TWI600964B - 顯示裝置製造用光罩、該光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法 - Google Patents

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Description

顯示裝置製造用光罩、該光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法
本發明係關於一種可於顯示裝置之製造中形成微細之圖案的顯示裝置製造用光罩、該光罩之製造方法、使用有該光罩之圖案轉印方法及顯示裝置之製造方法。
於專利文獻1中記載有關於可形成微細且高精度之曝光圖案之相位偏移光罩之製造方法的發明。於該文獻中記載有如下情況：尤其平板用之玻璃基板因超過300mm之尺寸，而導致基板之起伏度或表面粗糙度變大，容易受到焦深之影響。
因此，專利文獻1記載一種相位偏移光罩之製造方法，其係藉由將透明基板上之遮光層進行圖案化，且將鉻系材料之靶材進行濺鍍，而使對於300nm以上且500nm以下之波長區域之任一種光可具有180°之相位差之相位偏移層以被覆上述遮光層之方式形成於上述透明基板上，從而將上述相位偏移層進行圖案化。
於專利文獻2中記載有一種光罩，其特徵在於：其係於盲區(blind area)具備遮光區域及透光區域、且於主區域(main area)具備相位反轉 區域及透光區域之FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)製造用光罩，且上述盲區係於透明基板上積層遮光膜圖案及相位反轉膜而構成，上述盲區之透光區域包含將上述相位反轉膜及遮光膜圖案依次進行蝕刻所露出之上述透明基板區域，上述主區域之透光區域包含將積層於透明基板上之相位反轉膜進行蝕刻所露出之上述透明基板區域，且上述遮光膜圖案之蝕刻速度係對於相同之蝕刻物質，快於上述相位反轉膜之蝕刻速度。
[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
[專利文獻2]日本專利特開2012-230379號公報
當前，液晶顯示裝置中採用VA(Vertical Alignment，垂直配向)方式或IPS(In Plane Switching，共平面切換)方式等。期待藉由該等之採用，而實現明亮且省電，並且高精細、高速顯示、廣視角等顯示性能之提昇。
例如，於應用該等方式之液晶顯示裝置中，像素電極中應用以線與間隙圖案狀形成之透明導電膜，且為提昇液晶顯示裝置之顯示性能，而要求此種圖案之進而之微細化。例如，期待使線與間隙圖案之間距寬度P(線寬L與間隙寬度S之合計)自6μm縮窄至5μm，進而自5μm縮窄至4μm。於該情形時，線寬L、間隙寬度S大多至少其中一者未達3μm。例如，成為L<3μm或L≦2μm、或者S<3μm或S≦2μm之情形並不少見。
另一方面，就液晶顯示裝置或EL(electroluminescence，電致發光)顯示裝置中使用之TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)而言， 採用如下構成：構成TFT之複數個圖案中之形成於鈍化(passivation)層(絕緣層)之接觸孔貫穿絕緣層而導通至位於該絕緣層之下層側之連接部。此時，若未準確地定位上層側與下層側之圖案，且未確實地形成接觸孔之形狀，則無法保證顯示裝置之正確之動作。而且，此處亦需要顯示性能之提昇且器件圖案之高積體化，從而要求圖案之微細化。即，孔圖案之直徑亦必須低於3μm。例如，需要直徑為2.5μm以下、進而直徑為2.0μm以下之孔圖案，且可認為不久之將來亦期待形成具有比2.0μm低之1.5μm以下之直徑之圖案。
根據如此之背景，可應對線與間隙圖案或接觸孔之微細化的顯示裝置製造用之光罩之需求增高。
且說，於半導體(LSI(Large Scale Integration，大型積體電路)等)製造用光罩之領域中存在如下之發展：為了獲得解像性而同時地不斷開發高NA(Numerical Aperture，數值孔徑)(例如0.2以上)之光學系統、及利用相位偏移作用之相位偏移光罩。相位偏移光罩係與單一波長且波長較短之光源(KrF或ArF之準分子雷射等)一同地使用。藉此，應對各種元件等之高積體化及伴隨高積體化之光罩之圖案之微細化。
另一方面，於顯示裝置製造用之微影領域中，通常不存在為了提昇解像性或擴大焦深而應用如上所述之方法的情況。作為其原因，可列舉顯示裝置中所要求之圖案之積體度、或微細度不及半導體製造領域之程度之情況。實際上，裝載於顯示裝置製造用之曝光裝置(通常作為LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)曝光裝置、或液晶曝光裝置等而已知)之光學系統或光源亦與半導體製造用者不同，相較解像性或焦深而言，更重視生產效率(例如，擴大光源之波長區域，獲得較大之照射光量，縮短生產工站時間等)。
若光罩之轉印用圖案微細化，則難以實施將該轉印用圖案準確地轉印至被轉印體(需要進行蝕刻加工之薄膜等亦稱為被加工體)之步 驟。其原因在於：現實中用於顯示裝置之製造中之轉印步驟的上述曝光裝置之解像限度為3μm左右，但於顯示裝置所需之轉印用圖案中，如上所述，需要CD(Critical Dimension，線寬)已接近3μm或低於3μm之尺寸者。
進而，顯示裝置製造用光罩因與半導體製造用光罩相比面積較大，故而於實際生產方面，面內均勻地轉印具有未達3μm之CD之轉印用圖案存在較大之困難。
如此地使用先前之顯示裝置製造用之光罩將伴有難以轉印未達3μm之CD之類的微細之圖案，因此，考慮將迄今為止以半導體裝置製造之目的不斷開發之用以提昇解像性之各種方法亦應用於顯示裝置製造之領域。
然而，將上述方法直接應用於顯示裝置製造存在若干問題。例如，對具有高NA(數值孔徑)之高解像度之曝光裝置之轉換需要較大之投資，與顯示裝置之價格之整合性產生分歧。或者，就曝光波長之變更(以單一波長使用ArF準分子雷射之類之短波長)而言，除了難以應用於具有相對較大面積之顯示裝置，製造工站時間容易延長之問題以外，於仍需要相當之投資之方面並不適宜。
因此，若可藉由涉及顯示裝置製造用光罩所具備之轉印用圖案而提昇微細圖案之轉印性，則意義極為重大。
本發明之主旨係如下所述。
<1>一種顯示裝置製造用光罩，其係藉由於透明基板上將相位偏移膜、蝕刻掩膜、遮光膜分別利用濕式蝕刻進行圖案化而形成包含遮光部、相位偏移部、透光部之轉印用圖案而成者，且上述遮光部係於上述透明基板上將上述相位偏移膜、上述蝕刻 掩膜、上述遮光膜依序積層而成，上述相位偏移部係於上述透明基板上形成上述相位偏移膜、或上述相位偏移膜與上述蝕刻掩膜而成，上述透光部係露出上述透明基板表面而成，上述相位偏移膜包含含有鉻之材料，上述蝕刻掩膜包含對於上述相位偏移膜之蝕刻液具有耐蝕刻性之材料，上述相位偏移部與上述透光部具有相互鄰接之部分，且上述相位偏移部與上述透光部係對於上述光罩之曝光光之代表波長具有大致180度之相位差者。
<2>如<1>之顯示裝置製造用光罩，其特徵在於：上述轉印用圖案包含線與間隙圖案，且上述線與間隙圖案之線圖案具有固定寬度之遮光部、及與上述固定寬度之遮光部之兩側鄰接之固定寬度之相位偏移部。
