TW201329615A - 光罩之製造方法、光罩、圖案轉印方法及平面顯示器之製造方法 - Google Patents

光罩之製造方法、光罩、圖案轉印方法及平面顯示器之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種具有微細且高精度之轉印用圖案之光罩。本發明係一種具有形成於透明基板上之下層膜及上層膜分別經圖案化之轉印用圖案之光罩之製造方法，且包括如下步驟：準備於透明基板上積層下層膜、上層膜而形成之光罩基底之步驟；上層膜預蝕刻步驟，其係將形成於上層膜上之光阻圖案作為光罩，蝕刻上層膜；下層膜圖案化步驟，其係至少將經蝕刻之上層膜作為光罩，蝕刻下層膜，形成下層膜圖案；以及上層膜圖案化步驟，其係至少將光阻圖案作為光罩，對上層膜進行側蝕，形成上層膜圖案。

Description

光罩之製造方法、光罩、圖案轉印方法及平面顯示器之製造方法
本發明係關於一種用於對被轉印體之圖案轉印之光罩之製造方法、光罩、使用其之圖案轉印方法及平面顯示器之製造方法。
於以液晶顯示裝置、或有機EL(Electroluminescence，電致發光)顯示器為代表之平面顯示器之製造中，需要藉由形成更微細之圖案，而實現畫質之提昇。於專利文獻1中，記載有如下相移光罩，該相移光罩係以覆蓋遮光膜之方式形成有使遮光膜圖案化且相對於i線具有180°之相位差之膜厚之相移層，藉此，可形成微細且高精度之圖案。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-13283號公報
近年來，期望平面顯示器之佈線圖案之微細化。如此之微細化不僅利於平面顯示器之亮度之提昇、及反應速度之提昇之類的圖像品質之高度化，亦利於節能之觀點。隨之，亦於用於平面顯示器之製造之光罩中，微細之線寬(Critical Dimension，CD(臨界尺寸))精度之需求加強。然而，意圖藉由單純地將光罩之轉印用圖案微細化，而將平面顯示器之佈線圖案微細化並非易事。
鑒於如上之情形，本發明之目的在於揭示一種具備微細且高精度之轉印用圖案之光罩、其製造方法、使用該光罩之圖案轉印方法、及平面顯示器之製造方法。
根據本發明之第1態樣，提供一種光罩之製造方法，其係具備形成於透明基板上之下層膜及上層膜分別經圖案化之轉印用圖案者，且包括：準備於透明基板上積層下層膜、上層膜而形成之光罩基底；上層膜預蝕刻步驟，其將形成於上述上層膜之上之光阻圖案作為光罩，蝕刻上述上層膜；下層膜圖案化步驟，其至少將經蝕刻之上述上層膜作為光罩，蝕刻上述下層膜，形成下層膜圖案；上層膜圖案化步驟，其至少將上述光阻圖案作為光罩，對上述上層膜進行側蝕，形成上層膜圖案。
根據本發明之第2態樣，提供一種如第1態樣之光罩之製造方法，其中上述下層膜係透過一部分用於將上述轉印用圖案轉印於被轉印體時之曝光光線之半透光膜，且上述上層膜係實質性遮蔽上述曝光光線之遮光膜。
根據本發明之第3態樣，提供一種如第1或第2態樣之光罩之製造方法，其中上述轉印用圖案包括：透光部，其露出上述透明基板；遮光部，其於上述透明基板上積層下層膜及上層膜而形 成；半透光部，其於上述透明基板上形成有下層膜且不具有上層膜。
根據本發明之第4態樣，提供一種如第1至第3態樣中任一態樣之光罩之製造方法，其中上述轉印用圖案具有與上述遮光部之邊緣鄰接地形成之線寬0.1 μm~1.0 μm之上述半透光部。
根據本發明之第5態樣，提供一種如第1至第4態樣中任一態樣之光罩之製造方法，其中上述下層膜係具有對於曝光光線所含之代表波長為2~90%之透過率，且對於上述代表波長之相移量為大致180°。
根據本發明之第6態樣，提供一種如第1至第4態樣中任一態樣之光罩之製造方法，其中上述下層膜係具有對於曝光光線所含之代表波長為2~60%之透過率，且對於上述代表波長之相移量超過0°且為90°以下。
根據本發明之第7態樣，提供一種如第1至第5態樣中任一態樣之光罩之製造方法，其中於上述上層膜圖案化步驟及上述上層膜預蝕刻步驟中，實施使用有相同之蝕刻劑之濕式蝕刻。
