JP6808665B2 - Photomask for manufacturing display devices and manufacturing method for display devices - Google Patents

Photomask for manufacturing display devices and manufacturing method for display devices Download PDF

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Description

本発明は、電子デバイスを製造するためのフォトマスクであって、特に表示装置(フラットパネルディスプレイ、FPD)を製造する際に用いて好適なフォトマスクに関する。 The present invention relates to a photomask for manufacturing an electronic device, and particularly suitable for use in manufacturing a display device (flat panel display, FPD).

特許文献1には、表示装置製造用マスクの露光環境に適合し、微細なパターンが安定して転写できるフォトマスクが記載されている。 Patent Document 1 describes a photomask that is suitable for the exposure environment of a mask for manufacturing a display device and can stably transfer a fine pattern.

また、特許文献2には、半導体集積回路装置の製造に用いられる微細パターン形成用のフォトマスクに関し、孤立パターンと密集パターンを同時に微細化するための方法が記載されている。 Further, Patent Document 2 describes a method for simultaneously miniaturizing an isolated pattern and a dense pattern with respect to a photomask for forming a fine pattern used in manufacturing a semiconductor integrated circuit device.

特開2016−024264号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-0242664 特開2006−338057号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-338057

液晶表示装置(liquid crystal display)やEL(Organic ElectroLuminescence)表示装置などを含む表示装置においては、より明るく、かつ省電力であるとともに、高精細、高速表示、広視野角といった表示性能の向上が望まれている。 Display devices including liquid crystal displays and EL (Organic ElectroLuminescence) display devices are expected to be brighter, save power, and improve display performance such as high-definition, high-speed display, and wide viewing angle. It is rare.

例えば、上記表示装置に用いられる薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、「TFT」)で言えば、TFTを構成する複数のパターンのうち、層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールが、確実に上層及び下層のパターンを接続させる作用をもたなければ正しい動作が保証されない。その一方、例えば液晶表示装置の開口率を極力大きくして、明るく、省電力の表示装置とするためには、コンタクトホールの径が十分に小さいことが求められるなど、表示装置の高密度化の要求に伴い、ホールパターンの径も微細化(例えば3μm未満)が望まれている。例えば、径が0.8μm以上2.5μm以下、更には、径が2.0μm以下のホールパターンが必要となり、具体的には0.8〜1.8μmの径をもつパターンの形成も望まれると考えられる。 For example, in the case of a thin film transistor (“TFT”) used in the above display device, among a plurality of patterns constituting the TFT, the contact holes formed in the interlayer insulating film are surely the patterns of the upper layer and the lower layer. Correct operation cannot be guaranteed unless it has the effect of connecting. On the other hand, for example, in order to make the aperture ratio of the liquid crystal display device as large as possible to make it a bright and power-saving display device, the diameter of the contact hole is required to be sufficiently small, and the density of the display device is increased. With the demand, the diameter of the hole pattern is also desired to be finer (for example, less than 3 μm). For example, a hole pattern having a diameter of 0.8 μm or more and 2.5 μm or less, and further a diameter of 2.0 μm or less is required, and specifically, a pattern having a diameter of 0.8 to 1.8 μm is also desired. it is conceivable that.

ところで、表示装置に比べて、集積度が高く、パターンの微細化が顕著に進んだ半導体装置(LSI)製造用フォトマスクの分野では、高い解像性を得るために、露光装置には高い開口数NA(例えば0.2以上)の光学系を適用し、露光光の短波長化がすすめられた経緯がある。その結果、この分野では、KrFやArFのエキシマレーザー(それぞれ、248nm、193nmの単一波長)が多用されるようになった。 By the way, in the field of photomasks for manufacturing semiconductor devices (LSIs), which have a higher degree of integration and remarkably miniaturized patterns than display devices, the exposure device has a high numerical aperture in order to obtain high resolution. There is a history that the wavelength of the exposure light has been shortened by applying an optical system having a numerical aperture of several NA (for example, 0.2 or more). As a result, KrF and ArF excimer lasers (single wavelengths of 248 nm and 193 nm, respectively) have come to be widely used in this field.

その一方、表示装置製造用のリソグラフィ分野では、解像性向上のために、上記のような手法が適用されることは、一般的ではない。例えばこの分野で用いられる露光装置がもつ光学系のNA(開口数)は、0.08〜0.12程度であり、今後を展望しても、0.20以下、例えば0.08〜0.15程度が適用される環境にある。また、露光光源もi線、h線、又はg線が多用され、主にこれらを含んだブロード波長光源を使用することで、大面積を照射するための光量を得て、生産効率やコストを重視する傾向が強い。 On the other hand, in the field of lithography for manufacturing display devices, it is not common that the above method is applied in order to improve the resolution. For example, the NA (numerical aperture) of the optical system of the exposure apparatus used in this field is about 0.08 to 0.12, and even in the future, it is 0.20 or less, for example, 0.08 to 0. There is an environment where about 15 is applied. In addition, i-line, h-line, or g-line is often used as the exposure light source, and by mainly using a broad wavelength light source containing these, the amount of light for irradiating a large area can be obtained, and production efficiency and cost can be improved. There is a strong tendency to emphasize.

また、表示装置の製造においても、上記のようにパターンの微細化要請が高くなっている。ここで、半導体装置製造用の技術を、表示装置の製造にそのまま適用することには、いくつかの問題がある。例えば、高NA(開口数)をもつ高解像度の露光装置への転換には、大きな投資が必要になり、表示装置の価格との整合性が得られない。また、露光波長の変更(ArFエキシマレーザーのような短波長を、単一波長で用いる)については、大面積をもつ表示装置に適用すれば、生産効率が低下するほか、やはり相当の投資を必要とする点で不都合である。つまり、従来にないパターンの微細化を追求する一方、既存のメリットであるコストや効率を失うことはできないという点が、表示装置製造用フォトマスクの問題点となっている。 Also, in the manufacture of display devices, there is an increasing demand for pattern miniaturization as described above. Here, there are some problems in applying the technology for manufacturing a semiconductor device as it is to the manufacturing of a display device. For example, the conversion to a high resolution exposure device having a high numerical aperture (NA) requires a large investment and is inconsistent with the price of the display device. In addition, when changing the exposure wavelength (using a short wavelength such as an ArF excimer laser with a single wavelength), if it is applied to a display device with a large area, production efficiency will decrease and considerable investment will still be required. It is inconvenient in that. In other words, the problem with photomasks for manufacturing display devices is that while pursuing unprecedented miniaturization of patterns, the existing merits of cost and efficiency cannot be lost.

本発明者は、透光部からなる主パターンと、その近傍に配置された、所定波長の光を位相シフトする位相シフト部からなる補助パターンと、それら以外の領域に形成された低透光部をもつフォトマスクを提案している(特許文献1)。このフォトマスクは、表示パネル基板などの被転写体上に、安定して微細な孤立ホールを形成する際に有利に用いることができる。 The present inventor has a main pattern composed of a translucent portion, an auxiliary pattern composed of a phase shift portion for phase-shifting light of a predetermined wavelength arranged in the vicinity thereof, and a low translucent portion formed in other regions. (Patent Document 1) has been proposed. This photomask can be advantageously used when stably forming fine isolated holes on a transfer target such as a display panel substrate.

一方、表示装置の構成がより複雑になるに従って転写用パターンのデザインも複雑になり、特許文献1記載のフォトマスクを用いても十分に解消できない新たな課題が、本発明者によって見出された。例えば、被転写体上に複数のホールパターンを互いに所定の近い距離をもって配置して密集パターンを形成しようとする場合、フォトマスク上の転写用パターンにおいては、各々の主パターンがもつ補助パターン同士が接近する。この場合、本来転写を目的としない補助パターンの透過光が、被転写体上でレジスト厚を損失させ、目的とする転写像の形成を妨げることとなるリスクが生じる。
ここで密集パターンとは、被転写体上においては、2以上のホールパターンが接近して配置されたパターンをいい、このため、フォトマスク上においては、2以上の主パターンが接近して配置されたパターンをいう。接近して配置されたパターンとは、露光環境下で、フォトマスク上のホール形成用パターンが相互に光学的な影響を及ぼす程度の距離にあるパターンをいう。本願では、主パターン同士が接近した位置にある場合のほか、主パターンに付随する補助パターン同士が接近した位置にある場合を含め、接近して配置されたパターンという場合がある。
On the other hand, as the configuration of the display device becomes more complicated, the design of the transfer pattern also becomes complicated, and the present inventor has found a new problem that cannot be sufficiently solved even by using the photomask described in Patent Document 1. .. For example, when a plurality of hole patterns are arranged on a transfer body at a predetermined close distance to form a dense pattern, in the transfer pattern on the photomask, the auxiliary patterns of the respective main patterns are arranged with each other. approach. In this case, there is a risk that the transmitted light of the auxiliary pattern, which is not originally intended for transfer, causes the resist thickness to be lost on the transferred object and hinders the formation of the target transfer image.
Here, the dense pattern means a pattern in which two or more hole patterns are arranged close to each other on the transferred body, and therefore, two or more main patterns are arranged close to each other on a photomask. The pattern. The patterns arranged close to each other are patterns that are at a distance such that the hole-forming patterns on the photomask have an optical effect on each other in an exposure environment. In the present application, the patterns may be arranged close to each other, including the case where the main patterns are close to each other and the auxiliary patterns associated with the main patterns are close to each other.

特許文献2には、輪帯照明を用いた縮小投影露光システムで露光し、半導体集積回路装置の製造に用いるフォトマスクが記載されている。このなかで、開口部を囲む輪郭シフターを有するパターンにおいては、隣り合うパターンのそれぞれと対応する輪郭シフター同士の間隔が小さくなる場合、該各輪郭シフター同士を結合することによって1つの位相シフターとすることが記載されている。具体的には、例えば図15に示すように、開口パターン721、722、723の周囲をそれぞれ、4つの輪郭シフター711、712、713で囲む場合であって、開口パターン722と開口パターン723の間隔が小さい場合、輪郭シフター714は、開口パターン722と開口パターン723の両方に共有される輪郭シフターとなっている。そして、特許文献2記載のフォトマスクは、孤立スペースパターンと孤立ラインパターン又は密集パターンとを同時に微細化できて有用であるとしている。 Patent Document 2 describes a photomask that is exposed by a reduced projection exposure system using annulus illumination and used for manufacturing a semiconductor integrated circuit device. Among these, in a pattern having contour shifters surrounding the opening, when the distance between the contour shifters corresponding to each of the adjacent patterns becomes small, the contour shifters are combined to form one phase shifter. It is stated that. Specifically, for example, as shown in FIG. 15, there is a case where the openings patterns 721, 722, and 723 are surrounded by four contour shifters 711, 712, and 713, respectively, and the distance between the opening patterns 722 and the opening pattern 723. When is small, the contour shifter 714 is a contour shifter shared by both the aperture pattern 722 and the aperture pattern 723. The photomask described in Patent Document 2 is useful because the isolated space pattern and the isolated line pattern or the dense pattern can be miniaturized at the same time.

但し、本発明者の検討によると、表示装置製造用フォトマスクにおいて、特許文献2に記載の手法を用いると、必ずしも有用でないことが見出された。 However, according to the study of the present inventor, it has been found that the method described in Patent Document 2 is not always useful in a photomask for manufacturing a display device.

そこで本発明は、表示装置を製造する場合に、被転写体上に微細なホールパターンを安定して形成することができる表示装置製造用フォトマスクを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a photomask for manufacturing a display device capable of stably forming a fine hole pattern on a transfer target when manufacturing a display device.

(第1の態様)
本発明の第1の態様は、
透明基板上に転写用パターンをもつ、表示装置製造用フォトマスクであって、
前記転写用パターンは、
四角形の透光部からなる主パターン、
前記主パターンの周辺に配置された、位相シフト部からなる補助パターン、及び
前記主パターンと前記補助パターン以外の領域に形成された低透光部を含み、
前記主パターンの周辺において前記主パターンを囲む、所定幅の正八角形帯を定義するとき、前記補助パターンは前記正八角形帯の少なくとも一部を構成し、
前記転写用パターンが含む複数の前記主パターンの1つを第1主パターンとするとき、前記第1主パターンと異なる第2主パターンが前記第1主パターンに接近した位置に配置され、
前記第1主パターンを囲む前記正八角形帯を構成する八区画のうち、前記第2主パターン側に面する一区画に欠落のある補助パターンが、前記第1主パターンの周辺に配置されることを特徴とする、表示装置製造用フォトマスクである。
(第2の態様)
本発明の第2の態様は、
前記主パターンの径をW1とするとき、前記転写用パターンは、被転写体上に、前記主パターンの転写像として径W2(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、上記第1の態様に記載の表示装置製造用フォトマスクである。
(第3の態様)
本発明の第3の態様は、
前記第1主パターンと前記第2主パターンの配列方向をX方向とするとき、前記第1主パターンのX方向の寸法は、前記X方向と垂直なY方向の寸法より小さいことを特徴とする、上記第1又は第2の態様に記載の表示装置製造用フォトマスクである。
(第4の態様)
本発明の第4の態様は、
前記転写用パターンは、3以上の前記主パターンが、X方向、前記X方向と垂直なY方向、又は前記X方向及び前記Y方向に規則的に配列した密集パターンを含み、前記密集パターンを構成する主パターンのそれぞれが、前記八区画のうち、他の主パターン側に面する少なくとも一区画を欠落した前記補助パターンを有することを特徴とする、上記第1〜第3の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクである。
(第5の態様)
本発明の第5の態様は、
前記位相シフト部は、前記透明基板上に、露光光の代表波長に対する透過率が20〜80%であるとともに、前記露光光の位相を略180度シフトする位相シフト膜が形成されてなることを特徴とする、上記第1〜第4の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクである。
(第6の態様)
本発明の第6の態様は、
前記低透光部は、露光光に対する光学濃度ODが2以上の遮光部であることを特徴とする、上記第1〜第5の態様のいずれか1つに記載の表示装置製造用フォトマスクである。
(第7の態様)
本発明の第7の態様は、
上記第1〜第6の態様のいずれか1つに記載のフォトマスクを用意する工程と、
開口数(NA)が0.08〜0.15であり、i線、h線、及びg線の少なくともいずれかひと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0.8〜3.0(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。
(First aspect)
The first aspect of the present invention is
A photomask for manufacturing display devices that has a transfer pattern on a transparent substrate.
The transfer pattern is
Main pattern consisting of quadrangular translucent parts,
Includes an auxiliary pattern consisting of a phase shift portion arranged around the main pattern, and a low light transmissive portion formed in a region other than the main pattern and the auxiliary pattern.
When defining a regular octagonal band of a predetermined width that surrounds the main pattern around the main pattern, the auxiliary pattern constitutes at least a part of the regular octagonal band.
When one of the plurality of main patterns included in the transfer pattern is used as the first main pattern, a second main pattern different from the first main pattern is arranged at a position close to the first main pattern.
Of the eight sections constituting the regular octagonal band surrounding the first main pattern, an auxiliary pattern having a gap in one section facing the second main pattern side is arranged around the first main pattern. It is a photomask for manufacturing a display device, which is characterized by the above.
(Second aspect)
A second aspect of the present invention is
When the diameter of the main pattern is W1, the transfer pattern is characterized in that a hole pattern having a diameter of W2 (however, W1 ≧ W2) is formed as a transfer image of the main pattern on the transferred object. The photomask for manufacturing a display device according to the first aspect.
(Third aspect)
A third aspect of the present invention is
When the arrangement direction of the first main pattern and the second main pattern is the X direction, the dimension of the first main pattern in the X direction is smaller than the dimension in the Y direction perpendicular to the X direction. , The photomask for manufacturing a display device according to the first or second aspect.
(Fourth aspect)
A fourth aspect of the present invention is
The transfer pattern includes a dense pattern in which three or more main patterns are regularly arranged in the X direction, the Y direction perpendicular to the X direction, or the X direction and the Y direction, and constitutes the dense pattern. One of the first to third aspects, wherein each of the main patterns to be used has the auxiliary pattern lacking at least one section facing the other main pattern side among the eight sections. The photomask for manufacturing the display device according to the above.
(Fifth aspect)
A fifth aspect of the present invention is
The phase shift portion is formed on the transparent substrate by forming a phase shift film having a transmittance of 20 to 80% with respect to a representative wavelength of the exposure light and shifting the phase of the exposure light by approximately 180 degrees. The photomask for manufacturing a display device according to any one of the first to fourth aspects described above.
(Sixth aspect)
A sixth aspect of the present invention is
The photomask for manufacturing a display device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the low light-transmitting portion is a light-shielding portion having an optical density OD of 2 or more with respect to exposure light. is there.
(7th aspect)
A seventh aspect of the present invention is
The step of preparing the photomask according to any one of the first to sixth aspects, and
The transfer pattern is exposed by using an exposure device having an exposure light source having a numerical aperture (NA) of 0.08 to 0.15 and containing at least one of i-line, h-line, and g-line. This is a method for manufacturing a display device, which includes a step of forming a hole pattern having a diameter W2 of 0.8 to 3.0 (μm) on the transferred body.

