CN111077725A - 光掩模、光掩模的制造方法以及电子设备的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供光掩模、光掩模的制造方法以及电子设备的制造方法，能够使用接近曝光装置来进行保真度高的图案转印。光掩模(10)是一种接近曝光用的光掩模，其具有对形成在透明基板上的透射控制膜进行图案形成而构成的转印用图案，其中，所述转印用图案具有：透射控制部，其是在所述透明基板上形成透射控制膜而构成的；以及透光部，在该透光部中所述透明基板露出。所述透射控制部对于对所述光掩模进行曝光的曝光光具有超过180度的相移量。

Description

光掩模、光掩模的制造方法以及电子设备的制造方法
技术领域
本发明涉及光掩模、光掩模的制造方法以及电子设备的制造方法。
背景技术
在平板显示器和半导体集成电路等电子设备的制作中使用光掩模，该光掩模具有转印用图案，该转印用图案是在透明基板的一个主表面上对遮光膜等光学膜进行图案形成而构成的。
特别是，作为半导体集成电路(以下，称为LSI：Large-scale IntegratedCircuit，大规模集成电路)制造用光掩模，已知有半色调型相移掩模。该光掩模采用使二元掩模中的遮光区域成为具有图案不转印的程度的透射率的遮光区域、并使透射的光的相位移动180度的结构，使分辨率性能提高(非专利文献1)。
另一方面，在图像显示装置中，也期望增大像素数并且具有更高的分辨率的图像显示装置，因此，尝试在图像显示装置的制造中使用相移掩模(专利文献1)。
此外，已知有在平板显示器的制造中使用的多灰度的半色调掩模。例如，在透明基板上具有透射率为20～50％、相位差为60～90度的半透射膜图案和遮光膜图案。通过使用这样的多灰度的半色调掩模，能够通过1次的曝光形成膜厚根据位置而不同的光抗蚀剂图案，能够削减平板显示器的制造工序中的光刻的工序数量，能够减少制造成本。这样的用途的半色调掩模能够利用透明基板、半透射膜和遮光膜实现3个灰度，并且还能够实现使用了透射率不同的多个半透射膜的4个灰度以上的半色调掩模(专利文献2)。
专利文献1：日本特开2014-092727号公报
专利文献2：日本特开2018-005072号公报
非专利文献1：田邉功、竹花洋一、法元盛久著、「フォトマスク電子部品製造的基幹技術」、初版、東京電機大学出版局、2011年4月20日、p.245-246
发明内容
在平板显示器的制造工序中，有时应用接近(proximity)曝光方式。当与投影(projection)曝光装置进行比较时，接近曝光装置在分辨率性能方面不及投影曝光装置，但由于在光掩模与被转印体(显示器基板等)之间不设置成像光学系统，由此，装置结构简单，装置导入比较容易，并且制造上的成本优势高。根据这样的理由，接近曝光装置主要应用于在液晶显示装置的滤色器(CF：Color Filter)中使用的黑色矩阵或黑色条纹或者光学间隙子(PS：Photo Spacer)的制造。此外，也可以用于有机EL显示装置的黑色矩阵等。
另一方面，根据平板显示器的像素密度增大、明亮度增大、节省电力的期望，在制造工序中使用的光掩模中，转印用图案的细微化趋势也较显著。如果在细微的图案的转印中使用投影曝光方式，则分辨率是有利的，但是失去了接近曝光方式的上述优点，因此，应用接近曝光方式并精致地转印细微的图案是新的课题。
本发明的第1方式是一种接近曝光用的光掩模，该接近曝光用的光掩模具有对形成在透明基板上的透射控制膜进行图案形成而构成的转印用图案，其中，
所述转印用图案具有：透射控制部，其是在所述透明基板上形成透射控制膜而构成的；以及透光部，在该透光部中所述透明基板露出，
所述透射控制部对于对所述光掩模进行曝光的曝光光具有超过180度的相移量。
本发明的第2方式是一种接近曝光用的光掩模，该接近曝光用的光掩模具有对形成在透明基板上的透射控制膜进行图案形成而构成的转印用图案，其中，
在利用具有波长为313nm～365nm的波段内的波长的曝光光进行接近曝光用的光掩模中，
所述转印用图案具有：透射控制部，其是在所述透明基板上形成透射控制膜而构成的；以及透光部，在该透光部中所述透明基板露出，
所述透射控制部对于波长为365nm的光具有超过180度的相移量。
本发明的第3方式在第1方式或第2方式的光掩模中，
该光掩模为负型感光性材料曝光用。
本发明的第4方式在第1方式～第3方式中的任意一个的光掩模中，
所述透射控制部的针对曝光光的透射率为10％以下。
本发明的第5方式在第1方式～第4方式中的任意一个的光掩模中，
所述转印用图案具有宽度为3μm～10μm的线状的透光部。
本发明的第6方式在第1～第4方式中的任意一个的光掩模中，
所述转印用图案是如下的图案：在被转印体上的负型感光性材料上形成10μm以下的宽度的线状的图案。
本发明的第7方式在第1方式～第6方式中的任意一个的光掩模中，
所述转印用图案具有所述透射控制部和所述透光部规则地排列的重复图案，所述重复图案的重复间距为10μm～35μm。
本发明的第8方式在第1方式～第7方式中的任意一个的光掩模中，
所述转印用图案具有所述透射控制部和所述透光部规则地排列的重复图案，并且所述透射控制部具有被封闭线包围的形状。
本发明的第9方式在第1方式～第7方式中的任意一个的光掩模中，
所述所述转印用图案具有所述透射控制部规则地排列的重复图案，并且所述透射控制部为四边形。
本发明的第10方式在第1方式～第9方式中的任意一个的光掩模中，
所述透射控制部对于曝光光具有255度以上的相移量。
本发明的第11方式在第1方式～第10方式中的任意一个的光掩模中，
所述透射控制部对于曝光光具有300度以上的相移量。
本发明的第12方式在第1方式～第11方式中的任意一个的光掩模中，
所述透射控制部对于曝光光具有330度以下的相移量。
本发明的第13方式在第1方式～第12方式中的任意一个的光掩模中，
所述转印用图案为黑色矩阵或黑色条纹形成用图案。
本发明的第14方式的特征在于，在第1方式～第13方式中的任意一个的光掩模中，
所述转印用图案是在所述透明基板上仅对所述透射控制膜进行图案形成而构成的。
本发明的第15方式是一种接近曝光用的光掩模的制造方法，该光掩模具有对形成在透明基板上的透射控制膜进行图案形成而构成的转印用图案，其中，该光掩模的制造方法具有以下工序：
准备工序，准备在所述透明基板上形成有所述透射控制膜的光掩模坯体；以及
图案形成工序，对所述透射控制膜实施图案形成，形成所述转印用图案，
所述转印用图案具有：透射控制部，其是在所述透明基板上形成所述透射控制膜而构成的；以及透光部，在该透光部中所述透明基板露出，
所述透射控制部对于对所述光掩模进行曝光的曝光光具有10％以下的透射率和超过180度的相移量。
本发明的第16方式是一种平板显示器用的电子设备的制造方法，该电子设备的制造方法具有以下工序：
