JP2020149047A - フォトマスクの修正方法、フォトマスクの製造方法、フォトマスク、及び表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記転写用パターンは、露光装置を用いた露光によって被転写体上に所望のCD値を持つホールパターンを形成するものであって、
透光部からなる主パターンと、
前記主パターンの近傍に配置され、前記露光装置によって解像されない幅を持つ補助パターンと、
前記主パターンと前記補助パターンを除いた領域に形成される低透光部と、を含み、
前記補助パターンは、露光光に含まれる代表波長の光に対する透過率T1(%)を有するとともに、
前記補助パターンの透過光は、前記主パターンの透過光に対して、前記代表波長の光に対する略180度の位相差を有し、
前記低透光部は、前記代表波長の光に対する透過率T2(%)(ただしT2<T1)を持ち、
前記補助パターンに欠陥が生じたとき、前記主パターンのCD値を増減することにより、前記露光装置により露光した場合に、被転写体上に前記所望のCD値を持つ前記ホールパターンを形成するような、修正転写用パターンの形状を特定する特定工程と、
前記特定工程で得られた形状に基づいて、前記主パターンのCD値を増減する修正加工を施す修正工程と、を有する。
前記転写用パターンは、露光装置を用いた露光によって被転写体上にX−CDがXp1(μm)、Y−CDがYp1(μm)であるホールパターンを形成するものであって、
X−CDがXm1(μm)、Y−CDがYm1(μm)である透光部からなる、主パターンと、
前記主パターンの近傍に配置され、前記露光装置によって解像されない幅d(μm)を持つ補助パターンと、
前記主パターンと前記補助パターンを除いた領域に形成される低透光部と、を含み、
前記補助パターンは、露光光に含まれる代表波長の光に対する透過率T1(%)を有するとともに、
前記補助パターンの透過光は、前記主パターンの透過光に対して、前記代表波長の光に対する略180度の位相差を有し、
前記低透光部は、前記代表波長の光に対する透過率T2(%)(ただしT2<T1)を持ち、
前記補助パターンに欠陥が生じたとき、前記主パターンのX−CD及びY−CDの少なくとも一方を増減して、X−CDがXm2(μm)、Y−CDがYm2(μm)であるような主パターンを持つ修正転写用パターンであって、該修正転写用パターンを前記露光装置により露光した場合に、被転写体上にX−CDがXp1に等しく、Y−CDがYp1に等しいホールパターンを形成する修正転写用パターンの形状を特定する、特定工程と、
前記特定工程で得られた形状に基づいて、前記主パターンのX−CD及びY−CDの少なくとも一方を増減する修正加工を施す修正工程と、を有するものとすることができる。
前記特定工程では、前記複数の欠陥類型から、前記欠陥に対応する欠陥類型を選定し、選定した前記欠陥類型に対応づけられたXm2とYm2の組合せに基づき、前記修正転写用パターンの形状を特定してもよい。
0.9Xp1≦Xp2≦1.1Xp1
0.9Yp1≦Yp2≦1.1Yp1
30≦Tf≦80(%)であるとともに、φ1が略180(度)であってもよい。
0.8 ≦ Xm1 ≦ 4.0
0.8 ≦ Ym1 ≦ 4.0
0.8 ≦ Xp1 ≦ 4.0
0.8 ≦ Yp1 ≦ 4.0
1.0<P≦5.0
i線、h線、及びg線の少なくとも一つを含む露光光を前記修正転写用パターンに照射して、前記被転写体上にパターン転写を行なうことを含む。
前記転写用パターンは、露光装置を用いた露光によって被転写体上にX−CDがXp1(μm)、Y−CDがYp1(μm)であるホールパターンを形成するものであって、
X−CDがXm1(μm)、Y−CDがYm1(μm)である透光部からなる、主パターンと、
前記主パターンの近傍に配置され、前記露光装置によって解像されない幅d(μm)を持つ補助パターンと、
前記主パターンと前記補助パターンを除いた領域に形成される低透光部と、を含み、
前記補助パターンは、露光光に含まれる代表波長の光に対する透過率T1(%)を有するとともに、
前記補助パターンの透過光は、前記主パターンの透過光に対して、前記代表波長の光に対する位相差が略180度であり、
