CN111566559B - 光掩模 - Google Patents
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Abstract
一种光掩模,通过多透镜的连接部(J1~J4)的扫描曝光而转印的光掩模的图案的线宽、以及通过多透镜的非连接部(L1~L3)的扫描曝光而转印的光掩模的图案的线宽中的至少一方是对设计线宽进行了修正的线宽,进行了修正的线宽是在扫描方向、以及与扫描方向正交的方向中的至少一个方向上阶段性地变化的线宽,阶段性地变化的线宽包含基于随机数的修正成分(R),随机数基于对正弦波进行了频率调制的波形,或者基于白噪声。
Description
技术领域
本发明涉及在具备由多透镜构成的投影透镜的扫描方式的投影曝光中使用的光掩模。本申请基于2018年1月10日在日本提交的特愿2018-001938号并主张其优先权,将其内容援引于本申请。
背景技术
近年来,随着大型彩色电视机、笔记本电脑、携带用电子设备的增加,液晶显示器、特别是彩色液晶显示器面板的需求显著增加。彩色液晶显示器面板中使用的滤色片基板是经过光刻工序而形成的,该光刻工序为,在由玻璃基板等构成的透明基板上,由红色滤色片、绿色滤色片、蓝色滤色片等构成的着色像素、黑矩阵以及间隔件等进行使用了光掩模的图案曝光、显影等图案形成处理。
最近,彩色液晶显示器面板本身被要求大型化,并且还要求生产效率的提高。因而,关于彩色液晶显示器面板中使用的滤色片基板,例如使母板玻璃的尺寸大型化而高效地制造包含大量显示器面板用图案的被排版了多面的大型滤色片基板尤其重要。
除此之外,在彩色液晶显示器面板中,还提出了在形成了显示器件的阵列基板(硅衬底)上形成着色像素、黑矩阵、平坦化层、间隔件等构成要素的反射型彩色液晶显示装置。
在这些彩色液晶显示装置用的滤色片基板的制造中,以往,为了获得高的生产性,多数情况下使用一并曝光类型的光掩模而采用一并曝光处理方式。但是,随着基板尺寸的进一步大型化而光掩模不断大型化,一并曝光类型的光掩模在制造技术上的困难增加且变得高价,一并曝光处理方式的问题点不断变大。因而,不断推进使用低价且制造容易的小尺寸的光掩模、将抗蚀剂(感光性树脂液)涂敷在基板上一边在基板上进行扫描一边进行曝光的方式(扫描曝光方式)的开发。
另一方面,内置于数字摄像机等中的固体摄像元件为,在直径为30cm程度的硅晶圆基板的表面上排开配置多个图像传感器,利用晶圆工序形成构成图像传感器的大量的光电变换元件(CCD或CMOS)、布线。然而,为了能够拍摄彩色图像,在所述光电变换元件上利用光刻工序形成由颜色分解用的着色像素和微透镜构成的OCF(On Chip Filter)层之后,利用切割工序将其裁断而形成晶片(单个片)状的固体摄像元件,不断进行开发以在用于形成OCF层的光刻工序中也利用所述的扫描曝光方式。
图13是表示以往的扫描曝光方式的投影曝光装置的构成的概念图(例如,专利文献1)。在以往的投影曝光装置中,使从设置于光掩模200上部的光源单元(未图示)出射的曝光用光110向光掩模200照射,经由进行了图案形成的光掩模200而使涂敷在基板400上的抗蚀剂感光,由此,形成黑矩阵、着色像素、间隔件、微透镜的图案。投影透镜300通过由千鸟状排列(交错地排列)的多个柱状透镜构成的多透镜构成,投影透镜300的整体的中心位于光掩模200的扫描方向的中心线上。
例如在光掩模200的大小为基板400的1/4的大小、在(X,Y)方向上进行(2,2)的4版面扫描曝光的情况下,首先以使光掩模200的中心与基板400的1/4的区域中的中心一致的方式移动,确定初始位置。然后,光掩模200以及基板400相对于固定的投影透镜300,沿Y方向同时进行扫描动作,将形成于光掩模200的图案转印到基板400的1/4的区域的抗蚀剂。移动到剩余的3处初始位置而重复该动作,进行向基板400整体的抗蚀剂的转印。
