TW202235996A - 相移光罩基底、相移光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法 - Google Patents

相移光罩基底、相移光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種相移光罩基底，其即便於相移膜產生了膜厚變動之情形時，亦可抑制透過率相對於曝光之光之代表波長之變動而具有所需之較高之透過率，並且可進行良好之圖案轉印。 本發明之相移光罩基底係於透明基板上具有相移膜，相移膜於曝光波長之代表波長下，透過率為30以上且80%以下，消光係數k為0.10以上且0.25以下，折射率n為2.20以上且2.57以下，曝光波長之代表波長處於313～436 nm之範圍內，於相移膜之正面反射率與波長之關係中，代表波長位於鄰接之短波長側之正面反射率之低谷與鄰接之長波長側之正面反射率之頂峰之間，相移膜含有過渡金屬及矽。

Description

相移光罩基底、相移光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法
本發明係關於一種相移光罩基底、相移光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法。
近年來，關於以OLED(Organic Light Emitting Diode，有機發光二極體)為代表之FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)等顯示裝置，大畫面化、廣視角化之同時，正在快速推進高精細化、高速顯示化。實現該高精細化、高速顯示化所需之要素之一為微細且尺寸精度較高之元件或配線等電子電路圖案之製作。為了實現該顯示裝置用電子電路之圖案化，多會使用光微影法。因此，需要形成有微細且高精度之圖案之顯示裝置製造用之相移光罩或二元光罩之類的光罩。
例如，專利文獻1中，揭示有一種相移光罩，其係由使實質上有助於曝光之強度之光透過形成於透明基板上之光罩圖案之光透過部、與使實質上無助於曝光之強度之光透過形成於透明基板上之光罩圖案之光半透過部而構成，且使通過該光半透過部之光之相位偏移而使通過該光半透過部之光之相位與通過光透過部之光之相位不同，藉此，通過光透過部與光半透過部之邊界部附近之光相互抵消，從而可將邊界部之對比度良好地保持。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平6-332152
[發明所欲解決之問題]
作為近年來高精細(600 ppi以上)之面板製作中使用之相移光罩，為了能夠實現高解像之圖案轉印而要求一種相移光罩，其係形成有以孔徑計為6 μm以下、以線寬計為4 μm以下之微細之相移膜圖案。具體而言，要求形成有以孔徑計為1.5 μm之微細之相移膜圖案之相移光罩。 又，為了實現更高解像之圖案轉印，要求具有相對於曝光之光之透過率為30%以上之高透過之相移膜之相移光罩基底、及形成有相對於曝光之光之透過率為30%以上之相移膜圖案之相移光罩。
而且，將此種相移膜之成膜條件保持固定並不容易，已成膜之相移膜之膜厚可能產生變動(不均)。 又，於具備此種相移膜之相移光罩基底形成微細之圖案而製造相移光罩時，經過洗淨處理或蝕刻處理。進而，對於已製造之相移光罩，於使用時亦要適當進行洗淨處理。由於該等要因而導致相移光罩中已圖案化之相移膜之膜厚減少。 而且可知，有時由於此種相移膜(亦包含已圖案化之相移膜，以下亦相同)之膜厚之變動而導致相移膜之透過率較大地變動，對所需之轉印特性造成影響。
因此，本發明係為解決上述問題而完成者，本發明之目的在於提供一種即便於相移膜產生了膜厚變動之情形時，亦可抑制透過率相對於曝光之光之代表波長之變動而具有所需之較高之透過率，並且可進行良好之圖案轉印之相移光罩基底、相移光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法。 [解決問題之技術手段]
本發明係為解決上述課題而完成者，其具有以下構成。 (構成1)一種相移光罩基底，其特徵在於，其係於透明基板上具有相移膜者，且 上述相移膜於曝光波長之代表波長下，透過率為30%以上且80%以下，消光係數k為0.10以上且0.25以下，折射率n為2.20以上且2.57以下， 上述曝光波長之代表波長處於313～436 nm之範圍內， 於上述相移膜之正面反射率與波長之關係中，上述代表波長位於鄰接之短波長側之正面反射率之低谷與鄰接之長波長側之正面反射率之頂峰之間， 上述相移膜含有過渡金屬及矽。
(構成2)如構成1之相移光罩基底，其中上述相移膜含有輕元素，上述輕元素之含有率為50原子%以上。
(構成3)如構成1或2之相移光罩基底，其中上述相移膜為單層膜或包含相同組成之積層膜。
(構成4)如構成1至3中任一項之相移光罩基底，其中上述相移膜之膜厚為180 nm以下。
(構成5)如構成1至4中任一項之相移光罩基底，其中上述相移膜於膜厚在30 nm以下之範圍內變動時之上述代表波長下的背面反射率之最大值與最小值之差成為10%以上。
(構成6)如構成1至5中任一項之相移光罩基底，其中將上述相移膜於膜厚在30 nm以下之範圍內變動時之上述代表波長下的透過率之最大值與最小值之差作為透過率變動值時，該透過率變動值相對於膜厚變動前之上述代表波長下之透過率的比例為20%以下。
(構成7)如構成1至6中任一項之相移光罩基底，其中上述代表波長為405 nm。
(構成8)如構成1至7中任一項之相移光罩基底，其中於上述相移膜上具備蝕刻選擇性相對於該相移膜不同之蝕刻遮罩膜。
(構成9)一種相移光罩之製造方法，其特徵在於具有如下步驟： 準備如構成1至7中任一項之相移光罩基底；及 於上述相移膜上形成抗蝕膜，將由上述抗蝕膜形成之抗蝕膜圖案作為遮罩而對上述相移膜進行濕式蝕刻，於上述透明基板上形成相移膜圖案。
(構成10)一種相移光罩之製造方法，其特徵在於具有如下步驟： 準備如構成8之相移光罩基底； 於上述蝕刻遮罩膜上形成抗蝕膜，將由上述抗蝕膜形成之抗蝕膜圖案作為遮罩而對上述蝕刻遮罩膜進行濕式蝕刻，於上述相移膜上形成蝕刻遮罩膜圖案；及 將上述蝕刻遮罩膜圖案作為遮罩而對上述相移膜進行濕式蝕刻，於上述透明基板上形成相移膜圖案。
(構成11)一種顯示裝置之製造方法，其特徵在於具有曝光步驟，該曝光步驟係將藉由如構成9或10之相移光罩之製造方法所獲得之相移光罩載置於曝光裝置之遮罩台，將形成於上述相移光罩上之轉印圖案曝光轉印至形成於顯示裝置基板上之抗蝕劑。 [發明之效果]
