JP6157832B2 - 電子デバイスの製造方法、表示装置の製造方法、フォトマスクの製造方法、及びフォトマスク - Google Patents
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Description
本発明の構成1は、電子デバイスの製造方法において、基板上に第1薄膜を形成する工程と、前記第1薄膜、又は前記第1薄膜上に形成した第1レジスト膜に、第1フォトマスクを用いた第1露光を含む、第1フォトリソグラフィ工程を施すことによって、前記第1薄膜をパターニングする、第1薄膜パターン形成工程と、前記第1薄膜パターンが形成された前記基板上に、第2薄膜を形成する工程と、前記第2薄膜、又は、前記第2薄膜上に形成した第2レジスト膜に第2フォトマスクを用いた第2露光を含む、第2フォトリソグラフィ工程を施すことによって、前記第2薄膜を前記第1薄膜パターンと異なる形状にパターニングする、第2薄膜パターン形成工程と、を有し、前記第1フォトマスク、及び前記第2フォトマスクは、透光部、遮光部、及び半透光部を含む、第1転写用パターンを有し、かつ、前記第2フォトマスクは、前記第1フォトマスクと同一のフォトマスクであるか、又は、前記第2フォトマスクは、前記第1フォトマスクの有する前記第1転写用パターンに追加工を施して形成した第2転写用パターンを有するものであることを特徴とする、電子デバイスの製造方法である。
本発明の構成2は、前記第2フォトマスクが、前記第1フォトマスクと同一のフォトマスクであり、かつ、前記第1転写用パターンに含まれる遮光部、及び半透光部のエッジは、1回の描画工程によって画定されたものであることを特徴とする、構成1に記載の電子デバイスの製造方法である。
本発明の構成3は、前記第1薄膜パターン形成工程と、前記第2薄膜パターン形成工程とは、異なる条件を適用することを特徴とする、構成1又は2に記載の電子デバイスの製造方法である。
本発明の構成4は、前記第1薄膜又は前記第1レジスト膜と、前記第2薄膜又は前記第2レジスト膜とは、異なる感光性を有することを特徴とする、構成1〜3のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法である。
本発明の構成5は、前記第1薄膜又は前記第1レジスト膜が、ポジ型感光性材料からなり、前記第2薄膜又は前記第2レジスト膜が、ネガ型感光性材料からなることを特徴とする、構成1〜4のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法である。
本発明の構成6は、前記第1薄膜又は前記第1レジスト膜が、ネガ型感光性材料からなり、前記第2薄膜又は前記第2レジスト膜が、ポジ型感光性材料であることを特徴とする、構成1〜4のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法である。
本発明の構成7は、前記第2フォトマスクの有する前記第2転写用パターンが、前記第1フォトマスクの有する前記第1転写用パターンに前記追加工を施したものであり、前記追加工が、前記第1転写用パターンの一部を除去することによって、前記第2転写用パターンを形成するものであることを特徴とする、構成1〜6のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法である。
本発明の構成8は、前記第1転写用パターンが、前記第1フォトマスクを用いて露光する際に使用する露光装置によって、解像しない線幅のマークパターンを有することを特徴とする、構成7に記載の電子デバイスの製造方法である。
本発明の構成9は、同一基板上に、第1薄膜がパターニングされてなる第1薄膜パターンと、第2薄膜がパターニングされてなる第2薄膜パターンとが積層された積層構造を有する電子デバイスを製造するための、フォトマスクの製造方法であって、
前記フォトマスクが、透明基板上に形成された、遮光部、半透光部、及び透光部を含む転写用パターンを有し、
透明基板上に、半透光膜及び遮光膜をこの順で形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記遮光膜上に形成した第1次レジスト膜に対して第1次描画を行うことにより、前記遮光部と、前記半透光部を画定する暫定パターンとを形成するための第1次レジストパターンを形成する工程と、
前記第1次レジストパターンをマスクとして、前記遮光膜をエッチングする第1次エッチング工程と、
形成された前記遮光部と前記暫定パターンとを含む全面に第2次レジスト膜を形成する工程と、
前記第2次レジスト膜に対して第2次描画を行うことにより、前記半透光部を形成するための第2次レジストパターンを形成する工程と、
前記暫定パターンと前記第2次レジストパターンとをマスクとして、前記半透光膜をエッチングする、第2次エッチング工程と、