根據本發明之第8態樣，提供一種光罩，其係具有透明基板上之下層膜及上層膜分別經圖案化而形成之包含透光部、遮光部、及半透光部之轉印用圖案者，且上述透光部係露出上述透明基板， 上述遮光部係於上述透明基板上，在上述下層膜上積層上層膜而形成，上述半透光部係於上述透明基板上形成有上述下層膜，且具有與上述遮光部之邊緣鄰接地形成之1.0 μm以下之固定線寬之部分。
根據本發明之第9態樣，提供一種光罩，其係具有透明基板上之下層膜及上層膜分別經圖案化而形成之包含透光部、遮光部、半透光部之轉印用圖案者，且上述透光部係露出有上述透明基板，上述遮光部係於上述透明基板上，在上述下層膜上積層上層膜而形成，上述半透光部係於上述透明基板上形成有上述下層膜，且分別具有與上述遮光部之第1邊緣鄰接地形成之第1半透光部、以及與上述遮光部之對向於上述第1邊緣之第2邊緣鄰接地形成之第2半透光部，上述第1半透光部之線寬與上述第2半透光部之線寬之差為0.1 μm以下。
根據本發明之第10態樣，提供一種如第8或第9態樣之光罩，其中上述下層膜具有對於包曝光光線所含之代表波長為2~90%之透過率，且對於上述代表波長之相移量為大致180°。
根據本發明之第11態樣，提供一種如第8或第9態樣之光罩，其中 上述下層膜具有對於曝光光線所含之代表波長為2~60%之透過率，且對於上述代表波長之相移量超過0°且為90°以下。
根據本發明之第12態樣，提供一種圖案轉印方法，其係使用如第1至第7態樣中任一態樣之製造方法形成之光罩、或如第8至第10態樣中任一態樣之光罩，且藉由具有包含i線、h線、g線之任一者之曝光光源之曝光裝置，而於被轉印體上轉印上述轉印用圖案。
根據本發明之第13之態樣，提供一種平面顯示器之製造方法，其包括如下步驟：使用如第1至第7態樣中任一態樣之製造方法形成之光罩、或第8至第10態樣中任一態樣之光罩，藉由具有包含i線、h線、g線之任一者之曝光光源之曝光裝置，而於被轉印體上轉印上述轉印用圖案。
根據本發明，可提供一種具有微細且高精度之轉印用圖案之光罩、其製造方法、使用該光罩之圖案轉印方法、及平面顯示器之製造方法。
專利文獻1記載之相移光罩之製造方法係使透明基板上之遮光層圖案化，且以被覆該遮光層之方式，於透明基板上形成相移層，並使該相移層圖案化。專利文獻1中揭示之製造步驟係示於圖1中。
首先，於透明基板10上形成遮光層11(圖1(A))，其次， 於遮光層11之上形成光阻層12(圖1(B))。繼而，藉由將光阻層12進行曝光及顯影，而於遮光層11之上形成光阻圖案12P1(圖1(C))。將光阻圖案12P1用作蝕刻遮罩，將遮光層11蝕刻為特定之圖案形狀。藉此，於透明基板10上形成經圖案化為特定形狀之遮光層圖案11P1(圖1(D))。於去除光阻圖案12P1之後(圖1(E))，形成相移層13。相移層13係於透明基板10之上以被覆遮光層圖案11P1之方式形成(圖1(F))。
繼而，於相移層13之上形成光阻層14(圖1(G))。其次，藉由將光阻層14曝光及顯影，而於相移層13之上形成光阻圖案14P1(圖1(H))。將光阻圖案14P1用作蝕刻遮罩，將相移層13蝕刻為特定之圖案形狀。藉此，於透明基板10上形成經圖案化為特定形狀之相移層圖案13P1(圖1(I))。
於形成相移層圖案13P1後，去除光阻圖案14P1(圖1(J))。以如上方式，製造於遮光層圖案11P1之周圍形成有相移層圖案13P1之相移遮罩1。
然而，根據本發明者們之研究，於由此種方法製造高精度之光罩時，存在產生如下問題之情形。即，於光阻層12之曝光(即第1描繪步驟(圖1(C))與光阻層14之曝光(即第2描繪步驟(圖1(H))之間，無法使相互之對準偏移為零。因此，存在於遮光層圖案11P1與相移層圖案13P1之間產生對準偏移之情形。
圖2係圖1(J)記載之相移光罩1之局部放大圖(虛線部分之放大圖)。於產生上述對準偏移之情形時，將導致圖2所示 之尺寸A與尺寸B不同。即，於線寬方向上，相移層之功能變得不對稱。視情形，存在於該圖案中，產生於線寬方向之一者中相移效果表現較強，而於另一方向相移效果幾乎不表現之轉印像(透過光罩之光導致之光強度分佈)之情形。若使用具有此種轉印用圖案之光罩製造平面顯示器，則導致線寬失去控制，變得無法獲得精度較高之電路圖案。