<3>如<1>之顯示裝置製造用光罩，其特徵在於：上述轉印用圖案包含孔圖案，且上述孔圖案具有特定直徑之透光部、包圍上述透光部之固定寬度之相位偏移部、及包圍上述相位偏移部之遮光部。
<4>如<1>至<3>中任一項之顯示裝置製造用光罩，其特徵在於：上述相位偏移部係於上述透明基板上形成上述相位偏移膜而成，且上述相位偏移膜係對於上述曝光光之代表波長相位偏移大致180度者。
<5>如<1>至<3>中任一項之顯示裝置製造用光罩，其特徵在於：上述相位偏移部係於上述透明基板上將上述相位偏移膜與上述蝕刻掩膜依序積層而成，且上述相位偏移膜與上述蝕刻掩膜之積層係對於上述曝光光之代表波長相位偏移大致180度者。
<6>如<1>至<5>中任一項之顯示裝置製造用光罩，其中於上述轉印用圖案中所含之上述透光部與上述相位偏移部相互鄰接之部分，露出上述相位偏移膜之被蝕刻面，且於上述鄰接之部分之剖面，分別與上述相位偏移膜之上表面、下表面及被蝕刻面對應之上邊、下邊及側邊滿足下述條件(A)及(B)，(A)將上述上邊與上述側邊之切點、與自上述上表面下降上述相位偏移膜之膜厚之三分之二所得之高度之位置處之上述側邊之位置連結的直線與上述上邊所成之角度為85度至120度之範圍內，且(B)通過上述上邊與上述側邊之切點且與上述透明基板之主表面垂直之第1虛擬線、與通過自上述下表面上升上述膜厚之十分之一所得之高度之位置處之上述側邊之位置且與上述透明基板之上述主表面垂直之第2虛擬線之間的寬度為上述膜厚之二分之一以下。
<7>一種顯示裝置製造用光罩之製造方法，其係製造顯示裝置製造用光罩之方法，該顯示裝置製造用光罩係藉由於透明基板上將相位偏移膜、蝕刻掩膜、遮光膜分別利用濕式蝕刻進行圖案化而形成包含遮光部、相位偏移部、透光部之轉印用圖案而成者，且上述遮光部係於上述透明基板上將上述相位偏移膜、上述蝕刻掩膜、上述遮光膜依序積層而成，上述相位偏移部係於上述透明基板上形成上述相位偏移膜、或上述相位偏移膜與上述蝕刻掩膜而成，上述透光部係露出上述透明基板表面而成，且上述顯示裝置製造用光罩之製造方法之特徵在於包括如下步驟：準備於上述透明基板上依序積層相位偏移膜、蝕刻掩膜、遮光膜，進而形成第1光阻劑膜而成之光罩基底；及藉由對上述相位偏移膜、上述蝕刻掩膜、及上述遮光膜分別進行特定之圖案化而形成轉印用圖案； 於上述相位偏移膜之圖案化中，包含將經圖案化之上述蝕刻掩膜作為遮罩對上述相位偏移膜進行濕式蝕刻的步驟，上述相位偏移膜包含含有鉻之材料，上述蝕刻掩膜包含對於上述相位偏移膜之蝕刻液具有耐蝕刻性之材料，上述相位偏移部與上述透光部具有相互鄰接之部分，且上述相位偏移部與上述透光部係設為對於上述光罩之曝光光之代表波長具有大致180度之相位差者。
<8>一種圖案轉印方法，其包含如下步驟：準備如<1>至<3>中任一項之顯示裝置製造用光罩；及使用照射包含i線、h線、g線之曝光光的顯示裝置製造用曝光裝置，對上述光罩所具備之轉印用圖案進行曝光，將上述轉印用圖案轉印至被轉印體上。
<9>一種顯示裝置之製造方法，其包含如下步驟：準備如<1>至<3>中任一項之顯示裝置製造用光罩；及使用照射包含i線、h線、g線之曝光光的顯示裝置製造用曝光裝置，對上述光罩所具備之轉印用圖案進行曝光，將上述轉印用圖案轉印至被轉印體上。
根據本發明，提供一種於顯示裝置之製造中可按照設計地形成微細之圖案的顯示裝置製造用光罩、該光罩之製造方法、及使用該光罩之圖案轉印方法及顯示裝置之製造方法。
2a、2b、2c‧‧‧線圖案
3a、3b、3c‧‧‧間隙圖案
10a、10b‧‧‧光罩
11、QZ‧‧‧透明基板
12、PS‧‧‧相位偏移膜
12a‧‧‧相位偏移膜圖案
13‧‧‧蝕刻掩膜
13a‧‧‧蝕刻掩膜圖案
14‧‧‧遮光膜
14a‧‧‧遮光膜圖案
15‧‧‧遮光部
16‧‧‧相位偏移部
17‧‧‧透光部
18‧‧‧第1光阻劑膜
18a‧‧‧第1光阻劑圖案
19‧‧‧第2光阻劑膜
19a‧‧‧第2光阻劑圖案
21、22、24、25‧‧‧輔助線
23‧‧‧側邊
26‧‧‧切點
27、28‧‧‧側邊之位置
29‧‧‧第1虛擬線
30‧‧‧第2虛擬線
101‧‧‧透明玻璃基板
102‧‧‧相位偏移膜圖案
103‧‧‧光阻劑圖案
D‧‧‧寬度
θ‧‧‧角度
圖1係對因相位偏移膜圖案之剖面形狀之不同引起之相位偏移效果之差異實施之模擬中之線與間隙圖案之相位偏移光罩之俯視之模式圖(圖1(a))、該模式圖(圖1(a))之局部之剖面模式圖(圖1(b))、其他形 狀之相位偏移光罩之剖面模式圖(圖1(c))、及用於比較之二元光罩之剖面模式圖(圖1(d))。
圖2係表示當使用用於模擬之3種光罩進行曝光時形成於被轉印體上之光強度分佈曲線之圖。
圖3係製造本發明之光罩時進行準備之光罩基底之剖面模式圖。
圖4係第1態樣之本發明之光罩(圖4(a))之剖面圖(下側)及對應之俯視圖(上側)、以及第2態樣之本發明之光罩(圖4(b))之剖面圖(下側)及對應之俯視圖(上側)。
圖5係轉印用圖案為孔圖案之態樣的第1態樣之本發明之光罩(圖5(a))、以及第2態樣之本發明之光罩(圖5(b))之俯視圖及剖面圖。
圖6(a)、(b)係用以說明經圖案化之相位偏移膜之被蝕刻面(側面)形狀之圖。
圖7(a)-(j)係表示第1及第2態樣之本發明之光罩之製造方法之例的圖。
圖8(a)-(j)係表示第1及第2態樣之本發明之光罩之製造方法之例的圖。
圖9(a)-(g)係表示利用側蝕之第1態樣之本發明之光罩之製造方法之例的圖。
圖10係表示將光阻劑圖案作為遮罩進行濕式蝕刻之情形時所獲得之相位偏移膜圖案之剖面的參考圖。
於光微影步驟中，為了確實地轉印微細之圖案，由使用光罩之曝光步驟對被轉印體上之光阻劑膜賦予之光強度分佈變得重要。即，若光強度分佈曲線之對比度較高，且形成於被轉印體上之光阻劑圖案之分佈提昇，則可使用該光阻劑圖案，更精緻地進行顯示裝置基板等被轉印體之蝕刻加工。於顯示裝置用光罩中，通常於面積較大(一邊 為300mm以上)之面內整體，可均勻地進行圖案化、而且可控制面內之CD之均勻性較為重要，故而曝光光形成之光強度分佈曲線之形狀尤其重要。
且說，於上述專利文獻1及2中記載有為了進行微細且高精度之圖案形成、或獲得較高之解像度而使用具有相位偏移層(或相位反轉層)之光罩之情況。
根據專利文獻1，於透明基板上以鉻系材料等形成遮光膜，且將遮光膜蝕刻成特定之形狀後，以覆蓋該遮光膜之方式形成鉻系材料之相位偏移層，且以形成於該相位偏移層上之光阻劑形成之光阻劑圖案為遮罩進行相位偏移層之圖案化。又，亦於專利文獻2中，藉由對形成於包含鉻之遮光膜圖案上的包含鉻之相位反轉膜進行蝕刻而形成光罩。
此處，當以光阻劑圖案為遮罩對相位偏移層(或相位反轉膜)進行蝕刻時，期待對於該光阻劑圖案而言，將相位偏移膜如實地進行圖案化。然而，若應用濕式蝕刻，則本發明者等人發現以下課題。
例如於為了對包含鉻之相位偏移膜(以下亦稱為鉻系相位偏移膜)進行所需之圖案化而將光阻劑圖案作為遮罩進行濕式蝕刻之情形時，將所得之相位偏移膜圖案之剖面示於圖10。圖10係表示對形成於透明玻璃基板101上之包含CrOCN之相位偏移膜，以正型光阻劑之光阻劑圖案103為遮罩進行蝕刻而獲得之相位偏移膜圖案102之剖面之參考圖。
