JP2021047464A - 表示装置製造用フォトマスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この多階調フォトマスク200は、遮光部110、半透光部115及び透光部120を含む転写用パターンを備える。遮光部110は、半透光膜101、位相シフト調整膜102、及び遮光膜103が透明基板100上にこの順に積層されてなる。半透光部115は、半透光膜101が透明基板100上に形成されてなる。透光部120は、透明基板100が露出してなる。遮光部110と透光部120との境界には、半透光膜101上の位相シフト調整膜102が部分的に露出してなる第1の位相シフタ部111が形成され、遮光部110と半透光部115との境界には、半透光膜101上の位相シフト調整膜102が部分的に露出してなる第2の位相シフタ部112が形成されている。
まず、透明基板100上に半透光膜101、位相シフト調整膜102、遮光膜103がこの順に形成され、最上層に第1レジスト膜104が形成されたフォトマスクブランク20を準備する(図7(a))。
次に、フォトマスクブランク20に対して、描画・現像を施し、遮光部110の形成領域を覆う第1レジストパターン104pを形成する。
次に、第1レジストパターン104pをマスクとして、遮光膜103をエッチングし、遮光膜パターン103pを形成する(図7(b))。
次に、第1レジストパターン104pを除去した後、遮光膜パターン103p及び露出した位相シフト調整膜102を有するフォトマスクブランク20上の全面に、第2レジスト膜105を形成する。
次に、第2レジスト膜105を描画・現像し、遮光部110の形成領域、遮光部110と透光部120との境界部分に位置する第1の位相シフタ部111の形成領域、及び遮光部110と半透光部115との境界部分に位置する第2の位相シフタ部112の形成領域をそれぞれ覆う第2レジストパターン105pを形成する(図7(c))。
次に、第2レジストパターン105pをマスクとして、位相シフト調整膜102をエッチングして位相シフト調整膜パターン102pを形成するとともに、半透光部115と第1の位相シフタ部111と第2の位相シフタ部112とを形成する(図7(d))。
次に、第2レジストパターン105pを除去した後、遮光膜パターン103p、位相シフト調整膜パターン102p、露出した半透光膜101を有するフォトマスクブランク20上の全面に、第3レジスト膜106を形成する。
次に、第3レジスト膜106を描画・現像し、透光部120の形成領域以外の領域を覆う第3レジストパターン106pを形成する(図7(e))。
次に、第3レジストパターン106pをマスクとして半透光膜101をエッチングして半透光膜パターン101pを形成するとともに、透明基板100を部分的に露出させて透光部120を形成する(図7(f))。
次に、第3レジストパターン106pを除去し、多階調フォトマスク200の製造を完了する(図7(g))。
更に、上記特許文献1の多階調フォトマスクは、位相シフト部を備えることにより、位相シフト部に隣接する透光部、又は半透光部との境界における光の干渉効果を利用して、被転写体上に形成される光強度分布を制御し、形成されるレジストパターンの側壁の傾斜を抑えることを意図している。このようなフォトマスクを用いれば、得ようとするデバイス(ディスプレイパネルなど)の製造工程において、上記生産効率の向上に加え、CD(Critical dimension)精度や、生産歩留の向上が期待でき、有利な製造条件を得ることができる。
本発明の第1の態様は、
透明基板上に第1光学膜と第2光学膜がそれぞれパターニングされて形成された転写用パターンを備え、前記転写用パターンは、前記透明基板の表面が露出する透光部、前記透光部と隣接する部分をもつ第1透過制御部、及び前記第1透過制御部と隣接する部分をもつ第2透過制御部とを含み、前記第1透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第1光学膜を有し、前記第2透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第2光学膜を有する、表示装置製造用フォトマスクの製造方法であって、
前記透明基板上に前記第1光学膜及び第1レジスト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、
前記第1レジスト膜に対して第1描画を行い、第1レジストパターンを形成する、第1レジストパターン形成工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして、前記第1光学膜をエッチングし、第1光学
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光学膜パターンを含む前記透明基板上に前記第2光学膜を形成する工程と、
前記第2光学膜上に第2レジスト膜を形成して第2描画を行い、第2レジストパターンを形成する、第2レジストパターン形成工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとして、前記第2光学膜をエッチングし、第2光学膜パターンを形成する、第2パターニング工程と、を含み、
前記第1パターニング工程では、前記第1光学膜のみをエッチングし、
前記第2パターニング工程では、前記第2光学膜のみをエッチングし、かつ、
前記第2レジストパターンは、前記第2透過制御部の形成領域を覆うとともに、前記第2透過制御部のエッジにおいて隣接する前記第1透過制御部側に、所定幅のマージンを加えた寸法を有することを特徴とする、表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第2の態様)
本発明の第2の態様は、
前記第1光学膜は、Crを含み、
前記第2光学膜は、Si、Mo、Ni、Ta、Zr、Al、Ti、Nb、Hfのいずれかを含むことを特徴とする、上記第1の態様に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第3の態様)
本発明の第3の態様は、
透明基板上に第1光学膜と第2光学膜がそれぞれパターニングされて形成された転写用パターンを備え、前記転写用パターンは、前記透明基板の表面が露出する透光部、前記透光部と隣接する部分をもつ第1透過制御部、及び前記第1透過制御部と隣接する部分をもつ第2透過制御部とを含み、前記第1透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第1光学膜を有し、前記第2透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第2光学膜を有する、表示装置製造用フォトマスクの製造方法であって、
