涂布机、旋涂机等公知的装置。正型抗蚀剂、负型抗蚀剂中的任一种抗蚀剂均可以适当使用，在此，以使用正型抗蚀剂的示例进行说明。
实施第1图案化工序。首先，使用绘图装置，根据基于所期望的图案的绘图数据对涂布形成的抗蚀剂膜3进行绘图。作为绘图装置，存在有应用电子射线或激光的装置，对于显示装置制造用光掩模，可以有用地使用激光绘图。
接着，对所绘制的上述抗蚀剂膜3进行显影，形成抗蚀剂图案3a(第1抗蚀剂图案)(参照图1(c))。
接着，将所形成的上述抗蚀剂图案3a作为蚀刻掩模，对半透光膜2进行湿式蚀刻(第1蚀刻)，由此形成半透光膜图案2a(参照图1(d))。在此，蚀刻对象仅为半透光膜2，因此，可以参照预先掌握的蚀刻速率，准确地设定蚀刻终点。
然后，将残留的上述抗蚀剂图案3a剥离除去(参照图1(e))。
在此，根据需要进行半透光膜图案2a的图案尺寸(CD)的测定。图案边缘仅为半透光膜，因此能够比较容易地进行测定。
需要说明的是，在半透光膜2与抗蚀剂膜3之间形成有追加的构成膜的情况下，将抗蚀剂图案3作为蚀刻掩模，对该构成膜进行湿式蚀刻(预蚀刻)，将所形成的追加的构成膜图案作为蚀刻掩模，对半透光膜2进行湿式蚀刻(第1蚀刻)，由此能够形成半透光膜图案2a。
该情况下，优选在下述第2图案化工序之前将上述追加的构成膜图案除去。
接着，在主表面上形成有上述半透光膜图案2a的透明基板1的整个面上，形成遮光膜5(参照图1(f))。在此，也可以应用与上述半透光膜2的成膜时同样的现有的成膜装置。
作为上述遮光膜5的材料，可以从与作为上述半透光膜2的材料所举出的材料同样的材料中选择。或者，也可以为上述的Cr、Si等金属的单质。也可以进一步在遮光膜的部分表面上设置减少(抑制)光反射的减反射层。
需要说明的是，如前面所说明的那样，在本实施方式中，上述遮光膜5选择蚀刻特性与上述半透光膜2所使用的材料不同的材料。例如，优选的是，对于半透光膜2的蚀刻液，遮光膜5与半透光膜2之间的蚀刻速率比为1/50以下、优选为1/100以下。因此，例如，半透光膜2可以使用含有Si的材料、遮光膜5可以使用含有Cr的材料，或者可以与此相反等。
另外，上述遮光膜5的膜厚考虑能够充分发挥遮光性、以及后述的蚀刻不需要过长的时间来进行设定。具体而言，可以使光学浓度OD为3以上、优选为4以上，例如可以设定为4≤OD≤6。
接着，在上述遮光膜5上涂布形成抗蚀剂膜6(在此也设定为正型)，进行规定图案的绘制7(第2绘图)(参照图1(g))。绘图方法与上述第1绘图时同样。
但是，在上述半透光膜2的成膜后测定得到的面内的透射率分布数据存在不能允许的程度的偏差、想要利用遮光膜5的图案对其进行修正的情况下，可以对第2绘图用的绘图数据进行加工。例如，在遮光部相邻的微细的半透光部，透射半透光部的曝光光的透射强度有降低的倾向。利用该原理，例如，对于透射率比设计值低的区域的半透光部，通过使其尺寸比设计值大，能够向着使曝光光的透射强度增大的方向进行校正。
接着，对所绘制的上述抗蚀剂膜6进行显影，形成抗蚀剂图案6a(第2抗蚀剂图案)(参照图1(h))。
接着，将所形成的上述抗蚀剂图案6a作为蚀刻掩模，对上述遮光膜5进行湿式蚀刻(第2蚀刻)，由此形成遮光膜图案5a(参照图1(i))。在此的蚀刻对象仅为遮光膜5，因此，例如通过参照预先掌握的蚀刻速率，可以容易地设定蚀刻终点。另外，如上所述，在本实施方式中，上述半透光膜2由对遮光膜5的蚀刻剂具有耐性的材料构成，因此，在上述第2蚀刻中，在半透光部形成区域上仅遮光膜5被蚀刻除去，下层的半透光膜图案2a实质上未受到蚀刻的影响。
然后，将残留的上述抗蚀剂图案6a剥离除去，完成具备包含透光部、遮光部和半透光部的转印用图案的光掩模20(多灰度光掩模)(参照图1(j))。
需要说明的是，在此所例示的光掩模20(多灰度光掩模)具有下述构成。即，透光部是上述透明基板表面露出而成的，半透光部(第1透射控制部)具有在透明基板上仅形成有半透光膜(上述第1薄膜)的部分，遮光部(第2透射控制部)具有在透明基板上仅形成有遮光膜(上述第2薄膜)的部分。
