TWI833171B - 光罩基底、光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種顯示裝置製造用光罩基底，其能夠縮短將微細圖案(圖案形成用薄膜圖案)濕式蝕刻至圖案形成用薄膜時之蝕刻時間，且能夠形成具有較高之耐光性及耐化學品性並且具有接近垂直之邊緣之剖面形狀及良好之LER的微細圖案。
本發明之顯示裝置製造用光罩基底之特徵在於，其係於透明基板上具有圖案形成用薄膜者，且上述圖案形成用薄膜包含含有鈦(Ti)、矽(Si)、及氮(N)之材料，上述圖案形成用薄膜具有柱狀構造，上述圖案形成用所含之氧之含有率為7原子%以下。
Description
本發明係關於一種顯示裝置製造用光罩基底、顯示裝置製造用光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法。
近年來，以LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)為代表之FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)等顯示裝置之大畫面化、廣視角化以及高精細化、高速顯示化正在高速發展。該高精細化、高速顯示化所需之要素之一係製作微細且尺寸精度較高之元件及配線等之電子線路圖案。進行該顯示裝置用電子線路之圖案化時，多數情況下使用光微影法。因此，需要形成有微細且高精度之圖案之顯示裝置製造用相位偏移光罩及二元光罩等光罩。
例如，於專利文獻1中，記載有一種用以對微細圖案進行曝光之光罩。於專利文獻1中，記載有：光罩之透明基板上所形成之光罩圖案包含使實質上有助於曝光之強度之光透過之光透過部、及使實質上無助於曝光之強度之光透過之光半透過部。又，據專利文獻1所載，利用相位偏移效果，使通過上述光半透過部與光透過部之交界部附近之光相互抵消，從而提昇交界部之對比度。又，據專利文獻1所載，於光罩中，由包含以氮、金屬及矽為主要構成要素之物質之薄膜構成上述光半透過部，並且包含34～60原子%之作為構成該薄膜之物質之構成要素之矽。
於專利文獻2中，記載有一種微影法中使用之半色調式相位偏移光罩基底。據專利文獻2所載，光罩基底具備基板、沈積於上述基板上之蝕刻終止層、及沈積於上述蝕刻終止層上之相位偏移層。進而，據專利文獻2所載，使用該光罩基底，能夠製造於未達500 nm之所選擇之波長下具有大致180°之相位偏移、及至少0.001%之光透過率之光罩。
於專利文獻3中，記載有一種於透明基板上具有圖案形成用薄膜之光罩基底。據專利文獻3所載，光罩基底係用以藉由對圖案形成用薄膜進行濕式蝕刻而形成透明基板上具有轉印圖案之光罩之原版。又，據專利文獻3所載，光罩基底之圖案形成用薄膜含有過渡金屬及矽且具有柱狀構造。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第2966369號公報
[專利文獻2]日本專利特開2005-522740號公報
[專利文獻3]日本專利特開2020-95248號公報
[發明所欲解決之問題]
關於近年來用於製作高精細(1000 ppi以上)面板之光罩，為了能夠進行高解像之圖案轉印，需要一種形成有如下轉印用圖案之光罩，該轉印用圖案包含孔徑為6 μm以下、線寬為4 μm以下之微細之圖案形成用薄膜圖案。具體而言，需要一種形成有包含直徑或寬度尺寸為1.5 μm之微細圖案之轉印用圖案之光罩。
又，為了實現更高解像之圖案轉印，需要具有對曝光之光之透過率為20%以上之圖案形成用薄膜(相位偏移膜)之光罩基底(相位偏移光罩基底)、及形成有對曝光之光之透過率為20%以上之圖案形成用薄膜圖案(相位偏移膜圖案)之光罩(相位偏移光罩)。再者，藉由對光罩基底之圖案形成用薄膜進行圖案化而獲得之光罩由於會反覆用於對被轉印體之圖案轉印，故期望對於假定實際進行圖案轉印時之紫外線的耐光性(紫外耐光性)亦較高。又，光罩基底及光罩由於在其製造時及使用時會反覆進行洗淨，故亦期望其等之耐洗淨性(耐化學品性)較高。
為了滿足對曝光之光之透過率之要求以及紫外耐光性(以下簡稱為耐光性)及耐化學品性之要求，認為提高構成圖案形成用薄膜之金屬矽化物化合物(金屬矽化物系材料)中金屬及矽之原子比率中之矽之比率係有效方法之一。然而，於矽之比率較高之金屬矽化物化合物薄膜之情形時，濕式蝕刻速率會大幅減緩(濕式蝕刻時間變長)。因此，存在如下等問題：金屬矽化物化合物薄膜之圖案形成用薄膜與透明基板之蝕刻選擇比下降，並且產生由濕式蝕刻液造成之對透明基板之損害，從而透明基板之透過率下降。因此，較為理想的是，藉由加快圖案形成用薄膜之濕式蝕刻速率，從而確保與透明基板之充分之蝕刻選擇比，減少或抑制透明基板之損傷。然而，在增大蝕刻速率之同時滿足較高之耐化學品性及耐光性並不容易。
於具備含有過渡金屬及矽之遮光膜之二元光罩基底中，藉由濕式蝕刻於遮光膜形成遮光圖案時，亦要求耐光性及耐化學品性。
又，於進行高精度之圖案轉印時，較佳為形成於光罩之圖案形成用薄膜之微細圖案(圖案形成用薄膜圖案)之邊緣之剖面形狀為接近垂直之形狀。藉由使用微細圖案之剖面形狀為接近垂直之形狀之光罩，能夠進行高解像之圖案轉印。
又，光罩所具有之微細圖案之LER(line edge roughness，線邊緣粗糙度)係重要指標。所謂LER係表示在俯視光罩之微細圖案時該微細圖案之邊緣所形成之形狀之凹凸大小的指標。為了能夠進行高解像之圖案轉印，較佳為光罩之LER良好。然而，獲得較高之蝕刻速率、較高之耐光性及耐化學品性、良好之邊緣之剖面形狀及良好之LER等特性全部得到滿足之圖案形成用薄膜並不容易。
本發明係為了解決上述問題而完成者。即，本發明之目的在於提供一種顯示裝置製造用光罩基底，其能夠縮短將微細圖案(圖案形成用薄膜圖案)濕式蝕刻至圖案形成用薄膜時之蝕刻時間，且能夠形成具有較高之耐光性及耐化學品性並且具有接近垂直之邊緣之剖面形狀及良好之LER的微細圖案。
又，本發明之目的在於提供一種具備具有較高之耐光性及耐化學品性並且具有接近垂直之邊緣之剖面形狀及良好之LER之微細圖案(圖案形成用薄膜圖案)的顯示裝置製造用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]
為了解決上述問題，本發明具有以下構成。
(構成1)