前記透明基板上に前記第1光学膜、エッチングマスク膜、及び、第1レジスト膜が形成された、フォトマスクブランクを用意する工程と、
前記第1レジスト膜に対して第1描画を行い、第1レジストパターンを形成する、第1レジストパターン形成工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして、前記エッチングマスク膜をエッチングし、エッチングマスク膜パターンを形成する工程と、
前記エッチングマスク膜パターンをマスクとして前記第1光学膜をエッチングし、第1光学膜パターンを形成する、第1パターニング工程と、
前記エッチングマスク膜パターンを除去する工程と、
前記第1光学膜パターンを含む前記透明基板上に前記第2光学膜を形成する工程と、
前記第2光学膜上に第2レジスト膜を形成して第2描画を行い、第2レジストパターンを形成する、第2レジストパターン形成工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとして、前記第2光学膜をエッチングし、第2光学膜パターンを形成する、第2パターニング工程と、を含み、
前記第1パターニング工程では、前記第1光学膜のみをエッチングし、
前記第2パターニング工程では、前記第2光学膜のみをエッチングし、かつ、
前記第2レジストパターンは、前記第2透過制御部の形成領域を覆うとともに、前記第2透過制御部のエッジにおいて隣接する第1透過制御部側に、所定幅のマージンを加えた寸法を有することを特徴とする、表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第4の態様)
本発明の第4の態様は、
前記第1光学膜は、Si、Mo、Ni、Ta、Zr、Al、Ti、Nb、Hfのいずれかを含み、
前記第2光学膜は、Crを含むことを特徴とする、上記第3の態様に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第5の態様)
本発明の第5の態様は、
前記第1光学膜と前記第2光学膜は、互いのエッチング剤に対して耐性を有することを特徴とする、上記第1〜第4の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第6の態様)
本発明の第6の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第1光学膜の光透過率をT1とし、位相シフト量をφ1(度)とするとき、
2≦T1≦40
150≦φ1≦210
であることを特徴とする、上記第1〜第5の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第7の態様)
本発明の第7の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第1光学膜の表面反射率をSR1とするとき、
2≦SR1≦20
であることを特徴とする、上記第1〜第6の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第8の態様)
本発明の第8の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第1光学膜の裏面反射率をBR1とするとき、
2≦BR1≦20
であることを特徴とする、上記第1〜第7の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第9の態様)
本発明の第9の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第2光学膜の光透過率をT2とし、位相シフト量をφ2(度)とするとき、
10≦T2≦60
0<φ2≦90
であることを特徴とする、上記第1〜第8の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第10の態様)
本発明の第10の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第2光学膜の表面反射率をSR2とするとき、
2≦SR2≦20
であることを特徴とする、上記第1〜第9の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第11の態様)
本発明の第11の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第2光学膜の裏面反射率をBR2とするとき、
2≦BR2≦20
であることを特徴とする、上記第1〜第10の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第12の態様)
本発明の第12の態様は、
前記マージン領域の幅をM1(μm)とするとき、
0.2≦M1≦1.0
であることを特徴とする、上記第1〜第11の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第13の態様)
本発明の第13の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第1透過制御部のマージン領域と前記第2透過制御部との位相差δ(度)が、
150≦δ≦210
であることを特徴とする、上記第1〜第12の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第14の態様)
本発明の第14の態様は、
前記転写用パターンは、対向する二方向から前記第1透過制御部によって挟まれた第2透過制御部を含み、
前記第2レジストパターンは、前記第2透過制御部の形成領域を覆うとともに、前記第2透過制御部のエッジにおいて隣接する2つの第1透過制御部側に、所定幅のマージンを加えた寸法を有することを特徴とする、上記第1〜第13の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第15の態様)
本発明の第15の態様は、
透明基板上に第1光学膜と第2光学膜がそれぞれパターニングされて形成された透光部、第1透過制御部及び第2透過制御部を含む転写用パターンを備えた表示装置製造用フォトマスクであって、
前記転写用パターンは、前記透光部、前記透光部と隣接する部分をもつ第1透過制御部、及び前記第1透過制御部と隣接する部分をもつ第2透過制御部を含み、
前記透光部は、前記透明基板の表面が露出してなり、
前記第1透過制御部においては、前記透明基板上に前記第1光学膜が形成され、
前記第2透過制御部においては、前記透明基板上に前記第2光学膜が形成され、