本発明によれば、表示装置を製造する場合に、被転写体上に微細なホールパターンを安定して形成することができる。 According to the present invention, when a display device is manufactured, a fine hole pattern can be stably formed on a transfer target.

特許文献1に記載されたフォトマスクの転写用パターンの要部を示すもので、(a)は平面模式図、(b)は(a)のA−A位置の断面模式図である。The main part of the transfer pattern of the photomask described in Patent Document 1 is shown, (a) is a schematic plan view, and (b) is a schematic cross-sectional view of the AA position in (a). (a)〜(c)は参考例1〜3のフォトマスクのパターンを示す平面図である。(A) to (c) are plan views showing the patterns of the photomasks of Reference Examples 1 to 3. 参考例1〜3のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of Reference Examples 1 to 3. 参考例3の主パターンを互いに接近して配置する場合を示す平面図である。It is a top view which shows the case where the main pattern of Reference Example 3 is arranged close to each other. (a)は第1主パターンと第2主パターンが十分に離間している場合を例示する平面図であり、(b)はその場合に被転写体上に形成されるレジストパターンの構造を例示する断面図である。(A) is a plan view illustrating the case where the first main pattern and the second main pattern are sufficiently separated from each other, and (b) illustrates the structure of the resist pattern formed on the transferred body in that case. It is a cross-sectional view. (a)は第1主パターンに対して第2主パターンが接近している場合を例示する平面図であり、(b)はその場合に被転写体上に形成されるレジストパターンの構造を例示する断面図である。(A) is a plan view illustrating the case where the second main pattern is close to the first main pattern, and (b) illustrates the structure of the resist pattern formed on the transferred body in that case. It is a cross-sectional view. 本発明の実施形態に係る表示装置製造用フォトマスクが備える転写用パターンの要部を例示するもので、(a)は平面模式図、(b)は(a)のB−B位置の断面模式図である。The main part of the transfer pattern included in the photomask for manufacturing a display device according to the embodiment of the present invention is illustrated, (a) is a schematic plan view, and (b) is a schematic cross-sectional view of the BB position in (a). It is a figure. 主パターンの周囲に配置される補助パターンを八区画に区分した例を示す平面図である。It is a top view which shows the example which divided the auxiliary pattern arranged around the main pattern into eight sections. 本発明の実施形態に係るフォトマスクの転写用パターンを適用した場合に被転写体上に形成されるレジストパターンの構造を例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates the structure of the resist pattern formed on the transfer | transfer body when the transfer pattern of the photomask which concerns on embodiment of this invention is applied. (a)〜(e)は参考例4〜8のフォトマスクのパターンを示す平面図である。(A) to (e) are plan views showing the patterns of the photomasks of Reference Examples 4 to 8. (f)〜(i)は実施例1〜4のフォトマスクのパターンを示す平面図である。(F) to (i) are plan views showing the patterns of the photomasks of Examples 1 to 4. 本発明の実施形態における参考例と実施例のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the reference example and the simulation result of the Example in the Embodiment of this invention. マスクバイアスβ2を付与した主パターンを含むフォトマスクの転写用パターンの例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the transfer pattern of the photomask including the main pattern which applied the mask bias β2. (a)〜(f)は本発明の実施形態に適用可能なフォトマスクの製造方法の一例を説明する工程図である。(A) to (f) are process diagrams illustrating an example of a method for producing a photomask applicable to the embodiment of the present invention. 特許文献2に記載されたフォトマスクのパターンを示す平面図である。It is a top view which shows the pattern of the photomask described in Patent Document 2. FIG.

[補助パターンを有する、ホールパターン形成用フォトマスクの設計]
図1は、特許文献1に記載されたフォトマスクの転写用パターンの要部を示すもので、(a)は平面模式図、(b)は(a)のA−A位置の断面模式図である。
図示したフォトマスクの転写用パターンは、透光部からなる主パターン1と、その周辺において主パターン1を囲んで配置された補助パターン2とを有する。補助パターン2は、主パターン1に付随して主パターン1の周囲に配置されている。
[Design of photomask for hole pattern formation with auxiliary pattern]
FIG. 1 shows a main part of a transfer pattern of a photomask described in Patent Document 1, in which (a) is a schematic plan view and (b) is a schematic cross-sectional view of positions AA in (a). is there.
The illustrated transfer pattern of the photomask has a main pattern 1 composed of a translucent portion and an auxiliary pattern 2 arranged around the main pattern 1 so as to surround the main pattern 1. The auxiliary pattern 2 is arranged around the main pattern 1 in association with the main pattern 1.

また、透明基板10上には、位相シフト膜11と低透光膜12が形成されている。主パターン1は、透明基板10が露出した透光部4からなり、補助パターン2は、透明基板10上の位相シフト膜11が露出した位相シフト部5からなる。また、主パターン1及び補助パターン2を、それぞれ低透光部3が囲んでいる。 Further, a phase shift film 11 and a low translucency film 12 are formed on the transparent substrate 10. The main pattern 1 is composed of a translucent portion 4 in which the transparent substrate 10 is exposed, and the auxiliary pattern 2 is composed of a phase shift portion 5 in which the phase shift film 11 on the transparent substrate 10 is exposed. Further, the low translucency portion 3 surrounds the main pattern 1 and the auxiliary pattern 2, respectively.

低透光部3は、透明基板10上に形成された位相シフト膜11と低透光膜12の積層膜によって構成されている。低透光部3は、透明基板10上に形成される低透光膜12の単層膜によって構成することもできる。つまり、低透光部3は、少なくとも低透光膜12が形成された部分で構成される。図示した転写用パターンでは、主パターン1及び補助パターン2が形成された領域以外の領域が、低透光部3となっている。 The low translucency portion 3 is composed of a laminated film of a phase shift film 11 and a low translucency film 12 formed on a transparent substrate 10. The low light-transmitting portion 3 can also be formed of a single-layer film of the low light-transmitting film 12 formed on the transparent substrate 10. That is, the low translucency portion 3 is composed of at least a portion on which the low translucency film 12 is formed. In the illustrated transfer pattern, the region other than the region where the main pattern 1 and the auxiliary pattern 2 are formed is the low translucency portion 3.

位相シフト膜11は、i線〜g線の波長範囲にある代表波長の露光光を略180度シフトする位相シフト量を有する。すなわち、補助パターンは、この位相シフト膜11によって、透過光の位相を反転する作用を有する。また、上記代表波長の露光光に対し、位相シフト膜11は、T1(%)の透過率を有する。 The phase shift film 11 has a phase shift amount that shifts the exposure light of a representative wavelength in the wavelength range of i-line to g-line by approximately 180 degrees. That is, the auxiliary pattern has an action of inverting the phase of the transmitted light by the phase shift film 11. Further, the phase shift film 11 has a transmittance of T1 (%) with respect to the exposure light having the above representative wavelength.

特許文献1によると、上記転写用パターンを備えるフォトマスクを用いて、被転写体上にホールパターンを形成する光学シミュレーションを行ったところ、バイナリマスクや、補助パターンをもたない位相シフトマスクと比較して、Eop(目標寸法のパターンを被転写体上に形成するために必要な露光光量)やDOF(焦点深度)などにおいて、優れた性能が発揮されることが明らかになった。 According to Patent Document 1, when an optical simulation of forming a hole pattern on an object to be transferred was performed using a photomask provided with the above transfer pattern, it was compared with a binary mask and a phase shift mask having no auxiliary pattern. As a result, it has been clarified that excellent performance is exhibited in Eop (the amount of exposure light required to form a pattern of target dimensions on the transferred object), DOF (depth of focus), and the like.

本発明者は、更に微細なパターンを被転写体上に形成するため、図2(a)〜(c)に示すフォトマスクについて光学シミュレーションを行った。ここでは、図2(a)のフォトマスクを参考例1、同図(b)に示すフォトマスクを参考例2、同図(c)に示すフォトマスクを参考例3とした。そして、径W1が2.0μmのホールパターンからなる主パターンをもつ、参考例1〜3の各フォトマスクを用いて、被転写体(表示パネル基板等)上のポジ型フォトレジストに、径W2(ここでは1.5μm)のホールパターンに相当する転写像を形成するシミュレーションを行った。
尚、上記のとおり、フォトマスク上の径W1を、被転写体上の目標径W2に対し、W1≧W2(好ましくはW1>W2)としている。ここで、マスクバイアスβ1(μm)を
β1=W1−W2
とすると、ここではβ1を0.5(μm)としている。
The present inventor performed an optical simulation of the photomasks shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c) in order to form a finer pattern on the transferred object. Here, the photomask of FIG. 2A is referred to as Reference Example 1, the photomask shown in FIG. 2B is referred to as Reference Example 2, and the photomask shown in FIG. 2C is referred to as Reference Example 3. Then, using each of the photomasks of Reference Examples 1 to 3 having a main pattern consisting of a hole pattern having a diameter W1 of 2.0 μm, a positive photoresist on a transfer object (display panel substrate or the like) has a diameter W2. A simulation was performed to form a transfer image corresponding to a hole pattern (1.5 μm in this case).
As described above, the diameter W1 on the photomask is W1 ≧ W2 (preferably W1> W2) with respect to the target diameter W2 on the transferred object. Here, the mask bias β1 (μm) is set to β1 = W1-W2.
Then, here, β1 is set to 0.5 (μm).

シミュレーションの条件は以下のとおりである。
(参考例1)
参考例1では、図2(a)に示すように、バイナリマスクからなるフォトマスクを使用し、低透光部(遮光部)3に囲まれた、径W1=2μmの正方形の透光部からなるホールパターンを主パターン1とした。
(参考例2)
参考例2では、図2(b)に示すように、ハーフトーン型位相シフトマスクからなるフォトマスクを使用し、露光光の透過率が5.2%、位相シフト量180°の位相シフト部5に囲まれた、径W1=2μmの正方形の透光部からなるホールパターンを主パターン1とした。
(参考例3)
参考例3では、図2(c)に示すように、補助パターン付位相シフトマスクからなるフォトマスクを使用し、径W1=2μmの正方形の透光部からなるホールパターンを主パターン1とし、その周辺を正八角形帯の補助パターン2が囲む構成とした。また、補助パターン2は、露光光の透過率が45%、位相シフト量が180度の位相シフト部で構成し、主パターン1と補助パターン2以外の領域は、光学濃度がOD≧2の低透光部(遮光部)3で構成した。主パターン1の中心と補助パターン2の幅方向中心位置との距離(L)は3.25μmとし、補助パターン2の幅(d)は1.3μmとした。参考例3のフォトマスクは、特許文献1に記載された構成をもとにデザインされたものである。
The conditions of the simulation are as follows.
(Reference example 1)
In Reference Example 1, as shown in FIG. 2A, a photomask made of a binary mask is used, and a square translucent portion having a diameter W1 = 2 μm surrounded by a low translucent portion (light-shielding portion) 3 is used. The hole pattern is the main pattern 1.
(Reference example 2)
In Reference Example 2, as shown in FIG. 2B, a photomask composed of a halftone type phase shift mask is used, and the phase shift unit 5 having an exposure light transmittance of 5.2% and a phase shift amount of 180 ° is used. The hole pattern composed of a square translucent portion having a diameter of W1 = 2 μm surrounded by is defined as the main pattern 1.
(Reference example 3)
In Reference Example 3, as shown in FIG. 2C, a photomask composed of a phase shift mask with an auxiliary pattern is used, and a hole pattern composed of a square translucent portion having a diameter W1 = 2 μm is set as the main pattern 1. Auxiliary pattern 2 of a regular octagonal band surrounds the periphery. Further, the auxiliary pattern 2 is composed of a phase shift portion having a transmittance of exposure light of 45% and a phase shift amount of 180 degrees, and the regions other than the main pattern 1 and the auxiliary pattern 2 have a low optical density of OD ≧ 2. It was composed of a translucent portion (light-shielding portion) 3. The distance (L) between the center of the main pattern 1 and the center position in the width direction of the auxiliary pattern 2 was 3.25 μm, and the width (d) of the auxiliary pattern 2 was 1.3 μm. The photomask of Reference Example 3 is designed based on the configuration described in Patent Document 1.

上記参考例1〜3に対応する各々のフォトマスクを用いて、被転写体上に幅W2=1.5μmのホールパターンを形成することとした。
シミュレーションの露光条件は、以下のとおりである。
露光装置の光学系は、開口数NAが0.1であり、コヒーレントファクタσが0.5である。また、露光光源には、i線、h線、g線のすべてを含む光源(ブロード波長光源)を用い、強度比は、g:h:i=1:1:1とした。
It was decided to form a hole pattern having a width of W2 = 1.5 μm on the transferred object using each photomask corresponding to Reference Examples 1 to 3.
The exposure conditions of the simulation are as follows.
The optical system of the exposure apparatus has a numerical aperture NA of 0.1 and a coherent factor σ of 0.5. Further, as the exposure light source, a light source (broad wavelength light source) including all of i-line, h-line, and g-line was used, and the intensity ratio was set to g: h: i = 1: 1: 1.

フォトマスクの光学的な評価項目は、以下のとおりである。
(1)焦点深度(DOF)
露光時にデフォーカスが生じた場合、被転写体上において、目標CDに対するCD変動が所定範囲(例えば±10%)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ばらつきが抑えられる。本願のシミュレーションでは、DOFの値として、目標CD±10%を基準としている。ここでCDとは、Critical Dimensionの略であり、パターン幅の意味で用いる。表示装置製造用のフォトマスクは、半導体装置製造用のフォトマスクと比較して、サイズが大きく、また、被転写体(ディスプレイパネル基板等)も大サイズであり、いずれも平坦性を完全なものとすることが困難であるため、DOFの数値を高められるフォトマスクの意義が大きい。
(2)マスク誤差増大係数(MEEF:Mask Error Enhancement Factor)
フォトマスク上のCD誤差に対する被転写体上に形成されるパターンの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るパターンのCD誤差を低減できる。表示装置の仕様が進化し、パターンの微細化が要求されるとともに、露光装置の解像限界に近い寸法のパターンをもつフォトマスクが必要となったことから、表示装置製造用フォトマスクにおいても、今後MEEFが重要視される可能性が高い。
(3)Eop
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(以下、「Eop Dose」ともいう。)がある。Eop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。表示装置の製造に用いられるフォトマスクは、サイズが非常に大きい(例えば、主表面の一辺が300〜2000程度の正方形又は長方形)。このため、Eopの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。
The optical evaluation items of the photomask are as follows.
(1) Depth of focus (DOF)
The magnitude of the depth of focus for the CD fluctuation with respect to the target CD to be within a predetermined range (for example, ± 10%) on the transferred object when defocus occurs during exposure. When the value of DOF is high, it is not easily affected by the flatness of the transferred body (for example, a panel substrate for a display device), a fine pattern can be reliably formed, and the CD variation can be suppressed. In the simulation of the present application, the target CD ± 10% is used as the reference as the DOF value. Here, CD is an abbreviation for Critical Dimension, and is used in the sense of pattern width. Photomasks for manufacturing display devices are larger in size than photomasks for manufacturing semiconductor devices, and transfer objects (display panel substrates, etc.) are also larger in size, and all have perfect flatness. Therefore, it is very significant to use a photomask that can increase the value of DOF.
(2) Mask error increase coefficient (MEEF: Mask Error Enhancement Factor)
It is a numerical value indicating the ratio of the CD error of the pattern formed on the transferred body to the CD error on the photomask, and the lower the MEEF, the more the CD error of the pattern formed on the transferred body can be reduced. As the specifications of display devices have evolved, miniaturization of patterns has been required, and photomasks with dimensions close to the resolution limit of exposure devices have become necessary. Therefore, photomasks for manufacturing display devices are also required. There is a high possibility that MEEF will be emphasized in the future.
(3) Eop
A particularly important evaluation item in a photomask for manufacturing a display device is Eop (hereinafter, also referred to as "Eop Dose"). Eop is the amount of exposure light required to form the pattern size to be obtained on the transfer target. Photomasks used in the manufacture of display devices are very large in size (eg, squares or rectangles with one side of the main surface of about 300-2000). Therefore, if a photomask having a low Eop value is used, the speed of scan exposure can be increased and the production efficiency is improved.