另外，上述光掩模20具有遮光部与半透光部的相邻部分。在遮光部，在与半透光部接触的边缘附近，以规定的一定宽度设置有半透光膜(半透光膜图案2a)与遮光膜(遮光膜图案5a)的层叠部分。这是在上述2次绘图(第1绘图和第2绘图)中产生对位偏移的情况下，考虑到由此导致遮光部与半透光部不相邻而分离的可能性而设置的用于吸收该对位偏移的对位公差。该对位公差可以通过上述第1绘图或第2绘图的绘图数据的加工而形成。例如，可以在遮光部与半透光部的边界附近，按照与已经形成有第2抗蚀剂图案的边缘部分的半透光膜图案的边缘部分部分层叠(重合)的方式设定第2抗蚀剂图案的尺寸。此时，作为绘图数据的加工，层叠部分的宽度M(参照图1(j))并没有特别限制，例如可以为0.5μm以上、优选为0.5～2μm、更优选为0.5～1μm。
即，通过上述制造方法得到的光掩模中，在作为上述对位公差的层叠部分以外，半透光部在透明基板上仅形成有半透光膜，遮光部在透明基板上仅形成有遮光膜。
另外，本发明也提供光掩模。
通过本实施方式得到的上述光掩模20具有如下特征。
即，一种光掩模，其为在透明基板上具备包含透光部、遮光部和半透光部的转印用图案的光掩模，其特征在于，上述透光部是上述透明基板表面露出而成的，上述半透光部是在上述透明基板上不形成上述遮光膜而形成上述半透光膜而成的，上述遮光部是在上述透明基板上至少形成上述遮光膜而成呃，上述半透光部与上述遮光部的边界形成有上述遮光膜的被蚀刻截面而不形成上述半透光膜的被蚀刻截面。
即，由图1(j)也可知，半透光膜图案2a和遮光膜图案5a的边缘分别具有半透光膜和遮光膜的被湿式蚀刻截面，但半透光膜图案2a的边缘位置与遮光膜图案5a的边缘位置不一致。需要说明的是，在此所述的被蚀刻截面是在本实施方式中通过湿式蚀刻得到的截面。
如此，半透光膜与遮光膜的被蚀刻截面的位置不一致与上述对位公差有关。
关于上述光掩模中的上述半透光膜、遮光膜的材料，如上述中所说明的那样，另外，在本实施方式的光掩模中，上述半透光膜由对上述遮光膜的蚀刻剂具有耐性的材料构成。
另外，在遮光部的与半透光部相邻的边缘部分，具有上述半透光膜与遮光膜的层叠部分，该层叠部分的宽度M(参照图1(j))例如优选为0.5～2μm的范围。
另外，本实施方式的光掩模的上述转印用图案例如为显示装置制造用图案，特别是在显示装置的制造中有用。
如以上所说明，根据本实施方式，在半透光膜、遮光膜各自的蚀刻工序中，仅对各膜进行蚀刻。因此，与连续地对层叠的多种膜进行蚀刻的情况相比，蚀刻时间的设定短，因此，能够减小侧面蚀刻所致的图案尺寸(CD)变动。特别是，若在所有的蚀刻工序中对各个单一的膜进行蚀刻，则蚀刻所需时间可以应用预先根据膜质和膜厚而算出的时间，因此能够使侧面蚀刻所致的尺寸偏差最小化。此外，若采用本实施方式的光掩模的构成，则半透光膜的透射率管理更为简便且准确，因此，对于制造高精细且实现节能的高规格的显示装置具有很大的意义。
即，根据本实施方式，可以提供能够制造更微细且兼具更高的CD精度、透射率精度的多灰度光掩模的光掩模的制造方法以及光掩模。
需要说明的是，在上述实施方式中，举出使第1透射控制部为部分透射曝光光的半透光部、使第2透射控制部为遮光部、作为第1薄膜为半透光膜、作为第2薄膜为遮光膜的示例进行了说明，但本发明的制造方法不限定于此，在应用其它薄膜的情况下，也可得到优异的作用效果。例如，第1薄膜、第2薄膜可以分别为具有规定的曝光光透射率的半透光膜。该情况下，第1薄膜、第2薄膜可以分别设定为作为上述半透光膜材料所例示的含有Si、Cr、Ta、Zr等的膜，可以从它们的氧化物、氮化物、碳化物等中选择适当的材料。
在第1薄膜、第2薄膜分别为具有规定的曝光光透射率的半透光膜的情况下，在两者之间对彼此的蚀刻剂具有耐性的情况下，例如，可以使一者为Cr系、使另一者为Si系或过渡金属硅化物系。
另外，在本发明的光掩模中，作为这些第1薄膜和第2薄膜的应用方法，例如，可以更具体地举出下述情况作为有用的示例：
a.透射在透明基板上具有仅形成有上述第1薄膜的部分的上述第1透射控制部的曝光光相对于透射透明基板表面露出而成的上述透光部的曝光光的代表波长的相位差(度)满足的情况；