在以往的投影曝光装置中,在从投影透镜300透射的光的光路上,插入有用于将各柱状透镜的曝光区域连接的视野光阑。因而,投影透镜300的曝光区域600如图14的(a)所示那样,俯视时具有梯形形状,多个曝光区域600以千鸟状排列(交错地排列)。在图14的(b)中放大图示相邻的一对柱状透镜的连接部附近。相邻的连接部的曝光区域成为在各柱状透镜的端部、三角形部分相面对的形状,并构成为,通过沿Y方向进行扫描,从一对透镜透射的光的合计光量在任何位置都等于不包含连接部600a的曝光区域600的四边形区域(非连接部)的100(相对值,参照图14的(b))。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开平11-160887号公报
但是,就现实的转印的抗蚀剂图案线宽而言,通过光量100的1次曝光而形成的线宽与通过2次曝光合计光量100而形成的线宽之间是存在差异的。例如,在由负抗蚀剂形成的情况下,如图14的(c)所示那样,通过2次曝光而形成的线宽比通过1次曝光而形成的线宽细,在连接部的中心位置(光量50+50的2次曝光部)最细。可以想到这是因为,在2次曝光的情况下,在第1次的曝光结束起至第2次的曝光开始为止的期间抗蚀剂的反应性下降,无法维持到第2次曝光时。此外,通过该1次曝光而形成的线宽与通过2次曝光而形成的线宽的差异是目视观察无法辨认出的大小。但是,若线宽的差异周期性地出现,则滤色片基板上会隐约看起来像是浓淡图案(以下成为不均),因此,制成显示装置时看起来是缺陷。作为针对该问题的对策,即使进行抗蚀剂的高灵敏度化等,也未解决上述问题。
具体而言,使用图15,对在以往的曝光装置中形成了滤色片基板用的着色像素的情况进行说明。即,在图15的(a)中,抗蚀剂的反应性随着趋向2对柱状透镜的连接部600a的中心而按照L1、J11、J12、···的顺序逐渐变小。因而,在由负抗蚀剂形成的情况下,着色像素的X方向线宽按照图15的(b)所示的C1kx、C2kx、···Cnkx(k=1、2、···n)的抗蚀剂图案的顺序变细。同样,Y方向线宽按照Ck1y、Ck2y、···Ckny(k=1、2、···n)的抗蚀剂图案的顺序变细。在由正抗蚀剂、利用负抗蚀剂的情况的反转掩模形成的情况下,按照上述的顺序线宽变粗。
此外,图16中示出了利用以往的曝光装置形成滤色片基板用的黑矩阵的例子。即,在由负抗蚀剂形成的情况下,如图16的(b)所示那样,黑矩阵的X方向线宽bx1、bx2···bxn按照抗蚀剂图案Bx1、Bx2···Bxn的顺序变细。同样,Y方向线宽by1、by2···byn按照抗蚀剂图案By1、By2···Byn的顺序变细。在由正抗蚀剂、利用负抗蚀剂的情况的反转掩模形成的情况下,按照上述的顺序线宽变粗。
发明内容
发明要解决的课题
本发明用于解决上述的课题,其目的在于提供一种光掩模,在扫描曝光方式的投影曝光中,消除因在投影透镜的曝光区域的连接部产生的周期性的线宽变动而引起的不均。
用于解决课题的手段
本发明的第1方式所涉及的光掩模在具备由多透镜构成的投影透镜的扫描方式的投影曝光中使用,其特征在于,通过所述多透镜的连接部的扫描曝光而转印的所述光掩模的图案的线宽、以及通过所述多透镜的非连接部的扫描曝光而转印的所述光掩模的图案的线宽中的至少一方是对设计线宽进行了修正的线宽,所述进行了修正的线宽是在扫描方向、以及与所述扫描方向正交的方向中的至少一个方向上阶段性地变化的线宽,所述阶段性地变化的线宽包含基于随机数的修正成分。
本发明的第2方式也可以是,在第1方式所涉及的光掩模中,通过所述多透镜的连接部的扫描曝光而转印的区域、以及通过所述多透镜的非连接部的扫描曝光而转印的区域中的至少一方是被分割成多个的小区域,所述基于随机数的修正成分是针对所述被分割成多个的小区域的每个的、基于随机数的修正成分。
本发明的第3方式也可以是,在第1或者第2方式所涉及的光掩模中,所述随机数基于对正弦波进行了频率调制的波形而生成。
本发明的第4方式也可以是,在第1或者第2方式所涉及的光掩模中,所述随机数基于白噪声而生成。