由圖10明確所示，可觀察如下現象：與蝕刻液接觸之相位偏移膜(PS膜)圖案102之剖面成為相對透明玻璃基板101表面未垂直地較大傾斜之形狀(以下亦稱為錐形)。可認為其原因在於：相位偏移膜圖案102與光阻劑圖案103之界面之密接性不充分，因蝕刻液浸入此處而於膜之上表面側，較下表面側(玻璃基板側)蝕刻(圖10中朝向右方向之蝕 刻)更大程度地進展。
且說，因於曝光光所穿透之透光部與欲將曝光部遮光之遮光部之邊界，藉由利用透過光之相位反轉，而提昇轉印像之對比度，提昇焦深之目的而具有相位偏移效果之光罩(相位偏移光罩)主要大多用於半導體製造領域。已知該等相位偏移光罩係使用對於曝光光(例如，KrF或ArF之準分子雷射)透過率為5~10%左右且使該曝光光之相位偏移大致180度的相位偏移膜。
然而，該領域中使用之光罩(相位偏移光罩)係大體上適用乾式蝕刻進行製造，故而上述因採用濕式蝕刻而產生之問題未表面化。然而，於顯示裝置製造用之光罩中，如上所述，其尺寸為相對大型(使用一邊為300mm以上(通常1800mm以下)之方形基板)，又，其尺寸之種類較多，故而與使用乾式蝕刻相比，適用濕式蝕刻更具優勢。
另一方面，於顯示裝置製造用之光罩中，先前使用有不僅具有遮光部、透光部而且具有具備使曝光光一部分穿透之半透光部的轉印用圖案之多階光罩。該光罩係藉由將透光部、遮光部、半透光部之透光率設為互不相同(遮光部之透光率實質上為零)而於形成於被轉印體上之光阻劑圖案形狀中形成有立體階差，且藉由利用此情形而削減加工被轉印體時之步驟數者。
該多階光罩中之半透光部存在藉由於透明基板上形成半透光膜(具有使曝光光穿透20~80%左右之類之透光率的膜)而製成之情形。
然而，當製造此種多階光罩時，於半透光部與透光部之邊界，未使穿透各者之曝光光之相位差為180度左右。若將穿透半透光部之曝光光與穿透透光部之曝光光的相位差設為接近180度之相位差，則導致在半透光部與透光部之邊界部分實質上產生遮光性之線圖案，從而產生無法獲得意圖獲得之光阻劑圖案之立體形狀的問題。
即，於顯示裝置製造用光罩中，因半透光性之膜之剖面相對於 基板表面傾斜所致之課題先前尚未表面化。
本發明者等人對於因光罩中之相位偏移膜之被蝕刻剖面形成相對基板表面不垂直而傾斜之剖面形狀，導致對該光罩之轉印性產生何種影響進行了模擬。即，對於在光罩之轉印用圖案之透光部與相位偏移部之邊界，穿透各者之曝光光之相位反轉而相互干涉所得之相位偏移效果因相位偏移膜之被蝕刻剖面形狀而如何地變化進行了研究。
<模擬結果>
於說明本發明之實施形態之前，使用上述模擬之結果，對因相位偏移膜圖案之剖面形狀之不同造成的相位偏移效果之差異進行說明。
模擬係適用顯示裝置製造用曝光裝置所具有之光學條件而實施。於光學系統之數值孔徑(NA)為0.085、對比真實度(coherence factor)(σ)為0.9、曝光光為包含g線、h線、i線之寬波長光(強度比為g線：h線：i線=0.95：0.8：1.0)之曝光條件下進行。
本模擬係對如下者實施：具備邊緣部分之剖面形狀垂直於基板表面之相位偏移膜圖案之相位偏移光罩(PSM(A))、將邊緣部分之剖面形狀為錐形之圖10之相位偏移膜圖案模型化所得之相位偏移光罩(PSMTP(A))、及二元光罩(Bin)。將各個光罩剖面之模式圖示於圖1(b)~(d)中。
又，圖1(a)係用於本模擬之線與間隙圖案之俯視之模式圖，且表示PSM(A)中之線與間隙圖案之一部分。圖1(b)係表示具有該線與間隙圖案之相位偏移光罩之局部剖面之圖。
如圖1(b)所示，相位偏移光罩PSM(A)係於透明基板11上形成有相位偏移膜圖案12a，且於相位偏移膜圖案12a上形成有蝕刻掩膜圖案13a，進而於蝕刻掩膜圖案13a上形成有遮光膜圖案14a而成。於該相 位偏移光罩PSM(A)之俯視(即圖1(a))中，遮光膜圖案14a之部分為遮光部15，相位偏移膜圖案12a之局部之未被遮光膜圖案14a被覆之露出部分為相位偏移部16，而且透明基板11之其上並未被任何物件積層之露出部分構成透光部17。
相位偏移光罩PSM(A)包含線寬L為2.0μm且間隙寬度S為2.0μm(間距P為4.0μm)之線與間隙圖案，且線圖案2a係於寬度1.0μm之遮光部15之兩側之邊緣分別具有寬度0.5μm之相位偏移部16。線圖案2b、2c亦情況相同。間隙圖案3a、3b、3c係露出透明基板11所得之透光部17。
此處，遮光部15係於透明基板11上至少形成遮光膜圖案14a而成之部分，且其曝光光透過率實質上為零。相位偏移部16係於透明基板11上形成透光率為6%(對於i線)之相位偏移膜圖案12a而成之部分(由遮光膜圖案14a被覆之部分除外)。相位偏移部16與透光部17對於曝光光之相位差為180度(對於i線)。
其次，圖1(c)所示之相位偏移光罩PSMTP(A)亦包含線寬L為2.0μm且間隙寬度S為2.0μm之線與間隙圖案，且線圖案係於1.0μm之遮光部之兩側之邊緣分別具有寬度0.5μm之相位偏移部。間隙圖案包含露出透明基板所得之透光部。然而，相位偏移部係以形成於透明基板上之相位偏移膜之膜厚自遮光部側朝向透光部側(於線圖案之寬度方向上)逐漸以10階段變小的方式形成。即，相位偏移部中最接近遮光部之處設為曝光光透過率為6%(對於i線)，且與透光部之相位差為180度(對於i線)，相對於此，相位偏移部中最接近透光部之處係設為曝光光透過率為57.5%(對於i線)，且與透光部之相位差(對於i線)為20.19度。
繼而，圖1(d)所示之二元光罩(Bin)包含線寬L為2.0μm且間隙寬度S為2.0μm之線與間隙圖案，且線部包含透明基板上形成有遮光膜 之遮光部，透光部包含露出透明基板表面所得之部分。
圖2係表示使用上述相位偏移光罩PSM(A)、相位偏移光罩PSMTP(A)、二元光罩Bin進行曝光時形成於被轉印體上之光強度分佈曲線。圖2中，將線圖案2a之中心設為零位置，於曝光光透過率為100%時設為光強度1.0。於將光強度分佈曲線之最大值(最大光強度)設為Imax，最小值(最小光強度)設為Imin時，對比度可以(Imax-Imin)/(Imax+Imin)計算。
下述表1中表示對於上述PSM(A)、PSMTP(A)、Bin之各光罩而言之最大光強度Imax、最小光強度Imin、及對比度之數值。
根據該等結果，於相位偏移膜圖案之邊緣剖面未形成錐形(剖面形狀垂直於基板面)之相位偏移光罩(PSM(A))中，與相位偏移膜圖案之邊緣剖面為錐形之相位偏移光罩(PSMTP(A))、或二元光罩(Bin)之情形相比，對比度較高。
如上述表1所示，使用相位偏移光罩PSM(A)時之對比度為0.67273，但根據本發明者等人之研究，較理想為獲得0.65以上之對比度。又，作為光強度之最小值Imin，較理想為獲得0.1以下之值。
又，於相位偏移光罩PSMTP(A)中，對比度低於二元光罩Bin。相位偏移光罩PSMTP(A)係相位偏移膜圖案之邊緣部分為錐形，故隨著接近透光部而透光率變高，且與透光部之相位差變小。因此，可知於相位偏移部與透光部之邊界，反轉相位之光之干涉引起的對比度提昇效果降低。
此種情況表示形成於被轉印體上之光強度分佈之對比度劣化、即形成於被轉印體上之光阻劑圖案之分佈(光阻劑剖面形狀)劣化。