於經過複數次之光微影步驟而製造之光罩中，可藉由一面參照共用之對準標記等一面進行複數次之圖案化，而進行極力排除偏移之努力。然而，由於描繪機之座標精度、或光罩之操作性能等，不易使對準偏移達到0.5 μm以下。因此種對準偏移導致之線寬不均於微細線寬(例如1.0 μm以下)之圖案中極為嚴重，且成為無法穩定地形成具有0.5 μm以下之線寬之圖案之狀況。
因此，本發明者們對即便微細線寬，亦可精細地進行線寬控制之光罩之製造方法進行研究。以下，對本發明之一實施形態進行說明。
(光罩之製造方法)
首先，說明本發明之一實施形態之光罩100之製造方法。
本實施形態之光罩100之製造方法係如圖3所示，具有形成於透明基板10上之下層膜20及上層膜30分別經圖案化之轉印用圖案者，且包括：準備光罩基底100b之步驟，該光罩基底100b係於透明基 板10上形成有下層膜20、上層膜30；上層膜預蝕刻步驟，其將形成於上層膜30之上之光阻圖案40p作為光罩，蝕刻上層膜30；下層膜圖案化步驟，其將光阻圖案40p或經蝕刻之上層膜30a作為光罩，蝕刻下層膜20，形成下層膜圖案20p；以及上層膜圖案化步驟，其將光阻圖案40p作為光罩，對上層膜30a進行側蝕，形成上層膜圖案30p。
此處，作為透明基板10，可使用表面經研磨之石英玻璃基板等。大小並無特別限制，可根據使用該光罩進行曝光之基板(例如平面顯示器用基板等)或用途而適當選擇。例如可使用一邊為300 mm以上之矩形基板。
本實施形態係準備於該透明基板10上，依此序積層有下層膜20、上層膜30之光罩基底100b。
上層膜30及下層膜20較佳為對各自之蝕刻劑(蝕刻液、或蝕刻氣體)具有耐受性之素材。再者，由於對上層膜30在下述上層膜圖案化步驟中進行側蝕，因此，作為上層膜30之素材，較佳為使用適合於各向同性蝕刻之傾向較大之濕式蝕刻之素材。
又，下層膜20較佳為半透光膜，該半透光膜於將本實施形態之光罩100裝載於曝光機進行曝光時，透過一部分該曝光光線。若例示下層膜20之具體之素材，則可列舉Cr化合物(Cr之氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、碳氮氧化物等)、Si化合物(SiO2、SOG)、金屬矽化物化合物 (TaSi、MoSi、WSi或該等之氮化物、碳化物、氮氧化物、碳氮氧化物等)等。
若例示上層膜30之具體之素材，則不僅可舉出Cr或Cr化合物(Cr之氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、碳氮氧化物等)，且可列舉Ta、W或該等之化合物(包含上述金屬矽化物)等。
上層膜30及下層膜20較佳為於積層之狀態下，實質性不透過曝光光線(光學密度OD(optical density)為3以上)者，但根據光罩100之用途，亦可為透過曝光光線之一部分(例如透過率≦20%)者。於本實施形態中，作為一例，以上層膜30為光學密度(OD)3以上之遮光膜，且下層膜20為透過一部分曝光光線之半透光膜者進行說明。再者，以下對於下層膜20之較佳之透過率範圍、及相移特性進行描述。
再者，若為可應用本發明之製造方法之層構成，則上述上層膜30、下層膜20以外，並不排除於透明基板10上形成其他膜之情形。例如，可於上層膜30與下層膜20之界面中形成蝕刻中止層膜等其他膜，可於上層膜30之上表面形成其他之膜，亦可於下層膜20之下表面形成其他膜。
形成有下層膜20、上層膜30之光罩基底100b係於上層膜30之上進而塗佈光阻膜40，用作附有光阻劑之光罩基底。而且，對該基底之光阻膜40，使用描繪機，描繪特定之圖案(圖3(A))。光阻膜可為正型，亦可為負型，但於本態樣中以正型進行說明。
繼而，將光阻膜40進行顯影，形成光阻圖案40p(圖 3(B))。