发明效果
根据本发明所涉及的光掩模,在扫描曝光中,能够消除因在投影透镜的曝光区域的连接部产生的线宽变动引起的不均的问题。通过使用本发明所涉及的光掩模来制造着色像素、黑矩阵、间隔件、微透镜,在滤色片基板及OCF层上不会辨别出不均。
附图说明
图1是表示扫描曝光方式的投影曝光装置的构成的概念图。
图2的(a)是局部地表示在图1所示的投影曝光装置中透射了投影透镜的光的形状的俯视图,(b)是(a)的局部放大图,(c)是用于说明通过扫描曝光而形成的负抗蚀剂图案的线宽根据X方向位置发生的变化的特性的图。
图3是用于说明利用图1所示的投影曝光装置形成了着色像素时的状况的图,(a)是透射了投影透镜的光的形状的局部放大图,(b)是负抗蚀剂用光掩模的局部放大图。
图4是用于说明利用图1的投影曝光装置形成了黑矩阵时的状况的图,(a)是透射了投影透镜的光的形状的局部放大图,(b)是负抗蚀剂用光掩模的局部放大图。
图5是用于说明对用于利用本实施方式所涉及的光掩模形成着色像素的掩模图案线宽进行修正的方法中的、特别是基于测定线宽的修正的图。
图6是用于说明对用于利用本实施方式所涉及的光掩模形成黑矩阵的掩模图案线宽进行修正的方法中的、特别是基于测定线宽的修正的图。
图7是用于说明对用于利用本实施方式所涉及的光掩模形成着色像素的掩模图案进行分割而对线宽进行修正的方法中的、特别是基于测定线宽的修正的附图。
图8是表示在X方向、Y方向上进行了分割的着色像素的例子的俯视图。
图9是用于说明对利用本实施方式所涉及的光掩模形成着色像素的掩模图案线宽进行修正的方法中的、基于随机数的修正的第1方式的图。
图10是用于说明对利用本实施方式所涉及的光掩模形成着色像素的掩模图案线宽进行修正的方法中的、基于随机数的修正的第2方式的图,是在第1方式中进一步将转印区域分割成小区域而进行的基于随机数的修正的图。
图11是用于说明对用于利用本实施方式所涉及的光掩模形成着色像素的掩模图案线宽进行修正的方法中的、基于随机数的修正的第3方式的图。
图12是用于说明对用于利用本实施方式所涉及的光掩模形成着色像素的掩模图案线宽进行修正的方法中的、基于随机数的修正的第4方式的图。
图13是表示以往的扫描曝光方式的投影曝光装置的构成的概念图。
图14的(a)是局部地表示在图13的投影曝光装置中透射了投影透镜的光的形状的俯视图,(b)是(a)的局部放大图,(c)是用于说明通过扫描曝光形成的负抗蚀剂图案的线宽根据X方向位置而产生的变化的特性的图。
图15是用于说明利用图13的投影曝光装置形成了着色像素时的状况的图,(a)是表示透射了投影透镜的光的形状的局部放大图,(b)是表示负抗蚀剂用光掩模的局部放大图。
图16是用于说明利用图13的投影曝光装置形成了黑矩阵时的状况的图,(a)是表示透射了投影透镜的光的形状的局部放大图,(b)是表示负抗蚀剂用光掩模的局部放大图。
具体实施方式
以下,参照附图来详细地说明本发明所涉及的光掩模的实施方式。本发明在不脱离本发明的主旨的范围内不限于以下的实施方式。另外,关于相同的构成要素,为了方便,如没有特殊理由,则赋予相同的附图标记,并省略重复的说明。
以下,只要没有明确记载,则所说明的是利用负抗蚀剂形成着色像素以及黑矩阵的情况。利用负抗蚀剂形成的情况与利用正抗蚀剂形成的情况的区别仅在于,光掩模的开口部(透光部)和遮光部的反转、以及对掩模图案线宽进行修正的方向,即在负抗蚀剂的情况下将线宽修正为变粗,在正抗蚀剂的情况下将线宽修正为变细。
图1是表示扫描曝光方式的投影曝光装置的构成的概念图。投影曝光装置中,使从设置于光掩模2上部的光源单元(未图示)出射的曝光用光1向光掩模2照射,经由进行了图案形成的光掩模2,使涂敷在基板4上的抗蚀剂感光,由此,形成黑矩阵、着色像素、间隔件、微透镜的图案。投影透镜3通过由千鸟状排列(交错地排列)的多个柱状透镜构成的多透镜构成,投影透镜3的整体的中心位于光掩模2的扫描方向的中心线上。