上記評価項目についての具体的な評価結果を図3に示す。
まず、Eopに着目すると、参考例3のフォトマスクは、参考例1及び参考例2のフォトマスクと比較して、目標寸法のホールパターンを得るための露光量(Eop数値)が30%以上小さくなっている。このため、参考例3のフォトマスクを使用すると、高い生産効率が得られることがわかる。また、参考例3のフォトマスクは、参考例1及び参考例2のフォトマスクと比較して、DOFの数値は高く、MEEFの数値は低くなっている。このため、参考例3のフォトマスクは、DOFやMEEFにおいても非常に有利なことがわかる。
FIG. 3 shows specific evaluation results for the above evaluation items.
First, focusing on Eop, the photomask of Reference Example 3 has a smaller exposure amount (Eop value) of 30% or more for obtaining a hole pattern of target dimensions than the photomasks of Reference Example 1 and Reference Example 2. It has become. Therefore, it can be seen that high production efficiency can be obtained by using the photomask of Reference Example 3. Further, the photomask of Reference Example 3 has a higher DOF value and a lower MEEF value than the photomasks of Reference Example 1 and Reference Example 2. Therefore, it can be seen that the photomask of Reference Example 3 is also very advantageous in DOF and MEEF.

[互いに接近した位置にあるホールパターンの設計]
一方、表示装置に求められる解像度が上がると、単位面積あたりの画素数の増加によって集積度が高まる。このため、表示装置製造用フォトマスクの転写用パターンとして、複数の主パターン(ホールパターン)を互いに接近させて、配置する必要が生じる。以下、複数の主パターンを含む密集パターンの形成に、上記参考例3のフォトマスクを適用した場合について検討する。
[Design of hole patterns located close to each other]
On the other hand, as the resolution required for the display device increases, the degree of integration increases due to the increase in the number of pixels per unit area. Therefore, as a transfer pattern of a photomask for manufacturing a display device, it is necessary to arrange a plurality of main patterns (hole patterns) in close proximity to each other. Hereinafter, the case where the photomask of Reference Example 3 is applied to the formation of a dense pattern including a plurality of main patterns will be examined.

図4は、上記参考例3に適用したパターン(主パターンとその周辺に形成された補助パターンをあわせ、本願ではホール形成用パターンともいう)を互いに接近して配置する場合を示している。ここでは、2つの主パターンのうちの一方を第1主パターン1a、他方を第2主パターン1bとする。そして、第1主パターン1aに対して第2主パターン1bの位置を矢印方向から近づけたとき、2つの主パターン1a,1bの重心間距離であるホールピッチPと、被転写体上に形成されるレジストパターンの断面形状を考察する。 FIG. 4 shows a case where the patterns applied to the reference example 3 (the main pattern and the auxiliary patterns formed around the main pattern are combined and also referred to as a hole forming pattern in the present application) are arranged close to each other. Here, one of the two main patterns is referred to as the first main pattern 1a, and the other is referred to as the second main pattern 1b. Then, when the position of the second main pattern 1b is brought closer to the first main pattern 1a from the direction of the arrow, the hole pitch P, which is the distance between the centers of gravity of the two main patterns 1a and 1b, and the hole pitch P formed on the transferred body. Consider the cross-sectional shape of the resist pattern.

まず、図5(a)に示すように、第1主パターン1aと第2主パターン1bが十分に離間している場合(P=12μm)は、同図(b)に示すように、被転写体上のレジストパターン(ここではポジ型のフォトレジストからなるパターン)20には、それぞれの主パターン1a,1bに対応するホールパターン21a,21bが形成される。 First, as shown in FIG. 5 (a), when the first main pattern 1a and the second main pattern 1b are sufficiently separated (P = 12 μm), the transfer is performed as shown in FIG. 5 (b). Hole patterns 21a and 21b corresponding to the respective main patterns 1a and 1b are formed in the resist pattern (here, a pattern composed of a positive photoresist) 20 on the body.

一方、図6(a)に示すように、第1主パターン1aに対して第2主パターン1bが接近した場合(P=8μm)は、各々の主パターン1a,1bの周囲に配置される補助パターン2a,2b同士の距離が極めて近くなる。このとき、被転写体上に形成されるレジスパターン20の断面をみると、同図(b)に示すように、主パターン1a,1bに対応するホールパターン21a,21bのほかに、それらの中間部に凹部22が形成され、そこでレジスト膜厚の大きな損失が生じてしまう。このようなレジスト残膜の局所的な減少は、レジストパターンをエッチングマスクとして行う、表示装置基板の加工安定性に悪影響を与えるおそれがある。 On the other hand, as shown in FIG. 6A, when the second main pattern 1b approaches the first main pattern 1a (P = 8 μm), the auxiliary is arranged around the respective main patterns 1a and 1b. The distance between the patterns 2a and 2b becomes extremely close. At this time, looking at the cross section of the resist pattern 20 formed on the transferred body, as shown in FIG. 3B, in addition to the hole patterns 21a and 21b corresponding to the main patterns 1a and 1b, an intermediate between them. A recess 22 is formed in the portion, and a large loss of resist film thickness occurs there. Such a local reduction of the resist residual film may adversely affect the processing stability of the display device substrate in which the resist pattern is used as an etching mask.

そこで、本発明者は、EopやDOFにおいて有利な特性をもちながら、上記のようなレジスト残膜の局所的な減少という、不都合が生じる参考例3のホール形成用パターンにつき、この不都合を解消することが可能なフォトマスクを検討した。 Therefore, the present inventor solves this inconvenience with respect to the hole-forming pattern of Reference Example 3 in which the above-mentioned local reduction of the resist residual film, which has advantageous characteristics in Eop and DOF, occurs. A photomask that can be examined.

<フォトマスクの構成>
次に、本発明の実施形態に係る表示装置製造用フォトマスクの構成について説明する。
本発明の実施形態に係る表示装置製造用フォトマスクは、
透明基板上に転写用パターンをもつ、表示装置製造用フォトマスクであって、
前記転写用パターンは、
四角形の透光部からなる主パターン、
前記主パターンの周辺に配置された、位相シフト部からなる補助パターン、及び
前記主パターンと前記補助パターン以外の領域に形成された低透光部を含み、
前記主パターンの周辺において前記主パターンを囲む、所定幅の正八角形帯を定義するとき、前記補助パターンは前記正八角形帯の少なくとも一部を構成し、
前記転写用パターンが含む複数の前記主パターンの1つを第1主パターンとするとき、前記第1主パターンと異なる第2主パターンが前記第1主パターンに接近した位置に配置され、
前記第1主パターンを囲む前記正八角形帯を構成する八区画のうち、前記第2主パターン側に面する一区画に欠落のある補助パターンが、前記第1主パターンの周辺に配置される。
以下、図7を用いて具体的に説明する。
<Composition of photomask>
Next, the configuration of the photomask for manufacturing the display device according to the embodiment of the present invention will be described.
The photomask for manufacturing a display device according to the embodiment of the present invention is
A photomask for manufacturing display devices that has a transfer pattern on a transparent substrate.
The transfer pattern is
Main pattern consisting of quadrangular translucent parts,
Includes an auxiliary pattern consisting of a phase shift portion arranged around the main pattern, and a low light transmissive portion formed in a region other than the main pattern and the auxiliary pattern.
When defining a regular octagonal band of a predetermined width that surrounds the main pattern around the main pattern, the auxiliary pattern constitutes at least a part of the regular octagonal band.
When one of the plurality of main patterns included in the transfer pattern is used as the first main pattern, a second main pattern different from the first main pattern is arranged at a position close to the first main pattern.
Of the eight sections constituting the regular octagonal band surrounding the first main pattern, an auxiliary pattern having a gap in one section facing the second main pattern side is arranged around the first main pattern.
Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIG. 7.

図7は、本発明の実施形態に係る表示装置製造用フォトマスクが備える転写用パターンの要部を示すもので、(a)は平面模式図、(b)は(a)のB−B位置の断面模式図である。 7A and 7B show a main part of a transfer pattern included in a photomask for manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is a schematic plan view and FIG. 7B is a position BB in FIG. 7A. It is a cross-sectional schematic diagram of.

上記表示装置製造用フォトマスク(以下、単に「フォトマスク」ともいう。)は、例えば、透明基板10上に成膜された位相シフト膜11及び低透光膜12をそれぞれパターニングすることによって形成される転写用パターンを備える。この転写用パターンは、主パターン1(1a,1b)と、主パターン1の周辺に配置された補助パターン2(2a,2b)とを含む。補助パターン2は、主パターン1を囲む、所定幅の正八角形帯を定義するとき、その少なくとも一部を構成する形状をもつ。 The photomask for manufacturing a display device (hereinafter, also simply referred to as “photomask”) is formed by, for example, patterning a phase shift film 11 and a low light transmissive film 12 formed on a transparent substrate 10. It is equipped with a transfer pattern. This transfer pattern includes a main pattern 1 (1a, 1b) and an auxiliary pattern 2 (2a, 2b) arranged around the main pattern 1. The auxiliary pattern 2 has a shape that constitutes at least a part of a regular octagonal band having a predetermined width that surrounds the main pattern 1.

主パターン1はX方向に2つ並んでおり、そのうちの一方が第1主パターン1a、他方が第2主パターン1bとなっている。第1主パターン1aの周辺には補助パターン2aが配置され、第2主パターン1bの周辺には補助パターン2bが配置されている。尚、図7(a)においては、左側の主パターンを第1主パターン、右側の主パターンを第2主パターンとしているが、どちらを第1主パターンとしてもかまわない。 Two main patterns 1 are arranged in the X direction, one of which is the first main pattern 1a and the other of which is the second main pattern 1b. An auxiliary pattern 2a is arranged around the first main pattern 1a, and an auxiliary pattern 2b is arranged around the second main pattern 1b. In FIG. 7A, the main pattern on the left side is the first main pattern and the main pattern on the right side is the second main pattern, but either of them may be the first main pattern.

本実施形態において、主パターン1は、透明基板10が露出した透光部4からなり、補助パターン2は、透明基板10上の位相シフト膜11が露出した位相シフト部5からなる。また、主パターン1及び補助パターン2以外の領域は、透明基板10上に、少なくとも低透光膜12が形成された、低透光部3となっている。 In the present embodiment, the main pattern 1 is composed of a translucent portion 4 in which the transparent substrate 10 is exposed, and the auxiliary pattern 2 is composed of a phase shift portion 5 in which the phase shift film 11 on the transparent substrate 10 is exposed. Further, the region other than the main pattern 1 and the auxiliary pattern 2 is a low translucency portion 3 in which at least a low translucency film 12 is formed on the transparent substrate 10.

本実施形態において、低透光部3は、透明基板10上に位相シフト膜11と低透光膜12とを積層してなる。位相シフト膜11は、i線〜g線の波長範囲にある代表波長の露光光を略180度シフトする位相シフト量を有する。また、上記代表波長の露光光に対する位相シフト膜11の透過率はT1(%)である。 In the present embodiment, the low translucency portion 3 is formed by laminating a phase shift film 11 and a low translucency film 12 on a transparent substrate 10. The phase shift film 11 has a phase shift amount that shifts the exposure light of a representative wavelength in the wavelength range of i-line to g-line by approximately 180 degrees. Further, the transmittance of the phase shift film 11 with respect to the exposure light of the representative wavelength is T1 (%).

低透光膜12は、露光光の代表波長に対して、所定の低い透過率をもつものとすることができる。本実施形態において、低透光膜12は、i線〜g線の波長範囲にある代表波長の露光光に対して、位相シフト膜11の透過率T1(%)より低い透過率T2(%)をもつことができる。又は、低透光膜12は、実質的に露光光を透過しない、遮光膜とすることもできる。 The low transmissive film 12 can have a predetermined low transmittance with respect to the representative wavelength of the exposure light. In the present embodiment, the low transmissive film 12 has a transmittance T2 (%) lower than the transmittance T1 (%) of the phase shift film 11 with respect to the exposure light having a representative wavelength in the wavelength range of i-line to g-line. Can have. Alternatively, the low light-transmitting film 12 may be a light-shielding film that does not substantially transmit the exposure light.

ここで、フォトマスクを用いた露光により、フォトマスクの主パターン1に対応する微細なパターン(ホールパターン)を被転写体上に形成する場合、主パターン1の径W1を4μm以下とすると、被転写体上には、径W2(μm)(但しW1≧W2、より好ましくはW1>W2)の微細なパターンを形成することができる。 Here, when a fine pattern (hole pattern) corresponding to the main pattern 1 of the photomask is formed on the transferred body by exposure using a photomask, if the diameter W1 of the main pattern 1 is 4 μm or less, the subject is covered. A fine pattern having a diameter of W2 (μm) (where W1 ≧ W2, more preferably W1> W2) can be formed on the transfer body.

具体的には、主パターン1の径W1(μm)は、好ましくは、0.8≦W1≦4.0であり、より好ましくは、1.0≦W1<3.5である。
更には、1.2<W1≦3.0とすることができ、より微細化を必要とする場合には、1.2<W1<2.5とすることができる。
Specifically, the diameter W1 (μm) of the main pattern 1 is preferably 0.8 ≦ W1 ≦ 4.0, and more preferably 1.0 ≦ W1 <3.5.
Further, 1.2 <W1 ≦ 3.0 can be set, and 1.2 <W1 <2.5 can be set when further miniaturization is required.

また、主パターン1の転写像として被転写体上に形成されるホールパターンの径W2(μm)は、好ましくは、0.8≦W2≦3.0であり、より好ましくは、0.8≦W2≦2.5であり、更に好ましくは、0.8≦W2≦2.0、又は、0.8≦W2≦1.8である。
或いは、0.8<W2<2.0、又は0.8<W2<1.8とすることができる。より微細化を必要とする場合には、0.8<W2<1.5とすることができる。
The diameter W2 (μm) of the hole pattern formed on the transferred body as the transfer image of the main pattern 1 is preferably 0.8 ≦ W2 ≦ 3.0, more preferably 0.8 ≦. W2 ≦ 2.5, more preferably 0.8 ≦ W2 ≦ 2.0, or 0.8 ≦ W2 ≦ 1.8.
Alternatively, 0.8 <W2 <2.0 or 0.8 <W2 <1.8 can be set. When further miniaturization is required, 0.8 <W2 <1.5 can be set.

また、本実施形態に係るフォトマスクは、表示装置の製造に有用な微細サイズのパターンを形成する目的で使用することができる。例えば、主パターン1の径W1が3.0(μm)以下であるとき、より顕著な効果が得られる。 Further, the photomask according to the present embodiment can be used for the purpose of forming a fine-sized pattern useful for manufacturing a display device. For example, when the diameter W1 of the main pattern 1 is 3.0 (μm) or less, a more remarkable effect can be obtained.

ところで、被転写体上にホールパターンを形成しようとするフォトマスク(例えば、上記参考例1〜3)においては、上述のようにマスクバイアスβ1を付与することが有利である。すなわち、フォトマスク上のホールパターンの径をW1、被転写体上に形成されるホールパターンの径をW2とすると、W1=W2とすることもできるが、好ましくは、W1>W2である。例えばβ1(μm)をバイアス値(W1−W2)とし、β1>0(μm)であるとすると、バイアス値β1(μm)は、好ましくは、0.2≦β1≦1.0であり、より好ましくは、0.2≦β1≦0.8である。
このように、径W1と径W2との関係をバイアス値β1として規定することにより、被転写体上において、レジストパターンの膜厚の損失を低減できるなどの有利な効果が得られる。
By the way, in a photomask for forming a hole pattern on a transferred body (for example, Reference Examples 1 to 3 above), it is advantageous to apply mask bias β1 as described above. That is, assuming that the diameter of the hole pattern on the photomask is W1 and the diameter of the hole pattern formed on the transfer target is W2, W1 = W2 can be set, but W1> W2 is preferable. For example, assuming that β1 (μm) is the bias value (W1-W2) and β1> 0 (μm), the bias value β1 (μm) is preferably 0.2 ≦ β1 ≦ 1.0. Preferably, 0.2 ≦ β1 ≦ 0.8.
By defining the relationship between the diameter W1 and the diameter W2 as the bias value β1 in this way, an advantageous effect such as reduction of the loss of the film thickness of the resist pattern on the transferred object can be obtained.

尚、主パターン1は四角形のパターンからなり、主パターン1の径W1は、四角形の一辺の寸法である。例えば、主パターン1が正方形のパターンであれば、主パターン1の径W1はその一辺の寸法をいい、長方形のパターンであれば、長辺の寸法をいう。尚、主パターン1の形状は、主パターン1を平面視したときの形状をいう。また、被転写体上に形成されるホールパターンの径W2は、対向する2つの辺の間の距離の、最も大きい部分の長さをいう。 The main pattern 1 is composed of a quadrangular pattern, and the diameter W1 of the main pattern 1 is the dimension of one side of the quadrangle. For example, if the main pattern 1 is a square pattern, the diameter W1 of the main pattern 1 means the dimension of one side, and if it is a rectangular pattern, it means the dimension of the long side. The shape of the main pattern 1 refers to the shape when the main pattern 1 is viewed in a plane. Further, the diameter W2 of the hole pattern formed on the transferred body refers to the length of the largest portion of the distance between the two opposing sides.