根據以上可知，藉由使相位偏移膜圖案之邊緣部分之剖面相對於基板表面接近垂直，而使透光部與相位偏移部之邊界中之反轉相位之光之干涉引起的對比度提昇效果提昇。
其次，對抑制相位偏移部與透光部之邊界中之相位偏移膜圖案之邊緣之傾斜的方法進行了研究。
濕式蝕刻中之蝕刻液對光阻劑膜(由感光性樹脂組合物形成)與鉻系相位偏移膜之界面之浸入係起因於鉻系相位偏移膜與光阻劑膜之密接性不充分。此情形不僅導致因使上述相位偏移膜圖案之被蝕刻剖面之形狀劣化(傾斜)而使該部分之光強度之對比度劣化，而且亦導致難以控制相位偏移部之CD(線寬)。
換言之，亦可藉由改善相位偏移膜圖案之被蝕刻剖面形狀，而提昇圖案之CD精度。此情形使可轉印微細圖案之顯示裝置用光罩之生產變為可能，從而亦有助於使用該顯示裝置用光罩所製造之顯示裝置之穩定之高良率。
[本發明之顯示裝置製造用光罩]
本發明之顯示裝置製造用光罩(以下亦稱為本發明之光罩)係藉由於透明基板上將相位偏移膜、蝕刻掩膜、遮光膜分別利用濕式蝕刻進行圖案化而形成包含遮光部、相位偏移部、透光部之轉印用圖案而成者，且上述遮光部係於上述透明基板上將上述相位偏移膜、上述蝕刻掩膜、上述遮光膜依序積層而成，上述相位偏移部係於上述透明基板上形成上述相位偏移膜、或上述相位偏移膜與上述蝕刻掩膜而成，上述透光部係露出上述透明基板表面而成， 上述相位偏移膜包含含有鉻之材料，上述蝕刻掩膜包含對於上述相位偏移膜之蝕刻液具有耐蝕刻性之材料，上述相位偏移部與上述透光部具有相互鄰接之部分，且上述相位偏移部與上述透光部係設為對於上述光罩之曝光光之代表波長具有大致180度之相位差者。
參照圖3，本發明之光罩係準備於透明基板11上依序形成有相位偏移膜12、蝕刻掩膜13、遮光膜14之光罩基底，且可使用該光罩基底而製作。但，於不妨礙本發明之效果之範圍內，亦可使其他膜介置於該等膜之間、或任一膜與透明基板11之間。
而且，本發明之光罩係具有於該透明基板11上將相位偏移膜12、蝕刻掩膜13、遮光膜14分別基於特定之圖案設計利用濕式蝕刻進行圖案化而形成的轉印用圖案者。
本發明之光罩之代表性構成係用於上述模擬之圖1(b)所示之相位偏移光罩PSM(A)(再者，圖1(b)係表示光罩之一部分者)。
於該光罩(圖1(a))之俯視下，遮光膜圖案14a、與對應於該遮光膜圖案14a之蝕刻掩膜圖案13a及相位偏移膜圖案12a之積層部分構成遮光部15。
又，於俯視下，未被遮光膜圖案14a被覆而露出之相位偏移膜圖案12a之部分(俯視下可看見相位偏移膜圖案12a之部分)構成相位偏移部16。
進而，透明基板11之露出部分(俯視下可看見透明基板11之部分)構成透光部17。該透光部17與上述相位偏移部16具有相互鄰接之部分。
穿透相位偏移部16之曝光光係對於穿透透光部之曝光光，其相位偏移大致180度，且與穿透透光部17之曝光光於上述鄰接之部分相 互干涉。藉此，該部分之光之對比度增高，曝光光之強度曲線之邊緣之形狀成為更陡峭者。因此，本發明之光罩亦可應對近年來要求之顯示裝置製造中之微細圖案。
此種本發明之光罩只要具備上述構成則無特別限定，但以下對本發明之光罩之代表性實施態樣進行說明。
<第1光罩>
將第1態樣之本發明之光罩之剖面圖示於圖4(a)下側。該光罩10a可藉由準備例如圖3所示之於透明基板11上依序形成相位偏移膜12、蝕刻掩膜13、遮光膜14、第1光阻劑膜18而成之光罩基底，且將上述相位偏移膜12、蝕刻掩膜13、遮光膜14進行圖案化而製造。
該光罩10a係藉由於透明基板11上將相位偏移膜12、蝕刻掩膜13、遮光膜14分別利用濕式蝕刻進行圖案化而形成包含遮光部15、相位偏移部16、透光部17之轉印用圖案而成的顯示裝置製造用光罩10a，且上述遮光部15係於上述透明基板上將上述相位偏移膜12、上述蝕刻掩膜13、上述遮光膜14依序積層而成，上述相位偏移部16係於上述透明基板上形成上述相位偏移膜12而成，上述透光部17係露出上述透明基板11表面而成，上述相位偏移膜12包含含有鉻之材料，上述蝕刻掩膜13包含對於上述相位偏移膜12之蝕刻液具有耐蝕刻性之材料，上述相位偏移部16與上述透光部17具有相互鄰接之部分，且上述相位偏移部16與上述透光部17係對於上述光罩10a之曝光光之代表波長具有大致180度之相位差者。
即，圖4(a)之上側之圖係第1光罩10a之俯視圖，且於自上方觀察 光罩10a之情形時，可看見經圖案化之遮光膜14(即遮光膜圖案14a)之部分構成遮光部15，可看見經圖案化之相位偏移膜12(即相位偏移膜圖案12a)之部分構成相位偏移部16，露出透明基板11且未被相位偏移膜12、蝕刻掩膜13及遮光膜14之任一者被覆之部分構成透光部17。
第1光罩10a之構成可設為以下所述。
(透明基板11)
透明基板11之材料只要為對於使用之曝光光具有透光性之材料則無特別限制。作為透明基板11之材料，例如可列舉合成石英玻璃、鈉鈣玻璃、無鹼玻璃。
(相位偏移膜12)
本發明中之相位偏移膜12係因曝光光之一部分穿透，而稱為半透光性膜。又，相位偏移膜12具有使曝光光之相位偏移特定量之作用。
本發明中之相位偏移膜12包含含有鉻之材料。相位偏移膜12較佳為含有例如鉻之氧化物(CrOx)、氮化物(CrNx)、碳化物(CrCx)、氮氧化物(CrOxNy)、碳氮化物(CrCxNy)、碳氧化物(CrOxCy)、碳氮氧化物(CrOxNyCz)、鉻之氟化物(CrFx)中之任一者。
相位偏移膜12較佳為設為鉻未達50原子%之含鉻膜，以獲得下述光學物性。
又，相位偏移膜之膜厚較佳為800~1800Å。
上述相位偏移膜12之濕式蝕刻中，可使用公知之蝕刻液，例如可使用硝酸鈰銨與過氯酸之混合水溶液。
於第1光罩10a中，相位偏移膜12之曝光光透過率可設為2~15%，更佳為3~8%。此處曝光光係通常用於LCD曝光裝置之光源，且可使用包含i線、h線、g線之任一者之光，更佳為使用包含全部該等之光。本申請案中作為曝光光透過率，以上述中之任一者為代表波 長，定義透光率或相位差(或相位偏移量)。
又，於第1光罩10a中，將相位偏移膜12所具有之曝光光(作為代表波長，例如為i線)之相位偏移量設為大致180度。此處，所謂大致180度係可設為160度~200度，較佳為170~190度。
又，波長為365nm(i線)至436nm(g線)之曝光光中的相位偏移量之變動幅度較佳為40度以內，更佳為30度以內。因上述變動幅度處於此種範圍，而可充分獲得將代表波長之曝光光之相位偏移量設為大致180度之效果。
(蝕刻掩膜13)
本發明中之蝕刻掩膜13關鍵在於與相位偏移膜12之密接性較高、及由與相位偏移膜12具有蝕刻選擇性之材料形成。即，蝕刻掩膜13對於上述相位偏移膜12之蝕刻液具有耐蝕刻性。
作為本發明中之蝕刻掩膜13之材料，例如可列舉包含鋁(Al)、鈷(Co)、鎢(W)、鉬(Mo)、釩(V)、鈦(Ti)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鋯(Zr)、鎂(Mg)、銅(Cu)、釔(Y)、硫(S)、銦(In)、錫(Sn)、鉭(Ta)、鉿(Hf)、鈮(Nb)、矽(Si)中之任一種以上之物質之材料。
作為上述材料，具體而言可列舉上述物質之氮化物、氧化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化物、碳氧化物、碳氮氧化物。