例如光掩模2的大小为基板4的1/4的大小、沿(X,Y)方向进行(2,2)的4版面扫描曝光的情况下,首先以使光掩模2的中心与基板4的1/4的区域中的中心一致的方式进行移动而确定初始位置。然后,光掩模2以及基板4相对于固定的投影透镜3,沿Y方向同时进行扫描动作,将形成于光掩模2的图案转印到基板4的1/4的区域的抗蚀剂上。移动到剩余的3处初始位置而重复该动作,进行向基板4整体的抗蚀剂的转印。
在投影曝光装置中,在透射投影透镜3的光的光路上插入有将各柱状透镜的曝光区域连接的视野光阑。因而,投影透镜3的曝光区域6在图2的(a)中,如俯视时局部表示那样,具有梯形状,多个曝光区域6以千鸟状排列(交错地排列)。在图2的(b)中放大图示了相邻的一对柱状透镜的连接部附近的曝光区域。相邻的连接部的曝光区域成为在各柱状透镜的端部、三角形部分相面对的形状,并构成为,通过沿Y方向扫描,透射了一对透镜的光的合计光量在任何位置上都等于不包含连接部6a的曝光区域6的四边形区域(非连接部)的100(相对值)。
图5是用于说明对用于利用本实施方式所涉及的光掩模形成着色像素的掩模图案线宽进行修正的方法中的、特别是基于测定线宽的掩模图案线宽的修正的图。图5的(a)示出了透射了投影透镜的光的曝光区域6和遮光区域7的俯视形状。抗蚀剂的反应性随着趋向2对柱状透镜的连接部的中心而按照L1、J11、J12、···的顺序逐渐降低。
图5的(b)是具有着色像素图案的本实施方式所涉及的光掩模8a的俯视图。如图3的(b)所示那样,具有着色像素图案的光掩模沿X方向以及Y方向排列有多个图案排列,在图5的(b)中,为了简化说明,仅示出了多个图案排列之中的沿X方向排列的开口图案C1n、C2n、C3n、···、Cnn。C1n、C2n、···、Cnn均是开口图案,在开口图案C1n,如已描述的那样,通过相对光量100的1次曝光进行曝光,按照开口图案C2n、C3n、···、Cnn的顺序,透射光使抗蚀剂反应的反应性降低,X方向以及Y方向的线宽变细。
于是,在本实施方式所涉及的光掩模中,对开口图案C2n、C3n、···、Cnn的线宽(开口图案宽度),以逐渐变大的方式进行修正、制作,来改善上述的线宽细的问题。在使用本实施方式所涉及的光掩模的曝光装置中,投影透镜3的中心位于光掩模2的扫描方向的中心线上。作为其结果,产生因透镜的连接部引起的曝光区域的线宽变动的、光掩模上的位置确定,对于线宽细的问题的改善是有效的。
具体地说,将对设计线宽乘以修正系数K而得的值,设定为开口图案C2n以后的线宽。更具体地说,首先制作使预先测定出的特性曲线A(参照图2的(c))平滑化的曲线,纵轴作为将设计线宽除以根据C2n以后的平滑化的曲线求出的测定线宽而得的值,制作图5的(c)那样的修正曲线B。
接下来,从开口图案C2n、C3n、···、Cnn的X方向的两边的位置向修正曲线B引划垂线,求出该垂线与修正曲线B的2个交点(例如,针对C3n,为交点δ31和交点δ32),将2交点的平均值作为开口图案C2n、C3n、···、Cnn的修正系数K(参照图5的(d))。例如针对开口图案C3n,为交点δ3a。修正曲线B的变化在小区域内为直线,因此,几乎成为交点δ31与交点δ32的中间值。因此,开口图案C2n、C3n、···、Cnn的修正系数K是以设计线宽为基准(1.0)的测定线宽的倒数,修正后的光掩模的开口图案的线宽是在与扫描方向正交的方向上按照每个图案而阶段性变化的线宽。
关于非连接部的开口图案C1n,由于得到几乎接近设计线宽的线宽,因此修正系数K也可以设为1.0(无修正)。但是,在得不到接近设计线宽的线宽的情况下,也可以按照与上述的连接部的情况同样的步骤,使用1.0以外的修正系数K。通过以上那样,若使用本实施方式所涉及的光掩模进行扫描曝光,则非连接部的线宽与连接部的线宽的变动接近,因此,曝光后的着色像素的线宽变动变少。
