JP2021043404A - フォトマスク、フォトマスクの製造方法及び表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
具体的には、透明基板上に、それぞれ所定の光透過率を持つ第1半透光膜及び第2半透光膜をそれぞれ形成し、それぞれ所定のパターニングを施すことにより、透光部、第1半透光部、及び前記第1半透光部と隣接する部分を持つ第2半透光部を含む転写パターンを形成してなる多階調フォトマスクが記載されている。そして、i線〜g線の範囲内の光の代表波長に対して、前記第2半透光部と透光部との間の位相差が90度未満であり、前記代表波長に対して、前記第1半透光部と第2半透光部との間の位相差が90度を越えており、前記代表波長に対して、前記第1半透光部の透過率が10%未満であり、前記第2半透光部の透過率が20%以上であることが記載されている。
本発明の第1の態様は、
透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、前記透明基板上に形成された、位相制御膜、及び透過制御膜がそれぞれパターニングされることによって形成され、
前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Tp(%)(但しTp≧2)、及び略180度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Th(%)(但し、Th≧20)、及び、位相シフト量φh(度)(但しφh<90)を有し、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に前記透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅D1(μm)(但し0.5≦D1)で配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜が形成されてなるエッジ部、及び、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜と前記透過制御膜が積層されてなる積層部、
を有する、フォトマスクである。
本発明の第2の態様は、
前記半透光部は、前記遮光部と隣接する部分を有し、かつ、前記半透光部と前記遮光部の前記代表波長の光に対する位相差φpが、略180度である、上記第1の態様に記載のフォトマスクである。
本発明の第3の態様は、
前記積層部は、前記透明基板上に前記位相制御膜及び前記透過制御膜が、この順に、直接又は間接に積層されている、上記第1又は第2の態様に記載のフォトマスクである。
本発明の第4の態様は、
前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性を有する材料からなる、上記第1〜第3のいずれか1態様に記載のフォトマスクである。
本発明の第5の態様は、
前記積層部は、前記位相制御膜と前記透過制御膜に加え、遮光膜が積層する領域を含み、
前記遮光膜は、光学濃度ODが3以上である、上記第1〜第4のいずれか1態様に記載のフォトマスクである。
本発明の第6の態様は、
前記積層部は、前記透明基板上に、前記位相制御膜、前記遮光膜、及び前記透過制御膜が、この順に積層された領域を含む、上記第5の態様に記載のフォトマスクである。
本発明の第7の態様は、
前記遮光部は、前記積層部と前記エッジ部の間に挟まれて配置され、所定幅M(μm)(但し0<M≦0.8)で形成されたマージン部を更に有し、
前記マージン部は、前記遮光膜の表面が露出するとともに、該遮光膜の表面から膜厚の一部が失われたものである、上記第6の態様に記載のフォトマスクである。
本発明の第8の態様は、
透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクの製造方法であって、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅D1(μm)(但し0.5≦D1)で配置され、前記透明基板上に位相制御膜が形成されてなるエッジ部、及び、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜と前記透過制御膜が積層されてなる積層部、
を有するフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、前記位相制御膜が形成されたフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記位相制御膜をパターニングし、位相制御膜パターンを形成する第1パターニング工程と、
前記位相制御膜パターンの形成された前記透明基板上に、前記透過制御膜を形成する工程と、
前記透過制御膜上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜に描画、現像を施すことによって形成されたレジストパターンを用いて、前記透過制御膜をパターニングする、第2パターニング工程と、を有し、
前記第2パターニング工程において、
前記レジストパターンは、前記透光部に対応する領域の寸法に対して、隣接する前記遮光部側に、片側あたりD1分拡張した開口を有し、該レジストパターンをマスクとして前記透過制御膜をパターニングすることにより、前記エッジ部が形成される、
フォトマスクの製造方法である。
本発明の第9の態様は、
前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Tp(%)(但しTp≧2)、及び略180度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Th(%)(但し、Th≧20)、及び、位相シフト量φh(度)(但しφh<90)を有する、
上記第8の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第10の態様は、
前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性のある材料からなる、上記第8又は第9の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第11の態様は、
透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクの製造方法であって、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅D1(μm)(但し0.5≦D1)で配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜が形成されてなるエッジ部、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜及び前記透過制御膜が直接又は間接に積層されたなる積層部、及び、
前記エッジ部と前記積層部に挟まれて配置された所定幅M(μm)(但しM≦0.8)のマージン部、