而且，進行將該光阻圖案40p作為光罩，對上層膜30進行預蝕刻之步驟(上層膜預蝕刻步驟)(圖3(C))。於圖3中將該經預蝕刻之上層膜30作為上層膜30a。於上層膜30為Cr系遮光膜(以Cr或Cr化合物為主成分之遮光膜)之情形時，可使用作為鉻用蝕刻劑所已知之包含硝酸鈰銨之蝕刻液。再者，亦可應用使用氯系氣體之蝕刻氣體之乾式蝕刻。該Cr系遮光膜亦可為於表面具有Cr化合物之防反射層之構成。
此後，不去除光阻圖案40p，而將光阻圖案40p及經預蝕刻之上層膜30a用作光罩，實施繼續蝕刻下層膜20之步驟(下層膜圖案化步驟)(圖3(D))。於下層膜20為MoSi系之材料之情形時，可使用於氫氟酸、氟矽酸、氟化氫銨等氟化合物中添加有過氧化氫、硝酸、硫酸等氧化劑之蝕刻液。再者，亦可應用使用有氟系之蝕刻氣體之乾式蝕刻。
其次，不去除光阻圖案40p，而再次進行對上層膜30a進行側蝕之步驟(上層膜圖案化步驟)。此處，可使用上述鉻用濕式蝕刻劑。濕式蝕刻存在各向同性地蝕刻對象之膜之傾向，因此，上層膜30a係於光阻圖案40p之下邊緣部分水平方向地溶出(圖3(E))。藉由遮光膜之側蝕，而露出半透光膜之邊緣。該露出部分之寬度較佳為0.1~1.0 μm。
再者，亦可於該側蝕步驟(上層膜圖案化步驟)中應用濕式蝕刻，且於除此以外之蝕刻步驟中應用乾式蝕刻。較佳為，於蝕刻步驟中全部應用濕式蝕刻，對設備方面較為方 便。
於上層膜圖案化步驟之後，藉由去除光阻圖案40p，而完成本實施形態之光罩100之製造(圖3(F))。
(光罩之構成)
繼而，說明藉由上述方法製造之光罩100之構成。圖4(A)係表示本實施形態之光罩100之剖面放大圖，圖4(B)係表示其上表面SEM(scanning electron microprobe，掃描式電子顯微鏡)圖像(局部放大圖)。
如圖4所示，本實施形態之光罩100之特徵在於：其係具有透明基板10上之下層膜20及上層膜30分別經圖案化而形成之包含透光部103、遮光部102、半透光部101a、101b之轉印用圖案者，且透光部103係露出透明基板10，遮光部102係於透明基板10上，在下層膜20(下層膜圖案20p)上積層上層膜30(上層膜圖案30p)而形成，半透光部101a、101b係於透明基板10上形成有下層膜20(下層膜圖案20p)，且具有與遮光部102之邊緣鄰接地形成之1.0 μm以下之固定線寬之部分。
再者，對於上述固定線寬並無特別限制，例如0.1~1.0 μm左右之微細線寬較為有益。
又，如圖4所示，本實施形態之光罩100係上層膜圖案30p位於下層膜圖案20p之水平方向中央。而且，鄰接於上層膜圖案30p之邊緣，以固定之寬度露出有下層膜圖案20p之一部分。
本發明之光罩100包含以下之態樣。即，「一種光罩100，其特徵在於：其係具有透明基板10上之下層膜20及上層膜30分別經圖案化而形成之包含透光部103、遮光部102、半透光部101a、101b之轉印用圖案者，且透光部103係露出有透明基板10，遮光部102係於透明基板10上，在下層膜20(下層膜圖案20p)上積層上層膜30(上層膜圖案30p)而形成，半透光部101a、101b係於透明基板10上形成上層膜30(上層膜圖案30p)，且分別具有第1半透光部101a，其係與遮光部102之第1邊緣鄰接地形成；及第2半透光部101b，其係與遮光部102之與第1邊緣對向之第2邊緣鄰接地形成；且第1半透光部101a之線寬與第2半透光部101b之線寬之差為0.1 μm以下」。
更佳為，第1半透光部101a之線寬與第2半透光部101b之線寬之差為0.01 μm以上、0.1 μm以下。
或者，亦包含以下之態樣。即，亦可表現為：「一種光罩100，其係具有透明基板10上之下層膜20及上層膜30分別經圖案化而形成之包含透光部103、遮光部102、半透光部101a、101b之轉印用圖案者，且透光部103係露出有透明基板10，遮光部102係於透明基板10上，在下層膜20(下層膜圖案20p)上積層上層膜30(上層膜圖案30p)而形成， 半透光部101a、101b係於透明基板10上形成上層膜30(上層膜圖案30p)，且分別具有第1半透光部101a，其與透光部103之第1邊緣鄰接地形成；及第2半透光部101b，其與透光部103之與第1邊緣對向之第2邊緣鄰接地形成；且第1半透光部101a之線寬與第2半透光部101b之線寬之差為0.1 μm以下」。
