TWI431411B - 光罩、光罩之製造方法、圖案轉印方法及液晶顯示裝置之製作方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於光微影步驟中所使用之光罩、光罩之製造方法、圖案轉印方法及液晶顯示裝置之製作方法。
目前,作為液晶顯示裝置所採用之方式,有VA(Vertical Alignment垂直配向)方式、IPS(In Plane Switching平面轉換)方式。藉由適用該等之方式,可提供液晶之應答迅速,給與充分之視角之優良之動畫。又,適用該等之方式之液晶顯示裝置之像素電極部可使用利用透明導電膜之線與空間之圖案(線與空間圖案),藉此謀求應答速度、視角之改善。
近年,為進一步提高液晶之應答速度及視角,趨向於將線與空間圖案之線寬(CD(Critical Dimension關鍵尺寸))微細化(日本特開2007-206346號公報(專利文獻1))。
一般而言,液晶顯示裝置之像素部等之圖案形成係利用光微影步驟。光微影步驟係對形成於進行蝕刻之被加工體上之抗蝕膜,使用光罩轉印特定之圖案,使該抗蝕膜顯影而形成抗蝕圖案後,將該抗蝕圖案作為遮罩進行被加工體之蝕刻者。例如,作為將像素電極形成為梳形狀(於透明導電膜形成線與空間圖案)之光罩,使用有所謂的二元光罩。二元光罩係藉由將形成於透明基板上之遮光膜圖案化,而包含遮蔽光之遮光部(黑)與透射光之透光部(白)之2灰階之光罩。使用二元光罩形成線與空間圖案之情況時,可在遮光部形成形成於透明基板上之線圖案,在透光部形成空間圖案。
但,若線與空間圖案之線寬(間距寬)縮小,則經由光罩之透光部照射至形成於被加工體上之抗蝕膜之透射光之強度降低,且對比度降低,故無法獲得充分之解析度。其結果,產生難以進行被加工體之蝕刻加工之問題。尤其是若線與空間圖案之間距寬小於7 μm,則被加工體之蝕刻加工條件嚴苛,難以進行圖案化。此處,所謂間距寬度可設為線與空間重複時之重複單位之尺寸。
作為提高解析度、進行更微細之圖案化之方法,考慮應用先前作為LSI製造用之技術而開發之曝光機的數值孔徑放大、短波長曝光、相移光罩。但,應用該等之技術之情況時,必需有巨大之投資與技術開發,從而無法取得與提供至市場之液晶顯示裝置之價格之一致性。又,考慮有藉由增加光微影步驟之曝光量,而增加透射光之強度或量,但增加曝光量會增大曝光機之光源之輸出、或必須增加曝光時間,從而導致裝置之限制或生產效率之降低。因此,期望幾乎無需追加投資,而進行微細之圖案化之方法。
本發明係鑑於上述之問題而完成者,其目的之一在於提供一種即使於被加工體形成微細之間距寬度之線與空間圖案之情況,亦可幾乎無需追加投資而進行圖案化之光罩、光罩之製造方法、圖案轉印方法及液晶顯示裝置之製作方法。
本發明之光罩之一態樣,係對形成於進行蝕刻加工之被加工體上之抗蝕膜,轉印包含線與空間圖案之特定之轉印圖案,從而使抗蝕膜成為蝕刻加工中之作為遮罩之抗蝕圖案者,且轉印圖案係藉由將成膜於透明基板上之半透光膜進行圖案化而形成之透光部與半透光部而設置,藉由半透光部設置形成於透明基板上之線與空間圖案之線圖案,而藉由透光部設置空間圖案。根據該構成,即使為線與空間圖案之間距寬度縮小之情況,亦可抑制經由透光部照射至抗蝕膜之透射光之強度降低。藉此,可幾乎無需追加投資,於被加工體進行微細之圖案化。
在本發明之光罩之一態樣中,將透光部對曝光光之透射率設為100%時,半透光部對曝光光之透射率較佳為1%以上、30%以下。
在本發明之光罩之一態樣中,線與空間圖案之間距寬度為2.0 μm以上、小於7.0 μm時,本發明之效果顯著。
在本發明之光罩之一態樣中,將形成於透明基板上之線與空間圖案之線寬設為LM、空間寬度設為SM,而將蝕刻加工後形成於被加工體之線與空間圖案之線寬設為LP、空間寬度設為SP時,較佳為滿足LM>LP且SM<SP之關係。