前記低透光部は、前記透明基板上に、前記代表波長の光に対する透過率T2(%)(ただしT2<T1)を持ち、
前記修正転写用パターンに含まれる修正主パターンは、前記転写用パターンの主パターンが低透光性の補充膜によって加工されることにより、X−CDがXm2(μm)、YCDがYm2(μm)(ただし、Xm1=Xm2かつYm1=Ym2である場合を除く)である透光部からなり、
前記修正転写用パターンに含まれる修正補助パターンは、前記修正主パターンを、前記低透光部を介して囲む正多角形帯又は円形帯の一部の領域を構成するとともに、前記正多角形帯又は円形帯の前記一部を除く領域には、低透光膜、又は前記低透光膜と素材が異なる低透光性の補充膜が形成され、
前記修正転写用パターンは、露光装置を用いた露光によって被転写体上にX−CDがXp2(μm)、Y−CDがYp2(μm)であるホールパターンを形成するものであり、下記の式を両方とも満たす。
0.9Xp1≦Xp2≦1.1Xp1
0.9Yp1≦Yp2≦1.1Yp1
しかしながら、修正を施さないまま転写を行なえば、被転写体上に形成されるパターンは設計仕様を満たさず、得ようとする表示装置の動作不良を招く等のリスクが生じる。
そこで、ここでは、図1及び図2に示す転写用パターンを持つフォトマスク(以下、それぞれ第1フォトマスク、及び第2フォトマスク)に欠陥が生じたとき、これを修正する場合について例示する。
以下に、本発明の第1フォトマスクを例示する。第1フォトマスクは、液晶や有機ELに代表される表示装置を製造するためのフォトマスクである。なお、本願でいう表示装置とは、表示装置を構成するためのデバイスを含む。そして第1フォトマスクは、表示装置製造用の露光装置によって露光し、その転写用パターンを、被転写体上に転写するものとする。被転写体は、例えば、表示デバイス製造用の基板等に加工対象となる薄膜が形成され、最上層にレジスト膜を形成したものが挙げられる。レジスト膜としては、ポジ型のフォトレジストが好適に使用できる。
0.8≦Xm1≦4.0 ・・・式(1)
0.8≦Ym1≦4.0 ・・・式(2)
d ≧ 0.7 ・・・式(6)
より好ましくは、以下の式(7)が成り立つことが好ましい。
d ≧ 0.8 ・・・式(7)
さらに好ましくは、以下の式(8)が成り立つことが好ましい。
1.0≦d≦1.5 ・・・式(8)
すなわち、
160+360M≦φ1≦200+360M(度)(Mは負でない整数)・・・式(9)
とも表わせる。半透光膜の位相シフト特性としては、好ましくは180±10度の範囲内であり、より好ましくは180±5度の範囲内である。
30≦T1≦100 ・・・式(10)
とすることが好ましい。ここで、T1は、透明基板の透過率を基準(100%)としたときの数値であり、以下同様である。
また、補助パターン12の透過率T1(%)について、
30≦T1≦80 ・・・式(11)
を満たすとより好ましく、さらに好ましくは、
40≦T1≦70 ・・・式(12)
を満たすとよい。
30≦Tf≦80 ・・・式(13)
であることが好ましい。より好ましくは、
40≦Tf≦70 ・・・式(14)
である。
1.0<P≦5.0 ・・・式(15)
の関係が成り立つことが好ましい。
より好ましくは、間隔Pは、
1.5<P≦4.5 ・・・式(16)
とすることができる。このとき、上述の、補助パターン12の透過光と、主パターン11の透過光との相互作用がより有利に制御できる。そして、被転写体上に形成するホールパターン形成のための光学像(光強度分布)をより有利な形状として、上記転写性能の向上効果が得られる。
0.6≦Xp1≦3.0 ・・・式(17)
0.6≦Yp1≦3.0 ・・・式(18)
0.6≦Xp1≦2.5 ・・・式(19)
0.6≦Yp1≦2.5 ・・・式(20)
図2(a)は、第2フォトマスクの転写用パターン2の一部を示す。図2(b)は、図2(a)のB−B矢視断面図である。第2フォトマスクも表示装置製造用のフォトマスクである。第2フォトマスクの転写用パターン2は、第1フォトマスクの転写用パターン1と異なり、補助パターン22が透明基板表面を所定深さに掘り込み形成されている。本願では、このように掘り込みを伴う転写用パターン2が、透明基板の一主表面に形成されている形態を含め、「透明基板上に転写用パターンを備える」フォトマスクと表現する。第2フォトマスクにおいても、第1フォトマスクと同様に、補助パターンの透過光は、主パターンの透過光に対して、前記代表波長の光に対する略180度の位相差を有する。
