JP6232709B2 - Phase shift mask and resist pattern forming method using the phase shift mask - Google Patents

Phase shift mask and resist pattern forming method using the phase shift mask Download PDF

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Description

本発明は、被加工材上に所定のレジストパターンを形成するために用いられる位相シフトマスク及び当該位相シフトマスクを用いたレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a phase shift mask used for forming a predetermined resist pattern on a workpiece and a resist pattern forming method using the phase shift mask.

液晶ディスプレイは、一般に、画素電極を駆動するためのスイッチング能動素子(薄膜トランジスタ,TFT)を有するTFT基板と、所定の開口部を有するブラックマトリックス及び当該開口部に形成された着色層を有するカラーフィルタ基板とを対向配置して周囲を封止し、その間隙に液晶材料を封入および充填した構造を有する。   A liquid crystal display generally includes a TFT substrate having a switching active element (thin film transistor, TFT) for driving a pixel electrode, a black matrix having a predetermined opening, and a color filter substrate having a colored layer formed in the opening. Are arranged so as to face each other and the periphery is sealed, and a liquid crystal material is sealed and filled in the gap.

この液晶ディスプレイにおいて、TFT基板上のTFT等は、それら(ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極等)の構成材料からなる薄膜が形成された透明基板における当該薄膜上に、所定のパターンを有するフォトレジスト膜を形成し、パターニングされたフォトレジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより形成され得る。カラーフィルタ基板上のブラックマトリックス等も同様にして形成され得る。   In this liquid crystal display, the TFT on the TFT substrate is a photoresist having a predetermined pattern on the thin film on the transparent substrate on which a thin film made of the constituent materials thereof (gate electrode, source electrode, drain electrode, etc.) is formed. It can be formed by forming a film and etching using the patterned photoresist film as a mask. A black matrix or the like on the color filter substrate can be formed in the same manner.

また、有機ELディスプレイは、透明基板上にカソード電極、有機EL膜、アノード電極がこの順に積層され、それらの上から封止膜等により封止されてなる構造や、TFT基板上に有機EL膜、共通電極がこの順に積層され、それらの上から封止膜等により封止されてなる構造を有する。   In addition, the organic EL display has a structure in which a cathode electrode, an organic EL film, and an anode electrode are laminated in this order on a transparent substrate and sealed from above with a sealing film or the like, or an organic EL film on a TFT substrate. The common electrodes are stacked in this order, and have a structure in which they are sealed from above with a sealing film or the like.

この有機ELディスプレイにおいても、液晶ディスプレイと同様に、カソード電極、アノード電極、TFT等は、それらの構成材料からなる薄膜が形成された透明基板における当該薄膜上に、所定のパターンを有するフォトレジスト膜を形成し、パターニングされたフォトレジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより形成され得る。   In this organic EL display, as in the liquid crystal display, a cathode electrode, an anode electrode, a TFT, etc. are a photoresist film having a predetermined pattern on the thin film on the transparent substrate on which a thin film made of those constituent materials is formed. And etching using the patterned photoresist film as a mask.

これらの液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等の画像表示装置を製造する過程において、透明基板上に所定のレジストパターンを形成する方法として、一般に、所定のパターン形状の金属クロム等からなる遮光部を有するフォトマスク(バイナリーマスク)を用いて当該フォトレジスト膜を露光および現像する、フォトリソグラフ法が用いられている。そして、これらの電極、TFT等を有する透明基板は、量産化を図りコストダウンに資するべく、大面積の透明基板(例えば、330mm×450mm以上の透明基板)を用いて多面付けにより生産されることが多いため、透明基板上に所定のレジストパターンを形成する際に用いられる露光装置としても、大面積の透明基板を一括して又は複数回に分割して露光可能な等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置を用いるのが通常である。   As a method of forming a predetermined resist pattern on a transparent substrate in the process of manufacturing an image display device such as a liquid crystal display or an organic EL display, a photo having a light shielding portion made of metal chromium having a predetermined pattern shape is generally used. A photolithographic method is used in which the photoresist film is exposed and developed using a mask (binary mask). A transparent substrate having these electrodes, TFTs, and the like is produced by multi-faceting using a large-area transparent substrate (for example, a transparent substrate of 330 mm × 450 mm or more) in order to achieve mass production and cost reduction. Therefore, as an exposure apparatus used when a predetermined resist pattern is formed on a transparent substrate, the same size projection exposure optical system capable of exposing a large area transparent substrate in a batch or a plurality of times is used. It is usual to use a large exposure apparatus.

上述のようなフォトリソグラフ法により形成されるレジストパターンの寸法(例えば、ラインアンドスペース状のレジストパターンであれば、ラインパターン又はスペースパターンの短手方向の幅;すなわち線幅)は、露光装置の解像限界に依存するものであり、画像表示装置製造用露光装置としては、解像限界が3μm程度のものが一般に用いられている。従来の画像表示装置における解像度であれば、露光装置の解像限界以上でのパターニングが可能であれば問題は生じなかったが、近年、画素数を増大させ、さらに高い解像度を有する画像表示装置の開発が要望されてきており、従来の画像表示装置製造用露光装置の解像限界を下回る寸法でのパターニングの必要性が高まってきている。   The dimension of the resist pattern formed by the photolithography method as described above (for example, if the resist pattern is a line-and-space pattern, the width in the short direction of the line pattern or space pattern; that is, the line width) It depends on the resolution limit. As an exposure apparatus for manufacturing an image display apparatus, one having a resolution limit of about 3 μm is generally used. If the resolution of the conventional image display device is possible, there is no problem as long as the patterning can be performed at or above the resolution limit of the exposure device. However, in recent years, the number of pixels has been increased, and an image display device having a higher resolution has been developed. Development has been demanded, and the necessity of patterning with a dimension lower than the resolution limit of a conventional exposure apparatus for manufacturing an image display apparatus is increasing.

このような現状の中、LSI等の半導体装置の製造過程において極めて小さい寸法でのパターニングに用いられている位相シフトマスクを、画像表示装置の製造過程におけるフォトマスクとして使用する試みがなされている。例えば、透明基板上に透光部(露光光透過率100%)及び半透光部(露光光透過率20〜60%)を有し、透光部及び半透光部のうちの少なくとも一方が、3μm未満の寸法部分を有するフォトマスクが提案されている(特許文献1参照)。   Under such circumstances, an attempt has been made to use a phase shift mask used for patterning with extremely small dimensions in a manufacturing process of a semiconductor device such as an LSI as a photomask in the manufacturing process of an image display device. For example, the transparent substrate has a light-transmitting part (exposure light transmittance of 100%) and a semi-light-transmitting part (exposure light transmittance of 20 to 60%), and at least one of the light-transmitting part and the semi-light-transmitting part is A photomask having a dimension portion of less than 3 μm has been proposed (see Patent Document 1).

特開2009−42753号公報JP 2009-42753 A

しかしながら、上記特許文献1に記載のフォトマスクを用い、従来の画像表示装置製造用露光装置による露光および現像を行うことで、形成されるレジストパターンの寸法を、画像表示装置製造用露光装置の解像限界未満とすることができるものの、形成されるレジストパターンの厚さ(ラインパターンの高さ)が薄くなってしまい、パターニングされたフォトレジスト膜がその後のエッチング工程におけるエッチングマスクとしての役割を果たし難くなるという問題がある。   However, by using the photomask described in Patent Document 1 above and performing exposure and development with a conventional exposure apparatus for manufacturing an image display apparatus, the dimensions of the resist pattern to be formed can be reduced by using the exposure apparatus for manufacturing the image display apparatus. Although it can be less than the image limit, the thickness of the formed resist pattern (line pattern height) becomes thin, and the patterned photoresist film serves as an etching mask in the subsequent etching process. There is a problem that it becomes difficult.

また、レジストパターンの厚さが薄くなることによって、形成されるレジストパターンの側壁部の角度(ラインアンドスペース状のレジストパターンであれば、基板面の垂直方向におけるラインパターン側壁部の立ち上がり角度)が小さくなってしまう。当該角度が小さくなるということは、基板上の面内におけるレジストパターンの厚さ(アスペクト比)のバラツキが大きくなることを意味する。その結果、その後のエッチング工程における高精度でのエッチングが困難となってしまうという問題がある。   Further, by reducing the thickness of the resist pattern, the angle of the side wall portion of the resist pattern to be formed (in the case of a line and space resist pattern, the rising angle of the line pattern side wall portion in the direction perpendicular to the substrate surface) is increased. It gets smaller. That the angle becomes smaller means that the variation in the thickness (aspect ratio) of the resist pattern in the plane on the substrate becomes larger. As a result, there is a problem that etching with high accuracy in the subsequent etching process becomes difficult.

従来の画像表示装置製造用露光装置を用いた等倍投影露光による光は、平行光成分の少ないものであるため、フォトマスクの透光部の透過光が半透光部の直下に回り込み、当該半透過部の直下のフォトレジスト膜にも照射されることになる。それにより、上述したような問題が生じると考えられる。   Since the light by the same magnification projection exposure using the conventional exposure apparatus for manufacturing an image display apparatus has a small amount of parallel light components, the transmitted light of the light transmitting part of the photomask wraps directly under the semi-light transmitting part, The photoresist film just below the semi-transmissive portion is also irradiated. As a result, the above-described problems are considered to occur.

一方で、LSI等の半導体装置製造用の縮小投影露光光学系を具備する露光装置であれば、平行光成分の多い光による露光が可能であるため、当該半導体装置製造用露光装置を用いることで、フォトマスク(位相シフトマスク)の透光部を透過した光が半透光部の直下に回り込むのを抑制することができる。   On the other hand, an exposure apparatus having a reduced projection exposure optical system for manufacturing a semiconductor device such as an LSI can perform exposure with light having a large amount of parallel light components, so that the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device can be used. It is possible to suppress the light that has passed through the light-transmitting portion of the photomask (phase shift mask) from flowing directly under the semi-light-transmitting portion.

しかしながら、半導体装置製造用露光装置における露光面積は極めて小さいため、画像表示装置にて用いられる大面積の基板上にレジストパターンを形成する目的で半導体装置製造用露光装置を用いると、画像表示装置製造のスループットが低下してしまうという問題が生じ得る。   However, since the exposure area in the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device is extremely small, if the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device is used for the purpose of forming a resist pattern on a large substrate used in the image display apparatus, the image display apparatus is manufactured. May cause a problem that the throughput of the system is reduced.

このような問題に鑑み、本発明は、従来の画像表示装置製造用露光装置を用い、透明基板等の被加工材上に、当該露光装置の解像限界未満の寸法を有する所定のレジストパターンを高精度で形成することのできる位相シフトマスク及び当該位相シフトマスクを用いたレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。   In view of such problems, the present invention uses a conventional exposure apparatus for manufacturing an image display apparatus, and forms a predetermined resist pattern having a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus on a workpiece such as a transparent substrate. It is an object to provide a phase shift mask that can be formed with high accuracy and a resist pattern forming method using the phase shift mask.

上記課題を解決するために、本発明は、露光装置からの露光により当該露光装置の解像限界未満の設計寸法のレジストパターンを被加工材上に形成するために用いられる位相シフトマスクであって、透明基板と、前記透明基板上に設けられてなり、前記露光装置からの露光光に所定の位相差を付与する凹状又は凸状の位相シフト部と、前記位相シフト部に隣接する非位相シフト部とを備え、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの少なくともいずれか一方が、前記露光装置の解像限界未満の寸法であって、かつ前記位相シフト部の寸法と前記非位相シフト部の寸法とが異なり、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうち、寸法の小さいいずれか一方が前記被加工材上のフォトレジスト膜を露光させない機能を果たし、他方が前記被加工材上のフォトレジスト膜を露光させる機能を果たすものであり、前記透明基板上における前記位相シフト部及び前記非位相シフト部を含むパターン領域の大きさが、一辺300mm以上であり、少なくとも前記パターン領域内には、前記露光装置の解像限界未満の寸法の、遮光膜により構成される遮光部が設けられていないことを特徴とする位相シフトマスクを提供する(発明1)。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a phase shift mask used for forming a resist pattern having a design dimension less than a resolution limit of an exposure apparatus on a workpiece by exposure from the exposure apparatus. A transparent substrate, a concave or convex phase shift unit provided on the transparent substrate, which gives a predetermined phase difference to the exposure light from the exposure apparatus, and a non-phase shift adjacent to the phase shift unit And at least one of the phase shift unit and the non-phase shift unit is smaller than the resolution limit of the exposure apparatus, and the dimension of the phase shift unit and the non-phase shift Unlike the dimension of the part, one of the phase shift part and the non-phase shift part has a function in which one of the small dimensions does not expose the photoresist film on the workpiece, and the other A function of exposing a photoresist film on the workpiece is exposed, and the size of the pattern region including the phase shift portion and the non-phase shift portion on the transparent substrate is 300 mm or more on a side, There is provided a phase shift mask characterized in that a light shielding part constituted by a light shielding film having a dimension smaller than the resolution limit of the exposure apparatus is not provided in the pattern region (Invention 1).

なお、本発明において「透明」とは、波長350〜450nmの光線の透過率が85%以上であることを意味し、好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上である。また、本発明において「フォトレジスト膜を露光させない」とは、位相シフトマスク(位相シフト部又は非位相シフト部)の透過光の光路上に位置するフォトレジストを感光させないことを意味し、当該透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜に光が照射されないことのみならず、当該フォトレジストを感光させない程度の強度(低強度)の光が当該フォトレジスト膜に照射されることも含まれるものとする。   In the present invention, “transparent” means that the transmittance of light having a wavelength of 350 to 450 nm is 85% or more, preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more. In the present invention, “do not expose the photoresist film” means that the photoresist located on the optical path of the transmitted light of the phase shift mask (phase shift portion or non-phase shift portion) is not exposed, Not only light is not irradiated to the photoresist film located on the optical path of light, but also that the photoresist film is irradiated with light of an intensity (low intensity) that does not expose the photoresist. To do.

上記発明(発明1)においては、前記位相シフト部の寸法と前記非位相シフト部の寸法との比が、1:1.5〜1:5.6又は1.5:1〜5.6:1であるのが好ましい(発明2)。   In the said invention (invention 1), ratio of the dimension of the said phase shift part and the dimension of the said non-phase shift part is 1: 1.5-1: 5.6 or 1.5: 1-5.6: 1 is preferred (Invention 2).

上記発明(発明1,2)においては、前記位相シフト部の寸法と、当該位相シフト部に隣接する前記非位相シフト部の寸法との合計が、前記露光装置の解像限界以上であるのが好ましい(発明3)。   In the above inventions (Inventions 1 and 2), the sum of the dimension of the phase shift part and the dimension of the non-phase shift part adjacent to the phase shift part is not less than the resolution limit of the exposure apparatus. Preferred (Invention 3).

上記発明(発明1)においては、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の小さい暗領域の寸法が、0.6μm〜2.75μmの範囲内であり、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の大きい明領域の寸法と前記暗領域の寸法との比が、前記暗領域の寸法を1とした場合に、前記明領域の寸法が1.5以上であるのが好ましい(発明4)。   In the said invention (invention 1), the dimension of the small dark area of the said phase shift part and the said non-phase shift part is in the range of 0.6 micrometer-2.75 micrometers, The said phase shift part and the said The ratio of the size of the bright region of the non-phase shift portion to the size of the dark region is such that the size of the bright region is 1.5 or more when the size of the dark region is 1. Is preferred (Invention 4).

上記発明(発明1〜4)においては、前記パターン領域内に、前記露光装置の解像限界以上の寸法の、遮光膜により構成される遮光部を有していてもよい(発明5)。   In the said invention (invention 1-4), you may have the light-shielding part comprised by the light-shielding film of the dimension more than the resolution limit of the said exposure apparatus in the said pattern area | region (invention 5).

上記発明(発明1〜5)においては、前記凹状の位相シフト部は、前記透明基板に設けられた掘り込み部であってもよいし(発明6)、前記凸状の位相シフト部は、前記透明基板上に設けられた透過膜により構成されていてもよい(発明7)。   In the said invention (invention 1-5), the said recessed phase shift part may be a digging part provided in the said transparent substrate (invention 6), and the said convex phase shift part is the said You may be comprised by the permeable film provided on the transparent substrate (invention 7).

また、本発明は、露光装置の解像限界未満の設計寸法を有するレジストパターンを被加工材上に形成する方法であって、前記露光装置を用い、上記発明(発明1〜7)に係る位相シフトマスクを介して、前記被加工材上に設けられたフォトレジスト膜を露光する工程と、露光された前記フォトレジスト膜を現像することにより前記被加工材上に所定のレジストパターンを形成する工程とを含むことを特徴とするレジストパターン形成方法を提供する(発明8)。   The present invention is also a method for forming a resist pattern having a design dimension less than the resolution limit of an exposure apparatus on a workpiece, the phase according to the inventions (Inventions 1 to 7) using the exposure apparatus. A step of exposing a photoresist film provided on the workpiece through a shift mask; and a step of forming a predetermined resist pattern on the workpiece by developing the exposed photoresist film And a resist pattern forming method characterized in that (Invention 8).

本発明によれば、従来の画像表示装置製造用露光装置を用い、透明基板等の被加工材上に、当該露光装置の解像限界未満の寸法を有する所定のパターンを高精度で形成することのできる位相シフトマスク及び当該位相シフトマスクを用いたレジストパターン形成方法を提供することができる。   According to the present invention, using a conventional exposure apparatus for manufacturing an image display apparatus, a predetermined pattern having a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus is formed with high accuracy on a workpiece such as a transparent substrate. And a resist pattern forming method using the phase shift mask.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る位相シフトマスクの概略構成を示す部分切断端面図である。FIG. 1 is a partially cut end view showing a schematic configuration of the phase shift mask according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施形態に係る位相シフトマスクにおける透過光の光強度を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the light intensity of the transmitted light in the phase shift mask according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第1の実施形態に係る位相シフトマスクの概略構成を示す部分平面図である。FIG. 3 is a partial plan view showing a schematic configuration of the phase shift mask according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第1の実施形態に係る位相シフトマスクの製造工程を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing process of the phase shift mask according to the first embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第1の実施形態に係る位相シフトマスクを用いたパターン形成方法を示すフロー図である。FIG. 5 is a flowchart showing a pattern forming method using the phase shift mask according to the first embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1及び第2の実施形態に係る位相シフトマスクの具体的構成例を示す部分平面図である。FIG. 6 is a partial plan view showing a specific configuration example of the phase shift mask according to the first and second embodiments of the present invention. 図7は、本発明の第2の実施形態に係る位相シフトマスクの概略構成を示す部分切断端面図である。FIG. 7 is a partially cut end view showing a schematic configuration of the phase shift mask according to the second embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第2の実施形態に係る位相シフトマスクにおける透過光の光強度を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the light intensity of transmitted light in the phase shift mask according to the second embodiment of the present invention. 図9は、本発明の第2の実施形態に係る位相シフトマスクの概略構成を示す部分平面図である。FIG. 9 is a partial plan view showing a schematic configuration of a phase shift mask according to the second embodiment of the present invention. 図10は、本発明の第2の実施形態に係る位相シフトマスクの製造工程(その1)を示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart showing a manufacturing process (No. 1) of the phase shift mask according to the second embodiment of the present invention. 図11は、本発明の第2の実施形態に係る位相シフトマスクの製造工程(その2)を示すフロー図である。FIG. 11 is a flowchart showing a manufacturing process (No. 2) of the phase shift mask according to the second embodiment of the present invention. 図12は、本発明の第2の実施形態に係る位相シフトマスクを用いたパターン形成方法を示すフロー図である。FIG. 12 is a flowchart showing a pattern forming method using the phase shift mask according to the second embodiment of the present invention. 図13は、試験例6における位相シフトマスクの暗領域および明領域について説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a dark region and a bright region of the phase shift mask in Test Example 6. 図14は、試験例7における位相シフトマスクの暗領域および明領域について説明する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating the dark region and the bright region of the phase shift mask in Test Example 7.