即，半透光部101a、101b係鄰接於遮光部102之邊緣，並且鄰接於透光部103之邊緣。於此情形時，亦與上述同樣地，第1半透光部101a之線寬與第2半透光部101b之線寬之差較佳為例如0.01 μm以上、0.1 μm以下。
於圖4(A)中，表示分別鄰接於特定之遮光部102中之對向之2個邊緣，形成半透光部101a、101b之情形。若將該等作為第1半透光部101a、第2半透光部101b，則該等以遮光部102為中心對稱地形成，從而實質性防止線寬之不一致。即，可相對於第1半透光部101a之線寬，使第2半透光部101b之線寬之偏移為0.1 μm以內。更佳為0.05 μm以內。又，於光罩100所具有之轉印用圖案之整體中，可使半透光部101a、101b之線寬精度為上述範圍內。因此，於第1半透光部101a之線寬與第2半透光部101b之線寬均為1.0 μm以下(0.1~1.0 μm)時，本實施形態之效果變得顯著。
此處，轉印用圖案之形狀，即上層膜圖案30p及下層膜圖案20p之形狀相應於光罩100之用途決定即可。例如，於製造具有如圖5之線及間隔圖案(以下，存在稱為「L/S圖 案」之情形)、或如圖6之孔圖案作為轉印用圖案之光罩100時，可有利地應用本實施形態。如圖5所示，於線及間隔圖案之情形時，於線圖案之中央配置遮光部102，且於線圖案之邊緣部分、即與間隔圖案之交界部分形成有較細之固定寬度之半透光部101a、101b。如圖6所示，於孔圖案之情形時，於在遮光部102開口之孔之邊緣形成有固定寬度之半透光部101a、101b。作為孔圖案，可為孤立孔圖案，亦可為密集孔圖案。所謂密集孔圖案係指相同形狀之圖案規則地排列，且彼此之透過光相互干涉之狀態下之轉印用圖案，所謂孤立孔圖案係指不構成此種相同形狀之圖案之排列者。
露出下層膜圖案20p之一部分之部分之寬度為上層膜圖案30p之線寬之1/2以下即可。其中，如上所述，於該部分之寬度為0.1 μm至1.0 μm時，本實施形態之效果變得顯著。尤其，於下層膜圖案20p之露出部分之寬度(將下層膜20作為半透光膜時，該部分成為光罩100中之半透光部101a、101b之線寬)為1.0 μm以下時，本實施形態之效果變得顯著。其原因在於，此種尺寸係於上述之專利文獻1之方法等先前之方法中，難以均勻地獲得之尺寸。又，於該部分之寬度為0.1 μm以上時，有益地發揮作為光罩100之轉印用圖案之光學功能。
(用作相移型光罩之情形)
於將下層膜20作為相移膜，將上層膜30作為遮光膜而構成之情形時，可將本實施形態之光罩100用作相移光罩。 此時，下層膜20為具有對於曝光光線中所含之代表波長為例如2~90%之透過率之膜，較佳為具有2~60%之透過率之膜，進而較佳為具有2~30%之透過率之膜。又，較佳為成為對於上述代表波長之相移量達到大致180°之膜。所謂大致180°係指180±30°者。更佳為180°±10°。
於上述相移光罩中，將透過透光部103之光(上述代表波長之光)之相位與透過於透明基板10上形成下層膜20(下層膜圖案20p)而成之半透光部101a、101b之光(上述代表波長之光)之相位錯開大致180°，藉此，於半透光部101a、101b與透光部103之交界中可產生光之相互干涉，從而可提昇轉印像之對比度。通過上述半透光部101a、101b之光之相移量φ(rad)係與此處使用之下層膜20之折射率(複折射率實部)n及膜厚d相關，從而下述式(1)之關係成立。
φ=2πd(n-1)/λ......(1)
此處λ係曝光光線之波長。
因此，為了將相位錯開180°，使半透光膜之膜厚d為d=λ/{2(n-1)}......(2)