作為蝕刻掩膜13之材料，該等之中較佳為使用包含鉬(Mo)、矽(Si)、鉭(Ta)、鉿(Hf)、鋁(Al)、鈦(Ti)之材料。
作為蝕刻掩膜13之材料，例如於使用含鈦材料之情形時，可設為鈦氧化物、鈦氮化物、鈦氮氧化物。該情形時，作為用於蝕刻去除蝕刻掩膜13之蝕刻液，可使用氧化鉀、過氧化氫之混合水溶液。
又，作為蝕刻掩膜13之材料，亦可設為含有金屬矽化物者、即包含金屬與矽之材料。作為上述金屬，可列舉鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)等過渡金屬。又，金屬矽化物亦可設為例如金屬矽化物 之氮化物、金屬矽化物之氧化物、金屬矽化物之碳化物、金屬矽化物之氮氧化物、金屬矽化物之碳氮化物、金屬矽化物之碳氧化物、或金屬矽化物之碳氮氧化物。
作為蝕刻掩膜13之材料，具體而言可列舉：鉬矽化物(MoSi)之氮化物、氧化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化物、碳氧化物、及碳氮氧化物；鉭矽化物(TaSi)之氮化物、氧化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化物、碳氧化物、及碳氮氧化物；鎢矽化物(WSi)之氮化物、氧化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化物、碳氧化物、及碳氮氧化物；以及鈦矽化物(TiSi)之氮化物、氧化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化物、碳氧化物、及碳氮氧化物。
如上所述，作為蝕刻掩膜13之形成材料，可使用含有金屬矽化物之材料，又，如以上列舉所述，亦可使用不含金屬矽化物之材料。
蝕刻掩膜13之膜厚可設為1~500Å，更佳為25~200Å。
蝕刻掩膜13較佳為接觸地積層於上述相位偏移膜12上。相位偏移膜12與蝕刻掩膜13之密接性高於先前構成中之相位偏移膜與光阻劑膜之密接性，從而難以產生蝕刻液之浸入。
因此，於將相位偏移膜12利用濕式蝕刻進行圖案化時，可使成為該相位偏移膜12之側面之被蝕刻面相對透明基板11表面接近於垂直。藉此，可充分地產生相位偏移部16與透光部17之邊界(鄰接部分)中所產生之反轉相位之光之干涉，從而提昇光透過強度之對比度。此情況具有如下效果：使解像度與焦深變得有利，從而面內均勻地產生最終製品(顯示裝置)之CD(線寬)控制。
蝕刻掩膜13之曝光光透過率於第1光罩10a中並無特別限制。例如，於相位偏移膜12、蝕刻掩膜13及遮光膜14之積層狀態下，遮光部15具有充分之遮光性即可。
又，蝕刻掩膜13所具有之曝光光之相位偏移量亦無限制。因 此，於第1光罩中，蝕刻掩膜13之材料或膜厚之選擇自由度極具優勢。
(遮光膜14)
遮光膜14較佳為於與相位偏移膜12、蝕刻掩膜13之積層狀態下具有充分之遮光性(光學密度OD(optical density)3以上)。更佳為遮光膜14單膜中具有同樣之遮光性。又，遮光膜14較佳為具有與蝕刻掩膜13之蝕刻選擇性。即，期待蝕刻掩膜13對於遮光膜14之蝕刻液具有耐性。
作為遮光膜14之材料，較佳地使用包含Cr者。較佳為，遮光膜14之材料例如不僅含有鉻，而且含有鉻之氧化物(CrOx)、氮化物(CrNx)、碳化物(CrCx)、氮氧化物(CrOxNy)、碳氮化物(CrCxNy)、碳氧化物(CrOxCy)、碳氮氧化物(CrOxNyCz)中之任一者。進而，遮光膜14之材料可設為鉻之碳化物、鉻之碳氮化物、鉻之碳氧化物、或鉻之碳氮氧化物之任一者。
再者，於蝕刻掩膜13中使用包含鉭(Ta)之材料之情形時，作為遮光膜14之材料可使用鉬矽化物。
遮光膜14亦可於其表面設置抗反射層。於該情形時，抗反射層可設為鉻氧化物、鉻氮化物及鉻氮氧化物之任一者。
遮光膜14之膜厚可設為500~2000Å，更佳為800~1500Å，進而較佳為900~1300Å。
作為遮光膜14之蝕刻液，可無特別限制地使用先前公知者，但於遮光膜14由包含鉻之材料形成之情形時，用於遮光膜14之蝕刻液係與上述相位偏移膜12中所述者相同。
第1光罩10a可將於露出於表面之面全部設為鉻系之膜，故而耐化學品性極具優勢。
<第2光罩>
其次，將第2態樣之光罩之剖面圖示於圖4(b)之下側。該第2光罩10b亦可與第1光罩10a同樣地藉由準備例如圖3所示之光罩基底，且將上述相位偏移膜12、蝕刻掩膜13、遮光膜14進行圖案化而製造。
該光罩10b係藉由於透明基板11上將相位偏移膜12、蝕刻掩膜13、遮光膜14分別利用濕式蝕刻進行圖案化而形成包含遮光部15、相位偏移部16、透光部17之轉印用圖案而成的顯示裝置製造用光罩，且上述遮光部15係於上述透明基板上將上述相位偏移膜12、上述蝕刻掩膜13、上述遮光膜14依序積層而成，上述相位偏移部16係於上述透明基板上形成上述相位偏移膜12與上述蝕刻掩膜13而成，上述透光部17係露出上述透明基板11表面而成，上述相位偏移膜12包含含有鉻之材料，上述蝕刻掩膜13包含對於上述相位偏移膜12之蝕刻液具有耐蝕刻性之材料，上述相位偏移部16與上述透光部17具有相互鄰接之部分，且上述相位偏移部16與上述透光部17係對於上述光罩10b之曝光光之代表波長具有大致180度之相位差者。
即，圖4(b)之上側之圖係第2光罩10b之俯視圖。於圖4(b)中，當自上方觀察光罩10b時，可看見經圖案化之遮光膜14(即遮光膜圖案14a)之部分構成遮光部15。又，可看見經圖案化之蝕刻掩膜13(即蝕刻掩膜圖案13a)之部分(於其下存在經圖案化之相位偏移膜12(即相位偏移膜圖案12a))構成相位偏移部16。進而，露出透明基板11且未被相位偏移膜12、蝕刻掩膜13及遮光膜14之任一者被覆之部分構成透光部17。
此處，第2光罩10b與第1光罩10a之差異在於相位偏移部16之構 成。即，於透明基板11上將經圖案化之相位偏移膜12與蝕刻掩膜13積層之狀態下，發揮相位偏移部16之功能。因此，於該積層狀態下，相位偏移部16與透光部17之相位差(對於代表波長)成為大致180度。
上述相位偏移膜12單體中之相位偏移量較佳為設為160~200°。此時，蝕刻掩膜13之相位偏移量較佳為1~50°。
又，於上述積層中，波長365nm(i線)~436nm(g線)之曝光光中的相位偏移量之變動幅度較佳為40度以內，更佳為30度以內。藉由上述變動幅度處於此種範圍，可充分地獲得對於曝光光之代表波長的相位反轉效果。
對於曝光光透過率而言，亦於上述相位偏移部16之積層狀態下設為2~15%，較佳為3~8%(對於代表波長)。
相位偏移膜12單體中之曝光光透過率較佳為3~20%。又，蝕刻掩膜13單體中之曝光光透過率較佳為70~99%。
除了相位偏移部16之構成之相關上述方面以外，可設為與第1光罩10a相同。
第1、第2任一光罩中之各構成膜亦均可採用濺鍍法、離子鍍著法、或蒸鍍法等作為成膜方法，但於提昇2個膜之界面密接性之方面，較佳為濺鍍法。
以上說明之本發明之光罩之用途中無特別之限制。例如可較佳地應用於包含形成顯示裝置之像素電極等之線與間隙圖案作為轉印用圖案的光罩。
該線與間隙圖案之線圖案較佳為具有固定寬度之遮光部、及與上述固定寬度之遮光部之兩側鄰接之固定寬度之相位偏移部者。