前記第2次レジストパターンをマスクとして、前記暫定パターンをエッチング除去する第3次エッチング工程とを有する、ことを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
本発明の構成10は、同一基板上に、第1薄膜がパターニングされてなる第1薄膜パターンと、第2薄膜がパターニングされてなる第2薄膜パターンとが積層された積層構造を有する電子デバイスを製造するための、フォトマスクの製造方法であって、
前記フォトマスクが、透明基板上に、前記第1薄膜パターンを形成するための、第1転写用パターンを備え、
前記透明基板上に、半透光膜及び遮光膜をこの順で形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記半透光膜及び前記遮光膜に、それぞれフォトリソグラフィ工程を施すことによってパターニングし、前記第1転写用パターンを形成する、第1転写用パターン形成工程とを有し、前記第1転写用パターンは、露光によって、前記電子デバイスにおける、前記第1薄膜パターンを形成するための形状であって、かつ、前記露光の際に用いる露光装置によって解像しない線幅のマークパターンを含む形状を有し、前記形状は、前記電子デバイスにおける、前記第2薄膜パターンを形成するために、前記マークパターンによって画定された、前記第1転写用パターンの一部を、追加工によって除去することが可能なものであることを特徴とする、フォトマスクの製造方法である。
本発明の構成11は、前記フォトマスクブランクが、前記透明基板上に、互いにエッチング特性の異なる前記半透光膜と前記遮光膜とをこの順に積層したものであることを特徴とする、構成9又は10に記載のフォトマスクの製造方法である。
本発明の構成12は、同一基板上に、第1薄膜がパターニングされてなる第1薄膜パターンと、第2薄膜がパターニングされてなる第2薄膜パターンが積層された積層構造を有する電子デバイスを製造するための、フォトマスクであって、透明基板上に、形成された半透光膜と遮光膜がそれぞれパターニングされてなる、前記第1薄膜パターンを形成するための、第1転写用パターンを備え、前記第1転写用パターンは、露光によって、前記電子デバイスの前記第1薄膜パターンを形成するための形状であって、かつ、前記露光の際に用いる露光装置によって解像しない線幅のマークパターンを含む形状を有し、前記電子デバイスの前記第2薄膜パターンを形成するための第2転写用パターンとなすために、前記マークパターンによって画定された、前記第1転写用パターンの一部を、追加工によって除去することが可能なものであることを特徴とする、フォトマスクである。
本発明の構成13は、前記第2転写用パターンは、半透光部によって囲まれた透光部、遮光部によって囲まれた透光部、遮光部によって囲まれた半透光部、半透光部によって囲まれた遮光部、透光部によって囲まれた遮光部、透光部によって囲まれた半透光部のいずれかを有することを特徴とする、構成12に記載のフォトマスクである。
本発明の構成14は、前記マークパターンは、前記第1転写用パターンの遮光部の一部を囲む、0.3〜1.5μm幅の半透光部又は透光部からなることを特徴とする、構成12又は13に記載のフォトマスクである。
本発明は、本発明の構成15は、構成1〜8のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法を用いた、表示装置の製造方法である。
透明基板上に、半透光膜及び遮光膜をこの順で形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記遮光膜上に形成した第1次レジスト膜に対して第1次描画を行うことにより、前記遮光部と、前記半透光部を画定する暫定パターンとを形成するための第1次レジストパターンを形成する工程と、
前記第1次レジストパターンをマスクとして、前記遮光膜をエッチングする第1次エッチング工程と、
形成された前記遮光部と前記暫定パターンとを含む全面に第2次レジスト膜を形成する工程と、
前記第2次レジスト膜に対して第2次描画を行うことにより、前記半透光部を形成するための第2次レジストパターンを形成する工程と、
前記暫定パターンと前記第2次レジストパターンとをマスクとして、前記半透光膜をエッチングする、第2次エッチング工程と、
前記第2次レジストパターンをマスクとして、前記暫定パターンをエッチング除去する第3次エッチング工程とを有する、ことを特徴とする。
本発明のフォトマスクの製造方法によって、同一のフォトマスクによって、所望の電子デバイスの第1薄膜パターンと第2薄膜パターンを形成できるフォトマスクが製造できる。そして、これら薄膜パターンの相互に、フォトマスクのもつ転写用パターンに起因するアライメントエラー成分EMを実質的に生じさせないものとすることができる。
図1は、本発明の実施例1の電子デバイスの製造方法に用いることのできるフォトマスクの一態様を示す。図1(a)は、このフォトマスクが有する、透光部11、半透光部12、遮光部13を含む、第1転写用パターンを、平面視で示し、この一点鎖線部の断面を、図1(b)に示す。