根據本發明之相移光罩基底，可獲得一種即便於相移膜產生了膜厚變動之情形時，亦可抑制透過率相對於曝光之光之代表波長之變動而具有所需之較高之透過率，並且可進行良好之圖案轉印的相移光罩基底。
又，根據本發明之相移光罩之製造方法，可使用上述相移光罩基底製造相移光罩。因此，可製造一種即便於相移膜圖案包含之相移膜產生膜厚變動之情形時，亦可抑制透過率相對於曝光之光之代表波長之變動而具有所需之較高之透過率，並且可進行良好之圖案轉印的相移光罩。該相移光罩例如可應對線與間隙圖案或孔圖案、點圖案之微細化。
又，根據本發明之顯示裝置之製造方法，使用藉由上述相移光罩之製造方法獲得之相移光罩而製造顯示裝置。因此，可製造例如具有微細之線與間隙圖案或接觸孔之顯示裝置。
首先，對完成本發明之經過進行敍述。本發明者銳意研究了用以解決上述課題之方法。再者，該研究內容係基於發明者之推測或見解，但並不限制本發明之內容。本發明之相移膜係使曝光之光之相位偏移之膜，相移光罩基底及相移光罩係使用該相移膜而獲得者。上述相移膜之相移量(本說明書中記載有相移量之絕對值)於曝光之光之代表波長下只要大於0°則並無特別限制，但較佳可設為大致180°。所謂大致180°係指160°以上且200°以下(160≦ϕ≦200)，較佳為170°以上且190°以下(170≦ϕ≦190)。本說明書中，相移量有時亦稱為相位差。 如上所述，對於高透過之相移膜，例如於成膜時或於相移光罩製造時，會產生膜厚之變動。因此，本發明者對即便於相移膜產生有膜厚變動之情形時亦可抑制透過率相對於曝光之光之代表波長之變動而確保較高之透過率的相移膜之構成進行了研究。再者，本說明書中，只要未特別記載，則透過率(%)之值係將透明基板露出之區域之透過率記載為100%。
首先，使用圖6及圖7進行說明。圖6係表示自模擬結果導出之對應於實施例1(詳情將於以下敍述)之相移膜之背面反射率、透過率及相移量相對於膜厚之關係的曲線圖。該對應於實施例1之相移膜係以具有所需之光學特性(相移量、透過率等)之方式設定折射率及消光係數且使膜厚變化者。又，圖7係表示自模擬結果導出之先前之相移膜之背面反射率、透過率及相移量相對於膜厚之關係之一例的曲線圖。 於圖7所示之相移膜中，很難觀察到背面反射率之增減，相對於此，透過率會伴隨相移膜之膜厚減少而增加，其變動未得到抑制。另一方面，如圖6所示，可知對應於實施例1之相移膜之背面反射率伴隨其膜厚之增減而較大地變動，相對於此，透過率即便相移膜之膜厚減少或增加均處於大致固定之範圍內。即，根據實施例1之相移膜可知，即便膜厚變動，亦可抑制透過率之變動。
因此，為了獲取對應於實施例1之相移膜之光學特性相關之詳細資訊，本發明者藉由模擬而獲得了反射率及透過率之波長依存性。將其結果示於圖5。圖5係表示對應於實施例1之相移膜之反射率及透過率相對於曝光之光之波長之關係的曲線圖。此處之反射率設為相移膜之正面之反射率(正面反射率)。該相移膜係以取得所需之光學特性(相移量、透過率等)之方式設定折射率、消光係數、及膜厚者，圖5中例示膜厚153 nm者。再者，此處之透過率係將大氣中之透過率作為參考(100%)而算出者。 如圖5所示，於膜厚153 nm下，若著眼於作為代表波長之一例之405 nm波長光下之正面反射率，則其值為16%，透過率為約45%。又，於圖5之正面反射率之曲線中，對應於反射率之極小值(亦稱為低谷)之波長為370 nm。另一方面，雖未圖示，但使膜厚自153 nm減少至149 nm後，405 nm波長光下之正面反射率為19%，透過率仍為約45%。又，於膜厚149 nm下，對應於正面反射率之低谷之波長為362 nm，與膜厚153 nm之相移膜之正面反射率之曲線(圖5)相比較可知，正面反射率之低谷朝短波長側偏移。進而，雖未圖示，但使上述相移膜之膜厚自153 nm增加至157 nm而進行模擬後，405 nm波長光下之正面反射率為14%，透過率為46%。又，於膜厚157 nm下，對應於正面反射率之低谷之波長為378 nm，與膜厚153 nm之相移膜之正面反射率之曲線(圖5)相比較亦可知，正面反射率之極小值(低谷)朝長波長側偏移。 即，根據本發明者之研究認為，只要為如本實施例之相移膜，則於其膜厚變動之情形時，於正面反射率之曲線中正面反射率之低谷朝左右偏移，透過率之變動因代表波長下之正面反射率之增減而相抵，結果可抑制透過率之變動。而且可知，為了使代表波長下之正面反射率根據相移膜之膜厚變動而增減，有效的是具有如下特性之相移膜，即，於表示曝光之光之波長與正面反射率之關係之曲線中，代表波長位於正面反射率之低谷與頂峰(指極大值)之間。
本發明者進而進行銳意研究後發現，當製成滿足以下要件之相移膜時，即便於相移膜產生了膜厚變動之情形時，亦可獲得用以抑制透過率相對於曝光之光之代表波長之變動而具有所需之較高之透過率，並且進行良好之圖案轉印之所需之光學特性，該要件為，於曝光波長之代表波長下，透過率為30%以上且80%以下，消光係數k為0.10以上且0.25以下，折射率n為2.20以上且2.57以下，曝光波長之代表波長處於313～436 nm之範圍內，於上述相移膜之正面反射率與波長之關係中，代表波長位於鄰接之短波長側之正面反射率之低谷(極小值)與鄰接之長波長側之正面反射率之頂峰(極大值)之間，且該相移膜含有過渡金屬及矽。 本發明係鑒於如上之銳意研究之結果而完成，其需要以下之構成。
實施方式1、2. 於實施方式1、2中，對相移光罩基底進行說明。實施方式1之相移光罩基底係用以形成相移光罩之原版，該相移光罩係於透明基板上具有相移膜圖案之相移光罩，該相移膜圖案係藉由將於蝕刻遮罩膜上形成有所需圖案之蝕刻遮罩膜圖案作為遮罩對相移膜進行蝕刻而獲得。又，實施方式2之相移光罩基底係用以形成相移光罩之原版，該相移光罩係於透明基板上具有相移膜圖案之相移光罩，該相移膜圖案係藉由將於抗蝕膜上形成有所需圖案之抗蝕膜圖案作為遮罩對相移膜進行蝕刻而獲得。該蝕刻可為乾式蝕刻或濕式蝕刻之任一者，但較佳為濕式蝕刻。
圖1係表示實施方式1之相移光罩基底10之膜構成之模式圖。 圖1所示之相移光罩基底10具備透明基板20、形成於透明基板20上之相移膜30、及形成於相移膜30上之蝕刻遮罩膜40。 圖2係表示實施方式2之相移光罩基底10之膜構成之模式圖。 圖2所示之相移光罩基底10具備透明基板20、及形成於透明基板20上之相移膜30。 以下，對構成實施方式1及實施方式2之相移光罩基底10之透明基板20、相移膜30及蝕刻遮罩膜40進行說明。