圖1中使用之模擬之模型係設為線寬L=間隙寬度S，且相位偏移光罩PSM(A)及PSMTP(A)之與遮光部之兩邊緣鄰接之各相位偏移部之寬度(設為邊緣寬度R)為R=1/4L者。然而，本發明並不限定於此。
例如，於4≦間距寬度P<6(μm)且L≧1.5(μm)、S≦3.5(μm)之情形時，本發明之效果較高。
例如，於如相位偏移光罩PSM(A)之類之具有相位偏移部16之邊緣且間距寬度P<6(μm)之微細之線與間隙圖案中，根據防止光罩製造過程中之光阻劑圖案之脫離之觀點，較佳為以(L-2R)表示之遮光部15之寬度為0.6μm以上。
又，根據本發明者等人之研究，於重視轉印時之對比度之高度之情形時，在P<6(μm)之微細之線與間隙圖案中，較佳為L≧S，此情形於P<5(μm)時變得更明顯。此時，更佳為R≧0.8(μm)。
又，如圖5所示，轉印用圖案亦可適用於包含形成接觸孔之孔圖案者。作為孔圖案，包括以固定之規則性(間距)排列複數個接觸孔者。
例如，孔圖案具有特定直徑之透光部17、包圍上述透光部17之固定寬度之相位偏移部16、及包圍上述相位偏移部16之遮光部15(參照圖5(a)、(b))。
此處，可設為包含透光部17之孔徑(正方形之情形時為1邊之長度，長方形之情形時為短邊之長度，圓之情形時為直徑)為1.5~5(μm)，且相位偏移部16之寬度(邊緣寬度R)為0.3≦R≦1.5(μm)。
本發明之光罩不僅具有透光部17、相位偏移部16，而且具有遮光部15。此情況有助於進一步提昇相位偏移部16之光反轉、干涉作用、以及透過光之光強度分佈之對比度的作用。
另一方面，於光罩上，可在轉印用圖案之區域外形成遮光膜作為遮光部。藉此，可較高地維持對準標記等標記圖案之讀取精度。即，可藉由透光部與遮光部之組合而形成標記部分，故而對比度較高。
<被蝕刻面形狀>
本發明之光罩或藉由下述本發明之製造方法所製造之光罩可設為以下構成者。
一種顯示裝置製造用光罩，其係於上述轉印用圖案中所含之上述透光部17與上述相位偏移部16相互鄰接之部分，露出上述相位偏移膜12之被蝕刻面，且於上述鄰接之部分之剖面，與上述相位偏移膜12之上表面、下表面及被蝕刻面(側面)分別對應之上邊、下邊及側邊滿足以下條件。
(A)將上述上邊與上述側邊之切點、與自上述上表面下降上述相位偏移膜12之膜厚之三分之二所得之高度之位置處之上述側邊之位置連結的直線與上述上邊所成之角度為85度至120度之範圍內，且(B)通過上述上邊與上述側邊之切點且與上述透明基板11之主表面垂直之第1虛擬線、與通過自上述下表面上升上述膜厚之十分之一所得之高度之位置處之上述側邊之位置且與上述透明基板11之上述主表面垂直之第2虛擬線之間的寬度為上述膜厚之二分之一以下。
圖6(a)及(b)係用以說明於本發明之光罩中，透光部17與相位偏移部16相互鄰接之部分中經圖案化之相位偏移膜12之被蝕刻面(側面)形狀的圖式。此處係觀察露出相位偏移膜12之被蝕刻面之狀態之剖面。即，於圖6(a)及(b)中，標記為PS之層係經圖案化之相位偏移膜12，標記為QZ之層係透明基板11。
此處，於上述鄰接之部分之剖面，與上述相位偏移膜12之上表面、下表面及被蝕刻面分別對應之上邊、下邊及側邊滿足上述2個條件(A)及(B)。
即，鄰接之部分之剖面係包含與相位偏移膜12之上表面、下表面及被蝕刻面分別對應之上邊、下邊及側邊23。於圖6中，輔助線21表示與相位偏移膜12之上表面對應之上邊之位置，輔助線22表示與相位偏移膜12之下表面對應之下邊之位置。輔助線24表示自相位偏移膜 12之上表面下降膜厚之三分之二所得之高度之位置。於該情形時，參照圖6(a)，將上邊與側邊23之切點26與自上表面下降膜厚(T)之三分之二所得之高度之位置處之側邊之位置27連結的直線、與上邊所成之角度θ(亦稱為側面角)為85度至120度之範圍內。
又，於圖6(b)中，輔助線25表示自相位偏移膜12之下表面上升膜厚之十分之一所得之高度之位置。於該情形時，通過上邊與側邊23之切點26且與透明基板11之主表面垂直之第1虛擬線29、與通過自相位偏移膜12之下表面上升膜厚之十分之一所得之高度之位置處之側邊23之位置28且與透明基板11之主表面垂直之第2虛擬線30之間的寬度(亦稱為底寬)D、與膜厚(T)之比(D/T)為1/2以下。
於本發明之光罩中，相位偏移膜12之被蝕刻面之形狀係滿足上述條件者。即，經圖案化之相位偏移膜12之邊緣部分之剖面呈現與透明基板11表面垂直或接近於垂直之形狀。因此，於透光部17與相位偏移部16之邊界，反轉相位之曝光光產生干涉，從而在到達作為被轉印體之光阻劑膜之光強度分佈中，可獲得較高之對比度。又，相位偏移部16之邊緣之側面角θ係小於下述圖10之例(相對於透明基板11之表面接近90°)，因此，可抑制線寬(CD)偏離設計值之現象，從而可形成更微細之圖案。
對照而言，於表示對於包含鉻之相位偏移膜以光阻劑圖案為遮罩進行濕式蝕刻所得之相位偏移膜圖案之剖面的圖10中，側面角θ成為173度，底寬之膜厚比(D/T)成為5.6。
又，根據本發明者等人之研究，將鉻系之相位偏移膜以光阻劑圖案為遮罩進行濕式蝕刻時之被蝕刻面難以將側面角θ設為120度以下、或將底寬之膜厚比D/T設為1/2以下。
[光罩之製造方法]
本發明包含以下之顯示裝置製造用光罩之製造方法。
一種顯示裝置製造用光罩之製造方法，其係如下顯示裝置製造用光罩之製造方法，該顯示裝置製造用光罩係藉由於透明基板上將相位偏移膜、蝕刻掩膜、遮光膜分別利用濕式蝕刻進行圖案化而形成包含遮光部、相位偏移部、透光部之轉印用圖案而成者，且上述遮光部係於上述透明基板上將上述相位偏移膜、上述蝕刻掩膜、上述遮光膜依序積層而成，上述相位偏移部係於上述透明基板上形成上述相位偏移膜、或上述相位偏移膜與上述蝕刻掩膜而成，上述透光部係露出上述透明基板表面而成，且上述顯示裝置製造用光罩之製造方法之特徵在於包括如下步驟：準備於上述透明基板上將相位偏移膜、蝕刻掩膜、遮光膜依序積層，進而形成第1光阻劑膜而成之光罩基底；及藉由對上述相位偏移膜、上述蝕刻掩膜、及上述遮光膜分別進行特定之圖案化而形成轉印用圖案；於上述相位偏移膜之圖案化中，包含將經圖案化之上述蝕刻掩膜作為遮罩對上述相位偏移膜進行濕式蝕刻的步驟，上述相位偏移膜包含含有鉻之材料，上述蝕刻掩膜包含對於上述相位偏移膜之蝕刻液具有耐蝕刻性之材料，上述相位偏移部與上述透光部具有互相鄰接之部分，且上述相位偏移部與上述透光部係設為對於上述光罩之曝光光之代表波長具有大致180度之相位差者。
此處，於準備光罩基底之步驟中，參照圖3，準備於上述透明基板11上將相位偏移膜12、蝕刻掩膜13、遮光膜14積層，進而將第1光阻劑膜18成膜所得的光罩基底。各個膜之成膜例如可以如下方式進行。
具體而言，於合成石英玻璃之透明基板11(尺寸330mm×450mm)之主表面上，藉由濺鍍法而形成包含鉻之相位偏移膜12(成膜步驟)。其後，較佳為將相位偏移膜12連續地曝露於下述環境氣體中而不曝露於大氣中(曝露步驟)。
相位偏移膜12較佳為不僅包含鉻，而且包含碳(C)或氟(F)。包含該等元素之相位偏移膜12係於濕式蝕刻時較佳地控制被蝕刻面之形狀，故而認為有效。
