CN109491193B - 光掩模及其修正方法、制造方法、显示装置的制造方法 - Google Patents

光掩模及其修正方法、制造方法、显示装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

光掩模及其修正方法、制造方法、显示装置的制造方法，以稳定的条件高效地修正在转印用图案上产生的缺陷，并恢复该转印用图案的转印性。光掩模具备在透明基板上形成的转印用图案。转印用图案包括：主图案，其由透光部构成，直径为W1(μm)；辅助图案，其配置在主图案的附近，不被曝光装置析像，具备宽度d(μm)；及遮光部，其构成除了主图案和辅助图案以外的区域。遮光部是在透明基板上至少形成遮光膜而成的。辅助图案具有针对曝光用光的代表波长的光的透射率T(％)，并且隔着遮光部而将主图案的周围包围。在辅助图案上产生白缺陷且该白缺陷为辅助图案的面积的1/8以下时，在白缺陷部分形成遮光性的补充膜。

Description

光掩模及其修正方法、制造方法、显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及有利于制造以液晶显示器、有机EL显示器为代表的显示装置的光掩模的修正(修复)方法及由此得到的光掩模、光掩模的制造方法及显示装置的制造方法。
背景技术
专利文献1中记载有一种光掩模，其具备通过将透明基板上成膜的半透光膜及低透光膜分别进行构图而形成的转印用图案，所述半透光膜将i线～g线的波长范围内的代表波长的光偏移大致180度，并具备针对所述代表波长的光的透射率T(％)，并且所述低透光膜针对所述代表波长的光而具备低于所述半透光膜的透射率T(％)的透射率T2(％)，所述转印用图案具备：主图案，其由露出所述透明基板的透光部构成，直径为W1(μm)；辅助图案，其配置在所述主图案的附近，由在所述透明基板上形成有所述半透光膜的半透光部构成，宽度为d(μm)；及低透光部，其配置在所述转印用图案中的形成有所述主图案及所述辅助图案的区域以外的区域，在所述透明基板上至少形成有所述低透光膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2016-024264号公报
发明内容
发明要解决的课题
现在，在包括液晶显示装置、EL显示装置等的显示装置中，要求更明亮且省电，同时要求高精细、高速显示、宽视场角这样的显示性能的提高。
例如，从上述显示装置中使用的薄膜晶体管(Thin Film Transistor：TFT)来讲，在构成TFT的多个图案当中，如果形成于层间绝缘膜的接触孔不具备可靠地使上层和下层的图案连接的作用，则不能保证准确的动作。另一方面，例如为了极力扩大液晶显示装置的孔径比而实现明亮且省电的显示装置，要求接触孔的直径足够小等，要求显示装置的高密度化的同时，还要求孔图案的直径的微细化(例如，小于3μm)。例如，需要直径为0.8μm以上2.5μm以下的孔图案，进一步需要直径为2.0μm以下的孔图案，具体地形成具备0.8～1.8μm的直径的图案也成为课题。
与显示装置相比，在集成度高，图案的微细化显著提高的半导体装置(LSI)制造用光掩模的领域中，为了得到较高的析像性，存在曝光装置中适用数值孔径NA较大(例如，超过0.2)的光学系统并促进曝光用光的短波长化的过程。其结果，在该领域中，大多使用KrF、ArF的准分子激光(分别为248nm、193nm的单一波长)。
另一方面，在显示装置制造用的光刻领域中，为了提高析像性，一般情况下并非适用如上述的方法。例如，在该领域中使用的曝光装置所具有的光学系统的NA(数值孔径)为0.08～0.15程度。另外，作为曝光用光源也大多使用i线、h线或g线，通过使用主要包括这些的宽波长范围光源，从而得到用于照射大面积(例如，一条边为300～2000mm的四边形)的光量，由此重视生产效率、成本的倾向较大。
但是，在显示装置的制造中，如上所述，图案的微细化要求变高。在此，在将半导体装置制造用的技术直接适用于显示装置的制造中的情况下，存在几个问题。例如，在转换为具备高NA(数值孔径)的高析像度的曝光装置时，需要较大的设备投资，无法得到与显示装置的价格的匹配性。另外，关于曝光波长的变更(以单一波长的方式利用ArF准分子激光这样的短波长)，如果适用于具备大面积的显示装置，则除了生产效率下降之外，仍然需要相当的设备投资，在这一点上存在缺陷。就是说，在追求以往没有的图案的微细化的同时不能失去现有的优点即成本、效率是显示装置制造用光掩模的问题点。
另外，在专利文献1中记载有如下的光掩模，该光掩模具备构成透光部的主图案、配置于其附近的由相移部构成的辅助图案、形成于这些以外的区域的低透光部。该光掩模能够控制透过主图案和辅助图案这两者的曝光用光的相互干渉，大幅改善透射光的空间像。并且，该光掩模能够有利于在显示面板基板等的被转印体上形成稳定且微细的孤立孔图案等。
如专利文献1所记载，对主图案配置在被转印体上不直接析像的适当设计的辅助图案的情况下，能够有效地提高主图案的转印性。但是，辅助图案是精致地设计的微细图案，而在其位置上出现缺陷的情况下的对策则成为需要解决的课题。
一般情况下，在光掩模的制造过程中，使图案缺陷的发生为零是极其困难的。例如，现实上不可避免由不需要的膜的残留、异物(质点)的混入等导致的剩余缺陷(还被称为黑缺陷)或者由需要的膜的脱落导致的脱落缺陷(还被称为白缺陷)的发生。假设这样的情况而设置了通过检查来检测这些缺陷，并通过修正装置而修正(修复)缺陷的工序。关于修正的方法，通常是针对白缺陷，堆积修正膜，针对黑缺陷，通过能量线的照射而除去剩余部分，并根据需要而堆积修正膜。可主要通过FIB(Focused Ion Beam：聚焦离子束)装置或激光CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)装置而修正白缺陷及黑缺陷。
例如，在激光CVD装置中，针对在光掩模中产生的缺陷，以形成修正膜的情况为例进行说明。首先，通过检查装置而检测缺陷，并确定进行修正膜的形成的对象部分。形成修正膜的对象是光掩模所具有的转印用图案的遮光膜、半透光膜(以下，分别称为正常的遮光膜、正常的半透光膜)上生成的白缺陷或通过去除黑缺陷来形成的白缺陷等。针对该修正对象部分，通过激光CVD法而形成局部的修正膜(还称为CVD膜)。
此时，向光掩模表面供给构成修正膜的原料的原料气体，而形成原料气体环境。作为修正膜的原料，优选使用金属羰基。具体地，可例示铬羰基(Cr(CO)6)、钼羰基(Mo(CO)6)、钨羰基(W(CO)6)等。作为光掩模的修正膜，优选使用耐化学性高的铬羰基。
作为修正膜的原料而使用铬羰基的情况下，例如，将六羰基铬(Cr(CO)6)加热而使其升华，并将其和载气(Ar气体等)一起引导至光掩模的修正对象部分。向该原料气体环境中照射激光，通过激光的热/光能量反应，从而原料气体进行分解，在修正对象部分堆积生成物，由此形成以铬为主材料的修正膜。
根据本发明人的研究发现如下课题：即便使用了上述方法，根据图案的形状、尺寸或其功能种类，也不能一律地进行如上所述的修正。
例如，在遮光膜中产生的缺陷上形成CVD膜的情况下，形成具备充分的遮光性的修正膜(以下，还称为补充膜)。另一方面，使用了适当的材料的CVD膜通过其膜厚的调整，从而在某一范围中能够获得期望的光透射率。但是，以微细的尺寸，在准确的位置上，以期望的透射率(即期望的膜厚)堆积均匀的修正膜未必是容易的。另外，在修正半透光膜上产生的缺陷的情况下，在形成用于构成规定光透射率的膜厚的修正膜时，同时获得期望的相位特性(针对包括在曝光用光中的波长的相移量)是更难的。因此，在具备相移部的光掩模的修正中存在困难。
即，关于针对具备相移部的光掩模或具备精细的(例如，具备析像极限以下的尺寸)图案的光掩模的修正，由于难度高，因此容易导致生产效率下降，另外，在修正的过程中，产生尺寸、光学物性与目标值不同的新的缺陷的情况也不罕见。
在这样的状况下，为了探索即便在上述专利文献1所述的光掩模中例示那样的精细的图案中产生缺陷的情况下也能够实施适当的缺陷修正的方法，本发明人进行了深入的研究。