图5的修正曲线B为了方便图示,是针对开口图案C2n、C3n、···、Cnn的X方向的线宽C2nx、C3nx、···、Cnnx的修正的、修正曲线,但是对于作为扫描方向的Y方向的线宽C2ny、C3ny、···、Cnny的修正也是有效的。这是因为,由于各像素中的抗蚀剂反应性的比在X方向、Y方向上都是相同的,因此如果测定Y方向的线宽C1ny、C2ny、C3ny、···、Cnny的抗蚀剂图案线宽,则应是与图2的(c)的特性曲线A相似的形状。因此,修正曲线B与针对X方向的线宽的曲线相同,各像素的Y方向的修正系数K的值仅取决于开口图案C2n、C3n、···、Cnn的Y方向的位置。这样,在本实施方式所涉及的光掩模中,修正后的线宽成为在扫描方向上按照每个像素而阶段性地变化的线宽,在扫描方向上也是,曝光后的着色像素的线宽变动变少。
以上,对用于形成着色像素的本实施方式所涉及的光掩模进行了说明,但是对于用于形成图4的(b)所示的黑矩阵的光掩模也同样。图6是用于说明对用于利用本实施方式所涉及的光掩模形成黑矩阵的掩模图案线宽进行修正的方法中的、特别是基于测定线宽的修正的图。与着色像素的情况之间的区别为,在着色像素的情况下,针对各个像素进行X方向、Y方向的线宽修正,但在黑矩阵的情况下,针对沿X方向排列的抗蚀剂图案Bx2、Bx3、···Bxn,对X方向的线宽bx2、Bx3、···bxn进行修正,针对沿Y方向排列的By2、By3、···Byn,对Y方向的线宽by2、by3、···byn进行修正即可。
在X方向的抗蚀剂图案Bx2、Bx3、···Bxn的情况下,从两边的位置向修正曲线B引划垂线,求出该垂线与修正曲线B的2个交点(例如,针对抗蚀剂图案Bx3,求出交点δ31和交点δ32),将2交点的平均值(针对Bx3,为交点δ3a)作为抗蚀剂图案Bx2、Bx3、···Bxn的修正系数K(参照图6的(d))。如以上那样,抗蚀剂图案Bx2、Bx3、···Bxn的修正系数K成为设计线宽/测定线宽、即将设计线宽除以测定线宽而得的值。结果,若使用本实施方式所涉及的光掩模进行扫描曝光,则曝光后的黑矩阵的线宽一致。关于Y方向的抗蚀剂图案By1、By2、···Byn,也同样。
在以上的本实施方式所涉及的光掩模中的线宽的修正方法中,也可以将掩模图案分割而进行修正。图7是用于说明对用于利用本发明的光掩模形成着色像素的掩模图案进行分割而对线宽进行修正的方法的图。在此,代表性地示出将图5的(b)中的C3n像素在X方向上进行分割的情况。这样,分割成n个部分,针对每个区域,通过修正曲线,与图5的情况同样地求出修正系数δ3a1、δ3a2、···δ3an。由此,由修正产生的线宽的阶段性变化与图5的情况相比为小刻度,接近于曲线,对因连接部引起的线宽变动的对策更切合实际。结果,上述的线宽变动的问题进一步得以改善。
上述的对开口图案进行分割而进行修正的方法也能够利用同样的方法对着色像素的Y方向、以及黑矩阵的X方向、Y方向来进行,对于线宽变动的改善是有效的。另外,通常来讲,黑矩阵的尺寸在宽度方向上比着色像素的线宽小,在长度方向上比着色像素的线宽大。因此,优选为,与着色像素相比,宽度方向的分割数更少,长度方向的分割数更多。
在本实施方式所涉及的光掩模中,通过以上的线宽修正的导入,能够改善在投影透镜的曝光区域的连接部产生的线宽变动。但是,根据图2的(c)的基于测定值的特性曲线A也可知,由扫描曝光形成的线宽呈现变动。这样的变动是由于描绘装置固有的描绘方式、包含抗蚀剂特性的抗蚀剂工序所引起的,这样的变动若反复形成则会被作为不均而辨别出来。
因此,在本实施方式所涉及的光掩模中,为了进一步消除线宽变动的规则性,线宽的修正包含基于随机数的修正成分。通常,光掩模的制作中使用电子线描绘装置,原图案的制作通过电子线描绘数据的制作来进行。向修正线宽的基于随机数的修正成分的导入也与上述的基于测定线宽的修正同样,能够通过描绘数据的变更来进行。向修正线宽的基于随机数的修正成分的导入能够参照日本国特开2011-187869号公报所记载的方法。