以下、本発明の位相シフトマスクおよびこれを用いたレジストパターン形成方法について説明する。
また、本発明の位相シフトマスクは、2つの態様を有する。以下、各態様について説明する。
Hereinafter, the phase shift mask of the present invention and a resist pattern forming method using the same will be described.
The phase shift mask of the present invention has two aspects. Hereinafter, each aspect will be described.

1.第1態様
本発明の第1態様の位相シフトマスクは、露光装置からの露光により当該露光装置の解像限界未満の設計寸法のレジストパターンを被加工材上に形成するために用いられるものであって、透明基板と、前記透明基板上に設けられてなり、前記露光装置からの露光光に所定の位相差を付与する凹状又は凸状の位相シフト部と、前記位相シフト部に隣接する非位相シフト部とを備え、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの少なくともいずれか一方が、前記露光装置の解像限界未満の寸法であって、かつ前記位相シフト部の寸法と前記非位相シフト部の寸法とが異なり、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の小さいいずれか一方が前記被加工材上のフォトレジスト膜を露光させない機能を果たし、他方が前記被加工材上のフォトレジスト膜を露光させる機能を果たすものであり、前記透明基板上における前記位相シフト部及び前記非位相シフト部を含むパターン領域の大きさが、一辺300mm以上であり、少なくとも前記パターン領域内には、前記露光装置の解像限界未満の寸法の、遮光膜により構成される遮光部が設けられていないことを特徴とするものである。
1. First Aspect A phase shift mask according to a first aspect of the present invention is used to form a resist pattern having a design dimension less than the resolution limit of an exposure apparatus on a workpiece by exposure from the exposure apparatus. A transparent substrate, a concave or convex phase shift unit that is provided on the transparent substrate and imparts a predetermined phase difference to the exposure light from the exposure apparatus, and a non-phase adjacent to the phase shift unit A shift unit, and at least one of the phase shift unit and the non-phase shift unit has a dimension less than a resolution limit of the exposure apparatus, and the dimension of the phase shift unit and the non-phase Different from the dimensions of the shift portion, one of the phase shift portion and the non-phase shift portion having a smaller size serves to prevent the photoresist film on the workpiece from being exposed, and the other is the front. A function of exposing a photoresist film on the workpiece is exposed, and the size of the pattern region including the phase shift portion and the non-phase shift portion on the transparent substrate is 300 mm or more on a side, In the pattern region, there is no light-shielding portion made of a light-shielding film having a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus.

ここで、「位相シフト部が、露光装置からの露光光に所望の位相差を付与する」とは、具体的には、「位相シフト部が、前記位相シフト部を透過した露光光の位相を前記非位相シフト部を透過した露光光の位相に対して反転させる」ことをいう。なお、「位相シフト部が、前記位相シフト部を透過した露光光の位相を前記非位相シフト部を透過した露光光の位相に対して反転させる」ことについては、後述する「2.第2態様」の項で説明する。   Here, “the phase shift unit gives a desired phase difference to the exposure light from the exposure apparatus” specifically means that “the phase shift unit determines the phase of the exposure light transmitted through the phase shift unit. It means “inversion with respect to the phase of the exposure light transmitted through the non-phase shift portion”. Note that “the phase shift unit inverts the phase of the exposure light transmitted through the phase shift unit with respect to the phase of the exposure light transmitted through the non-phase shift unit” will be described later in “2. Second Mode”. This will be explained in the section.

第1態様によれば、位相シフト部の寸法および非位相シフト部の寸法を上述した関係とすることにより、従来の画像表示装置製造用露光装置を用い、透明基板等の被加工材上に、当該露光装置の解像限界未満の寸法を有する所定のパターンを高精度で形成することのできる位相シフトマスクとすることができる。   According to the first aspect, by setting the dimensions of the phase shift portion and the dimensions of the non-phase shift portion as described above, using a conventional exposure apparatus for manufacturing an image display device, on a workpiece such as a transparent substrate, A phase shift mask capable of forming a predetermined pattern having a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus with high accuracy can be obtained.

また、第1態様の位相シフトマスクにおいては、上述した透過部および半透過部を備える従来の位相シフトマスクに比べて良好な精度でレジストパターンを形成することができる。この理由については後述する「2.第2態様」の項で説明する。   Moreover, in the phase shift mask of the first aspect, the resist pattern can be formed with better accuracy than the conventional phase shift mask including the transmission part and the semi-transmission part described above. The reason for this will be described in the section “2. Second Mode” described later.

第1態様の位相シフトマスクは、2つの実施形態を有する。以下、第1態様の位相シフトマスクにおける各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   The phase shift mask of the first aspect has two embodiments. Hereinafter, each embodiment of the phase shift mask according to the first aspect will be described with reference to the drawings.

<第1の実施形態>
〔位相シフトマスク〕
図1は、第1の実施形態に係る位相シフトマスクの概略構成を示す部分切断端面図であり、図2は、第1の実施形態に係る位相シフトマスクにおける透過光の光強度を示すグラフであり、図3は、第1の実施形態に係る位相シフトマスクの概略構成を示す部分平面図である。
<First Embodiment>
[Phase shift mask]
FIG. 1 is a partially cut end view showing a schematic configuration of the phase shift mask according to the first embodiment, and FIG. 2 is a graph showing the light intensity of transmitted light in the phase shift mask according to the first embodiment. FIG. 3 is a partial plan view showing a schematic configuration of the phase shift mask according to the first embodiment.

図1に示すように、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aは、透明基板2Aと、透明基板2A上に設けられてなる複数の位相シフト部3Aと、各位相シフト部3Aに隣接するようにして設けられてなる複数の非位相シフト部4Aとを備えるものであって、液晶表示装置、有機EL表示装置等の画像表示装置を製造する過程において、当該画像表示装置用の等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置を用いた露光により当該露光装置の解像限界未満(好ましくは3μm未満、より好ましくは1.5μm以上3μm未満、特に好ましくは1.5〜2μm)の設計寸法のレジストパターンを被加工材上に形成するために用いられるものである。   As shown in FIG. 1, a phase shift mask 1A according to the first embodiment is adjacent to a transparent substrate 2A, a plurality of phase shift units 3A provided on the transparent substrate 2A, and each phase shift unit 3A. In the process of manufacturing an image display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device, the same-size projection for the image display device is provided. Design dimensions less than the resolution limit of the exposure apparatus (preferably less than 3 μm, more preferably 1.5 μm or more and less than 3 μm, particularly preferably 1.5 to 2 μm) by exposure using a large exposure apparatus having an exposure optical system. This resist pattern is used for forming on a workpiece.

透明基板2Aとしては、特に限定されるものではなく、例えば、無アルカリガラス、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、合成石英板等の可撓性を有しない透明なリジット材等を用いることができる。   The transparent substrate 2A is not particularly limited. For example, a transparent rigid material having no flexibility such as non-alkali glass, quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, synthetic quartz plate, or the like may be used. it can.

透明基板2Aの大きさは、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを用いて製造しようとする画像表示装置に用いられる基板(TFT基板、カラーフィルタ基板等)の大きさや、当該画像表示装置の製造に用いられる等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置における露光方式(一括露光方式又は分割露光方式)等により適宜設定することができるが、例えば、330mm×450mm〜1600mm×1800mm程度に設定することができる。   The size of the transparent substrate 2A is the size of the substrate (TFT substrate, color filter substrate, etc.) used in the image display device to be manufactured using the phase shift mask 1A according to the first embodiment, or the image display device. Can be set as appropriate according to the exposure method (collective exposure method or divided exposure method) or the like in a large-scale exposure apparatus equipped with the same-size projection exposure optical system used in the manufacture of, for example, about 330 mm × 450 mm to 1600 mm × 1800 mm Can be set.

また、透明基板2Aの厚さは、特に限定されるものではないが、露光時に位相シフトマスク1Aを撓ませることなく保持する必要があるため、透明基板2Aの大きさによって適宜設定することができ、例えば、5mm〜20mmの範囲で設定することができる。   In addition, the thickness of the transparent substrate 2A is not particularly limited, but it is necessary to hold the phase shift mask 1A without bending during exposure, and can be appropriately set depending on the size of the transparent substrate 2A. For example, it can set in the range of 5 mm-20 mm.

位相シフト部3Aは、透明基板2A上に設けられており、所定の深さdに掘り込まれた掘り込み部として構成されている。そして、複数の位相シフト部3Aに隣接する非掘り込み部が、非位相シフト部4Aとなる。   The phase shift unit 3A is provided on the transparent substrate 2A, and is configured as a dug portion dug to a predetermined depth d. And the non-digging part adjacent to the plurality of phase shift parts 3A becomes the non-phase shift part 4A.

第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aにおいて、位相シフト部3Aの寸法Xは、非位相シフト部4Aの寸法Yと異なる。両者の寸法X,Yが同一であると、露光装置からの露光量を増大させたとしても解像不能となり、レジストパターンを形成することができなくなる。   In the phase shift mask 1A according to the first embodiment, the dimension X of the phase shift unit 3A is different from the dimension Y of the non-phase shift unit 4A. If the two dimensions X and Y are the same, resolution cannot be achieved even if the exposure amount from the exposure apparatus is increased, and a resist pattern cannot be formed.

また、第1の実施形態において、位相シフト部3Aの寸法X及び非位相シフト部4Aの寸法Yのうちの少なくともいずれかは、従来用いられている画像表示装置製造用の等倍投影露光光学系を具備する露光装置の解像限界未満(好ましくは3μm未満、より好ましくは1.5μm以上3μm未満、特に好ましくは1.5〜2μm)である。これにより、当該露光装置の解像限界未満の設計寸法を有するレジストパターンを形成することができる。   In the first embodiment, at least one of the dimension X of the phase shift unit 3A and the dimension Y of the non-phase shift unit 4A is a conventionally used 1 × projection exposure optical system for manufacturing an image display device. Is less than the resolution limit of the exposure apparatus (preferably less than 3 μm, more preferably 1.5 μm or more and less than 3 μm, particularly preferably 1.5 to 2 μm). Thereby, a resist pattern having a design dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus can be formed.

第1の実施形態における位相シフト部3Aは、非位相シフト部4Aの寸法Yよりも小さい寸法Xを有している。このような構成とすることで、第1の実施形態における位相シフト部3Aは、従来のバイナリーマスク等を用いたフォトリソグラフィー技術では形成するのが困難な微細なレジストパターンを、当該位相シフト部3Aを透過する光(透過光)の光路上に位置する被加工材(基板等)上に形成するためのものであって、従来のバイナリーマスク等における遮光部に相当する役割を果たすことになる。   The phase shift unit 3A in the first embodiment has a dimension X smaller than the dimension Y of the non-phase shift unit 4A. With such a configuration, the phase shift unit 3A in the first embodiment can form a fine resist pattern that is difficult to form by a photolithography technique using a conventional binary mask or the like, and the phase shift unit 3A. Is formed on a workpiece (substrate or the like) positioned on the optical path of light (transmitted light) that passes through the film, and plays a role corresponding to a light shielding portion in a conventional binary mask or the like.

位相シフト部3Aの寸法Xは、形成しようとするレジストパターンの設計寸法や露光装置からの露光量等に応じて適宜設定され得るものではあるが、好ましくは3μm未満、特に好ましくは1.0〜2.5μmである。位相シフト部3Aを透過した光には、非位相シフト部4Aを透過した光と略180度の位相差が付与されるため、位相シフト部3Aの透過光と、位相シフト部3Aに隣接する非位相シフト部4Aの透過光とが相互に干渉することになる。そして、位相シフト部3Aの寸法Xが上記露光装置の解像限界未満であって、かつ非位相シフト部4Aの寸法Yよりも小さいことで、位相シフトマスク1Aの透過光のうち、位相シフト部3Aの透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜に照射される光(照射光)の強度を、当該フォトレジストが感光されない程度に低下させることができる(図2参照)。この結果、上記露光装置の解像限界未満の寸法を有するレジストパターンを形成することができる。   The dimension X of the phase shift part 3A can be appropriately set according to the design dimension of the resist pattern to be formed, the exposure amount from the exposure apparatus, etc., but is preferably less than 3 μm, particularly preferably 1.0 to 2.5 μm. The light transmitted through the phase shift unit 3A is given a phase difference of approximately 180 degrees from the light transmitted through the non-phase shift unit 4A, so that the transmitted light from the phase shift unit 3A and the non-adjacent to the phase shift unit 3A. The light transmitted through the phase shift unit 4A interferes with each other. Then, the phase shift portion 3A out of the transmitted light of the phase shift mask 1A because the dimension X of the phase shift portion 3A is less than the resolution limit of the exposure apparatus and smaller than the dimension Y of the non-phase shift portion 4A. The intensity of light (irradiated light) applied to the photoresist film located on the optical path of the transmitted light of 3A can be reduced to such an extent that the photoresist is not exposed (see FIG. 2). As a result, a resist pattern having a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus can be formed.

一方で、位相シフト部3Aの寸法Xが、上記露光装置の解像限界以上の寸法である、すなわち位相シフト部3Aの寸法Xと非位相シフト部4Aの寸法Yとがともに上記露光装置の解像限界以上の寸法であると、位相シフト部3Aの透過光が非位相シフト部4Aの透過光の回り込みにより効果的に干渉されなくなり、位相シフト部3Aの透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜への照射光の強度を、当該フォトレジストが感光されない程度にまで低下させることができなくなる。その結果、位相シフト部3Aの透過光の光路上に、所望としないレジストパターンが形成されてしまう。   On the other hand, the dimension X of the phase shift unit 3A is not less than the resolution limit of the exposure apparatus, that is, the dimension X of the phase shift part 3A and the dimension Y of the non-phase shift part 4A are both solutions of the exposure apparatus. If the size is larger than the image limit, the transmitted light of the phase shift unit 3A is not effectively interfered by the wraparound of the transmitted light of the non-phase shift unit 4A, and the photoresist located on the optical path of the transmitted light of the phase shift unit 3A It becomes impossible to reduce the intensity of the irradiation light to the film to such an extent that the photoresist is not exposed. As a result, an undesired resist pattern is formed on the optical path of the transmitted light of the phase shift portion 3A.

すなわち、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを用いて形成しようとするレジストパターンのうち、従来のバイナリーマスク(金属クロム等により構成される遮光部と開口部とを有するフォトマスク)であれば遮光部に応じて形成されるレジストパターン(例えば、ラインアンドスペース状のレジストパターンをポジ型フォトレジストにより形成しようとする場合にはラインパターン、ネガ型フォトレジストにより形成しようとする場合にはスペースパターン)の設計寸法が、使用する画像表示装置用露光装置の解像限界未満である場合、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aにおいては当該レジストパターンを形成するための位相シフト部3Aが備えられる。一方、当該レジストパターンの設計寸法が上記露光装置の解像限界以上であれば、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aにおいては当該レジストパターンを形成するための、金属クロム等からなる遮光膜により構成される遮光部5Aが備えられる。   That is, the resist pattern to be formed using the phase shift mask 1A according to the first embodiment is a conventional binary mask (a photomask having a light shielding portion and an opening portion made of metal chromium or the like). For example, a resist pattern formed according to the light-shielding portion (for example, a line-and-space resist pattern is formed by a positive photoresist, a line pattern, and a space is formed by a negative photoresist. When the design dimension of the pattern is less than the resolution limit of the exposure apparatus for the image display device to be used, the phase shift portion 3A for forming the resist pattern is provided in the phase shift mask 1A according to the first embodiment. Provided. On the other hand, if the design dimension of the resist pattern is equal to or greater than the resolution limit of the exposure apparatus, the light-shielding film made of metal chromium or the like for forming the resist pattern in the phase shift mask 1A according to the first embodiment. The light-shielding part 5A comprised by these is provided.

なお、位相シフト部3Aに隣接して設けられる非位相シフト部4Aの寸法Yは、形成しようとするレジストパターンの設計寸法に応じて適宜設定されるものであり、位相シフト部3Aの寸法Xよりも大きい限り、上記露光装置の解像限界未満であってもよいし、解像限界以上であってもよい。   Note that the dimension Y of the non-phase shift part 4A provided adjacent to the phase shift part 3A is appropriately set according to the design dimension of the resist pattern to be formed, and from the dimension X of the phase shift part 3A. As long as it is larger, it may be less than the resolution limit of the exposure apparatus or may be greater than or equal to the resolution limit.

位相シフト部3Aの寸法Xと非位相シフト部4Aの寸法Yとの関係を具体的に説明すると、両者の寸法X,Yの比(X:Y)は、1:1.5〜1:5.6であるのが好ましく、1:1.8〜1:4であるのがより好ましく、1:1.8〜1:3であるのが特に好ましい。位相シフト部3A及び非位相シフト部4Aの寸法X,Yの比が上記範囲であることで、後述する実施例からも明らかなように、形成されるレジストパターンの側壁角度θ(図5参照)を良好にすることができる(フォトレジストの種類等に応じて当該側壁角度θは変動し得るが、好ましくは60〜90度、特に好ましくは70〜90度)とともに、設計寸法に忠実なレジストパターンを比較的低露光量で形成することができる。   The relationship between the dimension X of the phase shift unit 3A and the dimension Y of the non-phase shift unit 4A will be described in detail. The ratio (X: Y) of the two dimensions X and Y is 1: 1.5 to 1: 5. .6, more preferably 1: 1.8 to 1: 4, and particularly preferably 1: 1.8 to 1: 3. As the ratio of the dimensions X and Y of the phase shift portion 3A and the non-phase shift portion 4A is in the above range, as will be apparent from the examples described later, the side wall angle θ of the resist pattern to be formed (see FIG. 5). (The side wall angle θ may vary depending on the type of the photoresist, etc., but preferably 60 to 90 degrees, particularly preferably 70 to 90 degrees), and the resist pattern faithful to the design dimensions Can be formed with a relatively low exposure amount.