b.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60的情况；
c.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足的情况；
d.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60的情况；
e.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射在透明基板上具有仅形成有上述第2薄膜的部分的上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足的情况；
f.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤80的情况；
g.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60的情况；等等。
在任意一种情况下，均可得到能够将CD精度控制得较高的本发明的效果。另外，能够各自独立地对第1透射控制部、第2透射控制部所担负的光学特性进行设计，因此能够制作具有所期望的设计值的高品质的光掩模。
作为本发明的光掩模的多灰度光掩模可以适当选择a～g等的构成，制成适合于用途的光掩模。本发明的光掩模例如包括在第1实施方式所说明的光掩模中第1薄膜应用上述a或b、第2薄膜应用遮光膜的光掩模。这样的多灰度光掩模如上所述发挥出相当于多片光掩模的功能。由此，多灰度光掩模具有下述优点：能够提高显示装置的制造效率，或者可以用作用于通过转印而形成具有高差的立体结构物的光掩模。
另外，本发明的光掩模例如可以为在第1实施方式所说明的光掩模中第1薄膜应用上述c或d的光掩模，该情况下，发挥相移掩模的功能。该情况下的第2薄膜可以应用遮光膜，或者可以应用上述e或f所记载的半透光膜。相移掩模具有利用在透射光的相位发生翻转的半透光部与透射光的相位不发生翻转的透光部的边界产生的光的干涉而提高对比度、DOF(Depth of Focus，景深)的功能。
特别是在第1薄膜应用上述c或d、第2薄膜应用上述e或f的情况下，可以实现兼具多灰度光掩模的功能和相移掩模的功能的光掩模。
需要说明的是，在第1透射控制部、第2透射控制部均为半透光部的情况下，在其边界附近形成第1薄膜与第2薄膜层叠的层叠部分的情况下，由于其宽度足够小，因此实质上不会阻碍该光掩模的光学作用。这种情况下，更优选层叠部分的宽度为1μm以下、进一步可以设定为0.75μm以下。更优选为0.25～0.75μm。
另外，绘图数据上的层叠部分的宽度M也可以设定为同样的范围。
另一方面，第1透射率控制部、第2透射控制部(或者遮光部)的尺寸优选在最小的部分也超过2μm、优选超过3μm。
[第2实施方式]
图2是示出本发明的光掩模的制造方法的第2实施方式的工序的图。
以下，对各工序依次进行说明。
首先，制备在透明基板1上形成有具有规定的曝光光透射率的半透光膜2的光掩模坯10(参照图2(a))。
该光掩模坯10与上述第1实施方式中准备的光掩模坯相同。因此，上述半透光膜2的光透射率Tf的范围也可以与第1实施方式相同。另外，上述半透光膜2的材料也从第1实施方式中例示的材料中适当选择即可。
但是，在本实施方式中，如后所述在半透光膜与遮光膜之间设置蚀刻阻止膜，因此，上述半透光膜2与后述的遮光膜5之间不需要为蚀刻特性不同的材料。因此，例如，半透光膜2的材料使用Cr系材料、遮光膜5也为Cr系材料也没有任何影响。
另外，在上述半透光膜2的成膜后，优选与第1实施方式同样地在面内设定适当数量的测定点，对光透射率进行测定。由于以单膜的状态形成于基板上，因此可以容易且准确地测定。
接着，在上述光掩模坯10上涂布形成抗蚀剂膜3，进行规定图案的绘制4(第1绘图)(参照图2(b))。也可以根据需要对半透光膜2的表面实施用于提高与抗蚀剂膜的密合性的表面处理。
抗蚀剂膜3的涂布形成如上所述可以使用狭缝涂布机、旋涂机等公知的装置。正型抗蚀剂、负型抗蚀剂中的任一种抗蚀剂均可以适当使用，在本实施方式中，也以使用正型抗蚀剂的示例进行说明。