准备工序，准备第1方式～第14方式中的任意一项所记载的光掩模；以及
转印工序，利用接近曝光装置对所述光掩模进行曝光，将所述转印用图案转印至形成在被转印体上的负型感光性材料膜上，
在所述转印工序中，应用将接近间隔设定为50μm～200μm的范围的接近曝光。
根据本发明，可以提供光掩模，该光掩模用于使用接近曝光装置更加准确地转印光掩模的转印用图案。
附图说明
图1是示出用于形成黑色矩阵的转印用图案的一例的图。
图2是示出在构成被转印体的玻璃基板上形成有黑色矩阵的状态的剖面说明图。
图3是示意性示出接近曝光装置的结构的说明图。
图4是例示在假设将图1所示的转印用图案忠实地转印至被转印体上的情况下，形成在被转印体上的黑色矩阵的形状的图。
图5是示出在对具有图1所示的转印用图案的二元掩模进行接近曝光并转印至被转印体上时，由于光的衍射、干涉的作用而导致形状发生了劣化的情况下的转印像的图。
图6是说明光掩模10和通过接近曝光形成的转印像的说明图。
图7是利用差值S的数值和形状差异的分布示出关于具有图1的形状、表1的尺寸的转印用图案，设接近间隔G为100μm并使透射控制部的相移量发生变化时的对转印像的影响的图。
图8示出在模拟中对接近间隔G为150μm的情况下的保真度进行研究所得的结果。
图9是说明模拟结果的显示方法的说明图。
图10是说明模拟结果的说明图。
图11是说明模拟结果的说明图。
图12是说明模拟结果的说明图。
图13示出计算在被转印体上所形成的转印像的对比度Co所得的结果。
图14示出黑色矩阵形成用的转印用图案的另一例。
图15示出在假设将图14所示的转印用图案忠实地转印至被转印体上的情况下，形成在被转印体上的黑色矩阵的形状。
图16示出在针对图14所示的转印用图案进行接近曝光的情况下进行与图7、8中所进行的光学模拟相同的光学模拟的结果。
图17是示出在针对图14所示的转印用图案进行接近曝光的情况下进行与图7、8中所进行的光学模拟相同的光学模拟的结果的图。
图18是说明进行与图9至图11相同的模拟的结果的说明图。
图19是说明进行与图9至图11相同的模拟的结果的说明图。
图20是说明进行与图9至图11相同的模拟的结果的说明图。
图21是示出在接近曝光中透过光掩模后的曝光光到达被转印体上的任意的一点的情形的示意图。
标号说明
10：光掩模；21：透明基板；35：转印用图案；36：透射控制部；37：透光部；50：接近曝光装置；51：被转印体；52：黑色矩阵；56：被转印体(玻璃基板)；57：光源；58：照明系统。
具体实施方式
在平板显示器等想要获得的电子设备的设计高精细化且密度增大时，如果仅是单纯地对用于制造电子设备的光掩模的转印用图案进行细微化，则会产生不良情况。例如，当使用接近曝光方式对具有细微的图案宽度(CD：Critical Dimension)的黑色矩阵的转印用图案进行曝光时，容易产生四边形的像素的角部变圆等、转印像中的图案形状的劣化。
图1示出用于形成黑色矩阵的转印用图案35的一例。该转印用图案35形成在透明基板21(参照图6)上，具有透射控制部36和透光部37。透光部37是透明基板21的表面露出的线状的部分。透射控制部36为在透明基板21上形成有透射控制膜的四边形的形状，隔着透光部37呈矩阵状地配置。即，被封闭的线所包围的形状(这里为具有4个角部的四边形)的透射控制部36隔着透光部37在X方向和与该X方向垂直的Y方向上规则地以规定的间距排列。角部除了如图1所示那样为直角的情况以外，也可以如后述的实施例所示，为锐角或钝角。
但是，在现有的光掩模中，相当于透射控制部36的区域是形成为在透明基板21上形成有遮光膜的遮光部，并在对光掩模进行曝光时使曝光光实质上不透过的区域。该情况下，观察到如下趋势：随着图案细微化、CD变小，通过接近曝光转印至被转印体51(图3参照)上而获得的转印像的形状发生劣化，未忠实地反映转印用图案35的形状。
图5中例示在利用接近曝光装置50(参照图3)将由透光部和遮光部构成的现有光掩模转印至设置在被转印体51的表面上的负型感光性材料(以下，为了方便，也将感光性材料称作抗蚀剂)时获得的黑色矩阵52的形状。该例子是在对图1所示的转印用图案35进行曝光时未进行忠实的图案转印的情况下的一例。当与图1进行比较时，四边形的角部变圆，线状的部分的形状也产生了变化。
认为这是因为，在接近曝光时，在转印用图案35的边缘产生光的衍射，并且，由于光掩模与被转印体51的间隙(即、接近间隔(Proximity gap))，在被转印体51上产生复杂光的干涉。即，存在在被转印体51上形成的透射光的光强度分布未忠实地反映光掩模的转印用图案35的问题。特别在高精细的图案中，这样的趋势看起来显著。
另一方面，替代遮光膜，对于曝光光具有规定范围的光透射率并使曝光光的相位偏移180度的、所谓半色调型相移掩模在主要应用投影曝光的半导体装置制造用掩模(LSI掩模)的领域中被应用。因此，考虑通过使用该半色调型相移掩模作为接近曝光用的光掩模来更加准确地转印转印用图案35的可能性。因此，研究了形成使透射光的相位偏移180的相移膜作为图1中的透射控制部36时的、图案的转印性的提高。但是，如后述的实施方式所示，该效果不一定如预期的那样。
一般地，已知有在通过接近曝光形成转印像的原理中菲涅耳衍射起作用。图21是示出接近曝光中透过光掩模10后的曝光光到达被转印体51上的任意的一点的情形的示意图。在图21中，光波利用实线和虚线的周期结构来表示。实线表示波的山，虚线表示波的谷(也可以考虑将山和谷反转)。可知透过缝隙SL(Slit)后的光在边缘产生衍射(绕过)并前进，以各种相位到达被转印体51上的到达点。
到达点的任意一点(x，y)处的光的振幅信息U(x，y)通过以下的菲涅耳衍射式(1)来近似(J.W.Goodman,Introduction to Fourier Optics(3rd Edition),Roberts&Company Publishers(2016),p.66-67)。
在菲涅耳衍射式(1)中，ξ和η分别表示光掩模10上的X坐标和Y坐标。即，U(ξ，η)是光掩模10上的坐标(ξ，η)处的光的振幅信息。此外，z表示接近间隔，λ表示曝光光的波长，k表示波数，j表示虚数单位。
【公式1】
Figure BDA0002238910070000071
而且，对被转印体51上的规定面内的全部位置处的上述振幅信息U(x，y)进行综合而得到结果决定转印像的光强度分布，并转印至被转印体51上。
另一方面，认为优化被转印体51上的光的相位、振幅对于在对光掩模10的转印用图案35进行接近曝光时，提高所形成的转印像的分辨性能、忠实性是有用的。由此，认为有可能能够产生对于在已知的二元掩模中产生的菲涅耳衍射更加有利的光强度分布。
根据本发明人的研究，在考察上述内容时发现在投影曝光中使用的、半色调型相移掩模的相移量(180度)在接近曝光中不一定最佳。