本發明之構成1係一種顯示裝置製造用光罩基底，其特徵在於，其係於透明基板上具有圖案形成用薄膜者，且
上述圖案形成用薄膜包含含有鈦(Ti)、矽(Si)、及氮(N)之材料，
上述圖案形成用薄膜具有柱狀構造，
上述圖案形成用薄膜所含之氧之含有率為7原子%以下。
(構成2)
本發明之構成2係如構成1之顯示裝置製造用光罩基底，其特徵在於，關於上述圖案形成用薄膜，對以80000倍之倍率藉由掃描型電子顯微鏡觀察上述光罩基底之剖面所獲得之圖像中包含上述圖案形成用薄膜之厚度方向之中心部之區域，抽出縱64像素×橫256像素之圖像資料，並對上述圖像資料進行傅立葉變換，在藉此所獲得之空間頻譜分佈中，存在具有相對於與空間頻率之原點對應之最大信號強度為0.8%以上之信號強度之空間頻譜。
(構成3)
本發明之構成3係如構成1或2之顯示裝置製造用光罩基底，其特徵在於，上述圖案形成用薄膜之上述具有0.8%以上之信號強度之信號處於將最大空間頻率設為100%時與空間頻率之原點相距6.7%以上之空間頻率。
(構成4)
本發明之構成4係如構成1至3中任一項之顯示裝置製造用光罩基底，其特徵在於，上述圖案形成用薄膜係具備如下光學特性之相位偏移膜，即，對曝光之光之代表波長，透過率為1%以上80%以下且相位差為160°以上200°以下。
(構成5)
本發明之構成5係如構成1至4中任一項之顯示裝置製造用光罩基底，其特徵在於，於上述圖案形成用薄膜上，具備蝕刻選擇性與該圖案形成用薄膜不同之蝕刻遮罩膜。
(構成6)
本發明之構成6係如構成5之顯示裝置製造用光罩基底，其特徵在於，上述蝕刻遮罩膜包含含有鉻且實質上不含有矽之材料。
(構成7)
本發明之構成7係一種顯示裝置製造用光罩之製造方法，其特徵在於具有如下步驟：準備如構成1至4中任一項之顯示裝置製造用光罩基底；及
於上述圖案形成用薄膜上形成阻劑膜，並將由上述阻劑膜形成之阻劑膜圖案作為遮罩對上述圖案形成用薄膜進行濕式蝕刻，從而於上述透明基板上形成轉印用圖案。
(構成8)
本發明之構成8係一種顯示裝置製造用光罩之製造方法，其特徵在於具有如下步驟：準備如構成5或6之顯示裝置製造用光罩基底；
於上述蝕刻遮罩膜上形成阻劑膜，並將由上述阻劑膜形成之阻劑膜圖案作為遮罩對上述蝕刻遮罩膜進行濕式蝕刻，從而於上述圖案形成用薄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，對上述圖案形成用薄膜進行濕式蝕刻，從而於上述透明基板上形成轉印用圖案。
(構成9)
本發明之構成9係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7或8之顯示裝置製造用光罩之製造方法獲得之顯示裝置製造用光罩載置於曝光裝置之光罩台，並將上述顯示裝置製造用光罩上所形成之上述轉印用圖案曝光轉印至顯示裝置用之基板上所形成之阻劑上。
[發明之效果]
根據本發明，能夠提供一種顯示裝置製造用光罩基底，其能夠縮短將微細圖案(圖案形成用薄膜圖案)濕式蝕刻至圖案形成用薄膜時之蝕刻時間，且能夠形成具有較高之耐光性及耐化學品性並且藉由具有各向異性之濕式蝕刻特性而具有接近垂直之邊緣之剖面形狀及良好之LER的微細圖案。
又，根據本發明，能夠提供一種顯示裝置製造用光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法，該顯示裝置製造用光罩具備具有較高之耐光性及耐化學品性並且藉由具有各向異性之濕式蝕刻特性而具有接近垂直之邊緣之剖面形狀及良好之LER的微細圖案。
以下，參照圖式對本發明之實施方式具體地進行說明。再者，以下實施方式係將本發明具體化時之方式，而並非將本發明限定於該範圍內者。
圖1係表示本實施方式之光罩基底10之膜構成之模式圖。圖1所示之光罩基底10具備透明基板20、形成於透明基板20上之圖案形成用薄膜30(例如相位偏移膜)、及形成於圖案形成用薄膜30上之蝕刻遮罩膜40。
圖2係表示另一實施方式之光罩基底10之膜構成之模式圖。圖2所示之光罩基底10具備透明基板20、及形成於透明基板20上之圖案形成用薄膜30(例如相位偏移膜)。
本實施方式之光罩基底10可較佳地用於製造用以製造顯示裝置之光罩100。
於本說明書中，「圖案形成用薄膜30」係指遮光膜及相位偏移膜等使特定微細圖案形成於光罩100中之薄膜。再者，於本實施方式之說明中，存在作為圖案形成用薄膜30之具體例以相位偏移膜為例進行說明，且作為圖案形成用薄膜圖案30a之具體例以相位偏移膜圖案為例進行說明之情形。於遮光膜及遮光膜圖案等另一圖案形成用薄膜30及圖案形成用薄膜圖案30a中，亦與相位偏移膜及相位偏移膜圖案相同。
本實施方式之顯示裝置製造用光罩基底10之圖案形成用薄膜30包含含有鈦(Ti)、矽(Si)、及氮(N)之材料。圖案形成用薄膜30具有柱狀構造。圖案形成用薄膜30所含之氧之含有率為7原子%以下。本發明人等發現，於此種圖案形成用薄膜30中形成有微細圖案之情形時，例如與如專利文獻3所記載之相位偏移膜之情形相比，濕式蝕刻速率較大(比較透過率為相同程度之情形)，微細圖案(圖案形成用薄膜圖案)之剖面形狀成為更接近垂直之剖面形狀，微細圖案具有較高之耐光性及耐化學品性，獲得良好之LER之微細圖案，從而完成本發明。
以下，對構成本實施方式之顯示裝置製造用光罩基底10之透明基板20、圖案形成用薄膜30(例如相位偏移膜)及蝕刻遮罩膜40具體地進行說明。
＜透明基板20＞
透明基板20相對於曝光之光透明。透明基板20係於設為不存在表面反射損失時，對曝光之光具有85%以上之透過率、較佳為90%以上之透過率者。透明基板20包含含有矽及氧之材料。透明基板20可由合成石英玻璃、石英玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、及低熱膨脹玻璃(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，能夠抑制因透明基板20之熱變形引起之相位偏移膜圖案之位置變化。又，顯示裝置用途中所使用之透明基板20通常為矩形狀基板。具體而言，可使用透明基板20之主表面(形成圖案形成用薄膜30之面)之短邊長度為300 mm以上者。於本實施方式之光罩基底10中，可使用主表面之短邊長度為300 mm以上之較大尺寸之透明基板20。使用本實施方式之光罩基底10，能夠製造光罩100，該光罩100係於透明基板20上例如具有包含寬度尺寸及/或直徑尺寸未達2.0 μm之微細之圖案形成用薄膜圖案30a之轉印用圖案。藉由使用此種本實施方式之光罩100，能夠將包含特定微細圖案之轉印用圖案穩定地轉印至被轉印體。