このようなマスクバイアスβ1は、本実施態様に係るフォトマスクにも、付与することができる。本実施形態では、2つのホール形成用パターンが、所定距離に接近して形成されていることに起因し、マスクバイアスβ1として付与する寸法は、孤立パターン(上記参考例1〜3など)よりも、大きくなる場合がある。 Such mask bias β1 can also be applied to the photomask according to the present embodiment. In the present embodiment, due to the fact that the two hole forming patterns are formed close to a predetermined distance, the size given as the mask bias β1 is larger than that of the isolated pattern (reference examples 1 to 3 above). , May grow.

更に、本実施態様に係るフォトマスクは、接近して配置された、2つのホール形成用パターンの位置関係に応じて、X方向、および、それに垂直なY方向に対して、不均等な寸法のマスクバイアスを付与することが好ましい場合が生じる。そこで、このようなマスクバイアスβ2とし、X方向、及びそれと垂直なY方向に対して付与するバイアス量を、それぞれβ2(x)、β2(y)とする。マスクバイアスβ2の詳細については、後述する。 Further, the photomask according to the present embodiment has uneven dimensions with respect to the X direction and the Y direction perpendicular to the X direction, depending on the positional relationship between the two hole forming patterns arranged close to each other. It may be preferable to apply a mask bias. Therefore, the mask bias β2 is used, and the bias amounts applied to the X direction and the Y direction perpendicular to the mask bias β2 are β2 (x) and β2 (y), respectively. The details of the mask bias β2 will be described later.

上記転写用パターンをもつ、本実施形態のフォトマスクの露光に用いる露光光の代表波長に対して、主パターン1と補助パターン2との位相差φは略180度である。すなわち、主パターン1を透過する上記代表波長の光と、補助パターン2を透過する上記代表波長の光との位相差φ1は略180度となる。略180度とは、120〜240度を意味する。上記位相差φ1は、好ましくは、150〜210度である。 The phase difference φ between the main pattern 1 and the auxiliary pattern 2 is approximately 180 degrees with respect to the representative wavelength of the exposure light used for the exposure of the photomask of the present embodiment having the above transfer pattern. That is, the phase difference φ1 between the light having the representative wavelength transmitted through the main pattern 1 and the light having the representative wavelength transmitted through the auxiliary pattern 2 is approximately 180 degrees. Approximately 180 degrees means 120 to 240 degrees. The phase difference φ1 is preferably 150 to 210 degrees.

尚、本実施形態のフォトマスクは、i線、h線、及びg線の少なくとも1つを含む露光光を用いるときに効果が顕著であり、特にi線、h線、及びg線を含むブロード波長光を露光光として適用することが好ましい。この場合、i線〜g線の波長範囲にあるいずれかの波長を代表波長とすることができる。例えばh線を代表波長として、本実施形態のフォトマスクを構成することができる。より好ましくは、上記代表波長に対する位相差φ1は、φ1=180度である。 The photomask of the present embodiment has a remarkable effect when an exposure light containing at least one of i-line, h-line, and g-line is used, and particularly, a broad including i-line, h-line, and g-line. It is preferable to apply wavelength light as exposure light. In this case, any wavelength in the wavelength range of i-line to g-line can be used as the representative wavelength. For example, the photomask of the present embodiment can be constructed using h-line as a representative wavelength. More preferably, the phase difference φ1 with respect to the representative wavelength is φ1 = 180 degrees.

本実施形態のフォトマスクにおいて、上記の位相差を実現するためには、主パターン1は、透明基板10の主表面が露出してなる透光部4とし、補助パターン2は、透明基板10上に形成された位相シフト膜11を露出してなる位相シフト部5とし、この位相シフト膜11の、上記代表波長に対する位相シフト量を、略180度とすれば良い。 In the photomask of the present embodiment, in order to realize the above phase difference, the main pattern 1 is a translucent portion 4 in which the main surface of the transparent substrate 10 is exposed, and the auxiliary pattern 2 is on the transparent substrate 10. The phase shift film 11 formed in the above is used as the phase shift portion 5 formed by exposing the phase shift film 11, and the phase shift amount of the phase shift film 11 with respect to the representative wavelength may be set to about 180 degrees.

位相シフト部5のもつ光透過率T1は、以下のようにすることができる。すなわち、位相シフト部5に形成された位相シフト膜11の、上記代表波長に対する透過率をT1(%)とすると、好ましくは、20≦T1≦80であり、より好ましくは、30≦T1≦75、更に好ましくは、40≦T1≦75である。補助パターン2の透過率が高ければ、所定量の透過光量を得るために、補助パターン幅(d)を小さくすることができる。そのため、密集パターンにおける、互いの物理的な干渉を避けて配置できる自由度が得られる利点がある。一方、透過率T1を若干下げて、補助パターン幅(d)を広げると、パターン形成の製造上の難易度が緩和されるメリットがある。その場合、40〜60(%)が好ましい。
尚、ここでの透過率T1(%)は、透明基板10の透過率を基準(100%)としたときの、上記代表波長の透過率とする。
The light transmittance T1 of the phase shift unit 5 can be set as follows. That is, assuming that the transmittance of the phase shift film 11 formed in the phase shift portion 5 with respect to the representative wavelength is T1 (%), it is preferably 20 ≦ T1 ≦ 80, and more preferably 30 ≦ T1 ≦ 75. More preferably, 40 ≦ T1 ≦ 75. If the transmittance of the auxiliary pattern 2 is high, the auxiliary pattern width (d) can be reduced in order to obtain a predetermined amount of transmitted light. Therefore, there is an advantage that the degree of freedom that can be arranged while avoiding physical interference with each other in the dense pattern can be obtained. On the other hand, if the transmittance T1 is slightly lowered and the auxiliary pattern width (d) is widened, there is an advantage that the difficulty in manufacturing the pattern formation is alleviated. In that case, 40 to 60 (%) is preferable.
The transmittance T1 (%) here is the transmittance of the representative wavelength when the transmittance of the transparent substrate 10 is used as a reference (100%).

本実施形態のフォトマスクにおいて、主パターン1及び補助パターン2が形成された領域以外の領域には、低透光部3が形成されている。ここで、主パターン1と補助パターン2は、低透光部3を介して、隔てられている。低透光部3は、以下のような構成とすることができる。 In the photomask of the present embodiment, the low translucency portion 3 is formed in a region other than the region in which the main pattern 1 and the auxiliary pattern 2 are formed. Here, the main pattern 1 and the auxiliary pattern 2 are separated from each other via the low translucency portion 3. The low light transmissive portion 3 can have the following configuration.

低透光部3は、露光光(i線〜g線の波長範囲にある代表波長の光)を実質的に透過しない低透光膜(すなわち遮光膜)12であって、光学濃度OD≧2(好ましくはOD≧3)の膜を、透明基板10上に形成してなるものとすることができる。 The low transmissive portion 3 is a low transmissive film (that is, a light shielding film) 12 that does not substantially transmit exposure light (light having a representative wavelength in the wavelength range of i-line to g-line), and has an optical density of OD ≧ 2. A film (preferably OD ≧ 3) can be formed on the transparent substrate 10.

また、低透光部3は、所定範囲の透過率で露光光を透過する低透光膜12を形成してなるものとしても良い。但し、所定範囲の透過率で露光光を透過する場合、上記代表波長に対する低透光部3の透過率T3(%)は、上記位相シフト部5の透過率T1(%)と比較して、0<T3<T1を満たすものとし、好ましくは、0<T3≦20を満たすものとする。ここで、位相シフト部5が、位相シフト膜11の単層膜ではなく、位相シフト膜11と低透光膜12の積層膜で構成される場合は、その積層膜としての透過率をT3(%)とする。ここでの透過率T3(%)も、上記同様に、透明基板10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。 Further, the low translucency portion 3 may be formed by forming a low translucency film 12 that transmits exposure light with a transmittance in a predetermined range. However, when the exposure light is transmitted with a transmittance within a predetermined range, the transmittance T3 (%) of the low light transmittance unit 3 with respect to the representative wavelength is higher than the transmittance T1 (%) of the phase shift unit 5. It is assumed that 0 <T3 <T1 is satisfied, and preferably 0 <T3 ≦ 20 is satisfied. Here, when the phase shift portion 5 is composed of a laminated film of the phase shift film 11 and the low translucency film 12 instead of the single layer film of the phase shift film 11, the transmittance of the laminated film is T3 ( %). Similarly, the transmittance T3 (%) here is also the transmittance of the representative wavelength when the transmittance of the transparent substrate 10 is used as a reference.

また、このように低透光膜12が所定範囲の透過率で露光光を透過する場合には、位相シフト膜11と低透光膜12との積層状態での位相シフト量φ3は、好ましくは、90(度)以下であり、より好ましくは、60(度)以下である。「90度以下」とは、ラジアン表記にすれば、上記位相差が「(2n−1/2)π〜(2n+1/2)π(ここでnは整数)」であることを意味する。位相差についても上記と同様に、露光光に含まれる代表波長に対するものとする。 Further, when the low translucent film 12 transmits the exposure light with a transmittance within a predetermined range, the phase shift amount φ3 in the laminated state of the phase shift film 11 and the low transmissive film 12 is preferably set. , 90 (degrees) or less, more preferably 60 (degrees) or less. "90 degrees or less" means that the phase difference is "(2n-1 / 2) π to (2n + 1/2) π (where n is an integer)" in radian notation. The phase difference is also the same as the above with respect to the representative wavelength included in the exposure light.

また、本実施形態のフォトマスクに用いられる低透光膜12の単独の性質としては、実質的に上記代表波長の光を透過しない(OD≧2、より好ましくはOD>3)ものであるか、又は、30(%)未満の透過率(T2(%))をもち(すなわち、0<T2<30)、位相シフト量(φ2)が略180度であることが好ましい。略180度とは、120〜240度を意味する。好ましくは、位相シフト量φ2は150〜210度である。 Further, as a single property of the low translucency film 12 used in the photomask of the present embodiment, is it substantially non-transmitting light of the above representative wavelength (OD ≧ 2, more preferably OD> 3)? Alternatively, it is preferable that the transmittance (T2 (%)) is less than 30 (%) (that is, 0 <T2 <30) and the phase shift amount (φ2) is approximately 180 degrees. Approximately 180 degrees means 120 to 240 degrees. Preferably, the phase shift amount φ2 is 150 to 210 degrees.

ここでの透過率T2(%)も、上記同様に、透明基板10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。 Similarly, the transmittance T2 (%) here is also the transmittance of the representative wavelength when the transmittance of the transparent substrate 10 is used as a reference.

本実施形態に係る転写用パターンにおいて、補助パターン2の幅をd(μm)とすると、下記の式(1)の関係が成り立つときに、顕著な効果が得られる。
0.5≦√(T1/100)×d≦1.5 ・・・(1)
このとき、主パターン1の中心と、補助パターン2の幅方向の中心との距離をスリットピッチL(μm)とすると、好ましくは、1.0<L≦5.0であり、より好ましくは、1.5<L≦4.5である。
但し、補助パターン2は、低透光部3を介して、主パターン1を囲む正八角形帯の領域の少なくとも一部を構成する。従って、主パターン1と補助パターン2が接触しないように、すなわち、主パターン1の周囲であって補助パターン2との間に、低透光部3が介在することを条件として、スリットピッチL、及び主パターン径W1を決定することができる。
In the transfer pattern according to the present embodiment, assuming that the width of the auxiliary pattern 2 is d (μm), a remarkable effect can be obtained when the relationship of the following formula (1) is established.
0.5 ≤ √ (T1 / 100) x d ≤ 1.5 ... (1)
At this time, assuming that the distance between the center of the main pattern 1 and the center of the auxiliary pattern 2 in the width direction is the slit pitch L (μm), it is preferably 1.0 <L ≦ 5.0, and more preferably. 1.5 <L ≦ 4.5.
However, the auxiliary pattern 2 constitutes at least a part of the region of the regular octagonal band surrounding the main pattern 1 via the low translucency portion 3. Therefore, the slit pitch L is provided so that the main pattern 1 and the auxiliary pattern 2 do not come into contact with each other, that is, the low translucency portion 3 is interposed between the main pattern 1 and the auxiliary pattern 2. And the main pattern diameter W1 can be determined.

補助パターン2の幅d(μm)は、本実施形態のフォトマスクに適用する露光条件(使用する露光装置)において、光透過率T1をもつ補助パターンが解像しないように設定する。
具体的な例を挙げると、補助パターン2の幅d(μm)は、好ましくは、d≧0.7であり、より好ましくは、d≧0.8である。また、主パターン1の幅W1(μm)と比較すると、好ましくは、d≦W1であり、より好ましくは、d<W1である。
The width d (μm) of the auxiliary pattern 2 is set so that the auxiliary pattern having the light transmittance T1 is not resolved under the exposure conditions (exposure apparatus used) applied to the photomask of the present embodiment.
To give a specific example, the width d (μm) of the auxiliary pattern 2 is preferably d ≧ 0.7, and more preferably d ≧ 0.8. Further, as compared with the width W1 (μm) of the main pattern 1, d ≦ W1 is preferable, and d <W1 is more preferable.

また、補助パターン2の幅d(μm)に関して、上記式(1)で表す関係式は、より好ましくは、下記の式(1)−1であり、更に好ましくは、下記の式(1)−2である。
0.7≦√(T1/100)×d≦1.2 ・・・(1)−1
0.75≦√(T1/100)×d≦1.0 ・・・(2)−2
Further, regarding the width d (μm) of the auxiliary pattern 2, the relational expression represented by the above equation (1) is more preferably the following equation (1) -1, and further preferably the following equation (1)-. It is 2.
0.7 ≦ √ (T1 / 100) × d ≦ 1.2 ・ ・ ・ (1) -1
0.75 ≦ √ (T1 / 100) × d ≦ 1.0 ・ ・ ・ (2) -2

本実施形態の転写用パターンが備える主パターン1の形状は四角形である。具体的には、例えば、正方形、又は長方形とすることが好ましい。主パターン1の形状が四角形である場合は、この四角形の重心位置と補助パターン2の幅方向の中心との距離がスリットピッチLとなる。 The shape of the main pattern 1 included in the transfer pattern of the present embodiment is a quadrangle. Specifically, for example, it is preferably square or rectangular. When the shape of the main pattern 1 is a quadrangle, the distance between the position of the center of gravity of the quadrangle and the center of the auxiliary pattern 2 in the width direction is the slit pitch L.

本実施形態では、主パターン1の周辺において主パターン1を囲む、所定幅の正八角形帯を定義するとき、補助パターン2はこの正八角形帯の少なくとも一部を構成するパターンとなる。正八角形帯とは、外周及び内周が共に八角形であって、ほぼ一定幅の形状をいう。図7に示すとおり、補助パターンは、角部以外は一定幅である。
補助パターン2が定義された正八角形帯は、主パターン1の周辺にこれを囲むように配置される。そして、補助パターンの正八角形帯の内郭、外郭となる正八角形の重心は、主パターンの重心と同じ位置にある。本実施形態では、説明の便宜上、図8に示すように、上記の正八角形帯を、外周(或いは内周)の八角形の各辺に対応する、8つの区画に区分する。ここでは、8つに区分した区画のうち、図8の右端の区画を区画A、これに隣接する上側の区画を区画H、下側の区画を区画Bとする。つまり、区画Aから時計回りの順に区画B,C,D,E,F,G,Hとする。
In the present embodiment, when a regular octagonal band having a predetermined width surrounding the main pattern 1 is defined around the main pattern 1, the auxiliary pattern 2 is a pattern that constitutes at least a part of the regular octagonal band. A regular octagonal band is a shape in which both the outer circumference and the inner circumference are octagonal and have a substantially constant width. As shown in FIG. 7, the auxiliary pattern has a constant width except for the corners.
The regular octagonal band in which the auxiliary pattern 2 is defined is arranged so as to surround the main pattern 1. The center of gravity of the regular octagon, which is the inner and outer shells of the regular octagonal band of the auxiliary pattern, is at the same position as the center of gravity of the main pattern. In the present embodiment, for convenience of explanation, as shown in FIG. 8, the above-mentioned regular octagonal band is divided into eight sections corresponding to each side of the octagon on the outer circumference (or inner circumference). Here, among the eight sections, the rightmost section in FIG. 8 is referred to as section A, the upper section adjacent thereto is referred to as section H, and the lower section is referred to as section B. That is, the compartments B, C, D, E, F, G, and H are set in the clockwise order from the compartment A.