而且，研究的结果是，在利用具有相移作用的透射控制膜形成接近曝光用的转印用图案35(例如图1中的透射控制部36)并且设该相移量为大于已知的半色调型相移掩模的值时，能够减少在被转印体51上获得的转印像的形状劣化并提高转印的忠实性。
[实施方式1]
本实施方式1的光掩模10构成为在主表面为长方形或正方形的板状的透明基板21(图6)的一个主面上设置规定的转印用图案35(图1)。透明基板21使用对合成石英等透明材料进行加工并将主表面研磨为平坦、平滑的透明基板。作为在平板显示器用的光掩模中使用的透明基板21，优选使用主表面的一边为300mm～2000mm、厚度为5mm～16mm的透明基板。
图1例示光掩模10具有的转印用图案35。转印用图案35包含：透射控制部36，其是在透明基板21上形成透射控制膜而构成的；以及透明基板21露出的透光部37。
这里，透射控制部36是短边的尺寸为B、长边的尺寸为C的长方形，在短边方向上隔开D的间隔、在长边方向上隔开E的间隔呈矩阵状地配置。即，各个透射控制部36隔着透光部37规则地排列，成为长边方向的间距(也称作长边间距)为Pm1(＝C+E)、短边方向的间距(也称作短边间距)为Pm2(＝B+D)的重复图案。在本实施方式1中，转印用图案35为在平板显示器中使用的黑色矩阵52(参照图4)用的图案，将图1中的沿纵横延伸的透光部37转印至被转印体51上的负型感光性材料，成为想要获得的黑色矩阵52。图2示出在构成被转印体51的玻璃基板56上形成有黑色矩阵52的状态的剖面说明图。
即，光掩模10为在被转印体上形成残存感光性材料的部分和不残存感光性材料的部分的2个灰度的光掩模，透射控制部36对应于现有的二元掩模的遮光部。
转印用图案35的各部分的尺寸(CD)例如优选如下。在图1中，纵向的线状透光部37(也称作长边缝隙)的宽度D优选为3≤D≤10(μm)，更优选为3≤D≤8(μm)，进一步优选为3≤D≤6(μm)。根据上述内容，在平板显示器中能够获得开口率高的良好的黑色矩阵52。即使是具有这样的细微CD的高精细图案，当应用本发明时，也可减少形状劣化，效果显著。
此外，在图1中，在横向上延伸的线状的透光部37(也称作短边缝隙)的宽度E可以与上述长边缝隙的宽度D相等，并且也可以比上述长边缝隙的宽度D大。
例如，也可以为3≤E≤30(μm)。
此外，可以设图1的重复图案的短边间距(重复间距)Pm2为10≤Pm2≤35(μm)。
更优选地，可以设为15≤Pm2≤35(μm)。在为该程度时，能够适当用于从250ppi至700ppi左右的高精细的显示器。
另一方面，长边间距Pm1优选大于上述Pm2。例如，可以设为30≤Pm1≤105(μm)。
另外，在接近曝光中，未设定投影倍率(即，等倍)，被转印体51上的长边间距Pp1、短边间距Pp2与上述Pm1、Pm2相同。
此外，在使用这样的转印用图案35进行接近曝光时，接近间隔G优选使用50μm～200μm左右。而且，根据本发明，即使在存在接近间隔G的面内不均匀的情况下，也可减少由此产生的转印像的面内不均匀。接近曝光的准直(Collimation)角优选设为1.5～2.5度左右。
考虑使用如上所述的转印用图案35，与上述宽度D的线状透光部37对应地在被转印体51上形成宽度为10μm以下的线状图案。例如，作为3μm～10μm宽度、更加细微的图案，考虑形成3μm～8μm宽度、进而3μm～6μm宽度的图案，形成细微宽度的黑色矩阵52。
在本实施方式1的光掩模10中，用于形成透射控制部36的透射控制膜对于对光掩模10进行曝光的曝光光具有使其相位偏移φ(度)的作用。即，透射控制膜的相移量为φ>180(度)。
另外，φ>180、即超过180度的相移量表示通过下述(2)式定义的相移量φ的范围。(2)式中的M表示不为负的整数。
180+360M<φ<360+360M(度)……(2)
这里，对光掩模10进行曝光的曝光光表示用于通过接近曝光装置50(图3)对转印用图案35进行曝光并转印的光，优选使用具有313nm～365nm的范围内的波长的光。在包含多个波长的曝光光中，能够将上述波长范围中包含的任意的波长(优选为具有强度峰值的波长)作为代表波长来作为上述相移量φ的基准。
例如，在使用包含313nm～365nm的范围内的波长的曝光光的情况下，可以设短波长侧的313nm为代表波长，也可以设接近上述波段的中央值的334nm为代表波长。此外，能够设位于上述波长范围的最长侧的365nm为代表波长。
并且，在曝光光包含多个波长的情况下，能够针对上述波长范围中包含的全部波长，设为φ>180。此外，关于以下所记载的优选的波长范围也同样如此。
因此，例如，光掩模10为用于通过包含波长313nm～365nm的波段内的波长的曝光光进行接近曝光的光掩模，上述透射控制部36可以设为对于最靠长波长侧的波长为365nm的光具有超过180度的相移量的光掩模。该情况下，实质上，对于曝光光中包含的上述波长范围的全部波长，透射控制部36的相移量超过180度。
或者，在曝光光的波长为包含365nm～436nm(i线、h线、g线)的波长情况下，也可以将最靠长波长侧的436nm作为代表波长，使与此相对的透射控制膜的相移量φ为φ>180。并且，也可以将在要使用的曝光光的波段中强度最大的波长作为代表波长。在设高压汞灯为曝光光源并使用i线、h线、g线的情况下，强度最大的一般为i线。
此外，用于形成透射控制部36的透射控制膜对于曝光光具有透射率T。该透射率T是设透明基板21为1.0(100％)时的数值。此外，这里所指的透射率能够设为是相对于与关于上述相移量φ所叙述的代表波长相同的代表波长的透射率。
透射控制膜的透射率T优选为0.1(10％)以下。例如，透射率T可以设为0.01≤T≤0.1。当T过小时，相对于已知的二元掩模而言，无法显著获得后述的提高保真度(Fidelity)效果。当T过大时，在透射控制部36中的、远离边缘的区域中，产生遮光性变得不充分的风险。
之后叙述透射控制膜的透射率T和相移量φ的详细内容。
在使用光掩模10形成平板显示器的黑色矩阵52时，在图1中，利用双点划线示出与构成该平板显示器的各像素彼此的边界线对应的线。在该例子中，一个像素包含红、绿和蓝的合计3个子像素，是一边的长度为A(＝Pm1)的正方形。在与图1中的透射控制部36对应的部分上分别形成1个子像素。
在平板显示器为液晶显示器的情况下，在对置配置的滤色器基板与TFT(Thin-Film-Transistor：薄膜晶体管)基板之间密封液晶来制作平板显示器。黑色矩阵52形成在滤色器基板的一个面上。例如，可以在与图1中的透射控制部36对应的部分形成红、绿和蓝的滤色器。
在平板显示器为有机EL(electro-luminescence)显示器的情况下，在设置有图1中的透射控制部36的部分形成红、绿和蓝的有机EL发光元件。