＜圖案形成用薄膜30＞
本實施方式之顯示裝置製造用光罩基底10(以下，有時簡稱為「本實施方式之光罩基底10」)之圖案形成用薄膜30(以下，有時簡稱為「本實施方式之圖案形成用薄膜30」)包含含有鈦(Ti)、矽(Si)、及氮(N)之材料。該圖案形成用薄膜30可為具有相位偏移功能之相位偏移膜。
圖案形成用薄膜30可包含含有鈦及矽之矽化鈦系材料，且進而含有氮。
本實施方式之圖案形成用薄膜30所含之氧之含有率為7原子%以下。
圖案形成用薄膜30可於圖案形成用薄膜30之性能不發生劣化之範圍內含有氧。作為輕元素成分之氧具有與同為輕元素成分之氮相比降低消光係數之效果。但是，於圖案形成用薄膜30之氧含量較多之情形時，可能會對獲得接近垂直之微細圖案之剖面、LER及較高之耐洗淨性的情況造成不良影響。因此，圖案形成用薄膜30之氧之含有率較佳為7原子%以下，更佳為5原子%以下。圖案形成用薄膜30可不含有氧。
圖案形成用薄膜30含有氮。於上述矽化鈦中，作為輕元素成分之氮具有不會與同為輕元素成分之氧相比降低折射率之效果。因此，藉由圖案形成用薄膜30含有氮，能夠使用以獲得所需相位差(亦稱為相位偏移量)之膜厚變薄。又，圖案形成用薄膜30所含之氮之含有率較佳為40原子%以上。氮之含有率更佳為40原子%以上70原子%以下，進而較佳為45原子%以上60原子%以下。
又，為了降低膜應力及/或控制濕式蝕刻速率，圖案形成用薄膜30中，除含有上述氧、氮以外，亦可含有碳及氦等其他輕元素成分。
圖案形成用薄膜30所含之鈦與矽之原子比率較佳為處於鈦：矽＝1：1至1：10之範圍內。若處於該範圍內，則能夠增大藉由柱狀構造抑制圖案形成用薄膜30之圖案形成時濕式蝕刻速率下降之效果。又，能夠提高圖案形成用薄膜30之耐洗淨性，亦容易提高透過率。就提高圖案形成用薄膜30之耐洗淨性之觀點而言，圖案形成用薄膜30所含之鈦與矽之原子比率(鈦：矽)較佳為處於1：1至1：10之範圍內，更佳為處於1：1至1：8之範圍內，進而較佳為處於1：1至1：6之範圍內。
該圖案形成用薄膜30可由複數個層構成，亦可由單個層構成。由單個層構成之圖案形成用薄膜30於圖案形成用薄膜30中不易形成界面從而容易控制剖面形狀之方面較佳。另一方面，由複數個層構成之圖案形成用薄膜30於容易成膜等方面較佳。
＜＜柱狀構造＞＞
本實施方式之圖案形成用薄膜30具有柱狀構造。
圖案形成用薄膜30之柱狀構造可藉由剖面SEM(scanning electron microscope，掃描式電子顯微鏡)觀察圖案形成用薄膜30而確認。即，本實施方式中之柱狀構造係指構成圖案形成用薄膜30之含有鈦及矽之矽化鈦化合物之粒子具有朝向圖案形成用薄膜30之膜厚方向(上述粒子沈積之方向)延伸之柱狀粒子構造之狀態。再者，於本實施方式中，可將膜厚方向之長度較其垂直方向之長度長之粒子視為柱狀粒子。即，圖案形成用薄膜30之朝向膜厚方向延伸之柱狀粒子遍及透明基板20之面內地形成。又，藉由調整成膜條件(濺鍍壓力等)及膜組成，圖案形成用薄膜30亦形成有密度較柱狀粒子相對較低之稀疏部分(以下，有時亦簡稱為「稀疏部分」)。再者，為了有效地抑制濕式蝕刻時之側面蝕刻從而進一步改良圖案剖面形狀，作為圖案形成用薄膜30之柱狀構造之較佳之形態，較佳為於膜厚方向上不規則地形成有於膜厚方向上延伸之柱狀粒子。圖案形成用薄膜30之柱狀粒子進而較佳為膜厚方向之長度不一致之狀態。圖案形成用薄膜30之稀疏部分較佳為於膜厚方向上連續地形成。又，圖案形成用薄膜30之稀疏部分較佳為於垂直於膜厚方向之方向上間斷地形成。
作為圖案形成用薄膜30之柱狀構造之較佳之形態，可使用對於藉由上述剖面SEM觀察所獲得之圖像進行傅立葉變換所得之指標，並表示如下。即，對以80000倍之倍率藉由剖面SEM觀察光罩基底10之剖面所獲得之圖像中包含圖案形成用薄膜30之厚度方向之中心部之區域，抽出縱64像素×橫256像素之圖像資料，並對該圖像資料進行傅立葉變換，藉此獲得空間頻譜。以此方式獲得之圖案形成用薄膜30之柱狀構造之空間頻譜較佳為具有相對於與空間頻率之原點(即空間頻率為零)對應之最大信號強度為0.8%以上之信號強度的狀態。具有此種信號強度之狀態對應於柱狀構造具有明確之週期性。對圖像資料進行傅立葉變換所得之空間頻譜之圖像之圖像中心對應於原點。又，空間頻譜於其原點(空間頻率為零)為最大信號強度。藉由將圖案形成用薄膜30設為上述所說明之柱狀構造，於進行使用濕式蝕刻液之濕式蝕刻時，濕式蝕刻液容易於圖案形成用薄膜30之膜厚方向上浸透。因此，能夠使圖案形成用薄膜30之濕式蝕刻速率變快，從而大幅縮短濕式蝕刻時間。因此，即便圖案形成用薄膜30為富含矽之矽化鈦化合物，亦不會因由濕式蝕刻液造成之對透明基板20之損害而使透明基板20之透過率產生下降。又，由於圖案形成用薄膜30具有於膜厚方向上延伸之柱狀構造，故濕式蝕刻時之側面蝕刻得到抑制。因此，圖案形成用薄膜圖案30a之圖案剖面形狀變良好。又，圖案形成用薄膜圖案30a之LER變良好。
又，圖案形成用薄膜30較佳為，藉由傅立葉變換所獲得之空間頻譜分佈之具有相對於最大信號強度為0.8%以上之信號強度的信號處於將最大空間頻率設為100%時與空間頻率之原點相距6.7%以上之空間頻率。通過空間頻譜之圖像中心(原點)之橫向(例如圖5D之單點鏈線X之方向)之座標對應於傅立葉變換源之圖像資料之橫向(例如圖5C之x方向且透明基板20上所形成之圖案形成用薄膜30之剖視圖中平行於透明基板20與圖案形成用薄膜30之交界線之方向)之空間頻率分量。通過空間頻譜之圖像中心(原點)之縱向(例如圖5D之單點鏈線Y之方向)之座標對應於傅立葉變換源之圖像資料之縱向(例如圖5C之y方向且圖案形成用薄膜30之膜厚方向)之空間頻率分量。於任一方向上，對應之空間頻率均自空間頻譜之圖像中心朝向外周變大。圖案形成用薄膜30之柱狀構造之週期性較佳為以對應於橫向(例如圖5C之x方向)之空間頻率之信號強度(例如圖5D之單點鏈線X之方向之空間頻率之信號強度)為指標。於此情形時，最大空間頻率成為通過空間頻譜之圖像中心之橫向座標中之最大值(圖像中所謂之橫向之外緣，且於圖5D之例中為通過圖像中心之單點鏈線X之±100%之位置之信號強度)。再者，所謂具有相對於最大信號強度為0.8%以上之信號強度之信號相距6.7%以上，表示例如圖5A所示之傅立葉變換源之圖像資料中包含固定以上較高之空間頻率分量。即，此種狀態表示圖案形成用薄膜30為微細柱狀構造之狀態。如此，空間頻率處於與原點相距越遠之位置，則藉由對圖案形成用薄膜30進行濕式蝕刻而形成並獲得之圖案形成用薄膜圖案30a之線邊緣粗糙度(LER)越小，而變成更良好之值。