即可。而且，可藉由該相移光罩，而達成用於獲得必需之解析度之焦點深度之增大，從而不改變曝光波長便改善解析度及製程應用性。
於圖9中表示二元光罩(於透明基板上僅形成遮光膜圖案之光罩)之線及間隔圖案。又，於圖10中表示與圖9相同間距之L/S圖案且於線部之邊緣形成有一定寬度之相移部分者。再者，圖10之轉印用圖案可藉由本實施形態之製造方 法而製造。
於圖11中，表示於使用LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示裝置)用曝光裝置，將圖9及圖10之轉印用圖案分別轉印於被轉印體上時，被轉印體接收之光強度曲線。圖11之縱軸表示透光強度，橫軸表示被轉印體上之轉印位置。圖11之虛線表示透過圖10中記載之相移光罩(實施例)之光之透光強度，實線表示透過圖9中記載之二元光罩(比較例)之光之透光強度。根據圖11，可知於圖10之相移光罩中，於縫隙部與線部之交界中，逆相之繞射光干涉，因此，對比度提昇，從而可獲得優異之圖案化精度。
再者，於圖10之圖案假設具有圖7所示之圖案偏移之情形時，於線圖案之兩邊緣所獲得之干涉作用變得不對稱，因此，於被轉印體上獲得之圖案之精度劣化。
圖10之相移光罩係藉由以相移膜構成本實施形態之下層膜20，且以遮光膜構成本實施形態之上層膜30而獲得之情形已如上所述。此處，作為較佳之相移膜係使曝光光線偏移大致180°者，但於曝光光線包含複數個波長之情形(例如，使用包含i線、h線、g線之光源之情形)時，作為代表波長係對於該等波長之任一者，具有大致180°之相移作用者。
此處，例如所謂相移量180°係表示僅透過透明基板10之光與透過透明基板10及下層膜20之光之間之相位差達到180°者。若弧度表示則成為(2n+1)π(此處，n=0、1、2、......)。
(用作透過輔助型光罩之情形)
進而，作為本實施形態之光罩100之其他之態樣，下層膜20亦可構成為具有對於曝光光線中所含之代表波長為2~60%之透過率，且對於上述代表波長之相移量超過0°且為90°以下之膜。此種情形時之下層膜20係相較發揮上述相移作用，提昇對比度之功能而言，具有輔助透光部103之透過光量之功能(以下，亦將該膜稱作透過輔助膜)。例如，於圖4所示之本實施形態之光罩100中，可藉由將下層膜圖案20p作為該透過輔助膜圖案，而輔助透光部103之透過光量。詳細情形於實施例中說明。
此種光罩100具有與增加曝光裝置之照射光量同樣之作用效果，且對節能、或曝光時間之縮短、生產效率之提昇給予顯著之優點。
上述光量輔助之功能若透過率過小則無法充分發揮，若透過率過大則使轉印像之對比度劣化，因此，下層膜20之透過率為上述2~60%之範圍。再者，下層膜20之透過率之較佳之範圍為10~45%、更佳為10~30%、進而較佳為10~20%。
又，考慮到於相移量過小之情形時，構成下層膜20(半透光膜)之素材之選擇不容易，而於相移量過度大之情形時，將產生逆相之光干涉，損及透過光量之輔助效果，故較理想為選擇該膜之素材及膜厚。下層膜20之相移量之範圍係超過0°且為90°以下(其若以弧度表示則為(2n-1/2)π~(2n+1/2)π(n為整數))，較佳為5~60°，更佳為5~45°。
對於具有上述光量輔助功能之光罩之構成例，於圖12中表示上表面構成。此處，舉例說明間距6 μm(線部3 μm、縫隙部3 μm)之線及間隔圖案。線部之中央包含寬度2 μm之遮光部，且與其兩側之邊緣鄰接地分別形成有寬度0.5 μm(合計1.0 μm)之半透光部(HT部)。將此種藉由LCD用曝光機來曝光轉印用圖案時之透過光之強度分佈曲線(模擬結果)示於圖14中。圖14之縱軸表示透光強度，橫軸表示被轉印體上之轉印位置。圖14之實線表示透過圖12中記載之透過輔助型之光罩(實施例)之光之透光強度，虛線表示透過圖13中記載之相同尺寸之二元光罩(比較例)之光之透光強度。根據圖14，可知於圖12之透過輔助型之光罩中，與圖13之二元光罩相比，對應於縫隙部之透光部之透過光量增加。