使用绘图装置，根据基于所期望的图案的绘图数据对形成的上述抗蚀剂膜3进行绘图。绘图装置与第1实施方式同样为应用激光的绘图装置。
然后，对所绘制的上述抗蚀剂膜3进行显影，形成抗蚀剂图案3a(第1抗蚀剂图案)(参照图2(c))。
接着，将所形成的上述抗蚀剂图案3a作为蚀刻掩模，对上述半透光膜2进行湿式蚀刻(第1蚀刻)，由此形成半透光膜图案2a(参照图2(d))。在此，蚀刻对象也仅为半透光膜2，因此，可以参照预先掌握的蚀刻速率，准确地设定蚀刻终点。
将残留的上述抗蚀剂图案3a剥离除去(参照图2(e))。
在此，根据需要进行半透光膜图案2a的图案尺寸(CD)的测定。图案边缘仅为半透光膜，因此能够比较容易地进行测定。
在本实施方式中，接着，在主表面上形成有半透光膜图案2a的透明基板1的整个面上形成蚀刻阻止膜8(参照图2(f))。
该蚀刻阻止膜8由对后述的遮光膜5的蚀刻剂具有耐性的材料构成。例如，优选的是，对于遮光膜5的蚀刻液，蚀刻阻止膜8与遮光膜5之间的蚀刻速率比为1/50以下、优选为1/100以下。
因此，例如，在遮光膜5使用含有Cr的材料的情况下，蚀刻阻止膜8可以使用含有Si的材料，或者可以与此相反等。在考虑这些情况的基础上，蚀刻阻止膜8的材料可以从第1实施方式中作为半透光膜、遮光膜的材料所举出的材料中选择。
接着，在上述蚀刻阻止膜8上、即形成有上述半透光膜图案2a和蚀刻阻止膜8的透明基板1的主表面上进一步形成遮光膜5(参照图2(g))。
需要说明的是，上述蚀刻阻止膜8、上述遮光膜5均可以应用与上述同样的成膜装置进行成膜。
另外，上述遮光膜5的材料也从第1实施方式中例示的材料中适当选择即可，如上述中所提及，在本实施方式中，上述遮光膜5的材料与上述半透光膜2之间不需要具有相互的蚀刻选择性。
接着，在上述遮光膜5上涂布形成抗蚀剂膜6(在此也为正型抗蚀剂)，进行规定图案的绘制7(第2绘图)(参照图2(h))。绘图方法与上述第1绘图的情况同样。
需要说明的是，如上所述，在上述半透光膜2的成膜后测定得到的面内的透射率分布数据存在无法容许的程度的偏差、想要利用遮光膜5的图案对其进行修正的情况下，可以对第2绘图用的绘图数据进行加工。
接着，对所绘制的上述抗蚀剂膜6进行显影，形成抗蚀剂图案6a(第2抗蚀剂图案)(图2(i)参照)。
接着，将所形成的上述抗蚀剂图案6a作为蚀刻掩模，对上述遮光膜5进行湿式蚀刻(第2蚀刻)，由此形成遮光膜图案5a(参照图2(j))。在此的蚀刻对象仅为遮光膜5，因此，可以通过参照预先掌握的蚀刻速率而容易地设定蚀刻终点。另外，如上所述，在本实施方式中，上述蚀刻阻止膜8由对遮光膜5的蚀刻剂具有耐性的材料构成，因此，在上述第2蚀刻中，仅遮光膜5被蚀刻除去。
然后，将残留的上述抗蚀剂图案6a剥离除去，完成具备包含透光部、遮光部和半透光部的转印用图案的光掩模30(多灰度光掩模)(参照图2(k))。
需要说明的是，之后根据需要将露出于光掩模30的表面的上述蚀刻阻止膜8除去。在除去蚀刻阻止膜8的情况下，预先使半透光膜2与蚀刻阻止膜8之间具有蚀刻选择性。即，例如，可以使半透光膜2和遮光膜5均为含Cr膜、使蚀刻阻止膜8为含Si膜，或者与此相反。需要说明的是，在不对光掩模30的半透光部、透光部的光透射率带来特别影响的情况下，也可以不将上述蚀刻阻止膜8除去。
需要说明的是，本实施方式中例示的光掩模30(多灰度光掩模)也具有遮光部与半透光部的相邻部分。在遮光部，在与半透光部接触的边缘附近，以规定的一定宽度设置有半透光膜(半透光膜图案2a)与遮光膜(遮光膜图案5a)的层叠部分。这是在上述2次绘图(第1绘图和第2绘图)中产生对位偏移的情况下，考虑到由此导致遮光部与半透光部不相邻而分离的可能性而设置的用于吸收该对位偏移的对位公差。该对位公差可以通过上述第1绘图或第2绘图的绘图数据的加工而形成。例如，层叠部分的宽度M(参照图2(k))没有特别限制，例如可以为0.5～2μm、优选为0.5～1μm。这也与第1实施方式同样。
另外，关于通过本实施方式得到的上述光掩模30，也与第1实施方式同样地具有如下特征。