因此，本发明的目的在于，提供一种光掩模的修正方法及通过该修正方法所获得的修正光掩模，以稳定的条件高效率地修正转印用图案中产生的缺陷，并恢复由于缺陷而损坏的该转印用图案的光学功能，由此实现良好的转印性能。
用于解决课题的手段
(第1方式)
本发明的第1方式为一种光掩模的修正方法，该光掩膜具备在透明基板上形成的转印用图案，
该光掩模的修正方法的特征在于，
所述转印用图案包括：
主图案，其由透光部构成，直径为W1(μm)；
辅助图案，其配置在所述主图案的附近，不被曝光装置析像，具备宽度d(μm)；及
遮光部，其构成除了所述主图案和所述辅助图案之外的区域，
所述遮光部是在所述透明基板上至少形成遮光膜而成的，
所述辅助图案具有针对曝光用光的代表波长的光的透射率T(％)，并且，隔着所述遮光部而将所述主图案的周围包围，
所述代表波长的光在所述辅助图案上的透射光相对于所述代表波长的光在所述主图案上的透射光，相位差为大致180度，
在所述辅助图案产生白缺陷时，进行在所述白缺陷部分形成由与所述遮光膜不同的材料构成的遮光性的补充膜的补充膜修正。
(第2方式)
本发明的第2方式的光掩模的修正方法是在第1方式的基础上，
所述白缺陷为所述辅助图案的面积的1/8以下。
(第3方式)
本发明的第3方式的光掩模的修正方法是在第1或第2方式的基础上，
所述补充膜修正使由于产生所述白缺陷而下降的所述转印用图案的光学性能至少恢复一部分。
(第4方式)
本发明的第4方式的光掩模的修正方法是在第3方式的基础上，
所述光学性能包括所述转印用图案的透射光在被转印体上形成的光强度分布中的峰值高度、焦点深度及曝光宽容度中的任意项。
(第5方式)
本发明的第5方式的光掩模的修正方法是在第1或第2方式的基础上，
所述辅助图案是在所述透明基板上形成半透光膜而成的，该半透光膜具有针对所述代表波长的光的透射率T(％)，并且具备使所述代表波长的光大致偏移180度的相位特性。
(第6方式)
本发明的第6方式为一种光掩模的修正方法，该光掩模具备在透明基板上形成的转印用图案，
该光掩模的修正方法的特征在于，
所述转印用图案包括：
主图案，其由透光部构成，直径为W1(μm)；
辅助图案，其配置在所述主图案的附近，不被曝光装置析像，具备宽度d(μm)；及
遮光部，其构成除了所述主图案和所述辅助图案之外的区域，
所述遮光部是在所述透明基板上至少形成遮光膜而成的，
所述辅助图案具有针对曝光用光的代表波长的光的透射率T(％)，并隔着所述遮光部而将所述主图案的周围包围，
所述代表波长的光在所述辅助图案上的透射光相对于所述代表波长的光在所述主图案上的透射光，相位差为大致180度，
在所述辅助图案产生黑缺陷时，进行扩张所述主图案的宽度的扩张修正。
(第7方式)
本发明的第7方式的光掩模的修正方法是在第6方式的基础上，
所述扩张修正使由于产生所述黑缺陷而下降的所述转印用图案的光学性能至少恢复一部分。
(第8方式)
本发明的第8方式的光掩模的修正方法是在第7方式的基础上，
所述光学性能包括所述转印用图案的透射光在被转印体上形成的光强度分布的峰值高度、焦点深度及曝光宽容度中的任意项。
(第9方式)
本发明的第9方式的光掩模的修正方法是在第6～8中的任一方式的基础上，
所述黑缺陷超过所述辅助图案的面积的1/8。
(第10方式)
本发明的第10方式的光掩模的修正方法是在第6～8中的任一方式的基础上，
所述辅助图案是在所述透明基板上形成半透光膜而成的，该半透光膜具有针对所述代表波长的光的透射率T(％)，并且具备将所述代表波长的光大致偏移180度的相位特性。
(第11方式)
本发明的第11方式的光掩模的修正方法是在第6～8中的任一方式的基础上，
所述黑缺陷是由于在所述辅助图案中产生的白缺陷部分上形成遮光性的补充膜而产生的黑缺陷。
(第12方式)
本发明的第12方式的光掩模的修正方法是在第6～8中的任一方式的基础上，
通过所述扩张修正而增加的主图案的面积为由于所述黑缺陷而丧失的辅助图案的面积S1的5％以下。
(第13方式)
本发明的第13方式的光掩模的修正方法是在第6～8中的任一方式的基础上，
所述扩张修正是通过使正方形的主图案的四条边中的至少一条边向遮光部侧后退而进行的。
(第14方式)
本发明的第14方式的光掩模的修正方法是在第6～8中的任一方式的基础上，
所述扩张修正是通过激光烧蚀或离子束蚀刻而去除遮光膜的边缘而进行的。
(第15方式)
本发明的第15方式的光掩模的修正方法是在第1、第2、第6、第7及第8中的任一方式的基础上，
所述辅助图案配置在所述主图案的附近，通过透过所述辅助图案的光，使透过所述主图案的所述曝光用光在被转印体上形成的光强度分布发生变化，从而增加焦点深度。
(第16方式)
本发明的第16方式的光掩模的修正方法是在第1、第2、第6、第7及第8中的任一方式的基础上，
所述转印用图案满足下述的式(1)。
0.8≤W1≤4.0…(1)
(第17方式)
本发明的第17方式的光掩模的修正方法是在第1、第2、第6、第7及第8中的任一方式的基础上，
所述转印用图案满足下述的式(2)。
Figure BDA0001795868670000071
(第18方式)
本发明的第18方式的光掩模的修正方法是在第1、第2、第6、第7及第8中的任一方式的基础上，
在将所述主图案的中心与所述辅助图案的宽度方向的中心之间的距离设为P(μm)时，所述转印用图案满足下述的式(3)。
1.0<P≤5.0…(3)
(第19方式)
本发明的第19方式的光掩模的修正方法是在第1、第2、第6、第7及第8中的任一方式的基础上，
所述辅助图案的形状是以所述主图案的重心为中心的多边形带。
(第20方式)
本发明的第20方式的光掩模的修正方法是在第1、第2、第6、第7及第8中的任一方式的基础上，
所述转印用图案在被转印体上形成孔图案。
(第21方式)
本发明的第21方式的光掩模的修正方法是在第20方式的基础上，
所述孔图案为孤立孔图案。
(第22方式)
本发明的第22方式为一种光掩膜，其是在透明基板上形成转印用图案而成的，
该光掩模的特征在于，
所述转印用图案包括：
主图案，其由透光部构成，直径为W1(μm)；
辅助图案，其配置在所述主图案的附近，不被曝光装置析像，具备宽度d(μm)；及
遮光部，其构成除了所述主图案和所述辅助图案之外的区域，
所述遮光部是在所述透明基板上至少形成遮光膜而成的，
所述辅助图案配置在隔着所述遮光部而包围所述主图案的周围的多边形带的区域内，且由在所述透明基板上形成半透光膜而成的相移部构成，该半透光膜具有使曝光用光的代表波长的光相移大致180度的相位特性，并且具有针对所述代表波长的光的透射率T(％)，
在所述多边形带的区域内形成有由与所述遮光膜不同的材料构成的遮光性的补充膜。
(第23方式)
本发明的第23方式的光掩膜是在第22方式的基础上，
所述补充膜形成为所述多边形带的面积的1/8以下。
(第24方式)
本发明的第24方式的光掩膜是在第22或23方式的基础上，
在所述多边形带中，所述补充膜为激光CVD膜。
(第25方式)
本发明的第25方式为一种光掩模，其是在透明基板上形成转印用图案而成的，
该光掩模的特征在于，
所述转印用图案包括：
主图案，其由透光部构成，直径为W1(μm)；
辅助图案，其配置在所述主图案的附近，不被曝光装置析像，具备宽度d(μm)；及
遮光部，其构成除了所述主图案和所述辅助图案之外的区域，
所述遮光部是在所述透明基板上至少形成遮光膜而成的，
所述辅助图案配置在隔着所述遮光部而包围所述主图案的周围的多边形带的区域内，且由在所述透明基板上形成半透光膜而成的相移部构成，该半透光膜具有使曝光用光的代表波长的光相移大致180度的相位特性，并且具有针对所述代表波长的光的透射率T(％)，
在所述多边形带的区域内形成有所述遮光膜或由与所述遮光膜不同的材料构成的遮光性的补充膜，
在所述主图案的周缘的至少一部分具备将所述遮光膜去除规定宽度而成的激光烧蚀截面或离子束蚀刻截面。
(第26方式)
本发明的第26方式的光掩膜是在第25方式的基础上，
所述主图案为长方形，在其四条边中的至少一条边具有所述激光烧蚀截面或离子束蚀刻截面。
(第27方式)
本发明的第27方式的光掩膜是在第25方式的基础上，
所述主图案为正方形，在其四条边中的至少两条边具有所述激光烧蚀截面或离子束蚀刻截面。