実施例2においては、実施例1と同様に、同一のフォトマスクを用いて、第1薄膜60及び第2薄膜70のパターニングを行い、実施例1と同様の電子デバイスを形成する。但し、フォトマスクの有する第1転写用パターンの形状と、被転写体上に形成する第1レジスト、第2薄膜70の感光性に関して、実施例1と相違する。
尚、上記実施例1、実施例2に用いるフォトマスクは、遮光部11、半透光部12、及び透光部11を含む転写用パターンを備える(図1(a)、図5(a)参照)、いわば多階調フォトマスクである。このようなフォトマスクを製造する過程では、上記にて言及したとおり、基板上に形成した半透光膜と遮光膜に対し、それぞれフォトリソグラフィ工程を適用してパターニングを施す。しかしながら、この2回のフォトリソグラフィにおける描画工程で、位置ずれが生じてしまえば、フォトマスク自体がアライメントエラー成分EMをもつものとなってしまうリスクがある。
露光光透過率が互いに異なる下層膜と上層膜とがそれぞれパターニングされてなる下層膜パターンと上層膜パターンとが積層されて透明基板上に設けられた転写用パターンを備えるフォトマスクの製造方法であって、
前記透明基板上に、互いにエッチング選択性のある材料からなる前記下層膜と前記上層膜とを積層し、更に第1次レジスト膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、前記第1次レジスト膜に対して第1次描画を行うことにより、前記上層膜パターンと、前記下層膜パターンの領域を画定する暫定パターンとを形成するための第1次レジストパターンを形成する工程と、
前記第1次レジストパターンをマスクとして、前記上層膜をエッチングする第1次エッチング工程と、
形成された前記上層膜パターンと前記暫定パターンとを含む全面に第2次レジスト膜を形成する工程と、
前記第2次レジスト膜に対して第2次描画を行うことにより、前記下層膜パターンを形成するための第2次レジストパターンを形成する工程と、
前記暫定パターンと前記第2次レジストパターンとをマスクとして、前記下層膜をエッチングする、第2次エッチング工程と、
前記第2次レジストパターンをマスクとして、前記暫定パターンをエッチング除去する第3次エッチング工程とを有する、ことを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
遮光部、半透光部、及び透光部を含む転写用パターンを備えるフォトマスクの製造方法であって、
透明基板上に、互いにエッチング選択性のある材料からなる半透光膜と遮光膜とを積層し、更に第1次レジスト膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記第1次レジスト膜に対して第1次描画を行うことにより、前記遮光部と、前記半透光部を画定する暫定パターンとを形成するための第1次レジストパターンを形成する工程と、前記第1次レジストパターンをマスクとして、前記遮光膜をエッチングする第1次エッチング工程と、
形成された前記遮光部と前記暫定パターンとを含む全面に第2次レジスト膜を形成する工程と、
前記第2次レジスト膜に対して第2次描画を行うことにより、前記半透光部を形成するための第2次レジストパターンを形成する工程と、
前記暫定パターンと前記第2次レジストパターンとをマスクとして、前記半透光膜をエッチングする、第2次エッチング工程と、
前記第2次レジストパターンをマスクとして、前記暫定パターンをエッチング除去する第3次エッチング工程とを有する、ことを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
(1)前記第2次レジストパターン形成工程において、前記暫定パターンの一部分が、前記第2次レジストパターンのエッジから露出するように、前記第2次描画を行い、
前記暫定パターンのエッチング除去工程においては、前記第2次レジストパターンのエッジから一部分露出した状態の前記暫定パターンに対して、ウェットエッチングを施す。
(2)前記暫定パターンの幅を2μm以下とする。
(3)前記転写用パターンを、ホールパターン又はドットパターンとする。
(4)前記第2次レジストパターン形成工程において、前記暫定パターンの、前記透光部側のエッジが、0.1〜1.0μmの幅で露出するように、前記第2次描画を行うことを特徴とする。
<実施例3>
図9は、本発明の他の態様によるフォトマスクであって、実施例3の電子デバイスを製造する工程に用いるフォトマスクの一例を示す。
実施例3において行った、フォトマスクの追加工について、実施例4として説明する。
実施例3において行った、フォトマスクの追加工について、更に他の態様を実施例5として説明する。
従来方法により、実施例1と同様の電子デバイスを製造する方法について、図15及び図16を用いて説明する。
11 透光部
12 半透光部
13 遮光部
15 アライメントマーク
20 半透光膜
21 半透光膜パターン
30 遮光膜
31 遮光膜パターン