在本發明之光罩之一態樣中,形成於被加工體之線與空間圖案之線寬LP與空間寬度SP為等寬之情況,形成於透明基板上之線與空間圖案之線寬LM與空間寬度SM較佳為滿足LM>SM之關係。
在本發明之光罩之一態樣中,將形成於透明基板上之線與空間圖案之線寬LM與空間寬度SM之差的1/2設為偏移值時,偏移值較佳為0.2 μm~1.0 μm。
本發明之圖案轉印方法之一態樣包含以下步驟:於被加工體上形成抗蝕膜;經由光罩將曝光光照射至抗蝕膜後,顯影抗蝕膜形成抗蝕圖案;及將抗蝕圖案作為遮罩,蝕刻被加工體,藉此將被加工體之至少一部分形成為線與空間圖案;且作為光罩使用上述之任一種之光罩。
在本發明之圖案轉印方法之一態樣中,將光罩之線與空間圖案之線寬設為LM、空間寬度設為SM時,較佳為使蝕刻加工後形成於被加工體之線與空間圖案之線寬LP小於LM,而空間寬度SP大於SM。
在本發明之圖案轉印方法之一態樣中,將形成於被加工體之線與空間圖案之線寬LP與空間寬度SP等寬形成之情況時,較佳為使光罩之線與空間圖案之線寬LM大於空間寬度SM。
在本發明之圖案轉印方法之一態樣中,作為蝕刻,較佳為進行濕式蝕刻。又,進行濕式蝕刻之情況時,作為抗蝕膜,較佳為使用濕式蝕刻中之與被加工體之蝕刻選擇比為10倍以上的材料。
本發明之液晶顯示裝置之製作方法之一態樣,係使用上述之任一種之圖案轉印方法蝕刻加工透明導電膜,藉此形成梳形狀之像素電極。
本發明之光罩之製造方法之一態樣,係對形成於進行蝕刻加工之被加工體上之抗蝕膜,轉印包含線與空間圖案之特定之轉印圖案,從而使抗蝕膜成為蝕刻加工中之作為遮罩之抗蝕圖案者,其包含以下步驟:於透明基板上形成半透光膜;及藉由將半透光膜進行圖案化,而形成包含透光部與半透光部之轉印圖案;且將透光部之透射率設為100%時,將半透光膜之透射率設為1%以上30%以下,藉由半透光部形成形成於透明基板上之線與空間圖案之線圖案,藉由透光部形成空間圖案。
在本發明之光罩之製造方法之一態樣中,較佳為將線與空間圖案之間距寬度形成為2.0 μm以上7.0 μm以下。
在本發明之光罩之製造方法之一態樣中,較佳為規定曝光條件、抗蝕膜之特性、被加工體之特性及被加工體之加工條件之相關關係,並基於被加工體之加工條件,藉由模擬決定形成於透明基板上之線與空間圖案之線寬、空間寬度及半透光部之半透光膜之透射率。
根據本發明之一態樣,在形成於光罩之線與空間圖案中,在半透光部設置線圖案,在透光部設置空間圖案,藉此即使線與空間圖案之間距寬度縮小的情況,亦可抑制經由透光部照射至抗蝕膜之透射光之強度降低。藉此,能夠提供一種可幾乎無需追加投資,於被加工體進行微細之圖案化之光罩、光罩之製造方法、圖案轉印方法及液晶顯示裝置之製作方法。
以下,使用圖1說明光罩及使用該光罩之圖案轉印方法之一例。再者,在圖1中顯示對形成於基板107上之被加工體103進行蝕刻加工之情況。即,顯示對形成於被加工體103上之抗蝕膜104,轉印形成於光罩100之包含線與空間圖案之特定之轉印圖案,使顯影後之抗蝕圖案105成為蝕刻加工中之遮罩的情況。
光罩100係具有包含線與空間圖案之特定之轉印圖案,且將包含該線與空間圖案之特定之轉印圖案轉印至形成於被加工體103上之抗蝕膜104者。光罩100之轉印圖案可由藉由將成膜於透明基板110上之半透光膜進行圖案化而形成之半透光部101與透光部102形成。又,在半透光部101設置有光罩100之線與空間圖案之線圖案,而在透光部102設置有空間圖案。
如先前所示,在遮光部與透光部形成光罩之線與空間圖案之情況時,伴隨著線與空間圖案之間距寬度縮小(接近曝光機之解析極限),經由透光部照射至抗蝕膜之透射光之強度降低,且對應於遮光部與透光部之透射光之對比度降低,故顯影後經由透光部被曝光之部分之抗蝕膜仍有殘留。其結果,產生無法進行被加工體之圖案化之問題。解決該問題考慮必須縮小曝光機之解析極限(提高解析度);增加適用曝光量;縮短曝光光之波長或適用相移光罩,藉此增加透射光之強度。