具有此種功能之光罩係尤其伴隨圖案之微細化而有益。其原因在於，若隨著透光部之線寬變窄，該部分之透過光量減少(圖14中所謂之縫隙部降低)，未達到形成於被轉印體上之光阻膜之感光閥值，則變得難以發揮成為蝕刻光罩之光阻圖案之功能。
假設，於上層膜圖案與下層膜圖案之間，產生圖7所示之對準偏移之情形時，將導致被轉印體上之轉印位置(圖案位置)偏移，並且透光部之峰值光量降低，損及轉印精度。將該情形示於圖15中。圖15之縱軸表示被轉印體上之透過光強度，橫軸表示被轉印體上之轉印位置。於圖15中，無對準偏移時之透過光強度分佈由「曲線AL_E0」表 示，產生0.1~0.5 μm之對準偏移時之透過光強度分佈分別由「曲線AL_E0.1~0.5」表示。根據圖15，可知本實施形態之光罩100係不產生此種不良情形之轉印性能優異之光罩。
再者，確認到此種效果無論線及間隔圖案，抑或是孔圖案均可同樣地獲得。
即，於上層膜30之兩側露出之下層膜20之光學效果無論其為相移效果、光量輔助效果、或其他之光學行為之效果，均要求基於設計值於線寬方向對稱地產生。此處，如專利文獻1所揭示之方法，於利用複數次之光微影步驟製造光罩之情形時，無法使相互圖案(上層膜圖案與下層膜圖案)之相互對準偏移為零，而將產生0.3 μm左右、或0.3 μm以上之對準偏移。
與此相對，於本實施形態中，使用藉由1次之描繪步驟而描繪之光阻圖案40p，形成2個膜圖案。藉此，可防止上層膜圖案30p與下層膜圖案20p之間之對準偏移之產生。其結果，可使相移效果或光量輔助效果等光學效果基於設計值，於線寬方向上對稱地產生。進而，亦可藉由將光微影步驟之次數減少為1次，而實現生產步驟之效率化。即，可生產率較佳地獲得如上述之具有高度之光學功能之光罩。
再者，於使用本實施形態之光罩100，在被轉印體上進行圖案轉印時，所用之曝光裝置並無特別之限制。但，本實施形態之光罩100於例如使用具有包含i線、h線、g線之 光源之LCD用曝光裝置進行曝光時，可尤佳地使用。
再者，於使用相移膜圖案之本實施形態之光罩100中，可上述波長中之僅單一波長(例如i線)進行曝光。又，於曝光裝置之曝光解析極限為3 μm以上時，使用本實施形態之光罩100之效果將尤為顯著。
又，於使用透過輔助膜之本實施形態之光罩100中，亦可縮短對被轉印體轉印圖案時之掃描曝光之所需時間。其原因在於，該光罩100具有與增加曝光裝置之照射光量同樣之作用效果。尤其，於用作製造被轉印體之面積相對較大(例如1000 mm~3100 mm等)之顯示裝置(平面顯示器等)時之光罩之情形時，將獲得尤為有益之效果。
10‧‧‧透明基板
20‧‧‧下層膜
20p‧‧‧下層膜圖案
30‧‧‧上層膜
30a‧‧‧經預蝕刻之上層膜
30p‧‧‧上層膜圖案
40‧‧‧光阻膜
40p‧‧‧光阻圖案
100‧‧‧光罩
100b‧‧‧光罩基底
101a‧‧‧第1半透光部
101b‧‧‧第2半透光部
102‧‧‧遮光部
103‧‧‧透光部
圖1係表示先前之相移光罩之製造方法之流程圖。
圖2係由先前之方法製造之相移光罩之局部放大圖。
圖3係表示本發明之一實施形態之光罩之製造方法之流程圖。
圖4(A)係表示本發明之一實施形態之光罩之剖面放大圖，(B)係表示其上表面SEM圖像。
圖5係表示本發明之一實施形態之光罩之轉印用圖案之構成例之俯視圖。
圖6係表示本發明之一實施形態之光罩之轉印用圖案之另一構成例之俯視圖。
圖7係表示由先前之方法製造之光罩之轉印用圖案之構成例之俯視圖。
圖8係表示由先前之方法製造之光罩之轉印用圖案之另一構成例之俯視圖。
圖9係二元式光罩(比較例)之轉印用圖案之俯視圖。
圖10係作為相移光罩構成之光罩(實施例)之轉印用圖案之俯視圖。
圖11係表示透過圖9及圖10所示之光罩之透過光之強度分佈之圖。
圖12係作為透過輔助型光罩構成之光罩(實施例)之轉印用圖案之俯視圖。
圖13係二元式光罩(比較例)之轉印用圖案之俯視圖。
圖14係分別表示透過圖11及圖12所示之光罩之透過光之強度分佈之圖。
圖15係表示對準偏移量與透過光之強度分佈之關係之曲線圖。
10‧‧‧透明基板
20‧‧‧下層膜
20p‧‧‧下層膜圖案