(第28方式)
本发明的第28方式的光掩膜是在第22、23及25中的任一方式的基础上，
所述辅助图案配置在所述主图案的附近，通过透过所述辅助图案的光，使透过所述主图案的所述曝光用光在被转印体上形成的光强度分布发生变化，从而增加焦点深度。
(第29方式)
本发明的第29方式的光掩膜是在第22、23及25中的任一方式的基础上，
所述转印用图案满足下述的式(1)。
0.8≤W1≤4.0…(1)
(第30方式)
本发明的第30方式的光掩膜是在第22、23及25中的任一方式的基础上，
所述转印用图案满足下述的式(2)。
Figure BDA0001795868670000101
(第31方式)
本发明的第31方式的光掩膜是在第22、23及25中的任一方式的基础上，
在将所述主图案的中心与所述辅助图案的宽度方向的中心之间的距离设为P(μm)时，所述转印用图案满足下述的式(3)。
1.0<P≤5.0…(3)
(第32方式)
本发明的第32方式的光掩膜是在第22、23及25中的任一方式的基础上，
所述转印用图案是显示装置制造用图案。
(第33方式)
本发明的第33方式是一种光掩模的制造方法，该制造方法包括上述第1、第2、第6、第7及第8中的任一方式所述的光掩模的修正方法。
(第34方式)
本发明的第34方式是一种显示装置的制造方法，该制造方法使用上述第1、第2、第6、第7及第8中的任一方式所述的光掩模，将包括i线、h线、g线中的至少一个的曝光用光照射到所述转印用图案，由此在被转印体上进行图案转印。
(第35方式)
本发明的第35方式是一种显示装置的制造方法，该制造方法使用上述第22、第23及第25中的任一方式所述的光掩模，将包括i线、h线、g线中的至少一个的曝光用光照射到所述转印用图案，由此在被转印体上进行图案转印。
发明效果
根据本发明，针对具备主图案和辅助图案的精细的转印用图案中产生的缺陷，能够高效地进行修正，以恢复由该转印用图案实现的光学性能。
附图说明
图1(a)是作为适用本发明的修正方法的一个方式的光掩模(参考例1)的俯视示意图，该光掩模(光掩模I)具备包括主图案和配置在主图案附近的辅助图案的转印用图案。
图1(b)是图1(a)A-A位置的剖视示意图。
图1(c)是在不形成半透光膜而具备在透明基板形成有挖掘部的辅助图案的变形例的光掩模的情况下的图1(a)的A-A位置的剖视示意图。
图1(d)是表示参考例2的光掩模的图案的俯视示意图。
图1(e)是表示参考例1及2的各转印用图案的性能评价的图。
图2的(a)是光掩模I的俯视示意图，图2的(b)是在图2的(a)中的单点划线部分中在正焦(Just focus)时及25μm及50μm散焦时的光强度分布曲线。
图3的(a)是表示在光掩模I所具有的八边形带的辅助图案的一部分上产生白缺陷的情况的俯视示意图，图3的(b)是在图3的(a)中的单点划线部分中，正焦时及25μm和50μm散焦时的光强度分布曲线。图3的(c)是表示光掩模I所具有的八边形带的辅助图案的一部分上产生黑缺陷的情况的俯视示意图，图3的(d)是图3的(c)中的单点划线部分中，正焦时及25μm和50μm散焦时的光强度分布曲线。
图4是表示将光掩模I所具有的八边形带的辅助图案在中心角分区A～H中均等地分区的情形的俯视示意图。
图5的(a)是通过仿真而计算参考例1、参考例2的图案、本发明的实施例1的转印性能(DOF，EL)所得的结果。图5的(b)是参考例1的正常的光掩模I的俯视示意图，图5的(c)是参考例2的二进制掩模的俯视示意图，图5的(d)是假设产生缺陷的辅助图案的1分区成为遮光部的情况的实施例1的俯视示意图。
图6的(a)是表示在光掩模I的辅助图案上产生白缺陷的部位的俯视示意图，图6的(b)是表示对该白缺陷进行形成遮光性补充膜的修正的情形的俯视示意图。
图7是表示在光掩模的辅助图案的2个分区(中心角分区的2/8)产生黑缺陷的例子的俯视示意图，图7的(a)(两侧，实施例2～4)是表示在不变更主图案的重心位置的情况下，相对于虚线所示的原来的主图案的轮廓，使主图案的彼此相对的2条边分别以相同的尺寸向遮光部侧后退，由此将主图案的尺寸扩张的情形的俯视示意图，图7的(b)(四条边，实施例5～7)是表示在不变更主图案的重心位置的情况下，相对于虚线所示的原来的主图案的轮廓，使主图案的四条边分别以相同的尺寸向遮光部侧后退，由此将主图案的尺寸扩张的情形的俯视示意图，图7的(c)(重心移动，实施例8～10)是表示相对于虚线所示的原来的主图案的轮廓，使主图案的一条边向遮光部侧后退，由此将主图案的尺寸扩张的情形的俯视示意图。
图8是表示对图7的(a)～(c)所示地施加修正的光掩模I，通过仿真而求出DOF、EL的结果的图。
图9是表示在光掩模I中4个分区(中心角分区的4/8)的辅助图案发生缺损而成为黑缺陷的情况的俯视示意图。
图10是表示针对图9所示的光掩模I，通过与图7(a)～(c)(实施例2～10)同样的方法来扩张主图案的面积，并通过仿真而求出DOF、EL的结果的图。
图11是表示在光掩模I中5个分区(中心角分区的5/8)的辅助图案发生缺损而成为黑缺陷的情况的俯视示意图。
图12是表示针对图11所示的光掩模I，以与图7(a)～(c)(实施例2～10)相同的方法来扩张主图案的面积，并通过仿真而求出DOF、EL的结果的图。
图13是对辅助图案和主图案的组合的变形进行例示的俯视示意图。
图14是表示光掩模I的制造方法的一例的剖视示意图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，对修正光掩模上产生的缺陷的方法说明如下，该光掩模具备由透光部构成的直径为W1(μm)的主图案及配置在所述主图案的附近的、不由曝光装置进行析像的宽度为d(μm)的辅助图案。
[关于缺陷修正对象的光掩模]
图1(a)及图1(b)例示出作为适用本发明的修正方法的一个方式的光掩模(以下，光掩模I)。此外，仅对初次出现的部件赋予标号，之后则省略。
该光掩模Ⅰ在透明基板10上具备将遮光膜12及半透光膜11分别构图而形成的具有透光部4、遮光部3、相移部5的转印用图案。
另外，本申请所说的“转印用图案”是指，根据要利用光掩模得到的器件而设计的图案，是作为实施后述修正的对象的图案或实施了修正的已修正转印用图案，对此均根据其文脉而进行称呼。
图1(a)所示的光掩模I包括主图案1、配置在主图案的附近的辅助图案2。辅助图案不被将光掩模I曝光的曝光装置析像，具备宽度d(μm)。
在光掩模I中，主图案和辅助图案优选构成为彼此的透射光的相位差为大致180度。具体地，主图案由露出透明基板的透光部构成，辅助图案可以是将透射光的相位偏移大致180度的相移部。例如，如图1(b)所示，辅助图案可以设为在透明基板上形成有将透射光的相位偏移大致180度的半透光膜(所谓相移膜)而成的图案。
或者，如图1(c)的变形例所示，也可以构成为，辅助图案是对透明基板的表面形成规定尺寸的挖掘部20而成的，主图案和辅助图案具备上述的相位差。下面，关于辅助图案的结构，主要以图1(b)所示的结构，即，在透明基板上形成有将透射光的相位偏移大致180度的半透光膜(相移膜)的情况为例进行说明。下面，将这样的相移部还称为半透光部。
主图案及辅助图案以外的区域成为在透明基板上至少形成有遮光膜的遮光部。
在图1(b)中，在遮光部中，半透光膜和遮光膜层叠在透明基板上，但可以是遮光膜单层，或者，也可以是与半透光膜的层叠顺序相反的情况。
光掩模I的主图案能够在被转印体(显示装置的面板等)形成孔图案，在主图案的直径(W1)为4μm以下时效果显著。根据现有的二进制掩模，难以进行为了实现高画质的显示装置而需要的这样尺寸的微细的孔图案的转印，而光掩模I控制光的干渉作用，并通过所利用的设计而实现优异的转印条件。
在此，由相移部构成的辅助图案配置在透光部的附近的与透光部之间介入遮光部的位置。并且，通过透过了辅助图案的光，对透过所述透光部的所述曝光用光在被转印体上形成的光强度分布带来变化。例如，具有如下功效：提高光强度分布曲线的峰值，增加转印像的焦点深度(Depth of Focus：DOF)及/或增加曝光宽容度(Exposure Latitude：EL)。