＜＜蝕刻速率＞＞
本實施方式之顯示裝置製造用光罩基底10之圖案形成用薄膜30包含含有鈦(Ti)、矽(Si)、及氮(N)之材料，且具有柱狀構造，故具有較高之蝕刻速率。具體而言，相對於光罩100之蝕刻中所使用之下述蝕刻液A及B具有較高之蝕刻速率。
作為蝕刻液A，可例舉包含選自氫氟酸、氟矽酸及氟化氫銨中之至少一種氟化合物、選自過氧化氫、硝酸及硫酸中之至少一種氧化劑、以及水的蝕刻液。
作為蝕刻液B，可例舉包含氟化氫銨、過氧化氫、選自磷酸、硫酸及硝酸中之至少一種氧化劑、以及水之蝕刻液。
本實施方式之圖案形成用薄膜30之使用包含氟化氫銨、過氧化氫及水之蝕刻液(蝕刻液A)進行蝕刻時之蝕刻速率較佳為2.5 nm/分鐘以上且12.0 nm/分鐘以下，更佳為4.0 nm/分鐘以上且8.0 nm/分鐘以下。作為蝕刻液A，可使用包含氟化氫銨0.1～0.8重量%、過氧化氫0.5～4.0重量%、及水之蝕刻液。
＜＜圖案形成用薄膜30之透過率及相位差＞＞
本實施方式之顯示裝置製造用光罩基底10較佳為，圖案形成用薄膜30為具備如下光學特性之相位偏移膜，即，對曝光之光之代表波長，透過率為1%以上80%以下且相位差為160°以上200°以下。只要無特別說明，本說明書中之透過率便指以透明基板之透過率為基準(100%)進行換算之值。
於圖案形成用薄膜30為相位偏移膜之情形時，圖案形成用薄膜30具有調整對自透明基板20側入射之光之反射率(以下，有時記載為背面反射率)之功能、以及調整對曝光之光之透過率及相位差之功能。
圖案形成用薄膜30對曝光之光之透過率滿足作為圖案形成用薄膜30所需之值。對曝光之光所包含之特定波長之光(以下稱為代表波長)，圖案形成用薄膜30之透過率較佳為1%以上80%以下，更佳為15%以上65%以下，進而較佳為20%以上60%以下。即，於曝光之光為包含313 nm以上436 nm以下之波長範圍內之光的複合光之情形時，圖案形成用薄膜30對該波長範圍內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射線、h射線及g射線之複合光之情形時，圖案形成用薄膜30可對i射線、h射線及g射線中之任一者具有上述透過率。代表波長例如可設為波長405 nm之h射線。藉由對h射線具有此種特性，於將包含i射線、h射線及g射線之複合光用作曝光之光之情形時，對i射線及g射線之波長下之透過率亦可期待類似效果。
又，於曝光之光為藉由濾波器等自313 nm以上436 nm以下之波長範圍中截斷某波長區域而選擇之單色光、及選自313 nm以上436 nm以下之波長範圍中之單色光之情形時，圖案形成用薄膜30對該單一波長之單色光具有上述透過率。
透過率可使用相位偏移量測定裝置等進行測定。
圖案形成用薄膜30對曝光之光之相位差滿足作為圖案形成用薄膜30所需之值。圖案形成用薄膜30之相位差對曝光之光所包含之代表波長之光較佳為160°以上200°以下，更佳為170°以上190°以下。藉由該性質，可使曝光之光所包含之代表波長之光之相位變成160°以上200°以下。因此，於透過圖案形成用薄膜30之代表波長之光與僅透過透明基板20之代表波長之光之間產生160°以上200°以下之相位差。即，於曝光之光為包含313 nm以上436 nm以下之波長範圍內之光之複合光的情形時，圖案形成用薄膜30對該波長範圍內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射線、h射線及g射線之複合光之情形時，圖案形成用薄膜30可對i射線、h射線及g射線中之任一者具有上述相位差。代表波長例如可設為波長405 nm之h射線。藉由對h射線具有此種特性，於將包含i射線、h射線及g射線之複合光用作曝光之光之情形時，對i射線及g射線之波長下之相位差亦可期待類似效果。
相位差可使用相位偏移量測定裝置等進行測定。
圖案形成用薄膜30之背面反射率於365 nm～436 nm之波長區域內為15%以下，較佳為10%以下。又，於曝光之光中包含j射線(波長313 nm)之情形時，圖案形成用薄膜30之背面反射率較佳為對313 nm至436 nm之波長區域內之光為20%以下，更佳為17%以下。進而較佳為15%以下。又，圖案形成用薄膜30之背面反射率於365 nm～436 nm之波長區域內為0.2%以上，較佳為對313 nm至436 nm之波長區域之光為0.2%以上。
背面反射率可使用分光光度計等進行測定。
圖案形成用薄膜30可藉由濺鍍法等公知之成膜方法形成。
＜蝕刻遮罩膜40＞
本實施方式之顯示裝置製造用光罩基底10較佳為於圖案形成用薄膜30之上具備蝕刻選擇性與圖案形成用薄膜30不同之蝕刻遮罩膜40。
蝕刻遮罩膜40配置於圖案形成用薄膜30之上側，包含對蝕刻圖案形成用薄膜30之蝕刻液具有耐蝕刻性(蝕刻選擇性與圖案形成用薄膜30不同)之材料。又，蝕刻遮罩膜40可具有遮蔽曝光之光之透過之功能。進而，蝕刻遮罩膜40亦可具有如下功能，即，將圖案形成用薄膜30對自圖案形成用薄膜30側入射之光之膜面反射率降低為膜面反射率於350 nm～436 nm之波長區域內成為15%以下。
蝕刻遮罩膜40較佳為包含含有鉻(Cr)之鉻系材料。蝕刻遮罩膜40更佳為包含含有鉻且實質上不含有矽之材料。所謂實質上不含有矽，意指矽之含量未達2%(其中，圖案形成用薄膜30與蝕刻遮罩膜40之界面之組成傾斜區域除外)。作為鉻系材料，更具體可例舉：鉻(Cr)、或含有氧(O)、氮(N)及碳(C)中之至少任一者以及鉻(Cr)之材料。又，作為鉻系材料，可例舉含有氧(O)、氮(N)及碳(C)中之至少任一者以及鉻(Cr)進而含有氟(F)之材料。例如，作為構成蝕刻遮罩膜40之材料，可例舉：Cr、CrO、CrN、CrF、CrCO、CrCN、CrON、CrCON及CrCONF。