即，一种光掩模，其为在透明基板上具备包含透光部、遮光部和半透光部的转印用图案呃光掩模，其特征在于，上述透光部是上述透明基板表面露出而成的，上述半透光部是在上述透明基板上不形成上述遮光膜而形成上述半透光膜而成的，上述遮光部是在上述透明基板上至少形成上述遮光膜而成的，上述半透光部与上述遮光部的边界形成有上述遮光膜的被蚀刻截面而不形成上述半透光膜的被蚀刻截面。
关于上述光掩模中的上述半透光膜、遮光膜的材料，如上述中所说明的那样，另外，本实施方式的光掩模中，在上述半透光膜与上述遮光膜之间不需要具有蚀刻选择性。
另外，在与遮光部的半透光部相邻的边缘部分，具有上述半透光膜与遮光膜的层叠部分，该层叠部分的宽度M(参照图2(k))的优选范围也如上所述，例如为0.5～2μm。
另外，本实施方式的光掩模的上述转印用图案也为例如显示装置制造用图案，特别是在显示装置的制造中有用。
如以上所说明，在本实施方式中，在半透光膜、遮光膜各自的蚀刻工序中，也仅对各膜进行蚀刻。因此，与连续地对层叠的多种膜进行蚀刻的情况相比，蚀刻时间的设定短，因此能够减小侧面蚀刻所致的图案尺寸(CD)变动。特别是，若在所有的蚀刻工序中对各个单一的膜进行蚀刻，则蚀刻所要时间可以应用预先根据膜质和膜厚而算出的时间，因此能够使侧面蚀刻所致的尺寸偏差最小化。此外，若采用本实施方式的光掩模的构成，则半透光膜的透射率管理更为简便且准确，因此，对于制造高精细且实现节能的高规格的显示装置具有很大的意义。
即，根据本实施方式，可以提供能够制造更微细且兼具更高的CD精度、透射率精度的多灰度光掩模的光掩模的制造方法以及光掩模。
需要说明的是，在上述本实施方式中，也举出使第1透射控制部为部分透射曝光光的半透光部、使第2透射控制部为遮光部、作为第1薄膜为半透光膜、作为第2薄膜为遮光膜的示例进行了说明，但本发明的制造方法不限定于此，在应用其它薄膜的情况下，也可得到优异的作用效果。例如，第1薄膜、第2薄膜可以分别为具有规定的曝光光透射率的半透光膜。
另外，在本实施方式的光掩模中，作为这些第1薄膜和第2薄膜的应用方法，例如，也可以更具体地举出下述情况作为有用的示例：
a.透射在透明基板上具有仅形成有上述第1薄膜的部分的上述第1透射控制部的曝光光相对于透射透明基板表面露出而成的上述透光部的曝光光的代表波长的相位差(度)满足的情况；
b.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60的情况；
c.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足的情况；
d.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60的情况；
e.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射在透明基板上具有仅形成有上述第2薄膜的部分的上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足的情况；
f.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤80的情况；
g.相对于透射上述透光部的曝光光的代表波长，透射上述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60的情况；等等。
在任意一种情况下，均可得到能够将CD精度控制得较高的本发明的效果。另外，能够各自独立地对第1透射控制部、第2透射控制部所担负的光学特性进行设计，因此能够制作具有所期望的设计值的高品质的光掩模。
另外，第2实施方式的本发明的光掩模也可以与第1实施方式同样地适当选择a～g等的构成，制成适合于用途的光掩模。
以上，对本发明的第1实施方式和第2实施方式进行了说明。
需要说明的是，在以上的实施方式中，在不妨碍本发明的作用效果的范围内，可以在半透光膜2、遮光膜5、蚀刻阻止膜8中任一者的上方、下方或中间存在其它构成膜。