透明基板20相對於曝光之光為透明。透明基板20於無正面反射損耗時，相對於曝光之光具有85%以上之透過率，較佳為具有90%以上之透過率。透明基板20包含含有矽與氧之材料，可由合成石英玻璃、石英玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、低熱膨脹玻璃(SiO 2-TiO 2玻璃等)等玻璃材料構成。於透明基板20由低熱膨脹玻璃構成之情形時，可抑制因透明基板20之熱變形而導致之相移膜圖案之位置變化。又，於顯示裝置用途中使用之透明基板20一般為矩形狀之基板，可使用該透明基板之短邊之長度為300 mm以上者。例如，透明基板之主表面(形成相移膜圖案之面)之一邊之長度為300～2000 mm。本發明係能夠提供如下相移光罩之相移光罩基底，即，即便透明基板之短邊之長度為300 mm以上之較大之尺寸，亦可將形成於透明基板上之例如未達2.0 μm之微細之相移膜圖案穩定地轉印。
相移膜30相對於曝光之光之透過率滿足作為相移膜30所需之值。相移膜30相對於曝光之光中包含之特定波長之光(代表波長)之透過率較佳為30%以上且80%以下，更佳為35%以上且75%以下，進而更佳為40%以上且70%以下。即，於曝光之光為包含313 nm以上且436 nm以下之波長範圍之光之複合光之情形時，相移膜30相對於該波長範圍所包含之代表波長之光具有上述透過率。例如，於曝光之光為包含i光線、h光線及g光線之複合光之情形時，相移膜30相對於i光線、h光線及g光線之任一者具有上述透過率。代表波長只要為313～436 nm之範圍內則無特別限定，但根據於相移膜之正面反射率與波長之關係中設定為位於鄰接之短波長側之正面反射率之低谷與鄰接之長波長側之正面反射率之頂峰之間之觀點，較佳為405 nm(h光線)。藉由相對於h光線具有此種特性，而於將包含i光線、h光線及g光線之複合光用作曝光之光之情形時，對i光線及g光線之波長下之透過率亦可期待類似之效果。 透過率可使用相移量測定裝置等進行測定。
相移膜30相對於曝光之光之相位差滿足作為相移膜30所需之值。相移膜30相對於曝光之光中包含之代表波長之光之相位差較佳為160°以上且200°以下，更佳為170°以上且190°以下。根據該性質，可將曝光之光中包含之代表波長之光之相位改變為160°以上且200°以下。因此，於透過相移膜30之代表波長之光與僅透過透明基板20之之代表波長之光之間產生160°以上且200°以下之相位差。即，於曝光之光為包含313 nm以上且436 nm以下之波長範圍之光之複合光之情形時，相移膜30相對於該波長範圍所包含之代表波長之光具有上述相位差。例如，於曝光之光為包含i光線、h光線及g光線之複合光之情形時，相移膜30相對於i光線、h光線及g光線之任一者具有上述相位差。 相位差可使用相移量測定裝置等進行測定。
從獲得所需相位差所需之膜厚之薄膜化、與提高蝕刻速率等觀點來看，相移膜30相對於代表波長之折射率n較佳為2.20以上且2.57以下，更佳為2.21以上且2.50以下。 又，從抑制透過率相對於相移膜30之膜厚變動而變動之觀點來看，相移膜30相對於代表波長之消光係數k較佳為0.10以上且0.25以下，更佳為0.11以上且0.20以下。 又，從抑制成膜時之功率增大或提高缺陷品質、縮短蝕刻時間、圖案之微細化、膜應力導致之變形等觀點來看，相移膜30之膜厚較佳為180 nm以下，更佳為130 nm以上且180 nm以下。
又，從抑制透過率相對於相移膜30之膜厚變動而變動之觀點來看，相移膜30於正面反射率與波長之關係中，正面反射率之頂峰與正面反射率之低谷之差較佳為10%以上，更佳為15%以上。 又，從抑制因正面反射率導致之透過率變動之觀點來看，相移膜30之正面反射率之頂峰與正面反射率之低谷之差較佳為20%以下。 又，從進而抑制透過率相對於相移膜30之膜厚變動而變動之觀點來看，相移膜30於膜厚在30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的背面反射率之最大值與最小值之差較佳為10%以上，更佳為15%以上。再者，將正面反射率及背面反射率統一作為反射率之情形時，本說明書中，反射率A(%)與反射率B(%)之差X(%)係指X＝｜A－B｜(A與B之差之絕對值)，亦可記載為X(點)。 又，為使相移膜30即便在膜厚發生變動的情況下亦能取得良好之轉印特性，於將膜厚在30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的透過率之最大值與最小值之差設為透過率變動值時，透過率變動值相對於膜厚變動前之代表波長下之透過率的比例較佳為20%以下，更佳為15%以下，進而更佳為10%以下。再者，本說明書中，透過率C(%)與透過率D(%)之差Y(%)係指Y＝｜C－D｜(C與D之差之絕對值)，亦可記載為Y(點)。又，透過率變動值相對於膜厚變動前之代表波長下之透過率的比例係指將透過率變動值除以膜厚變動前之代表波長下之透過率所得的值以百分率表示者。 反射率可使用分光光度計等進行測定。
相移膜30之材料並無特別限制，但相移膜30例如較佳為含有過渡金屬與矽，例如可由過渡金屬矽化物系材料而構成。作為該過渡金屬，較佳為鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉭(Ta)、鎢(W)、及鈦(Ti)等。特佳為由ZrMoSi系材料構成，所述ZrMoSi系材料由包含鉬(Mo)、鋯(Zr)、矽(Si)及氮之材料構成。若為ZrMoSi系材料，則於容易獲得由濕式蝕刻產生之優異之圖案剖面形狀之方面較佳。 又，相移膜30較佳為含有輕元素，且輕元素之含有率為50原子%以上。本說明書中，輕元素係指具有相較鈧(Sc)小之元素序號之元素。作為輕元素，較佳為含有氮或氧之至少一者。於上述過渡金屬矽化物系材料中，輕元素成分氧相較同樣為輕元素成分之氮具有降低折射率及消光係數之效果，故可減少用以獲得所需之透過率之其他輕元素成分(氮等)之含有率，並且亦可有效地降低相移膜30之正面及背面之反射率。又，於上述過渡金屬矽化物系材料中，輕元素成分氮相較同樣為輕元素成分之氧具有不降低折射率之效果，故可減薄用以獲得所需之相位差之膜厚。又，相移膜30中所含之包含氧與氮之輕元素成分之合計含有率較理想為50原子%以上且65原子%以下。又，於相移膜30中包含氧之情形時，氧之含有率超過0原子%且為40原子%以下，此對於缺陷品質、抗藥性方面較為理想。 又，相移膜30中，除上述氧、氮以外，亦可含有碳或氦等其他輕元素成分，目的在於降低膜應力或控制濕式蝕刻速率。