在任意情况下，黑色矩阵52防止子像素之间的混色、漏光，使平板显示器上显示的图像·影像清晰。为了实现不仅高精细、即各个像素小且像素密度大而且明亮的平板显示器，需要缩窄黑色矩阵52的宽度，(例如，3μm～10μm、更优选为3μm～8μm)，并且形成为如所设计那样的形状。
因此，优选将光掩模10所具有的转印用图案35的形状尽可能忠实(提高保真度)地反映至被转印体51上的转印像。这里，保真度是指光掩模10的转印用图案35的形状在被转印体51上维持的程度，例如，在转印用图案35的角部在被转印体51上的转印像中变圆的程度降低、或者转印用图案35的线状的部分在转印像中变粗或变细的程度降低的情况等下，可以说保真度提高。
如上所述，转印用图案35的被封闭的线所包围的透射控制部36隔着线状的透光部37配置。该透射控制部36通过使用光掩模10的曝光和显影，使被转印体51上的感光性材料洗脱，另一方面，在与包围该透射控制部36的透光部37对应的部分上形成由感光性材料构成的立体结构物(例如，黑色矩阵)。而且，本发明的光掩模10在提高该立体结构物的形状保真度方面具有优异的效果。
以下，以图1所示的A至E为表1所示的长度的情况为例进行说明。
[表1]
标号 尺寸(μm)
A 90
B 24
C 63
D 6
E 27
本发明的光掩模10的曝光中优选使用接近曝光装置50。图3是示意性说明接近曝光装置50的结构的说明图。接近曝光装置50在将从光源57射出的光经由照明系统58而照射到光掩模10的背面12侧时，使其透射到形成有转印用图案的表面11侧，到达被转印体51。在光掩模10与被转印体51之间设置有接近间隔G。
光源57可以为高压汞灯。高压汞灯在i线、h线、g线中具有较强的峰值，但是，本实施方式1的光掩模10的曝光中优选利用i线(波长λ＝365nm)和比i线更短波长侧的光谱组。例如，使用对于具有365nm、334nm和313nm的峰值的曝光光具有良好的感光度域的负型抗蚀剂是有用的。
图4例示在假定将图1所示的转印用图案35忠实地转印至被转印体51上的情况下，形成在被转印体51上的黑色矩阵52的形状。在使用负型感光性材料的情况下，相对于图1，黑白相反。这里，设图4的形状为理想状态的黑色矩阵。
另一方面，图5示出在对具有图1所示的转印用图案35的二元掩模进行接近曝光并转印至被转印体51上时，由于光的衍射、干涉的作用使得形状发生了劣化的情况下的转印像。例如，在将图1所示的透射控制部36作为遮光部的现有的光掩模中，容易产生这样的形状劣化。该情况下，与子像素对应的部分的角部变圆等，转印的忠实度(保真度)不够。
因此，在图1所示的转印用图案35中，使在透射控制部36中使用的透射控制膜成为具有规定的透射率T和相移量φ的透射控制膜时，通过使用菲涅耳衍射的光学模拟验证了转印像的保真度如何发生变化。
即，在通过接近曝光对上述转印用图案35进行了曝光时，通过光学模拟求出在被转印体51上形成的曝光光的光强度分布，发现更好的转印条件，并且研究了透射控制膜的透射率T和相移量φ对上述转印像的影响。
使用图6说明光掩模10和通过接近曝光来形成的转印像。图6的(a)示出沿着透射控制部36的短边方向剖切光掩模10后的示意剖面图。如使用图1所说明那样，设透射控制部36的宽度为B、透光部37的宽度为D。这里，与黑色矩阵52的宽度对应的D的尺寸为10μm以下的细微尺寸。
图6的(b)示出在通过接近曝光装置50从光掩模10的背面侧进行曝光时，在被转印体51上形成的光强度分布。横轴表示被转印体51上的位置，纵轴表示光强度。
光强度阈值Ith相当于通过显影在被转印体51上的负型感光性材料上形成宽度D的黑色矩阵52时的、光强度的阈值。这时，在考虑如显影行为能够二值化为完全可溶和完全不可溶的、理想的显影模型的情况下，Ith是负型感光性材料为完全不可溶的光强度的阈值。
在线条和空间图案(line and space pattern)等明暗交替重复的重复图案中，一般地，通过称作对比度的指标对转印像的好坏进行评价。对比度值越高，明部与暗部的光强度差越明显。光刻为使用该明暗之差将转印信息烧结在被转印体51上的方法，因此，优选具有一定值以上的对比度。
对比度的量化存在多个方法，但是，作为关注差异的方法，广泛使用基于迈克尔逊对比度(Michelson Contrast)的量化。迈克尔逊对比度(Michelson Contrast)在设明部的光强度为I1、暗部的光强度为I2时，被定义为{(I1-I2)/((I1+I2)}。在本发明中，作为表示明部的光强度的指标，已经定义了Ith。另一方面，对于暗部，根据图6的(b)也清楚地可知，其受到透射控制部36的性质的较大的支配。在图6的(b)中，图示了假定暗部B充分暗的情况下的、I2接近0的情况，但是，如后所述，在使透射控制膜具有期望的透射率T的情况下，根据配置在光掩模上的位置或者在被转印体上起作用的位置，该暗部有时表现为无法忽视的光强度。
综上所述，这里，通过(3)式定义本实施方式1中的对比度Co，调查透射控制部36的透射率T、相移量φ对上述光强度分布带来的影响。
Figure BDA0002238910070000131
这里，如上所述，Ith相当于被转印体51上的抗蚀剂膜通过显影而变得不可溶的光强度的阈值。而且，假定在被转印体51上形成具有宽度D的转印像。
T为不考虑透射控制部36对于曝光光的相位效应的、透射控制膜固有的膜透射率，在透射率为100％时设T为1的数值。
在(3)式中，对比度Co表示Ith与T的迈克尔逊对比度(Michelson Contrast)。即，当T的值相对于Ith具有无法忽视的足够比例时，分子相对于分母相对变小，对比度Co也变小。这时，可预想与期待的保真度改善效应不同地产生如下所述的担忧。
在抗蚀剂为负型时，通过照射曝光光，进行交联反应，成为通过显影而不溶出的状态。
除了理想模型以外，在现实的感光性材料中或多或少地存在半途的光反应、由于该光反应引起的半途的显影行为。其结果，考虑如下风险：在被转印体51上最终无需由抗蚀剂形成的结构物的部分(例如不应该形成黑色矩阵52的部分)上局部地进行交联反应，在显影之后残渣滞留。即，当透射率T的值接近Ith时，无需上述结构物的部分处的交联反应、以及残渣滞留的风险有可能上升。为了避免该风险，透射控制部36的透射率T优选处于不超过曝光的光强度阈值Ith的2成的范围。透射率T为曝光的光强度阈值Ith的2成的情况下的对比度Co2通过(4)式计算。
Figure BDA0002238910070000132
即，对比度Co优选为0.667以上。
此外，当考虑产生在曝光工序及其后的显影工序中可能产生的变动(照射强度的变动、显影的面内不均匀等)的可能性时，为了获得更加优异的成品率，透射控制部36的透射率T优选为曝光的光强度阈值Ith的1成以下。透射率T为曝光的光强度阈值Ith的1成的情况下的对比度Co1通过以下的(5)式计算。