前記第1透過制御部は、前記第2透過制御部と隣接するエッジに沿った所定幅の部分に、前記第1光学膜と前記第2光学膜が積層する所定幅のマージン領域を有するとともに、前記マージン領域以外の部分に、前記第1光学膜のみが形成されたメイン領域を有する、表示装置製造用フォトマスクである。
(第16の態様)
本発明の第16の態様は、
前記第1光学膜は、Crを含み、
前記第2光学膜は、Si、Mo、Ni、Ta、Zr、Al、Ti、Nb、Hfのいずれかを含むことを特徴とする、上記第15の態様に記載の表示装置製造用フォトマスクである。
(第17の態様)
本発明の第17の態様は、
前記第1光学膜は、Si、Mo、Ni、Ta、Zr、Al、Ti、Nb、Hfのいずれかを含み、
前記第2光学膜は、Crを含むことを特徴とする、上記第15の態様に記載の表示装置製造用フォトマスクである。
(第18の態様)
本発明の第18の態様は、
前記第1光学膜と前記第2光学膜は、互いのエッチング剤に対して耐性を有することを特徴とする、上記第15〜第17の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマ
スクである。
(第19の態様)
本発明の第19の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第1光学膜の光透過率をT1とし、位相シフト量をφ1(度)とするとき、
2≦T1≦40
150≦φ1≦210
であることを特徴とする、上記第15〜第18の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクである。
(第20の態様)
本発明の第20の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第1光学膜の表面反射率をSR1とするとき、
2≦SR1≦20
であることを特徴とする、上記第15〜第19の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第21の態様)
本発明の第21の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第1光学膜の裏面反射率をBR1とするとき、
2≦BR1≦20
であることを特徴とする、上記第15〜第20の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第22の態様)
本発明の第22の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第2光学膜の光透過率をT2(%)とし、位相シフト量をφ2(度)とするとき、
10≦T2≦60
0<φ2≦90
であることを特徴とする、上記第15〜第21の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクである。
(第23の態様)
本発明の第23の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第2光学膜の表面反射率をSR2とするとき、
2≦SR2≦20
であることを特徴とする、上記第15〜第22の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第24の態様)
本発明の第24の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第2光学膜の裏面反射率をBR2とするとき、
2≦BR2≦20
であることを特徴とする、上記第15〜第23の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。
(第25の態様)
本発明の第25の態様は、
前記マージン領域の幅をM1(μm)とするとき、
0.2≦M1≦1.0
であることを特徴とする、上記第15〜第24の態様のいずれか1つに記載の表示装置
製造用フォトマスクである。
(第26の態様)
本発明の第26の態様は、
前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第1透過制御部のマージン領域と前記第2透過制御部との位相差δ(度)が、
150≦δ≦210
であることを特徴とする、上記第15〜第25の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクである。
(第27の態様)
本発明の第27の態様は、
前記転写用パターンは、対向する二方向から前記第1透過制御部によって挟まれた第2透過制御部を含み、前記第1透過制御部と前記第2透過制御部のそれぞれの隣接部分に、前記マージン領域が形成されていることを特徴とする、上記第15〜第26の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクである。
(第28の態様)
本発明の第28の態様は、
上記第1〜第14の態様のいずれか1つに記載の製造方法による表示装置製造用フォトマスク、又は上記第15〜第27の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクを用意する工程と、
露光装置により、前記表示装置製造用フォトマスクのもつ転写用パターンを露光する工程と
を含むことを特徴とする、表示装置の製造方法である。
本発明の第1実施形態に係る表示装置製造用フォトマスクの製造方法は、以下のとおりである。
透明基板上に第1光学膜と第2光学膜がそれぞれパターニングされて形成された転写用
パターンを備え、前記転写用パターンは、前記透明基板の表面が露出する透光部、前記透光部と隣接する部分をもつ第1透過制御部、及び前記第1透過制御部と隣接する部分をもつ第2透過制御部とを含み、前記第1透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第1光学膜を有し、前記第2透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第2光学膜を有する、表示装置製造用フォトマスクの製造方法であって、
前記透明基板上に前記第1光学膜及び第1レジスト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、
前記第1レジスト膜に対して第1描画を行い、第1レジストパターンを形成する、第1レジストパターン形成工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして、前記第1光学膜をエッチングし、第1光学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光学膜パターンを含む前記透明基板上に前記第2光学膜を形成する工程と、