於成膜步驟中，可藉由公知之裝置，而使用包含鉻或鉻化合物之濺鍍靶材，且採用惰性氣體與包含氧氣、氮氣、一氧化氮氣體、二氧化氮氣體、二氧化碳氣體、烴系氣體、氟系氣體之任一者之活性氣體的混合氣體。例如，較佳為設為包含二氧化碳氣體、烴系氣體、氟系氣體之濺鍍氣體環境。該等對於控制(減慢)相位偏移膜12之濕式蝕刻之速度較為有效。
例如，可使用包含鉻之靶材，將氬氣(Ar)、氮氣(N2)及二氧化碳(CO2)氣體之混合氣體導入至濺鍍腔室(未圖示)，施加濺鍍功率，於透明基板11上形成包含CrCON之相位偏移膜12。所形成之膜較佳為不與大氣接觸地於包含二氧化碳氣體、烴系氣體、氟系氣體等活性氣體之氣體環境中連續地送至下一步驟。於該曝露用氣體環境中，可包含惰性氣體(氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣等)，又，亦可包含作為活性氣體之氧氣、氮氣等。
相位偏移膜12可包含單層，亦可包含複數層。於相位偏移膜12包含複數層之情形時，上述成膜步驟及曝露步驟實施複數次。
其次，於相位偏移膜12上，藉由濺鍍法而形成蝕刻掩膜13。作為一例，以下對包含MoSi之蝕刻掩膜13之形成進行說明。
可藉由將濺鍍氣體(例如氬氣(Ar)與一氧化氮(NO)氣體之混合氣體)導入至配置鉬矽化物(例如Mo：Si=1：4)作為濺鍍靶材之濺鍍腔 室，施加濺鍍功率，而於相位偏移膜12上將包含MoSiON之蝕刻掩膜13成膜。
以此方式形成之蝕刻掩膜13之表面反射率可設為15%以下(對於代表波長)。
再者，根據本發明者等人之研究，可知如上所述地形成之相位偏移膜12與蝕刻掩膜13之積層利用X線光電子光譜法(XPS(X-ray photoelectron spectroscopy))進行深度方向之組成分析之結果，可設為具有如下較佳之傾向者。即，於由相位偏移膜12引起之鉻(Cr)波峰、與由蝕刻掩膜13引起之矽(Si)波峰(或鉬(Mo)波峰)重疊之區域(稱為組成傾斜區域)，碳(C)之含有率朝向蝕刻掩膜13之表面方向(朝向與透明基板11表面分離之方向)階段性或連續性地增加。此處，碳具有降低相位偏移膜12之濕式蝕刻速度之作用，因此，可認為有助於使相位偏移膜12之被蝕刻面之形狀良化(使相位偏移膜12之邊緣部分之剖面成為與透明基板11表面垂直或接近於垂直之形狀)。
另一方面，作為蝕刻掩膜13，例如，亦可藉由適用使用鈦靶材之濺鍍法，使用導入氧氣與氮氣之濺鍍環境而形成鈦之氮氧化膜。再者，蝕刻掩膜13可包含單層，亦可包含複數層。
其次，於蝕刻掩膜13上藉由濺鍍法而形成遮光膜14。該遮光膜14亦發揮使蝕刻掩膜13、與形成於遮光膜14上之第1光阻劑膜18之密接性間接地提昇的功能。此時，例如於由包含鉻之材料形成遮光膜14之情形時，使用包含鉻或鉻化合物之濺鍍靶材，於含有惰性氣體與包含選自由氧氣、氮氣、二氧化碳氣體、氧化氮系氣體、烴系氣體及氟系氣體所組成之群中之至少一種之活性氣體的混合氣體之濺鍍氣體環境下，進行濺鍍法。
於形成遮光膜14後，進而塗佈第1光阻劑膜18。
根據以上所述，製作圖3所示之光罩基底。於本發明之光罩之製 造中準備該光罩基底。
而且，於相位偏移膜12、蝕刻掩膜13、及遮光膜14之圖案化中，可包含以下步驟。
<製法1圖7之方法>
圖7係表示本發明之第1及第2態樣之光罩之製造方法之例的圖。
首先，準備上述光罩基底(圖7(a))之後，藉由對第1光阻劑膜18進行繪圖及顯影而形成第1光阻劑圖案18a(圖7(b))，藉由以上述第1光阻劑圖案18a為遮罩對遮光膜14進行濕式蝕刻，而形成遮光膜圖案14a(圖7(c))，將第1光阻劑圖案18a剝離(圖7(d))之後，於形成有上述遮光膜圖案14a之上述透明基板11整面形成第2光阻劑膜19(圖7(e))，藉由對上述第2光阻劑膜19進行繪圖及顯影而形成第2光阻劑圖案19a(圖7(f))，藉由以上述第2光阻劑圖案19a為遮罩對上述蝕刻掩膜13進行濕式蝕刻，而形成蝕刻掩膜圖案13a(圖7(g))，藉由以所得之蝕刻掩膜圖案13a為遮罩對上述相位偏移膜12進行濕式蝕刻，而形成相位偏移膜圖案12a(圖7(h))。
繼而，將第2光阻劑圖案19a剝離後，則完成上述說明之第2態樣之光罩10b((圖7(i))。
再者，較佳為，其後以所形成之遮光膜圖案14a為遮罩對上述蝕刻掩膜13進行濕式蝕刻。藉此，完成上述所說明之第1態樣之光罩10a(圖7(j))。
<製法2圖8之方法>
圖8係表示本發明之第1及第2態樣之光罩之製造方法之另一例的 圖。此處係表示遮光膜14與相位偏移膜12均為包含鉻之膜之情形。
準備上述光罩基底(圖8(a))之後，藉由對上述第1光阻劑膜18進行繪圖及顯影而形成第1光阻劑圖案18a(圖8(b))，藉由以上述第1光阻劑圖案18a為遮罩對遮光膜14進行濕式蝕刻，繼而，將蝕刻掩膜13及相位偏移膜12依次進行濕式蝕刻而形成作為透明基板11之露出部分之透光部17(圖8(c))，將第1光阻劑圖案18a去除之後(圖8(d))，於形成有上述透光部17之上述透明基板11整面形成第2光阻劑膜19(圖8(e))，藉由對上述第2光阻劑膜19進行繪圖及顯影而形成第2光阻劑圖案19a(圖8(f))，藉由以上述第2光阻劑圖案19a為遮罩對遮光膜14進行濕式蝕刻，而形成遮光膜圖案14a(圖8(g))。
繼而，藉由去除第2光阻劑圖案19a而獲得本發明之第2態樣之光罩10b(圖8(h))。
再者，更佳為於形成上述遮光膜圖案14a之後，藉由以第2光阻劑圖案19a及所形成之遮光膜圖案14a為遮罩對蝕刻掩膜13進行濕式蝕刻而形成蝕刻掩膜圖案13a(圖8(i))。其後，藉由去除第2光阻劑圖案19a而獲得本發明之第1態樣之光罩10a(圖8(j))。
<製法3圖9之方法>
圖9係表示本發明之第1態樣之光罩之製造方法之進而另一例的圖。
準備上述光罩基底之後(圖9(a))，藉由對上述第1光阻劑膜18進行繪圖及顯影而形成第1光阻劑圖案18a(圖9(b))，以上述第1光阻劑圖案18a為遮罩，利用第1蝕刻液對遮光膜14進 行濕式蝕刻，形成遮光膜圖案14a(圖9(c))，其次，利用第2蝕刻液對蝕刻掩膜13進行濕式蝕刻，形成蝕刻掩膜圖案13a(圖9(d))，進而，以上述蝕刻掩膜圖案13a為遮罩，利用第1蝕刻液對相位偏移膜12進行濕式蝕刻，並且對上述遮光膜圖案14a進行側蝕(圖9(e))，以受到側蝕之遮光膜圖案14a為遮罩，利用第2蝕刻液對蝕刻掩膜圖案13a再次進行蝕刻(圖9(f))，其後，剝離上述第1光阻劑圖案18a(圖9(g))。
根據該製法，於可將繪圖與顯影設為1次之基礎上，可使因複數次繪圖步驟所致之相互之對準偏差之影響成為零的方面較為有利，尤其，可準確地形成微細寬度之相位偏移部16(參照圖9(f))之方面較為優異。
[圖案轉印方法及顯示裝置之製造方法]
本發明包含圖案轉印方法。即，包含使用上述光罩與曝光裝置轉印光罩所具有之轉印用圖案的方法。
進而，亦包含顯示裝置之製造方法，該顯示裝置之製造方法包含使用上述光罩與曝光裝置進行圖案轉印之步驟。
即，本發明係包含一種圖案轉印方法，其包含如下步驟：準備本發明之顯示裝置製造用光罩；及使用照射包含i線、h線、g線之曝光光的顯示裝置製造用曝光裝置，將上述光罩所具備之轉印用圖案進行曝光，將上述轉印用圖案轉印至被轉印體上。