第1の実施形態において、一の位相シフト部3Aの寸法Xと当該位相シフト部3Aに隣接する一の非位相シフト部4Aの寸法Yとの合計(X+Y)は、上記露光装置の解像限界以上であるのが好ましい。当該合計(X+Y)が上記露光装置の解像限界未満であると、良好な側壁角度θ(図5参照)を有するレジストパターンの形成が困難となるおそれがある。
具体的な上記合計(X+Y)としては、位相シフトマスクとともに用いられる露光装置の解像限界により適宜決定されるものであり、特に限定されないが、3μm以上であることが好ましく、3.5μm以上であることがより好ましい。
また、上記合計(X+Y)の上限値としては、位相シフトマスクの用途等に応じて適宜選択されるものであり、特に限定されない。上記合計(X+Y)の上限値としては、例えば、17.9μm以下であることが好ましく、4.5μm以下であることがより好ましい。
第1の実施形態においては、上記合計(X+Y)が4μm程度であることが特に好ましい。
上記合計(X+Y)が上述した範囲内であることにより、所望のレジストパターンを得るための位相シフト部および非位相シフト部の設計を良好に行うことができるからである。
また、第1の実施形態においては、上記合計(X+Y)が上述の範囲内である場合に、位相シフト部3Aの寸法Xと非位相シフト部4Aの寸法Yとの比(X:Y)を上述した数値範囲とすることが好ましい。形成されるレジストパターンの側壁角度をより良好なものとすることができ、設計寸法に忠実なレジストパターンを比較的低露光量で好適に形成することができるからである。
In the first embodiment, the sum (X + Y) of the dimension X of one phase shift unit 3A and the dimension Y of one non-phase shift unit 4A adjacent to the phase shift unit 3A is the resolution limit of the exposure apparatus. The above is preferable. If the total (X + Y) is less than the resolution limit of the exposure apparatus, it may be difficult to form a resist pattern having a favorable sidewall angle θ (see FIG. 5).
The specific total (X + Y) is appropriately determined depending on the resolution limit of the exposure apparatus used together with the phase shift mask, and is not particularly limited, but is preferably 3 μm or more, and is 3.5 μm or more. More preferably.
The upper limit of the total (X + Y) is appropriately selected according to the use of the phase shift mask and is not particularly limited. The upper limit of the total (X + Y) is, for example, preferably 17.9 μm or less, and more preferably 4.5 μm or less.
In the first embodiment, the total (X + Y) is particularly preferably about 4 μm.
This is because when the total (X + Y) is within the above-described range, the phase shift part and the non-phase shift part for obtaining a desired resist pattern can be favorably designed.
In the first embodiment, when the total (X + Y) is within the above range, the ratio (X: Y) of the dimension X of the phase shift unit 3A and the dimension Y of the non-phase shift unit 4A is set. It is preferable to make it into the numerical range mentioned above. This is because the side wall angle of the resist pattern to be formed can be made better, and a resist pattern faithful to the design dimension can be suitably formed with a relatively low exposure amount.

具体例を挙げてより詳細に説明すると、解像限界が3μmの露光装置を用い、ラインパターン及びスペースパターンの設計寸法がそれぞれ2μmのラインアンドスペース状のレジストパターンを形成しようとする場合、位相シフト部3Aの寸法Xを、好ましくは0.6〜1.6μmの範囲で、より好ましくは0.8〜1.4μmの範囲で、特に好ましくは1〜1.4μmの範囲で設定することができ、非位相シフト部4Aの寸法Yを、好ましくは2.4〜3.4μmの範囲で、より好ましくは2.6〜3.2μmの範囲で、特に好ましくは2.6〜3μmの範囲で設定することができる。   This will be explained in more detail with a specific example. When an exposure apparatus having a resolution limit of 3 μm is used and a line-and-space resist pattern having a design dimension of 2 μm each for a line pattern and a space pattern is to be formed, a phase shift is performed. The dimension X of the part 3A can be set preferably in the range of 0.6 to 1.6 μm, more preferably in the range of 0.8 to 1.4 μm, and particularly preferably in the range of 1 to 1.4 μm. The dimension Y of the non-phase shift portion 4A is preferably set in the range of 2.4 to 3.4 μm, more preferably in the range of 2.6 to 3.2 μm, and particularly preferably in the range of 2.6 to 3 μm. can do.

位相シフト部3Aの掘り込み深さdは、位相シフト部3Aの透過光に所定の位相差(170〜190度(略180度)の位相差)を付与し得る程度に設定すればよく、透明基板2Aの厚さ、露光光の波長、透明基板2Aを構成する材料の屈折率等に応じて適宜設定することができる。   The digging depth d of the phase shift unit 3A may be set to such an extent that a predetermined phase difference (a phase difference of 170 to 190 degrees (approximately 180 degrees)) can be imparted to the transmitted light of the phase shift unit 3A. The thickness can be appropriately set according to the thickness of the substrate 2A, the wavelength of exposure light, the refractive index of the material constituting the transparent substrate 2A, and the like.

第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aにおいて、位相シフト部3A及び非位相シフト部4Aは、透明基板2A上のパターン領域6A(図3参照)内に設けられている。このパターン領域6Aは、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを用いて被加工材上に形成しようとするレジストパターンに応じて透明基板2A上に設定される少なくとも一つの領域であって、上記露光装置における露光方式にかかわらず、少なくとも一つのパターン領域6A内の全面に、1回の露光により光が照射される。   In the phase shift mask 1A according to the first embodiment, the phase shift unit 3A and the non-phase shift unit 4A are provided in a pattern region 6A (see FIG. 3) on the transparent substrate 2A. The pattern region 6A is at least one region set on the transparent substrate 2A according to the resist pattern to be formed on the workpiece using the phase shift mask 1A according to the first embodiment. Regardless of the exposure method in the exposure apparatus, light is irradiated on the entire surface in at least one pattern region 6A by one exposure.

図3に示すように、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aにおいては、透明基板2A上に複数のパターン領域6Aが設定されているが、一のパターン領域6Aのみが設定されていてもよい。なお、図3においては、パターン領域6A内の位相シフト部3A、非位相シフト部4A及び遮光部5Aの図示が省略されている。   As shown in FIG. 3, in the phase shift mask 1A according to the first embodiment, a plurality of pattern areas 6A are set on the transparent substrate 2A, but even if only one pattern area 6A is set. Good. In FIG. 3, the phase shift unit 3A, the non-phase shift unit 4A, and the light shielding unit 5A in the pattern region 6A are not shown.

パターン領域6Aの大きさは、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを用いて製造しようとする画像表示装置の大きさ(画面サイズ)、使用される露光装置における露光方式や一回の露光可能面積等に応じて適宜設定され得るものであるが、短辺(一辺)300mm以上の略長方形状(又は略正方形状)領域として設定される。
また、一のパターン領域6Aには、一の画像表示装置に用いられる構成を形成するためのパターンが形成されていてもよく、複数の画像表示装置に用いられる構成を形成するためのパターンが形成されていてもよい。
The size of the pattern area 6A is the size (screen size) of the image display apparatus to be manufactured using the phase shift mask 1A according to the first embodiment, the exposure method in the exposure apparatus used and the single exposure. Although it can be appropriately set according to the possible area and the like, it is set as a substantially rectangular (or substantially square) region having a short side (one side) of 300 mm or more.
Further, a pattern for forming a configuration used for one image display apparatus may be formed in one pattern region 6A, and a pattern for forming a configuration used for a plurality of image display apparatuses is formed. May be.

なお、第1の実施形態において、パターン領域6A内には、位相シフト部3A及び非位相シフト部4Aの他、上記露光装置の解像限界以上の寸法を有する、金属クロム等により構成される遮光膜からなる遮光部5Aが設けられているが、上記露光装置の解像限界未満の寸法を有する、金属クロム等により構成される遮光膜からなる遮光部は設けられていない。すなわち、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aは、いわゆるクロムレス位相シフトマスクと称されるものである。当該パターン領域6A内の遮光部5Aの寸法が露光装置の解像限界未満であると、当該遮光部5Aに隣接する位相シフト部3A又は非位相シフト部4Aの透過光が、当該遮光部5Aの下方に回り込んでしまい、遮光機能を果たし得なくなってしまう。   In the first embodiment, in the pattern area 6A, in addition to the phase shift unit 3A and the non-phase shift unit 4A, the light shielding composed of metal chromium or the like having a dimension equal to or larger than the resolution limit of the exposure apparatus. Although the light shielding part 5A made of a film is provided, the light shielding part made of a metal chromium or the like having a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus is not provided. That is, the phase shift mask 1A according to the first embodiment is a so-called chromeless phase shift mask. When the dimension of the light shielding part 5A in the pattern region 6A is less than the resolution limit of the exposure apparatus, the transmitted light of the phase shift part 3A or the non-phase shift part 4A adjacent to the light shielding part 5A is transmitted to the light shielding part 5A. It will go down and become unable to perform the light shielding function.

第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを用いることで、上記露光装置からの露光により形成されるレジストパターンの側壁角度θ(図5参照)を良好にすることができる(フォトレジストの種類等に応じて当該側壁角度θは変動し得るが、例えば、好ましくは60〜90度、特に好ましくは70〜90度)。このことは、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを介した露光により形成されるレジストパターンの厚さ(アスペクト比)のレジストパターン形成面内でのバラツキを低減することができることを意味する。したがって、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aによれば、従来の画像表示装置用の大型露光装置を用いたとしても、当該露光装置の解像限界未満の寸法を有し、かつレジストパターン形成面内における寸法誤差の小さいレジストパターンを形成することができる。   By using the phase shift mask 1A according to the first embodiment, the side wall angle θ (see FIG. 5) of the resist pattern formed by exposure from the exposure apparatus can be improved (type of photoresist, etc.). The side wall angle θ may vary depending on, but is preferably 60 to 90 degrees, particularly preferably 70 to 90 degrees, for example. This means that the variation in the resist pattern formation surface of the thickness (aspect ratio) of the resist pattern formed by exposure through the phase shift mask 1A according to the first embodiment can be reduced. . Therefore, according to the phase shift mask 1A according to the first embodiment, even if a conventional large exposure apparatus for an image display apparatus is used, the resist pattern has a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus. A resist pattern with a small dimensional error in the formation surface can be formed.

第1の実施形態に係る位相シフトマスクにおいては、位相シフト部および非位相シフト部のうち寸法の小さいいずれか一方が被加工材上のフォトレジスト膜を露光させない機能を有し、他方が被加工材上のフォトレジスト膜を露光させる機能を有する。そのため、第1の実施形態に係る位相シフトマスクにおいて、所望のレジストパターンを得るためには、位相シフト部および非位相シフト部のうち寸法の小さい暗領域の寸法と、位相シフト部および非位相シフト部のうち寸法の大きい明領域の寸法とを調整する必要がある。
第1の実施形態に係る位相シフトマスクにおいては、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の小さい暗領域の寸法が、0.6μm〜2.75μmの範囲内であり、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の大きい明領域の寸法と前記暗領域の寸法との比が、前記暗領域の寸法を1とした場合に、前記明領域の寸法が1.5以上であることが好ましい。
なお、暗領域および明領域の詳細については、後述する「2.第2態様」の項で説明する内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
In the phase shift mask according to the first embodiment, one of the phase shift portion and the non-phase shift portion has a function of preventing the photoresist film on the workpiece from being exposed, and the other is the workpiece. It has a function of exposing a photoresist film on the material. Therefore, in the phase shift mask according to the first embodiment, in order to obtain a desired resist pattern, the size of the dark region having a small size among the phase shift unit and the non-phase shift unit, the phase shift unit, and the non-phase shift It is necessary to adjust the size of the bright region having a large size among the portions.
In the phase shift mask according to the first embodiment, the size of the dark region having a small size in the phase shift portion and the non-phase shift portion is in the range of 0.6 μm to 2.75 μm, and the phase When the ratio of the dimension of the bright area having a large dimension of the shift part and the non-phase shift part to the dimension of the dark area is 1, the dimension of the bright area is 1.5. The above is preferable.
The details of the dark region and the bright region can be the same as the content described in the section “2. Second Mode” described later, and thus the description thereof is omitted here.

〔位相シフトマスクの製造方法〕
上述のような構成を有する位相シフトマスク1Aは、下記のようにして製造することができる。図4は、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを製造する工程を示すフロー図である。
[Phase Shift Mask Manufacturing Method]
The phase shift mask 1A having the above-described configuration can be manufactured as follows. FIG. 4 is a flowchart showing a process of manufacturing the phase shift mask 1A according to the first embodiment.

まず、図4(a)に示すように、所定の大きさの透明基板2Aを用意し、従来の画像表示装置用露光装置の解像限界(例えば、3μm)以上の寸法を有する、金属クロム等からなる遮光膜により構成される遮光部5Aを、当該透明基板2A上のパターン領域6A(図3参照)内に形成する。   First, as shown in FIG. 4A, a transparent substrate 2A having a predetermined size is prepared, and metallic chrome having a dimension that is not less than the resolution limit (eg, 3 μm) of a conventional exposure apparatus for an image display device. A light shielding part 5A composed of a light shielding film made of is formed in the pattern region 6A (see FIG. 3) on the transparent substrate 2A.

次に、図4(b)に示すように、透明基板2A(パターン領域6A)及びその上の遮光部5Aを被覆するようにして、レジスト層7Aを形成し、図4(c)に示すように、レーザー描画装置、電子線描画装置等を用いて当該レジスト層7Aを描画し、所望のパターンを形成する。このとき、少なくとも位相シフト部3Aの寸法Xが、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを介する露光に用いられる画像表示装置用露光装置の解像限界未満、かつ非位相シフト部4Aの寸法Yよりも小さくなるように、好ましくは位相シフト部3A及び非位相シフト部4Aの寸法X,Yの比が、所定の範囲(1:1.5〜1:5.6)となるようにレジスト層7Aを描画する。   Next, as shown in FIG. 4B, a resist layer 7A is formed so as to cover the transparent substrate 2A (pattern region 6A) and the light shielding portion 5A thereon, as shown in FIG. 4C. Then, the resist layer 7A is drawn using a laser drawing device, an electron beam drawing device or the like to form a desired pattern. At this time, at least the dimension X of the phase shift unit 3A is less than the resolution limit of the exposure apparatus for an image display device used for exposure through the phase shift mask 1A according to the first embodiment, and the dimension of the non-phase shift unit 4A. The resist is preferably set so that the ratio of the dimensions X and Y of the phase shift portion 3A and the non-phase shift portion 4A is within a predetermined range (1: 1.5 to 1: 5.6) so as to be smaller than Y. Draw layer 7A.

そして、図4(d)に示すように、所定のパターンを有するレジスト層7Aをエッチングマスクとして、透明基板2Aのエッチング処理を行う。かかるエッチング処理は、フッ酸等のエッチング液を用いたウェットエッチング処理であってもよいし、フッ素系ガス等を用いた反応性イオンエッチング等のドライエッチング処理であってもよい。これにより、所定の深さdの掘り込み部からなる位相シフト部3Aが形成される。   Then, as shown in FIG. 4D, the transparent substrate 2A is etched using the resist layer 7A having a predetermined pattern as an etching mask. Such an etching process may be a wet etching process using an etchant such as hydrofluoric acid, or may be a dry etching process such as reactive ion etching using a fluorine-based gas or the like. Thereby, the phase shift part 3A which consists of a dug part of the predetermined depth d is formed.

最後に、図4(e)に示すように、透明基板2A上に残存するレジスト層7Aを除去することで、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを製造することができる。   Finally, as shown in FIG. 4E, the phase shift mask 1A according to the first embodiment can be manufactured by removing the resist layer 7A remaining on the transparent substrate 2A.

〔レジストパターン形成方法〕
次に、上述した第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを用いてレジストパターンを形成する方法について説明する。図5は、第1の実施形態におけるレジストパターン形成方法を示すフロー図である。
[Resist pattern formation method]
Next, a method for forming a resist pattern using the phase shift mask 1A according to the first embodiment described above will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a resist pattern forming method according to the first embodiment.

まず、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを用意し、レジストパターン形成対象である被加工材(基板)11A上のフォトレジスト膜12A(第1の実施形態においてはポジ型フォトレジスト膜)と位相シフトマスク1Aにおける位相シフト部3A等が形成されている面とを、所定の間隔をあけて対向させるようにして位相シフトマスク1Aを配設する(図5(a)参照)。   First, a phase shift mask 1A according to the first embodiment is prepared, and a photoresist film 12A (a positive photoresist film in the first embodiment) on a workpiece (substrate) 11A that is a resist pattern formation target. The phase shift mask 1A is disposed so that the surface of the phase shift mask 1A on which the phase shift portion 3A and the like are formed is opposed to each other with a predetermined interval (see FIG. 5A).

レジストパターン形成対象である基板11Aは、用途等に応じて適宜選択され得るものであり、例えば、液晶表示装置用のTFT基板、カラーフィルタ基板、有機EL表示装置用のTFT基板等として用いられるものであれば、当該基板11Aとして、ガラス基板、プラスチック基板、合成樹脂フィルム等を用いることができる。   The substrate 11A to which the resist pattern is to be formed can be appropriately selected according to the application and the like. For example, it is used as a TFT substrate for a liquid crystal display device, a color filter substrate, a TFT substrate for an organic EL display device, or the like. If so, a glass substrate, a plastic substrate, a synthetic resin film, or the like can be used as the substrate 11A.

次に、画像表示装置用露光装置(図示せず)からの光を、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aを介して基板11A上のフォトレジスト膜12Aに照射し、当該フォトレジスト膜12Aを感光させる(図5(b)参照)。このとき、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aの位相シフト部3Aの透過光と、非位相シフト部4Aの透過光とが相互に干渉することで、位相シフト部3Aの透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜12Aへの照射光の強度が、当該位置におけるフォトレジスト膜12Aを感光させない程度の強度にまで低下する。そのため、基板11A上のフォトレジスト膜12Aのうち、位相シフト部3Aの透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜12Aは感光せず、非位相シフト部4Aの透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜12Aのみが感光する。   Next, the photoresist film 12A on the substrate 11A is irradiated with light from an exposure apparatus (not shown) for the image display device via the phase shift mask 1A according to the first embodiment, and the photoresist film 12A. Is exposed (see FIG. 5B). At this time, the transmitted light of the phase shift unit 3A of the phase shift mask 1A according to the first embodiment and the transmitted light of the non-phase shift unit 4A interfere with each other, thereby transmitting the light of the transmitted light of the phase shift unit 3A. The intensity of the irradiation light to the photoresist film 12A located on the road is lowered to such an intensity that the photoresist film 12A at the position is not exposed. Therefore, in the photoresist film 12A on the substrate 11A, the photoresist film 12A located on the optical path of the transmitted light of the phase shift portion 3A is not exposed, and the photo resist positioned on the optical path of the transmitted light of the non-phase shift portion 4A. Only the resist film 12A is exposed.