前記第2光学膜上に第2レジスト膜を形成して第2描画を行い、第2レジストパターンを形成する、第2レジストパターン形成工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとして、前記第2光学膜をエッチングし、第2光学膜パターンを形成する、第2パターニング工程と、を含み、
前記第1パターニング工程では、前記第1光学膜のみをエッチングし、
前記第2パターニング工程では、前記第2光学膜のみをエッチングし、かつ、
前記第2レジストパターンは、前記第2透過制御部の形成領域を覆うとともに、前記第2透過制御部のエッジにおいて隣接する前記第1透過制御部側に、所定幅のマージンを加えた寸法を有することを特徴とする、表示装置製造用フォトマスクの製造方法。
なお、図中のA領域は透光部に対応する領域、B領域は第1透過制御部に対応する領域、C領域は第2透過制御部に対応する領域である。言い換えると、A領域は透光部の形成が予定されている領域、B領域は第1透過制御部の形成が予定されている領域、C領域は第2透過制御部の形成が予定されている領域である。
まず、図1(a)に示すフォトマスクブランク1を用意する。このフォトマスクブランク1は、透明基板2上に第1光学膜3を形成し、更にその第1光学膜3上に第1レジスト膜4を積層して形成したものである。
2≦T1≦40、
150≦φ1≦210
である。
光透過率T1(%)のより好ましい範囲は、
2≦T1≦10、
更に好ましくは、
3≦T1≦8、
であり、又は、
30≦T1≦40
であってもよい。
また、位相シフト量φ1(度)については、より好ましくは、
165≦φ1≦195
である。
本明細書で記述する膜の光透過率は、透明基板2の光透過率を100%としたときの値である。
また、位相シフト膜としての第1光学膜3は、i線、h線、g線の光に対する位相シフト量の偏差が40度以下であることが好ましい。
第1光学膜3の成膜方法には、例えばスパッタ法など、公知の方法を用いることができる。
更に、第1光学膜3は、フォトマスク露光に用いる露光光の代表波長光に対して、表面反射率SR1の値が、
2≦SR1≦20
であることが好ましい。
また、第1光学膜3の裏面反射率BR1の値が、
2≦BR1≦20
であることが好ましい。
第1光学膜3の表面、及び裏面の光学的な反射率は、第1光学膜3の組成及び膜厚により調整することができる。例えば、上記材料によって第1光学膜3を成膜する際に、第1光学膜3の厚み方向に、連続的又は不連続的に組成が変化する積層構造を採用することよって、表面反射率SR1、及び裏面反射率BR1を上記所望範囲とすることができる。方法としては、例えばスパッタ法あるいはスパッタ装置において、添加するガスの種類や流量を、変化させることにより、厚み方向に組成変化のある膜を形成することが可能である。
これによって、組成変化による屈折率の変化、光吸収の制御、及び薄膜干渉を生じさせ、表面反射率SR1の値、又は裏面反射率BR1を制御することができる。
また、第1光学膜3の表面反射率SR1と裏面反射率BR1は、
2≦SR1/BR1≦10
の関係を満たすことが、より好ましい。
ここで、第1光学膜3の表面とは、第1光学膜3が露出する側の面である。よって、上記表面反射率SR1は、第1光学膜3が第2光学膜5と積層せずに単膜として形成されている部分の反射率である。
また、第1光学膜3の裏面とは、透明基板2が存在する側の面である。よって、上記裏面反射率BR1とは、第1光学膜3が第2光学膜5と積層せずに単膜として形成されている部分について、透明基板2の裏面側から光を入射した場合の反射率である。尚、透明基板2の表面による反射光はここでは除外して考える。
上記のように、第1光学膜3の表面反射率SR1、裏面反射率BR1が抑えられている場合は、描画時の定在波が生じにくく、また、露光時に露光装置内で生じる迷光、フレアを抑制することができる。このため、パターンのCD精度を高く維持することができる。
次に、図1(b)に示すように、第1レジスト膜4をパターニングすることにより、第1レジストパターン4aを形成する。この工程では上記のフォトマスクブランク1に対し、描画装置を用いて所望のパターンを描画(第1描画)する。描画のためのエネルギー線には、電子ビームやレーザビームなどが用いられるが、ここではレーザビーム(波長410〜420nm)を用いることとする。フォトマスクブランク1に対し描画を行った後、第1レジスト膜4を現像することにより、第1レジストパターン4aが形成される。第1レジストパターン4aは、第1透過制御部の形成領域(B領域)を覆い、その他の領域(A領域、C領域)に開口をもつ形状とする。
次に、図1(c)に示すように、第1レジストパターン4aをマスクとして第1光学膜3をエッチングすることにより、第1光学膜パターン3aを形成する。このとき、第1レジストパターン4aの開口部に露出している第1光学膜3がエッチングによって除去される。第1光学膜3のエッチングは、ドライエッチングでもウェットエッチングでもよい。上記のフォトマスクブランク1ではCr化合物からなる膜で遮光膜3を形成しているため、Cr用のエッチング液を用いたウェットエッチングを好適に適用することができる。これにより、透明基板2上の第1光学膜3がパターニングされて第1光学膜パターン3aが形成される。
法の減少分を相殺するように、第1レジストパターン4aの開口寸法を小さくしておけばよい。
次に、図1(d)に示すように、第1レジストパターン4aを剥離する。これにより、第1光学膜パターン3a付きの透明基板2が得られる。
次に、図1(e)に示すように、第1光学膜パターン3aを含む透明基板2上に第2光学膜5を形成する。第2光学膜5は、透明基板2の転写用パターン形成領域全体に所定の成膜方法により形成する。第2光学膜5の成膜方法としては、上記の第1光学膜3と同様に、スパッタ法などの公知の方法を適用することができる。
また、位相シフト膜としての第2光学膜5は、上記第1光学膜3と同様に、i線、h線、g線の光に対する位相シフト量の偏差が40度以下であることが好ましい。
第2光学膜5のその他の膜材料としては、Siの化合物(SiONなど)、又は遷移金
属シリサイド(MoSiなど)や、その化合物を用いることができる。遷移金属シリサイドの化合物としては、酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが挙げられ、好ましくは、MoSiの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが例示される。
例えば、第1光学膜3と第2光学膜5は、一方をCr含有材料、他方をSi含有材料とする組み合わせが好適である。具体的には、第1光学膜3にCr含有材料を用いた場合は、第2光学膜5にSi含有材料を用いることが好ましく、第1光学膜3にSi含有材料を用いた場合は、第2光学膜5にCr含有材料を用いることが好ましい。本第1実施形態では、第1光学膜3にCr化合物を用いているため、第2光学膜5にMoSi化合物を用いることとする。