蝕刻遮罩膜40可藉由濺鍍法等公知之成膜方法形成。
於蝕刻遮罩膜40具有遮蔽曝光之光之透過之功能的情形時，於圖案形成用薄膜30與蝕刻遮罩膜40積層之部分，對曝光之光之光學濃度較佳為3以上，更佳為3.5以上，進而較佳為4以上。光學濃度可使用分光光度計或OD(optical density，光密度)計等進行測定。
蝕刻遮罩膜40可根據功能由組成均一之單一膜構成。又，蝕刻遮罩膜40可由組成不同之複數個膜構成。又，蝕刻遮罩膜40可由組成於厚度方向上連續地變化之單一膜構成。
再者，圖1所示之本實施方式之光罩基底10於圖案形成用薄膜30上具備蝕刻遮罩膜40。本實施方式之光罩基底10包括如下構造之光罩基底10，即，於圖案形成用薄膜30上具備蝕刻遮罩膜40且於蝕刻遮罩膜40上具備阻劑膜。
＜光罩基底10之製造方法＞
其次，對圖1所示之實施方式之光罩基底10之製造方法進行說明。圖1所示之光罩基底10藉由進行以下圖案形成用薄膜形成步驟、及蝕刻遮罩膜形成步驟而製造。圖2所示之光罩基底10藉由圖案形成用薄膜形成步驟而製造。
以下，對各步驟詳細地進行說明。
＜＜圖案形成用薄膜形成步驟＞＞
首先，準備透明基板20。透明基板20之材料只要相對於曝光之光透明即可。具體而言，透明基板20可由選自合成石英玻璃、石英玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、及低熱膨脹玻璃(SiO
2-TiO
2玻璃等)等中之玻璃材料構成。
繼而，於透明基板20上，藉由濺鍍法形成圖案形成用薄膜30。
圖案形成用薄膜30之成膜可使用特定濺鍍靶於特定濺鍍氣體氛圍下進行。所謂特定濺鍍靶例如為包含作為構成圖案形成用薄膜30之材料之主成分之鈦及矽的矽化鈦靶、或包含鈦、矽及氮之矽化鈦靶等。所謂特定濺鍍氣體氛圍，例如為包含如下惰性氣體之濺鍍氣體氛圍或包含如下混合氣體之濺鍍氣體氛圍，上述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，上述混合氣體含有上述惰性氣體、氮氣且視情形還含有選自由氧氣、二氧化碳氣體、一氧化氮氣體及二氧化氮氣體所組成之群中之氣體。圖案形成用薄膜30之形成可於進行濺鍍時之成膜室內之氣體壓力成為0.4 Pa以上3.0 Pa以下、較佳為0.43 Pa以上3.0 Pa以下之狀態下進行。鈦係大幅輕於作為其他過渡元素之鉬及鋯之元素，故藉由如此設定氣體壓力之範圍，能夠於圖案形成用薄膜30中形成柱狀構造。藉由該柱狀構造，能夠抑制下述圖案形成時之側面蝕刻，並且能夠達成高蝕刻速率。矽化鈦靶之鈦與矽之原子比率較佳為處於鈦：矽＝1：3至1：7之範圍內。藉由使用此種原子比率之矽化鈦靶，利用柱狀構造抑制濕式蝕刻速率下降之效果較大，能夠提高圖案形成用薄膜30之耐光性及耐化學品性，亦容易提高透過率。
圖案形成用薄膜30之組成及厚度係以圖案形成用薄膜30成為上述相位差及透過率之方式調整。圖案形成用薄膜30之組成可由構成濺鍍靶之元素之含有比率(例如鈦之含有率與矽之含有率之比)、濺鍍氣體之組成及流量等控制。圖案形成用薄膜30之厚度可由濺鍍功率、及濺鍍時間等控制。又，圖案形成用薄膜30較佳為使用連續式濺鍍裝置形成。於濺鍍裝置為連續式濺鍍裝置之情形時，亦可藉由基板之搬送速度來控制圖案形成用薄膜30之厚度。如此，進行控制以使圖案形成用薄膜30之氮之含有率成為40原子%以上70原子%以下。
於圖案形成用薄膜30由單一膜構成之情形時，適當調整濺鍍氣體之組成及流量而僅進行1次上述成膜製程。於圖案形成用薄膜30由組成不同之複數個膜構成之情形時，適當調整濺鍍氣體之組成及流量而進行複數次上述成膜製程。亦可使用構成濺鍍靶之元素之含有比率不同之靶，來使圖案形成用薄膜30成膜。於進行複數次成膜製程之情形時，亦可針對每個成膜製程變更施加於濺鍍靶之濺鍍功率。
＜＜表面處理步驟＞＞
圖案形成用薄膜30可包含除含有鈦、矽及氮以外還含有氧之矽化鈦材料(矽化鈦氮氧化物)。其中，氧之含量超過0原子%且為7原子%以下。於如此圖案形成用薄膜30含有氧之情形時，亦可對圖案形成用薄膜30之表面進行調整圖案形成用薄膜30之表面氧化之狀態的表面處理步驟，以抑制因存在鈦之氧化物引起之蝕刻液之浸入。再者，於圖案形成用薄膜30包含含有鈦、矽及氮之矽化鈦氮化物之情形時，與上述含有氧之矽化鈦材料相比，鈦之氧化物之含有率較小。因此，於圖案形成用薄膜30之材料為矽化鈦氮化物之情形時，可進行上述表面處理步驟，亦可不進行上述表面處理步驟。
作為調整圖案形成用薄膜30之表面氧化之狀態之表面處理步驟，可例舉利用酸性水溶液進行表面處理之方法、利用鹼性水溶液進行表面處理之方法、利用灰化等乾式處理進行表面處理之方法等。
如此，能夠獲得本實施方式之光罩基底10。
＜＜蝕刻遮罩膜形成步驟＞＞
本實施方式之光罩基底10可進而具有蝕刻遮罩膜40。進而進行以下蝕刻遮罩膜形成步驟。再者，蝕刻遮罩膜40較佳為包含含有鉻且實質上不含有矽之材料。
於圖案形成用薄膜形成步驟之後，視需要進行調整圖案形成用薄膜30之表面之表面氧化之狀態的表面處理，其後，藉由濺鍍法，於圖案形成用薄膜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形成。於濺鍍裝置為連續式濺鍍裝置之情形時，亦可藉由透明基板20之搬送速度來控制蝕刻遮罩膜40之厚度。
蝕刻遮罩膜40之成膜可使用包含鉻或鉻化合物(氧化鉻、氮化鉻、碳化鉻、氮氧化鉻、碳氮化鉻、及碳氮氧化鉻等)之濺鍍靶，並於包含惰性氣體之濺鍍氣體氛圍、或包含惰性氣體與活性氣體之混合氣體之濺鍍氣體氛圍下進行。惰性氣體例如可含有選自由氦氣、氖氣、氬氣、氪氣及氙氣所組成之群中之至少一種。活性氣體可含有選自由氧氣、氮氣、一氧化氮氣體、二氧化氮氣體、二氧化碳氣體、烴系氣體及氟系氣體所組成之群中之至少一種。作為烴系氣體，例如可例舉：甲烷氣體、丁烷氣體、丙烷氣體及苯乙烯氣體等。藉由調整進行濺鍍時之成膜室內之氣體壓力，能夠使蝕刻遮罩膜40與圖案形成用薄膜30同樣地成為柱狀構造。藉此，能夠抑制下述圖案形成時之側面蝕刻，並且能夠達成高蝕刻速率。
於蝕刻遮罩膜40由組成均一之單一膜構成之情形時，僅進行1次上述成膜製程而不改變濺鍍氣體之組成及流量。於蝕刻遮罩膜40由組成不同之複數個膜構成之情形時，針對每個成膜製程改變濺鍍氣體之組成及流量而進行複數次上述成膜製程。於蝕刻遮罩膜40由組成於厚度方向上連續地變化之單一膜構成之情形時，在使濺鍍氣體之組成及流量隨著成膜製程之經過時間變化之同時僅進行1次上述成膜製程。