另外，本发明还提供一种显示装置的制造方法，其特征在于，包括：准备例如上述实施方式的光掩模，使用曝光装置将转印用图案转印到被转印体上的工序。根据本发明，通过使用该光掩模制造显示装置，能够制造高精细且实现节能的高规格的显示装置。
即，本发明的光掩模的用途没有限制。例如，作为用于制造显示装置(例如，液晶显示器、有机EL显示器)的面板基板的光掩模，可以制成具备各种层中使用的转印用图案的光掩模。
例如，可以例示具备TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)制造用的转印用图案的光掩模。在使用无定形Si或氧化物半导体的底栅型TFT中，可有利地应用为用于以1次曝光形成半导体层和源极(Source)/漏极(Drain)层的工序的光掩模。
或者，本发明的光掩模也可有利地应用于利用感光性绝缘层制造液晶用间隙物的情况。可用于以1次曝光在感光性绝缘膜中形成高差结构的工序，能够以1次曝光高效率地进行形成单元间隙的间隙物和用于防止施加挤压时的破坏的高度稍低的间隙物等的形成。
作为用于在本发明的光掩模的曝光中使用的曝光装置，例如可以使用光学系的数值孔径(NA)为0.08～0.15、相干因子(σ)为0.5～0.9的等倍的投影曝光方式。或者，也可以应用接近式曝光方式。当然也可以应用于缩小曝光、扩大曝光的曝光装置。
[符号的说明]
1 透明基板
2 半透光膜
3、6 抗蚀剂膜
4、7 绘图
5 遮光膜
8 蚀刻阻止膜
10 光掩模坯(带半透光膜的基板)
20、30 光掩模

Claims (46)

1.一种光掩模的制造方法，其为在透明基板上具备包含透光部、第1透射控制部和第2透射控制部的转印用图案的光掩模的制造方法，其特征在于，
该制造方法包括：
准备在所述透明基板上形成有具有规定的曝光光透射率的第1薄膜的光掩模坯的工序；
对所述第1薄膜进行蚀刻由此形成第1薄膜图案的第1图案化工序；和
在形成有所述第1薄膜图案的所述透明基板上形成第2薄膜并对所述第2薄膜进行蚀刻由此形成第2薄膜图案的第2图案化工序，
在所述第2图案化工序中，仅对所述第2薄膜进行蚀刻。
2.如权利要求1所述的光掩模的制造方法，其特征在于，
所述透光部是所述透明基板表面露出而成的，
所述第1透射控制部具有在所述透明基板上仅形成有所述第1薄膜的部分，
所述第2透射控制部具有在所述透明基板上仅形成有所述第2薄膜的部分。
3.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，所述第1薄膜由对所述第2薄膜的蚀刻剂具有耐性的材料构成。
4.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，所述第1薄膜由可被所述第2薄膜的蚀刻剂蚀刻的材料构成。
5.如权利要求4所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在所述第1图案化工序之后、在形成所述第2薄膜之前，包括在形成有所述第1薄膜图案的所述透明基板上形成蚀刻阻止膜的工序。
6.如权利要求5所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在所述第2图案化工序之后，具有将所述透光部的所述蚀刻阻止膜、或者所述透光部与所述第1透射控制部的所述蚀刻阻止膜除去的工序。
7.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，所述第1薄膜为部分透射曝光光的半透光膜。
8.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
9.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且所述第1透射控制部的光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
10.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