第2光学膜5についても、第1光学膜3と同様に、フォトマスク露光に用いる露光光の代表波長光に対して、表面反射率SR2の値が、
2≦SR2≦20
であることが好ましい。
また、第2光学膜5の裏面反射率BR2の値が、
2≦BR2≦20
であることが好ましい。
第2光学膜5の表面反射率SR2、裏面反射率BR2を調整する手段は、第1光学膜3の場合と同様である。
また、第2光学膜5の表面反射率SR2と裏面反射率BR2は、
2≦SR2/BR2≦10
の関係を満たすことが、より好ましい。
ここで、第2光学膜5の表面とは、第2光学膜5が露出する側の面である。よって、上記表面反射率SR2は、第2光学膜5が第1光学膜3と積層せずに単膜として形成されている部分の反射率である。
また、第2光学膜5の裏面とは、透明基板2が存在する側の面である。よって、上記裏面反射率BR2とは、第2光学膜5が第1光学膜3と積層せずに単膜として形成されている部分について、透明基板2の裏面側から光を入射した場合の反射率である。尚、透明基板2の表面による反射光はここでは除外して考える。
第2光学膜5についても、第1光学膜3と同様に、表面反射率SR2、裏面反射率BR2が抑えられている場合は、描画時の定在波が生じにくく、また、露光時に露光装置内で生じる迷光、フレアを抑制することができる。このため、パターンのCD精度を高く維持することができる。
次に、図2(f)に示すように、第2光学膜5上に第2レジスト膜6を積層して形成する。第2レジスト膜6は、上記第1レジスト膜4と同様に、フォトレジストを塗布することによって形成することができる。
次に、図2(g)に示すように、第2レジスト膜6をパターニングすることにより、第2レジストパターン6aを形成する。この工程ではフォトマスクブランク1に対し、上記第1描画と同様に、描画装置を用いて所望のパターンを描画(第2描画)した後、第2レジスト膜6を現像することにより、第2レジストパターン6aを形成する。
次に、図2(h)に示すように、第2レジストパターン6aをマスクとして、第2レジストパターン6aの開口部に露出している第2光学膜5をエッチングすることにより、第2光学膜パターン5aを形成する。このとき、エッチングの対象となるのは第2光学膜5のみである。これにより、透光部に対応する領域(A領域)には、透明基板2上の第2光学膜5がエッチングによって除去されることで、透明基板2の表面を露出してなる透光部が形成される。また、第1透過制御部に対応する領域(B領域)においては、マージン領域以外の領域(メイン領域)で第2光学膜5がエッチングによって除去される。この工程でもエッチング液を用いたウェットエッチングを好適に適用することができる。この場合、露光光の代表波長光に対する、第1透過制御部のマージン領域と、第2透過制御部(C領域)との位相差δ(度)が、150≦δ≦210であることが好ましい。
次に、図2(i)に示すように、第2レジストパターン6aを剥離する。
仮に、積層構造をなす2つの膜を同一のエッチング剤によって連続的にウェットエッチングすると、エッチング時間が相対的に長くなり、サイドエッチングの量も多くなりやすい。サイドエッチングは、形成されるパターンのCD(Critical dimension)に影響を及ぼす。サイドエッチングに関しては、予め描画データにサイジングを施すなどの対応をとることにより、CDの細りを軽減することができる。ただし、その場合でも、サイドエッチングの量が多くなることに伴って生じる、面内のCDばらつきを解消することは難しい。この点、本実施形態に係る表示装置製造用フォトマスクの製造方法では、第1光学膜3と第2光学膜5の積層部分を連続的にエッチングする工程をもたないため、最終的に形成される転写用パターンのCD精度を高く維持できるメリットがある。
続いて、本発明の実施形態に係る表示装置製造用フォトマスクの構成について、図3を
用いて説明する。
図示した表示装置製造用フォトマスク9は、透明基板2上に第1光学膜3と第2光学膜5がそれぞれパターニングされて形成された透光部10、第1透過制御部11及び第2透過制御部12を含む転写用パターンを備える。この転写用パターンは、透光部10、透光部10と隣接する部分をもつ第1透過制御部11、及び第1透過制御部11と隣接する部分をもつ第2透過制御部12を含む。透光部10は、透明基板2の表面が露出した部分になっている。第1透過制御部11においては、透明基板2上に第1光学膜3が形成されている。第2透過制御部12においては、透明基板2上に第2光学膜5が形成されている。また、第1透過制御部11は、第2透過制御部12と隣接するエッジに沿った所定幅の部分に、第1光学膜3と第2光学膜5が積層する所定幅のマージン領域13を有するとともに、マージン領域13以外の部分に、第1光学膜3のみが形成されたメイン領域14を有する。
第2透過制御部12には、透明基板2上に第2光学膜5のみが形成されている。
2≦T1≦40
であり、
より好ましくは、
2≦T1≦10、
更に好ましくは、3≦T1≦8、
又は、30≦T1≦40
である。
更に、上記で述べたとおり、第1光学膜3は、フォトマスク露光に用いる露光光の代表
波長光に対して、表面反射率SR1の値が、
2≦SR1≦20
であることが好ましい。
また、第1光学膜3の裏面反射率BR1の値が、
2≦BR1≦20
であることが好ましい。
また、第1光学膜3の表面反射率SR1と裏面反射率BR1は、
2≦SR1/BR1≦10
の関係を満たすことが、より好ましい。
第2光学膜5についても、第1光学膜3と同様に、フォトマスク露光に用いる露光光の代表波長光に対して、表面反射率SR2の値が、
2≦SR2≦20
であることが好ましい。
また、第2光学膜5の裏面反射率BR2の値が、
2≦BR2≦20
であることが好ましい。
また、第2光学膜5の表面反射率SR2と裏面反射率BR2は、
2≦SR2/BR2≦10
の関係を満たすことが、より好ましい。
本発明の第2実施形態に係る表示装置製造用フォトマスクの製造方法は、以下のとおりである。
透明基板上に第1光学膜と第2光学膜がそれぞれパターニングされて形成された転写用パターンを備え、前記転写用パターンは、前記透明基板の表面が露出する透光部、前記透光部と隣接する部分をもつ第1透過制御部、及び前記第1透過制御部と隣接する部分をもつ第2透過制御部とを含み、前記第1透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第1光学膜を有し、前記第2透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第2光学膜を有する、表示装置製造用フォトマスクの製造方法であって、
前記透明基板上に前記第1光学膜、エッチングマスク膜、及び、第1レジスト膜が形成された、フォトマスクブランクを用意する工程と、