以下、第1フォトマスクに欠陥が生じた場合を例として説明するが、第2フォトマスクに欠陥が生じた場合についても同様である。図3は、第1フォトマスクの補助パターン12に黒欠陥14が生じた状態を示す。黒欠陥14により、補助パターン12の作用が少なくとも部分的に損なわれる。このため、このような欠陥転写用パターン3を露光すると、被転写体上には設計どおりの光強度分布が形成されない。すなわち、被転写体の構成要素であるレジスト膜を露光後に現像して得られるレジストパターンのボトムCDがX方向、又はY方向において設計値どおりに形成されないおそれがある。レジストパターンのボトムCDは、該レジストパターンをエッチングマスクとして、エッチング加工されるパターンのCDを決定する。よって、レジストパターンのボトムCDが設計値どおりに形成されないと、電子デバイス内のパターンのCDが設計値どおりに形成されないリスクが生じる。
特定工程30の一手法である、修正主パターンのCD値を算出する算出工程について説明する。算出工程では光学シミュレーションを使用するとよい。シミュレーション条件として、例えば、以下の情報を使用する。
(1)フォトマスクの露光に適用する露光条件(投影露光装置の光学系が持つ開口数NA、コヒレンスファクタσ、露光波長など)
(2)修正対象とするフォトマスクに関する設定条件(転写用パターンの設計デザインや膜の光学物性、補助パターンに生じた欠陥の位置や欠陥面積など)
(3)被転写体表面に用いるフォトレジスト膜の素材や特性及び膜厚
修正工程40について説明する。第1フォトマスクについて、上記シミュレーションによって修正転写用パターンの形状が特定されたら、該形状に基づいて欠陥転写用パターンの主パターンに対して修正を施し、上記のX−CDがXm2、Y−CDがYm2となるように主パターンを形成する。
0.9Xp1≦Xp2≦1.1Xp1 ・・・式(21)
0.9Yp1≦Yp2≦1.1Yp1 ・・・式(22)
を満たせば、本発明の作用効果が十分に得られる。すなわち、上記範囲のXp2及びYp2により、表示装置製造において実質的な問題は生じない。
上記の修正方法により、欠陥を生じた補助パターンに対する直接的な修正を行うことなく、フォトマスクの性能を回復することができる。
。図9の欠陥例3は、実施例2にて説明した修正方法で特定した修正転写用パターンに関するものである。
30≦T4≦80 ・・・式(23)
であることが好ましく、より好ましくは、
40≦T4≦70 ・・・式(24)
であるとよい。
140≦φ2<220 ・・・式(25)
であることが好ましい。この修正膜542は、
φ2<160 ・・・式(26)
あるいは、
φ2>200 ・・・式(27)
である場合がある。
本発明は、上記修正方法を含む、フォトマスクの製造方法を含む。例えば、第1フォトマスクは、透明基板上に半透光膜及び低透光膜をこの順に積層し、レジスト膜を塗布したフォトマスクブランクを用意し、それぞれの膜に対して描画、現像、エッチングを適用したフォトリソグラフィを適用することにより、製造することができる。描画に際しては、例えば、レーザ描画装置を用いることができる。
また、本発明は、上記修正方法によって修正を施したフォトマスクを用意し、これをi線、h線、及びg線の少なくとも一つを含む露光光を用意したフォトマスクに照射して、被転写体上にパターン転写を行なうことを含む、表示装置の製造方法である。i線、h線及びg線の全てを含むブロードな波長の露光光を用いて転写を行なってもよい。
さらに、本発明は上記修正方法によって修正を施したフォトマスクを含む。すなわち、例えば第1フォトマスク又は第2フォトマスクが有する修正転写用パターンは、主パターンに修正が施された結果として、その透光部(低透光膜に形成された開口)のエッジに、少なくとも部分的に上記補充膜の断面を有するものである。すなわち、修正転写用パターンは、レーザザッピング断面又はイオンビームエッチング断面を持つことができる。
3、5 :欠陥転写用パターン