該相移膜30亦可具有柱狀構造。尤其於以鉬矽化物系材料構成相移膜30之情形時，具有蝕刻速率較小之傾向，該柱狀構造可使相移膜30之蝕刻速率提高，故較佳。該柱狀構造中，可藉由剖面SEM(Scanning Electron Microscope，掃描電子顯微鏡)觀察而確認相移膜30。即，本發明之柱狀構造係指含有構成相移膜30之過渡金屬與矽之過渡金屬矽化物之粒子具有朝相移膜30之膜厚方向(上述粒子堆積之方向)延伸之柱狀粒子構造的狀態。再者，本申請案中，將膜厚方向之長度較與膜厚方向垂直之方向之長度長的粒子設為柱狀粒子。即，相移膜30中朝膜厚方向延伸之柱狀粒子遍及透明基板20之面內而形成。又，相移膜30藉由調整成膜條件(濺鍍壓力等)，亦形成密度相對低於柱狀粒子之稀疏部分(以下，有時亦簡稱為「稀疏部分」)。再者，關於相移膜30，為了有效地抑制濕式蝕刻時之旁側蝕刻，使圖案剖面形狀進而優化，較佳為於膜厚方向上不規則地形成朝膜厚方向延伸之柱狀粒子，作為相移膜30之柱狀構造之較佳形態。更佳為，相移膜30之柱狀粒子為膜厚方向之長度不一致之狀態。而且，較佳為於膜厚方向上連續地形成有相移膜30之稀疏部分。
相移膜30較佳為單層膜或包含相同組成之積層膜。其原因在於，若為此種相移膜30，則可抑制相移膜30內之界面反射或內部反射，容易藉由濕式蝕刻來控制圖案剖面。又，無須複雜地變更成膜條件，故可簡化成膜步驟。 該相移膜30可藉由濺鍍法而形成。
蝕刻遮罩膜40配置於相移膜30之上側，且由對蝕刻相移膜30之蝕刻液具有蝕刻耐受性(與相移膜30之蝕刻選擇性不同)之材料構成。又，蝕刻遮罩膜40可具有遮擋曝光之光透過之功能，進而，亦可具有降低膜面反射率以使相移膜30相對於自相移膜30側入射之光之膜面反射率於313 nm～436 nm之波長區域成為15%以下。蝕刻遮罩膜40可由含有鉻(Cr)之鉻系材料構成。作為鉻系材料，更具體而言，可列舉鉻(Cr)、或含有鉻(Cr)、氧(O)、氮(N)、碳(C)中之至少任一者之材料。或者，可列舉含有鉻(Cr)、氧(O)、氮(N)、碳(C)中之至少任一者，進而含有氟(F)之材料。例如，作為構成蝕刻遮罩膜40之材料，可列舉Cr、CrO、CrN、CrF、CrCO、CrCN、CrON、CrCON、CrCONF。鉻系材料之抗藥性及與抗蝕膜之密接性較高，故較佳。 蝕刻遮罩膜40可藉由濺鍍法而形成。
於蝕刻遮罩膜40具有遮擋曝光之光透過之功能之情形時，於相移膜30與蝕刻遮罩膜40積層之部分，相對於曝光之光之光學濃度較佳為3以上，更佳為3.5以上，進而更佳為4以上。 光學濃度可使用分光光度計或光密度(OD，optical density)儀等進行測定。
蝕刻遮罩膜40根據功能，可為由組成均勻之單一膜構成之情形，亦可為由組成不同之複數種膜構成之情形，還可為由在厚度方向上組成連續變化之單一膜構成之情形。
再者，圖1所示之相移光罩基底10中，於相移膜30上具備蝕刻遮罩膜40，但對於相移膜30上具備蝕刻遮罩膜40，且於蝕刻遮罩膜40上具備抗蝕膜之相移光罩基底，亦可應用本發明。
其次，對該實施方式1及2之相移光罩基底10之製造方法進行說明。圖1所示之相移光罩基底10藉由執行以下之相移膜形成步驟與蝕刻遮罩膜形成步驟而製造。圖2所示之相移光罩基底10藉由相移膜形成步驟而製造。 以下，詳細地說明各步驟。
1.相移膜形成步驟 首先，準備透明基板20。透明基板20只要相對於曝光之光為透明，則亦可為由合成石英玻璃、石英玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、低熱膨脹玻璃(SiO 2-TiO 2玻璃等)等任一種玻璃材料而構成者。
其次，於透明基板20上，藉由濺鍍法而形成相移膜30。 關於相移膜30之成膜，例如於構成相移膜30之材料之主成分為ZrMoSi系之情形時，可將包含鉬(Mo)、鋯(Zr)及矽(Si)之ZrMoSi系靶、或包含鉬(Mo)、鋯(Zr)、矽(Si)、氧(O)及/或氮(N)之ZrMoSiO系靶、ZrMoSiN系靶、及ZrMoSiON系靶用作濺鍍靶。濺鍍例如可於包含含有選自由氦氣、氖氣、氬氣、氪氣及氙氣所組成之群中之至少一種之惰性氣體之濺鍍氣體氛圍、或包含上述惰性氣體與選自由氧氣、氮氣、二氧化碳氣體、一氧化氮氣體、二氧化氮氣體所組成之群且至少包含氮之活性氣體之混合氣體的濺鍍氣體氛圍中進行。
相移膜30之組成及厚度係以相移膜30具有上述之相位差、透過率、反射率之類的光學特性之方式而調整。相移膜30之組成可根據構成濺鍍靶之元素之含有比率(例如Mo、Zr、Si之含有率)、濺鍍氣體之組成及流量等而控制。相移膜30之厚度可根據濺鍍功率、濺鍍時間等而控制。又，相移膜30較佳為使用連續式濺鍍裝置而形成。於濺鍍裝置為連續式濺鍍裝置之情形時，亦可根據基板之搬送速度而控制相移膜30之厚度。
於對相移膜30執行複數次成膜工序之情形時，可減小施加至濺鍍靶之濺鍍功率。 以此方式獲得實施方式2之相移光罩基底10。於實施方式1之相移光罩基底10之製造中，進而執行以下之蝕刻遮罩膜形成步驟。
2.蝕刻遮罩膜形成步驟 於視需要而進行調整相移膜30表面之氧化狀態之表面處理之後，藉由濺鍍法於相移膜30上形成蝕刻遮罩膜40。蝕刻遮罩膜40較佳為使用連續式濺鍍裝置而形成。於濺鍍裝置為連續式濺鍍裝置之情形時，亦可根據透明基板20之搬送速度而控制蝕刻遮罩膜40之厚度。 關於蝕刻遮罩膜40之成膜，例如於蝕刻遮罩膜40係由鉻系材料構成之情形時，可使用包含鉻或鉻化合物(氧化鉻、氮化鉻、碳化鉻、氮氧化鉻、碳氮氧化鉻等)之濺鍍靶。濺鍍例如係於包含含有選自由氦氣、氖氣、氬氣、氪氣及氙氣所組成之群中之至少一種之惰性氣體的濺鍍氣體氛中、或包含惰性氣體與活性氣體之混合氣體的濺鍍氣體氛圍中進行，該惰性氣體含有選自由氦氣、氖氣、氬氣、氪氣及氙氣所組成之群中之至少一種之惰性氣體，該活性氣體含有選自由氧氣、氮氣、一氧化氮氣體、二氧化氮氣體、二氧化碳氣體、烴系氣體、氟系氣體所組成之群中之至少一種。作為烴系氣體，可列舉例如甲烷氣體、丁烷氣體、丙烷氣體、苯乙烯氣體等。
於蝕刻遮罩膜40由組成均勻之單一膜構成之情形時，不改變濺鍍氣體之組成及流量僅執行1次上述成膜工序。於蝕刻遮罩膜40由組成不同之複數種膜構成之情形時，每一次成膜工序中均改變濺鍍氣體之組成及流量而執行複數次上述成膜工序。於蝕刻遮罩膜40由在厚度方向上組成連續變化之單一膜構成之情形時，使濺鍍氣體之組成及流量隨成膜工序之經過時間一起變化並且僅執行1次上述成膜工序。 以此方式獲得實施方式1之相移光罩基底10。
再者，圖1所示之相移光罩基底10於相移膜30上具備蝕刻遮罩膜40，故於製造相移光罩基底10時，執行蝕刻遮罩膜形成步驟。又，於製造在相移膜30上具備蝕刻遮罩膜40且在蝕刻遮罩膜40上具備抗蝕膜之相移光罩基底時，於蝕刻遮罩膜形成步驟後，於蝕刻遮罩膜40上形成抗蝕膜。又，關於圖2所示之相移光罩基底10，於製造在相移膜30上具備抗蝕膜之相移光罩基底時，於相移膜形成步驟後形成抗蝕膜。