前記第1レジスト膜に対して第1描画を行い、第1レジストパターンを形成する、第1レジストパターン形成工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして、前記エッチングマスク膜をエッチングし、エッチングマスク膜パターンを形成する工程と、
前記エッチングマスク膜パターンをマスクとして前記第1光学膜をエッチングし、第1光学膜パターンを形成する、第1パターニング工程と、
前記エッチングマスク膜パターンを除去する工程と、
前記第1光学膜パターンを含む前記透明基板上に前記第2光学膜を形成する工程と、
前記第2光学膜上に第2レジスト膜を形成して第2描画を行い、第2レジストパターンを形成する、第2レジストパターン形成工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとして、前記第2光学膜をエッチングし、第2光学膜パターンを形成する、第2パターニング工程と、を含み、
前記第1パターニング工程では、前記第1光学膜のみをエッチングし、
前記第2パターニング工程では、前記第2光学膜のみをエッチングし、かつ、
前記第2レジストパターンは、前記第2透過制御部の形成領域を覆うとともに、前記第2透過制御部のエッジにおいて隣接する第1透過制御部側に、所定幅のマージンを加えた寸法を有することを特徴とする、表示装置製造用フォトマスクの製造方法。
この第2実施形態においては、上記第1実施形態と相対応する部分に同じ符号を付して説明する。
まず、図4(a)に示すフォトマスクブランク1を用意する。このフォトマスクブランク1は、透明基板2上に第1光学膜3及びエッチングマスク膜7を順に積層して形成し、更にそのエッチングマスク膜7の上に第1レジスト膜4を積層して形成したものである。第1実施形態との違いは、エッチングマスク膜7が形成されている点である。
第1光学膜3は、第1実施形態と同様に、露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜とすることができる。また、第1光学膜3は、露光光に対して所定の光透過率を有するとともに、透過時に露光光の位相を実質的に反転する位相シフト膜とすることができる。
本第2実施形態においても、第1光学膜3を位相シフト作用のある位相シフト膜とする。また、第1光学膜3の表面反射率SR1、裏面反射率BR1については、第1実施形態と同様である。
特に、第1光学膜3の好ましい材料として、Siの化合物(SiONなど)、又は遷移金属シリサイド(MoSiなど)や、その化合物を用いることができる。遷移金属シリサイドの化合物としては、酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが挙げられ、好ましくは、MoSiの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが例示される。本第2実施形態においては、第1光学膜3がSiを含む膜材料、例えば、MoSiを含む膜材料で形成されているものとする。
次に、図4(b)に示すように、第1レジスト膜4をパターニングすることにより、第1レジストパターン4aを形成する。この工程では上記のフォトマスクブランク1に対し、描画装置を用いて所望のパターンを描画(第1描画)する。描画に用いるエネルギー線は、上記第1実施形態と同様である。フォトマスクブランク1に対し描画を行った後、現
像することにより、第1レジストパターン4aが形成される。第1レジストパターン4aは、第1透過制御部の形成領域(B領域)を覆い、その他の領域(A領域、C領域)に開口をもつ形状とする。
次に、図4(c)に示すように、第1レジストパターン4aをマスクとしてエッチングマスク膜7をエッチングすることにより、エッチングマスク膜パターン7aを形成する。このとき、第1レジストパターン4aの開口部に露出しているエッチングマスク膜7がエッチングによって除去される。エッチングマスク膜7のエッチングは、ドライエッチングでもウェットエッチングでもよい。本実施形態では、Crを含有する膜でエッチングマスク膜7を形成しているため、Cr用のエッチング液を用いたウェットエッチングを好適に適用することができる。
次に、先の工程とはエッチング剤を替えて、図4(d)に示すように、エッチングマスク膜パターン7aをマスクとして第1光学膜3をエッチングすることにより、第1光学膜パターン3aを形成する。このとき、エッチングマスク膜パターン7aの開口部に露出している第1光学膜3がエッチングによって除去される。本実施形態では、Siを含有する膜(例えば、MoSi含有膜)で第1光学膜3を形成しているため、フッ酸を含むエッチング液を用いたウェットエッチングを好適に適用することができる。
第1パターニング工程では、上記第1実施形態と同様に、第1光学膜3のみをエッチングの対象とするため、第1光学膜パターン3aの形状や第1透過制御部の領域はこの段階で画定する。
次に、図4(e)に示すように、第1レジストパターン4aを剥離する。第1レジストパターン4aの剥離は、エッチングマスク膜パターン7aを形成した後で、かつ、第1光学膜3のエッチングを行う前に行ってもよい。
次に、図4(f)に示すように、エッチングマスク膜パターン7aを除去する。これにより、第1光学膜パターン3a付きの透明基板2が得られる。
次に、図5(g)に示すように、第1光学膜パターン3aを含む透明基板2上に第2光学膜5を形成する。第2光学膜5は、上記第1実施形態と同様、スパッタ法などの公知の方法を適用して、透明基板2上の、転写用パターン形成領域全体に形成する。
ただし、第1光学膜3と第2光学膜5は、互いのエッチング剤に対して耐性を有する材料で形成することが好ましい。すなわち、第1光学膜3と第2光学膜5は、互いにエッチング選択性をもつ材料とすることが望ましい。例えば、第1光学膜3がSi、Mo、Ni、Ta、Zr、Al、Ti、Nb、Hfのいずれかを含む膜である場合は、第2光学膜5
はそれと異なる材料であるCrを含む膜とする。
したがって、例えば第1光学膜3にSi含有材料を用いた場合は、第2光学膜5にCr含有材料を用いることが好ましい。具体例を挙げると、第1光学膜3にMoSi含有材料を用いた場合は、第2光学膜5にCr化合物を用いることが好ましい。
また、本発明の実施形態に係る表示装置製造用フォトマスク9(図3)は、上記第1実施形態に係る製造方法、又は上記第2実施形態に係る製造方法のいずれによって製造してもよい。
トマスクブランク1を予め用意しておくことにより、生産効率が高くなり、短納期でマスクユーザの需要に応えることができる。