上記図4に示すように、第1主パターン1aに対して、第2主パターン1bを接近した位置に配置する場合、本実施形態では、第1主パターン1aの周辺に、上記正八角形帯を構成する8つの区画A〜Hのうち、第2主パターン1b側に面する一区画に欠落のある補助パターン2aを配置する。具体的には、図7(a)に示すように、第1補助パターン1aの周辺に、八角形帯の一部の区画が欠落した補助パターン2aを配置する。図示のように、第1主パターン1aに付随する補助パターン2aは、第2主パターン1bに面する側、すなわち、右端の区画(上記区画Aに対応)に欠落を有する形状となっている。また、第2主パターン1bに付随する補助パターン2bも、第1主パターン1a側に面する一区画(上記区画Eに対応)に欠落を有する形状となっている。つまり、2つの主パターン1a,1bが、互いに面する側にある一区画に、それぞれ欠落を有する八角形帯形状の補助パターンをもつ。
すなわち、2つのホール形成用パターンが所定距離以下の接近距離で配置された場合、それぞれの主パターン1a,1bが備える補助パターン2a,2bは、上記2つの主パターン1a,1bの間において、欠落している。従って、2つの主パターン1a,1bの重心を直線で結ぶ(不図示)と、この直線は、補助パターン2a,2bを全く横切らない。
尚、2つの主パターン1a,1bの互いに面する辺に挟まれた領域S(図7に点線で示す)内に、補助パターンが実質的に配置されないことが好ましい。但し、領域Sに補助パターンの一部が入る場合には、その部分は、2つの主パターン1a,1bの互いに面する辺と平行な辺を有しないものであることが好ましい。図7に示す態様においては、領域S内に補助パターン2a,2bの端部が入っているが、この端部には、2つの主パターン1a,1bの互いに面する辺に対して傾斜する辺しか有していない。
また、領域S内には、島状(閉じた直線や曲線に囲まれた形状)の補助パターンが無いことが好ましい。
更に、好ましくは、上記の領域S内の面積の90%以上は、低透光部3によって構成されていることが好ましい。そのようにすることで、被転写体上に形成される、2つのホールパターンのレジストパターン形状が良好になり、レジスト残膜厚みの損失を抑えることができる。
As shown in FIG. 4, when the second main pattern 1b is arranged at a position closer to the first main pattern 1a, in the present embodiment, the regular octagonal band is formed around the first main pattern 1a. Auxiliary pattern 2a having a defect is arranged in one of the eight constituent sections A to H facing the second main pattern 1b side. Specifically, as shown in FIG. 7A, an auxiliary pattern 2a in which a part of the octagonal band is missing is arranged around the first auxiliary pattern 1a. As shown in the figure, the auxiliary pattern 2a attached to the first main pattern 1a has a shape having a gap on the side facing the second main pattern 1b, that is, the rightmost section (corresponding to the above section A). Further, the auxiliary pattern 2b accompanying the second main pattern 1b also has a shape in which one section facing the first main pattern 1a side (corresponding to the above section E) has a defect. That is, the two main patterns 1a and 1b each have an octagonal band-shaped auxiliary pattern having a gap in one section on the side facing each other.
That is, when the two hole forming patterns are arranged at an approach distance of a predetermined distance or less, the auxiliary patterns 2a and 2b included in the main patterns 1a and 1b are missing between the two main patterns 1a and 1b. doing. Therefore, when the centers of gravity of the two main patterns 1a and 1b are connected by a straight line (not shown), this straight line does not cross the auxiliary patterns 2a and 2b at all.
It is preferable that the auxiliary pattern is not substantially arranged in the region S (shown by the dotted line in FIG. 7) sandwiched between the two main patterns 1a and 1b facing each other. However, when a part of the auxiliary pattern is included in the region S, it is preferable that the portion does not have a side parallel to the side facing each other of the two main patterns 1a and 1b. In the embodiment shown in FIG. 7, the ends of the auxiliary patterns 2a and 2b are included in the region S, and the ends are inclined with respect to the sides of the two main patterns 1a and 1b facing each other. I only have.
Further, it is preferable that there is no island-shaped (shape surrounded by a closed straight line or curve) auxiliary pattern in the region S.
Further, it is preferable that 90% or more of the area in the region S is composed of the low translucency portion 3. By doing so, the resist pattern shape of the two hole patterns formed on the transferred body is improved, and the loss of the resist residual film thickness can be suppressed.

このように一部の区画が欠落した補助パターン2a,2bを配置すると、上記図6(b)に示した凹部22によるレジスト膜厚の損失は、図9に示すように解消し、良好なプロファイルをもつレジストパターン形状となった。尚、図6(b)と図9は、いずれもホールピッチPが8μmの場合である。 When the auxiliary patterns 2a and 2b in which some of the sections are missing are arranged in this way, the loss of resist film thickness due to the recess 22 shown in FIG. 6B is eliminated as shown in FIG. 9, and a good profile is obtained. It became a resist pattern shape with. Note that both FIG. 6B and FIG. 9 show a case where the hole pitch P is 8 μm.

図6(b)にみられるレジスト膜厚の損失の許容範囲は、フォトマスクを用いて得ようとする表示装置の製造条件等によって決めることができる。レジスト膜の当初膜厚(塗布膜厚)を100%とすると、その損失の許容範囲は、当初膜厚の10%以下、より好ましくは5%以下とすることが良好な条件といえる。 The permissible range of the loss of the resist film thickness seen in FIG. 6B can be determined by the manufacturing conditions of the display device to be obtained by using the photomask. Assuming that the initial film thickness (coating film thickness) of the resist film is 100%, it can be said that it is a good condition that the allowable range of the loss is 10% or less, more preferably 5% or less of the initial film thickness.

したがって、本実施形態において、互いに接近する主パターン1a,1bに付随する補助パターン2a,2bを一部欠落させるか否かは、レジスト膜厚の損失量をあらかじめ実験やシミュレーションなどで把握し、その結果に基づいて判断すればよい。具体的には、レジスト膜厚の損失量が、例えば10%を超える場合は補助パターン2a,2bを一部欠落させ、10%以下となる場合は補助パターン2a,2bを欠落させないように判断することが有用である。 Therefore, in the present embodiment, whether or not the auxiliary patterns 2a and 2b associated with the main patterns 1a and 1b that are close to each other are partially omitted is determined by grasping the loss amount of the resist film thickness in advance by an experiment or a simulation. Judgment should be made based on the result. Specifically, when the loss amount of the resist film thickness exceeds, for example, 10%, the auxiliary patterns 2a and 2b are partially omitted, and when the loss amount is 10% or less, the auxiliary patterns 2a and 2b are not omitted. Is useful.

更に、第1主パターン1aに対して第2主パターン1bを接近した位置に配置する場合、補助パターン2a,2b同士の距離D(図4参照)が1.0μm以下となる場合には、第1主パターン1aの周辺に配置される補助パターン2aの、第2主パターン1b側に面する区画(上記でいう区画A)を欠落させることが望ましい。同様に、第2主パターン1bにおいても、第1主パターン1a側に面する区画(上記でいう区画E)を欠落させた補助パターン2bを形成することが好ましい。更に、上記区画の欠落は、補助パターン2a,2b同士の距離Dが1.5μm以下となったときに適用することが、より好ましい。
上記は、表示装置用露光装置がもつ解像性能に鑑みて例示するものである。
Further, when the second main pattern 1b is arranged at a position closer to the first main pattern 1a and the distance D (see FIG. 4) between the auxiliary patterns 2a and 2b is 1.0 μm or less, the first It is desirable to omit the section (section A mentioned above) of the auxiliary pattern 2a arranged around the first main pattern 1a and facing the second main pattern 1b side. Similarly, also in the second main pattern 1b, it is preferable to form the auxiliary pattern 2b in which the section facing the first main pattern 1a side (the section E mentioned above) is omitted. Further, it is more preferable to apply the lack of the partition when the distance D between the auxiliary patterns 2a and 2b is 1.5 μm or less.
The above is an example in view of the resolution performance of the exposure device for a display device.

尚、補助パターン同士の距離とは、図4に示すように、対向する区画同士の距離(垂線の長さ)をいう。このため、図示のように2つの主パターン1a,1bがある方向に隣り合わせに配列され、各々の主パターン1a,1bが、それぞれに対応(付随)する補助パターン2a,2bで囲まれている場合は、2つの主パターン1a,1bの配列方向において、補助パターン2a,2bの相対向する(互いに面する)辺同士の距離が、補助パターン同士の距離Dとなる。 As shown in FIG. 4, the distance between the auxiliary patterns means the distance between the opposing sections (the length of the perpendicular line). Therefore, as shown in the figure, when two main patterns 1a and 1b are arranged next to each other in a certain direction and each main pattern 1a and 1b are surrounded by auxiliary patterns 2a and 2b corresponding to (accompanying) each of them. In the arrangement direction of the two main patterns 1a and 1b, the distance between the opposing (facing) sides of the auxiliary patterns 2a and 2b is the distance D between the auxiliary patterns.

また、本実施形態のフォトマスクは、主パターン1a,1bの重心間距離であるホールピッチPが、1.6μm以上、好ましくは、3μm以上ある場合に、本発明の顕著な効果が得られる。Pの値が小さすぎると、両主パターン間に対応する位置に形成される、レジストパターンの残膜量が十分に得られない場合が生じたり、後述するβ2の数値が大きくなりすぎてパターンデザインが困難になるなど、不都合が生じるリスクがある。 Further, the photomask of the present embodiment can obtain the remarkable effect of the present invention when the hole pitch P, which is the distance between the centers of gravity of the main patterns 1a and 1b, is 1.6 μm or more, preferably 3 μm or more. If the value of P is too small, the amount of residual film of the resist pattern formed at the corresponding position between the two main patterns may not be sufficiently obtained, or the value of β2 described later becomes too large and the pattern design. There is a risk of inconvenience such as difficulty.

以下に、本発明の実施例と参考例に係る光学シミュレーションについて説明する。
図10は、参考例のフォトマスクが備える転写用パターンの要部を示す平面模式図であって、(a)は参考例4、(b)は参考例5、(c)は参考例6、(d)は参考例7、(e)は参考例8を示している。図11は、実施例のフォトマスクが備える転写用パターンの要部を示す平面模式図であって、(f)は実施例1、(g)は実施例2、(h)は実施例3、(i)は実施例4を示している。
An optical simulation according to an embodiment and a reference example of the present invention will be described below.
FIG. 10 is a schematic plan view showing a main part of the transfer pattern included in the photomask of the reference example, in which (a) is Reference Example 4, (b) is Reference Example 5, and (c) is Reference Example 6. (D) shows Reference Example 7 and (e) shows Reference Example 8. FIG. 11 is a schematic plan view showing a main part of the transfer pattern included in the photomask of the embodiment, in which (f) is Example 1, (g) is Example 2, and (h) is Example 3. (I) shows Example 4.

また、図10(a)は、主パターン1a,1bのホールピッチP(図5〜図7を参照)が16μmで、正八角形帯の補助パターン2a,2bに区画の欠落がない場合を示し、図10(b)は、主パターン1a,1bのホールピッチPが12μmで、補助パターン2a,2bに区画の欠落がない場合を示している。
また、図10(c)は、主パターン1a,1bのホールピッチPが9μmで、補助パターン2a,2bに区画の欠落がない場合を示し、図10(d)は、主パターン1a,1bのホールピッチPが8.75μmで、補助パターン2a,2bに区画の欠落がない場合を示している。
図10(e)は、2つの主パターン1a,1bのホールピッチPが8.75μmで、各々の補助パターン2a,2bの一区画を結合し、共有させた場合を示している。
Further, FIG. 10A shows a case where the hole pitch P (see FIGS. 5 to 7) of the main patterns 1a and 1b is 16 μm and the auxiliary patterns 2a and 2b of the regular octagonal band have no sections. FIG. 10B shows a case where the hole pitch P of the main patterns 1a and 1b is 12 μm and the auxiliary patterns 2a and 2b have no sections missing.
Further, FIG. 10C shows a case where the hole pitch P of the main patterns 1a and 1b is 9 μm and the auxiliary patterns 2a and 2b have no sections, and FIG. 10D shows the case where the main patterns 1a and 1b have no gaps. The case where the hole pitch P is 8.75 μm and the auxiliary patterns 2a and 2b have no sections is shown.
FIG. 10E shows a case where the hole pitch P of the two main patterns 1a and 1b is 8.75 μm, and one section of each of the auxiliary patterns 2a and 2b is connected and shared.

一方、図11(f)は、主パターン1a,1bのホールピッチPが8.75μmで、補助パターン2a,2bを一区画欠落させた場合を示し、図11(g)は、主パターン1a,1bのホールピッチPが8μmで、補助パターン2a,2bを一区画欠落させた場合を示している。また、図11(h)は、主パターン1a,1bのホールピッチPが7.5μmで、補助パターン2a,2bを一区画欠落させた場合を示し、図11(i)は、主パターン1a,1bのホールピッチPが7μmで、補助パターン2a,2bを3区画欠落させた場合を示している。 On the other hand, FIG. 11 (f) shows a case where the hole pitch P of the main patterns 1a and 1b is 8.75 μm and the auxiliary patterns 2a and 2b are omitted by one section, and FIG. 11 (g) shows the case where the main patterns 1a and 1b are omitted. The case where the hole pitch P of 1b is 8 μm and the auxiliary patterns 2a and 2b are omitted by one section is shown. Further, FIG. 11 (h) shows a case where the hole pitch P of the main patterns 1a and 1b is 7.5 μm and the auxiliary patterns 2a and 2b are omitted by one section, and FIG. 11 (i) shows the case where the main patterns 1a and 1b are omitted. The case where the hole pitch P of 1b is 7 μm and the auxiliary patterns 2a and 2b are omitted by 3 sections is shown.

また、このシミュレーションでは、上記図2(a)に示すフォトマスク(バイナリーマスク)を使用する場合を参考例1とし、上記図2(b)に示すフォトマスク(ハーフトーン型位相シフトマスク)を使用する場合を参考例2とした。参考例1及び参考例2に適用される主パターンは、いずれも、補助パターンなしの孤立パターンである。 Further, in this simulation, the case where the photomask (binary mask) shown in FIG. 2A is used is used as Reference Example 1, and the photomask (halftone type phase shift mask) shown in FIG. 2B is used. In reference example 2, the case of The main patterns applied to Reference Example 1 and Reference Example 2 are both isolated patterns without auxiliary patterns.

上記各々のフォトマスクのパターンについて、光学的なシミュレーションを行ったところ、図12に示すような結果が得られた。このシミュレーションでは、参考例1及び参考例2を除いて、上記図2(c)に示す主パターン(孤立パターン)の転写に用いた露光エネルギーである80mJ/cmのDoseを基準とし、このDoseを適用したときに、被転写体上に形成されるレジストパターンについて評価した。尚、「panel X−CD」及び「panel Y−CD」は、フォトマスクの主パターンに対応して被転写体上に形成されるホールパターンのX方向及びY方向の寸法である。なお、各参考例及び各実施例においては、X−CD及びY−CDの目標寸法を1.5μmに設定した。 When an optical simulation was performed on each of the above photomask patterns, the results shown in FIG. 12 were obtained. In this simulation, except for Reference Example 1 and Reference Example 2, the Dose of 80 mJ / cm 2 , which is the exposure energy used for the transfer of the main pattern (isolated pattern) shown in FIG. 2 (c), is used as a reference. Was applied, and the resist pattern formed on the transferred material was evaluated. In addition, "panel X-CD" and "panel Y-CD" are dimensions in the X direction and the Y direction of the hole pattern formed on the transferred body corresponding to the main pattern of the photomask. In each reference example and each embodiment, the target dimensions of X-CD and Y-CD were set to 1.5 μm.

まず、図10(a)の参考例4においては、2つの主パターン1a,1bが十分に離間しているため、各々の主パターン1a,1bは、実質的に孤立パターンとしての光学性能を奏する。この点は、図10(b)の参考例5や、図10(c)の参考例6でも同様である。一方、図10(d)の参考例7のように、2つの主パターン1a,1bが接近し、ホールピッチPが8.75μmと狭くなると、補助パターン2a,2b同士の距離Dは0.95μmになる。このとき、レジスト膜厚の損失は12%を超えてしまう。 First, in Reference Example 4 of FIG. 10A, since the two main patterns 1a and 1b are sufficiently separated from each other, the respective main patterns 1a and 1b substantially exhibit optical performance as an isolated pattern. .. This point is the same in Reference Example 5 of FIG. 10 (b) and Reference Example 6 of FIG. 10 (c). On the other hand, as shown in Reference Example 7 of FIG. 10D, when the two main patterns 1a and 1b approach each other and the hole pitch P becomes as narrow as 8.75 μm, the distance D between the auxiliary patterns 2a and 2b is 0.95 μm. become. At this time, the loss of the resist film thickness exceeds 12%.

ここで、図10(e)の参考例8のように、互いに接近する主パターン1a,1bの補助パターン2a,2b同士を部分的に結合して一本にし、共有させた場合でも、レジスト膜厚の損失は12%に近く、あまり改善がみられない。 Here, as in Reference Example 8 of FIG. 10 (e), even when the auxiliary patterns 2a and 2b of the main patterns 1a and 1b that are close to each other are partially bonded to form a single piece and shared, the resist film is formed. The thickness loss is close to 12% and there is not much improvement.