又，本發明另包含一種顯示裝置之製造方法，其包含如下步驟：準備本發明之顯示裝置製造用光罩；及使用照射包含i線、h線、g線之曝光光的顯示裝置製造用曝光裝置，將上述光罩所具備之轉印用圖案進行曝光，將上述轉印用圖案轉印至被轉印體上。
使用之曝光裝置可設為LCD用之標準等倍曝光之曝光裝置。即，可藉由使用包含i線、h線、g線之波長區域者(亦稱為寬波長光源)作為光源，而獲得充分之照射光量。但，亦可使用光學濾光片而僅利用特定波長之光(例如i線)。
曝光裝置之光學系統可將數值孔徑NA設為0.06~0.10，將對比真實度σ設為0.5~1.0之範圍。此種曝光裝置通常將3μm左右作為解像限度。
當然，本發明亦可於使用更廣範圍之曝光裝置之轉印時適用。例如，可將NA設為0.06~0.14、或0.06~0.15之範圍。亦對於NA超過0.08之高解像度之曝光裝置產生需求，從而本發明亦可應用於該等。
根據以上而明確，本發明之光罩係設為使相位偏移膜之被蝕刻面進一步相對透明基板垂直者，故而可提昇藉由曝光而獲得的被轉印面上之光阻劑圖案形狀之分佈。
[實施例]
根據本發明者等人之研究，於使用上述製法1製造之下述顯示裝置製造用光罩中，對轉印圖案之透光部與相位偏移部之邊界(露出相位偏移膜之被蝕刻面之處)遍及面內地檢查了任意9個部位。即，測定側面角θ與底寬之膜厚比D/T之後，側面角θ為100~105度之範圍內，膜厚比D/T均為0.45以下(0.40~0.45之範圍內)。
(第1態樣之光罩)
透明基板：合成石英玻璃尺寸(330mm×450mm)
形成之圖案：線寬3μm、間隙寬度3μm、相位偏移部(邊緣寬度)每一單側0.5μm之線與間隙圖案
相位偏移膜：CrOCN膜厚1200Å
曝光光透過率(對於i線)：6%
相位差(對於i線)：180度
蝕刻掩膜：MoSiON膜厚100Å
遮光膜(具有抗反射功能層)：CrOCN/CrC/CrON膜厚1000Å光學密度(OD)≧3
以上，參照複數種態樣對本發明進行了說明，但本發明並不限定於上述態樣。對本發明之構成或詳細情況而言，可於申請專利範圍中記載之本發明之精神或範圍內進行業者所能理解之各種變更。
10a、10b‧‧‧光罩
11‧‧‧透明基板
12a‧‧‧相位偏移膜圖案
13a‧‧‧蝕刻掩膜圖案
14a‧‧‧遮光膜圖案
15‧‧‧遮光部
16‧‧‧相位偏移部
17‧‧‧透光部

Claims (12)

  1. 一種顯示裝置製造用光罩，其係於透明基板上至少包含露出透明基板之透光部、與將相位偏移膜予以濕式蝕刻而形成之相位偏移部，且具有轉印用圖案者，上述相位偏移部係由在上述透明基板上以蝕刻掩膜為遮罩利用濕式蝕刻予以圖案化之上述相位偏移膜所形成，上述相位偏移部具有與上述透光部鄰接之部分，於上述相位偏移部與上述透光部之鄰接部分，露出上述相位偏移膜經濕式蝕刻之被蝕刻面，上述被蝕刻面與以光阻劑圖案為遮罩而對上述相位偏移膜進行濕式蝕刻時形成之被蝕刻面相比，前者相對於上述透明基板之角度具有更接近垂直之形狀，上述相位偏移膜包含含有鉻之材料，上述蝕刻掩膜包含對上述相位偏移膜之蝕刻液具有耐蝕刻性之材料，上述相位偏移部與上述透光部係對於上述光罩之曝光光之代表波長具有160~200度之相位差者。
  2. 如請求項1之顯示裝置製造用光罩，其中上述相位偏移膜具有800~1800Å之膜厚。
  3. 如請求項1之顯示裝置製造用光罩，其中上述相位偏移部具有之相位偏移量對於波長365nm(i線)至436nm(g線)之光，變動幅度為40度以內。
  4. 如請求項1之顯示裝置製造用光罩，其中上述相位偏移部對於曝光光所含之代表波長之光透過率為2~15%。
  5. 如請求項1之顯示裝置製造用光罩，其中上述相位偏移膜含有鉻 之氧化物(CrOx)、氮化物(CrNx)、碳化物(CrCx)、氮氧化物(CrOxNy)、碳氮化物(CrCxNy)、碳氧化物(CrOxCy)、碳氮氧化物(CrOxNyCz)、氟化物(CrFx)中之任一者。
  6. 如請求項1之顯示裝置製造用光罩，其中上述蝕刻掩膜包含鋁(Al)、鈷(Co)、鎢(W)、鉬(Mo)、釩(V)、鈦(Ti)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鋯(Zr)、鎂(Mg)、銅(Cu)、釔(Y)、硫(S)、銦(In)、錫(Sn)、鉭(Ta)、鉿(Hf)、鈮(Nb)、矽(Si)中之任一種之氮化物、氧化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化物、碳氧化物或碳氮氧化物。
  7. 如請求項1之顯示裝置製造用光罩，其中上述轉印用圖案具有於上述透明基板上將上述相位偏移膜、上述蝕刻掩膜及遮光膜依序積層而成之遮光部。
  8. 如請求項1之顯示裝置製造用光罩，其中於上述鄰接部分之剖面，與上述相位偏移膜之上表面、下表面及被蝕刻面分別對應之上邊、下邊及側邊，滿足下述條件(A)及(B)，(A)將上述上邊與上述側邊之切點、與自上述上表面下降上述相位偏移膜之膜厚之三分之二所得高度之位置處之上述側邊之位置連成的直線與上述上邊所成之角度為85度至120度之範圍內，且(B)通過上述上邊與上述側邊之切點且與上述透明基板之主表面垂直之第1虛擬線、與通過自上述下表面上升上述膜厚之十分之一所得高度之位置處之上述側邊之位置並與上述透明基板之上述主表面垂直之第2虛擬線之間的寬度為上述膜厚之二分之一以下。
  9. 一種顯示裝置製造用光罩之製造方法，其特徵在於，該顯示裝置製造用光罩係於透明基板上至少包含露出透明基板之透光 部、與濕式蝕刻相位偏移膜而形成之相位偏移部，且具有轉印用圖案者，上述轉印用圖案具有上述相位偏移部與上述透光部鄰接之部分；且上述製造方法包括以下步驟：準備於上述透明基板上至少直接積層有相位偏移膜及蝕刻掩膜之光罩基底；及對上述相位偏移膜及上述蝕刻掩膜分別進行特定之圖案化，藉此形成轉印用圖案；於上述蝕刻掩膜之圖案化中，將形成於上述蝕刻掩膜上之第1光阻劑圖案作為遮罩，對上述蝕刻掩膜進行濕式蝕刻，於上述相位偏移膜之圖案化中，將經圖案化之上述蝕刻掩膜作為遮罩對上述相位偏移膜進行濕式蝕刻，藉此使上述相位偏移膜之被蝕刻面露出於上述相位偏移部與上述透光部鄰接之部分，上述被蝕刻面與以光阻劑圖案為遮罩而對上述相位偏移膜進行濕式蝕刻時所形成之被蝕刻面相比，前者相對於上述透明基板之角度具有更接近垂直之形狀，上述相位偏移膜包含含有鉻之材料，上述蝕刻掩膜包含對上述相位偏移膜之蝕刻液具有耐蝕刻性之材料，上述相位偏移部與上述透光部係對於上述光罩之曝光光之代表波長具有160~200度之相位差者。
  10. 如請求項9之顯示裝置製造用光罩之製造方法，其中上述相位偏移部具有之相位偏移量對於波長365nm(i線)至436nm(g線)之光，變動幅度為40度以內。
  11. 如請求項9或10之顯示裝置製造用光罩之製造方法，其中上述相 位偏移部對於曝光光所含之代表波長之光透過率為2~15%。
  12. 一種顯示裝置之製造方法，其包含如下步驟：準備如請求項1至8中任一項之顯示裝置製造用光罩；及使用照射包含i線、h線、g線之曝光光的顯示裝置製造用曝光裝置，對上述光罩所具備之轉印用圖案進行曝光，將上述轉印用圖案轉印至被轉印體上。
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