如此，能夠獲得具有蝕刻遮罩膜40之本實施方式之光罩基底10。
再者，由於圖1所示之光罩基底10於圖案形成用薄膜30上具備蝕刻遮罩膜40，故於製造光罩基底10時，進行蝕刻遮罩膜形成步驟。又，於製造圖案形成用薄膜30上具備蝕刻遮罩膜40且蝕刻遮罩膜40上具備阻劑膜之光罩基底10時，在蝕刻遮罩膜形成步驟後，於蝕刻遮罩膜40上形成阻劑膜。又，於製造在圖2所示之光罩基底10中圖案形成用薄膜30上具備阻劑膜之光罩基底10時，在圖案形成用薄膜形成步驟後形成阻劑膜。
圖1所示之實施方式之光罩基底10於圖案形成用薄膜30上形成有蝕刻遮罩膜40。至少該圖案形成用薄膜30具有柱狀構造。又，圖2所示之實施方式之光罩基底10形成有圖案形成用薄膜30。該圖案形成用薄膜30具有柱狀構造。
圖1及圖2所示之實施方式之光罩基底10於圖案形成用薄膜30藉由濕式蝕刻進行圖案化時，膜厚方向之蝕刻得以促進，並且側面蝕刻得到抑制。因此，藉由圖案化獲得之圖案形成用薄膜圖案30a之剖面形狀良好，具有所需透過率(例如透過率較高)。藉由使用實施方式之光罩基底10，以較短之蝕刻時間便能形成圖案形成用薄膜圖案30a。因此，藉由使用本實施方式之光罩基底10，不會因由濕式蝕刻液造成之對透明基板20之損害導致透明基板20之透過率下降，能夠製造能夠精度良好地轉印高精細之圖案形成用薄膜圖案30a之光罩100。
＜光罩100之製造方法＞
其次，對本實施方式之光罩100之製造方法進行說明。
圖3係表示本實施方式之光罩100之製造方法之模式圖。圖4係表示本實施方式之光罩100之另一製造方法之模式圖。
＜＜圖3所示之光罩100之製造方法＞＞
圖3所示之光罩100之製造方法係使用圖1所示之光罩基底10來製造光罩100之方法。圖3所示之光罩100之製造方法具有如下步驟：準備圖1所示之光罩基底；於蝕刻遮罩膜40之上形成阻劑膜，並將由阻劑膜形成之阻劑膜圖案作為遮罩對蝕刻遮罩膜40進行濕式蝕刻，從而於圖案形成用薄膜30上形成蝕刻遮罩膜圖案(第1蝕刻遮罩膜圖案40a)；及將蝕刻遮罩膜圖案(第1蝕刻遮罩膜圖案40a)作為遮罩對圖案形成用薄膜30進行濕式蝕刻，從而於透明基板20上形成轉印用圖案。再者，本說明書中之轉印用圖案係指藉由對透明基板20上所形成之至少1個光學膜進行圖案化而獲得者。上述光學膜可設為圖案形成用薄膜30及/或蝕刻遮罩膜40，亦可進而包含其他膜(遮光性之膜、用以抑制反射之膜、導電性之膜等)。即，轉印用圖案可包含經圖案化之圖案形成用薄膜及/或蝕刻遮罩膜，亦可進而包含經圖案化之其他膜。
具體而言，圖3所示之光罩100之製造方法係於圖1所示之光罩基底10之蝕刻遮罩膜40上形成阻劑膜。繼而，藉由將所需圖案描繪、顯影於阻劑膜，形成阻劑膜圖案50(參照圖3(a)，第1阻劑膜圖案50之形成步驟)。繼而，將該阻劑膜圖案50作為遮罩對蝕刻遮罩膜40進行濕式蝕刻，從而於圖案形成用薄膜30上形成蝕刻遮罩膜圖案40a(參照圖3(b)，第1蝕刻遮罩膜圖案40a之形成步驟)。繼而，將上述蝕刻遮罩膜圖案40a作為遮罩對圖案形成用薄膜30進行濕式蝕刻，從而於透明基板20上形成圖案形成用薄膜圖案30a(參照圖3(c)，圖案形成用薄膜圖案30a之形成步驟)。其後，可進而包含第2阻劑膜圖案60之形成步驟、及第2蝕刻遮罩膜圖案40b之形成步驟(參照圖3(d)及(e))。
進一步具體而言，於第1阻劑膜圖案50之形成步驟中，首先於圖1所示之本實施方式之光罩基底10之蝕刻遮罩膜40上形成阻劑膜。所使用之阻劑膜材料並無特別限制。阻劑膜只要為例如對下述具有選自350 nm～436 nm之波長區域中之任一波長之雷射光感光者即可。又，阻劑膜可為正型、負型中之任一種。
其後，使用具有選自350 nm～436 nm之波長區域中之任一波長之雷射光，將所需圖案描繪於阻劑膜。描繪於阻劑膜之圖案係要形成於圖案形成用薄膜30之圖案。作為描繪於阻劑膜之圖案，可例舉線與間隙圖案及孔圖案。
其後，藉由特定顯影液對阻劑膜進行顯影，從而如圖3(a)所示，於蝕刻遮罩膜40上形成第1阻劑膜圖案50。
＜＜＜第1蝕刻遮罩膜圖案40a之形成步驟＞＞＞
於第1蝕刻遮罩膜圖案40a之形成步驟中，首先將第1阻劑膜圖案50作為遮罩對蝕刻遮罩膜40進行蝕刻，從而形成第1蝕刻遮罩膜圖案40a。蝕刻遮罩膜40可由含有鉻(Cr)之鉻系材料形成。於蝕刻遮罩膜40具有柱狀構造之情形時，在蝕刻速率較快且能夠抑制側面蝕刻之方面較佳。對蝕刻遮罩膜40進行蝕刻之蝕刻液並無特別限制，只要能夠選擇性地對蝕刻遮罩膜40進行蝕刻即可。具體可例舉包含硝酸鈰銨及過氯酸之蝕刻液。
其後，使用阻劑剝離液，或藉由灰化，如圖3(b)所示，將第1阻劑膜圖案50剝離。視情形，亦可於不剝離第1阻劑膜圖案50之情況下進行接下來之圖案形成用薄膜圖案30a之形成步驟。
＜＜＜圖案形成用薄膜圖案30a之形成步驟＞＞＞
於第1圖案形成用薄膜圖案30a之形成步驟中，將第1蝕刻遮罩膜圖案40a作為遮罩對圖案形成用薄膜30進行濕式蝕刻，從而如圖3(c)所示，形成圖案形成用薄膜圖案30a。作為圖案形成用薄膜圖案30a，可例舉線與間隙圖案及孔圖案。對圖案形成用薄膜30進行蝕刻之蝕刻液並無特別限制，只要能夠選擇性地對圖案形成用薄膜30進行蝕刻即可。例如可例舉上述蝕刻液A(包含氟化氫銨及過氧化氫之蝕刻液等)及蝕刻液B(包含氟化銨、磷酸及過氧化氫之蝕刻液等)。
為了使圖案形成用薄膜圖案30a之剖面形狀變良好，濕式蝕刻較佳為以較圖案形成用薄膜圖案30a中透明基板20露出為止之時間(適量蝕刻時間)長的時間(過量蝕刻時間)進行。作為過量蝕刻時間，若考慮對透明基板20之影響等，則較佳為設為對適量蝕刻時間加上該適量蝕刻時間之20%之時間所得之時間內，更佳為設為對適量蝕刻時間加上適量蝕刻時間之10%之時間所得之時間內。
＜＜＜第2阻劑膜圖案60之形成步驟＞＞＞
於第2阻劑膜圖案60之形成步驟中，首先形成覆蓋第1蝕刻遮罩膜圖案40a之阻劑膜。所使用之阻劑膜材料並無特別限制。只要為例如對下述具有選自350 nm～436 nm之波長區域中之任一波長之雷射光感光者即可。又，阻劑膜可為正型、負型中之任一種。