另一方面,如圖1所示,係在半透光部101而非遮光部形成光罩100之線圖案,藉此即使光罩100之線與空間圖案之間距寬度縮小的情況,亦可抑制經由透光部102(空間圖案)照射至抗蝕膜104之透射光之強度降低,且除去顯影後經由透光部102被曝光之抗蝕膜104。其原因為藉由在半透光部101形成線圖案,可獲得與增加光微影步驟中之曝光量同等之效果。藉此,能夠以先前在光微影步驟中可適用之曝光量(無需改變曝光量,或以更少之曝光量)形成期望之微細圖案。
即,線與空間圖案等之透光部102之寬度縮小之情況,該透射狹縫狀形成之透光部之曝光光因繞射等導致衰減,但本發明使透射包含在鄰接於該透光部之區域形成之半透光膜的半透光部之曝光光繞射等,藉此可對透射該透光部時衰減之曝光光,補充來自半透光部之繞射光。
又,較佳為使光罩100之線與空間圖案之間距寬度為2.0 μm以上且小於7.0 μm。在先前之方法中,間距寬度為小於7.0 μm等之微細圖案作為液晶顯示裝置時形成之電場密集,液晶之應答速度、亮度方面優良,但如上所述,有無法避免光微影步驟所產生之問題之不便。另一方面,根據本發明之方法,在接近曝光機之解析極限之如上所述之微細圖案中,可解決上述之問題,尤其獲得顯著之效果。又,只要間距寬度為2 μm以上,則由於藉由選擇半透光膜之膜透射率,可獲得充分之光強度作為對應於透光部之部分之曝光量,故而可充分獲得本發明之解析度提高之效果。
半透光部101中產生之相位差並無特別限定。其原因為本發明並非依存於曝光光之相位之反轉或偏移,而可獲得作為液晶顯示裝置製造用之線與空間圖案之優良解析度提高效果。再者,在半透光膜之選擇中,與透光部之相位差絕對值為30度以上180度以下時,容易以適當之膜厚獲得適當之實效透射率。更佳之相位差為絕對值30度以上、90度以下。
使用圖1所示之光罩100之情況時,由於不僅經由透光部102(空間圖案),亦經由半透光部101(線圖案)曝光抗蝕膜104,故顯影後之抗蝕圖案105之膜厚t1
小於抗蝕膜104之初始膜厚值t0
。如抗蝕圖案105之膜厚t1
過小,則由於蝕刻加工時出現問題(抗蝕圖案105消失,無法作為遮罩發揮功能),故半透光部101之半透光膜對曝光光之透射率較佳為考慮透光部102之透射光之強度及抗蝕圖案105之膜厚後進行設定。例如將光罩100之透光部102對曝光光之透射率設為100%時,較佳的是可將半透光部101之半透光膜對曝光光之透射率設為1%以上30%以下,更佳的是設為1%以上20%以下,尤佳的是設為3%以上20%以下。只要在該範圍內,即使為光罩100之線與空間圖案之間距寬度縮小的情況,亦可抑制透光部102之透射光之強度降低,且可使抗蝕圖案105之膜厚t1
僅殘留蝕刻加工所需之量。再者,光罩100之透光部102之透射率為100%是指將在光罩100中充分寬闊之透光部(20 μm邊長以上之透光部)之透射率設為100%之情況。
其次,說明使用上述之光罩100之圖案轉印方法。
首先,於被加工體103上形成正型抗蝕膜104後,將曝光光經由上述光罩100照射至該抗蝕膜104(參照圖1(A))。該情況,將曝光光經由透光部102及半透光部101照射至抗蝕膜104。其次,顯影抗蝕膜104形成抗蝕圖案105後(圖1(B)),將該抗蝕圖案105作為遮罩,蝕刻被加工體103,藉此可將被加工體103之至少一部分形成為線與空間圖案(參照圖1(C)、(D))。
在圖1中說明之圖案轉印方法中,由於是使用半透光部101而非遮光部形成光罩100之線圖案,故顯影後之抗蝕圖案105之膜厚t1
小於抗蝕膜104之初始膜厚值t0