該實施方式1及2之相移光罩基底10即便於相移膜產生了膜厚變動之情形時，亦可抑制透過率相對於曝光之光之代表波長之變動而具有所需之較高之透過率，並且可進行良好之圖案轉印。
實施方式3.4. 實施方式3、4中，對相移光罩之製造方法進行說明。
圖3係表示實施方式3之相移光罩之製造方法之模式圖。圖4係表示實施方式4之相移光罩之製造方法之模式圖。 圖3所示之相移光罩之製造方法係使用圖1所示之相移光罩基底10來製造相移光罩之方法，包含如下步驟，即，於相移光罩基底10之蝕刻遮罩膜40上形成抗蝕膜的步驟；於抗蝕膜上藉由對所需之圖案進行描繪、顯影而形成抗蝕膜圖案50(第1抗蝕膜圖案形成步驟)，將該抗蝕膜圖案50作為遮罩對蝕刻遮罩膜40進行濕式蝕刻，於相移膜30上形成蝕刻遮罩膜圖案40a的步驟(第1蝕刻遮罩膜圖案形成步驟)；及將蝕刻遮罩膜圖案40a作為遮罩，對相移膜30進行濕式蝕刻而於透明基板20上形成相移膜圖案(圖案化之相移膜)30a的步驟(相移膜圖案形成步驟)。而且，進而包含第2抗蝕膜圖案形成步驟、及第2蝕刻遮罩膜圖案形成步驟。
圖4所示之相移光罩之製造方法係使用圖2所示之相移光罩基底10來製造相移光罩之方法，包含如下步驟，即，於相移光罩基底10上形成抗蝕膜的步驟；於抗蝕膜上藉由對所需之圖案進行描繪、顯影而形成抗蝕膜圖案50(第1抗蝕膜圖案形成步驟)，將該抗蝕膜圖案50作為遮罩對相移膜30進行濕式蝕刻，於透明基板20上形成相移膜圖案30a的步驟(相移膜圖案形成步驟)。 以下，詳細地說明實施方式3及4之相移光罩之製造步驟之各步驟。
實施方式3之相移光罩之製造步驟 1.第1抗蝕膜圖案形成步驟 於第1抗蝕膜圖案形成步驟中，首先，於實施方式1之相移光罩基底10之蝕刻遮罩膜40上形成抗蝕膜。所使用之抗蝕膜材料並無特別限制。例如，只要為對具有選自下述350 nm～436 nm之波長區域之任一波長之雷射光感光者即可。又，抗蝕膜可為正型、負型之任一者。 其後，使用具有選自350 nm～436 nm之波長區域之任一波長之雷射光，於抗蝕膜上描繪所需之圖案。描繪於抗蝕膜之圖案可為形成於相移膜30之圖案。作為描繪於抗蝕膜之圖案，可列舉線與間隙圖案或孔圖案。 其後，利用特定之顯影液將抗蝕膜顯影，如圖3(a)所示，於蝕刻遮罩膜40上形成第1抗蝕膜圖案50。
2.第1蝕刻遮罩膜圖案形成步驟 於第1蝕刻遮罩膜圖案形成步驟中，首先，將第1抗蝕膜圖案50作為遮罩對蝕刻遮罩膜40進行蝕刻，形成第1蝕刻遮罩膜圖案40a。蝕刻遮罩膜40可由包含鉻(Cr)之鉻系材料形成。對蝕刻遮罩膜40進行蝕刻之蝕刻液只要為可對蝕刻遮罩膜40進行選擇性蝕刻者，則並無特別限制。具體而言，可列舉包含硝酸鈰銨與過氯酸之蝕刻液。 其後，使用抗蝕劑剝離液或藉由灰化而如圖3(b)所示將第1抗蝕膜圖案50剝離。視情形亦可不剝離第1抗蝕膜圖案50，而執行接下來的相移膜圖案形成步驟。
3.相移膜圖案形成步驟 於第1相移膜圖案形成步驟中，將第1蝕刻遮罩膜圖案40a作為遮罩對相移膜30進行濕式蝕刻，如圖3(c)所示形成相移膜圖案30a。作為相移膜圖案30a，可列舉線與間隙圖案或孔圖案。對相移膜30進行蝕刻之蝕刻液只要為可對相移膜30進行選擇性蝕刻者則並無特別限制。例如可列舉包含氟化銨、磷酸及過氧化氫之蝕刻液、包含氟化氫銨與過氧化氫之蝕刻液。 為了使相移膜圖案30a之剖面形狀良好，較佳為以較相移膜圖案30a中透明基板20露出為止之時間(適量蝕刻時間)長之時間(過蝕刻時間)進行濕式蝕刻。作為過蝕刻時間，若考慮對透明基板20之影響等，則較佳設為對適量蝕刻時間加上該適量蝕刻時間之10～20%之時間所得之時間內。
4.第2抗蝕膜圖案形成步驟 於第2抗蝕膜圖案形成步驟中，首先，形成覆蓋第1蝕刻遮罩膜圖案40a之抗蝕膜。所使用之抗蝕膜材料並無特別限制。例如，只要為對具有選自下述350 nm～436 nm之波長區域之任一者之波長之雷射光感光者即可。又，抗蝕膜可為正型、負型之任一者。 其後，使用具有選自350 nm～436 nm之波長區域之任一者之波長之雷射光，於抗蝕膜上描繪所需之圖案。描繪於抗蝕膜之圖案係對相移膜30上形成有圖案之區域之外周區域進行遮光之遮光帶圖案、或對相移膜圖案之中央部進行遮光之遮光帶圖案等。再者，根據相移膜30相對於曝光之光之透過率，描繪於抗蝕膜之圖案有時亦為不存在對相移膜圖案30a之中央部進行遮光之遮光帶圖案之圖案。 其後，利用特定之顯影液將抗蝕膜顯影，如圖3(d)所示，於第1蝕刻遮罩膜圖案40a上形成第2抗蝕膜圖案60。
5.第2蝕刻遮罩膜圖案形成步驟 於第2蝕刻遮罩膜圖案形成步驟中，將第2抗蝕膜圖案60作為遮罩對第1蝕刻遮罩膜圖案40a進行蝕刻，如圖3(e)所示，形成第2蝕刻遮罩膜圖案40b。第1蝕刻遮罩膜圖案40a可由包含鉻(Cr)之鉻系材料形成。對第1蝕刻遮罩膜圖案40a進行蝕刻之蝕刻液只要係可對第1蝕刻遮罩膜圖案40a進行選擇性蝕刻者，則並無特別限制。例如可列舉包含硝酸鈰銨與過氯酸之蝕刻液。 其後，使用抗蝕劑剝離液或藉由灰化將第2抗蝕膜圖案60剝離。 以此方式獲得相移光罩100。 再者，上述說明中對蝕刻遮罩膜40具有遮擋曝光之光透過之功能之情形進行了說明，但於蝕刻遮罩膜40僅具有蝕刻相移膜30時之硬質遮罩之功能之情形時，於上述說明中，不執行第2抗蝕膜圖案形成步驟、與第2蝕刻遮罩膜圖案形成步驟，而是於相移膜圖案形成步驟之後，將第1蝕刻遮罩膜圖案40a剝離而製作相移光罩100。
根據該實施方式3之相移光罩之製造方法，由於使用實施方式1之相移光罩基底，故可縮短蝕刻時間，可形成剖面形狀、抗藥性良好之相移膜圖案。由此，可製造能夠將高精細之相移膜圖案精度良好地轉印之相移光罩。如此製造之相移光罩可應對線與間隙圖案或孔圖案、點圖案之微細化。
實施方式4之相移光罩之製造步驟 1.抗蝕膜圖案形成步驟 於抗蝕膜圖案形成步驟中，首先，於實施方式2之相移光罩基底10之相移膜30上形成抗蝕膜。所使用之抗蝕膜材料與實施方式3中說明之材料相同。再者，視需要亦可於形成抗蝕膜之前，對相移膜30進行表面改質處理，以使與相移膜30之密接性良好。與上述同樣地，於形成抗蝕膜之後，使用具有選自350 nm～436 nm之波長區域之任一者之波長之雷射光，於抗蝕膜上描繪所需之圖案。其後，利用特定之顯影液將抗蝕膜顯影，如圖4(a)所示，於相移膜30上形成抗蝕膜圖案50。 2.相移膜圖案形成步驟 於相移膜圖案形成步驟中，將抗蝕膜圖案50作為遮罩對相移膜30進行蝕刻，如圖4(b)所示形成相移膜圖案30a。對相移膜圖案30a或相移膜30進行蝕刻之蝕刻液或過蝕刻時間與實施方式3中所說明之情形相同。 其後，使用抗蝕劑剝離液或藉由灰化將抗蝕膜圖案50剝離(圖4(c))。 以此方式獲得相移光罩100。 根據該實施方式4之相移光罩之製造方法，由於使用實施方式2之相移光罩基底，故不存在因濕式蝕刻液對基板之損傷而導致透明基板之透過率降低，可縮短蝕刻時間，可形成剖面形狀、抗藥性良好且背面反射率得以抑制之相移膜圖案。由此，可製造能夠將高精細之相移膜圖案精度良好地轉印之相移光罩。如此製造之相移光罩可應對線與間隙圖案或孔圖案、點圖案之微細化。