4、6 :修正転写用パターン
11、51 :(修正前の)主パターン
12、22、52 :補助パターン
13 :低透光部
14、54 :黒欠陥
15 :透明基板
16 :半透光膜
17 :低透光膜
18、58 :補充膜
30 :特定工程
40 :修正工程
50 :予備加工
60 :予備修正
81、82 :欠陥類型
91、92 :予備修正類型
111、511、512 :(修正後の)主パターン
541 :白欠陥
542、911、912 :修正膜
Claims (27)
- 透明基板上に、転写用パターンを備えるフォトマスクの、前記転写用パターンに生じた欠陥を修正するフォトマスクの修正方法であって、
前記転写用パターンは、露光装置を用いた露光によって被転写体上に所望のCD値を持つホールパターンを形成するものであって、
透光部からなる主パターンと、
前記主パターンの近傍に配置され、前記露光装置によって解像されない幅を持つ補助パターンと、
前記主パターンと前記補助パターンを除いた領域に形成される低透光部と、を含み、
前記補助パターンは、露光光に含まれる代表波長の光に対する透過率T1(%)を有するとともに、
前記補助パターンの透過光は、前記主パターンの透過光に対して、前記代表波長の光に対する略180度の位相差を有し、
前記低透光部は、前記代表波長の光に対する透過率T2(%)(ただし、T2<T1)を持ち、
前記補助パターンに欠陥が生じたとき、前記主パターンのCD値を増減することにより、前記露光装置により露光した場合に、被転写体上に前記所望のCD値を持つ前記ホールパターンを形成するような、修正転写用パターンの形状を特定する特定工程と、
前記特定工程で得られた形状に基づいて、前記主パターンのCD値を増減する修正加工を施す修正工程と、を有することを特徴とする、フォトマスクの修正方法。 - 透明基板上に、転写用パターンを備えるフォトマスクの、前記転写用パターンに生じた欠陥を修正するフォトマスクの修正方法であって、
前記転写用パターンは、露光装置を用いた露光によって被転写体上にX−CDがXp1(μm)、Y−CDがYp1(μm)であるホールパターンを形成するものであって、
X−CDがXm1(μm)、Y−CDがYm1(μm)である透光部からなる、主パターンと、
前記主パターンの近傍に配置され、前記露光装置によって解像されない幅d(μm)を持つ補助パターンと、
前記主パターンと前記補助パターンを除いた領域に形成される低透光部と、を含み、
前記補助パターンは、露光光に含まれる代表波長の光に対する透過率T1(%)を有するとともに、
前記補助パターンの透過光は、前記主パターンの透過光に対して、前記代表波長の光に対する略180度の位相差を有し、
前記低透光部は、前記代表波長の光に対する透過率T2(%)(ただし、T2<T1)を持ち、
前記補助パターンに欠陥が生じたとき、前記主パターンのX−CD及びY−CDの少なくとも一方を増減して、X−CDがXm2(μm)、Y−CDがYm2(μm)であるような主パターンを持つ修正転写用パターンであって、該修正転写用パターンを前記露光装置により露光した場合に、被転写体上にX−CDがXp1に等しく、Y−CDがYp1に等しいホールパターンを形成する修正転写用パターンの形状を特定する、特定工程と、
前記特定工程で得られた形状に基づいて、前記主パターンのX−CD及びY−CDの少なくとも一方を増減する修正加工を施す、修正工程と、を有することを特徴とする、フォトマスクの修正方法。 - 前記特定工程は、前記修正転写用パターンを前記露光装置により露光した場合に、被転写体上にX−CDがXp1に等しく、Y−CDがYp1に等しいホールパターンを形成するための、Xm2とYm2の組合せを算出する、算出工程を含むことを特徴とする、請求項2に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記特定工程に先立ち、前記補助パターンに対する複数の欠陥類型と、該欠陥類型の各々に対して予め算出され、対応づけられたXm2とYm2の組合せを参照する、類型参照工程を有し、