。因此,被加工體103之蝕刻加工較佳為使用濕式蝕刻進行。其原因為使用乾式蝕刻之情況時,由於抗蝕圖案105亦被蝕刻,故抗蝕圖案105之膜厚小之情況時,蝕刻加工時作為遮罩之抗蝕圖案105有消失之虞。
另一方面,使用濕式蝕刻之情況時,藉由提高被加工體103與抗蝕膜104所使用之抗蝕材料之蝕刻選擇比,即使為抗蝕圖案105之膜厚小之情況,亦可抑制蝕刻加工時抗蝕圖案105消失。為有效地抑制蝕刻加工時抗蝕圖案105消失,作為抗蝕膜104,使用對被加工體103之濕式蝕刻之蝕刻劑之蝕刻選擇比為10倍(1:10)以上,較佳為50倍(1:50)以上之抗蝕材料形成即可。
又,即使為抗蝕圖案105之膜厚t1
小之情況,被加工體103之蝕刻加工時間越短,越能夠抑制蝕刻加工時抗蝕圖案105消失。例如,被加工體103之膜厚小之情況時,可縮短蝕刻加工時間。被加工體103之膜厚係考慮蝕刻條件等而決定者,作為一例,藉由將被加工體103形成為40 nm以上150 nm以下,可縮短蝕刻加工時間。如此,本實施形態中所示之圖案轉印方法對膜厚小之被加工體之圖案化尤其有效。又,被加工體103之膜厚小之情況時,可較高設定光罩100之半透光部101之半透光膜之透射率。藉此可降低光微影步驟之曝光光之曝光量。
又,作為被加工體103之蝕刻加工,適用濕式蝕刻之情況時,相較於乾式蝕刻,被加工體103被等方性蝕刻。即,蝕刻時,與抗蝕圖案105重疊之被轉印部108之側面亦被蝕刻(側面蝕刻)(參照圖1(C))。因此,將光罩100之線與空間圖案之線寬(半透光部101之寬度)設為LM、空間寬度(透光部102之寬度)設為SM時,蝕刻加工後形成於被加工體103之線與空間圖案之線寬LP小於LM,而空間寬度SP大於SM。
因此,將形成於被加工體103之線與空間圖案之線寬LP與空間寬度SP設為等寬(LP≒SP)之情況時,光罩100之線寬LM較佳為預先設為大於空間寬度SM(LM>SM)。例如,可於光罩100之線圖案(半透光部101)之兩側,設置考慮有蝕刻加工時被轉印部108被側面蝕刻之部分之範圍之偏移部106a、106b。偏移部106a、106b可以與形成線圖案之半透光膜同樣之材料設置。再者,偏移部106a、106b之寬度(偏移值)基於被加工體103之蝕刻條件設定即可,例如,將光罩100之線寬LM與空間寬度SM之差之1/2設為偏移值時,可將偏移值設為0.2 μm~1.0 μm。
再者,上述之圖案轉印方法可適用於液晶顯示裝置等之各種電子裝置之製造方法。例如,在液晶顯示裝置中將像素電極之形狀形成為帶狀(梳形狀)之情況時,可使用具有線與空間圖案之光罩100,於ITO(Indium Tin Oxide氧化銦錫)等之透明導電膜轉印圖案。該情況,ITO等之透明導電膜相當於上述被加工體103。因此,本發明之光罩具有間距寬度在小於7.0 μm2.0 μm以上之範圍之線與空間圖案,適宜於ITO導電膜圖案之轉印。
又,如上所述,以本發明之方法形成之被加工體上之抗蝕圖案如圖7、圖8之抗蝕膜剖面形狀之模擬結果所示,伴隨著半透光部之透射率之逐步增加,抗蝕膜剖面之肩部之部分趨向為更平緩之形狀。作為防止該趨勢之方法,在顯影抗蝕膜前,可預先使抗蝕膜之表面不易熔化。作為具體之方法,例如可於抗蝕劑塗布後進行減壓乾燥,於抗蝕膜表面設置不易熔化之表面變質層。
光罩100之包含線與空間圖案之特定之轉印圖案可藉由將成膜於透明基板110上之半透光膜圖案化而形成。此時,光罩100之線與空間圖案之成為線圖案之部分殘留成膜於透明基板110上之半透光膜作為半透光部101,成為空間圖案之部分除去半透光膜作為透光部102即可。
又,將光罩100之透光部102之透射率設為100%時,成為線圖案之半透光部101透射率較佳為1%以上30%以下,更佳為1%以上20%以下,尤佳為3%以上20%以下,且尤佳為可使用3%以上15%以下之半透光膜形成。光罩100之透光部102之透射率100%是指將光罩100中充分寬闊之透光部(20 μm四角以上之透光部)之透射率設為100%之情況。