この問題は、本発明者の検討によると、表示装置製造に適用するフォトレジストに関係すると考えられる。具体的には、表示装置の製造に用いられるレジスト(ポジ型フォトレジスト)は、半導体装置製造用のそれと異なり、高い感度を有するように設計される。このため、比較的低いDose量においても、相応の減膜が避けられず、意図しない部分に局所的な膜厚の損失が生じやすい。 According to the study of the present inventor, this problem is considered to be related to the photoresist applied to the manufacture of display devices. Specifically, the resist (positive photoresist) used in the manufacture of display devices is designed to have high sensitivity, unlike that for manufacturing semiconductor devices. Therefore, even with a relatively low amount of Dose, a corresponding film thickness reduction is unavoidable, and a local film thickness loss is likely to occur in an unintended portion.

尚、参考例3のフォトマスクで生じた、主パターン1と補助パターン2の相互作用は、補助パターン2を透過した反転位相の光が形成する光学像が、主パターン1の透過光による光強度ピークを高める現象を利用している。そして、図3に示す、優れた転写性能(DOF、MEEF)が得られた。その一方、補助パターン2を透過する光による光強度も、主パターン1との相互作用によって、若干増加する。表示装置製造用に用いられるフォトレジストは高感度であるため、補助パターン2同士が接近する場合のほか、補助パターン2が複数の主パターン1によって共有されると、補助パターン2の透過光が、被転写体上のレジスト厚みを低減させてしまうリスクが生じると考えられる。 The interaction between the main pattern 1 and the auxiliary pattern 2 that occurred in the photomask of Reference Example 3 is that the optical image formed by the light of the inverted phase transmitted through the auxiliary pattern 2 is the light intensity due to the transmitted light of the main pattern 1. It uses the phenomenon of increasing the peak. Then, the excellent transfer performance (DOF, MEEF) shown in FIG. 3 was obtained. On the other hand, the light intensity due to the light transmitted through the auxiliary pattern 2 also increases slightly due to the interaction with the main pattern 1. Since the photoresist used for manufacturing the display device has high sensitivity, the transmitted light of the auxiliary pattern 2 is transmitted when the auxiliary patterns 2 are close to each other or when the auxiliary patterns 2 are shared by a plurality of main patterns 1. It is considered that there is a risk of reducing the resist thickness on the transferred body.

一方、図11(f)の実施例1においては、第1主パターン1aを囲む正八角形帯を構成する八区画のうち、第2主パターン1b側に面する一区画を欠落させ、残りの7区画をもつ補助パターン2aを、第1主パターン1aの周辺に配置している。すなわち、第1主パターン1aの周辺を囲む正八角形帯のうち、第2主パターン1bの周辺を囲む正八角形帯と最も接近し、向かい合う部分の区画を欠落させた補助パターン2aの形状としている。また、第2主パターン1bについても同様に、第1主パターン1a側に面する一区画を欠落させ、残りの7区画をもつ補助パターン2bを第2主パターン1bの周辺に配置している。 On the other hand, in the first embodiment of FIG. 11F, one of the eight sections forming the regular octagonal band surrounding the first main pattern 1a is omitted, and the remaining seven sections face the second main pattern 1b side. An auxiliary pattern 2a having a section is arranged around the first main pattern 1a. That is, among the regular octagonal bands surrounding the periphery of the first main pattern 1a, the shape of the auxiliary pattern 2a is the closest to the regular octagonal band surrounding the periphery of the second main pattern 1b, and the compartments facing each other are omitted. Similarly, with respect to the second main pattern 1b, one section facing the first main pattern 1a side is omitted, and an auxiliary pattern 2b having the remaining seven sections is arranged around the second main pattern 1b.

尚、補助パターンの区画を欠落させるにあたっては、必ずしも図8に示した区画の境界線どおりに切り取る必要はなく、例えば図7(a)に示すように、少なくとも該区画の主要部分を欠落させればよい。欠落部分の面積は、例えば、八区画のうちの一区画を欠落させる場合であれば、一区画分の面積の80%以上といった具合に、欠落させる区画個数分の面積の80%以上とすることが好ましい。このとき、2つの主パターンの間には、低透光部3のみが介在する部分が生じ、両主パターン1a,1bの重心を結ぶ直線は、補助パターン2a,2bを横切らない。 In addition, in order to cut out the section of the auxiliary pattern, it is not always necessary to cut out according to the boundary line of the section shown in FIG. 8, for example, as shown in FIG. 7A, at least the main part of the section is missing. Just do it. The area of the missing portion should be 80% or more of the area of the number of sections to be missing, for example, 80% or more of the area of one section when one of the eight sections is missing. Is preferable. At this time, a portion where only the low light transmissive portion 3 is interposed is generated between the two main patterns, and the straight line connecting the centers of gravity of both main patterns 1a and 1b does not cross the auxiliary patterns 2a and 2b.

このように、接近する両主パターンの補助パターンのうち、互いに面する区画を欠落させた場合には、形成されるレジストパターンにおいて、レジスト膜厚の損失がゼロになるなど、損失を大きく低減し、顕著な効果が得られることがわかる。また、これと同様の効果は、図11(g)の実施例2や、図11(h)の実施例3のように、両主パターン1a,1bを更に接近させた場合(ホールピッチP=8μm,P=7.5μmの場合)にも得られることがわかる。その場合のレジストパターンの断面構造は、図9と同様になる。 In this way, when the compartments facing each other are omitted from the auxiliary patterns of the two main patterns that approach each other, the loss of the resist film thickness becomes zero in the formed resist pattern, and the loss is greatly reduced. It can be seen that a remarkable effect can be obtained. Further, the same effect as this is obtained when both main patterns 1a and 1b are brought closer to each other as in the second embodiment of FIG. 11 (g) and the third embodiment of FIG. 11 (h) (hole pitch P =). It can be seen that it can also be obtained (in the case of 8 μm and P = 7.5 μm). The cross-sectional structure of the resist pattern in that case is the same as in FIG.

ところで、図11(f)〜(i)の態様では、上記参考例4〜8と同じ露光Doseを適用しているにも関わらず、レジスト膜に転写されるホールパターンの径が、当初の目標寸法より若干小さくなっている。具体的には、当初の目標寸法である1.5(μm)に対し、実施例1についていえば、X−CD(X方向の径)は1.39(μm)、Y−CD(Y方向の径)は1.37(μm)となっている。
このため、被転写体上のX−CD、Y−CDをともに目標寸法(1.5μm)に近づけるには、上記β1を0.5μmより大きくすることが望まれる。
更に、被転写体上のX−CDおよびY−CDを等しく目標寸法(1.5μm)とするためには、X方向とY方向に、それぞれ適切なマスクバイアスβ2を付与することが好ましい。
By the way, in the aspects of FIGS. 11 (f) to 11 (i), the diameter of the hole pattern transferred to the resist film is the initial target, even though the same exposure Dose as in Reference Examples 4 to 8 is applied. It is slightly smaller than the size. Specifically, with respect to the initial target size of 1.5 (μm), in Example 1, the X-CD (diameter in the X direction) is 1.39 (μm) and the Y-CD (Y direction). Diameter) is 1.37 (μm).
Therefore, in order to bring both X-CD and Y-CD on the transferred object closer to the target size (1.5 μm), it is desirable to make β1 larger than 0.5 μm.
Further, in order to make the X-CD and the Y-CD on the transferred object equally target dimensions (1.5 μm), it is preferable to apply appropriate mask bias β2 in the X direction and the Y direction, respectively.

そこで、図12に示すように、図11の(f)〜(h)の態様において、マスク上のCDに対して、適切なβ2(x)、β2(y)を付与することにより、被転写体上に、X−CD、及びY−CDがともに目標寸法である1.5μmを得ている。 Therefore, as shown in FIG. 12, in the embodiments (f) to (h) of FIG. 11, the CD on the mask is imparted with appropriate β2 (x) and β2 (y) to be transferred. Both X-CD and Y-CD have obtained the target size of 1.5 μm on the body.

また、この結果、図11(f)〜(h)の実施例1のフォトマスクの場合は、DOF(焦点深度)の数値(24)が、参考例1のバイナリマスク(図2(a))や、参考例2のハーフトーン型位相シフトマスク(図2(b))より大きく、被転写体上に所望の径のホールパターンを安定して形成できることがわかる。また、露光に必要なEop Doseは、参考例1のバイナリマスクや参考例2のハーフトーン型位相シフトマスクの場合に比べて小さいため、露光工程を効率的に行うことができる。 As a result, in the case of the photomask of Example 1 of FIGS. 11 (f) to 11 (h), the numerical value (24) of DOF (depth of focus) is the binary mask of Reference Example 1 (FIG. 2 (a)). Further, it can be seen that the hole pattern having a desired diameter can be stably formed on the transferred object, which is larger than the halftone type phase shift mask (FIG. 2B) of Reference Example 2. Further, since the Eop Dose required for exposure is smaller than that of the binary mask of Reference Example 1 and the halftone type phase shift mask of Reference Example 2, the exposure process can be performed efficiently.

尚、図11(f)〜(h)の態様においては、第1主パターン1aに付随する補助パターン2aの八区画と、第2主パターン1bに付随する補助パターン2bの八区画のうち、互いに面する一区画を欠落させている。つまり、1つの主パターン1につき、補助パターン2の区画数を7としている。一方、両主パターン1a,1bを更に接近させて配置する場合は、既に欠落させた区画の両サイドに位置する区画を、更に欠落させてもよい。例えば、図11(i)の実施例4においては、第1主パターン1aに付随する補助パターン2aの八区画うち、区画Aと、その両サイドに位置する区画B,Hを欠落させるとともに、第2主パターン1bに付随する補助パターン2bの八区画のうち、区画Eと、その両サイドに位置する区画D,Fを欠落させることによって、レジスト膜厚の損失をゼロとしている。結果的に、ここでは1つの主パターン1につき、3つの区画を欠落させることで、補助パターン2の区画数を5としている。 In addition, in the aspect of FIGS. 11 (f) to 11 (h), of the eight sections of the auxiliary pattern 2a attached to the first main pattern 1a and the eight sections of the auxiliary pattern 2b attached to the second main pattern 1b, each other. One section facing is missing. That is, the number of compartments of the auxiliary pattern 2 is 7 for each main pattern 1. On the other hand, when the two main patterns 1a and 1b are arranged closer to each other, the compartments located on both sides of the already missing compartment may be further omitted. For example, in the fourth embodiment of FIG. 11 (i), of the eight compartments of the auxiliary pattern 2a accompanying the first main pattern 1a, the compartment A and the compartments B and H located on both sides thereof are omitted, and the first 2 Of the eight compartments of the auxiliary pattern 2b attached to the main pattern 1b, the compartment E and the compartments D and F located on both sides thereof are omitted, so that the loss of the resist film thickness is set to zero. As a result, here, the number of compartments of the auxiliary pattern 2 is set to 5 by omitting three compartments for one main pattern 1.

更に、互いに接近して配置した主パターン1の数は、2に限定されず、より多数のホール形成パターンを、接近した距離に配置することができ、その場合にも、上記と同様に区画の欠落をデザインすることができる。
接近して配置された複数の主パターン1(それぞれ、少なくとも他のいずれかと接近している)を含むパターン群において、含まれる主パターン1の数をNとし、補助パターン2の区画総数をKとするとき、
K≦(8−1)N
とすることができる。
Further, the number of main patterns 1 arranged close to each other is not limited to 2, and a larger number of hole forming patterns can be arranged at close distances, and even in this case, the divisions may be arranged in the same manner as described above. Missing can be designed.
In a pattern group including a plurality of main patterns 1 arranged close to each other (each of which is close to at least one of the others), the number of the main patterns 1 included is N, and the total number of compartments of the auxiliary pattern 2 is K. and when,
K ≦ (8-1) N
Can be.

尚、図11(f)〜(i)においては、第1主パターン1aに対して第2主パターン1bがX方向(図の左右方向)で接近する場合のみを例示したが、Y方向で接近する場合でも上記同様に、八区画のうちのいずれかを欠落させた補助パターン2を配置することができる。 In FIGS. 11 (f) to 11 (i), only the case where the second main pattern 1b approaches the first main pattern 1a in the X direction (horizontal direction in the figure) is illustrated, but it approaches in the Y direction. In the same manner as described above, the auxiliary pattern 2 in which any one of the eight sections is omitted can be arranged.

更に、第1主パターン1aに対して第2主パターン1bが、主パターン1の対角線方向から接近する場合など、斜めから接近する場合にも、本発明を有効に適用可能である。その場合でも、第1主パターン1aに付随する補助パターン2aの八区画のうち、第2主パターン1b側に面する少なくとも一区画を欠落させればよい。 Further, the present invention can be effectively applied even when the second main pattern 1b approaches the first main pattern 1a from an oblique direction, such as when the second main pattern 1b approaches from the diagonal direction of the main pattern 1. Even in that case, of the eight sections of the auxiliary pattern 2a attached to the first main pattern 1a, at least one section facing the second main pattern 1b side may be omitted.

また、第1主パターンに対して、第3主パターン、更には第4主パターンを接近させて配置する場合にも、上記同様に、各々の主パターンに付随する補助パターンの八区画のうち、互いに面する側の区画を欠落させることができる。その場合、複数の主パターンの相対的な配置によって、七区画の補助パターンをもつ主パターン、五区画の補助パターンをもつ主パターンのほかに、六区画、四区画、三区画、二区画、更には一区画の補助パターンをもつ主パターンが存在してもよい。
例えば、2つの主パターンが、互いに1区画ずつ欠落した補助パターンを有するパターン群、又は、互いに3区画ずつ欠落した補助パターンを有するパターン群とすることができる。
又は、3つの主パターンが、その配列(X方向、Y方向、又はX及びY方向、以下同様)により、それぞれ1又は2区画欠落した補助パターンを有するパターン群とすることができる。
4つの主パターンが、その配列により、それぞれ1〜5区画欠落した補助パターンを有するパターン群とすることもできる。
以下、5つ、又は6つ、又は7つの主パターンが、その配列により、それぞれ1〜6区画欠落した補助パターン群とし、又は、8つの主パターンが、その配列により、それぞれ1〜7区画欠落した補助パターンを有するパターン群とすることもできる。
一方、1つの主パターンがもつ補助パターンは、他の主パターンに面した側の区画、又は、その両サイドの区画以外には欠落がないものとすることができる。
Further, when the third main pattern and the fourth main pattern are arranged closer to the first main pattern, among the eight sections of the auxiliary patterns attached to each main pattern, as described above, The compartments facing each other can be omitted. In that case, depending on the relative arrangement of the plurality of main patterns, in addition to the main pattern having the auxiliary pattern of seven sections and the main pattern having the auxiliary pattern of five sections, six sections, four sections, three sections, two sections, and further May have a main pattern with a compartmentalized auxiliary pattern.
For example, the two main patterns can be a pattern group having auxiliary patterns missing one section from each other, or a pattern group having auxiliary patterns missing three sections from each other.
Alternatively, the three main patterns can be a pattern group having an auxiliary pattern lacking one or two compartments, respectively, depending on the arrangement (X direction, Y direction, or X and Y directions, and the same applies hereinafter).
Depending on the arrangement of the four main patterns, each of the four main patterns can be a pattern group having an auxiliary pattern lacking 1 to 5 sections.
Hereinafter, five, six, or seven main patterns are used as an auxiliary pattern group in which 1 to 6 sections are missing due to the arrangement, or 8 main patterns are missing 1 to 7 sections, respectively, due to the arrangement. It is also possible to make a pattern group having an auxiliary pattern.
On the other hand, the auxiliary pattern included in one main pattern may have no omissions other than the compartments on the side facing the other main pattern or the compartments on both sides thereof.

また、複数のホール形成用パターンの接近方向に応じて、被転写体上に形成されるホールパターンの径が、X方向及びY方向で異なる数値となることがある。これは、補助パターンの一部区画の欠落によって生じる光学像の変化が、X方向とY方向に対して不均等に生じたことによる。そこで、X方向とY方向の不均等な光学像への影響を補償する目的で、パターンの描画データに、X方向とY方向で異なる寸法のマスクバイアスβ2を付与することが有用である。 Further, the diameter of the hole pattern formed on the transferred body may be a different value in the X direction and the Y direction depending on the approaching direction of the plurality of hole forming patterns. This is because the change in the optical image caused by the lack of a part of the auxiliary pattern occurs unevenly in the X direction and the Y direction. Therefore, for the purpose of compensating for the influence on the optical image having unevenness in the X direction and the Y direction, it is useful to apply mask bias β2 having different dimensions in the X direction and the Y direction to the drawing data of the pattern.