Figure BDA0002238910070000133
即，对比度Co更优选为0.818以上。而且，根据上述(4)、(5)式可知，这些优选的对比度Co的值不依赖于Ith的值。
并且，为了更加直接地评价在光掩模10上形成的转印用图案35被反映到被转印体51的程度(保真度)，通过模拟，获得通过接近曝光而在被转印体51上形成的转印用图案35的转印像，对所获得的转印像与转印用图案35之间的形状差异进行量化，并作为差值S而计算出来。
差值S对应于光掩模10上的转印用图案35的形状与在被转印体51上形成的转印像的形状之间不同部分的面积。通过(6)式定义差值S。差值S越接近0，则处于光掩模10上的转印用图案越忠实地被转印至被转印体51上的、所谓保真度好的状态。
S＝S1+S2……(6)
这里，S1是指如下区域的面积：如果光掩模10的转印用图案35被忠实地转印，则该区域为构成黑色矩阵52的区域，但在通过模拟而获得的转印像中，由于光强度不满曝光的光强度阈值Ith，因此该区域为不构成黑色矩阵52的区域。
另一方面，S2是指如下区域的面积：如果光掩模10的转印用图案35被忠实地转印，则该区域成为不构成黑色矩阵52的区域，但在通过模拟而获得的转印像中，光强度超过阈值Ith，因此该区域成为构成黑色矩阵52的区域。
即，可以认为S1、S2分别是与忠实转印相比的正侧、负侧的误差(偏离量)的绝对值，这里对其合计进行评价。另外，作为S1、S2的数值，计算输出到680像素见方时的上述偏离部分的像素数并将该像素数乘以像素单位面积的u而得到的值进行了量化。
图7示出通过模拟，利用差值S的数值与形状差异的分布(图7的(b)～(f))示出关于具有图1的形状和表1的尺寸的转印用图案35，设接近间隔G为100μm、使透射控制部36的相移量发生了变化时的对转印像的影响。具体而言，与使透射率为零的二元掩模的比较例1一起，求出关于设透射控制部36的透射率为0.03(3％)、透射控制部36的相移量为0度、90度、180度、270度的各个情况的差值S和与差值S对应的形状差异的分布。另外，这里的曝光的光强度阈值Ith设定成使在被转印体51上相当于细宽度的黑色矩阵52的部分(与图1的透光部37的宽度D对应的部分)为6μm。
针对转印用图案35的形状(a)，当观察用于计算上述S的形状差异的分布以及对该分布进行量化所得的S的数值时，可知以下内容。相比(b)的比较例1(二元掩模，以下也简称作“二元”)、(c)的参考例1(不存在相移的半色调掩模，以下也称作“不存在相位差的HTM”)，使相移量大于180度的(f)的实施例1的差值S的数值最低，保真度优异。
使用(e)所示的、相移量为180度的所谓半色调型相移掩模(以下，也称作“180度PSM”)来形成透射控制部36的参考例3的保真度比(b)所示的比较例1的二元掩模低。
根据图7的形状差异的分布，也能够在视觉上掌握上述趋势。即，显然的是，本实施方式1的光掩模10通过设透射控制部36的相移量为超过180度的数值，能够获得比现有的任意一个光掩模都优异的转印像。
一般地，将接近间隔设定为规定值(例如100μm)来进行接近曝光方式，但是，在掩模10的面内整个区域内将与被转印体51之间的距离设定为该数值在现实上是不可能的。例如，在大尺寸的平板显示器用光掩模10中，由于在接近曝光时产生由于自重引起的挠曲，在光掩模10的中心附近和外缘附近，发生接近间隔不同的情况。或者，有时还以减少该挠曲为目的，利用对光掩模10施加载荷的保持机构等，从而产生更加复杂的接近间隔的面内分布(偏差)。
因此，图8示出在上述模拟中对接近间隔G为150μm的情况下的保真度进行研究所得的结果。该情况下，如150μm的接近间隔是由于面内分布等而非期望地产生的，因此，对曝光的光强度阈值使用有意地设定的规定的接近间隔值即100μm时所导出的Ith的值。
根据图8，与图7同样，与(b)所示的二元掩模、(e)所示的180度PSM相比，在(f)所示的实施例2的光掩模10中，示出形状差异小且优异的保真度。
根据上述内容可知，在欲将相移膜应用于接近曝光用的光掩模10以获得由相移效应引起的分辨性的提高的情况下，作为该相移量，在投影曝光方式中所确立的180度的相移不一定是最合适的。即，判明了在接近曝光方式中使用的相移作用在该相移量超过180度时，表现出更加优异的保真度。特别是，可知在该情况下相对于接近间隔G的变动，转印像的形状稳定性明显优异。该方面也可以根据实施例1与实施例2的差异(即，图7的(f)与图8(f)的差值S的差异)较小来理解。
接着，关于能够获得的转印像的保真度，示出更加详细的光学模拟。
以下的光学模拟调查了在图1的转印用图案35中，相移量φ和透射率T分别发生变化时，透射控制部36的相移量φ、透射率T与转印像的对比度Co、差值S的相关。
图9是说明模拟结果的显示方法的说明图。对透射控制部36的相移量φ与透射率T的组合进行各种变更，来实施模拟。在图9中，横轴表示相移量φ(度)，纵轴表示透射率T。用虚线表示边界的一个个长方形框表示各个模拟条件。
用粗线包围的K部表示透射控制部36的透射率T为0，即透射控制部36不使光透过的二元掩模。用粗线包围的L部表示透射控制部36的相移量φ为360度即0度、不存在相位差的HTM。用粗线包围的M部表示180度PSM。用粗线包围的N部表示相移量φ超过180度且小于360度的透射控制部36。在以后的说明中，也将具有相当于N部的透射控制部36的光掩模10称作超移角相移掩模。
在模拟中，作为曝光光，应用了包含波长为313nm、334nm和365nm的光(强度比0.25:0.25:0.5)的宽波段的曝光条件。它们是高压汞灯的放射光谱中的、与应用于黑色矩阵52等的制造的负型抗蚀剂所具有的感光域适合的i线以下的主要峰值成分。透射率T和相位差φ根据模拟特性，按照每个波长与规定值一致。此外，接近间隔G设为100μm。
此外，光掩模10的转印用图案35与关于图7所说明的内容相同。
而且，在本模拟中，计算上述的各模拟条件中的对比度Co和差值S的值，与用图9的虚线表示的各长方形框相关联。
图10至图12是说明模拟结果的说明图。图10示出接近间隔G为100μm的情况，用粗线包围的部分表示过移位角相移掩模的差值S比具有相同的透射率(0.03)的不存在相位差的HTM、180度PSM小并且比二元掩模小的区域。
即，粗线内的区域是超移角相移掩模的、转印的保真度比二元且不存在相位差的HTM、180度PSM中的任意一个都优异的区域。
图11示出在除了设接近间隔G为150μm以外其他都与图10相同的条件下进行的模拟结果。按照与上述相同的基准，用粗线包围的部分表示超移角相移掩模的保真度比二元且不存在相位差的HTM、180度PSM中的任意一个都优异的区域。
一般地，当接近间隔G大于设定值时，存在转印像的劣化变得显著的趋势。该点也能够根据图7、图8而掌握。但是，根据本发明的超移角相移掩模可知，即使接近间隔G在面内发生变化，并变得大于设定值，与已知的光掩模相比，也表现出具有稳定的保真度的高转印性。