こうした用途においては、対向する二方向から第1透過制御部11によって第2透過制御部12を挟む形の転写用パターンが利用される。このような転写用パターンにおいては、特に、位相シフト効果により高いコントラストでレジストパターンの側面形状を形成することができるため、有効である。また、第1透過制御部11によって、第2透過制御部12を囲む形の転写パターンに、本発明を適用することもできる。
もちろん、カラーフィルタ等に使用される、感光性樹脂による立体形状を形成する(フォトスペーサなど)用途に供しても構わない。
D(Drain)レイヤ、カラーフィルタのフォトスペーサ用レイヤなど)の形成に使用可能である。
2…透明基板
3…第1光学膜
3a…第1光学膜パターン
4…第1レジスト膜
4a…第1レジストパターン
5…第2光学膜
5a…第2光学膜パターン
6…第2レジスト膜
6a…第2レジストパターン
7…エッチングマスク膜
7a…エッチングマスク膜パターン
9…表示装置製造用フォトマスク
10…透光部
11…第1透過制御部
12…第2透過制御部
13…マージン領域
14…メイン領域
Claims (28)
- 透明基板上に第1光学膜と第2光学膜がそれぞれパターニングされて形成された転写用パターンを備え、前記転写用パターンは、前記透明基板の表面が露出する透光部、前記透光部と隣接する部分をもつ第1透過制御部、及び前記第1透過制御部と隣接する部分をもつ第2透過制御部とを含み、前記第1透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第1光学膜を有し、前記第2透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第2光学膜を有する、表示装置製造用フォトマスクの製造方法であって、
前記透明基板上に前記第1光学膜及び第1レジスト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、
前記第1レジスト膜に対して第1描画を行い、第1レジストパターンを形成する、第1レジストパターン形成工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして、前記第1光学膜をエッチングし、第1光学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光学膜パターンを含む前記透明基板上に前記第2光学膜を形成する工程と、
前記第2光学膜上に第2レジスト膜を形成して第2描画を行い、第2レジストパターンを形成する、第2レジストパターン形成工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとして、前記第2光学膜をエッチングし、第2光学膜パターンを形成する、第2パターニング工程と、を含み、
前記第1パターニング工程では、前記第1光学膜のみをエッチングし、
前記第2パターニング工程では、前記第2光学膜のみをエッチングし、かつ、
前記第2レジストパターンは、前記第2透過制御部の形成領域を覆うとともに、前記第2透過制御部のエッジにおいて隣接する前記第1透過制御部側に、所定幅のマージンを加えた寸法を有することを特徴とする、表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記第1光学膜は、Crを含み、
前記第2光学膜は、Si、Mo、Ni、Ta、Zr、Al、Ti、Nb、Hfのいずれかを含むことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 透明基板上に第1光学膜と第2光学膜がそれぞれパターニングされて形成された転写用パターンを備え、前記転写用パターンは、前記透明基板の表面が露出する透光部、前記透光部と隣接する部分をもつ第1透過制御部、及び前記第1透過制御部と隣接する部分をもつ第2透過制御部とを含み、前記第1透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第1光学膜を有し、前記第2透過制御部には、前記透明基板上に形成された前記第2光学膜を有する、表示装置製造用フォトマスクの製造方法であって、
前記透明基板上に前記第1光学膜、エッチングマスク膜、及び、第1レジスト膜が形成された、フォトマスクブランクを用意する工程と、
前記第1レジスト膜に対して第1描画を行い、第1レジストパターンを形成する、第1レジストパターン形成工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして、前記エッチングマスク膜をエッチングし、エッチングマスク膜パターンを形成する工程と、
前記エッチングマスク膜パターンをマスクとして前記第1光学膜をエッチングし、第1光学膜パターンを形成する、第1パターニング工程と、
前記エッチングマスク膜パターンを除去する工程と、
前記第1光学膜パターンを含む前記透明基板上に前記第2光学膜を形成する工程と、
前記第2光学膜上に第2レジスト膜を形成して第2描画を行い、第2レジストパターンを形成する、第2レジストパターン形成工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとして、前記第2光学膜をエッチングし、第2光学膜パターンを形成する、第2パターニング工程と、を含み、
前記第1パターニング工程では、前記第1光学膜のみをエッチングし、
前記第2パターニング工程では、前記第2光学膜のみをエッチングし、かつ、
前記第2レジストパターンは、前記第2透過制御部の形成領域を覆うとともに、前記第2透過制御部のエッジにおいて隣接する第1透過制御部側に、所定幅のマージンを加えた寸法を有することを特徴とする、表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記第1光学膜は、Si、Mo、Ni、Ta、Zr、Al、Ti、Nb、Hfのいずれかを含み、
前記第2光学膜は、Crを含むことを特徴とする、請求項3に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記第1光学膜と前記第2光学膜は、互いのエッチング剤に対して耐性を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。
- 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第1光学膜の光透過率をT1とし、位相シフト量をφ1(度)とするとき、
2≦T1≦40
150≦φ1≦210
であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第1光学膜の表面反射率をSR1とするとき、
2≦SR1≦20
であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第1光学膜の裏面反射率をBR1とするとき、