在诸多公知的相移掩模中，在相移部与透光部邻接的边界，使逆相位的透射光干渉而获得提高对比度等的效果。对此，在光掩模I中，在相移部与透光部之间介入遮光部而使它们分离，利用双方的透射光的光强度分布中的外缘侧(振幅的正负反转)的干渉，获得上述的优点。
通过曝光光掩模I，从而与上述主图案对应地，在被转印体上形成具备直径W2(μm)(但是W1≥W2)的微细的主图案(孔图案)。
具体地，在使直径W1(μm)满足下述式(1)的关系的情况下，能够更有利于获得本发明的效果。
0.8≤W1≤4.0…(1)
关于此，当直径W1小于0.8μm时，在被转印体上难以进行析像，当直径W1超过4.0μm时，通过现有的光掩模比较容易获得析像性，光掩模I的作用效果并不显著。
此时，形成在被转印体上的主图案(孔图案)的直径W2(μm)可以设为
0.6≤W2≤3.0。
另外，当主图案的直径W1为3.0(μm)以下时，可更显著地获得本发明的效果。优选为，主图案的直径W1(μm)可以设为
1.0≤W1≤3.0。
另外，也可以将直径W1和直径W2的关系设为W1＝W2，但优选为，W1>W2。即，假设β(μm)为偏置值的情况下，当β＝W1-W2>0(μm)时，可以设为0.2≤β≤1.0，更优选为0.2≤β≤0.8。当这样设计光掩模I时，可获得降低被转印体上的抗蚀剂图案的残膜厚度的损失等的有利的效果。
在上述中，主图案的直径W1表示圆的直径或与其近似的数值。例如，当主图案的形状为正多边形时，主图案的直径W1为正多边形的内切圆的直径。如图1(a)所示，当主图案的形状为正方形时，主图案的直径W1为正方形的一条边的长度。在被转印的主图案(孔图案)的直径W2的情况下，直径W2为圆的直径或与其近似的数值，这一点上是相同的。
当然，当要形成更微细化的图案时，也可将直径W1构成为2.5(μm)以下或2.0(μm)以下，并且也可将直径W1设为1.5(μm)以下而适用本发明。
针对具备这样的转印用图案的光掩模Ⅰ的曝光中使用的曝光用光的代表波长，主图案和辅助图案的透射光的相位差φ1为大致180度。因此，辅助图案中使用的半透光膜具备将上述透射光偏移φ1度的相移特性，φ1为大致180度。
另外，在此大致180度是指，180度±15度的范围内。作为半透光膜的相移特性，优选为180±10度的范围内，更优选为180±5度的范围内。
在光掩模I的曝光中使用包括i线、h线或g线的曝光用光时效果显著，特别是，优选将包括i线、h线及g线的宽波段的光作为曝光用光而适用。在该情况下，作为代表波长，可以是包含在该宽波段中的任一的波长，例如可以是i线、h线、g线中的任一个。例如，可以将g线作为代表波长而构成本方式的光掩模。
构成辅助图案的相移部所具备的透射率T可以为如下。
2≤T≤100
如图1(c)的变形例所示，在辅助图案通过透明基板的挖掘而形成的情况下，该光透射率T为100％。另一方面，如图1(b)所示，在透明基板上形成半透光膜而构成的辅助图案的情况下，该半透光膜的透射率T(％)可以为如下。
2≤T≤95
这样的相移部的光透射率可以对后述的转印用图案的光学像进行控制。
优选为，20≤T≤80。
更优选为，30≤T≤70，
进一步优选为，35≤T≤65。
另外，透射率T(％)是将透明基板的透射率作为基准时的、半透光膜中的上述代表波长的透射率。该透过率对于与后述的尺寸d(辅助图案的宽度)的设定协调，对透过了辅助图案的反转相位的光的光量进行控制，通过与主图案的透射光的干渉而帮助实现提高转印性(例如，提高DOF)的作用而言，是良好的范围。
在光掩模I中，配置在形成有主图案及辅助图案的区域以外的区域的遮光部可以构成为如下的结构。
遮光部实质上不透过曝光用光(i线～g线的波长范围中的代表波长的光)，遮光部可以通过在透明基板上形成光学浓度为OD≥2(优选为，OD≥3，更优选为OD>3)的遮光膜而成。如上所述，遮光膜可以与其他的膜层叠。
此外，在光掩模I中，具备仅由遮光部来构成主图案和辅助图案以外的区域的结构。
在上述转印用图案中，当辅助图案的宽度为d(μm)时，当成立以下式(2)时，获得光掩模I的转印性特别优异的效果。
Figure BDA0001795868670000151
另外，将主图案的宽度的中心与辅助图案的宽度方向的中心的距离设为距离P(μm)，距离P优选成立下述式(3)的关系。
1.0<P≤5.0…(3)
更优选为，距离P为，
1.5<P≤4.5，
可以进一步优选为，
2.5<P≤4.5。
通过选择这样的距离P，从而辅助图案的透射光和主图案的透射光的干渉良好地实现相互作用，由此获得DOF等优异的作用。
辅助图案的宽度d(μm)在适用于光掩模的曝光条件(所使用的曝光装置)下为析像极限以下的尺寸。一般地，显示装置制造用的曝光装置中的析像极限考虑为3.0μm～2.5μm左右(i线～g线)，具体为
d<3.0，
优选为，
d<2.5，
更优选为，d<2.0。
另外，为了使辅助图案的透射光良好地与主图案的透射光干渉，设为
d≥0.7，
更优选为，
d≥0.8。
另外，优选为d<W1。
并且，在这样的情况下，光掩模I的转印性良好，并适合利用后述的修正工序。
另外，更优选为，上述(2)的关系式为下述的式(2)-1，进一步优选为，下述的式(2)-2。
Figure BDA0001795868670000161
Figure BDA0001795868670000162
即，在透射率T和宽度d的平衡充分满足上述条件时，透过辅助图案的反转相位的光量实现优异的效果。
如上述，图1(a)所示的光掩模I的主图案为正方形，虽然优选为该形状，但适用本发明的光掩模不限于此。例如，如图13所例示那样，光掩模的主图案可以是包括八边形、圆的旋转对称的形状。并且，可以将旋转对称的中心作为成为上述距离P的基准的中心。
另外，图1(a)所示的光掩模I的辅助图案的形状为八边形带，该形状作为用于形成孔图案的辅助图案，不仅能够稳定地制造，并且光学效果也好。但是，适用本发明的光掩模不限于此。例如，如图13的(a)～(e)所例示那样，辅助图案的形状优选为对关于主图案的中心3次对称以上的旋转对称的形状赋予恒定的宽度而成的形状。主图案的设计和辅助图案的设计可以将图13的(a)～(e)的彼此不同的设计进行组合。
例如，对辅助图案的外周为正方形、正六边形、正八边形、正十边形、正十二边形、正十六边形等的正多边形(优选为，正2n边形，n为2以上的整数)或圆形的情况进行例示。并且，作为辅助图案的形状，优选为辅助图案的外周和内周平行的形状，即，具备几乎恒定的宽度的正多边形或圆形的带这样的形状。将该带状的形状还称为多边形带或圆形带。作为辅助图案的形状，优选为将主图案的重心作为中心的正多边形带或圆形带隔着遮光部而将主图案的周围包围的形状。此时，可以使主图案的透射光和辅助图案的透射光的光量的平衡良好。
另外，只要不妨碍本发明的效果，在主图案、辅助图案的基础上，还可以附加地使用其他的图案。
接下来，关于光掩模I的制造方法的一例，参照图14而进行如下说明。在此处的说明中，仅对初次出现的部件赋予标号，之后则省略。
如图14的(a)所示，准备光掩模胚料30。
该光掩模胚料30是在由玻璃等构成的透明基板10上依次形成半透光膜11和遮光膜12，并且涂敷第1光致抗蚀剂膜13而成的。
半透光膜优选由充分满足上述的透射率和相位差，并可进行湿蚀刻的材料构成。但是，当在湿蚀刻时产生的侧蚀的量过大时，产生CD精度的劣化、由底切导致的上层膜的破坏等缺陷，因此膜厚的范围优选为
Figure BDA0001795868670000171
以下。半透光膜的膜厚例如为
Figure BDA0001795868670000172
的范围，更优选为
Figure BDA0001795868670000173
在此，CD是指，Critical Dimension(关键尺寸)，在本说明书中用作图案宽度的意思。
另外，为了充分满足这些条件，半透光膜的材料的包括在曝光用光中的代表波长(例如h线)的折射率优选为1.5～2.9。更优选的折射率为1.8～2.4。
并且，优选为，半透光膜的通过湿蚀刻而形成的图案截面(被蚀刻面)相对于透明基板主表面而接近垂直。