11.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
12.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，所述第2薄膜为部分透射曝光光的半透光膜。
13.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
14.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤80。
15.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，透射所述第2透射控制部的曝光光相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
16.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，所述第2薄膜为遮光膜。
17.如权利要求16所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在所述第2薄膜的表面部分设置有减少光的反射的减反射层。
18.如权利要求1或2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，所述光掩模坯在所述第1薄膜之上具有追加构成膜和抗蚀剂膜。
19.如权利要求18所述的光掩模的制造方法，其特征在于，所述追加构成膜与所述抗蚀剂膜的密合性高于所述第1薄膜与所述抗蚀剂膜的密合性。
20.如权利要求19所述的光掩模的制造方法，其特征在于，
在所述第1图案化工序之前，具有对所述追加构成膜进行蚀刻而形成追加构成膜图案的预图案化工序，
在所述第1图案化工序中，以所述追加构成膜图案作为掩模对所述第1薄膜进行蚀刻。
21.如权利要求20所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在所述第1图案化工序之后、在所述第2图案化工序之前，将所述追加构成膜图案除去。
22.一种光掩模的制造方法，其为在透明基板上具备包含透光部、第1透射控制部和第2透射控制部、且包含所述第1透射控制部与所述第2透射控制部相邻的相邻部的转印用图案的光掩模的制造方法，其特征在于，
该制造方法包括：
准备在所述透明基板上形成有具有规定的曝光光透射率的第1薄膜的光掩模坯的工序；
在成为所述第1透射控制部的区域形成第1抗蚀剂图案并对所述第1薄膜进行蚀刻由此形成第1薄膜图案的第1图案化工序；
在形成有所述第1薄膜图案的所述透明基板上形成第2薄膜的成膜工序；和
在成为所述第2透射控制部的区域形成第2抗蚀剂图案并对所述第2薄膜进行蚀刻由此形成第2薄膜图案的第2图案化工序，
在所述第2图案化工序中，在所述相邻部形成所述第2抗蚀剂图案与所述第1薄膜图案层叠的层叠部分，
利用所述第2抗蚀剂图案，仅对所述第2薄膜进行蚀刻。
23.如权利要求22所述的光掩模的制造方法，其特征在于，
所述透光部是所述透明基板表面露出而成的，
所述第1透射控制部包含在所述透明基板上仅形成有所述第1薄膜的部分，
所述第2透射控制部包含在所述透明基板上仅形成有所述第2薄膜的部分。
24.如权利要求22或23所述的光掩模的制造方法，其特征在于，所述层叠部分的宽度M1为0.5～2μm的范围。
25.一种光掩模，其为在透明基板上具备包含透光部、第1透射控制部和第2透射控制部的转印用图案的光掩模，其特征在于，
所述转印用图案包含具有规定的曝光光透射率的第1薄膜和第2薄膜，
所述透光部是所述透明基板表面露出而成的，
所述第1透射控制部是在所述透明基板上不形成所述第2薄膜而形成所述第1薄膜而成的，
所述第2透射控制部是在所述透明基板上至少形成所述第2薄膜而成的，
所述第1透射控制部与所述第2透射控制部的边界形成有所述第2薄膜的被蚀刻截面而不形成所述第1薄膜的被蚀刻截面。
26.如权利要求25所述的光掩模，其特征在于，
所述透光部是所述透明基板表面露出而成的，