又,光罩100之線與空間圖案之半透光部101之寬度(線寬LM)、與透光部102之寬度(空間寬度SM)可基於形成於被加工體103之線與空間圖案之線寬LP與空間寬度SP決定。例如,將形成於被加工體103之線與空間圖案之線寬LP與空間寬度SP設為等寬之情況時,較佳為使光罩100之線寬LM大於空間寬度SM(LM>SM)。其原因為如上所述,將抗蝕圖案105作為遮罩進行蝕刻加工時,被轉印部108被側面蝕刻,從而使實際上形成於被加工體103之線與空間圖案之線寬LP小於光罩100之線寬LM。
使光罩100之線寬LM大於空間寬度SM之比例係考慮蝕刻時被轉印部108被側面蝕刻之部分之範圍,於光罩100之線圖案(半透光部101)之兩側追加該寬度部分的偏移部即可。如上所述,將光罩100之線寬LM與空間寬度SM差之1/2設為偏移值時,可將偏移值設為0.2 μm~1.0 μm。例如,將偏移值設為0.5 μm,於被加工體103形成間距寬度為5 μm(線寬LM與空間寬度SM分別為2.5 μm)之線與空間圖案之情況時,可將光罩100之線寬LM設為3.0 μm,空間寬度SM設為2.0 μm。
又,在光罩100之製造中,其為預先掌握曝光條件、抗蝕膜之特性、被加工體之特性、被加工體之加工條件等之相關關係並資料庫化,使用模擬,基於被加工體103之加工條件進行光罩100之設計。作為曝光條件,考慮曝光光之波長、成像系之NA(數值孔徑)、σ(同調性)等即可。作為抗蝕膜之特性,考慮抗蝕膜之顯影條件、對抗蝕劑之耐受性等即可。作為被加工體103之特性,考慮被加工體之蝕刻條件(蝕刻劑之種類、溫度)等即可。作為被加工體103之加工條件,考慮形成於被加工體之線與空間圖案之形狀(線寬LP與空間寬度SP)即可。
將該等之相關關係預先資料庫化,基於欲製作之被加工體103之加工條件進行模擬,藉此求得設計條件(用於半透光部101之半透光膜之透射率、半透光部101之寬度(線寬LM)、透光部102之寬度(空間寬度SM)),從而製造光罩100,藉此可大幅縮短光罩100之製作時間。
再者,本發明並不限定於上述實施形態,可適宜變更後進行實施。例如,上述實施形態中之材質、圖案構成、構件之個數、尺寸、處理順序等為一例,可在發揮本發明之效果之範圍內進行各種變更後進行實施。另外,只要不脫離本發明之目的之範圍,可適宜變更進行實施。
以下,說明藉由模擬驗證使用在半透光部設置線與空間圖案之線圖案,在透光部設置空間圖案之光罩,曝光抗蝕膜之情況之結果。再者,本發明並不限定於以下之實施例。
首先,說明用於實施例之條件。
曝光條件:NA=0.08、σ=0.8、曝光波長(光譜之強度比:g線/h線/i線=1.0/1.0/1.0)
抗蝕膜:Positive-Novolak Type(正酚醛類型)
抗蝕膜之初始膜厚:1.5μm
再者,作為模擬軟體,係使用Synopsys(新思)公司製之軟體(Sentaurus LithographyTM
)進行。
其次,說明實施例中使用之光罩。
偏移部:+0.5 μm
線與空間圖案之間距寬度:6.0 μm(線寬:3.5 μm、空間寬度:2.5 μm)、5.0 μm(線寬:3.0 μm、空間寬度:2.0 μm)、4.4 μm(線寬:2.7 μm、空間寬度:1.7 μm)
線圖案之透射率:3%~20%
偏移部:+0.8μm
線與空間圖案之間距寬度:7.0 μm(線寬:4.3 μm、空間寬度:2.7 μm)、6.0 μm(線寬:3.8 μm、空間寬度:2.2 μm)、5.0 μm(線寬:3.3 μm、空間寬度:1.7 μm)
線圖案之透射率:3%~20%
偏移部:+0.5 μm