其後，使用具有選自350 nm～436 nm之波長區域中之任一波長之雷射光，將所需圖案描繪於阻劑膜。描繪於阻劑膜之圖案係對形成有圖案形成用薄膜圖案30a之區域之外周區域進行遮光之遮光帶圖案、及對圖案形成用薄膜圖案30a之中央部進行遮光之遮光帶圖案等。再者，根據圖案形成用薄膜30對曝光之光之透過率，描繪於阻劑膜之圖案有時亦不具有對圖案形成用薄膜圖案30a之中央部進行遮光之遮光帶圖案。
其後，藉由特定顯影液對阻劑膜進行顯影，從而如圖3(d)所示，於第1蝕刻遮罩膜圖案40a上形成第2阻劑膜圖案60。
＜＜＜第2蝕刻遮罩膜圖案40b之形成步驟＞＞＞
於第2蝕刻遮罩膜圖案40b之形成步驟中，將第2阻劑膜圖案60作為遮罩對第1蝕刻遮罩膜圖案40a進行蝕刻，從而如圖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可由含有鉻(Cr)之鉻系材料形成。對第1蝕刻遮罩膜圖案40a進行蝕刻之蝕刻液並無特別限制，只要能夠選擇性地對第1蝕刻遮罩膜圖案40a進行蝕刻即可。例如可例舉包含硝酸鈰銨及過氯酸之蝕刻液。
其後，使用阻劑剝離液，或藉由灰化，將第2阻劑膜圖案60剝離。
如此，能夠獲得光罩100。即，本實施方式之光罩100所具有之轉印用圖案可包含圖案形成用薄膜圖案30a及第2蝕刻遮罩膜圖案40b。
再者，於上述說明中，對蝕刻遮罩膜40具有遮蔽曝光之光之透過之功能的情形進行了說明。於蝕刻遮罩膜40僅具有對圖案形成用薄膜30進行蝕刻時之硬罩之功能的情形時，於上述說明中，不進行第2阻劑膜圖案60之形成步驟、及第2蝕刻遮罩膜圖案40b之形成步驟。於此情形時，在圖案形成用薄膜圖案30a之形成步驟之後，將第1蝕刻遮罩膜圖案40a剝離，從而製作光罩100。即，光罩100所具有之轉印用圖案亦可僅由圖案形成用薄膜圖案30a構成。
根據本實施方式之光罩100之製造方法，由於使用圖1所示之光罩基底10，故能夠縮短蝕刻時間，且能夠形成剖面形狀良好之圖案形成用薄膜圖案30a。因此，能夠製造能夠精度良好地轉印包含高精細之圖案形成用薄膜圖案30a之轉印用圖案的光罩100。以此方式製造之光罩100能夠應對線與間隙圖案及/或接觸孔之微細化。
＜＜圖4所示之光罩100之製造方法＞＞
圖4所示之光罩100之製造方法係使用圖2所示之光罩基底10來製造光罩100之方法。圖4所示之光罩100之製造方法具有如下步驟：準備圖2所示之光罩基底10；及於圖案形成用薄膜30上形成阻劑膜，並將由阻劑膜形成之阻劑膜圖案作為遮罩對圖案形成用薄膜30進行濕式蝕刻，從而於透明基板20上形成轉印用圖案。
具體而言，於圖4所示之光罩100之製造方法中，於光罩基底10上形成阻劑膜。繼而，藉由將所需圖案描繪、顯影於阻劑膜，形成阻劑膜圖案50(圖4(a)，第1阻劑膜圖案50之形成步驟)。繼而，將該阻劑膜圖案50作為遮罩對圖案形成用薄膜30進行濕式蝕刻，從而於透明基板20上形成圖案形成用薄膜圖案30a(圖4(b)及(c)，圖案形成用薄膜圖案30a之形成步驟)。
進一步具體而言，於阻劑膜圖案之形成步驟中，首先於圖2所示之本實施方式之光罩基底10之圖案形成用薄膜30上形成阻劑膜。所使用之阻劑膜材料與上述說明中相同。再者，於形成阻劑膜前，可視需要對圖案形成用薄膜30進行表面改質處理，以使圖案形成用薄膜30與阻劑膜之密接性變良好。與上述同樣地，形成阻劑膜後，使用具有選自350 nm～436 nm之波長區域中之任一波長之雷射光，將所需圖案描繪於阻劑膜。其後，藉由特定顯影液對阻劑膜進行顯影，從而如圖4(a)所示，於圖案形成用薄膜30上形成阻劑膜圖案50。
＜＜＜圖案形成用薄膜圖案30a之形成步驟＞＞＞
於圖案形成用薄膜圖案30a之形成步驟中，將阻劑膜圖案作為遮罩對圖案形成用薄膜30進行蝕刻，從而如圖4(b)所示，形成圖案形成用薄膜圖案30a。對圖案形成用薄膜圖案30a及圖案形成用薄膜30進行蝕刻之蝕刻液及過量蝕刻時間與上述圖3所示之實施方式中之說明相同。
其後，使用阻劑剝離液，或藉由灰化，將阻劑膜圖案50剝離(圖4(c))。
如此，能夠獲得光罩100。再者，本實施方式之光罩100所具有之轉印用圖案僅由圖案形成用薄膜圖案30a構成，但亦可進而包含其他膜圖案。作為其他膜，例如可例舉抑制反射之膜、導電性之膜等。
根據該實施方式之光罩100之製造方法，由於使用圖2所示之光罩基底10，故不會因由濕式蝕刻液造成之對透明基板之損害導致透明基板20之透過率下降，能夠縮短蝕刻時間，且能夠形成剖面形狀良好之圖案形成用薄膜圖案30a。因此，能夠製造能夠精度良好地轉印包含高精細之圖案形成用薄膜圖案30a之轉印用圖案的光罩100。以此方式製造之光罩100能夠應對線與間隙圖案及/或接觸孔之微細化。
＜顯示裝置之製造方法＞
對本實施方式之顯示裝置之製造方法進行說明。本實施方式之顯示裝置之製造方法具有曝光步驟，該曝光步驟係將上述本實施方式之光罩100載置於曝光裝置之光罩台，並將顯示裝置製造用光罩100上所形成之轉印用圖案曝光轉印至顯示裝置用之基板上所形成之阻劑上。
具體而言，本實施方式之顯示裝置之製造方法包括：將使用上述光罩基底10製造之光罩100載置於曝光裝置之光罩台之步驟(光罩載置步驟)、及將轉印用圖案曝光轉印至顯示裝置用之基板上之阻劑膜上之步驟(曝光步驟)。以下，對各步驟詳細地進行說明。
＜＜載置步驟＞＞
於載置步驟中，將本實施方式之光罩100載置於曝光裝置之光罩台。此處，光罩100係以與經由曝光裝置之投影光學系統而形成於顯示裝置用之基板上之阻劑膜對向的方式配置。
＜＜圖案轉印步驟＞＞
於圖案轉印步驟中，向光罩100照射曝光之光，而將包含圖案形成用薄膜圖案30a之轉印用圖案轉印至顯示裝置用之基板上所形成之阻劑膜上。曝光之光係包含選自313 nm～436 nm之波長區域中之複數個波長之光之複合光、或藉由濾波器等自313 nm～436 nm之波長區域中截斷某波長區域而選擇之單色光、或自具有313 nm～436 nm之波長區域之光源發出之單色光。例如，曝光之光係包含i射線、h射線及g射線中之至少一者之複合光、或i射線之單色光。藉由使用複合光作為曝光之光，能夠提高曝光之光之強度從而提昇產出量。因此，能夠降低顯示裝置之製造成本。
根據本實施方式之顯示裝置之製造方法，能夠製造高解像度、具有微細之線與間隙圖案及/或接觸孔之高精細之顯示裝置。