を有するフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、前記位相制御膜、遮光膜、及び第1レジスト膜がこの順に形成されたフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記第1レジスト膜に描画、及び現像を施して、第1レジストパターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターンを用い、前記遮光膜をパターニングし、次いで前記位相制御膜をパターニングして、位相制御膜パターンを形成する第1パターニング工程と、
前記第1レジストパターンを用いて、前記遮光膜をサイドエッチングして、遮光膜パターンを形成するサイドエッチング工程と、
前記位相制御膜パターン及び前記遮光膜パターンが形成された前記透明基板上に、前記透過制御膜を形成する工程と、
前記透過制御膜上に、第2レジスト膜を形成し、該第2レジスト膜に描画、現像を施して形成された第2レジストパターンを用いて、前記透過制御膜をパターニングする、第2パターニング工程と、を有し、
前記第2パターニング工程において、
前記第2レジストパターンは、前記透光部に対応する領域の寸法に対して、隣接する前記遮光部側に、片側あたり(D1+M)分拡張した開口を有し、該第2レジストパターンをマスクとして前記透過制御膜をパターニングすることにより、前記エッジ部及び前記マージン部が形成される、
フォトマスクの製造方法である。
本発明の第12の態様は、
前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性のある材料からなる、上記第11の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第13の態様は、
前記遮光膜と前記透過制御膜は、互いに共通のエッチング剤によってエッチング可能な材料からなる、上記第11又は第12の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第14の態様は、
前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Tp(%)(但しTp≧2)、及び略180度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Th(%)(但し、Th≧20)、及び、位相シフト量φh(度)(但しφh<90)を有する、
上記第11の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第15の態様は、
前記マージン部は、前記透過制御膜上に積層する前記遮光膜の表面が露出するとともに、該遮光膜の表面から膜厚の一部が失われたものである、上記第11〜第14のいずれか1態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の第16の態様は、
上記第1〜第8のいずれか1態様に記載のフォトマスクを用意する工程と、
露光装置を用いて、前記フォトマスクを露光する工程と、
を有する、表示装置の製造方法である。
図2には、シミュレーションに用いたフォトマスクの転写用パターン(参考例1)を示す。図2(a)は平面視した図、図2(b)はその断面である。該転写用パターンは、透光部101、遮光部102、及び半透光部103を有し、透明基板104上において、位相制御膜105、及び透過制御膜106がそれぞれパターニングされて形成されたものである。
図3には、シミュレーションに用いた、他の形態のフォトマスクの転写用パターン(参考例2)を示す。断面図は、図2(b)、又は図2(c)と同様にすることができる。但し、ここでは、位相制御膜105のかわりに、露光光に対してOD(光学密度)3以上をもつ遮光膜107を使用している。
図4(a)に、本発明の第1の実施の形態に係るフォトマスク1を例示する。図4(b)は、図4(a)の一点鎖線部分の断面を示す。
また、幅Vの透過制御膜5の部分と位相制御膜4の重なり幅D2(μm)は、0.5≦D2<2であることが好ましい。この範囲であると、後述のフォトマスク1の製造方法において、位相制御膜4と透過制御膜5のアライメント誤差を吸収でき、膜同士の隙間が生じない。
ここで、WやVは、半透光部8と、両側から挟む遮光部7の配列方向に対して垂直な方向の幅である。
該多階調フォトマスクは、例えば表示装置製造の際に、バイナリマスクのみを使用する場合に比べて、必要なフォトマスクの枚数を減少させる効果がある、機能性フォトマスクである。
但し、上記レジストパターンは、電子デバイス製造の過程でエッチングマスクとして使用され、その後除去されるもののほか、感光材料からなる立体構成物として、表示装置等の電子デバイス内に残存するものも含む。
図6を参照して、フォトマスク1の製造方法例について説明する。
図7(a)に、本発明の第2の実施の形態に係るフォトマスク2を例示する。図7(b)は、図7(a)の一点鎖線部分の断面を示す。
但し、上記レジストパターンは、電子デバイス製造の過程でエッチングマスクとして使用され、その後除去されるもののほか、感光材料からなる立体構成物として、表示装置等の電子デバイス内に残存するものも含む。
図8及び図9を参照して、フォトマスク2の製造方法例について説明する。
フォトマスク1、及びフォトマスク2,2’に共通し、本願発明に係るフォトマスクは、表示装置製造用として好適に用いられる。表示装置製造のために用いられる露光装置としては、FPD(Flat Panel Display)用のものであって、等倍の投影露光方式(例えば開口数NAが0.08〜0.15)のものとすることができる。光源としては、i線、h線、g線のいずれかを含むものとし、これらのうち複数を含む波長または波長域を含む光が有利に使用される。
以上に、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
Claims (16)
- 透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、前記透明基板上に形成された、位相制御膜、及び透過制御膜がそれぞれパターニングされることによって形成され、
前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Tp(%)(但しTp≧2)、及び略180度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Th(%)(但し、Th≧20)、及び、位相シフト量φh(度)(但しφh<90)を有し、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に前記透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅D1(μm)(但し0.5≦D1)で配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜が形成されてなるエッジ部、及び、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜と前記透過制御膜が積層する、積層部、
を有する、フォトマスク。 - 前記半透光部は、前記遮光部と隣接する部分を有し、かつ、前記半透光部と前記遮光部の前記代表波長の光に対する位相差φpが、略180度である、請求項1に記載のフォトマスク。