線與空間圖案之間距寬度:8.0 μm(線寬:4.5 μm、空間寬度:3.5 μm)、7.0 μm(線寬:4.0 μm、空間寬度:3.0 μm)、6.0 μm(線寬:3.5 μm、空間寬度:2.5 μm)、5.0 μm(線寬:3.0 μm、空間寬度:2.0 μm)、4.4 μm(線寬:2.7 μm、空間寬度:1.7 μm)
線圖案之透射率:0%
偏移部:+0.8 μm
線與空間圖案之間距寬度:8.0 μm(線寬:4.8 μm、空間寬度:3.2 μm)、7.0 μm(線寬:4.3 μm、空間寬度:2.7 μm)、6.0 μm(線寬:3.8 μm、空間寬度:2.2 μm)、5.0 μm(線寬:3.3 μm、空間寬度:1.7 μm)、4.4 μm(線寬:3.0 μm、空間寬度:1.4 μm)
線圖案之透射率:0%
首先,就形成有線與空間圖案之光罩,及照射曝光光時之遮罩之位置與透射光之實效透射率之關係進行說明。在本發明中,實效透射率是指除膜固有之透射率以外,包含圖案之形狀(尺寸或線寬CD(Critical Dimension關鍵尺寸))或曝光機之光學條件(光學波長、數值孔徑、σ值等)之要因之透射率,可謂是反映實際之曝光環境之透射率(決定透射光罩所照射之光量之實效性透射率)。例如,在本說明書中,稱為「半透光部之透射率」之情況之透射率可指上述之實效透射率,稱為「半透光部之半透光膜之透射率」之情況之透射率可指半透光膜固有之透射率。
圖2係顯示使用以透射率0之遮光膜形成線圖案之光罩(二元光罩)的情況之透射光之實效透射率。在圖2中,圖2(A)係顯示設置於遮光膜之偏移部為0.5 μm之情況(比較例1),圖2(B)係顯示設置於遮光膜之偏移部為0.8 μm之情況(比較例2),圖2(C)係顯示用於模擬之線與空間圖案之模式圖。偏移部係使用與形成線圖案之膜同樣之材料形成。又,在圖2(A)、(B)中,橫軸表示形成於遮罩之線與空間圖案之位置,縱軸表示透射光之實效透射率。
從圖2來看,可確認伴隨著線與空間圖案之間距寬度縮小,光罩之透光部之透射光之實效透射率顯著降低。
圖3、圖4顯示使用於半透光膜形成線圖案之光罩之情況之透射光的實效透射率。圖3係顯示設置於半透光膜之偏移部為0.5 μm之情況(實施例1),圖4係顯示設置於半透光膜之偏移部為0.8 μm之情況(實施例2)。又,在圖3中,圖3(A)~(C)分別顯示線與空間圖案之間距寬度為6.0 μm之情況(圖3(A)),間距寬度為5.0 μm之情況(圖3(B)),間距寬度為4.4 μm之情況(圖3(C)),而在圖4中,圖4(A)~(C)分別顯示線與空間圖案之間距寬度為7.0 μm之情況(圖4(A)),間距寬度為6.0 μm之情況(圖4(B)),間距寬度為5.0 μm之情況(圖4(C))。
從圖3、圖4來看,可知伴隨著半透光部之半透光膜之透射率之增加,透光部之實效透射率增加。
其次,說明使用具有線與空間圖案之光罩,曝光顯影抗蝕膜之情況之抗蝕圖案之剖面形狀。
圖5、圖6顯示使用以透射率0之遮光膜形成線圖案之光罩(二元光罩)的情況之顯影後之抗蝕圖案之剖面。再者,圖5係顯示設置於遮光膜之偏移部為0.5 μm之情況(比較例1),圖6係顯示設置於遮光膜之偏移部為0.8 μm之情況(比較例2)。又,圖5(A)~(E)、圖6(A)~(D)分別顯示線與空間圖案之間距寬度為8.0 μm之情況(圖5(A)、圖6(A)),間距寬度為7.0 μm之情況(圖5(B)、圖6(B)),間距寬度為6.0 μm之情況(圖5(C)、圖6(C)),間距寬度為5.0 μm之情況(圖5(D)、圖6(D)),間距寬度為4.4 μm之情況(圖5(E))。
再者,在圖5、圖6中,顯示將曝光光之強度(即曝光量。以下相同)設為一定(100 mJ)(mJ是指mJ/cm2
。以下相同)之情況之顯影後的抗蝕圖案之剖面形狀。