続いて、所定の現像液を用い、露光されたフォトレジスト膜12Aを現像し、非位相シフト部4Aの透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜12Aのみが除去されてなるレジストパターン13Aを当該基板11A上に形成する(図5(c)参照)。   Subsequently, the exposed photoresist film 12A is developed using a predetermined developer, and a resist pattern 13A obtained by removing only the photoresist film 12A located on the optical path of the transmitted light of the non-phase shift portion 4A is obtained. It is formed on the substrate 11A (see FIG. 5C).

上述した第1の実施形態におけるレジストパターン形成方法によれば、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aにおける位相シフト部3Aの寸法Xが少なくとも露光装置の解像限界未満の寸法であって、かつ非位相シフト部4Aの寸法Yよりも小さいことで、少なくとも位相シフト部3Aに応じた、露光装置の解像限界未満の寸法を有するレジストパターンを、設計寸法に忠実に形成することができる。   According to the resist pattern forming method in the first embodiment described above, the dimension X of the phase shift portion 3A in the phase shift mask 1A according to the first embodiment is at least less than the resolution limit of the exposure apparatus, And by being smaller than the dimension Y of the non-phase shift part 4A, a resist pattern having a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus corresponding to at least the phase shift part 3A can be formed faithfully to the design dimension.

また、第1の実施形態におけるレジストパターン形成方法によれば、良好な側壁角度θ(フォトレジストの種類等に応じて変動し得るが、好ましくは60〜90度、特に好ましくは70〜90度)を有するレジストパターン13Aを形成することができる。したがって、面内における寸法誤差の小さいレジストパターンを形成することができる。   Further, according to the resist pattern forming method in the first embodiment, a favorable side wall angle θ (which may vary depending on the type of the photoresist, etc., preferably 60 to 90 degrees, particularly preferably 70 to 90 degrees). A resist pattern 13 </ b> A can be formed. Therefore, it is possible to form a resist pattern with a small dimensional error in the surface.

なお、第1の実施形態において、レジストパターン13Aの側壁角度θは、基板11A側からレジストパターン13Aの高さ(厚さ)の10%の位置13Adownとレジストパターン13Aの高さ(厚さ)の90%の位置13Aupとの間の任意の複数箇所(例えば、30箇所)において、基板11Aのレジストパターン形成面に対するレジストパターン13Aの側壁の角度を測定し、最小二乗法による平均値として求められるものである。かかるレジストパターン13Aの側壁の角度は、例えば、SEM画像に基づいてレジストパターン13Aの側壁における任意の箇所の座標値を求め、当該座標値に基づいて算出することができる。 In the first embodiment, the sidewall angle θ of the resist pattern 13A, the height of 10% of the positions 13A down and resist pattern 13A in the height from the substrate 11A side of the resist pattern 13A (thickness) (thickness) The angle of the side wall of the resist pattern 13A with respect to the resist pattern formation surface of the substrate 11A is measured at an arbitrary plurality of locations (for example, 30 locations) between 90% of the positions 13A up and obtained as an average value by the least square method. It is what The angle of the side wall of the resist pattern 13A can be calculated based on, for example, a coordinate value at an arbitrary location on the side wall of the resist pattern 13A based on the SEM image.

このように、第1の実施形態におけるレジストパターン形成方法によれば、側壁角度θが良好なレジストパターン13Aを形成することができるため、基板11A上に形成されるレジストパターン13Aにおける厚さ(アスペクト比)のバラツキを抑制することができ、その結果、後工程として、当該レジストパターン13Aをエッチングマスクとして用いたエッチング工程において、高精度なエッチングが可能となるという効果を奏し得る。   As described above, according to the resist pattern forming method in the first embodiment, the resist pattern 13A having a favorable sidewall angle θ can be formed. Therefore, the thickness (aspect ratio) of the resist pattern 13A formed on the substrate 11A can be reduced. Ratio) can be suppressed, and as a result, an etching process using the resist pattern 13A as an etching mask as a subsequent process can be performed with high accuracy.

例えば、ITOからなる透明電極を形成するためのレジストパターンをガラス基板上に形成するために用いられ得る位相シフトマスクの一例として、図6に示すようなパターン構成を有する位相シフト部3A、非位相シフト部4A及び遮光部5Aが一のパターン領域6A内に設けられてなる位相シフトマスク1Aが挙げられる。   For example, as an example of a phase shift mask that can be used to form a resist pattern for forming a transparent electrode made of ITO on a glass substrate, a phase shift portion 3A having a pattern configuration as shown in FIG. There is a phase shift mask 1A in which the shift portion 4A and the light shielding portion 5A are provided in one pattern region 6A.

画像表示装置用の等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置を用い、図6に示す位相シフトマスク1Aを介して、ガラス基板上のITO膜上に設けられたポジ型フォトレジスト膜を露光および現像することで、ITO膜上に位相シフト部3Aに応じたレジストパターン(ラインパターン)及び遮光部5Aに応じたレジストパターンを形成することができる。そして、当該レジストパターンが形成されたガラス基板をエッチング工程に付することによって、ガラス基板上に、画像表示装置用大型露光装置の解像限界未満の寸法を有する透明電極を、高精度に形成することができる。   Using a large exposure apparatus having an equal magnification projection exposure optical system for an image display apparatus, a positive photoresist film provided on an ITO film on a glass substrate is exposed through a phase shift mask 1A shown in FIG. By developing the resist pattern, a resist pattern (line pattern) corresponding to the phase shift portion 3A and a resist pattern corresponding to the light shielding portion 5A can be formed on the ITO film. Then, by subjecting the glass substrate on which the resist pattern is formed to an etching process, a transparent electrode having a dimension less than the resolution limit of the large exposure apparatus for an image display device is formed on the glass substrate with high accuracy. be able to.

なお、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aは、ITOからなる透明電極を形成する用途以外にも、大面積の露光が可能な画像表示装置用の等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置を用いて、大面積の基板上に当該露光装置の解像限界未満の寸法のレジストパターンを形成する必要のある用途に適用され得る。このような用途としては、例えば、液晶ディスプレイ等のTFT基板におけるゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、コンタクトホール等の形成;カラーフィルタ基板におけるブラックマトリックス、着色部材を複数層に積層して構成される積層柱(積層スペーサ)等の形成等が挙げられる。   The phase shift mask 1A according to the first embodiment has a large-size projection exposure optical system for an image display apparatus capable of exposing a large area, in addition to the use of forming a transparent electrode made of ITO. The present invention can be applied to an application in which a resist pattern having a size less than the resolution limit of the exposure apparatus needs to be formed on a large-area substrate using the exposure apparatus. Such applications include, for example, formation of gate electrodes, source electrodes, drain electrodes, contact holes, etc. on TFT substrates of liquid crystal displays, etc .; a black matrix on a color filter substrate, and a plurality of layers of colored members. Examples include the formation of laminated columns (laminated spacers).

第1の実施形態に係る位相シフトマスクを用いたレジストパターン形成方法において用いられる露光光としては、一般的な画像表示装置用の等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置に用いられるものと同様とすることができ、特に限定されないが、g線、h線、i線の混合波長光であることが好ましい。混合波長光を用いることにより、フォトレジスト膜に照射される露光量を多くすることができ、レジストパターンの形成のラインタクトを短くすることができるからである。また、第1の実施形態に係る位相シフトマスクを介して混合波長光をフォトレジスト膜に照射することにより、上述した透過部および半透過部を有する従来の位相シフトマスクを介する場合に比べて、所定の厚さおよび隔壁角度を有するレジストパターンを得ることができるからである。   The exposure light used in the resist pattern forming method using the phase shift mask according to the first embodiment is used for a large-scale exposure apparatus having an equal magnification projection exposure optical system for a general image display apparatus. Although it can be the same and is not particularly limited, it is preferably mixed wavelength light of g-line, h-line, and i-line. This is because by using the mixed wavelength light, the amount of exposure applied to the photoresist film can be increased, and the line tact for forming the resist pattern can be shortened. In addition, by irradiating the photoresist film with the mixed wavelength light through the phase shift mask according to the first embodiment, compared to the case of using the conventional phase shift mask having the transmission part and the semi-transmission part described above, This is because a resist pattern having a predetermined thickness and partition wall angle can be obtained.

<第2の実施形態>
〔位相シフトマスク〕
第2の実施形態に係る位相シフトマスクを、図面を参照しながら説明する。
図7は、第2の実施形態に係る位相シフトマスクの概略構成を示す部分切断端面図であり、図8は、第2の実施形態に係る位相シフトマスクにおける透過光の光強度を示すグラフであり、図9は、第2の実施形態に係る位相シフトマスクの概略構成を示す部分平面図である。
<Second Embodiment>
[Phase shift mask]
A phase shift mask according to a second embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a partially cut end view showing a schematic configuration of the phase shift mask according to the second embodiment, and FIG. 8 is a graph showing the light intensity of transmitted light in the phase shift mask according to the second embodiment. FIG. 9 is a partial plan view showing a schematic configuration of the phase shift mask according to the second embodiment.

図7に示すように、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bは、透明基板2Bと、透明基板2B上に設けられてなる複数の位相シフト部3Bと、各位相シフト部3Bに隣接するようにして設けられてなる複数の非位相シフト部4Bとを備えるものであって、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aと同様に、液晶表示装置、有機EL表示装置等の画像表示装置を製造する過程において、当該画像表示装置用の等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置を用いた露光により当該露光装置の解像限界未満(好ましくは3μm未満、より好ましくは1.5μm以上3μm未満、特に好ましくは1.5〜2μm)の寸法のレジストパターンを被加工材上に形成するために用いられるものである。   As shown in FIG. 7, a phase shift mask 1B according to the second embodiment is adjacent to a transparent substrate 2B, a plurality of phase shift units 3B provided on the transparent substrate 2B, and each phase shift unit 3B. And a plurality of non-phase shift units 4B provided as described above, and like the phase shift mask 1A according to the first embodiment, an image display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device. In the process of manufacturing, the exposure using a large exposure apparatus equipped with the same size projection exposure optical system for the image display apparatus is less than the resolution limit of the exposure apparatus (preferably less than 3 μm, more preferably 1.5 μm or more. It is used for forming a resist pattern having a dimension of less than 3 μm, particularly preferably 1.5 to 2 μm on a workpiece.

透明基板2Bとしては、特に限定されるものではなく、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aにおける透明基板2Aと同様のものを用いることができる。   The transparent substrate 2B is not particularly limited, and the same substrate as the transparent substrate 2A in the phase shift mask 1A according to the first embodiment can be used.

位相シフト部3Bは、透明基板2B上に設けられており、透明基板2B上に形成されてなる所定の厚さtの透明膜として構成される。そして、複数の位相シフト部3Bに隣接する透明膜非形成部(透明基板2Bの露出部)が、非位相シフト部4Bとなる。   The phase shift unit 3B is provided on the transparent substrate 2B, and is configured as a transparent film having a predetermined thickness t formed on the transparent substrate 2B. And the transparent film non-formation part (exposed part of transparent substrate 2B) adjacent to the some phase shift part 3B becomes the non-phase shift part 4B.

位相シフト部3Bを構成する透明膜は、波長365nmの光の透過率が80%以上、好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上の透明材料により構成される。かかる透明材料としては、例えば、SiO、ITO、フッ素系樹脂等が挙げられる。   The transparent film constituting the phase shift portion 3B is made of a transparent material having a transmittance of light having a wavelength of 365 nm of 80% or more, preferably 85% or more, particularly preferably 90% or more. Examples of such a transparent material include SiO, ITO, and a fluorine resin.

位相シフト部3Bの寸法X及び非位相シフト部4Bの寸法Yは、第1の実施形態に係る位相シフトマスク1Aにおける位相シフト部3Aの寸法X及び非位相シフト部4Aの寸法Yと同様に設定され得る。   The dimension X of the phase shift unit 3B and the dimension Y of the non-phase shift unit 4B are set similarly to the dimension X of the phase shift unit 3A and the dimension Y of the non-phase shift unit 4A in the phase shift mask 1A according to the first embodiment. Can be done.

位相シフト部3Bの厚さtは、位相シフト部3Bの透過光に所定の位相差(170〜190度(略180度)の位相差)を付与し得る程度に設定すればよく、透明基板2Bの厚さ、露光光の波長、透明基板2Bを構成する材料の屈折率等に応じて適宜設定することができる。   The thickness t of the phase shift unit 3B may be set to such an extent that a predetermined phase difference (a phase difference of 170 to 190 degrees (approximately 180 degrees)) can be imparted to the transmitted light of the phase shift unit 3B. The thickness can be appropriately set according to the thickness of the light, the wavelength of exposure light, the refractive index of the material constituting the transparent substrate 2B, and the like.

第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを用いて形成しようとするレジストパターンのうち、従来のバイナリーマスク(金属クロム等により構成される遮光部と開口部とを有するフォトマスク)であれば遮光部に応じて形成されるレジストパターン(例えば、ラインアンドスペース状のレジストパターンをポジ型フォトレジストにより形成しようとする場合にはラインパターン、ネガ型フォトレジストにより形成しようとする場合にはスペースパターン)の設計寸法が、使用する画像表示装置用露光装置の解像限界未満である場合、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bにおいては当該レジストパターンを形成
するための位相シフト部3Bが備えられる。一方、当該レジストパターンの設計寸法が上記露光装置の解像限界以上であれば、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bにおいては当該レジストパターンを形成するための、金属クロム等からなる遮光膜により構成される遮光部5Bが備えられる。
Of the resist pattern to be formed using the phase shift mask 1B according to the second embodiment, a conventional binary mask (a photomask having a light shielding portion made of metal chromium or the like and an opening) is shielded from light. Resist pattern formed according to the part (for example, a line pattern when a line-and-space resist pattern is to be formed with a positive photoresist, a space pattern when a resist pattern is to be formed with a negative photoresist) Is smaller than the resolution limit of the exposure apparatus for the image display device to be used, the phase shift mask 1B according to the second embodiment includes a phase shift unit 3B for forming the resist pattern. . On the other hand, if the design dimension of the resist pattern is equal to or greater than the resolution limit of the exposure apparatus, the light-shielding film made of metal chromium or the like for forming the resist pattern in the phase shift mask 1B according to the second embodiment. The light-shielding part 5B comprised by these is provided.

第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bにおいて、位相シフト部3B及び非位相シフト部4Bは、透明基板2B上のパターン領域6B(図9参照)内に設けられている。このパターン領域6Bは、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを用いて被加工材上に形成しようとするレジストパターンに応じて透明基板2B上に設定される少なくとも一つの領域であって、上記露光装置における露光方式にかかわらず、少なくとも一つのパターン領域6B内の全面に、一回の露光により光が照射される。   In the phase shift mask 1B according to the second embodiment, the phase shift unit 3B and the non-phase shift unit 4B are provided in a pattern region 6B (see FIG. 9) on the transparent substrate 2B. The pattern region 6B is at least one region set on the transparent substrate 2B according to the resist pattern to be formed on the workpiece using the phase shift mask 1B according to the second embodiment, Regardless of the exposure method in the exposure apparatus, light is irradiated to the entire surface in at least one pattern region 6B by one exposure.

図9に示すように、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bにおいては、透明基板2B上に複数のパターン領域6Bが設定されているが、一のパターン領域6Bのみが設定されていてもよい。なお、図9に示す位相シフトマスク1Bにおいては、パターン領域6B内の位相シフト部3B、非位相シフト部4B及び遮光部5Bの図示が省略されている。   As shown in FIG. 9, in the phase shift mask 1B according to the second embodiment, a plurality of pattern regions 6B are set on the transparent substrate 2B, but even if only one pattern region 6B is set. Good. In the phase shift mask 1B shown in FIG. 9, the phase shift unit 3B, the non-phase shift unit 4B, and the light shielding unit 5B in the pattern region 6B are not shown.

パターン領域6Bの大きさは、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを用いて製造しようとする画像表示装置の大きさ(画面サイズ)、使用される露光装置における露光方式や1回の露光可能面積等に応じて適宜設定され得るものであるが、短辺(一辺)300mm以上の略長方形状(又は略正方形状)領域として設定される。
また、一のパターン領域6Bには、一の画像表示装置に用いられる構成を形成するためのパターンが形成されていてもよく、複数の画像表示装置に用いられる構成を形成するためのパターンが形成されていてもよい。
The size of the pattern area 6B is the size (screen size) of the image display device to be manufactured using the phase shift mask 1B according to the second embodiment, the exposure method in the exposure apparatus used and the single exposure. Although it can be appropriately set according to the possible area and the like, it is set as a substantially rectangular (or substantially square) region having a short side (one side) of 300 mm or more.
Further, in one pattern region 6B, a pattern for forming a configuration used for one image display device may be formed, and a pattern for forming a configuration used for a plurality of image display devices is formed. May be.

なお、第2の実施形態において、パターン領域6B内には、位相シフト部3B及び非位相シフト部4Bの他、上記露光装置の解像限界以上の寸法を有する、金属クロム等からなる遮光膜により構成される遮光部5Bが設けられているが、上記露光装置の解像限界未満の寸法を有する、金属クロム等からなる遮光膜により構成される遮光部は設けられていない。すなわち、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bは、いわゆるクロムレス位相シフトマスクと称されるものである。当該パターン領域6B内の遮光部5Bの寸法が露光装置の解像限界未満であると、当該遮光部5Bに隣接する位相シフト部3B又は非位相シフト部4Bの透過光が、当該遮光部5Bの下方に回り込んでしまい、遮光機能を果たし得なくなってしまう。   In the second embodiment, in the pattern region 6B, in addition to the phase shift unit 3B and the non-phase shift unit 4B, a light shielding film made of metallic chrome or the like having a dimension equal to or greater than the resolution limit of the exposure apparatus. Although the light-shielding part 5B configured is provided, the light-shielding part composed of a light-shielding film made of metal chromium or the like having a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus is not provided. That is, the phase shift mask 1B according to the second embodiment is a so-called chromeless phase shift mask. When the dimension of the light shielding part 5B in the pattern area 6B is less than the resolution limit of the exposure apparatus, the transmitted light of the phase shift part 3B or the non-phase shift part 4B adjacent to the light shielding part 5B is transmitted to the light shielding part 5B. It will go down and become unable to perform the light shielding function.