- 前記積層部は、前記透明基板上に前記位相制御膜及び前記透過制御膜が、この順に、直接又は間接に積層されている、請求項1又は2に記載のフォトマスク。
- 前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性を有する材料からなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフォトマスク。
- 前記積層部は、前記位相制御膜と前記透過制御膜に加え、遮光膜が積層する領域を含み、
前記遮光膜は、光学濃度ODが3以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のフォトマスク。 - 前記積層部は、前記透明基板上に、前記位相制御膜、前記遮光膜、及び前記透過制御膜が、この順に積層された領域を含む、請求項5に記載のフォトマスク。
- 前記遮光部は、前記積層部と前記エッジ部の間に挟まれて配置され、所定幅M(μm)(但し0<M≦0.8)で形成されたマージン部を更に有し、
前記マージン部は、前記遮光膜の表面が露出するとともに、該遮光膜の表面から膜厚の一部が失われたものである、請求項6に記載のフォトマスク。 - 透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクの製造方法であって、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅D1(μm)(但し0.5≦D1)で配置され、前記透明基板上に位相制御膜が形成されてなるエッジ部、及び、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜と前記透過制御膜が積層されてなる積層部、
を有するフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、前記位相制御膜が形成されたフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記位相制御膜をパターニングし、位相制御膜パターンを形成する第1パターニング工程と、
前記位相制御膜パターンの形成された前記透明基板上に、前記透過制御膜を形成する工程と、
前記透過制御膜上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜に描画、現像を施すことによって形成されたレジストパターンを用いて、前記透過制御膜をパターニングする、第2パターニング工程と、を有し、
前記第2パターニング工程において、
前記レジストパターンは、前記透光部に対応する領域の寸法に対して、隣接する前記遮光部側に、片側あたりD1分拡張した開口を有し、該レジストパターンをマスクとして前記透過制御膜をパターニングすることにより、前記エッジ部が形成される、
フォトマスクの製造方法。 - 前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Tp(%)(但しTp≧2)、及び略180度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Th(%)(但し、Th≧20)、及び、位相シフト量φh(度)(但しφh<90)を有する、
請求項8に記載のフォトマスクの製造方法。 - 前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性のある材料からなる、請求項8又は9に記載のフォトマスクの製造方法。
- 透明基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクの製造方法であって、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に透過制御膜が形成されてなり、
前記遮光部は、
前記透光部と隣接するエッジに沿って所定幅D1(μm)(但し0.5≦D1)で配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜が形成されてなるエッジ部、
前記エッジ部以外の領域に配置され、前記透明基板上に前記位相制御膜及び前記透過制御膜が直接又は間接に積層されたなる積層部、及び、
前記エッジ部と前記積層部に挟まれて配置された所定幅M(μm)(但し0<M≦0.8)のマージン部、
を有するフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、前記位相制御膜、遮光膜、及び第1レジスト膜がこの順に形成されたフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記第1レジスト膜に描画、及び現像を施して、第1レジストパターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターンを用い、前記遮光膜をパターニングし、次いで前記位相制御膜をパターニングして、位相制御膜パターンを形成する第1パターニング工程と、
前記第1レジストパターンを用いて、前記遮光膜をサイドエッチングして、遮光膜パターンを形成するサイドエッチング工程と、
前記位相制御膜パターン及び前記遮光膜パターンが形成された前記透明基板上に、前記透過制御膜を形成する工程と、
前記透過制御膜上に、第2レジスト膜を形成し、該第2レジスト膜に描画、現像を施して形成された第2レジストパターンを用いて、前記透過制御膜をパターニングする、第2パターニング工程と、を有し、
前記第2パターニング工程において、
前記第2レジストパターンは、前記透光部に対応する領域の寸法に対して、隣接する前記遮光部側に、片側あたり(D1+M)分拡張した開口を有し、該第2レジストパターンをマスクとして前記透過制御膜をパターニングすることにより、前記エッジ部及び前記マージン部が形成される、
フォトマスクの製造方法。 - 前記位相制御膜と前記透過制御膜は、互いにエッチング選択性のある材料からなる、請求項11に記載のフォトマスクの製造方法。
- 前記遮光膜と前記透過制御膜は、互いに共通のエッチング剤によってエッチング可能な材料からなる、請求項11又は12に記載のフォトマスクの製造方法。
- 前記位相制御膜は、前記フォトマスクの露光光に含まれる代表波長の光に対して、透過率Tp(%)(但しTp≧2)、及び略180度の位相シフト量を有し、
前記透過制御膜は、前記代表波長の光に対し、透過率Th(%)(但し、Th≧20)、及び、位相シフト量φh(度)(但しφh<90)を有する、
請求項11に記載のフォトマスクの製造方法。 - 前記マージン部は、前記透過制御膜上に積層する前記遮光膜の表面が露出するとともに、該遮光膜の表面から膜厚の一部が失われたものである、請求項11〜14のいずれか1項に記載のフォトマスクの製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のフォトマスクを用意する工程と、
露光装置を用いて、前記フォトマスクを露光する工程と、
を有する、表示装置の製造方法。
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