JP6335735B2 - フォトマスク及び表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の構成1は、透明基板上に形成された転写用パターンを備えるフォトマスクであって、前記転写用パターンは、径W1(μm)の主パターンと、前記主パターンの近傍に配置された、幅d(μm)の補助パターンと、前記主パターン及び前記補助パターンが形成される以外の領域に配置された低透光部と、を有し、前記主パターンを透過するi線〜g線の波長範囲にある代表波長と、前記補助パターンを透過する前記代表波長との位相差が略180度であって、前記補助パターンを透過する前記代表波長の光の透過率をT1(%)とし、前記低透光部を透過する前記代表波長の光の透過率をT3(%)とし、前記主パターンの中心と、前記補助パターンの幅方向の中心との距離をP(μm)とするとき、下記の式(1)〜(4)を満たすことを特徴とする、フォトマスクである。
0.8 ≦ W1 ≦ 4.0 ・・・・・・・・・・・・・・(1)
1.0 < P ≦ 5.0 ・・・・・・・・・・・・・・・(3)
T3 < T1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
本発明の構成2は、前記補助パターンは、前記透明基板上に、前記代表波長の光に対する透過率がT1(%)の半透光膜が形成されてなることを特徴とする、構成1に記載のフォトマスクである。
本発明の構成3は、前記半透光膜の前記透過率T1(%)が、下記の式(5)を満たすことを特徴とする、構成2に記載のフォトマスクである。
30 ≦ T1 ≦ 80 ・・・(5)
本発明の構成4は、前記補助パターンの幅dが1(μm)以上であることを特徴とする、構成2又は3に記載のフォトマスクである。
本発明の構成5は、前記主パターンは、前記透明基板の主表面の一部が露出してなり、前記補助パターンは、前記透明基板上に、前記半透光膜が形成されてなり、前記低透光部は、前記透明基板上に、前記半透光膜と、前記代表波長の光の透過率がT2(%)である低透光膜とが、この順で、または、この逆の順で積層されてなることを特徴とする、構成2〜4のいずれかに記載のフォトマスクである。
本発明の構成6は、前記主パターンは、前記透明基板の主表面に掘り込みが形成されてなり、前記補助パターンは、前記透明基板上に、前記半透光膜が形成されてなり、前記低透光部は、前記透明基板上に、前記半透光膜と、前記代表波長の光の透過率がT2(%)である低透光膜とが、この順で、または、この逆の順で積層されてなることを特徴とする、構成2〜4のいずれかに記載に記載のフォトマスクである。
本発明の構成7は、前記半透光膜は、Zr、Nb、Hf、Ta、Mo及びTiの少なくとも一つと、Siとを含む材料、又は、これらの材料の酸化物、窒化物、酸化窒化物、炭化物、又は酸化窒化炭化物を含む材料からなることを特徴とする、構成2〜6のいずれかに記載のフォトマスクである。
本発明の構成8は、前記補助パターンは、前記透明基板が露出してなることを特徴とする、構成1に記載のフォトマスクである。
本発明の構成9は、前記主パターンは、前記透明基板の主表面に掘り込みが形成されてなり、前記補助パターンは、前記透明基板の主表面の一部が露出してなり、前記低透光部は、前記透明基板上に、前記代表波長の光の透過率がT3(%)である低透光膜が、形成されてなることを特徴とする、構成8に記載に記載のフォトマスクである。
本発明の構成10は、前記主パターンは、前記透明基板の主表面の一部が露出してなり、前記補助パターンは、前記透明基板の主表面に掘り込みが形成されてなり、前記低透光部は、前記透明基板上に、前記代表波長の光の透過率がT3(%)である低透光膜が、形成されてなることを特徴とする、構成8に記載に記載のフォトマスクである。
本発明の構成11は、前記主パターンに対応して、被転写体上に、転写径W2が3.0(μm)以下(但しW1>W2)のホールパターンを形成するものであることを特徴とする、構成1〜10のいずれかに記載のフォトマスクである。
本発明の構成12は、前記主パターンの前記径W1と、前記被転写体上の前記転写径W2との差W1−W2をバイアスβ(μm)とするとき、
0.2≦β≦1.0・・・(6)
であることを特徴とする構成11に記載のフォトマスクである。
本発明の構成13は、前記低透光部の、前記代表波長の光に対する前記透過率T3(%)が、
T3<30・・・(7)
を満たすことを特徴とする、構成1〜12いずれかに記載のフォトマスクである。
本発明の構成14は、前記低透光部は、前記代表波長の光を実質的に透過しないものであることを特徴とする、構成1〜12いずれかに記載のフォトマスクである。
本発明の構成15は、構成1〜14のいずれかに記載のフォトマスクを用意する工程と、開口数(NA)が0.08〜0.20であり、i線、h線及びg線の少なくとも一つを含む露光光源をもつ露光装置を用いて、前記転写用パターンを露光し、被転写体上に、径W2が0.6〜3.0(μm)のホールパターンを形成する工程とを含む、表示装置の製造方法である。
0.8 ≦ W1 ≦ 4.0 ・・・・・・・・・・・・・・(1)
1.0 < P ≦ 5.0 ・・・・・・・・・・・・・・・(3)
T3 < T1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