在圖5中,能夠確認的是線與空間圖案之間距寬度相對較大(8.0 μm、7.0 μm)之情況時,可藉由100 mJ之曝光光除去經由透光部照射之部分之抗蝕膜,但若線與空間圖案之間距寬度為6.0 μm以下,則確認抗蝕膜殘留。求得完全除去抗蝕膜所需之曝光光之強度,其結果線與空間圖案之間距寬度為6.0 μm時,必須照射106.7 mJ之曝光光,間距寬度為5.0 μm時,必須照射125.0 mJ之曝光光,間距寬度為4.4 μm時,必須照射148.2 mJ之曝光光。
在圖6中,能夠確認的是線與空間圖案之間距寬度為8.0 μm情況時,可藉由100 mJ之曝光光除去經由透光部照射之部分之抗蝕膜,但若線與空間圖案之間距寬度為7.0 μm以下,則確認抗蝕膜殘留。求得完全除去抗蝕膜所需之曝光光之強度,其結果線與空間圖案之間距寬度為7.0 μm時,必須照射104.6 mJ之曝光光,間距寬度為6.0 μm時,必須照射117.4 mJ之曝光光,間距寬度為5.0 μm時,必須照射148.2 mJ之曝光光。
圖7~圖12顯示使用以半透光膜形成線圖案之光罩之情況之顯影後的抗蝕圖案之剖面。再者,圖7~圖9係顯示設置於半透光膜之偏移部為0.5 μm之情況(實施例1),圖10~圖12係顯示設置於半透光膜之偏移部為0.8 μm之情況(實施例2)。又,圖7、圖11係顯示線與空間圖案之間距寬度為6.0 μm之情況,圖8、圖12係顯示間距寬度為5.0 μm之情況,圖9係顯示間距寬度為4.4 μm之情況,圖10係顯示間距寬度為7.0 μm之情況。
再者,在圖7~圖12中,顯示有使形成線圖案之半透光部之半透光膜之透射率變化時的顯影後之抗蝕圖案之剖面。但,在圖7~圖12中,顯示有照射為除去抗蝕膜所需之曝光光之情況之剖面。又,就各間距寬度,將相對半透光部之半透光膜之透射率之曝光光的強度(除去抗蝕膜所需之曝光光之強度)之關係顯示於表1、表2。表1係顯示偏移部為0.5 μm之情況(實施例1),表2係顯示偏移部為0.8 μm之情況(實施例2)。
從圖7~圖12、表1、表2來看,能夠確認的是伴隨著形成線圖案之半透光部之半透光膜之透射率增加,可除去曝光部之抗蝕膜,可降低獲得必要之線寬所需之曝光光之強度。又,能夠確認的是伴隨著線與空間圖案之間距寬度縮小,形成抗蝕圖案所需之曝光光之強度增加,但相較於在遮光膜形成線圖案之情況,可大幅降低光微影步驟中之曝光光之強度。
100...光罩
101...半透光部
102...透光部
103...被加工體
104...抗蝕膜
105...抗蝕圖案
106a、106b...偏移部
107...基板
108...被轉印部
110...透明基板
圖1(A)-(D)係說明光罩及使用該光罩之光微影步驟之圖;
圖2(A)-(C)係顯示在遮光部設置線圖案之情況之光罩之實效透射率的圖;
圖3(A)-(C)係顯示在半透光部設置線圖案之情況之光罩之實效透射率的圖;
圖4(A)-(C)係顯示在半透光部設置線圖案之情況之光罩之實效透射率的圖;
圖5(A)-(E)係顯示使用在遮光部設置線圖案之光罩進行曝光之抗蝕膜之顯影後的剖面形狀之圖;
圖6(A)-(D)係顯示使用在遮光部設置線圖案之光罩進行曝光之抗蝕膜之顯影後的剖面形狀之圖;
圖7(A)-(G)係顯示使用在半透光部設置線圖案之光罩進行曝光之抗蝕膜之顯影後的剖面形狀之圖;
圖8(A)-(G)係顯示使用在半透光部設置線圖案之光罩進行曝光之抗蝕膜之顯影後的剖面形狀之圖;
圖9(A)-(F)係顯示使用在半透光部設置線圖案之光罩進行曝光之抗蝕膜之顯影後的剖面形狀之圖;
圖10(A)-(G)係顯示使用在半透光部設置線圖案之光罩進行曝光之抗蝕膜之顯影後的剖面形狀之圖;
圖11(A)-(G)係顯示使用在半透光部設置線圖案之光罩進行曝光之抗蝕膜之顯影後的剖面形狀之圖;及
圖12(A)-(F)係顯示使用在半透光部設置線圖案之光罩進行曝光之抗蝕膜之顯影後的剖面形狀之圖。