关于半透光膜的材料，例示了包含铬(Cr)的材料或包含迁移金属和Si(硅)的材料。例如，可例举包括Cr或Cr化合物(优选为，CrO、CrC、CrN、CrON等)或Zr(锆)、Nb(铌)、Hf(铪)、Ta(钽)、Mo(钼)、Ti(钛)中的至少一个和Si的材料，或可利用由包含这些材料的氧化物、氮化物、氮氧化物、碳化物或碳氮氧化物的材料构成的材料。并且具体地，可例举硅化钼氮化物(MoSiN)、硅化钼氮氧化物(MoSiON)、硅化钼氧化物(MoSiO)、氮氧化硅(SiON)、钛氮氧化物(TiON)等。
作为半透光膜的成膜方法，可适用溅射法等公知的方法。
在光掩模胚料的半透光膜上形成有遮光膜。作为遮光膜的成膜方法，与半透光膜的情况相同，可适用溅射法等公知的方法。
关于遮光膜的材料，可以是Cr或其化合物(氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物或碳氮氧化物)，或可以是包括Mo、W、Ta、Ti的金属的硅化物或该硅化物的上述化合物。但是，关于光掩模胚料的遮光膜的材料，优选为与半透光膜相同地可进行湿蚀刻，并且针对半透光膜的材料而具备蚀刻选择性的材料。即，优选为，针对半透光膜的蚀刻剂，遮光膜具备耐性，另外，针对遮光膜的蚀刻剂，半透光膜具备耐性。
在光掩模胚料的遮光膜上还涂敷有第1光致抗蚀剂膜。在本方式的光掩模的描绘工序中，优选适用由激光描绘装置进行的描绘，因此设为与其相应的光致抗蚀剂。第1光致抗蚀剂膜既可以是正型，也可以是负型，下面作为正型而进行说明。
接下来，如图14的(b)所示，针对第1光致抗蚀剂膜，使用描绘装置，根据基于转印用图案的描绘数据而进行描绘(第1描绘)。并且，将通过显影而获得的第1抗蚀剂图案13p作为掩模，对遮光膜进行湿蚀刻。由此，划定成为遮光部的区域，另外，划定通过遮光部而包围的辅助图案(遮光膜图案12p)的区域。
接下来，如图14的(c)所示，将第1抗蚀剂图案剥离。
接下来，如图14的(d)所示，在包括所形成的遮光膜图案的整个面上涂敷第2光致抗蚀剂膜14。
接下来，如图14的(e)所示，对第2光致抗蚀剂膜14而进行第2描绘，通过显影而形成第2抗蚀剂图案14p，接着，以该第2抗蚀剂图案和上述遮光膜图案作为掩模而进行半透光膜的湿蚀刻，从而形成由露出透明基板的透光部构成的主图案的区域。另外，优选为，第2抗蚀剂图案覆盖成为辅助图案的区域，在由透光部构成的成为主图案的区域具备开口，并以从该开口露出遮光膜的边缘的方式，对第2描绘的描绘数据进行上浆。由此，吸收在第1描绘与第2描绘之间相互产生的对准偏差，能够防止转印用图案的CD精度的劣化，因此能够使主图案及辅助图案的重心精密地一致。
接下来，如图14的(f)所示，将第2抗蚀剂图案剥离，完成图1(a)、(b)所示的本方式的光掩模I。
在制造这样的光掩模时可以适用湿蚀刻。湿蚀刻具备各向同性蚀刻的性质，因此当考虑半透光膜的膜厚时，从加工的容易性的观点来讲，辅助图案的宽度d为1μm以上，优选为1.2μm以上是有用的。
关于图1(a)、图1(b)所示的本方式的光掩模I，通过光学仿真，比较其转印性能并进行了评价。
在此，在被转印体上，作为用于形成孔图案的转印用图案而准备参考例1及参考例2，关于在设定共同的曝光条件时表示何种转印性能的情况，进行了光学仿真。
(参考例1)
参考例1的光掩模是具备与在图1(a)、图1(b)中说明的上述光掩模I相同的结构的光掩模。在此，由透光部构成的主图案是一条边(直径)(即W1)为2.0(μm)的正方形，由半透光部构成的辅助图案的宽度d为1.3(μm)的八边形带，主图案的宽度的中心与辅助图案的宽度方向的中心之间的距离即距离P为3.25(μm)。
辅助图案是在透明基板上形成半透光膜而成的。该半透光膜的对g线波长的透射率T为45(％)，相移量为180度。另外，包围主图案及辅助图案的遮光部实质上由不透过曝光用光的遮光膜(优选为OD>3)构成。
(参考例2)
如图1(d)所示的，参考例2的光掩模具备由形成在透明基板上的遮光膜图案构成的所谓二进制掩模的图案。在该光掩模中，由露出透明基板的透光部构成的正方形的主图案1被遮光部(优选为OD>3)3包围。主图案的直径W1(正方形的一条边)为2.0(μm)。
参考例1及2的光掩模均在被转印体上形成直径W2为1.5μm的孔图案，在仿真中适用的曝光条件如下。即，曝光用光为包括i线、h线、g线的宽波长范围，光强度比为，g：h：i＝1：1：1。
在曝光装置的光学系统中，孔径比NA为0.1，相干因子σ为0.5。形成在被转印体上的、用于掌握抗蚀剂图案的截面形状的正型光致抗蚀剂的膜厚为1.5μm。
在上述条件下，各转印用图案的性能评价在图1(e)中示出。
[光掩模的光学评价]
例如，为了将直径小的微细的透光图案转印到被转印体上，透过光掩模后的曝光用光通过形成在被转印体上的空间像而实现的透射光强度分布曲线的分布必须良好。具体地，形成透射光强度分布的峰值的倾斜尖锐，实现接近垂直的上升及峰值的光强度的绝对值高(在周围形成有副峰值的情况下，相对于其强度而相对地足够高)等非常重要。
进一步定量地，当从光学性能来评价光掩模时，可利用如下的指标。
(1)焦点深度(Depths of Focus：DOF)
用于使相对于目标CD的变动幅度处于规定范围内(在此，±15％的范围内)的焦点深度的大小。如果DOF的数值高，则不容易受到被转印体(例如显示装置用的面板基板)的平坦度的影响，能够可靠地形成微细的图案，能够抑制其CD偏差。
(2)曝光宽容度(EL：Exposure Latitude)
用于使相对于目标CD的变动幅度处于规定范围内(在此，±15％的范围内)的、曝光用光强度的宽容度。
鉴于以上内容，对仿真对象的各采样的性能进行评价的情况如图1(e)所示，参考例1的光掩模的焦点深度(DOF)与参考例2相比非常优异，光掩模不容易受到被转印体的平整度等的影响，呈现出图案的稳定的转印性。
另外，参考例1的光掩模在EL中也呈现出10.0(％)以上的优异的数值，即，相对于曝光用光量的变动，可实现稳定的转印条件。
并且，参考例1的光掩模的Dose值(用于形成目标尺寸的图案的照射光量)相对于参考例2而言相当小。这呈现出在参考例1的光掩模的情况下，即便在进行大面积的显示装置的制造时，曝光时间也不会增加或曝光时间也能够缩短的优点。
[关于在光掩模I产生的缺陷]
图2表示在曝光上述光掩模I(参考例1，图2的(a))时，形成在被转印体上的光学像的光强度分布曲线(图2的(b))。特别是，图2的(b)是在图2的(a)中的单点划线部分中在正焦时及25μm和50μm散焦时的光强度分布曲线。此外，在图2的(b)中，省略这些散焦量中的μm的记载，+表示靠近正焦的方向，-表示远离正焦的方向。与主图案对应的中央的主峰值非常高且陡峭。另外，在两侧产生的副峰值与主峰值的强度差足够大，因此对主图案的转印不产生影响，另外，散焦对CD变动的影响也小。
另外，图3示出光掩模I所具备的八边形带的辅助图案上产生缺陷的情况下的光学像的光强度分布曲线。图3的(a)表示在光掩模I所具备的八边形带的辅助图案的一部分产生白缺陷FW的情况。在此，如图4所示，关于在将辅助图案通过中心角而划分的分区(以下，还称为中心角分区)中的一个分区(在此，将八边形带的辅助图案8等分而成的分区中的1个分区，即整体的1/8分区，参照图4)产生白缺陷的情况，研究了其转印性。如图3的(b)所示，除了光强度分布的主峰值的光强度比图2的(b)弱之外，主峰值和副峰值的光强度的差较小，特别是，在散焦时，不能避免副峰值对被转印体上的抗蚀剂产生的影响(对抗蚀剂图案的损伤)。因此，产生不容易忽略在辅助图案产生的白缺陷的影响的情况。这样的现象在辅助图案为八边形带以外的多边形体、圆形带时，也同样地发生。
图3的(c)表示在光掩模I所具备的八边形带的辅助图案的一部分(与上述同样为1/8分区)产生黑缺陷FB的情况，图3的(d)表示此时的光学像的光强度分布曲线。例如在制造工序中，在残留有半透光膜上的遮光膜的情况下等容易发生这样的黑缺陷。但是，如果是该黑缺陷，则在光学像的光强度分布中，主峰值的光强度稍微下降，但估计在转印性上不会发生较大的问题。即，在辅助图案上产生的缺陷无论是黑缺陷，还是白缺陷，在降低被转印体上形成的光强度分布的峰值这一点上，会损坏光学性能，而与黑缺陷相比，白缺陷对主图案的转印性产生较大的影响。换言之，图3的(d)所示的黑缺陷的情况下的光强度分布的峰值比图3的(b)所示的白缺陷的情况下的光强度分布的峰值高，山的倾斜也陡峭。关于这一点，认为不限于八边形带的辅助图案，在隔着遮光部而将主图案的周围包围的辅助图案的情况下也相同。