例えば、上記図7(a)に示すように、第1主パターン1aと第2主パターン1bがX方向に配列し、両主パターン1a,1bに付随する補助パターン2a,2bのうち、互いに面する区画(すなわち、Y方向に伸びる区画)を欠落させる場合は、第1主パターン1a及び第2主パターン1bの寸法に付与するマスクバイアスβ2(μm)につき、X方向の付与量をβ2(x)、Y方向の付与量をβ2(y)とするとき、β2(y)>β2(x)とすることができる。
具体的には、主パターンからみて、補助パターンの欠落部がある方向(図7(a)ではX方向)と垂直な方向(図7(a)では、Y方向)に、正の値のバイアスβ2(y)を付与する。更に、必要に応じ、補助パターンの欠落部がある方向(図7(a)ではX方向)に、負の値のバイアスβ2(x)を付与することができる。
For example, as shown in FIG. 7A, the first main pattern 1a and the second main pattern 1b are arranged in the X direction, and among the auxiliary patterns 2a and 2b attached to both main patterns 1a and 1b, they face each other. When the section to be used (that is, the section extending in the Y direction) is omitted, the amount given in the X direction is β2 (x) for the mask bias β2 (μm) given to the dimensions of the first main pattern 1a and the second main pattern 1b. ), When the amount given in the Y direction is β2 (y), β2 (y)> β2 (x) can be set.
Specifically, a positive bias in the direction perpendicular to the direction in which the auxiliary pattern is missing (X direction in FIG. 7A) and the Y direction in FIG. 7A when viewed from the main pattern. Add β2 (y). Further, if necessary, a negative value bias β2 (x) can be applied in the direction in which the auxiliary pattern is missing (X direction in FIG. 7A).

このようにマスクバイアスβ2を付与した主パターン1a,1bを含むフォトマスクの転写用パターンを図13に例示する。ここでは、上記マスクバイアスを付加した結果、主パターン1a,1bのX方向の寸法がY方向の寸法より小さく、主パターン1a,1bの形状が縦長の長方形となっている。 FIG. 13 illustrates a transfer pattern of a photomask including the main patterns 1a and 1b to which the mask bias β2 is applied. Here, as a result of adding the mask bias, the dimensions of the main patterns 1a and 1b in the X direction are smaller than the dimensions in the Y direction, and the shapes of the main patterns 1a and 1b are vertically long rectangles.

図11(g)の態様では、正方形の主パターン1a,1bの転写像として被転写体上に形成されるホールパターンが横長の長方形となる。このため、マスクバイアスの付与によって主パターン1a,1bの形状を縦長の長方形とすれば、補助パターン2a,2bの一部区画の欠落に起因するパターン寸法の誤差を解消することができる。その結果、被転写体上に、X方向の寸法とY方向の寸法が等しいホールパターンを形成することが可能となる。従って、光学シミュレーションにより、被転写体上にX方向とY方向の寸法が同等になるための、バイアス量β2を、X方向、Y方向のそれぞれについて求め、これを、パターン描画データに反映させれば良い。 In the aspect of FIG. 11 (g), the hole pattern formed on the transferred object as a transfer image of the square main patterns 1a and 1b is a horizontally long rectangle. Therefore, if the shapes of the main patterns 1a and 1b are made vertically long rectangles by applying the mask bias, it is possible to eliminate the error in the pattern dimensions caused by the omission of some sections of the auxiliary patterns 2a and 2b. As a result, it is possible to form a hole pattern in which the dimensions in the X direction and the dimensions in the Y direction are equal on the transferred body. Therefore, by optical simulation, the bias amount β2 for making the dimensions in the X direction and the Y direction equal on the transferred object is obtained for each of the X direction and the Y direction, and this is reflected in the pattern drawing data. Just do it.

このため、フォトマスクの有する転写用パターンにおいて、バイアスβ2を付与した主パターンは、長方形となる。すなわち、第1主パターン1aは、接近した位置にある第2主パターン1bに面した側に長辺をもつ長方形になっている。
上記した図13のような配列例でいえば、バイアスβ2の付与前の主パターンをパターン幅W1の正方形としたとき、主パターンの長辺W3(y)は、W3(y)=W1+β2(y)となり、短辺W3(x)は、W3(x)=W1+β2(x)となる。そして、W3(x)、及びW3(y)は、好ましくは、以下の式を充足する。
長辺については、
0.8≦W3(y)≦4.0、より好ましくは、1.0≦W3(y)<3.5
短辺については、
0.8≦W3(x)≦4.0、より好ましくは、1.0≦W3(x)≦3.0
Therefore, in the transfer pattern of the photomask, the main pattern to which the bias β2 is applied becomes a rectangle. That is, the first main pattern 1a is a rectangle having a long side on the side facing the second main pattern 1b at a close position.
In the arrangement example as shown in FIG. 13 described above, when the main pattern before applying the bias β2 is a square having a pattern width W1, the long side W3 (y) of the main pattern is W3 (y) = W1 + β2 (y). ), And the short side W3 (x) becomes W3 (x) = W1 + β2 (x). Then, W3 (x) and W3 (y) preferably satisfy the following equations.
For the long side,
0.8 ≦ W3 (y) ≦ 4.0, more preferably 1.0 ≦ W3 (y) <3.5
For the short side,
0.8 ≦ W3 (x) ≦ 4.0, more preferably 1.0 ≦ W3 (x) ≦ 3.0

上述のとおり、本実施形態のフォトマスクを表示装置製造用のフォトマスクとして用いる場合、すなわち、本実施形態のフォトマスクを表示装置製造用のフォトレジストと組み合わせて用いる場合には、被転写体上において補助パターンに対応する部分のレジスト膜厚の損失を大幅に低減することが可能となる。 As described above, when the photomask of the present embodiment is used as a photomask for manufacturing a display device, that is, when the photomask of the present embodiment is used in combination with a photoresist for manufacturing a display device, it is on the transferred object. It is possible to significantly reduce the loss of the resist film thickness in the portion corresponding to the auxiliary pattern.

<フォトマスクの製造方法>
次に、本発明の実施形態に適用可能なフォトマスクの製造方法の一例について、図14(a)〜(f)を参照して以下に説明する。尚、図14(a)〜(f)では、左側に断面図、右側に平面図を示すとともに、簡便化のため、フォトマスクパターン形状は、第1主パターンとそれに付随する補助パターンのみを示している。
<Manufacturing method of photomask>
Next, an example of a method for producing a photomask applicable to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 14 (a) to 14 (f). In FIGS. 14 (a) to 14 (f), a cross-sectional view is shown on the left side and a plan view is shown on the right side, and for simplification, the photomask pattern shape shows only the first main pattern and the auxiliary pattern accompanying the first main pattern. ing.

まず、図14(a)に示すように、フォトマスクブランク30を用意する。このフォトマスクブランク30では、ガラス等からなる透明基板10上に、位相シフト膜11と低透光膜12とがこの順に形成されており、更に第1フォトレジスト膜13が塗布されている。 First, as shown in FIG. 14A, a photomask blank 30 is prepared. In the photomask blank 30, a phase shift film 11 and a low translucency film 12 are formed in this order on a transparent substrate 10 made of glass or the like, and a first photoresist film 13 is further applied.

位相シフト膜11は、透明基板10の主表面上に形成されている。位相シフト膜11は、i線、h線、g線のいずれかを露光光の代表波長とするとき、その代表波長に対する透過率T1(%)が、好ましくは、20〜80(%)より好ましくは、30〜75(%)、更に好ましくは、40〜75(%)とする。また、上記代表波長に対する位相シフト膜11の位相シフト量は、略180度である。このようは位相シフト膜11により、透光部からなる主パターンと、位相シフト部からなる補助パターンとの間の透過光の位相差を略180度とすることができる。そのような位相シフト膜11は、i線〜g線の波長範囲にある代表波長の光の位相を略180度シフトする。位相シフト膜11の成膜方法としては、スパッタ法等公知の方法を適用することができる。 The phase shift film 11 is formed on the main surface of the transparent substrate 10. When any of i-line, h-line, and g-line is used as the representative wavelength of the exposure light, the phase shift film 11 has a transmittance T1 (%) with respect to the representative wavelength, preferably more than 20 to 80 (%). Is 30 to 75 (%), more preferably 40 to 75 (%). The phase shift amount of the phase shift film 11 with respect to the representative wavelength is approximately 180 degrees. In this way, the phase shift film 11 makes it possible to set the phase difference of the transmitted light between the main pattern composed of the translucent portion and the auxiliary pattern composed of the phase shift portion to be approximately 180 degrees. Such a phase shift film 11 shifts the phase of light having a representative wavelength in the wavelength range of i-line to g-line by approximately 180 degrees. As a method for forming the phase shift film 11, a known method such as a sputtering method can be applied.

位相シフト膜11は、上記の透過率と位相差を充足し、かつ、以下に述べるとおり、ウェットエッチング可能な材料で形成することが望ましい。但し、ウェットエッチングの際に生じるサイドエッチングの量が大きくなりすぎると、CD精度の劣化や、アンダーカットによる上層膜の破壊などの不都合が生じる。このため、位相シフト膜11の膜厚は、2000Å以下とするのがよく、好ましくは、300〜2000Å、より好ましくは、300〜1800Åである。 It is desirable that the phase shift film 11 is made of a material that satisfies the above transmittance and phase difference and can be wet-etched as described below. However, if the amount of side etching generated during wet etching becomes too large, inconveniences such as deterioration of CD accuracy and destruction of the upper layer film due to undercut occur. Therefore, the film thickness of the phase shift film 11 is preferably 2000 Å or less, preferably 300 to 2000 Å, and more preferably 300 to 1800 Å.

また、これらの条件を充足するためには、位相シフト膜11の材料は、露光光に含まれる代表波長(例えばh線)の屈折率が、好ましくは、1.5〜2.9であり、より好ましくは、1.8〜2.4である。 Further, in order to satisfy these conditions, the material of the phase shift film 11 has a refractive index of a representative wavelength (for example, h line) contained in the exposure light, preferably 1.5 to 2.9. More preferably, it is 1.8 to 2.4.

更に、位相シフト効果を十分に発揮するためには、ウェットエッチングによるパターン断面(被エッチング面)が、透明基板10の主表面に対して垂直に近いことが好ましい。 Further, in order to sufficiently exert the phase shift effect, it is preferable that the pattern cross section (surface to be etched) by wet etching is close to perpendicular to the main surface of the transparent substrate 10.

上記性質を考慮するとき、位相シフト膜11の材料としては、Zr、Nb、Hf、Ta、Mo、TiのいずれかとSi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を用いることができる。 Considering the above properties, the material of the phase shift film 11 is a material containing any of Zr, Nb, Hf, Ta, Mo, Ti and Si, or oxides, nitrides, and oxide nitrides of these materials. , Carbides, or materials containing carbides of oxide and nitrides can be used.

位相シフト膜11上には、低透光膜12が形成される。低透光膜12の成膜方法としては、位相シフト膜11の場合と同様に、スパッタ法等公知の手段を適用することができる。
また、位相シフト膜11のもつ、位相シフト量の波長依存性は、i線、h線、及びg線に対し、変動幅が40度以内であることが好ましい。
A low translucency film 12 is formed on the phase shift film 11. As a method for forming the low light-transmitting film 12, a known means such as a sputtering method can be applied as in the case of the phase shift film 11.
Further, the wavelength dependence of the phase shift amount of the phase shift film 11 preferably has a fluctuation range of 40 degrees or less with respect to the i-line, h-line, and g-line.

低透光膜12は、実質的に露光光を透過しない遮光膜で構成することができる。またこれ以外にも、露光光の代表波長に対して、所定の低い透過率をもつ膜で低透光膜12を構成することもできる。本実施形態のフォトマスクの製造に用いる低透光膜12は、i線〜g線の波長範囲にある代表波長の光に対して、位相シフト膜11の透過率T1(%)より低い透過率T2(%)をもつ。 The low light-transmitting film 12 can be formed of a light-shielding film that does not substantially transmit exposure light. In addition to this, the low translucency film 12 can also be formed of a film having a predetermined low transmittance with respect to the representative wavelength of the exposure light. The low transmissive film 12 used in the production of the photomask of the present embodiment has a transmittance lower than the transmittance T1 (%) of the phase shift film 11 with respect to light having a representative wavelength in the wavelength range of i-line to g-line. It has T2 (%).

低透光膜12が低い透過率で露光光を透過する場合には、露光光に対する低透光膜12の透過率及び位相シフト量は、本実施形態のフォトマスクの低透光部の透過率及び位相シフト量を達成できるものであることが求められる。好ましくは、位相シフト膜11と低透光膜12との積層状態で、露光光の代表波長の光に対する透過率T3(%)が、T3≦20であり、かつ、位相シフト量φ3が、好ましくは90(度)以下、より好ましくは60(度)以下である。 When the low transmissive film 12 transmits the exposure light with a low transmittance, the transmittance and the phase shift amount of the low transmissive film 12 with respect to the exposure light are the transmittance of the low transmissive portion of the photo mask of the present embodiment. And it is required that the phase shift amount can be achieved. Preferably, in the laminated state of the phase shift film 11 and the low translucency film 12, the transmittance T3 (%) with respect to the light of the representative wavelength of the exposure light is T3 ≦ 20, and the phase shift amount φ3 is preferable. Is 90 (degrees) or less, more preferably 60 (degrees) or less.

低透光膜12の単独の性質としては、実質的に上記代表波長の光を透過しないものであるか、又は、30(%)未満の透過率(T2(%))をもち(すなわち、0<T2<30)、位相シフト量(φ2)が略180度であることが好ましい。略180度とは、120〜240度を意味する。好ましくは、位相シフト量φ2は150〜210(度)である。 The single property of the low translucency film 12 is that it does not substantially transmit light of the above-mentioned representative wavelength, or has a transmittance (T2 (%)) of less than 30 (%) (that is, 0). It is preferable that <T2 <30) and the phase shift amount (φ2) are approximately 180 degrees. Approximately 180 degrees means 120 to 240 degrees. Preferably, the phase shift amount φ2 is 150 to 210 (degrees).

低透光膜12の材料は、Cr又はその化合物(酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、又は酸化窒化炭化物)であっても良く、又は、Mo、W、Ta、Tiを含む金属のシリサイド、又は、該シリサイドの上記化合物であっても良い。但し、低透光膜12の材料は、位相シフト膜11と同様にウェットエッチングが可能であり、かつ、位相シフト膜11の材料に対してエッチング選択性をもつ材料が好ましい。すなわち、位相シフト膜11のエッチング剤に対して低透光膜12は耐性をもち、また、低透光膜12のエッチング剤に対して、位相シフト膜11は耐性をもつことが望ましい。 The material of the low translucency film 12 may be Cr or a compound thereof (oxide, nitride, carbide, oxynitride, or carbide oxide), or a metal containing Mo, W, Ta, and Ti. It may be festival or the above compound of the silicide. However, the material of the low light-transmitting film 12 is preferably a material that can be wet-etched like the phase-shift film 11 and has etching selectivity with respect to the material of the phase-shift film 11. That is, it is desirable that the low light-transmitting film 12 has resistance to the etching agent of the phase shift film 11, and the phase shift film 11 has resistance to the etching agent of the low light transmission film 12.

低透光膜12上には第1フォトレジスト膜13が塗布される。本実施形態のフォトマスクは、好ましくはレーザー描画装置によって描画されるため、それに適したフォトレジストとする。第1フォトレジスト膜13を構成するフォトレジストはポジ型でもネガ型でも良いが、以下ではポジ型のフォトレジストとして説明する。 The first photoresist film 13 is coated on the low translucency film 12. Since the photomask of the present embodiment is preferably drawn by a laser drawing apparatus, a photoresist suitable for it is used. The photoresist constituting the first photoresist film 13 may be a positive type or a negative type, but will be described below as a positive type photoresist.

次に、図14(b)に示すように、第1フォトレジスト膜13に対して、描画装置を用い、転写用パターンに基づいた描画データによる描画を行う(第1描画)。そして、現像によって得られた第1レジストパターン13pをマスクとして、低透光膜12をウェットエッチングすることにより、低透光膜パターン12pを形成する。この段階で、低透光部となる領域が画定するとともに、低透光部によって囲まれる補助パターン(低透光膜パターン12p)の領域が画定する。ウェットエッチングするためのエッチング液(ウェットエッチャント)は、使用する低透光膜12の組成に適合した公知のものを使用できる。例えば、Crを含有する膜であれば、ウェットエッチャントとして硝酸第2セリウムアンモニウム等を使用できる。 Next, as shown in FIG. 14 (b), the first photoresist film 13 is drawn with drawing data based on the transfer pattern using a drawing device (first drawing). Then, the low translucent film pattern 12p is formed by wet etching the low translucent film 12 using the first resist pattern 13p obtained by development as a mask. At this stage, a region to be a low light-transmitting portion is defined, and a region of an auxiliary pattern (low light-transmitting film pattern 12p) surrounded by the low light-transmitting portion is defined. As the etching solution (wet etchant) for wet etching, a known etching solution suitable for the composition of the low light transmissive film 12 to be used can be used. For example, in the case of a film containing Cr, dicerium ammonium nitrate or the like can be used as the wet etchant.

次に、図14(c)に示すように、第1レジストパターン13pを剥離する。これにより、低透光膜パターン12pと、位相シフト膜11の一部が露出する。 Next, as shown in FIG. 14 (c), the first resist pattern 13p is peeled off. As a result, the low translucent film pattern 12p and a part of the phase shift film 11 are exposed.