また、図7に示す第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bにおいて、位相シフト部3Bを構成する透明材料と同一材料からなり、遮光部5Bの寸法よりも僅かに大きな寸法の透明膜が、遮光部5Bを完全に被覆するようにして設けられていてもよい(図11(f)参照)。このように、遮光部5Bが透明膜により被覆されていることで、遮光部5Bに非位相シフト部4Bが隣接する場合において、非位相シフト部4Bと遮光部5Bとの境界部を透過する所定の位相差の付与された光により、当該境界部における照射光のコントラストを大きくすることができるため、遮光部5Bに応じて形成されるレジストパターンのエッジ形状を良好にすることができる。   Further, in the phase shift mask 1B according to the second embodiment shown in FIG. 7, a transparent film made of the same material as the transparent material constituting the phase shift portion 3B and having a size slightly larger than the size of the light shielding portion 5B is obtained. The light shielding part 5B may be provided so as to completely cover (see FIG. 11F). As described above, since the light shielding portion 5B is covered with the transparent film, when the non-phase shift portion 4B is adjacent to the light shielding portion 5B, the predetermined light transmission through the boundary portion between the non-phase shift portion 4B and the light shielding portion 5B is performed. Since the contrast of the irradiation light at the boundary portion can be increased by the light having the phase difference, the edge shape of the resist pattern formed according to the light shielding portion 5B can be improved.

第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを用いることで、上記露光装置からの露光により形成されるレジストパターンの側壁角度θ(図12参照)を良好にすることができる(フォトレジストの種類等に応じて側壁角度θは変動し得るが、好ましくは60〜90度、特に好ましくは70〜90度)。このことは、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを介した露光により形成されるレジストパターンの厚さ(アスペクト比)のレジストパターン形成面内でのバラツキを低減することができることを意味する。したがって、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bによれば、従来の画像表示装置用の大型露光装置を用いたとしても、上記露光装置の解像限界未満の寸法を有し、かつレジストパターン形成面内における寸法誤差の小さいレジストパターンを形成することができる。   By using the phase shift mask 1B according to the second embodiment, the sidewall angle θ (see FIG. 12) of the resist pattern formed by exposure from the exposure apparatus can be improved (type of photoresist, etc.) The side wall angle θ may vary depending on the angle, but is preferably 60 to 90 degrees, particularly preferably 70 to 90 degrees. This means that variation in the resist pattern formation surface of the thickness (aspect ratio) of the resist pattern formed by exposure through the phase shift mask 1B according to the second embodiment can be reduced. . Therefore, according to the phase shift mask 1B according to the second embodiment, even if a conventional large exposure apparatus for an image display apparatus is used, the resist pattern has a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus. A resist pattern with a small dimensional error in the formation surface can be formed.

〔位相シフトマスクの製造方法1〕
上述のような構成を有する位相シフトマスク1Bは、下記のようにして製造することができる。図10は、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを製造する工程の一例を示すフロー図である。
[Phase Shift Mask Manufacturing Method 1]
The phase shift mask 1B having the above-described configuration can be manufactured as follows. FIG. 10 is a flowchart showing an example of a process for manufacturing the phase shift mask 1B according to the second embodiment.

まず、図10(a)に示すように、所定の大きさの透明基板2Bを用意し、従来の画像表示装置用露光装置の解像限界(例えば、3μm)以上の寸法を有する、金属クロム等からなる遮光膜により構成される遮光部5Bを、当該透明基板2B上のパターン領域6B(図9参照)内に形成する。   First, as shown in FIG. 10 (a), a transparent substrate 2B having a predetermined size is prepared, and has a dimension equal to or larger than the resolution limit (for example, 3 μm) of a conventional exposure apparatus for an image display device. A light shielding portion 5B composed of a light shielding film made of is formed in the pattern region 6B (see FIG. 9) on the transparent substrate 2B.

次に、図10(b)に示すように、透明基板2B(パターン領域6B)及びその上の遮光部5Bを被覆するようにして、レジスト層7Bを形成し、図10(c)に示すように、レーザー描画装置、電子線描画装置等を用いて当該レジスト層7Bを描画し、所望のパターンを形成する。このとき、少なくとも位相シフト部3Bの寸法Xが、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを介する露光に用いられる画像表示装置用露光装置の解像限界未満、かつ非位相シフト部4Bの寸法Yよりも小さくなるように、好ましくは位相シフト部3B及び非位相シフト部4Bの寸法X,Yの比が、所定の範囲(1:1.5〜1:5.6)となるようにレジスト層7Bを描画する。   Next, as shown in FIG. 10B, a resist layer 7B is formed so as to cover the transparent substrate 2B (pattern region 6B) and the light shielding portion 5B thereon, as shown in FIG. 10C. Then, the resist layer 7B is drawn using a laser drawing device, an electron beam drawing device, or the like to form a desired pattern. At this time, at least the dimension X of the phase shift unit 3B is less than the resolution limit of the exposure apparatus for an image display device used for exposure through the phase shift mask 1B according to the second embodiment, and the dimension of the non-phase shift unit 4B. The resist is preferably set so that the ratio of the dimensions X and Y of the phase shift portion 3B and the non-phase shift portion 4B is within a predetermined range (1: 1.5 to 1: 5.6) so as to be smaller than Y. Layer 7B is drawn.

そして、図10(d)に示すように、所定のパターンを有するレジスト層7B上に、位相シフト部3Bを構成する透明材料(ITO等)からなる透明膜30Bを形成する。このとき、形成される透明膜30Bの厚さが位相シフト部3Bの厚さtとなるため、位相シフト部3Bの透過光に所定の位相差(略180度)を付与し得る程度の厚さの透明膜30Bを形成する。   Then, as shown in FIG. 10D, a transparent film 30B made of a transparent material (ITO or the like) constituting the phase shift portion 3B is formed on the resist layer 7B having a predetermined pattern. At this time, since the thickness of the formed transparent film 30B becomes the thickness t of the phase shift portion 3B, the thickness is such that a predetermined phase difference (approximately 180 degrees) can be given to the transmitted light of the phase shift portion 3B. The transparent film 30B is formed.

最後に、図10(e)に示すように、透明基板2B上に残存するレジスト層7B及び当該レジスト層7B上の透明膜30Bを除去することで、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを製造することができる。   Finally, as shown in FIG. 10E, the resist layer 7B remaining on the transparent substrate 2B and the transparent film 30B on the resist layer 7B are removed, whereby the phase shift mask 1B according to the second embodiment. Can be manufactured.

〔位相シフトマスクの製造方法2〕
第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bは、上述した図10に示す方法の他、下記のようにして製造することもできる。図11は、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを製造する工程の他の例を示すフロー図である。
[Phase Shift Mask Manufacturing Method 2]
In addition to the method shown in FIG. 10 described above, the phase shift mask 1B according to the second embodiment can also be manufactured as follows. FIG. 11 is a flowchart showing another example of the process for manufacturing the phase shift mask 1B according to the second embodiment.

まず、図11(a)に示すように、所定の大きさの透明基板2Bを用意し、従来の画像表示装置用露光装置の解像限界(例えば、3μm)以上の寸法を有する、金属クロム等からなる遮光膜により構成される遮光部5Bを、当該透明基板2B上のパターン領域6B(図9参照)内に形成する。   First, as shown in FIG. 11 (a), a transparent substrate 2B having a predetermined size is prepared, and has a dimension equal to or larger than the resolution limit (for example, 3 μm) of a conventional exposure apparatus for an image display device. A light shielding portion 5B composed of a light shielding film made of is formed in the pattern region 6B (see FIG. 9) on the transparent substrate 2B.

次に、図11(b)に示すように、透明基板2B(パターン領域6B)及びその上の遮光部5Bを被覆するようにして、位相シフト部3Bを構成する透明材料(ITO等)からなる透明膜30Bを形成する。このとき、透明基板2B上に形成される透明膜30Bの厚さが位相シフト部3Bの厚さtとなるため、位相シフト部3Bの透過光に所定の位相差(略180度)を付与し得る程度の厚さの透明膜30Bを形成する。   Next, as shown in FIG. 11B, the transparent substrate 2B (pattern region 6B) and the light shielding portion 5B thereon are covered so as to be made of a transparent material (ITO or the like) constituting the phase shift portion 3B. A transparent film 30B is formed. At this time, since the thickness of the transparent film 30B formed on the transparent substrate 2B becomes the thickness t of the phase shift portion 3B, a predetermined phase difference (approximately 180 degrees) is given to the transmitted light of the phase shift portion 3B. A transparent film 30B having a thickness as obtained is formed.

続いて、図11(c)に示すように、透明膜30Bを被覆するようにしてレジスト層7Bを形成し、図11(d)に示すように、レーザー描画装置、電子線描画装置等を用いて当該レジスト層7Bを描画し、所望のパターンを形成する。このとき、位相シフト部3Bに相当する位置のレジスト層7B及び遮光部5B上のレジスト層7Bを残存させるようにして当該レジスト層7Bを描画する。なお、遮光部5B上には、遮光部5Bの寸法よりも僅かに大きな寸法のレジスト層7Bを残存させるようにするのが好ましい。   Subsequently, as shown in FIG. 11C, a resist layer 7B is formed so as to cover the transparent film 30B, and as shown in FIG. 11D, a laser drawing apparatus, an electron beam drawing apparatus or the like is used. Then, the resist layer 7B is drawn to form a desired pattern. At this time, the resist layer 7B is drawn so that the resist layer 7B at the position corresponding to the phase shift portion 3B and the resist layer 7B on the light shielding portion 5B remain. It is preferable that the resist layer 7B having a size slightly larger than the size of the light shielding portion 5B is left on the light shielding portion 5B.

そして、図11(e)に示すように、所定のパターンを有するレジスト層7Bをエッチングマスクとして、透明膜30Bをエッチングし、位相シフト部3Bを形成する。かかるエッチング処理は、フッ酸等のエッチング液を用いたウェットエッチング処理であってもよいし、フッ素系ガス等を用いた反応性イオンエッチング等のドライエッチング処理であってもよい。   Then, as shown in FIG. 11E, the transparent film 30B is etched using the resist layer 7B having a predetermined pattern as an etching mask to form the phase shift portion 3B. Such an etching process may be a wet etching process using an etchant such as hydrofluoric acid, or may be a dry etching process such as reactive ion etching using a fluorine-based gas or the like.

最後に、図11(f)に示すように、透明膜30B上に残存するレジスト層7Bを除去することで、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを製造することができる。   Finally, as shown in FIG. 11F, the phase shift mask 1B according to the second embodiment can be manufactured by removing the resist layer 7B remaining on the transparent film 30B.

〔レジストパターン形成方法〕
次に、上述した第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを用いてレジストパターンを形成する方法について説明する。図12は、第2の実施形態におけるレジストパターン形成方法を示すフロー図である。
[Resist pattern formation method]
Next, a method for forming a resist pattern using the phase shift mask 1B according to the second embodiment described above will be described. FIG. 12 is a flowchart showing a resist pattern forming method according to the second embodiment.

まず、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを用意し、レジストパターン形成対象である被加工材(基板)11B上のフォトレジスト膜12B(第2の実施形態においてはポジ型フォトレジスト膜)と位相シフトマスク1Bにおける位相シフト部3B等が設けられている面とを、所定の間隔をあけて対向させるようにして位相シフトマスク1Bを配設する(図12(a)参照)。   First, a phase shift mask 1B according to the second embodiment is prepared, and a photoresist film 12B (a positive photoresist film in the second embodiment) on a workpiece (substrate) 11B that is a resist pattern formation target. The phase shift mask 1B is disposed so that the surface of the phase shift mask 1B provided with the phase shift portion 3B and the like is opposed to each other with a predetermined interval (see FIG. 12A).

レジストパターン形成対象である基板11Bは、用途等に応じて適宜選択され得るものであり、例えば、液晶表示装置用のTFT基板、カラーフィルタ基板、有機EL表示装置用のTFT基板等として用いられるものであれば、当該基板11Bとして、ガラス基板、プラスチック基板、合成樹脂フィルム等を用いることができる。   The substrate 11B, which is a resist pattern formation target, can be appropriately selected according to the application and the like, and is used as, for example, a TFT substrate for a liquid crystal display device, a color filter substrate, a TFT substrate for an organic EL display device, or the like. If so, a glass substrate, a plastic substrate, a synthetic resin film, or the like can be used as the substrate 11B.

次に、画像表示装置用露光装置(図示せず)からの光を、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bを介して、基板11B上のフォトレジスト膜12Bに照射し、当該フォトレジスト膜12Bを感光させる(図12(b)参照)。このとき、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bの位相シフト部3Bの透過光と、非位相シフト部4Bの透過光とが相互に干渉することで、位相シフト部3Bの透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜12Bへの照射光の強度が、当該位置におけるフォトレジスト膜12Bを感光させない程度の光強度に低下する。そのため、基板11B上のフォトレジスト膜12Bのうち、位相シフト部3Bの透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜12Bは感光せず、非位相シフト部4Bの透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜12Bのみが感光する。   Next, the photoresist film 12B on the substrate 11B is irradiated with light from an exposure apparatus (not shown) for an image display apparatus via the phase shift mask 1B according to the second embodiment, and the photoresist film 12B is exposed (see FIG. 12B). At this time, the transmitted light of the phase shift unit 3B of the phase shift mask 1B according to the second embodiment and the transmitted light of the non-phase shift unit 4B interfere with each other, thereby transmitting the transmitted light of the phase shift unit 3B. The intensity of the irradiation light to the photoresist film 12B located on the road is reduced to a light intensity that does not expose the photoresist film 12B at the position. Therefore, in the photoresist film 12B on the substrate 11B, the photoresist film 12B located on the optical path of the transmitted light of the phase shift portion 3B is not exposed, and the photo resist positioned on the optical path of the transmitted light of the non-phase shift portion 4B. Only the resist film 12B is exposed.

続いて、所定の現像液を用い、露光されたフォトレジスト膜12Bを現像し、非位相シフト部4Bの透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜12Bのみが除去されてなるレジストパターン13Bを当該基板11B上に形成する(図12(c)参照)。   Subsequently, the exposed photoresist film 12B is developed using a predetermined developer, and a resist pattern 13B obtained by removing only the photoresist film 12B located on the optical path of the transmitted light of the non-phase shift portion 4B is obtained. It is formed on the substrate 11B (see FIG. 12C).

上述した第2の実施形態におけるレジストパターン形成方法によれば、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bにおける位相シフト部3Bの寸法Xが少なくとも露光装置の解像限界未満の寸法であって、かつ非位相シフト部4Bの寸法Yよりも小さいことで、少なくとも位相シフト部3Bに応じた、露光装置の解像限界未満の寸法を有するレジストパターンを、設計寸法に忠実に形成することができる。   According to the resist pattern forming method in the second embodiment described above, the dimension X of the phase shift portion 3B in the phase shift mask 1B according to the second embodiment is at least less than the resolution limit of the exposure apparatus, And by being smaller than the dimension Y of the non-phase shift part 4B, a resist pattern having a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus corresponding to at least the phase shift part 3B can be formed faithfully to the design dimension.

また、第2の実施形態におけるレジストパターン形成方法によれば、良好な側壁角度θ(フォトレジストの種類等に応じて側壁角度θは変動し得るが、好ましくは60〜90度、特に好ましくは70〜90度)を有するレジストパターン13Bを形成することができる。したがって、面内における寸法誤差の小さいレジストパターン13Bを形成することができる。   Further, according to the resist pattern forming method in the second embodiment, a favorable side wall angle θ (the side wall angle θ can vary depending on the type of the photoresist, etc., but is preferably 60 to 90 degrees, particularly preferably 70. A resist pattern 13B having (˜90 degrees) can be formed. Therefore, the resist pattern 13B having a small dimensional error in the surface can be formed.

なお、第2の実施形態において、レジストパターン13Bの側壁角度θは、基板11B側からレジストパターン13Bの高さ(厚さ)の10%の位置13Bdownとレジストパターン13Bの高さ(厚さ)の90%の位置13Bupとの間の任意の複数箇所(例えば、30箇所)において、基板11Bのレジストパターン形成面に対するレジストパターン13Bの側壁の角度を測定し、最小二乗法による平均値として求められるものである。かかるレジストパターン13Bの側壁の角度は、例えば、SEM画像に基づいてレジストパターン13Bの側壁における任意の箇所の座標値を求め、当該座標値に基づいて算出することができる。 In the second embodiment, the sidewall angle θ of the resist pattern 13B, the height of the 10% position 13B down and resist patterns 13B of height from the substrate 11B side of the resist pattern 13B (thickness) (thickness) The angle of the side wall of the resist pattern 13B with respect to the resist pattern formation surface of the substrate 11B is measured at an arbitrary plurality of locations (for example, 30 locations) between 90% of the positions 13B up and obtained as an average value by the least square method. It is The angle of the side wall of the resist pattern 13B can be calculated based on, for example, a coordinate value at an arbitrary position on the side wall of the resist pattern 13B based on the SEM image.

このように、第2の実施形態におけるレジストパターン形成方法によれば、側壁角度θが良好なレジストパターン13Bを形成することができることからして、基板11B上に形成されるレジストパターン13Bにおける厚さ(アスペクト比)のバラツキを抑制することができ、その結果、後工程として、当該レジストパターン13Bをエッチングマスクとして用いたエッチング工程において、高精度なエッチングが可能となるという効果を奏し得る。   Thus, according to the resist pattern forming method in the second embodiment, since the resist pattern 13B having a favorable sidewall angle θ can be formed, the thickness of the resist pattern 13B formed on the substrate 11B. Variations in (aspect ratio) can be suppressed, and as a result, an effect that enables highly accurate etching can be achieved in an etching process using the resist pattern 13B as an etching mask as a subsequent process.

例えば、ITOからなる透明電極を形成するためのレジストパターンをガラス基板上に形成するために用いられ得る位相シフトマスクの一例として、図6に示すようなパターン構成を有する位相シフト部3B、非位相シフト部4B及び遮光部5Bが一のパターン領域6B内に設けられてなる位相シフトマスク1Bが挙げられる。   For example, as an example of a phase shift mask that can be used to form a resist pattern for forming a transparent electrode made of ITO on a glass substrate, a phase shift portion 3B having a pattern configuration as shown in FIG. There is a phase shift mask 1B in which the shift portion 4B and the light shielding portion 5B are provided in one pattern region 6B.

画像表示装置用の等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置を用い、図6に示す位相シフトマスク1Bを介して、ガラス基板上のITO膜上に設けられたポジ型フォトレジスト膜を露光および現像することで、ITO膜上に位相シフト部3Bに応じたレジストパターン(ラインパターン)及び遮光部5Bに応じたレジストパターンを形成することができる。そして、当該レジストパターンが形成されたガラス基板をエッチング工程に付することによって、ガラス基板上に、画像表示装置用大型露光装置の解像限界未満の寸法を有する透明電極を、高精度に形成することができる。   Using a large exposure apparatus having an equal magnification projection exposure optical system for an image display apparatus, a positive photoresist film provided on an ITO film on a glass substrate is exposed through a phase shift mask 1B shown in FIG. And by developing, the resist pattern (line pattern) according to the phase shift part 3B and the resist pattern according to the light-shielding part 5B can be formed on the ITO film. Then, by subjecting the glass substrate on which the resist pattern is formed to an etching process, a transparent electrode having a dimension less than the resolution limit of the large exposure apparatus for an image display device is formed on the glass substrate with high accuracy. be able to.