本发明人基于上述知识，对在光掩模I上产生的缺陷的修正方法进行了研究。即，对至少部分地恢复由于缺陷而下降的转印用图案的光学性能的方法进行了研究。
另外，一般情况下，将在光掩模图案上需要的膜脱落而导致该部分的透射光量增大的缺陷称为白缺陷，并将附着剩余物而导致透射光量减少的情况称为黑缺陷。本申请的说明书中，在这样的情况之外，在通过透明基板的挖掘而形成相移部的情况下，因挖掘不足而不能得到足够的相移效应的情况也成为白缺陷。这是因为，辅助图案相移效应下降，产生与上述白缺陷类似的作用。
[缺陷修正法1]
下面，通过仿真而计算八边形带的辅助图案中的整个1个分区产生黑缺陷的光掩模I(图5的(d))的转印性能(DOF，EL)，并将该计算结果与参考例1的正常的光掩模I(图5的(b))及参考例2的二进制掩模(图5的(c))进行了比较。比较结果在图5的(a)示出。
如在图1中所提及那样，二进制掩模能够以光掩模I的约1.5倍的Dose值(曝光时的照射光量)在被转印体上形成目标尺寸(1.5μm)的孔图案。但是，以最适于正常的光掩模I的Dose值(在此，82.0mJ/cm2)，没能形成目标尺寸的像。因此，为了形成目标尺寸的像，将主图案的直径扩大到2.28μm。图5的(a)的参考例2中标记为“注1”，这表示进行了如上所述的主图案的直径的变更。另外，在具有图3的(a)所示的白缺陷的转印用图案中，在上述曝光条件下，在被转印体上无法得到目标尺寸的转印像，无法计算出DOF、EL的值。
如图5的(a)所示，具备黑缺陷的实施例1的DOF及EL小于作为正常图案的参考例1。另一方面，该实施例1的DOF及EL超过参考例2(不具备辅助图案，仅通过主图案的扩大而获得目标尺寸)的二进制掩模，由此可知通过残留的辅助图案而发挥提高转印性的效果。因此，作为缺陷修正方法，指标为至少DOF及EL的任意项超过参考例2的二进制掩模的对应项。
并且，根据本发明人的研究，通过最近的曝光装置的性能提高，在EL为4％以上的情况下，可进行转印，另一方面，关于DOF，优选为通过显示装置制造用的大型基板的平整度等的影响而超过20μm。关于该两个参数，均优选为大的一方，在折衷的情况下，现实上多数优先考虑DOF。因此，为了获得DOF超过20μm且EL尽量大的条件，对缺陷修正方法进行了研究。
图6的(a)表示在光掩模I的辅助图案产生白缺陷的部位。该缺陷在辅助图案的8个分区A～H中的一个分区内产生。缺陷的发生区域在中心角分区中为1/8以下，作为辅助图案的丧失面积也为整个辅助图案的1/8以下。因此，对该白缺陷进行形成遮光性(例如OD>3)的补充膜16的修正(补充膜修正)(图6的(b))。补充膜覆盖白缺陷区域，并且是上述1个分区以内的区域。另外，补充膜可以是通过激光CVD而形成的CVD膜。因此，补充膜的成分与上述的遮光膜的成分不同。另一方面，通过进行这样的修正，从而能够得到不低于上述实施例1的转印性。
即，关于由于辅助图案上产生的白缺陷而下降的转印用图案的光学性能，通过在该白缺陷部分形成遮光性的补充膜而具备与遮光部相同的遮光性，从而至少能够部分地恢复光学功能。在此，光学性能中包括光强度分布曲线的峰值高度、DOF的大小、EL的大小。另外，包括如下情况：规定尺寸(目标CD的±15％的范围)的转印像从未形成在被转印体上的状态变成形成在被转印体上的状态。
另外，关于上述缺陷修正法1，对图1(b)所示的光掩模I进行了说明，但关于图1(c)的变形例所示的光掩模，也可以进行同样的修正。在该情况下，对于应在透明基板具备挖掘部分的辅助图案的因挖掘不足而产生的白缺陷，能够实施上述的补充膜形成而进行修正。
[缺陷修正法2]
图7表示在光掩模的辅助图案的2个分区(中心角分区的2/8)产生黑缺陷的例子。该黑缺陷可以是因对所发生的白缺陷形成补充膜而产生的黑缺陷。
但是，与缺陷修正法1不同，辅助图案的丧失面积也达到中心角分区的2/8，其影响更大，因此以该状态有可能不能满足DOF为20μm。认为其原因是：正常的光掩模I中，辅助图案所形成的光强度分布中出现的一部分透射光有助于增加由主图案的透射光实现的光强度，相对于此，当辅助图案的缺损超过其面积的1/8时，不能充分地帮助增加上述光强度。实际上，根据本发明人的研究，如图7所示，在2个分区产生黑缺陷的情况下，在与上述相同的曝光条件下，无法形成目标尺寸的转印像，因此也无法计算出DOF、EL。
因此，在实施例2～4中，对产生了中心角分区的2/8的黑缺陷的光掩模I，进行了扩张主图案的尺寸的修正(扩张修正)，以弥补所丧失的通过辅助图案的对主图案的光强度增加的作用。即，代替对产生了缺陷的辅助图案实施修正，将主图案作为对象，实施了扩张修正。由此，不需要在黑缺陷区域形成具备规定的透射率、相位差的修正膜。可通过使四边形(在此，正方形)的主图案的四条边中的至少一条边向遮光部侧后退而进行主图案的尺寸扩张。
在实施例2～4中，在不变更主图案的重心位置的情况下，相对于由虚线所示的正常的主图案的轮廓(正方形)，使主图案的彼此相对的两条边分别以相同的尺寸向遮光部侧后退，由此扩张了主图案的尺寸(图7的(a)，图8的“两侧”)。在实施例5～7中，在不变更主图案的重心位置的情况下，相对于由虚线所示的正常的主图案的轮廓，使主图案的四条边分别以相同的尺寸向遮光部侧后退，将主图案的尺寸扩张(图7的(b)，图8的“四边”)。另外，在实施例8～10中，相对于由虚线所示的正常的主图案的轮廓，使主图案的一条边向遮光部侧后退而扩张了主图案的尺寸(图7的(c)，图8的“重心移动”)。在实施例8～10中，主图案的重心位置向扩张边侧移动。
此外，主图案的尺寸扩张方法也可以是图示方式以外的扩张方法。例如，也可以使正方形的主图案的相邻的2条边分别向遮光部侧后退。
可通过利用激光CVD装置的激光烧蚀或利用FIB装置的离子束蚀刻，将位于主图案的一条边的遮光膜的边缘部分去除规定尺寸量，而进行主图案的尺寸扩张。
对这样进行了修正的光掩模I，通过仿真而计算出DOF、EL。该计算结果在图8中示出。另外，通过在辅助图案上产生了缺损的分区的位置，可估计到光强度的空间像形状发生变化，在此，计算出X方向、Y方向的DOF及EL的值，而在评价时分别将其中的小的值示于图中。
根据图8，在适用了任意的扩张方法的情况下，通过在上述的曝光条件下实施扩张修正，都能够在被转印体上得到转印像(孔图案)，并得到此时的DOF及EL。即，通过扩张修正，可看到由于缺陷发生而丧失的光学性能的恢复。并且，在相对于辅助图案的丧失面积以恒定的比例扩张了主图案的面积时，可看到所希望的DOF的恢复倾向。在计算中，光掩模I的辅助图案1个分区的面积为3.5μm2。
图9表示光掩模的辅助图案的中心角分区的4/8缺损的情况。针对这样的缺陷，通过与实施例2～10相同的方法，将主图案的面积扩张而实施扩张修正的结果在图10的实施例11～19中示出。
图11表示光掩模的辅助图案的中心角分区的5/8缺损的情况。针对这样的缺陷，通过与实施例2～10相同的方法而扩张主图案的面积来实施扩张修正的仿真结果在图12的实施例20～28中示出。
通过上述记载可明确得知，在辅助图案的中心角分区的2/8以上产生缺损的黑缺陷的情况下，如果目标尺寸的孔图案不形成在被转印体上，则当进行如上所述的扩张修正时，至少能够部分地恢复丧失的光学性能。即，辅助图案的丧失面积超过1/8时，主图案的扩张修正能够有效地恢复光学性能。
另外，上述对在多个连续的中心角分区产生黑缺陷，辅助图案的一部分缺损的情况进行了说明。另一方面，假设在多个中心角分区的位于不连续的位置的部分产生黑缺陷情况。因此，在不连续的各种缺陷位置的情况下，也对在被转印体上形成的光强度分布的变化和对此的主图案的扩张修正的效果进行了光学仿真。其结果，由于不连续的缺陷，增加主图案的透射光所形成的光强度分布的辅助图案的功能部分丧失的倾向，与上述连续的情况大致相同，另外，通过上述主图案的扩张修正，同样可看到下降的功能的恢复。