實施方式5. 實施方式5中，對顯示裝置之製造方法進行說明。顯示裝置藉由執行以下步驟而製造，即，將使用上述相移光罩基底10製造之相移光罩100或藉由上述相移光罩100之製造方法製造之相移光罩100載置於曝光裝置之遮罩台的步驟(光罩載置步驟)；及將轉印圖案曝光轉印至顯示裝置上之抗蝕膜的步驟(曝光步驟)。該轉印圖案中，可僅包含相移膜圖案，亦可進而包含將其他光學膜圖案化而成之圖案(光學膜圖案)。作為其他光學膜圖案，例如可列舉上述第2蝕刻遮罩膜圖案。該情形時，可將相移膜圖案與蝕刻遮罩膜圖案之積層區域作為遮光帶。 以下，詳細地說明各步驟。
1.載置步驟 於載置步驟中，將實施方式3中製造之相移光罩載置於曝光裝置之遮罩台。此處，相移光罩以隔著曝光裝置之投影光學系統而與形成於顯示裝置基板上之抗蝕膜對向之方式配置。
2.圖案轉印步驟 於圖案轉印步驟中，對相移光罩100照射曝光之光，將相移膜圖案轉印至形成於顯示裝置基板上之抗蝕膜。曝光之光為包含選自313 nm～436 nm之波長區域之複數種波長之光之複合光、或利用濾波器等自313 nm～436 nm之波長區域截下某波長區域而選擇之單色光。例如，曝光之光為包含i光線、h光線及g光線之複合光、或i光線之單色光。若使用複合光作為曝光之光，則可提高曝光之光強度從而提高處理量，故可降低顯示裝置之製造成本。
根據該實施方式3之顯示裝置之製造方法，可製造具有高解像度、微細之線與間隙圖案或孔圖案、點圖案之高精細之顯示裝置。 [實施例]
實施例1. A.相移光罩基底 為了製造實施例1之相移光罩基底，首先，準備合成石英玻璃基板作為透明基板20。
其後，將合成石英玻璃基板以主表面朝下側之方式搭載於托盤(未圖示)，並搬入至連續式濺鍍裝置之腔室內。 為了於透明基板20之主表面上形成相移膜30，首先，將由氬(Ar)氣與氮(N 2)氣構成之混合氣體導入至第1腔室內。繼而，使用包含Mo、Zr、Si之比率Mo:Zr:Si＝4:16:80之ZrMoSi靶，藉由反應性濺鍍，於透明基板20之主表面上成膜膜厚為153 nm之含有鉬、鋯、矽及氮之ZrMoSiN之相移膜30。
其次，將附帶相移膜30之透明基板20搬入至第3腔室內，將氬氣(Ar)與氮氣(N 2)之混合氣體導入至第3腔室內，藉由反應性濺鍍，於相移膜30上形成含有鉻與氮之鉻氮化物(CrN)。 其次，於使第4腔室內為特定真空度之狀態下導入氬氣(Ar)與甲烷氣體之混合氣體，藉由反應性濺鍍而於CrN上形成含有鉻與碳之鉻碳化物(CrC)。 最後，於使第5腔室內為特定真空度之狀態下導入氬氣(Ar)與甲烷氣體之混合氣體、及氮氣(N 2)與氧氣(O 2)之混合氣體，藉由反應性濺鍍而於CrC上形成含有鉻、碳、氧、及氮之鉻碳氮氧化物(CrCON)。 如上，於相移膜30上形成有CrN層、CrC層及CrCON層之積層構造之蝕刻遮罩膜40。 以此方式，獲得於透明基板20上形成有相移膜30與蝕刻遮罩膜40之相移光罩基底10。
關於所獲得之相移光罩基底10之相移膜30之折射率與消光係數，使用設置於同一托盤而製成的於合成石英玻璃基板之主表面上成膜有相移膜30之附帶相移膜之基板(虛設基板)，利用橢圓光譜偏光儀(J.A.Woollam公司製造M-2000D)測定。 其結果，ZrMoSiN之相移膜之折射率n為2.35(波長405 nm)，滿足2.20以上且2.57以下之條件。又，消光係數k為0.11(波長405 nm)，滿足0.10以上且0.25以下之條件。 又，針對所獲得之相移光罩基底10之相移膜30，藉由Lasertec公司製造之MPM-100測定透過率、相位差。相移膜30之透過率、相位差之測定與上述同樣地，使用設置於同一托盤而製成的於合成石英玻璃基板之主表面上成膜有相移膜30之附帶相移膜之基板(虛設基板)。相移膜30之透過率、相位差係於形成蝕刻遮罩膜40之前將附帶相移膜之基板(虛設基板)自腔室取出而測定。其結果，透過率為50%(波長：405 nm)，相位差為180°(波長：405 nm)。 又，藉由模擬而分析使該相移膜之膜厚變動時之背面反射率，結果，膜厚於30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的反射率之最大值與最小值之差為18%(18點)，達到10%以上。又，以相同之方式藉由模擬而分析透過率，結果，膜厚於30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的透過率之最大值與最小值之差(透過率變動值)為4%(4點)，相對於膜厚153 nm(膜厚變動前)之405 nm波長光下之透過率(50%)為8%，成為20%以下。 如此，可謂，實施例1之相移光罩基底10即便於相移膜產生了膜厚變動之情形時，亦可抑制透過率相對於曝光之光之代表波長之變動而具有所需之較高之透過率，並且可進行良好之圖案轉印。又，實施例1之相移膜於較膜厚180 nm小之膜厚153 nm下可具有上述光學特性，可良好地用於微細圖案之形成。
B.相移光罩及其製造方法 為了使用以上述方式製造之相移光罩基底10來製造相移光罩100，首先，使用抗蝕劑塗佈裝置於相移光罩基底10之蝕刻遮罩膜40上塗佈光阻膜。 其後，經加熱、冷卻步驟而形成光阻膜。 其後，使用雷射描繪裝置描繪光阻膜，經顯影、沖洗步驟而於蝕刻遮罩膜上形成孔徑1.5 μm之孔圖案之抗蝕膜圖案。
其後，將抗蝕膜圖案作為遮罩，藉由包含硝酸鈰銨與過氯酸之鉻蝕刻液對蝕刻遮罩膜進行濕式蝕刻，形成第1蝕刻遮罩膜圖案40a。
其後，將第1蝕刻遮罩膜圖案40a作為遮罩，藉由將氟化氫銨與過氧化氫之混合溶液以純水稀釋後之蝕刻液對相移膜30進行濕式蝕刻，形成相移膜圖案30a。為了使剖面形狀垂直化且形成所要求之微細圖案，以10%之過蝕刻時間進行該濕式蝕刻。 其後，將抗蝕膜圖案剝離。
其後，使用抗蝕劑塗佈裝置，以覆蓋第1蝕刻遮罩膜圖案40a之方式塗佈光阻膜。 其後，經加熱、冷卻步驟而形成光阻膜。 其後，使用雷射描繪裝置描繪光阻膜，經顯影、沖洗步驟而於第1蝕刻遮罩膜圖案40a上形成用於形成遮光帶之第2抗蝕膜圖案60。
其後，將第2抗蝕膜圖案60作為遮罩，藉由包含硝酸鈰銨與過氯酸之鉻蝕刻液，對形成於轉印圖案形成區域之第1蝕刻遮罩膜圖案40a進行濕式蝕刻。 其後，將第2抗蝕膜圖案60剝離。