30‧‧‧上層膜
30a‧‧‧上層膜
30p‧‧‧上層膜圖案
40‧‧‧光阻膜
40p‧‧‧光阻圖案
100‧‧‧光罩
100b‧‧‧光罩基底

Claims (16)

  1. 一種光罩之製造方法，其特徵在於：其係具備形成於透明基板上之下層膜及上層膜分別經圖案化之轉印用圖案者，且包括：準備於透明基板上積層下層膜、上層膜而形成之光罩基底；上層膜預蝕刻步驟，其將形成於上述上層膜之上之光阻圖案作為光罩，蝕刻上述上層膜；下層膜圖案化步驟，其至少將經蝕刻之上述上層膜作為光罩，蝕刻上述下層膜，形成下層膜圖案；以及上層膜圖案化步驟，其至少將上述光阻圖案作為光罩，對上述上層膜進行側蝕，形成上層膜圖案。
  2. 如請求項1之光罩之製造方法，其中上述下層膜係透過一部分用於將上述轉印用圖案轉印於被轉印體時之曝光光線之半透光膜，且上述上層膜係實質性遮蔽上述曝光光線之遮光膜。
  3. 如請求項2之光罩之製造方法，其中上述轉印用圖案係包括透光部，其露出上述透明基板；遮光部，其於上述透明基板上積層下層膜及上層膜而形成；半透光部，其於上述透明基板上形成有下層膜且不具有上層膜。
  4. 如請求項1至3中任一項之光罩之製造方法，其中上述轉印用圖案具有與上述遮光部之邊緣鄰接地形成之線寬0.1 μm~1.0 μm之上述半透光部。
  5. 如請求項1至3中任一項之光罩之製造方法，其中上述下層膜具有對於曝光光線所含之代表波長為2~90%之透過率，且對於上述代表波長之相移量為大致180°。
  6. 如請求項1至3中任一項之光罩之製造方法，其中上述下層膜具有對於曝光光線所含之代表波長為2~60%之透過率，且對於上述代表波長之相移量超過0°且為90°以下。
  7. 如請求項1至3中任一項之光罩之製造方法，其中於上述上層膜圖案化步驟及上述上層膜預蝕刻步驟中，實施使用相同蝕刻劑之濕式蝕刻。
  8. 如請求項1至3中任一項之光罩之製造方法，其中上述轉印用圖案係包括線及間隔圖案。
  9. 如請求項1至3中任一項之光罩之製造方法，其中上述轉印用圖案包括孔圖案。
  10. 一種光罩，其特徵在於：其係具有透明基板上之下層膜及上層膜分別經圖案化而形成之包含透光部、遮光部、及半透光部之轉印用圖案者，且上述透光部係露出上述透明基板，上述遮光部係於上述透明基板上，在上述下層膜上積層上層膜而形成，上述半透光部係於上述透明基板上形成上述下層膜，且具有與上述遮光部之邊緣鄰接地形成之1.0 μm以下之固定線寬之部分。
  11. 一種光罩，其特徵在於：其係具有透明基板上之下層膜及上層膜分別經圖案化而形成之包含透光部、遮光部、半透光部之轉印用圖案者，且上述透光部係露出上述透明基板，上述遮光部係於上述透明基板上，在上述下層膜上積層上層膜而形成，上述半透光部係於上述透明基板上形成上述下層膜，且分別具有與上述遮光部之第1邊緣鄰接地形成之第1半透光部、以及與上述遮光部之對向於上述第1邊緣之第2邊緣鄰接地形成之第2半透光部，上述第1半透光部之線寬與上述第2半透光部之線寬之差為0.1 μm以下。
  12. 如請求項10或11之光罩，其中上述下層膜具有對於包曝光光線所含之代表波長為2~90%之透過率，且對於上述代表波長之相移量為大致180°。
  13. 如請求項10或11之光罩，其中上述下層膜具有對於曝光光線所含之代表波長為2~60%之透過率，且對於上述代表波長之相移量超過0°且為90°以下。
  14. 如請求項10或11之光罩，其係平面顯示器製造用途之光罩。
  15. 一種圖案轉印方法，其特徵在於：其係使用如請求項10或11之光罩，藉由具有包含i線、h線、g線之任一者之曝 光光源之曝光裝置，而於被轉印體上轉印上述轉印用圖案。
  16. 一種平面顯示器之製造方法，其特徵在於：其係具有使用如請求10或11之光罩，藉由具有包含i線、h線、g線之任一者之曝光光源之曝光裝置，而於被轉印體上轉印上述轉印用圖案之步驟。
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