T3 < T1
となるように、低透光膜の透過率T2(%)を選択することによって、低透光部の透過率T3(%)を調節すればよい。
0.8 ≦ W1 ≦ 4.0 ・・・(1)
の関係となるようにすることが好ましい。このとき被転写体上に形成される主パターン(ホールパターン)の径W2(μm)は、3.0(μm)以下、具体的には、
0.6≦W2≦3.0
とすることができる。
1.0≦W1≦3.0
とすることができる。尚、径W1と径W2との関係を、W1=W2とすることもできるが、好ましくは、W1>W2とする。すなわち、β(μm)をバイアス値とするとき、
β=W1−W2>0(μm)
であるとき、
0.2≦β≦1.0、
より好ましくは、
0.2≦β≦0.8
とすることができる。このようにするとき、後述するように、被転写体上における、レジストパターンの損失を低減するなどの、有利な効果が得られる。
30 ≦ T1 ≦ 80
とする。より好ましくは、
40 ≦ T1 ≦ 75
である。尚、透過率T1(%)は、透明基板の透過率を基準としたときの、上記代表波長の透過率とする。
T3 < T1
を満たすものである。好ましくは、
0 ≦ T3 < 30
より好ましくは、
0 < T3 ≦ 20
を満たす。透過率T3(%)についても、透明基板の透過率を基準としたときの、上記代表波長の透過率とする。
が成り立つときに、発明の優れた効果が得られる。このとき、主パターンの中心と、補助パターンの幅方向の中心の距離をピッチP(μm)とし、ピッチPは、
1.0 < P ≦ 5.0
の関係が成り立つことが好ましい。
1.5 < P ≦ 4.5
とすることができる。
d ≧ 0.7
より好ましくは、
d ≧ 0.8
さらに好ましくは、補助パターンの幅d(μm)は1(μm)以上である。
すなわち、
0.5 ≦ d ≦ 1.5 ・・・(2)
となる。好ましくは、d < W1 である。
図5に示すように、比較例1−1のフォトマスクは、透明基板上に形成した遮光膜パターンからなる、いわゆるバイナリマスクのパターンを有する。比較例1−1のフォトマスクでは、透明基板が露出する透光部からなる主パターンが、遮光部に囲まれている。主パターンの径W1(正方形の一辺)は2.0(μm)である。
図5に示すように、比較例1−2のフォトマスクは、露光光透過率(対h線)が5%であって位相シフト量が180度の半透光膜をパターニングすることにより形成された、一辺(径)(すなわちW1)が2.0(μm)の四角形の透光部からなる主パターンをもつ、ハーフトーン型位相シフトマスクである。
図5に示すように、実施例1のフォトマスクは、本発明の転写用パターンを有す。ここで主パターンは、一辺(径)(すなわちW1)が2.0(μm)の正方形とし、補助パターンは幅dが1.3(μm)の八角形帯とし、主パターン中心と、補助パターンの幅中心との距離であるピッチPは、4(μm)とした。
例えば、径の小さい微細な透光パターンを転写するには、フォトマスク透過後の露光光が、被転写体上に形成する空間像、すなわち、透過光強度曲線のプロファイルが良くなければならない。具体的には、透過光強度のピークを形成する傾斜が鋭く、垂直に近い立ち上がり方をしていること、及び、ピークの光強度の絶対値が高いこと(周囲にサブピークが形成される場合には、その強度に対し相対的に、十分に高いこと)などが肝要である。
目標CDに対し、±10%以の範囲内となるための焦点深度の大きさ。DOFの数値が高ければ、被転写体(例えば表示装置用のパネル基板)の平坦度の影響を受けにくく、確実に微細なパターンが形成でき、そのCD(線幅)ばらつきが抑えられる。
Mask CD誤差と被転写体上に形成されたパターンのCD誤差の比率を示す数値であり、MEEFが低いほど被転写体上に形成されたパターンのCD誤差が低減できる。
表示装置製造用のフォトマスクにおいて、特に重要な評価項目に、Eopがある。これは、得ようとするパターンサイズを被転写体上に形成するために必要な露光光量である。表示装置製造においてはフォトマスクサイズが大きい(例えば、主表面の一辺が300〜1400mm程度の正方形又は長方形)ため、Eop数値が低いフォトマスクを用いると、スキャン露光の速度を上げることが可能であり、生産効率が向上する。
図7に示すように、比較例2−1のフォトマスクは、透明基板上に形成した遮光膜パターンからなる、いわゆるバイナリマスクのパターンである。比較例2−1のフォトマスクでは、透明基板が露出する透光部からなる主パターンが、遮光部に囲まれている。この主パターンの径W1(正方形の一辺)は2.5(μm)である。
図7に示すように、比較例2−1のフォトマスクは、露光光透過率(対h線)が5%であって位相シフト量が180度の半透光膜をパターニングすることにより形成された、主パターンの径W1(正方形の一辺)が2.5(μm)の四角形の透光部からなる主パターンをもつ、ハーフトーン型位相シフトマスクである。
図7に示すように、実施例2のフォトマスクは、本発明の転写用パターンである。実施例2のフォトマスクの主パターンは、主パターンの径W1(正方形の一辺)が2.5(μm)の正方形であり、補助パターンは幅dが1.3(μm)の八角形帯であり、主パターン中心と、補助パターンの幅中心の距離であるピッチPは、4(μm)とした。ここでも、実施例2のフォトマスクは、第1の態様のフォトマスクを想定している。
Claims (15)