图12的用单点划线包围的区域表示在图10和图11中用粗线包围的部分之和的集合。即，表示在接近间隔G为100μm或150μm中的任意一个的情况下，超移角相移掩模的保真度高于其他光掩模10的区域。此外，用粗线包围的部分表示在图10和图11中的任意一个中都用粗线包围的部分，即公共集合。即，表示在接近间隔G为100μm和150μm中的任意一个的情况下，超移角相移掩模的保真度较高的区域。
根据图12可知，透射控制部36的相移量φ超过180度的超移角相移掩模具有比已知的光掩模更有利的保真度。
此外，根据图10可知，在透射控制部36的相移量φ为255度以上时，该接近间隔G时的保真度是有利的。
并且，根据图10，当透射控制部36的透射率T为0.06以下时，用于获得良好的保真度的透射控制部36的相移量φ的选择范围大。
并且，根据图11，即使在接近间隔根据面内分布等无意地变大的情况下，也能够在透射控制部36的相移量φ为330度以下的大的过移位角范围内获得良好的保真度。
此外，根据图10至图12，在透射控制部36的相移量φ为255度以上330度以下时，存在接近间隔G的变动对保真度的影响小的优点，在相移量φ为270度以上时，该优点更加显著。
此外，如果设透射率T为0.06以下，则与接近间隔G的变动无关，用于能够获得有利的保真度的相移量φ的选择范围大。
并且，如果设超移角相移掩模的相移量φ为270度以上，则用于获得有利的保真度的透射率T的选择范围大。
另外，图13示出计算形成在被转印体51上的转印像的对比度Co所得的结果。用粗线包围的W部是对比度Co为0.667以上的区域(但是，小于0.818)，并且，用粗线包围的V部是对比度Co为0.818以上的区域。即，区域W是基于所述(4)式的优选范围，区域V是基于所述(5)式的进一步优选范围。
因此，可知除了能够获得上述的有利的保真度的优选相移量φ、透射率T的条件以外，还同时考虑图13中的有利的对比度Co的范围，能够获得更优选的转印性。
例如，在超移角相移掩模中，透射控制部36的相移量φ为225度以上时，用于获得对比度良好的转印像的应用透射率T的范围大，当设相移量φ为270以上时，可知能够获得更大的有利效果。
此外，如上所述，透射率T的值优选为0.1以下，特别是当为0.01≤T≤0.09时，在透射控制部36的相移量φ的宽范围内，能够获得对比度良好的转印像。
如果透射率T为0.01≤T≤0.08，则该优点更加显著。
并且，如果透射率T为T≤0.05，则能够获得进一步优选的对比度Co，如果为T≤0.04，则用于获得优选的对比度的、透射控制部36的相移量φ的选择范围大。
[实施方式2]
图14示出从实施方式1变更了光掩模10所具有的转印用图案35的设计形状的情况。即，该光掩模10具有的转印用图案35替代长方形，具有平行四边形的重复图案。例如，采用平板显示器的子像素的形状为平行四边形的情况下的设计。
在图14中，透射控制部36是底边的长度为C、高度为B、锐角部分的角度为45度、钝角部分的角度为135度的平行四边形。透射控制部36在高度方向上隔开D的间隔、在沿着底边的方向上隔开E的间隔，呈矩阵状地配置。本实施方式2的转印用图案35除了这些图案的设计变更以外，只要没有特别说明，都与实施方式1相同，此外，这里的A至E的尺寸与表1所示的尺寸相同。
图15示出假设图14所示的转印用图案35被忠实地转印至被转印体51上的情况下，在被转印体51上形成的黑色矩阵52的形状。设该黑色矩阵52为理想状态的黑色矩阵52。但是，实际上当对图14的转印用图案35进行接近曝光时，被转印体51上的转印像上产生由于光的衍射、干涉引起的形状劣化。
这里，图16、图17关于对图14所示的转印用图案35进行接近曝光的情况，示出与在上述图7、图8中进行的光学模拟相同的光学模拟的结果。
即，图16的(b)～(e)示出针对图14的转印用图案35，设间隔D为6μm、接近间隔G为100μm的、使透射控制部36的相移量发生变化时的转印像和差值d。具体而言，与使透射率为零的二元掩模的比较例4一起，求出设透射控制部36的透射率为0.03(3％)、透射控制部36的相移量为0度、90度、180度、270度的各个情况的差值d。另外，这里，对于Ith，也对如细宽度的黑色矩阵52(相当于转印用图案35的D的部分)为6μm的光强度进行了标准化。接近曝光的准直(Collimation)角设为2.0度。模拟条件与实施方式1的情况相同。
并且，图17示出除了接近间隔G为150μm以外，其他按照与图16相同的条件进行模拟后的结果。
根据图16、图17可知，与二元掩模、180度PSM相比，根据差值d的值，实施例3和实施例4的超移角相移掩模的转印保真度优异。此外，根据图16，在接近间隔G为100μm的情况下，不存在相位差的HTM的保真度稍微优于实施例3，但是，根据图17，当接近间隔G为150μm时，实施例4的差值d的数值更加优异。并且，在接近曝光中，在根据面内的位置而形成不同的接近间隔G时，由于该接近间隔G的变动而引起的、差值d的变化量小，该方面也能够根据实施例3、4而理解。该方面特别是在平板显示器的制造中维持被转印的图案的面内均匀性而言，意义非常大。
图18至图20是说明与上述图9至图11相同的模拟的结果的说明图。
图18示出接近间隔G为100μm的情况，用粗线包围的部分表示超移角相移掩模的保真度比二元且不存在相位差的HTM、180度PSM的保真度更优异的区域。
即，粗线内的区域表示超移角相移掩模中的上述差值d比二元小并且比具有相同的透射率的不存在相位差的HTM、180度PSM中的任意一个小的区域。
图19示出在除了设接近间隔G为150μm以外，其他都与图18相同的条件下进行的模拟结果。用粗线包围的部分表示超移角相移掩模的保真度比二元且不存在相位差的HTM、180度PSM中的任意一个都优异的区域。
图20的用单点划线包围的区域表示在图18和图19中用粗线包围的部分之和的集合。即，表示在接近间隔G为100μm或150μm中的任意一个的情况下，超移角相移掩模的保真度高的区域。此外，用粗线包围的部分表示在图18和图19中的任意一个中都用粗线包围的部分，即公共集合。即，表示在接近间隔G为100μm和150μm中的任意一个的情况下，超移角相移掩模的保真度高的区域。
根据图20可知，在透射控制部36的相移量φ超过180度时，超移角相移掩模具有比已知的光掩模更有利的保真度。此外，可知在相移量φ为300度以上时，能够获得特别良好的结果。
此外，与实施方式1同样，通过同时考虑图13的对比度Co良好的范围，能够选择保真度更加有利的条件。
如上述的实施方式1和2所示，根据超移角相移掩模，可以提供能够使用接近曝光装置50来进行保真度良好的光刻的光掩模10。