なお、第2の実施形態に係る位相シフトマスク1Bは、ITOからなる透明電極を形成する用途以外にも、大面積の露光が可能な画像表示装置用の等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置を用いて、大面積の基板上に当該露光装置の解像限界未満の寸法のレジストパターンを形成する必要のある用途に適用され得る。このような用途としては、例えば、液晶ディスプレイ等のTFT基板におけるゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、コンタクトホール等の形成;カラーフィルタ基板におけるブラックマトリックス、着色部材を複数層に積層して構成される積層柱(積層スペーサ)等の形成等が挙げられる。   The phase shift mask 1B according to the second embodiment has a large-size projection exposure optical system for an image display device capable of exposing a large area in addition to the use of forming a transparent electrode made of ITO. The present invention can be applied to an application in which a resist pattern having a size less than the resolution limit of the exposure apparatus needs to be formed on a large-area substrate using the exposure apparatus. Such applications include, for example, formation of gate electrodes, source electrodes, drain electrodes, contact holes, etc. on TFT substrates of liquid crystal displays, etc .; a black matrix on a color filter substrate, and a plurality of layers of colored members. Examples include the formation of laminated columns (laminated spacers).

第2の実施形態に係る位相シフトマスクを用いたレジストパターン形成方法において用いられる露光光としては、一般的な画像表示装置用の等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置に用いられるものと同様とすることができ、特に限定されないが、g線、h線、i線の混合波長光であることが好ましい。なお、理由については、上述した第1の実施形態の項で説明した内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。   The exposure light used in the resist pattern forming method using the phase shift mask according to the second embodiment is used for a large-scale exposure apparatus having an equal magnification projection optical system for a general image display apparatus. Although it can be the same and is not particularly limited, it is preferably mixed wavelength light of g-line, h-line, and i-line. Note that the reason can be the same as that described in the above-described first embodiment, and a description thereof will be omitted.

<第1態様の位相シフトマスク>
上述した第1及び第2の実施形態においては、位相シフトマスク1A,1Bにおける位相シフト部3A,3Bの寸法Xが非位相シフト部4A,4Bの寸法Yよりも小さく、位相シフト部3A,3Bが従来のバイナリーマスクにおける遮光部としての役割を果たすものとなっているが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、非位相シフト部4A,4Bの寸法Yが位相シフト部3A,3Bの寸法Xよりも小さく、非位相シフト部4A,4Bが従来のバイナリーマスクにおける遮光部としての役割をはたすものであってもよい。この場合において、少なくとも非位相シフト部4A,4Bの寸法Yは、使用される画像表示装置用の等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置の解像限界未満の寸法であり、位相シフト部3A,3B及び非位相シフト部4A,4Bの寸法X,Yの比が1.5:1〜5.6:1であるのが好ましく、1.8:1〜4:1であるのがより好ましく、1.8:1〜3:1であるのが特に好ましい。そして、非位相シフト部4A,4Bに隣接する位相シフト部3A,3Bの寸法Xは、形成しようとするレジストパターンの設計寸法に応じて適宜設定されるものであり、非位相シフト部4A,4Bの寸法Yよりも大きい限り、上記露光装置の解像限界未満であってもよいし、解像限界以上であってもよい。
<Phase Shift Mask of First Mode>
In the first and second embodiments described above, the dimension X of the phase shift parts 3A and 3B in the phase shift masks 1A and 1B is smaller than the dimension Y of the non-phase shift parts 4A and 4B, and the phase shift parts 3A and 3B. However, the present invention is not limited to such a mode, and the dimension Y of the non-phase shift portions 4A and 4B is the phase shift portion 3A. , 3B may be smaller than the dimension X, and the non-phase shift portions 4A, 4B may serve as light shielding portions in the conventional binary mask. In this case, at least the dimension Y of the non-phase shift sections 4A and 4B is a dimension that is less than the resolution limit of a large-scale exposure apparatus that includes an equal magnification projection exposure optical system for the image display apparatus used. The ratio of the dimensions X and Y of 3A and 3B and the non-phase shift portions 4A and 4B is preferably 1.5: 1 to 5.6: 1, more preferably 1.8: 1 to 4: 1. A ratio of 1.8: 1 to 3: 1 is particularly preferable. The dimension X of the phase shift portions 3A and 3B adjacent to the non-phase shift portions 4A and 4B is appropriately set according to the design dimension of the resist pattern to be formed, and the non-phase shift portions 4A and 4B. As long as it is larger than the dimension Y, it may be less than the resolution limit of the exposure apparatus or greater than the resolution limit.

上述した第1及び第2の実施形態においては、位相シフトマスク1A,1Bのパターン領域6A,6B内に、金属クロム等からなる遮光膜により構成される遮光部5A,5Bが設けられているが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、遮光により形成されるレジストパターンの設計寸法が、使用される画像表示装置用の等倍投影露光光学系を具備する大型露光装置の解像限界未満のものである場合には、当該パターン領域6A,6B内に遮光部5A,5Bが設けられている必要はなく、そのようなレジストパターンに対応するように位相シフト部3A,3B(非位相シフト部4A,4B)が設けられていればよい。   In the first and second embodiments described above, the light-shielding portions 5A and 5B made of a light-shielding film made of metal chromium or the like are provided in the pattern regions 6A and 6B of the phase shift masks 1A and 1B. However, the present invention is not limited to such a mode, and the design dimension of the resist pattern formed by light shielding is a solution for a large-scale exposure apparatus provided with an equal magnification projection optical system for the image display apparatus used. If it is less than the image limit, the light shielding portions 5A and 5B do not need to be provided in the pattern areas 6A and 6B, and the phase shift portions 3A and 3B (corresponding to such a resist pattern). Non-phase shift units 4A and 4B) may be provided.

第1及び第2の実施形態に係る位相シフトマスク1A,1Bを製造する方法として、金属クロム等からなる遮光膜により構成される遮光部5A,5Bが形成された透明基板2A,2Bに位相シフト部3A,3Bを設ける方法を例に挙げたが、このような態様以外にも、例えば、透明基板2A,2Bに位相シフト部3A,3Bを形成した後に、金属クロム等からなる遮光膜により構成される遮光部5A,5Bを形成するようにしてもよい。   As a method of manufacturing the phase shift masks 1A and 1B according to the first and second embodiments, the phase shift is applied to the transparent substrates 2A and 2B on which the light shielding portions 5A and 5B made of a light shielding film made of metal chromium or the like are formed. The method of providing the portions 3A and 3B has been described as an example. In addition to such a mode, for example, after the phase shift portions 3A and 3B are formed on the transparent substrates 2A and 2B, the light shielding film made of metal chromium or the like is used. The light shielding portions 5A and 5B to be formed may be formed.

2.第2態様
本発明の第2態様の位相シフトマスクは、透明基板と、前記透明基板上に設けられた凹状又は凸状の位相シフト部と、前記位相シフト部に隣接する非位相シフト部とを備えるものであって、前記位相シフト部が、前記位相シフト部を透過した露光光の位相を前記非位相シフト部を透過した露光光の位相に対して反転させるものであり、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の小さい方を暗領域として用い、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の大きい方を明領域として用い、前記暗領域の寸法が、0.6μm〜2.75μmの範囲内であり、前記明領域の寸法と前記暗領域の寸法との比が、前記暗領域の寸法を1とした場合に、前記明領域の寸法が1.5以上であり、前記位相シフトマスクの大きさが、330mm×450mm以上であることを特徴とするものである。
2. Second aspect A phase shift mask according to a second aspect of the present invention includes a transparent substrate, a concave or convex phase shift portion provided on the transparent substrate, and a non-phase shift portion adjacent to the phase shift portion. The phase shift unit reverses the phase of the exposure light transmitted through the phase shift unit with respect to the phase of the exposure light transmitted through the non-phase shift unit, and the phase shift unit and The smaller one of the non-phase shift portions is used as a dark region, and the larger one of the phase shift portion and the non-phase shift portion is used as a bright region. The dimension of the bright region is 1.5 or more when the ratio of the dimension of the bright region to the size of the dark region is 1 in the range of 6 μm to 2.75 μm. Yes, large of the phase shift mask Saga, is characterized in that it is 330 mm × 450 mm or more.

第2態様において、「位相シフト部が、位相シフト部を透過した露光光の位相を非位相シフト部を透過した露光光の位相に対して反転させるものである」とは、位相シフト部を透過した露光光(位相シフト部の透過光)と非位相シフト部を透過した露光光(非位相シフト部の透過光)との位相差が、両透過光を干渉させて打ち消し合うことができる程度の位相差となるように位相シフト部の位相が調整されていることをいう。より具体的には、上記位相シフト部の透過光と非位相シフト部の透過光との位相差が、180°±10°の範囲内となるように位相シフト部の位相が調整されていることをいう。第2態様においては、上述した位相差が、180°±5°の範囲内となることがより好ましく、180°となることが特に好ましい。
また、第2態様の位相シフトマスクとともに用いられる露光光がg線、h線、i線の混合波長光である場合は、上記位相シフト部のi線の透過光と非位相シフト部のi線の透過光との位相差が上述した関係を満たすように、位相シフト部が調整されていることが好ましい。
In the second aspect, “the phase shift unit reverses the phase of the exposure light transmitted through the phase shift unit with respect to the phase of the exposure light transmitted through the non-phase shift unit” is transmitted through the phase shift unit. The phase difference between the exposure light (transmitted light of the phase shift portion) and the exposure light transmitted through the non-phase shift portion (transmitted light of the non-phase shift portion) is such that both transmitted light can interfere and cancel each other. It means that the phase of the phase shift unit is adjusted so as to obtain a phase difference. More specifically, the phase of the phase shift unit is adjusted so that the phase difference between the transmitted light of the phase shift unit and the transmitted light of the non-phase shift unit is within a range of 180 ° ± 10 °. Say. In the second aspect, the phase difference described above is more preferably in the range of 180 ° ± 5 °, and particularly preferably 180 °.
Further, when the exposure light used with the phase shift mask of the second aspect is a mixed wavelength light of g-line, h-line, and i-line, the transmitted light of i-line of the phase shift unit and the i-line of the non-phase shift unit It is preferable that the phase shift unit is adjusted so that the phase difference with the transmitted light satisfies the above-described relationship.

第2態様の位相シフトマスクの具体例としては、上述した「1.第1態様」の項で説明した図1および図7等を挙げることができる。第2態様においては、図1に示す位相シフトマスク1Aにおいて、彫り込み部である位相シフト部3Aを暗領域として用い、非位相シフト部4Aを明領域として用いるものである。また、図7に示す位相シフトマスク1Bにおいて、透明膜で構成される位相シフト部3Bを暗領域として用い、非位相シフト部4Bを明領域として用いるものである。   As a specific example of the phase shift mask of the second aspect, FIG. 1 and FIG. 7 described in the section of “1. In the second mode, in the phase shift mask 1A shown in FIG. 1, the phase shift unit 3A that is an engraved portion is used as a dark region, and the non-phase shift unit 4A is used as a bright region. Further, in the phase shift mask 1B shown in FIG. 7, the phase shift unit 3B formed of a transparent film is used as a dark region, and the non-phase shift unit 4B is used as a bright region.

第2態様によれば、上記暗領域の寸法および明領域の寸法が上述した寸法を有することにより、従来の画像表示装置製造用露光装置を用い、透明基板等の被加工材上に、当該露光装置の解像限界未満の寸法を有する所定のパターンを高精度で形成することができる。   According to the second aspect, when the dimension of the dark area and the dimension of the bright area have the dimensions described above, the exposure is performed on a workpiece such as a transparent substrate using a conventional exposure apparatus for manufacturing an image display apparatus. A predetermined pattern having a dimension less than the resolution limit of the apparatus can be formed with high accuracy.

また、第2態様の位相シフトマスクにおいては、上述した透過部および半透過部を備える従来の位相シフトマスクに比べて良好な精度でレジストパターンを形成することができる。以下、この理由については明らかではないが以下のように推量される。   Moreover, in the phase shift mask of the second aspect, the resist pattern can be formed with better accuracy than the conventional phase shift mask including the transmission part and the semi-transmission part described above. Hereinafter, the reason for this is not clear, but is estimated as follows.

ここで、上述したように、従来のLSI等の半導体装置の製造過程において用いられる透過部および半透過部を有する位相シフトマスクを画像表示装置の製造過程におけるフォトマスクに適用し、従来の画像表示装置製造用露光装置により露光および現像を行った場合は、得られるレジストパターンの寸法を解像限界未満とすることができるものの、レジストパターンの厚さが小さくなったり、レジストパターンの側壁部が小さくなったりすることで、レジストパターンがエッチングマスクとして機能しないという問題や、高精度でエッチングできないという問題がある。このような問題が生じる理由については、以下のように推量される。
すなわち、画像表示装置製造用のフォトマスクは、通常の半導体製造装置用のフォトマスク(6インチレチクル)に比べて、そのサイズは大きいものである。また、近年の画像表示装置の大型化に伴い、画像表示装置用のフォトマスクは、さらなる大型化が進んでいる。両者の大きさの違いとしては、具体的には6インチレチクルの対角線の長さは215mmであるのに対し、画像表示装置用のフォトマスクは495mm〜1856mm程度である。よって、画像表示装置用のフォトマスクは6インチレチクルに対して対角線の比で2.3倍〜8.6倍のサイズを有し、さらに、描画時間、検査時間等の製造コストに直接関係する面積比では4.4倍〜72倍の面積を有する。
そのため、従来の画像表示装置製造用露光装置を用いた等倍投影露光においては、上述した画像表示装置用のフォトマスクを用いて露光を短時間で行うために大光量が求められることから、露光光としては、例えば、g線、h線、i線の混合波長光が好適に用いられる。具体的には、一辺が300mm以上のパターン領域をもつフォトマスク、あるいはフォトマスクの大きさが330mm×450mm以上のフォトマスクについては製造条件上、g、h、i線の混合波長光が好適に用いられる。
一方で、半導体装置の製造過程においては、露光の解像度を向上させる目的で、露光光としては、例えば、i線、KrF線(248nm)、ArF線(193nm)等の短波長側の単一波長光、すなわち平行光成分の多い光が好適に用いられている。そのため、半導体の製造過程において用いられる位相シフトマスクは、通常、透過部および半透過部については、短波長側の単一波長光の基準に位相が調整される。
よって、上述のように平行成分の多い光(短波長側の単一波長光)に対して透過部および半透過部の位相が調整された半導体装置の製造過程における位相シフトマスクを、上述した平行光成分が少ない光(混合波長光)を使用する画像表示装置の製造過程におけるフォトマスクに適用した場合は、上記位相シフトマスクの透過部の透過光が半透過部の直下に回りこみやすくなり、半透過部の透過光では打ち消しきれず、半透過部に対応するフォトレジスト膜に、上記フォトレジスト膜を感光させる程度の露光光が照射されることが推量される。その結果、得られるレジストパターンの厚さが小さくなったり、レジストパターンの側壁部が小さくなったりするものと推量される。
Here, as described above, a phase shift mask having a transmissive portion and a semi-transmissive portion used in the manufacturing process of a conventional semiconductor device such as an LSI is applied to a photomask in the manufacturing process of an image display device, and a conventional image display is performed. When exposure and development are performed by an exposure apparatus for manufacturing an apparatus, the resist pattern size can be made less than the resolution limit, but the resist pattern thickness is reduced or the resist pattern side wall is small. As a result, there are problems that the resist pattern does not function as an etching mask and that etching cannot be performed with high accuracy. The reason why such a problem occurs is estimated as follows.
That is, the size of a photomask for manufacturing an image display apparatus is larger than that of a normal photomask for a semiconductor manufacturing apparatus (6-inch reticle). Further, with the recent increase in size of image display devices, photomasks for image display devices have been further increased in size. As for the difference in size between the two, specifically, the length of the diagonal line of the 6-inch reticle is 215 mm, while the photomask for the image display device is about 495 mm to 1856 mm. Therefore, the photomask for the image display device has a size of 2.3 times to 8.6 times the diagonal ratio with respect to the 6 inch reticle, and is directly related to the manufacturing cost such as the drawing time and the inspection time. The area ratio is 4.4 to 72 times.
Therefore, in the same magnification projection exposure using a conventional exposure apparatus for manufacturing an image display apparatus, a large amount of light is required to perform exposure in a short time using the above-described photomask for the image display apparatus. As light, for example, mixed wavelength light of g-line, h-line, and i-line is preferably used. Specifically, for photomasks having a pattern area of 300 mm or more on one side, or photomasks having a photomask size of 330 mm × 450 mm or more, mixed wavelength light of g, h, and i lines is preferable due to manufacturing conditions. Used.
On the other hand, in the manufacturing process of a semiconductor device, for the purpose of improving the resolution of exposure, as exposure light, for example, a single wavelength on the short wavelength side such as i-line, KrF line (248 nm), ArF line (193 nm), etc. Light, that is, light with many parallel light components is preferably used. For this reason, in the phase shift mask used in the semiconductor manufacturing process, the phase of the transmissive part and the semi-transmissive part is usually adjusted with reference to single wavelength light on the short wavelength side.
Therefore, the phase shift mask in the manufacturing process of the semiconductor device in which the phases of the transmission part and the semi-transmission part are adjusted with respect to light having a large amount of parallel components (single wavelength light on the short wavelength side) as described above is used. When applied to a photomask in the manufacturing process of an image display device that uses light (mixed wavelength light) with a small light component, the transmitted light of the transmission part of the phase shift mask is likely to sneak directly under the semi-transmission part, It is assumed that the transmitted light from the semi-transmissive portion cannot be completely canceled out, and that the exposure light that sensitizes the photoresist film is irradiated onto the photoresist film corresponding to the semi-transmissive portion. As a result, it is presumed that the thickness of the obtained resist pattern is reduced and the side wall portion of the resist pattern is reduced.