100...光罩
101...半透光部
102...透光部
103...被加工體
104...抗蝕膜
105...抗蝕圖案
106a、106b...偏移部
107...基板
108...被轉印部
110...透明基板
Claims (14)
- 一種光罩,其係對形成於進行蝕刻加工之被加工體上之抗蝕膜,轉印包含間距寬度2.0μm以上且未達7.0μm之線與空間圖案之特定轉印圖案,從而使上述抗蝕膜成為上述蝕刻加工中作為遮罩之抗蝕圖案者,且上述轉印圖案係藉由將成膜於透明基板上之透射率為1%以上且15%以下之半透光膜進行圖案化而形成之透光部與半透光部而設置;上述半透光膜係以在上述轉印圖案中,使半透光部與透光部對曝光光之相位差成為90度以下之膜厚所形成;藉由上述半透光部設置形成於上述透明基板上之上述線與空間圖案之線圖案,並藉由上述透光部設置上述空間圖案。
- 如請求項1之光罩,其中上述光罩係用於使用包含i線、h線及g線之曝光光之曝光者。
- 如請求項1或2之光罩,其將形成於上述透明基板上之線與空間圖案之線寬設為LM、空間寬度設為SM,且將上述蝕刻加工後形成於上述被加工體之線與空間圖案之線寬設為LP、空間寬度設為SP時,滿足LM>LP且SM<SP之關係。
- 如請求項3之光罩,其在形成於上述被加工體之線與空間圖案之線寬LP與空間寬度SP為等寬之情況,形成於上述透明基板上之線與空間圖案之線寬LM與空間寬度SM滿足LM>SM之關係。
- 如請求項4之光罩,其在將形成於上述透明基板上之線與空間圖案之線寬LM與空間寬度SM之差之1/2設為偏移值時,上述偏移值為0.2μm~1.0μm。
- 如請求項1或2之光罩,其中上述轉印圖案為像素電極製造用圖案。
- 一種圖案轉印方法,其包含以下步驟:於被加工體上形成抗蝕膜;經由光罩將曝光光照射至上述抗蝕膜後,顯影上述抗蝕膜形成抗蝕圖案;及將上述抗蝕圖案作為遮罩,蝕刻上述被加工體,藉此將上述被加工體之至少一部分形成為線與空間圖案;且使用請求項1或請求項2之光罩作為上述光罩。
- 如請求項7之圖案轉印方法,其將上述光罩之線與空間圖案之線寬設為LM、空間寬度設為SM時,使上述蝕刻加工後形成於上述被加工體之線與空間圖案之線寬LP小於上述LM,而使空間寬度SP大於上述SM。
- 如請求項8之圖案轉印方法,其將形成於上述被加工體之線與空間圖案之線寬LP與空間寬度SP等寬形成之情況時,使上述光罩之上述線與空間圖案之線寬LM大於空間寬度SM。
- 如請求項9之圖案轉印方法,其中作為上述蝕刻,係進行濕式蝕刻。
- 如請求項10之圖案轉印方法,其中作為上述抗蝕膜,係使用上述濕式蝕刻中之與上述被加工體之蝕刻選擇比為 10倍以上的材料。
- 如請求項7之圖案轉印方法,其中於上述曝光光之照射時,相較於上述轉印圖案中之上述半透光部為遮光部時之必要曝光光照射量,使用較小之照射量。
- 一種顯示裝置用像素電極之製造方法,其特徵為使用請求項7之圖案轉印方法,將透明導電膜進行蝕刻加工,藉此形成像素電極。
- 一種光罩之製造方法,其係對形成於進行蝕刻加工之被加工體上之抗蝕膜,轉印包含間距寬度2.0μm以上且未達7.0μm之線與空間圖案之特定轉印圖案,從而使上述抗蝕膜成為上述蝕刻加工中作為遮罩之抗蝕圖案者,包含以下步驟:於透明基板上形成半透光膜;及藉由將上述半透光膜進行圖案化,而形成包含透光部與半透光部之上述轉印圖案;且將上述半透光膜之透射率設為1%以上15%以下;在上述轉印圖案中,以半透光部與透光部對曝光光之相位差成為90度以下之方式形成上述半透光膜;藉由上述半透光部形成在上述透明基板上形成之上述線與空間圖案之線圖案,藉由上述透光部形成空間圖案。
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