此外，根据上述实施方式，可以提供如下光掩模10：即使在接近间隔G根据光掩模10的面内位置而发生了变动的情况下，也能够减少由于该变动引起的转印像的形状(包括CD在内)的变化。特别是，在用于平板显示器的大型的光掩模10中，容易产生由于自重引起的挠曲、由于曝光装置的保持单元引起的接近间隔G的变动，因此，采用本实施方式的光掩模10是有效的。
并且，根据上述实施方式，可以提供如下光掩模10：能够将使用负型感光性材料的抗蚀剂与高压汞灯组合来进行保真度高的曝光。
构成透射控制部36的透射控制膜是为了具有规定的曝光光透射率和相移量而决定其组成和结构的，该透射控制膜的组成可以在膜厚方向上均匀，或者，也可以层叠不同的组成、不同的物性的膜以构成一个透射控制膜。
但是，只要不破坏本发明的作用效果，也可以附加地具有不同的膜(遮光膜、蚀刻阻止膜等)，还可以在透射控制膜的图案的上表面侧或下表面侧具有由附加的膜形成的膜图案。
此外，也可以在转印用图案35的外周侧具有附加的膜图案(例如，遮光膜图案)，还可以在这样的附加的膜图案上形成在光掩模10的曝光时或操作时被参考的标记图案。
在上述2个实施方式中共用，例如能够通过以下的制造方法制造本发明的光掩模10。
首先，准备在透明基板21上形成有透射控制膜的光掩模坯体。在透射控制膜的成膜中，选择该透射控制膜的材料和膜厚以对于曝光光满足规定的透射率和相移量。成膜方法能够应用溅射法等公知的成膜方法。
接着，准备在透射控制膜上形成有抗蚀剂膜的、带抗蚀剂光掩模坯体。抗蚀剂可以是正型，也可以是负型，优选为正型。
而且，对上述带抗蚀剂光掩模坯体实施图案形成。具体而言，使用激光器描绘装置等描绘装置进行基于规定的图案数据的描绘，并进行显影。并且，将通过显影而形成的抗蚀剂图案作为掩模对透射控制膜实施干蚀刻或湿蚀刻，形成转印用图案35。然后，剥离抗蚀剂图案。
根据以上的工序，能够通过仅1次的图案形成(即，仅1次的描绘)形成光掩模10。即，优选为仅对透射控制膜进行图案形成而成的光掩模10。也可以根据需要进行附加的膜的形成和图案形成。
透射控制膜的材料例如可以采用包含Si、Cr、Ta、Zr等的膜，还能够从这些化合物中选择适当的材料。
作为Si含有膜，可以使用Si的化合物(SiON等)或者过渡金属硅化物(MoSi、TaSi、ZrSi等)或其化合物(氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、碳氮氧化物等)。
作为Cr含有膜，可以使用Cr的化合物(氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化物、碳氮氧化物)。
本发明包含使用光掩模10的平板显示器用电子设备的制造方法。
即，一种平板显示器用的电子设备的制造方法，其具有：准备工序，准备上述的超移角相移掩模；以及转印工序，利用接近曝光装置50对超移角相移掩模进行曝光并将所述转印用图案35转印至被转印体51上，在所述转印工序中，应用接近间隔为50μm～200μm的接近曝光。
光掩模10的用途能够优选用于黑色矩阵52或黑色条纹的制造，但是不限定于这些。其中，本发明的光掩模能够特别优选用于在被转印体上形成利用感光性材料的立体结构物的目的。这是因为，在由上述的被封闭线包围的透射控制部和包围该透射控制部的透光部所形成的立体结构物的形状中，能够获得优异的保真度是非常有意义的。
此外，本发明能够优选应用于如线条和空间图案那样包含位于光学上相互带来影响的距离处的单位图案规则地重复的所谓密集图案的转印用图案。
在各实施例中所记载的技术特征(结构要素)也可以相互组合，通过组合，能够形成新的技术特征。
应该认为此次公开的实施方式在所有方面都是例示，而不是限制性内容。本发明的范围不是上述的意思，而通过权利要求来表示，是指包含与权利要求同等的意思和范围内的所有变更。

Claims (16)

1.一种光掩模，该光掩模是接近曝光用的光掩模，具有对形成在透明基板上的透射控制膜进行图案形成而构成的转印用图案，其中，
所述转印用图案具有：透射控制部，其是在所述透明基板上形成透射控制膜而构成的；以及透光部，在该透光部中所述透明基板露出，
所述透射控制部对于对所述光掩模进行曝光的曝光光具有超过180度的相移量。
2.一种光掩模，该光掩模是接近曝光用的光掩模，具有对形成在透明基板上的透射控制膜进行图案形成而构成的转印用图案，其中，
在利用具有波长为313nm～365nm的波段内的波长的曝光光进行接近曝光用的光掩模中，
所述转印用图案具有：透射控制部，其是在所述透明基板上形成透射控制膜而构成的；以及透光部，在该透光部中所述透明基板露出，
所述透射控制部对于波长为365nm的光具有超过180度的相移量。
3.根据权利要求2所述的光掩模，其中，
所述光掩模用于负型感光性材料曝光。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模，其中，
所述透射控制部针对曝光光的透射率为10％以下。
5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模，其中，
所述转印用图案具有宽度为3μm～10μm的线状的透光部。
6.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模，其中，
所述转印用图案是如下的图案：在被转印体上的负型感光性材料上形成10μm以下的宽度的线状的图案。
7.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模，其中，
所述转印用图案具有所述透射控制部和所述透光部规则地排列的重复图案，所述重复图案的重复间距为10μm～35μm。
8.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模，其中，
所述转印用图案具有所述透射控制部和所述透光部规则地排列的重复图案，并且所述透射控制部具有被封闭线包围的形状。
9.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模，其中，
所述转印用图案具有所述透射控制部规则地排列的重复图案，并且所述透射控制部为四边形。
10.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模，其中，
所述透射控制部对于曝光光具有255度以上的相移量。
11.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模，其中，
所述透射控制部对于曝光光具有300度以上的相移量。
12.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模，其中，
所述透射控制部对于曝光光具有330度以下的相移量。