40a 第1レジスト膜(ポジ型)
40b 第1レジスト膜(ネガ型)
41a 第1レジストパターン(ポジ型)
41b 第1レジストパターン(ネガ型)
45 追加工用レジスト膜
46 追加工用レジストパターン
47 追加工用レジスト膜
48 追加工用レジストパターン
50 デバイス基板
60 第1薄膜
61 第1薄膜パターン
70 第2薄膜
70a 第2薄膜(ポジ型)
70b 第2薄膜(ネガ型)
71 第2薄膜パターン
71a 第2薄膜パターン(ポジ型)
71b 第2薄膜パターン(ネガ型)
80 マークパターン
90 コンタクトホール
Claims (21)
- 電子デバイスの製造方法において、
基板上に第1薄膜を形成する工程と、
前記第1薄膜、又は前記第1薄膜上に形成した第1レジスト膜に、第1フォトマスクを用いた第1露光を施すことによって、前記第1薄膜をパターニングする、第1薄膜パターン形成工程と、
前記第1薄膜パターンが形成された前記基板上に、第2薄膜を形成する工程と、
前記第2薄膜、又は、前記第2薄膜上に形成した第2レジスト膜に第2フォトマスクを用いた第2露光を施すことによって、前記第2薄膜を前記第1薄膜パターンと異なる形状にパターニングする、第2薄膜パターン形成工程と、を有し、
前記第1フォトマスクは、第1転写用パターンを有し、かつ、
前記第2フォトマスクは、前記第1フォトマスクが有する前記第1転写用パターンに追加工を施して形成した第2転写用パターンを有し、
前記追加工は、前記第1転写用パターンの有する孤立部分を除去するものであることを特徴とする、電子デバイスの製造方法。 - 前記第1転写用パターンは、前記第1フォトマスクを用いて露光する際に使用する露光装置によって、解像しない線幅のマークパターンを有することを特徴とする、請求項1に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記露光装置は、i線〜g線の光源を備えることを特徴とする、請求項2に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第2転写用パターンは、透光部、遮光部、及び半透光部を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第1転写用パターンは、遮光部、及び半透光部を含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第1転写用パターンは、透光部、遮光部、及び半透光部を含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第1転写用パターンに含まれる遮光部、及び半透光部のエッジは、1回の描画工程によって画定されたものであることを特徴とする、請求項6に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第1薄膜パターン形成工程と、前記第2薄膜パターン形成工程とは、異なる条件を適用することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第1薄膜又は前記第1レジスト膜と、前記第2薄膜又は前記第2レジスト膜とは、異なる感光性を有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第1薄膜又は前記第1レジスト膜が、ポジ型感光性材料からなり、前記第2薄膜又は前記第2レジスト膜が、ネガ型感光性材料であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第1薄膜又は前記第1レジスト膜が、ネガ型感光性材料からなり、前記第2薄膜又は前記第2レジスト膜が、ポジ型感光性材料であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第1転写用パターンは、半透光部によって囲まれた透光部、遮光部によって囲まれた透光部、遮光部によって囲まれた半透光部、半透光部によって囲まれた遮光部、透光部によって囲まれた遮光部、透光部によって囲まれた半透光部のいずれかを有することを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第2転写用パターンは、半透光部によって囲まれた透光部、遮光部によって囲まれた透光部、遮光部によって囲まれた半透光部、半透光部によって囲まれた遮光部、透光部によって囲まれた遮光部、透光部によって囲まれた半透光部のいずれかを有することを特徴とする、請求項1〜12に記載の電子デバイスの製造方法。
- 同一基板上に、第1薄膜がパターニングされてなる第1薄膜パターンと、第2薄膜がパターニングされてなる第2薄膜パターンとが積層された積層構造を有する電子デバイスを製造するための、請求項1〜13のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法に用いるフォトマスクの製造方法であって、