所述第1透射控制部具有在所述透明基板上仅形成有所述第1薄膜的部分，
所述第2透射控制部具有在所述透明基板上仅形成有所述第2薄膜的部分。
27.如权利要求25或26所述的光掩模，其特征在于，所述第1薄膜由对所述第2薄膜的蚀刻剂具有耐性的材料构成。
28.如权利要求25或26所述的光掩模，其特征在于，所述第1薄膜由可被所述第2薄膜的蚀刻剂蚀刻的材料构成，且所述第2透射控制部具有将蚀刻阻止膜与所述第2薄膜依次层叠的部分。
29.如权利要求25或26所述的光掩模，其特征在于，在所述第2透射控制部的与所述第1透射控制部相邻的边缘部分，具有所述第1薄膜与所述第2薄膜的层叠部分。
30.如权利要求29所述的光掩模，其特征在于，所述层叠部分的宽度M2为0.5～2μm的范围。
31.如权利要求25或26所述的光掩模，其特征在于，所述第1薄膜为半透光膜，所述第2薄膜为遮光膜。
32.一种光掩模，其为在透明基板上具备包含透光部、第1透射控制部和第2透射控制部的转印用图案的光掩模，其特征在于，
所述转印用图案包含由具有规定的曝光光透射率的第1薄膜构成的第1薄膜图案和由第2薄膜构成的第2薄膜图案，
所述透光部是所述透明基板表面露出而成的，
所述第1透射控制部具有在所述透明基板上仅形成有所述第1薄膜图案的部分，
所述第2透射控制部具有在所述透明基板上仅形成有所述第2薄膜图案的部分，
具有被所述第1透射控制部与所述第2透射控制部夹着的、所述第1薄膜图案与所述第2薄膜图案层叠的层叠部分。
33.如权利要求32所述的光掩模，其特征在于，所述层叠部分的宽度M2为0.5～2μm的范围。
34.如权利要求32或33所述的光掩模，其特征在于，所述第1薄膜图案和所述第2薄膜图案的边缘分别具有所述第1薄膜和所述第2薄膜的被湿式蚀刻截面。
35.如权利要求32或33所述的光掩模，其特征在于，所述第1薄膜为部分透射曝光光的半透光膜。
36.如权利要求32或33所述的光掩模，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
37.如权利要求32或33所述的光掩模，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
38.如权利要求32或33所述的光掩模，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
39.如权利要求32或33所述的光掩模，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第1透射控制部的曝光光的相位差(度)满足 且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
40.如权利要求32或33所述的光掩模，其特征在于，所述第2薄膜为遮光膜。
41.如权利要求32或33所述的光掩模，其特征在于，所述第2薄膜为部分透射曝光光的半透光膜。
42.如权利要求32或33所述的光掩模，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足
43.如权利要求32或33所述的光掩模，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤80。
44.如权利要求32或33所述的光掩模，其特征在于，相对于透射所述透光部的曝光光的代表波长，透射所述第2透射控制部的曝光光的相位差(度)满足 且光透射率Tf(％)满足5≤Tf≤60。
45.如权利要求25、26、32或33中任一项所述的光掩模，其特征在于，所述转印用图案为显示装置制造用图案。
46.一种显示装置的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：
准备权利要求25、26、32或33中任一项所述的光掩模的工序；和
使用曝光装置将所述转印用图案转印到被转印体上的工序。
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