本实施方式所涉及的光掩模中的向修正线宽的基于随机数的修正成分的导入具体地说,通过对上述的基于测定线宽的修正系数K乘以利用随机数产生的第2修正系数R来导入。作为日本国特开2011-187869号公报所记载的网格单位,在本实施方式所涉及的光掩模中,在着色像素的情况下,既可以作为无分割的各个像素(参照图3的(b)),也可以将如图7那样在X方向上或者如图8那样在X方向以及Y方向上进行了分割后的像素作为单位。在黑矩阵的情况下也同样,但特别是在长度方向上,将分割后的像素作为网格单位是有效的。
图9是用于说明对用于利用本实施方式所涉及的光掩模形成着色像素的掩模图案线宽进行修正的方法中的、基于随机数的修正的第1实施方式的图。在图9中,(a)~(d)将包含更多投影透镜的范围作为图示范围,在(b)中加入了抗蚀剂线宽,除此以外,与图5所示的(a)~(d)相同。另外,在此,开口的个数与透镜连接部,非连接部一样,示出了每个区域4个的例子。
图9的(d)的KL1、KL2、KL3是与非连接部的各开口对应的修正系数K的群,因此,与图5的C1n的修正系数同样,既可以设为1.0(无修正),在存在线宽变动的情况下也可以设为设计线宽/测定线宽。KJ1、KJ2、KJ3、KJ4是与连接部的各开口对应的修正系数K的群,与图5的开口图案C2n、C3n、···、Cnn的修正系数同样,设为设计线宽/测定线宽。
图9的(e)的RL1、RL2、RL3是利用非连接部的随机数产生的第2修正系数R。图9的(e)的RJ1、RJ2、RJ3、RJ4是利用连接部的随机数产生的第2修正系数R。在本实施方式所涉及的光掩模中,这些适用于非连接部及连接部的全部修正系数不必都作为使用了随机数的第2修正系数,也可以将非连接部的RL1、RL2、RL3、或者连接部的RJ1、RJ2、RJ3、RJ4的任意一方作为第2修正系数。在不使用利用随机数产生的第2修正系数的情况下,只要将基于不使用第2修正系数的区域的随机数的修正系数R设为1.0(无修正)即可。
为了避免使用对设计线宽乘以修正系数K和修正系数R的线宽而实际制成的线宽超过作为制品的规格线宽,优选修正系数R的范围包含1.0,设为1.0附近的以1.0为中心向正负侧偏离相同大小的幅度。
第2修正系数R的导出为,利用预先设定的函数产生随机数,将所产生的随机数向非连接部(L1、L2、L3)或者连接部(J1、J2、J3、J4)的至少任意一方依次分配,基于所分配的随机数,决定预先与随机数对应的第2修正系数R(RL1、RL2、RL3,以及/或者RJ1、RJ2、RJ3、RJ4)。然后,对设计线宽乘以修正系数K和修正系数R,决定各区域的改变后的线宽。此外,在正侧的改变或者负侧的改变连续的情况下,以再次分配随机数的处理为代表,其它数据处理与日本国特开2011-187869号公报的方法同样地进行即可。
图10的(e)是对用于利用本实施方式所涉及的光掩模形成着色像素的掩模图案线宽进行修正的方法中的、基于随机数的修正的第2实施方式。图10是用于说明在图9所示的掩模图案线宽的修正中进一步分割转印区域而进行的基于随机数的修正的图。在本实施方式所涉及的光掩模中,这样对非连接部(L1、L2、L3)的区域或者连接部(J1、J2、J3、J4)的区域的至少任意一方进行分割,对分别分割后的小区域导入基于随机数的修正成分,对非连接部的小区域使用第2修正系数RL11···RL1n、···,以及/或者,对连接部的小区域使用第2修正系数RJ11···RJ1n、···。由此,基于随机数的修正的范围大,因此,线宽的周期性的变化变得更小,因此,进一步缓和了产生不均的风险。
图11是用于说明对用于利用本实施方式所涉及的光掩模形成着色像素的掩模图案线宽进行修正的方法中的、特别是(e)基于随机数的修正的第3实施方式的图。图11中的(a)~(d)中,将包含更多投影透镜的范围作为图示范围,在图11的(b)中加入了抗蚀剂线宽,除此以外与图5中的(a)~(d)相同。另外,在图11中示出了开口的个数与透镜连接部、非连接部一样都是每个区域为4个。