13.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模，其中，
所述转印用图案为黑色矩阵或黑色条纹形成用图案。
14.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模，其特征在于，
所述转印用图案是在所述透明基板上仅对所述透射控制膜进行图案形成而构成的。
15.一种平板显示器用的电子设备的制造方法，具有以下工序：
准备工序，准备权利要求1～3中的任意一项所述的光掩模；以及
转印工序，利用接近曝光装置对所述光掩模进行曝光，将所述转印用图案转印至形成在被转印体上的负型感光性材料膜上，
在所述转印工序中，应用将接近间隔设定为50μm～200μm的范围的接近曝光。
16.一种接近曝光用的光掩模的制造方法，该光掩模具有对形成在透明基板上的透射控制膜进行图案形成而构成的转印用图案，其中，该光掩模的制造方法具有以下工序：
准备工序，准备在所述透明基板上形成有所述透射控制膜的光掩模坯体；以及
图案形成工序，对所述透射控制膜实施图案形成，形成所述转印用图案，
所述转印用图案具有：透射控制部，其是在所述透明基板上形成所述透射控制膜而构成的；以及透光部，在该透光部中所述透明基板露出，
所述透射控制部对于对所述光掩模进行曝光的曝光光具有10％以下的透射率和超过180度的相移量。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007148300A (ja) * 2004-12-21 2007-06-14 Dainippon Printing Co Ltd パターンニング方法とこれに用いられる近接露光用の原版マスク、およびカラーフィルタ基板
JP2015099245A (ja) * 2013-11-19 2015-05-28 Hoya株式会社 フォトマスク、フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法
CN106814534A (zh) * 2015-09-26 2017-06-09 Hoya株式会社 光掩模的制造方法、光掩模以及显示装置的制造方法
CN108073033A (zh) * 2016-11-07 2018-05-25 Hoya株式会社 光掩模、其制造方法以及显示装置的制造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5308741A (en) * 1992-07-31 1994-05-03 Motorola, Inc. Lithographic method using double exposure techniques, mask position shifting and light phase shifting
JPH11271958A (ja) * 1998-02-06 1999-10-08 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 高解像フォトマスクおよびその製造方法
WO2001035166A1 (en) * 1999-11-08 2001-05-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Photomask, method of producing photomask, and method of making pattern using photomask
US6905899B2 (en) 2003-09-23 2005-06-14 Macronix International Co., Ltd. Methods for forming a photoresist pattern using an anti-optical proximity effect
JP4848932B2 (ja) * 2006-11-13 2011-12-28 大日本印刷株式会社 プロキシミティ露光用階調マスク
JP5897498B2 (ja) * 2012-04-27 2016-03-30 富士フイルム株式会社 光学材料用永久膜の製造方法、有機ｅｌ表示装置の製造方法および液晶表示装置の製造方法
JP6089604B2 (ja) 2012-11-06 2017-03-08 大日本印刷株式会社 位相シフトマスクの製造方法
JP6175652B2 (ja) * 2013-01-21 2017-08-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フォトマスク及びそれを用いたパターン形成方法
JP2014191323A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Toppan Printing Co Ltd プロキシミティ露光用フォトマスクおよびそれを用いるパターン露光方法
JP6557638B2 (ja) 2016-07-06 2019-08-07 株式会社エスケーエレクトロニクス ハーフトーンマスクおよびハーフトーンマスクブランクス
US10394114B2 (en) * 2016-08-25 2019-08-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Chromeless phase shift mask structure and process
JP2018116088A (ja) * 2017-01-16 2018-07-26 Hoya株式会社 フォトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007148300A (ja) * 2004-12-21 2007-06-14 Dainippon Printing Co Ltd パターンニング方法とこれに用いられる近接露光用の原版マスク、およびカラーフィルタ基板
JP2015099245A (ja) * 2013-11-19 2015-05-28 Hoya株式会社 フォトマスク、フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法
CN106814534A (zh) * 2015-09-26 2017-06-09 Hoya株式会社 光掩模的制造方法、光掩模以及显示装置的制造方法
CN108073033A (zh) * 2016-11-07 2018-05-25 Hoya株式会社 光掩模、其制造方法以及显示装置的制造方法

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