以此方式，獲得於透明基板20上的轉印圖案形成區域形成有孔徑1.5 μm之相移膜圖案30a、及包含相移膜圖案30a與蝕刻遮罩膜圖案40b之積層構造之遮光帶的相移光罩100。
藉由掃描型電子顯微鏡觀察所獲得之相移光罩之剖面。於實施例1之相移光罩之剖面，相移膜圖案30a之邊緣與透明基板20之主表面所成之角度為75°以上，具有接近垂直之剖面形狀。形成於實施例1之相移光罩之相移膜圖案30a具有可充分地發揮相移效應之剖面形狀。又，去除相移膜30後露出之透明基板20之表面光滑，未確認到因透明基板20之表面粗糙而引起之透過率降低。因此，可獲得對於包含313 nm以上且500 nm以下之波長範圍之光之曝光之光、更具體而言對於包含i光線、h光線及g光線中之至少任一者之複合光之曝光之光具有優異之相移效應的相移光罩。 因此，將實施例1之相移光罩設置於曝光裝置之遮罩台並曝光轉印至顯示裝置上之抗蝕膜之情形時，可高精度地轉印未達2.0 μm之微細圖案。
實施例2. A.相移光罩基底 實施例2中，進行除相移膜30外以與實施例1相同之構造及方法製造相移光罩基底10、相移光罩100之情形之模擬。實施例2中，相移膜包含ZrMoSiN系材料。 關於該ZrMoSiN相移膜之光學特性，折射率n設為2.45(波長405 nm)，滿足2.20以上且2.57以下之條件。又，消光係數k設為0.11(波長405 nm)，滿足0.10以上且0.25以下之條件。又，模擬之結果為，該相移膜30於膜厚143 nm下，透過率為49%(波長：405 nm)，相位差為180°(波長：405 nm)。 又，藉由模擬對使該相移膜之膜厚變動時之背面反射率進行分析，結果，膜厚於30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的背面反射率之最大值與最小值之差為20%，達到10%以上。又，以相同之方式藉由模擬分析透過率，結果，膜厚於30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的透過率之最大值與最小值之差(透過率變動值)為6%，相對於膜厚143 nm(膜厚變動前)之405 nm波長光下之透過率(49%)為12%，成為20%以下。 如此，可謂，實施例2之相移光罩基底10即便於相移膜產生了膜厚變動之情形時，亦可抑制透過率相對於曝光之光之代表波長之變動而具有所需之較高之透過率，並且可進行良好之圖案轉印。又，實施例2之相移膜於較膜厚180 nm小之膜厚143 nm下，可具有上述光學特性，可良好地用於微細圖案之形成。即，形成於藉由將實施例2之相移膜圖案化而獲得之相移光罩之相移膜圖案30a可具有能夠充分發揮相移效應之微細之尺寸(寬度)。因此，於實施例2中，亦可獲得對於包含313 nm以上且500 nm以下之波長範圍之光之曝光之光、更具體而言對於包含i光線、h光線及g光線中之至少任一者之複合光之曝光之光具有優異之相移效應的相移光罩。 因此，將實施例2之相移光罩設置於曝光裝置之遮罩台並曝光轉印至顯示裝置上之抗蝕膜之情形時，可高精度地轉印未達2.0 μm之微細圖案。
比較例1. 比較例1中，進行除相移膜30外以與實施例1相同之構造與方法製造相移光罩基底10、相移光罩100之情形之模擬。於比較例1中，相移膜包含ZrSiN系材料。該包含ZrSiN系材料之相移膜例如可由以下方法獲得，即，作為上述實施例1中成膜相移膜時之濺鍍靶，使用以取得所需之折射率n與消光係數k之方式調整了Zr與Si之比率後之ZrSi靶，藉由反應性濺鍍，於透明基板20之主表面上成膜含有鋯、矽及氮之ZrSiN之相移膜30。 關於比較例1之ZrSiN相移膜之光學特性，折射率n設為2.65(波長405 nm)，不滿足2.20以上且2.57以下之條件。又，消光係數k設為0.09(波長405 nm)，亦不滿足0.10以上且0.25以下之條件。 又，模擬之結果為，該相移光罩基底10之相移膜30於膜厚130 nm下，透過率為50%(波長：405 nm)，相位差為180°(波長：405 nm)。 又，藉由模擬對使該相移膜之膜厚變動時之背面反射率進行分析，結果，膜厚於30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的背面反射率之最大值與最小值之差為23%，達到10%以上。然而，以相同之方式藉由模擬對透過率進行分析，結果，膜厚於30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的透過率之最大值與最小值之差(透過率變動值)為11%，相對於膜厚130 nm(膜厚變動前)之405 nm波長光下之透過率(50%)為22%，未成為20%以下。 如此，比較例1之相移光罩基底10及使用該光罩基底製造之相移光罩100於相移膜產生了膜厚變動之情形時，無法抑制透過率相對於曝光之光之代表波長之變動，從而會偏離所需之透過率。又，比較例1之相移膜雖具有高透過之特性，但膜厚130 nm下之背面反射率較高，為24%。因此，比較例1之相移光罩基底10及相移光罩100無法取得所需之相移功能，稱不上能進行良好之圖案轉印者。
比較例2. 比較例2中，進行除相移膜30外以與實施例1相同之構造與方法製造相移光罩基底10、相移光罩100之情形之模擬。於比較例2中，相移膜包含MoSiN系材料。該包含MoSiN系材料之相移膜例如可由以下方法獲得，即，作為上述實施例1中成膜相移膜時之濺鍍靶，使用以取得所需之折射率n與消光係數k之方式調整了Mo與Si之比率後之MoSi靶，藉由反應性濺鍍，於透明基板20之主表面上成膜含有鉬、矽、及氮之MoSiN之相移膜30。 關於比較例2之MoSiN相移膜之光學特性，折射率n設為2.30(波長405 nm)，滿足2.20以上且2.57以下之條件。另一方面，消光係數k設為0.28(波長405 nm)，不滿足0.10以上且0.25以下之條件。 又，模擬之結果為，該相移光罩基底10之相移膜30於膜厚159 nm下，透過率為22%(波長：405 nm)，相位差為180°(波長：405 nm)。 又，藉由模擬對使該相移膜之膜厚變動時之背面反射率進行分析，結果，膜厚於30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的背面反射率之最大值與最小值之差為9%，未達到10%以上。又，以相同之方式藉由模擬對透過率進行分析，結果，膜厚於30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的透過率之最大值與最小值之差(透過率變動值)為5%，相對於膜厚159 nm(膜厚變動前)之405 nm波長光下之透過率(22%)為23%，未成為20%以下。 如此，比較例2之相移光罩基底10及使用該光罩基底製造之相移光罩100於相移膜產生了膜厚變動之情形時，無法抑制透過率相對於曝光之光之代表波長之變動，從而會偏離所需之透過率。因此，比較例2之相移光罩基底10及相移光罩100無法取得所需之相移功能，稱不上能進行良好之圖案轉印者。