图11的(d)所示的KL1、KL2、KL3是与非连接部的各开口对应的修正系数K的群,因此,既可以与图5的C1n的修正系数同样设为1.0(无修正),也可以在存在线宽变动的情况下设为设计线宽/测定线宽。KJ1、KJ2、KJ3、KJ4是与连接部的各开口对应的修正系数K的群,与图5的开口图案C2n、C3n、···、Cnn的修正系数同样,设为设计线宽/测定线宽。
图11的(e)所示的RL1、RL2、RL3是利用与非连接部的各开口对应的随机数产生的第2修正系数R的群。图11的(e)所示的RJ1、RJ2、RJ3、RJ4是利用与连接部的各开口对应的随机数产生的第2修正系数R的群。在基于随机数的修正的第3实施方式中,导出修正系数的随机数是基于对正弦波进行了频率调制后的波形而生成。图11的(e)所示的RF是对正弦波进行了频率调制的波形的一例。
一般来讲,若将载波Vc设为(1)式,将对载波进行调制的调制波Vs设为(2)式,(1)式、(2)式均是正弦波,则以时间为横轴的被调制波Vm利用以下那样的(3)式来表示。
Vc=Vcm·Cos(ωc·t)····(1)
Vs=Vsm·Cos(ωs·t)····(2)
Vm=Vcm·Sin((ωc·t)+mf·Sin(ωs·t))····(3)
在此,
Vcm:载波振幅,ωc:载波角频率,t:时间,
Vsm:调制波振幅,ωs:调制波角频率,
mf(=△ω/ωs):调制指数,△ω:角频率偏移。
其中,△ω表示载波频率的、由频率调制引起的变化的幅度。
当对正弦波进行了频率调制的波形是以空间为横轴的RF时,与求出图11的(d)所示的修正系数K时同样,从各开口的两边的位置向频率调制后的波形RF引划垂线,求出垂线与波形RF的2个交点,将2交点的平均值作为与该开口对应的第2修正系数R(参照图11的(e))。
为了避免使用对设计线宽乘以修正系数K和修正系数R后的线宽而实际制成的线宽超过作为制品的规格线宽,优选修正系数R的范围(图11的(e)中的1.0-Vcm~1.0+Vcm)为以1.0为中心在1.0附近向正负侧偏离相同大小的范围。
根据(3)式可知,被调制波Vm具有周期性,而ωc:载波角频率、ωs:调制波角频率、△ω:角频率偏移是能够任意设定的,因此,频率调制后的波形能够通过数据处理而任意地制作。根据最终制品的规格线宽、描绘装置的特性、包含抗蚀剂种类的抗蚀剂工序,以不产生周期性的不均的方式适当地选择ωc、ωs、△ω,决定频率调制后的波形即可。
图12是用于说明对用于利用本实施方式所涉及的光掩模形成着色像素的掩模图案线宽进行修正的方法中的、特别是基于随机数的修正的第4实施方式的附图。图12中的(a)~(d)与图11中的(a)~(d)相同,因此省略说明。
图12的(e)所示的RL1、RL2、RL3是非连接部的与各开口对应的、利用随机数产生的第2修正系数R的群,RJ1、RJ2、RJ3、RJ4是连接部的与各开口对应的利用随机数产生的第2修正系数R的群,均是利用随机数产生的第2修正系数R的群。在基于随机数的修正的第4实施方式中,基于白噪声生成随机数。图12的(e)所示的RW是基于白噪声的波形的一例。
白噪声是从电子电路中的晶体管、二极管等有源元件、或电阻、电容器等无源元件产生的、含有大范围的频率且以某个特定数值内的振幅随机地变动、整体的平均和分散为零那样的非常不规则的噪声,不具有特定的周期性。
在基于白噪声的波形为RW时,与求出图12的(d)所示的修正系数K时同样,从各开口的两边的位置向基于白噪声的波形RW引划垂线,求出垂线与波形RW的2个交点,将2交点的平均值作为与该开口对应的第2修正系数R(参照图12的(e))。
为了避免使用对设计线宽乘以修正系数K和修正系数R后的线宽而实际制成的线宽超过作为制品的规格线宽,优选修正系数R的范围设为以1.0为中心在1.0附近向正负侧偏离相同大小的范围(图12的(e)所示的1.0-W~1.0+W,W为波形RW的最大振幅)。