一方、第2態様の位相シフトマスクは、暗領域および明領域が寸法の異なる位相シフト部および非位相シフト部で構成されていることから、両領域は同等の露光光の透過率を有し、各領域の透過光の位相が反転したものとなる。よって、第2態様の位相シフトマスクを介して上述した混合波長光を露光光としてフォトレジスト膜に照射した場合、暗領域における透過光を従来の半透過部における透過光よりも多いものとすることができるため、暗領域に回り込んだ明領域の透過光(回り込み光)を十分に打ち消すことができ、暗領域に対応するフォトレジスト膜に上記フォトレジスト膜を感光させる程度の露光光が照射されることを抑制することが可能となると推量される。
以下、第2態様の位相シフトマスクの詳細について説明する。
On the other hand, since the phase shift mask of the second aspect is composed of the phase shift part and the non-phase shift part having different dimensions in the dark area and the bright area, both areas have the same exposure light transmittance, The phase of transmitted light in each region is inverted. Therefore, when the above-described mixed wavelength light is irradiated to the photoresist film as exposure light through the phase shift mask of the second aspect, the transmitted light in the dark region should be larger than the transmitted light in the conventional semi-transmissive portion. Therefore, it is possible to sufficiently cancel the transmitted light (wraparound light) of the bright region that has entered the dark region, and exposure light that sensitizes the photoresist film to the photoresist film corresponding to the dark region is irradiated. It is presumed that this can be suppressed.
Details of the phase shift mask of the second aspect will be described below.

〔位相シフトマスク〕
第2態様の位相シフトマスクは、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の小さい方を暗領域として用い、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の大きい方を明領域として用いるものである。また、暗領域の寸法と明領域の寸法とが所定の値を有することを特徴とするものである。
また、第2態様の位相シフトマスクを用いて被加工材上のフォトレジスト膜を露光してレジストパターンを作製する場合において、暗領域は、フォトレジスト膜において感光されない領域に対応する位相シフトマスクの領域(フォトレジスト膜を露光させない領域)であり、明領域はフォトレジスト膜において感光される領域に対応する位相シフトマスクの領域(フォトレジスト膜を露光させる領域)である。
[Phase shift mask]
The phase shift mask of the second aspect uses the smaller one of the phase shift part and the non-phase shift part as a dark region, and the larger one of the phase shift part and the non-phase shift part. It is used as a bright area. Further, the dimension of the dark area and the dimension of the bright area have predetermined values.
In the case where the photoresist film on the workpiece is exposed using the phase shift mask of the second aspect to produce a resist pattern, the dark region corresponds to a region of the photoresist film that is not exposed to light. The region (the region where the photoresist film is not exposed) is the bright region, and the phase shift mask region (the region where the photoresist film is exposed) corresponding to the region exposed in the photoresist film.

第2態様の位相シフトマスクは、上記暗領域の寸法が0.6μm〜2.75μmの範囲内であることを特徴とするものである。上記暗領域は、通常、露光装置の解像限界未満の寸法である。
具体的な暗領域の寸法としては、暗領域のパターン形状、第2態様の位相シフトマスクの用途等に応じて適宜選択され、特に限定されないが、なかでも0.8μm〜2.5μmの範囲内、特に1.0μm〜2.0μmの範囲内であることが好ましい。
より具体的には、暗領域のパターン形状がライン状である場合、暗領域の寸法(線幅)としては、0.6μm以上、なかでも0.8μm以上、特に1.0μm以上であることが好ましい。また、暗領域の寸法(線幅)としては、2.05μm以下、なかでも2.0μm以下、特に1.9μm以下であることが好ましい。
また、暗領域のパターン形状がスクエア状である場合は、暗領域の寸法(スクエアの短辺方向の幅)としては、1.3μm以上、なかでも1.4μm以上、特に1.6μm以上であることが好ましい。また、暗領域の寸法(スクエアの短辺方向の幅)としては、2.75μm以下、なかでも2.5μm以下、特に2.3μm以下であることが好ましい。
暗領域の寸法が上記値に満たない場合は、暗領域を透過する位相反転した光が、明領域から回り込んでくる光を打ち消すだけの光量を得ることが出来ないため良好なレジストパターン形状を得ることが出来ない可能性があるからである。
また、暗領域の寸法が上記値を超える場合は、第2態様の位相シフトマスクを用いてフォトレジスト膜を露光した場合に、暗領域の透過光の量が多くなり、暗領域の透過光がフォトレジスト膜を露光してしまうため、暗領域に対応するレジストパターンの中央部が露光されてしまう可能性があるからである。
The phase shift mask according to the second aspect is characterized in that the size of the dark region is in the range of 0.6 μm to 2.75 μm. The dark region usually has a dimension that is less than the resolution limit of the exposure apparatus.
Specific dimensions of the dark region are appropriately selected according to the pattern shape of the dark region, the use of the phase shift mask of the second aspect, and the like, and are not particularly limited, but are in the range of 0.8 μm to 2.5 μm. In particular, it is preferably in the range of 1.0 μm to 2.0 μm.
More specifically, when the pattern shape of the dark region is a line shape, the size (line width) of the dark region is 0.6 μm or more, in particular 0.8 μm or more, particularly 1.0 μm or more. preferable. Further, the dimension (line width) of the dark region is preferably 2.05 μm or less, more preferably 2.0 μm or less, and particularly preferably 1.9 μm or less.
Further, when the pattern shape of the dark region is a square shape, the size of the dark region (the width in the short side direction of the square) is 1.3 μm or more, particularly 1.4 μm or more, particularly 1.6 μm or more. It is preferable. The size of the dark region (the width in the short side direction of the square) is preferably 2.75 μm or less, more preferably 2.5 μm or less, and particularly preferably 2.3 μm or less.
When the size of the dark region is less than the above value, the phase-reversed light transmitted through the dark region cannot obtain a light amount sufficient to cancel the light that wraps around from the bright region, so that a good resist pattern shape can be obtained. This is because there is a possibility that it cannot be obtained.
Further, when the size of the dark region exceeds the above value, the amount of transmitted light in the dark region increases when the photoresist film is exposed using the phase shift mask of the second aspect, and the transmitted light in the dark region is reduced. This is because, since the photoresist film is exposed, the central portion of the resist pattern corresponding to the dark region may be exposed.

また、第2態様の位相シフトマスクにおいては、前記明領域の寸法と前記暗領域の寸法との比が、前記暗領域の寸法を1とした場合に、前記明領域の寸法が1.5以上であることを特徴とする。
上記明領域の寸法としては、暗領域の寸法との比が上述した値以上であればよく、解像限界未満の寸法であってもよく、解像限界以上の寸法であってもよい。具体的な明領域の寸法については、暗領域の寸法との比が上述した値以上となるように、種々のパターン形状に応じて適宜決定することができる。
In the phase shift mask of the second aspect, when the ratio of the dimension of the bright area to the dimension of the dark area is 1, the dimension of the bright area is 1.5 or more. It is characterized by being.
The dimension of the bright region may be a ratio with the dimension of the dark region that is not less than the value described above, may be less than the resolution limit, or may be greater than the resolution limit. The specific dimension of the bright area can be appropriately determined according to various pattern shapes so that the ratio with the dimension of the dark area is not less than the above-described value.

第2態様の位相シフトマスクは、その大きさが330mm×450mm以上であることを特徴とするものである。位相シフトマスクの大きさが上述の値以上であることにより、高精細な構成を備える画像表示装置を製造することが可能となる。
また、第2の位相シフトマスクの大きさとしては、その用途等に応じて適宜選択されるものであるが、例えば、330mm×450mm〜1600mm×1800mm程度とすることができる。
The phase shift mask of the second aspect is characterized in that its size is 330 mm × 450 mm or more. When the size of the phase shift mask is equal to or larger than the above value, an image display device having a high-definition configuration can be manufactured.
In addition, the size of the second phase shift mask is appropriately selected according to the application and the like, and can be, for example, about 330 mm × 450 mm to 1600 mm × 1800 mm.

第2態様の位相シフトマスクにおける透明基板、位相シフト部、非位相シフト部、その他の構成については、上述した「1.第1態様」の項で説明した内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
また、第2態様の位相シフトマスクにおいては、露光装置の解像限界未満の寸法を有し、金属クロム等の遮光膜により構成される遮光部を有していてもよい。このような遮光部としては、例えば、位相シフトマスクにおいて明領域、暗領域、および露光装置の解像限界以上の遮光部で構成されるマスクパターンについての補正を行う補正パターンとして好適に用いることができる。
補正パターンの寸法およびパターン形状等については、第2態様の位相シフトマスクの用途、および露光装置等に応じて適宜選択することができる。
Since the transparent substrate, the phase shift unit, the non-phase shift unit, and other configurations in the phase shift mask of the second mode can be the same as the contents described in the section of “1. First mode” described above, The description here is omitted.
Further, the phase shift mask of the second aspect may have a light shielding part having a dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus and constituted by a light shielding film such as metal chromium. As such a light shielding part, for example, it is preferably used as a correction pattern for correcting a mask pattern composed of a light area, a dark area, and a light shielding part that exceeds the resolution limit of the exposure apparatus in the phase shift mask. it can.
About the dimension of a correction pattern, a pattern shape, etc., it can select suitably according to the use of the phase shift mask of a 2nd aspect, an exposure apparatus, etc.

〔位相シフトマスクの製造方法〕
第2態様の位相シフトマスクの製造方法については、上述した「1.第1態様」の項で説明した位相シフトマスクの製造方法の内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
[Phase Shift Mask Manufacturing Method]
The method of manufacturing the phase shift mask of the second aspect can be the same as the contents of the method of manufacturing the phase shift mask described in the section “1. First aspect” described above, and thus the description thereof is omitted here. To do.

〔レジストパターン形成方法〕
第2態様の位相シフトマスクを用いたレジストパターン形成方法については、第2態様のマスクを用いること以外は、上述した「1.第1態様」の項で説明したレジストパターン形成方法の内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
[Resist pattern formation method]
The resist pattern forming method using the phase shift mask of the second aspect is the same as the contents of the resist pattern forming method described in the above section “1. First aspect” except that the mask of the second aspect is used. Therefore, the description here is omitted.

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

以下、実施例等により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等により何ら制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. demonstrate this invention further in detail, this invention is not restrict | limited at all by the following Example etc.

〔試験例1〕
掘り込み部により構成される寸法1μmの位相シフト部及び寸法3μmの非位相シフト部が交互に並列してなるラインアンドスペース状のパターンを有する位相シフトマスク(実施例1)を介して、被加工材上のフォトレジスト膜を露光した場合において、位相シフトマスクを透過し、当該フォトレジスト膜に照射される光(照射光)の光強度をシミュレーションにより求めた。
[Test Example 1]
The workpiece is processed through a phase shift mask (Example 1) having a line-and-space pattern in which phase shift portions having a size of 1 μm and non-phase shift portions having a size of 3 μm are alternately arranged in parallel. When the photoresist film on the material was exposed, the light intensity of the light (irradiated light) that was transmitted through the phase shift mask and applied to the photoresist film was obtained by simulation.

当該シミュレーションは、リソグラフィー用シミュレーションソフトを使用して行い、シミュレーションにおける露光条件としては、液晶ディスプレイ用大型露光機(解像限界:3.5μm,NA:0.083、コヒーレントファクター:0.75)を用い、光源は365nm、405nm及び436nmの3波長混合光源とした。また、位相シフトの設定としては、波長365nmの露光光を基準として180度位相が反転するものとし、位相シフトマスクにおける露光光の透過率は100%とした。また、レジストとしては、ポジ型フォトレジストA(AZ社製,製品名:AZ1500)を使用した。   The simulation is performed using lithography simulation software. As exposure conditions in the simulation, a large exposure machine for liquid crystal displays (resolution limit: 3.5 μm, NA: 0.083, coherent factor: 0.75) is used. The light source used was a three-wavelength mixed light source of 365 nm, 405 nm, and 436 nm. The phase shift is set such that the phase is inverted by 180 degrees with reference to the exposure light having a wavelength of 365 nm, and the transmittance of the exposure light through the phase shift mask is 100%. Further, a positive photoresist A (manufactured by AZ, product name: AZ1500) was used as the resist.

結果を表1に示す。なお、表1においてAverageは「フォトレジスト膜への照射光強度の算術平均値」を表し、Maxは「フォトレジスト膜への照射光強度の最大値」を表し、Minは「フォトレジスト膜への照射光強度の最小値」を表し、Contrastは「MaxとMinとの差分」を表す。   The results are shown in Table 1. In Table 1, Average represents “arithmetic average value of irradiation light intensity to photoresist film”, Max represents “maximum value of irradiation light intensity to photoresist film”, and Min represents “maximum value of irradiation light intensity to photoresist film”. “Minimum value of irradiation light intensity” and Contrast represent “difference between Max and Min”.

また、位相シフト部を金属クロムからなる遮光層に変更した以外は、実施例1と同様の構成を有するバイナリーマスク(比較例1)を用い、当該バイナリーマスクを介して、被加工材上のフォトレジスト膜に露光した場合において、当該フォトレジスト膜への照射光の光強度を実施例1と同様にしてシミュレーションにより求めた。結果を表1にあわせて示す。   Further, a binary mask (Comparative Example 1) having the same configuration as that of Example 1 is used except that the phase shift portion is changed to a light shielding layer made of metal chrome, and the photo on the workpiece is passed through the binary mask. When the resist film was exposed, the light intensity of the irradiation light to the photoresist film was obtained by simulation in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

さらに、位相シフト部を、透明基板2A上に設けられた透過率5%の位相シフト膜に変更した以外は、実施例1と同様の構成を有するハーフトーン型位相シフトマスク(比較例2)を用い、当該ハーフトーン型位相シフトマスクを介して、被加工材上のフォトレジスト膜に露光した場合において、当該フォトレジスト膜への照射光の光強度を実施例1と同様にしてシミュレーションにより求めた。結果を表1にあわせて示す。   Further, a halftone phase shift mask (Comparative Example 2) having the same configuration as that of Example 1 is used except that the phase shift unit is changed to a phase shift film having a transmittance of 5% provided on the transparent substrate 2A. When the photoresist film on the workpiece was exposed through the halftone phase shift mask, the light intensity of the irradiation light to the photoresist film was obtained by simulation in the same manner as in Example 1. . The results are shown in Table 1.

Figure 0006232709
Figure 0006232709

表1に示すように、実施例1の位相シフトマスクは、フォトレジスト膜への照射光強度の最小値(Min)を、従来のバイナリーマスク(比較例1)やハーフトーン型位相シフトマスク(比較例2)に比して顕著に低下させ得ることが確認された。このフォトレジスト膜への照射光強度の最小値(Min)は、位相シフト部の透過光の光路上に位置するフォトレジスト膜への照射光の強度であるため、実施例1の位相シフトマスクによれば、位相シフト部による遮光効果に優れたものとすることができる。   As shown in Table 1, the phase shift mask of Example 1 uses the conventional binary mask (Comparative Example 1) and halftone phase shift mask (Comparative) for the minimum value (Min) of the light intensity applied to the photoresist film. It was confirmed that it can be significantly reduced as compared with Example 2). Since the minimum value (Min) of the irradiation light intensity to the photoresist film is the intensity of the irradiation light to the photoresist film located on the optical path of the transmitted light of the phase shift portion, the phase shift mask of Example 1 is used. Accordingly, the light shielding effect by the phase shift unit can be excellent.

また、実施例1の位相シフトマスクは、フォトレジスト膜への照射光強度の最大値(Max)と最小値(Min)との差分(Contrast)を、従来のバイナリーマスク(比較例1)やハーフトーン型位相シフトマスク(比較例2)に比して顕著に増大させ得ることが確認された。この差分(Contrast)が大きいほど解像度を向上させ得ることから、実施例1の位相シフトマスクによれば、高解像度でのレジストパターン形成が可能であると考えられる。   In addition, the phase shift mask of Example 1 shows the difference (Contrast) between the maximum value (Max) and the minimum value (Min) of the irradiation light intensity to the photoresist film, and the conventional binary mask (Comparative Example 1) or half. It was confirmed that it can be remarkably increased as compared with the tone type phase shift mask (Comparative Example 2). Since the resolution can be improved as the difference (Contrast) is increased, it is considered that the resist pattern can be formed with high resolution according to the phase shift mask of the first embodiment.

〔試験例2〕
実施例1の位相シフトマスク、比較例1のバイナリーマスク及び比較例2のハーフトーン型位相シフトマスクを介した露光により形成されるレジストパターン(ラインパターン寸法:2μm、スペースパターン寸法:2μm)を、レジストプロファイルのシミュレーションにより比較した。結果を表2に示す。なお、シミュレーションに関する条件(シミュレーションソフト、露光装置、位相シフト、レジスト等に関する条件)等は、試験例1と同様である。結果を表2に示す。
[Test Example 2]
A resist pattern (line pattern dimension: 2 μm, space pattern dimension: 2 μm) formed by exposure through the phase shift mask of Example 1, the binary mask of Comparative Example 1, and the halftone phase shift mask of Comparative Example 2 Comparison was made by simulation of resist profiles. The results are shown in Table 2. Conditions relating to simulation (conditions relating to simulation software, exposure apparatus, phase shift, resist, etc.) are the same as in Test Example 1. The results are shown in Table 2.

Figure 0006232709
Figure 0006232709

表2に示すように、実施例1の位相シフトマスクによれば、レジストパターンの側壁角度を、従来のバイナリーマスク(比較例1)やハーフトーン型位相シフトマスク(比較例2)に比して顕著に増大させ得ることが確認された。このように、実施例1の位相シフトマスクにより形成されるレジストパターンの側壁角度が大きいことで、画像表示装置等の製造過程における大面積での露光時に、基板上の場所によってレジストパターン形状等にバラツキが生じるのを抑制することができる。   As shown in Table 2, according to the phase shift mask of Example 1, the sidewall angle of the resist pattern is compared with the conventional binary mask (Comparative Example 1) and halftone phase shift mask (Comparative Example 2). It has been confirmed that it can be significantly increased. As described above, since the side wall angle of the resist pattern formed by the phase shift mask of Example 1 is large, the resist pattern shape or the like can be changed depending on the location on the substrate during exposure with a large area in the manufacturing process of an image display device or the like. The occurrence of variations can be suppressed.

なお、実施例1の位相シフトマスク、比較例1のバイナリーマスク及び比較例2のハーフトーン型位相シフトマスクを用いて形成されるラインアンドスペース状のレジストパターンにおいて、いずれもラインパターンの寸法及びスペースパターン寸法が2μmであった。   In the line-and-space resist pattern formed using the phase shift mask of Example 1, the binary mask of Comparative Example 1, and the halftone phase shift mask of Comparative Example 2, all of the dimensions and spaces of the line pattern are used. The pattern dimension was 2 μm.