次に、図14(d)に示すように、低透光膜パターン12pを含む全面に、第2フォトレジスト膜14を塗布する。 Next, as shown in FIG. 14D, the second photoresist film 14 is applied to the entire surface including the low translucent film pattern 12p.

次に、図14(e)に示すように、第2フォトレジスト膜14に対して第2描画を行った後、現像によって第2レジストパターン14pを形成する。次に、第2レジストパターン14pと低透光膜パターン12pをマスクとして、位相シフト膜11をウェットエッチングする。このエッチング(現像)によって透明基板10の主表面が透光部として露出し、これによって透光部からなる主パターンの領域が画定する。 Next, as shown in FIG. 14 (e), a second drawing is performed on the second photoresist film 14, and then a second resist pattern 14p is formed by development. Next, the phase shift film 11 is wet-etched using the second resist pattern 14p and the low light-transmitting film pattern 12p as masks. By this etching (development), the main surface of the transparent substrate 10 is exposed as a translucent portion, whereby a region of the main pattern composed of the translucent portion is defined.

尚、第2レジストパターン14pは、補助パターンとなる領域を覆い、透光部からなる主パターンの領域に開口をもつものである。その場合、第2レジストパターン14pの開口縁よりも内側で低透光膜パターン12pのエッジ部分が露出するよう、第2描画の描画データに対してサイジングを行っておくことが好ましい。このようにすれば、第1描画と第2描画との間に生じるアライメントずれを吸収し、転写用パターンのCD精度の劣化を防止できる。 The second resist pattern 14p covers the region serving as the auxiliary pattern and has an opening in the region of the main pattern composed of the translucent portion. In that case, it is preferable to perform sizing on the drawing data of the second drawing so that the edge portion of the low translucent film pattern 12p is exposed inside the opening edge of the second resist pattern 14p. By doing so, it is possible to absorb the misalignment that occurs between the first drawing and the second drawing and prevent deterioration of the CD accuracy of the transfer pattern.

すなわち、第2描画の際に第2レジストパターン14pのサイジングを行えば、被転写体上に孤立したホールパターンを形成しようとする場合に、位相シフト膜11と低透光膜12とのパターニングに位置ずれが生じなくなる。このため、図1に例示するような転写用パターンにおいて、主パターン1及び補助パターン2の重心を精緻に一致させることができる。 That is, if the second resist pattern 14p is sized at the time of the second drawing, the phase shift film 11 and the low translucency film 12 can be patterned when an isolated hole pattern is to be formed on the transferred object. There will be no misalignment. Therefore, in the transfer pattern as illustrated in FIG. 1, the centers of gravity of the main pattern 1 and the auxiliary pattern 2 can be precisely matched.

位相シフト膜11のエッチングに用いるウェットエッチャントは、位相シフト膜11の組成に応じて適宜選択する。 The wet etching used for etching the phase shift film 11 is appropriately selected according to the composition of the phase shift film 11.

次に、図14(f)に示すように、第2レジストパターン14pを剥離する。これにより、転写用パターンを備えるフォトマスクが完成する。尚、図14では区画の欠落がない正八角形の補助パターンを形成する場合を示しているが、八区画のうちのいずれかを欠落させる場合は、図14(b)において補助パターンの領域を画定する際に、欠落させる区画の位置及び大きさに応じて描画データを変更すればよい。 Next, as shown in FIG. 14 (f), the second resist pattern 14p is peeled off. As a result, a photomask having a transfer pattern is completed. In addition, although FIG. 14 shows a case where a regular octagonal auxiliary pattern without missing sections is formed, when any of the eight sections is missing, the area of the auxiliary pattern is defined in FIG. 14 (b). At that time, the drawing data may be changed according to the position and size of the section to be omitted.

上記フォトマスクの製造において、位相シフト膜11や低透光膜12などの光学膜をパターニングする際に適用可能なエッチングには、ドライエッチング、又はウェットエッチングがある。いずれを採用しても良いが、本発明においてはウェットエッチングが特に有利である。これは、表示装置製造用のフォトマスクは、サイズが比較的大きく、更に多種類のサイズが存在するからである。このようなフォトマスクを製造する際に、真空チャンバーを要するドライエッチングを適用すると、ドライエッチング装置の大型化や製造工程の効率低下を招くことになる。 In the production of the photomask, the etching applicable when patterning an optical film such as the phase shift film 11 or the low light transmissive film 12 includes dry etching and wet etching. Either may be adopted, but wet etching is particularly advantageous in the present invention. This is because photomasks for manufacturing display devices are relatively large in size, and there are many types of sizes. If dry etching that requires a vacuum chamber is applied when manufacturing such a photomask, the size of the dry etching apparatus will be increased and the efficiency of the manufacturing process will be reduced.

但し、このようなフォトマスクを製造する際にウェットエッチングを適用することに伴う課題もある。ウェットエッチングは等方エッチングの性質をもつため、所定の膜を深さ方向にエッチングして溶出させるときに、深さ方向に対して垂直な方向にもエッチングが進行する。例えば、膜厚F(nm)の位相シフト膜11をエッチングしてスリットを形成するとき、エッチングマスクとなるレジストパターンの開口は、所望のスリット幅より2F(nm)(すなわち、片側F(nm))だけ小さくするが、微細幅のスリットになるほど、レジストパターン開口の寸法精度を維持しにくい。このため、補助パターンの幅dは1μm以上、好ましくは1.3μm以上とすることが有用である。 However, there are also problems associated with applying wet etching when manufacturing such a photomask. Since wet etching has the property of isotropic etching, when a predetermined film is etched and eluted in the depth direction, the etching proceeds in the direction perpendicular to the depth direction. For example, when the phase shift film 11 having a film thickness of F (nm) is etched to form a slit, the opening of the resist pattern serving as an etching mask is 2F (nm) (that is, one side F (nm)) from the desired slit width. ), But the finer the width of the slit, the more difficult it is to maintain the dimensional accuracy of the resist pattern opening. Therefore, it is useful that the width d of the auxiliary pattern is 1 μm or more, preferably 1.3 μm or more.

また、上記膜厚F(nm)が大きい場合には、サイドエッチング量も大きくなるため、膜厚が小さくても略180度の位相シフト量をもつ膜材料を用いることが有利である。このため、露光光の代表波長に対して位相シフト膜11の屈折率が高いことが望まれる。具体的には、上記代表波長に対する屈折率が、好ましくは、1.5〜2.9、より好ましくは、1.8〜2.4であるような材料を用いて、位相シフト膜11を形成することが好ましい。 Further, when the film thickness F (nm) is large, the side etching amount is also large, so it is advantageous to use a film material having a phase shift amount of about 180 degrees even if the film thickness is small. Therefore, it is desired that the refractive index of the phase shift film 11 is high with respect to the representative wavelength of the exposure light. Specifically, the phase shift film 11 is formed by using a material having a refractive index of preferably 1.5 to 2.9, more preferably 1.8 to 2.4 with respect to the representative wavelength. It is preferable to do so.

本発明は、本実施形態のフォトマスクを用いて、露光装置により露光し、被転写体上に、上記転写用パターンを転写する工程を含む、表示装置の製造方法を含む。 The present invention includes a method for manufacturing a display device, which comprises a step of exposing with an exposure device using the photomask of the present embodiment and transferring the transfer pattern onto a transfer target.

本発明の表示装置の製造方法は、まず、本実施形態のフォトマスクを用意する。次に、開口数(NA)が0.08〜0.15であり、i線、h線、g線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0.8〜3.0(μm)のホールパターンを形成する。露光には、等倍露光を適用することが一般的であり、有利である。 In the method for manufacturing the display device of the present invention, first, the photomask of the present embodiment is prepared. Next, the transfer pattern is exposed by using an exposure device having a numerical aperture (NA) of 0.08 to 0.15 and an exposure light source including i-line, h-line, and g-line, and the transferred object is transferred. A hole pattern having a diameter W2 of 0.8 to 3.0 (μm) is formed on the top. It is common and advantageous to apply 1x exposure to the exposure.

本実施形態のフォトマスクを用いて、転写用パターンを転写する際には、縮小露光を用いても良いが、表示装置製造用フォトマスクに用いる露光機としては、等倍のプロジェクション露光を行う方式であって、以下のものが好ましい。例えば、光学系の開口数(NA)は、
0.08≦NA<0.20、
より好ましくは、
0.08≦NA≦0.15、
更には、
0.08<NA<0.15
であることが望ましい。
また、σ(コヒレンスファクタ)は、
0.4≦σ≦0.9
より好ましくは、
0.4<σ<0.7
更に好ましくは、
0.4<σ<0.6
である。
露光光源は、i線、h線及びg線の少なくとも一つを露光光に含む光源を用いる。単一波長の露光光を適用する場合には、i線を用いることが好ましい。一方、i線、h線、g線のすべてを含む光源(ブロード波長光源ともいう)を用いることは、十分な光量確保の点で有用である。
When transferring the transfer pattern using the photomask of the present embodiment, reduced exposure may be used, but as an exposure machine used for a photomask for manufacturing a display device, a method of performing projection exposure at the same magnification. The following are preferable. For example, the numerical aperture (NA) of an optical system is
0.08 ≤ NA <0.20,
More preferably
0.08 ≤ NA ≤ 0.15,
Furthermore,
0.08 <NA <0.15
Is desirable.
In addition, σ (coherence factor) is
0.4 ≤ σ ≤ 0.9
More preferably
0.4 <σ <0.7
More preferably
0.4 <σ <0.6
Is.
As the exposure light source, a light source that includes at least one of i-line, h-line, and g-line in the exposure light is used. When applying exposure light of a single wavelength, it is preferable to use i-line. On the other hand, using a light source containing all of i-line, h-line, and g-line (also referred to as a broad wavelength light source) is useful in terms of securing a sufficient amount of light.

また、使用する露光装置の光源は、斜光照明(輪帯照明など)を使用しても良いが、斜光照明を適用しない通常照明を用いることで本発明の優れた効果が十分に得られる。 Further, the light source of the exposure apparatus to be used may be oblique light illumination (ring band illumination or the like), but the excellent effect of the present invention can be sufficiently obtained by using normal illumination to which oblique illumination is not applied.

本発明により、表示装置製造用マスクを用いた表示装置の製造方法においては、微細な密集パターンであっても、被転写体上への転写を安定して行うことができる。具体的には、DOFやMEEFなど、製造に際してのプロセスの裕度(Process Margin)を確保しつつ、精緻にホールパターンを形成できる。更に、密集パターンを形成するに際して、被転写体上に形成されるレジストパターンの厚みを十分に確保できる。これは、表示装置生産の上で、CD精度を高め、安定生産、高歩留といった、産業上の利益を提供する。 According to the present invention, in the method of manufacturing a display device using a mask for manufacturing a display device, transfer onto a transfer target can be stably performed even with a fine dense pattern. Specifically, it is possible to precisely form a hole pattern while ensuring the process margin of manufacturing such as DOF and MEEF. Further, when forming the dense pattern, the thickness of the resist pattern formed on the transferred body can be sufficiently secured. This enhances CD accuracy in display device production and provides industrial benefits such as stable production and high yield.

1(1a,1b)…主パターン
2(2a,2b)…補助パターン
3…低透光部
4…透光部
5…位相シフト部
10…透明基板
11…位相シフト膜
12…低透光膜
1 (1a, 1b) ... Main pattern 2 (2a, 2b) ... Auxiliary pattern 3 ... Low translucency part 4 ... Translucency part 5 ... Phase shift part 10 ... Transparent substrate 11 ... Phase shift film 12 ... Low translucency film

Claims (8)

透明基板の主表面上に形成された光学膜をパターニングしてなる転写用パターンをもつ、表示装置製造用フォトマスクであって、
前記転写用パターンは、
前記主表面が露出してなる四角形の透光部からなる主パターン、
前記主パターンの周辺に配置された、位相シフト部からなる補助パターン、及び
前記主パターンと前記補助パターン以外の領域に形成された低透光部を含み、
前記主パターンの周辺において前記主パターンを囲む、所定幅の正八角形帯を定義するとき、前記補助パターンは前記正八角形帯の少なくとも一部を構成し、
前記転写用パターンが含む複数の前記主パターンの1つを第1主パターンとするとき、前記第1主パターンと異なる第2主パターンが前記第1主パターンに接近した位置に配置され、
前記第1主パターンを囲む前記正八角形帯を構成する八区画のうち、前記第2主パターン側に面する一区画に欠落のある補助パターンが、前記第1主パターンの周辺に配置され、且つ、
前記第2主パターンを囲む前記正八角形帯を構成する八区画のうち、前記第1主パターン側に面する一区画に欠落のある補助パターンが、前記第2主パターンの周辺に配置されることを特徴とする、表示装置製造用フォトマスク。
A photomask for manufacturing a display device, which has a transfer pattern formed by patterning an optical film formed on the main surface of a transparent substrate.
The transfer pattern is
A main pattern consisting of a quadrangular translucent part whose main surface is exposed ,
Includes an auxiliary pattern consisting of a phase shift portion arranged around the main pattern, and a low light transmissive portion formed in a region other than the main pattern and the auxiliary pattern.
When defining a regular octagonal band of a predetermined width that surrounds the main pattern around the main pattern, the auxiliary pattern constitutes at least a part of the regular octagonal band.
When one of the plurality of main patterns included in the transfer pattern is used as the first main pattern, a second main pattern different from the first main pattern is arranged at a position close to the first main pattern.
Of the eight sections constituting the regular octagonal band surrounding the first main pattern, an auxiliary pattern having a gap in one section facing the second main pattern side is arranged around the first main pattern and ,
The second main pattern surrounding the one of the equilateral constituting the rectangular band eight compartments, the first main pattern side auxiliary pattern of missing a section facing is Rukoto disposed around the second main pattern A photomask for manufacturing display devices.
前記主パターンの径をW1とするとき、前記転写用パターンは、被転写体上に、前記主パターンの転写像として径W2(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に記載の表示装置製造用フォトマスク。 When the diameter of the main pattern is W1, the transfer pattern is characterized in that a hole pattern having a diameter of W2 (however, W1 ≧ W2) is formed as a transfer image of the main pattern on the transferred object. The photomask for manufacturing a display device according to claim 1. 前記第1主パターンと前記第2主パターンの配列方向をX方向とするとき、前記第1主パターンのX方向の寸法は、前記X方向と垂直なY方向の寸法より小さいことを特徴とする、請求項1又は2に記載の表示装置製造用フォトマスク。 When the arrangement direction of the first main pattern and the second main pattern is the X direction, the dimension of the first main pattern in the X direction is smaller than the dimension in the Y direction perpendicular to the X direction. , A photomask for manufacturing a display device according to claim 1 or 2. 前記転写用パターンは、3以上の前記主パターンが、X方向、前記X方向と垂直なY方向、又は前記X方向及び前記Y方向に規則的に配列した密集パターンを含み、前記密集パターンを構成する主パターンのそれぞれが、前記八区画のうち、他の主パターン側に面する少なくとも一区画を欠落した前記補助パターンを有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。 The transfer pattern includes a dense pattern in which three or more main patterns are regularly arranged in the X direction, the Y direction perpendicular to the X direction, or the X direction and the Y direction, and constitutes the dense pattern. The present invention according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the main patterns to be used has the auxiliary pattern lacking at least one of the eight sections facing the other main pattern side. Photomask for manufacturing display devices. 前記位相シフト部は、前記透明基板上に、露光光の代表波長に対する透過率が20〜80%であるとともに、前記露光光の位相を略180度シフトする位相シフト膜が形成されてなることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。 The phase shift portion is formed on the transparent substrate by forming a phase shift film having a transmittance of 20 to 80% with respect to a representative wavelength of the exposure light and shifting the phase of the exposure light by approximately 180 degrees. The photomask for manufacturing a display device according to any one of claims 1 to 4, which is characterized. 前記低透光部は、露光光に対する光学濃度ODが2以上の遮光部であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。 The photomask for manufacturing a display device according to any one of claims 1 to 5, wherein the low light-transmitting portion is a light-shielding portion having an optical density OD of 2 or more with respect to exposure light. 前記第1主パターンの重心と前記第2主パターンの重心とを結ぶ直線は、前記補助パターンを横切らないことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。The display device for manufacturing according to any one of claims 1 to 6, wherein the straight line connecting the center of gravity of the first main pattern and the center of gravity of the second main pattern does not cross the auxiliary pattern. Photomask. 請求項1〜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0.08〜0.15であり、i線、h線、及びg線の少なくともいずれかひと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0.8〜3.0(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。
The step of preparing the photomask according to any one of claims 1 to 7 and
The transfer pattern is exposed by using an exposure device having an exposure light source having a numerical aperture (NA) of 0.08 to 0.15 and containing at least one of i-line, h-line, and g-line. A method for manufacturing a display device, which comprises a step of forming a hole pattern having a diameter W2 of 0.8 to 3.0 (μm) on a transfer target.
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