參考例1. 參考例1中，進行除相移膜30外以與實施例1相同之構造與方法製造相移光罩基底10、相移光罩100之情形之模擬。於參考例1中，相移膜包含MoSiN系材料。該包含MoSiN系材料之相移膜例如藉由以下方法獲得，即，作為上述實施例1中成膜相移膜時之濺鍍靶，使用以取得所需之折射率n與消光係數k之方式調整了Mo與Si之比率後之MoSi靶，藉由反應性濺鍍，於透明基板20之主表面上成膜含有鉬、矽、及氮之MoSiN之相移膜30。 關於參考例1之包含MoSiN系材料之相移膜之光學特性，折射率n設為2.12(波長405 nm)，不滿足2.20以上且2.57以下之條件。又，消光係數k設為0.11(波長405 nm)，滿足0.10以上且0.25以下之條件。 又，模擬之結果為，該相移光罩基底10之相移膜30於膜厚182 nm下，透過率為50%(波長：405 nm)，相位差為180°(波長：405 nm)。 又，藉由模擬對使該相移膜之膜厚變動時之背面反射率進行分析，結果，膜厚於30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的背面反射率之最大值與最小值之差為9%，未達到10%以上。又，以相同之方式藉由模擬對透過率進行分析，結果，膜厚於30 nm以下之範圍內變動時之代表波長下的透過率之最大值與最小值之差(透過率變動值)為3%，相對於膜厚182 nm(膜厚變動前)之405 nm波長下之透過率(50%)為6%，成為20%以下。然而，參考例1之相移膜之折射率較小，故為了取得相對於405 nm之波長光約為180°之相移功能，不得不增大膜厚，從而膜厚成為182 nm。即，參考例1之相移膜之膜厚大於180 nm，與實施例相比有可能導致蝕刻時間變長。該情形時，透明基板易損傷，透明基板之主表面露出之區域之曝光之光之透過率不滿足所需值之可能性變高。又，亦考慮到如下情況，即，於使用作為各向同性蝕刻之濕式蝕刻形成空間圖案或孔圖案之情形時，在透明基板之主表面露出為止之期間，於與膜厚方向垂直之方向上亦進行蝕刻，因此，若膜厚較大，則難以形成微細之圖案。參考例1之相移膜對於形成微細之圖案而言並不充分。
以上之實施例、比較例及參考例中使用之相移膜之材料僅為一例。由此，於不脫離本發明之範圍之範圍內，相移膜之材料並不限定於上述實施例中使用之材料。又，本發明並不將比較例及參考例中使用之材料排除在外。無論何種材料，只要滿足本發明之構成，均可取得與上述實施例相同之效果。
10:相移光罩基底 20:透明基板 30:相移膜 30a:相移膜圖案(經圖案化之相移膜) 40:蝕刻遮罩膜 40a:第1蝕刻遮罩膜圖案 40b:第2蝕刻遮罩膜圖案 50:第1抗蝕膜圖案 60:第2抗蝕膜圖案 100:相移光罩
圖1係表示實施方式1之相移光罩基底之膜構成(透明基板/相移膜/蝕刻遮罩膜)之模式圖。 圖2係表示實施方式2之相移光罩基底之膜構成(透明基板/相移膜)之模式圖。 圖3(a)～(e)係表示實施方式3之相移光罩之製造步驟之模式圖。 圖4(a)～(c)係表示實施方式4之相移光罩之製造步驟之模式圖。 圖5係表示自模擬結果導出之對應於實施例1之相移膜之反射率及透過率相對於曝光之光之波長之關係的曲線圖。 圖6係表示自模擬結果導出之對應於實施例1之相移膜之背面反射率、透過率及相位相對於膜厚之關係的曲線圖。 圖7係表示自模擬結果導出之先前之相移膜之背面反射率、透過率及相位相對於膜厚之關係的曲線圖。
10:相移光罩基底
20:透明基板
30:相移膜
40:蝕刻遮罩膜

Claims (11)

  1. 一種相移光罩基底，其特徵在於，其係於透明基板上具有相移膜者，且 上述相移膜於曝光波長之代表波長下，透過率為30%以上且80%以下，消光係數k為0.10以上且0.25以下，折射率n為2.20以上且2.57以下， 上述曝光波長之代表波長處於313～436 nm之範圍內， 於上述相移膜之正面反射率與波長之關係中，上述代表波長位於鄰接之短波長側之正面反射率之低谷與鄰接之長波長側之正面反射率之頂峰之間， 上述相移膜含有過渡金屬及矽。
  2. 如請求項1之相移光罩基底，其中上述相移膜含有輕元素，上述輕元素之含有率為50原子%以上。
  3. 如請求項1或2之相移光罩基底，其中上述相移膜為單層膜或包含相同組成之積層膜。
  4. 如請求項1或2之相移光罩基底，其中上述相移膜之膜厚為180 nm以下。
  5. 如請求項1或2之相移光罩基底，其中上述相移膜於膜厚在30 nm以下之範圍內變動時之上述代表波長下的背面反射率之最大值與最小值之差成為10%以上。
  6. 如請求項1或2之相移光罩基底，其中將上述相移膜於膜厚在30 nm以下之範圍內變動時之上述代表波長下的透過率之最大值與最小值之差設為透過率變動值時，上述透過率變動值相對於膜厚變動前之上述代表波長下之透過率的比例為20%以下。
  7. 如請求項1或2之相移光罩基底，其中上述代表波長為405 nm。
  8. 如請求項1或2之相移光罩基底，其中於上述相移膜上具備蝕刻選擇性相對於該相移膜不同之蝕刻遮罩膜。
  9. 一種相移光罩之製造方法，其特徵在於具有如下步驟： 準備如請求項1至7中任一項之相移光罩基底；及 於上述相移膜上形成抗蝕膜，將由上述抗蝕膜形成之抗蝕膜圖案作為遮罩而對上述相移膜進行濕式蝕刻，於上述透明基板上形成相移膜圖案。
  10. 一種相移光罩之製造方法，其特徵在於具有如下步驟： 準備如請求項8之相移光罩基底； 於上述蝕刻遮罩膜上形成抗蝕膜，將由上述抗蝕膜形成之抗蝕膜圖案作為遮罩而對上述蝕刻遮罩膜進行濕式蝕刻，於上述相移膜上形成蝕刻遮罩膜圖案；及 將上述蝕刻遮罩膜圖案作為遮罩而對上述相移膜進行濕式蝕刻，於上述透明基板上形成相移膜圖案。
  11. 一種顯示裝置之製造方法，其特徵在於具有曝光步驟，該曝光步驟係將藉由如請求項9或10之相移光罩之製造方法所獲得之相移光罩載置於曝光裝置之遮罩台，將形成於上述相移光罩上之轉印圖案曝光轉印至形成於顯示裝置基板上之抗蝕劑。
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