〔試験例3〕
位相シフト部及び非位相シフト部の寸法を表3に示すようにして変更した以外は、実施例1と同様の構成を有する位相シフトマスク(実施例2〜8)を用い、当該位相シフトマスクを介した露光により、それぞれ露光条件を変更することで所定寸法(ラインパターン寸法:2μm,スペースパターン寸法:2μm)のレジストパターンを形成した場合において、試験例2と同様にしてレジストプロファイルのシミュレーションにより比較した。
結果を表3に示す。また、実施例1の位相シフトマスクを用いて形成されるレジストパターンのプロファイルも表3にあわせて示す。
[Test Example 3]
A phase shift mask (Examples 2 to 8) having the same configuration as that of Example 1 was used except that the dimensions of the phase shift unit and the non-phase shift unit were changed as shown in Table 3. When a resist pattern having a predetermined dimension (line pattern dimension: 2 μm, space pattern dimension: 2 μm) is formed by changing the exposure conditions through the exposure via the above, comparison is performed by resist profile simulation in the same manner as in Test Example 2. did.
The results are shown in Table 3. Table 3 also shows the profile of the resist pattern formed using the phase shift mask of Example 1.

Figure 0006232709
Figure 0006232709

表3に示すように、位相シフト部の寸法Xと非位相シフト部の寸法Yとの比(X:Y)が1:1.5〜1:5.6とすることで、良好な側壁角度θを有するレジストパターンを形成可能であることが確認された。特に、当該比(X:Y)を1:1.8〜1:4とすることで、より良好な側壁角度θを有するレジストパターンを形成可能であり(実施例1〜4、実施例6)、1:1.8〜1:3とすることで、特に良好な側壁角度θを有するレジストパターンを形成可能であることが確認された(実施例1〜3)。
なお、実施例1〜8についてはいずれも、ピッチ寸法4μm、ラインパターン寸法2μm、スペースパターン寸法2μmのラインアンドスペースパターンのレジストパターンが得られるように露光量を設定した。
As shown in Table 3, when the ratio (X: Y) of the dimension X of the phase shift part to the dimension Y of the non-phase shift part is 1: 1.5 to 1: 5.6, a favorable side wall angle is obtained. It was confirmed that a resist pattern having θ can be formed. In particular, by setting the ratio (X: Y) to 1: 1.8 to 1: 4, it is possible to form a resist pattern having a better sidewall angle θ (Examples 1 to 4, Example 6). It was confirmed that a resist pattern having a particularly favorable side wall angle θ can be formed by setting the ratio to 1: 1.8 to 1: 3 (Examples 1 to 3).
In all of Examples 1 to 8, the exposure amount was set so that a line-and-space pattern resist pattern having a pitch dimension of 4 μm, a line pattern dimension of 2 μm, and a space pattern dimension of 2 μm was obtained.

〔試験例4〕
位相シフト部及び非位相シフト部の寸法を表4に示すようにして変更した以外は、実施例1と同様の構成を有する位相シフトマスク(実施例9)を用い、当該位相シフトマスクを介した露光により形成されるレジストパターンを、試験例2と同様にしてレジストプロファイルのシミュレーションにより比較した。結果を表4に示す。なお、実施例1の位相シフトマスクを用いて形成されるレジストパターンのプロファイルも表4にあわせて示す。
[Test Example 4]
A phase shift mask (Example 9) having the same configuration as that of Example 1 was used except that the dimensions of the phase shift unit and the non-phase shift unit were changed as shown in Table 4, and the phase shift mask was passed through the phase shift mask. Resist patterns formed by exposure were compared by resist profile simulation in the same manner as in Test Example 2. The results are shown in Table 4. The resist pattern profile formed using the phase shift mask of Example 1 is also shown in Table 4.

Figure 0006232709
Figure 0006232709

表4に示すように、位相シフト部の寸法X及び非位相シフト部の寸法Yの合計(X+Y)が露光装置の解像限界(試験例4においては3.5μm)未満であってもレジストパターンの形成は可能であるが(実施例9)、当該合計(X+Y)が露光装置の解像限界以上であることで、良好なレジスト角度θを有するレジストパターンを形成可能であることが確認された(実施例1)。   As shown in Table 4, even if the total of the dimension X of the phase shift part and the dimension Y of the non-phase shift part (X + Y) is less than the resolution limit of the exposure apparatus (3.5 μm in Test Example 4), the resist pattern (Example 9), it was confirmed that a resist pattern having a good resist angle θ can be formed when the total (X + Y) is not less than the resolution limit of the exposure apparatus. (Example 1).

〔試験例5〕
試験例2におけるポジ型フォトレジストAを他のポジ型フォトレジストB(東京応化社製,製品名:ip3600)に変更した以外は同様にして、実施例1の位相シフトマスク、比較例1のバイナリーマスク及び比較例2のハーフトーン型位相シフトマスクのそれぞれを介した露光により形成されるレジストパターンを、レジストプロファイルのシミュレーションにより比較した。結果を表5に示す。
[Test Example 5]
The phase shift mask of Example 1 and the binary of Comparative Example 1 were the same except that the positive photoresist A in Test Example 2 was changed to another positive photoresist B (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd., product name: ip3600). Resist patterns formed by exposure through the mask and the halftone phase shift mask of Comparative Example 2 were compared by resist profile simulation. The results are shown in Table 5.

Figure 0006232709
Figure 0006232709

表5に示すように、フォトレジストの種類に応じて、形成されるレジストパターンの側壁角度θは変動し得るが、いずれのフォトレジストにおいても実施例1の位相シフトマスクを用いることで、比較例1のバイナリーマスク及び比較例2のハーフトーン型位相シフトマスクに比べ、良好な側壁角度θを有するレジストパターンを形成可能であることが確認された。   As shown in Table 5, although the side wall angle θ of the formed resist pattern can vary depending on the type of photoresist, the comparative example is obtained by using the phase shift mask of Example 1 in any photoresist. As compared with the binary mask 1 and the halftone phase shift mask of Comparative Example 2, it was confirmed that a resist pattern having a favorable sidewall angle θ can be formed.

〔試験例6〕
下記の表6に示される寸法を有するスクエア形状(図13参照)の掘り込み部により構成される位相シフト部を暗領域とし、非位相シフト部を明領域として用いる位相シフトマスク(実施例10〜12、参考例1〜3)を介して、被加工材上のフォトレジスト膜を露光した場合において、露光により形成されるレジストパターンを、レジストプロファイルのシミュレーションにより求めた。なお、シミュレーションに関する条件(シミュレーションソフト、露光装置、位相シフト、レジスト等に関する条件)等は、試験例1と同様である。また、露光量については、下記の表6に示されるレジストパターンの寸法が得られるようにそれぞれ変更した。
なお、図13は試験例6における位相シフトマスクの暗領域および明領域について説明するための図である。また、図13では暗領域が1のスクエア形状(孤立スクエア)である例について示している。また、暗領域の寸法は、図13中W1で示される距離である。
[Test Example 6]
A phase shift mask using a square shift (see FIG. 13) digging portion having dimensions shown in Table 6 below as a dark region and a non-phase shift portion as a bright region (Examples 10 to 10) 12, when the photoresist film on the workpiece was exposed through Reference Examples 1 to 3, the resist pattern formed by the exposure was obtained by simulation of the resist profile. Conditions relating to simulation (conditions relating to simulation software, exposure apparatus, phase shift, resist, etc.) are the same as in Test Example 1. Further, the exposure amount was changed so that the resist pattern dimensions shown in Table 6 below were obtained.
FIG. 13 is a diagram for explaining a dark region and a bright region of the phase shift mask in Test Example 6. FIG. 13 shows an example in which the dark region has a square shape of 1 (isolated square). Further, the dimension of the dark region is a distance indicated by W1 in FIG.

Figure 0006232709
Figure 0006232709

表6に示すように、実施例10〜12においては、側壁角度θを良好なものとすることができることが確認された。   As shown in Table 6, in Examples 10 to 12, it was confirmed that the side wall angle θ can be made favorable.

〔試験例7〕
下記の表7に示される寸法を有するライン形状(図14参照)の掘り込み部により構成される位相シフト部を暗領域とし、非位相シフト部を明領域として用いる位相シフトマスク(実施例13〜14、参考例4〜5)を介して、被加工材上のフォトレジスト膜を露光した場合において、露光により形成されるレジストパターンを、レジストプロファイルのシミュレーションにより求めた。なお、シミュレーションに関する条件(シミュレーションソフト、露光装置、位相シフト、レジスト等に関する条件)等は、試験例1と同様である。また、露光量については、下記の表7に示されるレジストパターンの寸法が得られるようにそれぞれ変更した。
なお、図14は試験例7における位相シフトマスクの暗領域および明領域について説明するための図である。また、図14では暗領域が1のライン形状(孤立ライン)である例について示している。また、暗領域の寸法は、図14中W2で示される距離である。
[Test Example 7]
A phase shift mask (Examples 13 to 13) using a phase shift portion constituted by a digging portion of a line shape (see FIG. 14) having the dimensions shown in Table 7 below as a dark region and a non-phase shift portion as a bright region. 14, when the photoresist film on the workpiece was exposed through Reference Examples 4 to 5), the resist pattern formed by the exposure was obtained by simulation of the resist profile. Conditions relating to simulation (conditions relating to simulation software, exposure apparatus, phase shift, resist, etc.) are the same as in Test Example 1. The exposure amount was changed so that the resist pattern dimensions shown in Table 7 below were obtained.
FIG. 14 is a diagram for explaining a dark region and a bright region of the phase shift mask in Test Example 7. FIG. 14 shows an example in which the dark region has a line shape of 1 (isolated line). The size of the dark region is a distance indicated by W2 in FIG.

Figure 0006232709
Figure 0006232709

表7に示すように、実施例13〜14においては、側壁角度θを良好なものとすることができることが確認された。   As shown in Table 7, in Examples 13 to 14, it was confirmed that the side wall angle θ can be made favorable.

〔試験例8〕
試験例6における孤立スクエアの暗領域の寸法を下記の表8に示す寸法に変更した実施例15〜18、および参考例6の位相シフトマスクを用いたこと、および露光量について下記の表8に示されるレジストパターンの寸法が得られるようにそれぞれ変更したこと以外は、試験例6と同様にして、露光されたレジストパターンをレジストプロファイルのシミュレーションにより求めた。
なお、表8中の膜減り率は、レジストパターンの最大厚さに対する、レジストパターンの最大厚さおよび最小厚さの差を比率で表わしたものである。
[Test Example 8]
Table 8 below shows the use of the phase shift masks of Examples 15 to 18 and Reference Example 6 in which the size of the dark area of the isolated square in Test Example 6 was changed to the size shown in Table 8 below, and the exposure amount. The exposed resist pattern was determined by resist profile simulation in the same manner as in Test Example 6 except that the dimensions of the resist pattern shown were changed so as to be obtained.
The film reduction rate in Table 8 represents the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the resist pattern as a ratio with respect to the maximum thickness of the resist pattern.

Figure 0006232709
Figure 0006232709

表8に示すように、実施例15〜実施例18に比べて、参考例6においては膜減り率が大きくなることが確認できた。   As shown in Table 8, it was confirmed that the film reduction rate was larger in Reference Example 6 than in Examples 15 to 18.

〔試験例9〕
試験例7における孤立ラインの暗領域の寸法を下記の表9に示す寸法に変更した実施例19〜21、および参考例7の位相シフトマスクを用いたこと、および露光量について下記の表9に示されるレジストパターンの寸法が得られるようにそれぞれ変更したこと以外は、試験例7と同様にして、露光されたレジストパターンをレジストプロファイルのシミュレーションにより求めた。
なお、表9中の膜減り率は、レジストパターンの最大厚さに対する、レジストパターンの最大厚さおよび最小厚さの差を比率で表わしたものである。
[Test Example 9]
The following Table 9 shows the use of the phase shift masks of Examples 19 to 21 and Reference Example 7 in which the size of the dark region of the isolated line in Test Example 7 was changed to the size shown in Table 9 below, and the exposure amount. The exposed resist pattern was determined by resist profile simulation in the same manner as in Test Example 7 except that the dimensions of the resist pattern shown were changed.
The film reduction rate in Table 9 represents the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the resist pattern with respect to the maximum thickness of the resist pattern as a ratio.

Figure 0006232709
Figure 0006232709

表9に示すように、実施例19〜実施例21に比べて、参考例7においては膜減り率が大きくなることが確認できた。   As shown in Table 9, it was confirmed that the film reduction rate was larger in Reference Example 7 than in Examples 19-21.

試験例6〜9から、0.6μm以上の複数の寸法を有するライン状のレジストパターンの形成においては、本発明における暗領域および明領域ならびに遮光膜(例えば、クロム膜)等により構成される遮光部等を組み合わせることにより、1枚の位相シフトフォトマスクを用いて形成することができることが確認された。   From Test Examples 6 to 9, in the formation of a linear resist pattern having a plurality of dimensions of 0.6 μm or more, the light shielding composed of the dark region and the bright region and the light shielding film (for example, a chromium film) in the present invention. It was confirmed that a single phase shift photomask can be used by combining the portions and the like.

本発明の位相シフトマスクは、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の画像表示装置の製造過程において用いられる露光装置の解像限界未満の寸法を有するレジストパターンの形成に有用である。   The phase shift mask of the present invention is useful for forming a resist pattern having a dimension less than the resolution limit of an exposure apparatus used in the manufacturing process of an image display apparatus such as a liquid crystal display or an organic EL display.

1A,1B…位相シフトマスク
2A,2B…透明基板
3A,3B…位相シフト部
4A,4B…非位相シフト部
5A,5B…遮光部
6A,6B…パターン領域
11A,11B…被加工材(基板)
12A,12B…フォトレジスト膜
13A,13B…レジストパターン
1A, 1B ... Phase shift masks 2A, 2B ... Transparent substrates 3A, 3B ... Phase shift portions 4A, 4B ... Non-phase shift portions 5A, 5B ... Light shielding portions 6A, 6B ... Pattern regions 11A, 11B ... Workpiece (substrate)
12A, 12B ... Photoresist films 13A, 13B ... Resist pattern

Claims (7)

g線、h線、i線の混合波長光を用いた露光装置からの露光により当該露光装置の解像限界未満の設計寸法のレジストパターンを被加工材上に形成するために用いられる位相シフトマスクであって、
透明基板と、
前記透明基板上に設けられてなり、前記露光装置からの露光光に所定の位相差を付与す
る凹状又は凸状の位相シフト部と、
前記位相シフト部に隣接する非位相シフト部と
を備え、
前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの少なくともいずれか一方が、前記露光装置の解像限界未満の寸法であって、かつ前記位相シフト部の寸法と前記非位相シフト部の寸法とが異なり、
前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の小さいいずれか一方が前記被加工材上のフォトレジスト膜を露光させない機能を果たし、他方が前記被加工材上のフォトレジスト膜を露光させる機能を果たすものであり、
前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の小さい暗領域の寸法が、0.70μm〜2.75μmの範囲内であり、前記位相シフト部及び前記非位相シフト部のうちの寸法の大きい明領域の寸法と前記暗領域の寸法との比が、前記暗領域の寸法を1とした場合に、前記明領域の寸法が1.5以上であり、
前記透明基板上における前記位相シフト部及び前記非位相シフト部を含むパターン領域の大きさが、一辺300mm以上であり、
少なくとも前記パターン領域内には、前記露光装置の解像限界未満の寸法の、遮光膜により構成される遮光部が設けられていないことを特徴とする位相シフトマスク。
Phase shift mask used for forming a resist pattern having a design dimension less than the resolution limit of the exposure apparatus on a workpiece by exposure from an exposure apparatus using mixed wavelength light of g-line, h-line, and i-line Because
A transparent substrate;
A concave or convex phase shift unit that is provided on the transparent substrate and imparts a predetermined phase difference to the exposure light from the exposure apparatus;
A non-phase shift unit adjacent to the phase shift unit,
At least one of the phase shift unit and the non-phase shift unit has a size less than the resolution limit of the exposure apparatus, and the size of the phase shift unit and the size of the non-phase shift unit are Differently
Either one of the phase shift portion and the non-phase shift portion has a function of not exposing the photoresist film on the workpiece, and the other exposes the photoresist film on the workpiece. It fulfills its function,
The dimension of the dark region having a small dimension among the phase shift part and the non-phase shift part is in a range of 0.70 μm to 2.75 μm , and the dimension of the dimension of the phase shift part and the non-phase shift part is When the ratio of the dimension of the large bright area to the dimension of the dark area is 1, the dimension of the bright area is 1.5 or more when the dimension of the dark area is 1.
The size of the pattern region including the phase shift part and the non-phase shift part on the transparent substrate is 300 mm or more on a side,
A phase shift mask characterized in that at least the pattern region is not provided with a light-shielding portion composed of a light-shielding film having a dimension smaller than the resolution limit of the exposure apparatus.
前記位相シフト部の寸法と前記非位相シフト部の寸法との比が、1:1.5〜1:5.6又は1.5:1〜5.6:1であることを特徴とする請求項1に記載の位相シフトマスク。   The ratio of the dimension of the phase shift part to the dimension of the non-phase shift part is 1: 1.5 to 1: 5.6 or 1.5: 1 to 5.6: 1. Item 2. The phase shift mask according to Item 1. 前記位相シフト部の寸法と、当該位相シフト部に隣接する前記非位相シフト部の寸法との合計が、前記露光装置の解像限界以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の位相シフトマスク。   The sum of the dimension of the phase shift unit and the dimension of the non-phase shift unit adjacent to the phase shift unit is equal to or greater than a resolution limit of the exposure apparatus. The phase shift mask as described. 前記パターン領域内に、前記露光装置の解像限界以上の寸法の、遮光膜により構成される遮光部を有することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の位相シフトマスク。   4. The phase shift mask according to claim 1, further comprising a light-shielding portion made of a light-shielding film having a dimension not less than a resolution limit of the exposure apparatus in the pattern region. . 前記凹状の位相シフト部は、前記透明基板に設けられた掘り込み部であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の位相シフトマスク。   The phase shift mask according to any one of claims 1 to 4, wherein the concave phase shift portion is a dug portion provided in the transparent substrate. 前記凸状の位相シフト部は、前記透明基板上に設けられた透過膜により構成されることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の位相シフトマスク。   The phase shift mask according to any one of claims 1 to 5, wherein the convex phase shift portion is configured by a transmission film provided on the transparent substrate. 露光装置の解像限界未満の設計寸法を有するレジストパターンを被加工材上に形成する方法であって、
前記露光装置を用い、請求項1から請求項6までのいずれかに記載の位相シフトマスクを介して、前記被加工材上に設けられたフォトレジスト膜を混合波長光により露光する工程と、
露光された前記フォトレジスト膜を現像することにより前記被加工材上に所定のレジストパターンを形成する工程と
を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法。
A method of forming a resist pattern having a design dimension less than the resolution limit of an exposure apparatus on a workpiece,
Using the exposure apparatus, exposing the photoresist film provided on the workpiece with mixed wavelength light through the phase shift mask according to any one of claims 1 to 6;
And a step of forming a predetermined resist pattern on the workpiece by developing the exposed photoresist film.
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