前記フォトマスクが、透明基板上に形成された、遮光部、半透光部、及び透光部を含む転写用パターンを有し、
透明基板上に、半透光膜及び遮光膜をこの順で形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記遮光膜上に形成した第1次レジスト膜に対して第1次描画を行うことにより、前記遮光部と、前記半透光部を画定する暫定パターンとを形成するための第1次レジストパターンを形成する工程と、
前記第1次レジストパターンをマスクとして、前記遮光膜をエッチングする第1次エッチング工程と、
形成された前記遮光部と前記暫定パターンとを含む全面に第2次レジスト膜を形成する工程と、
前記第2次レジスト膜に対して第2次描画を行うことにより、前記半透光部を形成するための第2次レジストパターンを形成する工程と、
前記暫定パターンと前記第2次レジストパターンとをマスクとして、前記半透光膜をエッチングする、第2次エッチング工程と、
前記第2次レジストパターンをマスクとして、前記暫定パターンをエッチング除去する第3次エッチング工程とを有し、
前記第2次レジストパターン形成工程において、前記暫定パターンの一部分が、前記第2次レジストパターンのエッジから露出するように、前記第2次描画を行い、
前記第3次エッチング工程においては、前記第2次レジストパターンのエッジから一部分露出した状態の前記暫定パターンに対して、ウェットエッチングを施す
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。 - 前記転写用パターンは、半透光部によって囲まれた透光部、遮光部によって囲まれた透光部、遮光部によって囲まれた半透光部、半透光部によって囲まれた遮光部、透光部によって囲まれた遮光部、透光部によって囲まれた半透光部のいずれかを有することを特徴とする、請求項14に記載のフォトマスクの製造方法。
- 同一基板上に、第1薄膜がパターニングされてなる第1薄膜パターンと、第2薄膜がパターニングされてなる第2薄膜パターンとが積層された積層構造を有する電子デバイスを製造するための、フォトマスクの製造方法であって、
前記フォトマスクが、透明基板上に、前記第1薄膜パターンを形成するための、第1転写用パターンを備え、
前記透明基板上に、半透光膜及び遮光膜をこの順で形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、
フォトリソグラフィ工程を用いて、前記半透光膜及び前記遮光膜から、前記第1転写用パターンを形成する、第1転写用パターン形成工程と
を有し、
前記第1転写用パターンは、露光によって、前記電子デバイスにおける、前記第1薄膜パターンを形成するための形状であって、かつ、前記露光の際に用いる露光装置によって解像しない線幅のマークパターンを含む形状を有し、
前記形状は、前記電子デバイスにおける、前記第2薄膜パターンを形成するために、前記マークパターンによって画定された、前記第1転写用パターンの一部を、追加工によって除去することが可能なものであることを特徴とする、フォトマスクの製造方法。 - 前記フォトマスクブランクは、前記透明基板上に、互いにエッチング特性の異なる前記半透光膜と前記遮光膜とをこの順に積層したものであることを特徴とする、請求項14〜16のいずれか1項に記載のフォトマスクの製造方法。
- 同一基板上に、第1薄膜がパターニングされてなる第1薄膜パターンと、第2薄膜がパターニングされてなる第2薄膜パターンが積層された積層構造を有する電子デバイスを製造するための、フォトマスクであって、
透明基板上に、形成された半透光膜と遮光膜からなる、前記第1薄膜パターンを形成するための、第1転写用パターンを備え、
前記第1転写用パターンは、露光によって、前記電子デバイスの前記第1薄膜パターンを形成するための形状であって、かつ、前記露光の際に用いる露光装置によって解像しない線幅のマークパターンを含む形状を有し、
前記電子デバイスの前記第2薄膜パターンを形成するための第2転写用パターンとなすために、前記マークパターンによって画定された、前記第1転写用パターンの一部を、追加工によって除去することが可能なものであることを特徴とする、フォトマスク。 - 前記第2転写用パターンは、半透光部によって囲まれた透光部、遮光部によって囲まれた透光部、遮光部によって囲まれた半透光部、半透光部によって囲まれた遮光部、透光部によって囲まれた遮光部、透光部によって囲まれた半透光部のいずれかを有することを特徴とする、請求項18に記載のフォトマスク。
- 前記マークパターンは、前記第1転写用パターンの遮光部の一部を囲む、0.3〜1.5μm幅の半透光部又は透光部からなることを特徴とする、請求項18又は19に記載のフォトマスク。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法を用いた、表示装置の製造方法。
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