进行主图案的扩张修正时的扩张方向可以是四个方向、2个方向、1个方向中的任一种。但是，优选为，主图案的扩张修正在主图案的外缘的任意部分不与残留的辅助图案接触的范围内进行。
另外，根据本发明人的研究，由于黑缺陷的发生，被转印体上的光强度分布的峰值下降，该下降倾向与由于黑缺陷而丧失的辅助图案面积实质地成比例。在此，通过进行主图案的扩张修正，从而下降的光强度的峰值位置朝向恢复方向。但是，优选为，在不超过无缺陷的情况下得到的光强度的峰值高度(基准)的范围内进行扩张修正。由此，可避免EL的显著下降。
另外，从图8、图10、图12的结果来看，主图案的扩张面积(增加面积)S2相对于丧失的辅助图案的面积S1的比率(S2/S1)大于零，优选为5％以下，特别是，当比率(S2/S1)为2.5％～5％时，DOF和EL的恢复效果均可看到。下面，由百分率(100×S2/S1)来标记比率(S2/S1)。
关注DOF，当在2～5个分区的辅助图案缺损的各个实施例组中进行评价时，在比率S2/S1为4.3～4.6％时有利。关注EL，当在上述各缺损的实施例组中进行评价时，在比率S2/S1为2.5～4.1％时有利。另外，重视DOF和EL的平衡，当在上述各缺损的实施例组中进行评价时，在比率S2/S1为3.4～4.1％时有利。
因此，在比率S2/S1为3.4～4.6％时，可以说获得重视DOF的优选的转印性。
另外，可知本发明的修正方法在辅助图案的缺损为中心角分区的4/8以下时，能够更有效地发挥作用。
在此，通过主图案的尺寸扩张面积，进行DOF、EL的恢复，另一方面，主图案的扩张方法与DOF、EL的恢复之间未见大的相关性。即，可以认为根据辅助图案的缺损面积，其区域的透射光的改善(与主图案的透射光之间的光的干渉)受损，根据主图案的扩张修正的面积，产生转印性能的恢复，在两者的面积上存在相关性。特别是，在直径W1(μm)为曝光装置的析像极限以下的情况下(例如W1≤3)，与主图案的形状相比，通过光的透过面积而控制转印性能。
因此，扩张修正后的主图案的形状既可以是正方形，也可以是长方形，但根据扩张尺寸，主图案与辅助图案接触，有时在两者之间难以维持适当的尺寸的遮光部，因此优选为正方形。在难以发生主图案与辅助图案之间的接触的情况下(例如，在扩张方向的辅助图案缺损的情况下)，扩张修正后的主图案的形状也可以是长方形。
另外，关于图1(b)所示的光掩模I而对上述缺陷修正法2进行了说明，但对于图1(c)的光掩模，也同样可适用。在该情况下，在发生了在透明基板应具备挖掘部分的辅助图案上存在遮光膜、杂质而形成的黑缺陷或对因挖掘不足而产生的白缺陷形成遮光性的补充膜所致的黑缺陷时，对主图案适用上述的扩张修正，可实现转印性能的恢复。
本发明包括具备以下的特征的光掩模。
一种在透明基板上形成转印用图案而成的光掩模，所述转印用图案具备由透光部构成的直径为W1的主图案和配置在所述主图案的附近且不被曝光装置析像且具备宽度d(μm)的辅助图案。在主图案为孔图案，特别是孤立孔图案时，能够显著地获得本发明的效果。
所述转印用图案还包括构成除了所述主图案和辅助图案之外的区域的遮光部，所述遮光部是在所述透明基板上至少形成遮光膜而成的。
所述辅助图案配置在隔着所述遮光部而包围所述主图案的周围的多边形带的区域内，并由在所述透明基板上形成半透光膜而成的相移部构成，该半透光膜具备将曝光用光的代表波长的光相移大致180度的相位特性，且具有针对所述代表波长的光的透射率T(％)，在所述多边形带的面积的1/8以下的区域形成有所述遮光膜或遮光性的补充膜。
或者，所述辅助图案配置在隔着所述遮光部而包围所述主图案的周围的多边形带的区域内，并通过将所述透明基板表面挖掘规定深度，而具有使辅助图案的透射光与主图案的透射光之间具备大致180度的相位差的相移部，并且在所述多边形带的面积的1/8以下的区域形成有所述遮光膜或遮光性的补充膜。
所述光掩模包括对上述光掩模I实施本发明的修正的光掩模，在俯视观察时，其结构在图5的(d)所示的实施例1的光掩模或图6的(b)所示的光掩模中例示。
另外，本发明包括以下的结构的光掩模。
一种在透明基板上形成转印用图案而成的光掩模，所述转印用图案具备由透光部构成的直径为W1的主图案和配置在所述主图案的附近且不被曝光装置析像且具备宽度d(μm)的辅助图案。
所述转印用图案还包括位于除了所述主图案和所述辅助图案之外的区域、将所述主图案及所述辅助图案包围的遮光部，所述遮光部是在所述透明基板上形成遮光膜而成的。
所述辅助图案配置在隔着所述遮光部而将所述主图案的周围包围的多边形带的区域内，并由在所述透明基板上形成半透光膜而成的相移部构成，该半透光膜具有将曝光用光的代表波长的光相移大致180度的相位特性，并且具有针对所述代表波长的光的透射率T(％)，在所述多边形带的区域内形成有所述遮光膜或遮光性的补充膜，并且在所述主图案的周缘的至少一部分具备将所述遮光膜去除规定宽度而成的激光烧蚀截面或离子束蚀刻截面。
或者，所述辅助图案配置在隔着所述遮光部而包围所述主图案的周围的多边形带的区域内，并通过将所述透明基板表面挖掘规定深度，具备使辅助图案的透射光与主图案的透射光之间具备大致180度的相位差的相移部，在所述多边形带的区域内形成有所述遮光膜或遮光性的补充膜，并且在所述主图案的周缘的至少一部分具备将所述遮光膜去除规定宽度而成的激光烧蚀截面或离子束蚀刻截面。
激光烧蚀截面是指，通过激光烧蚀而将遮光膜或补充膜的一部分去除时形成于其边缘的截面。另外，离子束蚀刻截面是指，通过聚焦离子束(Focused Ion beam)而去除了遮光膜或补充膜的一部分时形成于其边缘的截面。这样的图案边缘呈现与正常图案所具有的遮光膜的边缘(通过湿蚀刻而形成的边缘)不同的截面状态，是通过修正装置而形成的边缘。
上述光掩模包括对上述光掩模I实施本发明的修正而得的光掩模，在俯视观察时，其结构在图7的(a)～(c)所示的光掩模中例示。
本发明的光掩模对图1(b)所示的光掩模Ⅰ或图1(c)所示的变形例的光掩模实施了修正，其结果可以是同时具备实施了扩张修正的转印用图案和正常的转印用图案的情况。此时，实施了修正的转印用图案的主图案和正常的转印用图案的主图案的形状(例如，直径、纵横比)不同，前者的面积可大于后者的面积。
另外，本发明包括光掩模的制造方法，该制造方法包括上述的修正方法。
在上述的光掩模I的制造方法中，在所形成的半透光部上产生缺陷时，可适用本发明的修正方法。在该情况下，例如，在图14的(f)所示的第2抗蚀剂剥离工序之后，设置缺陷检查工序及修正工序，并在该修正工序中适用本发明的修正方法即可。
本发明包括显示装置的制造方法，该制造方法具备如下的工序：在上述的本发明的光掩模上，通过曝光装置而进行曝光，并在被转印体上转印所述转印用图案。
本发明的显示装置的制造方法首先准备上述的本方式的光掩模。接下来，将所述转印用图案曝光，并在被转印体上形成直径W2为0.6～3.0μm的孔图案。
作为所使用的曝光装置，可以是进行等倍的投影曝光的方式，优选为如下情况。即，一种作为FPD(Flat Panel Display：平板显示器)用而使用的曝光装置，其结构如下：光学系统的数值孔径(NA)为0.08～0.15(相干因子σ为0.4～0.9)，具备包括i线、h线及g线中的至少一个的曝光用光的光源。但是，当然也可在数值孔径NA为0.10～0.20这样的曝光装置中适用本发明而获得发明的效果。
另外，所使用的曝光装置的光源可以使用变形照明(在此，是指将相对于光掩模而垂直地入射的光成分遮蔽的光源，包括环形照明等的斜入射光源)，但通过非变形照明，可获得本发明的优异的效果。
关于适用本发明的光掩模的用途，不作特别限定。本发明的光掩模可以是在包括液晶显示装置、EL显示装置等的显示装置的制造中可优选使用的透射型的光掩模。
另外，在本说明书中，显示装置是指，包括用于构成显示装置的显示装置用设备的装置。
根据使用了使透射光的相位反转的辅助图案的本发明的光掩模，可控制透过主图案和辅助图案这两者的曝光用光的相互干渉，大幅改善透射光所形成的空间像的分布。