白噪声不具有特定的周期性,但波形RW所振动的平均周期需要考虑与开口之间的位置关系而适当地选择。改变了平均周期的波形RW能够通过对白噪声进行模拟·数字转换而进行数据处理来任意地制作。根据最终制品的规格线宽、描绘装置的特性、包含抗蚀剂种类的抗蚀剂工序,以不产生周期性的不均的方式适当地选择平均周期,决定波形RW即可。
在图11以及图12中说明了对第1实施方式中使用的随机数,分别应用基于对正弦波进行了频率调制后的波形的随机数、以及基于白噪声的随机数的情况,但是也可以应用于将转印区域分割成小区域而进行修正的第2实施方式中使用的随机数。
以上的基于随机数的修正是在连接部和非连接部的任意一方进行还是在两方都进行,根据最终制品的规格线宽、描绘装置的特性、包括抗蚀剂种类的抗蚀剂工序而适当选择即可。减少所应用的对象的话,描绘数据体积变少,更有利。此外,以上的基于随机数的修正针对X方向的线宽修正进行了说明,但是就针对Y方向的修正也有效这一点,与基于测定线宽的修正的情况是相同的。
如以上那样,在本实施方式所涉及的光掩模中,通过导入基于测定线宽的修正系数K而使线宽阶段性地变化,能够改善因投影透镜的曝光区域的连接部引起的线宽变动,进而,通过导入利用随机数产生的第2修正系数R,能够缓和因描绘装置或抗蚀剂工序引起的线宽变动,因此能够消除产生伴有周期性的不均的问题。
工业上的利用可能性
通过使用本发明的光掩模,能够制作没有线宽异常及变动的着色像素、黑矩阵、间隔件、微透镜。由此,在滤色片基板、阵列基板上的滤光器层或OCF层上原本成为问题的不均变得不被辨别出。因此,本发明所涉及的光掩模能够良好地用于追求高显示品质的彩色液晶显示器面板、使用该彩色液晶显示器面板的高精细液晶显示装置、以及固体摄像元件用的滤光器及微透镜的制造。
附图标记的说明
1····曝光用光
2····光掩模
3····投影透镜
4····基板
5····工作台
6····曝光区域
6a···连接部
7····遮光区域
8····具有着色像素图案的光掩模
8a,8b···具有着色像素图案的光掩模的一部分
9····具有黑矩阵图案的光掩模
9a···具有黑矩阵图案的光掩模的一部分
A····基于测定值的特性曲线
B····修正曲线
S1···包含非连接部的扫描区域
S2···包含连接部的扫描区域
L1、L2、L3······非连接部
J1、J2、J3、J4···连接部
C3n···1个着色像素图案
RF····对正弦波进行频率调制后的波形
RW····基于白噪声的波形
Claims (6)
1.一种光掩模,在具备由多透镜构成的投影透镜的扫描方式的投影曝光中使用,其中,
通过所述多透镜的连接部的扫描曝光而转印的所述光掩模的图案的线宽、以及通过所述多透镜的非连接部的扫描曝光而转印的所述光掩模的图案的线宽中的至少一方是利用基于测定线宽的第1修正系数对设计线宽进行了修正的线宽,
所述进行了修正的线宽是在扫描方向、以及与所述扫描方向正交的方向中的至少一个方向上阶段性地变化的线宽,
所述阶段性地变化的线宽中通过对所述第1修正系数乘以利用随机数产生的第2修正系数而被导入了基于随机数的修正成分。
2.如权利要求1所述的光掩模,其中,
通过所述多透镜的连接部的扫描曝光而转印的区域、以及通过所述多透镜的非连接部的扫描曝光而转印的区域中的至少一方是被分割成多个的小区域,
所述基于随机数的修正成分是针对所述被分割成多个的小区域的每个的、基于随机数的修正成分。
3.如权利要求1所述的光掩模,其中,
所述随机数基于对正弦波进行了频率调制的波形而生成。
4.如权利要求2所述的光掩模,其中,
所述随机数基于对正弦波进行了频率调制的波形而生成。
5.如权利要求1所述的光掩模,其中,
所述随机数基于白噪声而生成。
6.如权利要求2所述的光掩模,其中,
所述随机数基于白噪声而生成。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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