前記特定工程では、前記複数の欠陥類型から、前記欠陥に対応する欠陥類型を選定し、選定した前記欠陥類型に対応づけられたXm2とYm2の組合せに基づき、前記修正転写用パターンの形状を特定することを特徴とする、請求項2に記載のフォトマスクの修正方法。 - 前記補助パターンは、前記主パターンの透過光に対して、前記代表波長の光に対する略180度の位相シフト作用をもつ半透光膜が、前記透明基板上に形成されてなることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記低透光部は、前記露光光を実質的に透過しないことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記修正工程に先立ち、前記欠陥を生じた前記補助パターンに対して、低透光性の補充膜を用いた予備加工を行なって、残存する前記補助パターンの形状を整えることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記欠陥を生じた前記補助パターンに対し、位相シフト作用をもつ修正膜を用いる修正を施さないことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記欠陥を生じた前記補助パターンに、半透光性の修正膜による予備修正を施すことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記修正工程に先立ち、透光部からなる前記主パターンの領域全体に低透光性の補充膜を形成することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記欠陥は、黒欠陥であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記欠陥は、白欠陥であり、前記特定工程後、前記修正工程に先立ち、欠陥を生じた前記補助パターンに対して、半透光性の修正膜による予備修正を施すことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記欠陥は黒欠陥であり、かつ、前記黒欠陥は、前記転写用パターンの前記補助パターンに生じた白欠陥に対し、低透光性の補充膜を形成して生成した黒欠陥であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記修正工程では、前記露光装置を用いた露光によって被転写体上にX−CDがXp2(μm)、かつY−CDがYp2(μm)であるホールパターンを形成する、修正転写用パターンを形成し、
前記修正転写用パターンは、下記の式を両方とも満たすことを特徴とする、請求項2〜13のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
0.9Xp1≦Xp2≦1.1Xp1
0.9Yp1≦Yp2≦1.1Yp1 - 前記転写用パターンにおいて、
前記主パターンは、前記透明基板の表面が露出してなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に、前記代表波長に対する透過率Tf(%)を持つ半透光膜が形成されてなるとともに、前記半透光膜は、前記代表波長に対する位相シフト量φ1(度)を有し、
30≦Tf≦80(%)であるとともに、φ1が略180(度)であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。 - 前記転写用パターンにおいて、前記補助パターンは、前記主パターンの近傍に前記低透光部を介して配置されることを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記転写用パターンにおいて、前記補助パターンは、前記主パターンの周囲を、前記低透光部を介して囲む、正多角形帯又は円形帯であることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 下記の式を両方とも満たすことを特徴とする、請求項2〜17のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
0.8 ≦ Xm1 ≦ 4.0