- 透明基板上に形成された転写用パターンを備える表示装置製造用のフォトマスクであって、
開口数(NA)が0.08〜0.20の光学系を有する、等倍のプロジェクション露光方式の露光装置を用いて、露光することにより、被転写体上にホールパターンを形成するためのフォトマスクにおいて、
前記転写用パターンは、
径W1(μm)の主パターンと、
前記主パターンの近傍に配置された、幅d(μm)の補助パターンと、
前記主パターン及び前記補助パターンが形成される以外の領域を構成する、遮光部と、を有し、
前記補助パターンは、前記透明基板上に半透光膜が形成されてなるとともに、前記遮光部を介して前記主パターンの周囲を囲む、正多角形帯又は円形帯の形状をもち、
前記主パターンを透過するi線〜g線の波長範囲にある代表波長の光と、前記補助パターンを透過する前記代表波長の光との位相差が150〜210度であって、
前記遮光部は、前記代表波長の光を実質的に透過せず、
前記補助パターンを透過する前記代表波長の光の透過率をT1(%)とするとき、下記の式(1)、(2)及び(5)を満たすことを特徴とする、フォトマスク。
1.0 ≦ W1 ≦ 3.0 ・・・・・・・・・・・・・・(1)
0.5 ≦ √(T1/100) × d ≦ 1.5 ・・・(2)
30 ≦ T1 ≦ 80 ・・・・・・・・・・・・・・・・(5) - 前記半透光膜の前記透過率T1(%)が、40 ≦ T1 ≦ 75を満たすことを特徴とする、請求項1に記載のフォトマスク。
- 前記補助パターンの幅dが1(μm)以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のフォトマスク。
- 前記主パターンは、前記透明基板の主表面の一部が露出してなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に、前記半透光膜が形成されてなり、
前記遮光部は、前記透明基板上に、前記半透光膜と、遮光膜とが、この順で、または、この逆の順で積層されてなることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフォトマスク。 - 前記主パターンは、前記透明基板の主表面に掘り込みが形成されてなり、
前記補助パターンは、前記透明基板上に、前記半透光膜が形成されてなり、
前記遮光部は、前記透明基板上に、前記半透光膜と、遮光膜とが、この順で、または、この逆の順で積層されてなることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフォトマスク。 - 前記半透光膜は、Zr、Nb、Hf、Ta、Mo及びTiの少なくとも一つと、Siとを含む材料、又は、これらの材料の酸化物、窒化物、酸化窒化物、炭化物、又は酸化窒化炭化物を含む材料からなることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のフォトマスク。
- 前記主パターンに対応して、被転写体上に、転写径W2が3.0(μm)以下(但しW1>W2)のホールパターンを形成するものであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のフォトマスク。
- 前記主パターンの前記径W1と、前記被転写体上の前記転写径W2との差W1−W2をバイアスβ(μm)とするとき、
0.2 ≦ β ≦1.0 ・・・(6)
であることを特徴とする請求項7に記載のフォトマスク。 - 前記補助パターンは、正多角形帯の形状を有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のフォトマスク。
- 前記正多角形帯が、正八角形帯であることを特徴とする請求項9に記載のフォトマスク。
- 前記主パターンを透過するi線〜g線の波長範囲にある代表波長の光と、前記補助パターンを透過する前記代表波長の光との位相差が180度であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載のフォトマスク。
- 前記転写用パターンは、被転写体上に、孤立ホールパターンを形成するものであることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載のフォトマスク。
- 前記転写用パターンは、前記補助パターンを有しない場合に対して、前記主パターンのMEEFを低減することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載のフォトマスク。
- 前記主パターンは、正方形であることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか1項に記載のフォトマスク。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載のフォトマスクを用意する工程と、
開口数(NA)が0.08〜0.20であり、i線、h線及びg線の少なくとも一つを含む露光光源をもつ露光装置を用いて、前記転写用パターンを露光し、被転写体上に、径W2が0.6〜3.0(μm)のホールパターンを形成する工程とを含む、表示装置の製造方法。
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