2≦BR1≦20
であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第2光学膜の光透過率をT2とし、位相シフト量をφ2(度)とするとき、
10≦T2≦60
0<φ2≦90
であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第2光学膜の表面反射率をSR2とするとき、
2≦SR2≦20
であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第2光学膜の裏面反射率をBR2とするとき、
2≦BR2≦20
であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォ
トマスクの製造方法。 - 前記マージン領域の幅をM1(μm)とするとき、
0.2≦M1≦1.0
であることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第1透過制御部のマージン領域と前記第2透過制御部との位相差δ(度)が、
150≦δ≦210
であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記転写用パターンは、対向する二方向から前記第1透過制御部によって挟まれた第2透過制御部を含み、
前記第2レジストパターンは、前記第2透過制御部の形成領域を覆うとともに、前記第2透過制御部のエッジにおいて隣接する2つの第1透過制御部側に、所定幅のマージンを加えた寸法を有することを特徴とする、請求項1〜13のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 透明基板上に第1光学膜と第2光学膜がそれぞれパターニングされて形成された透光部、第1透過制御部及び第2透過制御部を含む転写用パターンを備えた表示装置製造用フォトマスクであって、
前記転写用パターンは、前記透光部、前記透光部と隣接する部分をもつ第1透過制御部、及び前記第1透過制御部と隣接する部分をもつ第2透過制御部を含み、
前記透光部は、前記透明基板の表面が露出してなり、
前記第1透過制御部においては、前記透明基板上に前記第1光学膜が形成され、
前記第2透過制御部においては、前記透明基板上に前記第2光学膜が形成され、
前記第1透過制御部は、前記第2透過制御部と隣接するエッジに沿った所定幅の部分に、前記第1光学膜と前記第2光学膜が積層する所定幅のマージン領域を有するとともに、
前記マージン領域以外の部分に、前記第1光学膜のみが形成されたメイン領域を有する、表示装置製造用フォトマスク。 - 前記第1光学膜は、Crを含み、
前記第2光学膜は、Si、Mo、Ni、Ta、Zr、Al、Ti、Nb、Hfのいずれかを含むことを特徴とする、請求項15に記載の表示装置製造用フォトマスク。 - 前記第1光学膜は、Si、Mo、Ni、Ta、Zr、Al、Ti、Nb、Hfのいずれかを含み、
前記第2光学膜は、Crを含むことを特徴とする、請求項15に記載の表示装置製造用フォトマスク。 - 前記第1光学膜と前記第2光学膜は、互いのエッチング剤に対して耐性を有することを特徴とする、請求項15〜17のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。
- 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第1光学膜の光透過率をT1とし、位相シフト量をφ1(度)とするとき、
2≦T1≦40
150≦φ1≦210
であることを特徴とする、請求項15〜18のいずれか1項に記載の表示装置製造用フ
ォトマスク。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第1光学膜の表面反射率をSR1とするとき、
2≦SR1≦20
であることを特徴とする、請求項15〜19のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法である。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第1光学膜の裏面反射率をBR1とするとき、
2≦BR1≦20
であることを特徴とする、請求項15〜20のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第2光学膜の光透過率をT2(%)とし、位相シフト量をφ2(度)とするとき、
10≦T2≦60
0<φ2≦90
であることを特徴とする、請求項15〜21のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第2光学膜の表面反射率をSR2とするとき、
2≦SR2≦20
であることを特徴とする、請求項15〜22のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する前記第2光学膜の裏面反射率をBR2とするとき、
2≦BR2≦20
であることを特徴とする、請求項15〜23のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。 - 前記マージン領域の幅をM1(μm)とするとき、
0.2≦M1≦1.0
であることを特徴とする、請求項15〜24のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。 - 前記表示装置製造用フォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長光に対する、前記第1透過制御部のマージン領域と前記第2透過制御部との位相差δ(度)が、
150≦δ≦210
であることを特徴とする、請求項15〜25のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。 - 前記転写用パターンは、対向する二方向から前記第1透過制御部によって挟まれた第2透過制御部を含み、前記第1透過制御部と前記第2透過制御部のそれぞれの隣接部分に、前記マージン領域が形成されていることを特徴とする、請求項15〜26のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の製造方法による表示装置製造用フォトマスク、
又は請求項15〜27のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスクを用意する工程と、
露光装置により、前記表示装置製造用フォトマスクのもつ転写用パターンを露光する工程と
を含むことを特徴とする、表示装置の製造方法。
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