0.8 ≦ Ym1 ≦ 4.0 - 前記転写用パターンにおいて、前記補助パターンは、前記主パターンの周囲を、前記低透光部を介して囲む、幅dのパターンとして形成されるとともに、下記の式を満たすことを特徴とする、請求項1〜18のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 下記の式を両方とも満たすことを特徴とする、請求項2〜18のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
0.8 ≦ Xp1 ≦ 4.0
0.8 ≦ Yp1 ≦ 4.0 - 前記転写用パターンにおいて、前記補助パターンは、前記主パターンの周囲を、前記低透光部を介して囲む、幅dのパターンとして形成され、前記主パターンの幅方向の中心と、前記補助パターンの幅方向の中心との間隔をP(μm)とするとき、
下記の式を満たすことを特徴とする、請求項1〜21のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
1.0<P≦5.0 - 前記転写用パターンにおいて、前記補助パターンは、前記主パターンの周囲を、前記低透光部を介して囲む、幅dのパターンとして形成され、前記補助パターンの形状は、前記主パターンの形状の重心位置に重心を持つ多角形帯であることを特徴とする、請求項1〜21のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記ホールパターンは、孤立ホールパターンであることを特徴とする、請求項1〜22のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法。
- 請求項1〜23のいずれか一項に記載のフォトマスクの修正方法を含む、フォトマスクの製造方法。
- 請求項24に記載の製造方法により得られたフォトマスクを用意する工程と、
i線、h線、及びg線の少なくとも一つを含む露光光を前記修正転写用パターンに照射して、前記被転写体上にパターン転写を行なうことを含む、表示装置の製造方法。 - 透明基板上に、ホールパターンを形成するための転写用パターン、及び、前記転写用パターンに生じた欠陥に修正が施された修正転写用パターンを含む修正フォトマスクであって、
前記転写用パターンは、露光装置を用いた露光によって被転写体上にX−CDがXp1(μm)、Y−CDがYp1(μm)であるホールパターンを形成するものであって、
X−CDがXm1(μm)、Y−CDがYm1(μm)である透光部からなる、主パターンと、
前記主パターンの近傍に配置され、前記露光装置によって解像されない幅d(μm)を持つ補助パターンと、
前記主パターンと前記補助パターンを除いた領域に形成される低透光部と、を含み、
前記補助パターンは、露光光に含まれる代表波長の光に対する透過率T1(%)を有するとともに、
前記補助パターンの透過光は、前記主パターンの透過光に対して、前記代表波長の光に対する略180度の位相差を有し、
前記低透光部は、前記代表波長の光に対する透過率T2(%)(ただし、T2<T1)を持ち、
前記修正転写用パターンに含まれる修正主パターンは、前記転写用パターンの主パターンが低透光性の補充膜によって加工されることにより、X−CDがXm2(μm)、YCDがYm2(μm)(ただし、Xm1=Xm2かつYm1=Ym2である場合を除く)である透光部からなり、
前記修正転写用パターンに含まれる修正補助パターンは、前記修正主パターンを、前記低透光部を介して囲む正多角形帯又は円形帯の一部の領域を構成するとともに、前記正多角形帯又は円形帯の前記一部を除く領域には、低透光膜、又は前記低透光膜と素材が異なる低透光性の補充膜が形成され、
前記修正転写用パターンは、露光装置を用いた露光によって被転写体上にX−CDがXp2(μm)、Y−CDがYp2(μm)であるホールパターンを形成するものであり、
下記の式を両方とも満たすことを特徴とする、修正フォトマスク。
0.9Xp1≦Xp2≦1.1Xp1
0.9Yp1≦Yp2≦1.1Yp1 - 前記修正補助パターンは、前記正多角形帯又は円形帯の前記一部を除く領域に、半透光性の修正膜による修正半透光部を有することを特徴とする、請求項26に記載の修正フォトマスク。
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