作为能够有利于得到这样的作用效果的用途，将本发明的光掩模利用于形成在液晶、EL装置中大多使用的接触孔等孤立的孔图案是有利的。作为图案的种类，通常将密集(Dense)图案和孤立图案区分而称呼，密集(Dense)图案是以恒定的规则配置多个图案由此使这些图案相互地产生光学影响的图案，孤立图案的周围不存在这样的规则性地配置的图案。本发明的光掩模特别优选适用于要在被转印体上形成孤立图案的情况。
在不破坏本发明的效果的范围内，可在适用本发明的光掩模上使用附加性的光学膜、功能膜。例如，为了防止遮光膜所具有的光透射率对检查、光掩模的位置探测带来障碍的缺陷，可构成为在转印用图案以外的区域形成遮光膜的结构。另外，可在半透光膜、遮光膜的表面设置用于降低描绘光、曝光用光的反射的反射防止层。并且，也可在半透光膜的背面设置反射防止层。
(标号的说明)
1…主图案
2…辅助图案
3…遮光部
4…透光部
5…相移部(半透光部)
10…透明基板
11…半透光膜
12…遮光膜
12p…遮光膜图案
13…第1光致抗蚀剂膜
13p…第1抗蚀剂图案
14…第2光致抗蚀剂膜
14p…第2抗蚀剂图案
16…补充膜
20…挖掘部
30…光掩模胚料
FW…白缺陷
FB…黑缺陷

Claims (27)

1.一种光掩模的修正方法，该光掩模具备在透明基板上形成的转印用图案，
该光掩模的修正方法的特征在于，
所述转印用图案包括：
主图案，其由透光部构成，直径为W1(μm)；
辅助图案，其配置在所述主图案的附近，不被曝光装置析像，具备宽度d(μm)；及
遮光部，其构成除了所述主图案和所述辅助图案之外的区域，
所述遮光部是在所述透明基板上至少形成遮光膜而成的，
所述辅助图案具有针对曝光用光的代表波长的光的透射率T(％)，并隔着所述遮光部而将所述主图案的周围包围，
所述代表波长的光在所述辅助图案上的透射光相对于所述代表波长的光在所述主图案上的透射光，相位差为大致180度，
在所述辅助图案产生黑缺陷时，进行扩张所述主图案的宽度的扩张修正。
2.根据权利要求1所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述扩张修正使由于产生所述黑缺陷而下降的所述转印用图案的光学性能至少恢复一部分。
3.根据权利要求2所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述光学性能包括所述转印用图案的透射光在被转印体上形成的光强度分布的峰值高度、焦点深度及曝光宽容度中的任意项。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述黑缺陷超过所述辅助图案的面积的1/8。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述辅助图案是在所述透明基板上形成半透光膜而成的，该半透光膜具有针对所述代表波长的光的透射率T(％)，并且具备将所述代表波长的光大致偏移180度的相位特性。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述黑缺陷是由于在所述辅助图案中产生的白缺陷部分上形成遮光性的补充膜而产生的黑缺陷。
7.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
通过所述扩张修正而增加的主图案的面积为由于所述黑缺陷而丧失的辅助图案的面积S1的5％以下。
8.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述扩张修正是通过使正方形的主图案的四条边中的至少一条边向遮光部侧后退而进行的。
9.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述扩张修正是通过激光烧蚀或离子束蚀刻而去除遮光膜的边缘而进行的。
10.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述辅助图案配置在所述主图案的附近，通过透过所述辅助图案的光，使透过所述主图案的所述曝光用光在被转印体上形成的光强度分布发生变化，从而增加焦点深度。
11.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述转印用图案满足下述的式(1)
0.8≤W1≤4.0…(1)。
12.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述转印用图案满足下述的式(2)
Figure FDA0003284224050000021
13.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
在将所述主图案的中心与所述辅助图案的宽度方向的中心之间的距离设为P(μm)时，所述转印用图案满足下述的式(3)
1.0<P≤5.0…(3)。
14.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述辅助图案的形状是以所述主图案的重心为中心的多边形带。
15.根据权利要求1-3中的任一项所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述转印用图案在被转印体上形成孔图案。
16.根据权利要求15所述的光掩模的修正方法，其特征在于，
所述孔图案为孤立孔图案。
17.一种光掩模，其是在透明基板上形成转印用图案而成的，
该光掩模的特征在于，
所述转印用图案包括：
主图案，其由透光部构成，直径为W1(μm)；
辅助图案，其配置在所述主图案的附近，不被曝光装置析像，具备宽度d(μm)；及
遮光部，其构成除了所述主图案和所述辅助图案之外的区域，
所述遮光部是在所述透明基板上至少形成遮光膜而成的，
所述辅助图案配置在隔着所述遮光部而包围所述主图案的周围的多边形带的区域内，且由在所述透明基板上形成半透光膜而成的相移部构成，该半透光膜具有使曝光用光的代表波长的光相移大致180度的相位特性，并且具有针对所述代表波长的光的透射率T(％)，
在所述多边形带的区域内形成有所述遮光膜或由与所述遮光膜不同的材料构成的遮光性的补充膜，
在所述主图案的周缘的至少一部分具备通过将所述遮光膜去除规定宽度使所述主图案的宽度扩张而形成的激光烧蚀截面或离子束蚀刻截面。
18.根据权利要求17所述的光掩模，其特征在于，
所述主图案为长方形，在其四条边中的至少一条边具有所述激光烧蚀截面或离子束蚀刻截面。
19.根据权利要求17所述的光掩模，其特征在于，
所述主图案为正方形，在其四条边中的至少两条边具有所述激光烧蚀截面或离子束蚀刻截面。
20.根据权利要求17-19中的任一项所述的光掩模，其特征在于，
所述辅助图案配置在所述主图案的附近，通过透过所述辅助图案的光，使透过所述主图案的所述曝光用光在被转印体上形成的光强度分布发生变化，从而增加焦点深度。
21.根据权利要求17-19中的任一项所述的光掩模，其特征在于，
所述转印用图案满足下述的式(1)
0.8≤W1≤4.0…(1)。
22.根据权利要求17-19中的任一项所述的光掩模，其特征在于，
所述转印用图案满足下述的式(2)
Figure FDA0003284224050000041
23.根据权利要求17-19中的任一项所述的光掩模，其特征在于，
在将所述主图案的中心与所述辅助图案的宽度方向的中心之间的距离设为P(μm)时，所述转印用图案满足下述的式(3)
1.0<P≤5.0…(3)。
24.根据权利要求17-19中的任一项所述的光掩模，其特征在于，
所述转印用图案是显示装置制造用图案。
25.一种光掩模的制造方法，该制造方法包括根据权利要求1-16中的任一项所述的光掩模的修正方法。
26.一种显示装置的制造方法，该制造方法使用通过权利要求1-16中的任一项所述的修正方法得到的光掩模，将包括i线、h线、g线中的至少一个的曝光用光照射到所述转印用图案，由此在被转印体上进行图案转印。
27.一种显示装置的制造方法，该制造方法使用权利要求17-24中的任一项所述的光掩模，将包括i线、h线、g线中的至少一个的曝光用光照射到所述转印用图案，由此在被转印体上进行图案转印。
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