再者，於以上實施方式中，對使用具有圖案形成用薄膜30之光罩基底10及具有圖案形成用薄膜圖案30a之光罩100之情形進行了說明。圖案形成用薄膜30例如可為具有相位偏移效果之相位偏移膜、或遮光膜。因此，本實施方式之光罩100包括具有相位偏移膜圖案之相位偏移光罩及具有遮光膜圖案之二元光罩。又，本實施方式之光罩基底10包括作為相位偏移光罩及二元光罩之原料之相位偏移光罩基底及二元光罩基底。
[實施例]
以下，藉由實施例，對本發明具體地進行說明，但本發明並不限定於該等實施例。
(實施例1)
為了製造實施例1之光罩基底10，首先準備1214尺寸(1220 mm×1400 mm)之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向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之主表面上形成圖案形成用薄膜30，首先，於第1腔室內之濺鍍氣體之壓力設為0.45 Pa之狀態下，導入含有氬(Ar)氣體及氮(N
2)氣體之混合氣體。繼而，使用含有鈦及矽之第1濺鍍靶(鈦：矽＝1：6.7)，藉由反應性濺鍍，使含有鈦、矽及氮之矽化鈦之氮化物沈積於透明基板20之主表面上。以此方式，使以矽化鈦之氮化物為材料之膜厚171 nm之圖案形成用薄膜30成膜。再者，該圖案形成用薄膜30係具有相位偏移效果之相位偏移膜。
繼而，將附圖案形成用薄膜30之透明基板20搬入至第2腔室內，並向第2腔室內導入氬(Ar)氣體與氮(N
2)氣體之混合氣體。繼而，使用含有鉻之第2濺鍍靶，藉由反應性濺鍍，於圖案形成用薄膜30上形成含有鉻及氮之氮化鉻(CrN層)。繼而，於第3腔室內設為特定真空度之狀態下，導入氬(Ar)氣體與甲烷(CH
4)氣體之混合氣體，並使用含有鉻之第3濺鍍靶，藉由反應性濺鍍，於CrN上形成含有鉻及碳之碳化鉻(CrC層)。最後，於第4腔室內設為特定真空度之狀態下，導入氬(Ar)氣體與甲烷(CH
4)氣體之混合氣體、氮(N
2)氣體、及氧(O
2)氣體之混合氣體，並使用含有鉻之第4濺鍍靶，藉由反應性濺鍍，於CrC上形成含有鉻、碳、氧及氮之碳氮氧化鉻(CrCON層)。以此方式，於圖案形成用薄膜30上形成CrN層、CrC層及CrCON層之積層構造之蝕刻遮罩膜40。
如此，獲得於透明基板20上形成有圖案形成用薄膜30及蝕刻遮罩膜40之光罩基底10。
(實施例2及3、以及比較例1～5)
於表1中，示出實施例2及3、以及比較例1～5之圖案形成用薄膜30之製造條件。除圖案形成用薄膜30之製造條件以外，與實施例1同樣地於透明基板20上形成圖案形成用薄膜30及蝕刻遮罩膜40，獲得實施例2及3、以及比較例1～5之光罩基底10。其中，如表1所示，實施例2及3、以及比較例1～5之圖案形成用薄膜30之製造條件與實施例1之圖案形成用薄膜30之製造條件不同。因此，實施例2及3、以及比較例1～5之圖案形成用薄膜30與實施例1之圖案形成用薄膜30不同。於表1中，混合氣體記載為Ar＋N
2之情況係表示於濺鍍時使用氬(Ar)與氮(N
2)之混合氣體，混合氣體記載為Ar＋N
2＋He之情況係表示使用氬(Ar)、氮(N
2)及氦(He)之混合氣體，混合氣體記載為Ar＋N
2＋He＋NO之情況係表示使用氬(Ar)、氮(N
2)、氦(He)及一氧化氮(NO)之混合氣體。再者，各實施例及比較例各自之圖案形成用薄膜之膜厚係以成為所需光學特性(透過率、相位差)之方式適當調整。又，實施例1之透過率為50%，並研究將比較例1(矽化鉬系)之透過率設為50%左右以進行比較。然而，矽化鉬系之膜材料難以形成透過率50%之圖案形成用薄膜。因此，比較例1之透過率設為40%。
(光罩基底10之評價)
根據下述項目評價上述實施例及比較例之光罩基底10之圖案形成用薄膜30。
＜透過率及相位差之測定＞
對於實施例及比較例之光罩基底10之圖案形成用薄膜30(圖案形成用薄膜30之表面，藉由Lasertec公司製造之MPM-100測定透過率(波長：365 nm、436 nm)、相位差(波長：365 nm、436 nm)，並藉由加權平均換算為波長405 nm之值。測定圖案形成用薄膜30之透過率、相位差時，使用設置於同一托盤而製作之於合成石英玻璃基板之主表面上成膜有圖案形成用薄膜30的附圖案形成用薄膜30之基板(虛設基板)。圖案形成用薄膜30之透過率、相位差係於形成蝕刻遮罩膜40前將附圖案形成用薄膜30之基板(虛設基板)自腔室取出而測定。表2中示出測定結果。
＜圖案形成用薄膜30之組成之測定＞
對於實施例及比較例之光罩基底10之圖案形成用薄膜30，藉由X射線光電子光譜法(XPS)進行深度方向之組成分析。實際測定時，與透過率之測定同樣地使用虛設基板。
於藉由XPS對光罩基底10進行之深度方向之組成分析結果中，圖案形成用薄膜30除透明基板20與圖案形成用薄膜30之界面之組成傾斜區域、及圖案形成用薄膜30與蝕刻遮罩膜40之界面之組成傾斜區域以外，各構成元素之含有率朝向深度方向大致固定。表2中示出膜組成(原子%)之測定結果。再者，認為圖案形成用薄膜30中含有氧之原因係由於在成膜時之腔室內存在微量氧。
＜膜構造之測定＞
於實施例及比較例之光罩基底10之轉印圖案形成區域之中央位置，以80000倍之倍率進行剖面SEM(掃描型電子顯微鏡)觀察。於實際觀察時，與透過率之測定同樣地使用虛設基板。表2中示出觀察結果。於表2之「膜構造」欄，記載為「柱狀」之情況表示根據圖案形成用薄膜30之剖面SEM觀察，圖案形成用薄膜30具有柱狀構造。即，意指於記載為「柱狀」之實施例及比較例中能夠確認到，構成圖案形成用薄膜30之化合物之粒子具有朝向圖案形成用薄膜30之膜厚方向延伸之柱狀粒子構造。尤其是於實施例1、2及3中能夠確認到，圖案形成用薄膜30之柱狀粒子構造係膜厚方向之柱狀粒子不規則地形成且柱狀粒子之膜厚方向之長度亦不一致之狀態。又，於該等實施例中亦能夠確認到，圖案形成用薄膜30之稀疏部分於膜厚方向上連續地形成。
＜空間頻譜之測定＞
對於如上所述之藉由以80000倍之倍率進行剖面SEM觀察所獲得之實施例及比較例之圖像中包含圖案形成用薄膜30之厚度方向之中心部之區域，抽出縱64像素×橫256像素之圖像資料。例如，將實施例1之縱64像素×橫256像素之圖像資料示於圖5A中。將於圖5A中標註表示x方向及y方向之符號所得之圖表示為圖5C。圖5C中表示為「y」之上下方向係圖案形成用薄膜30之剖面之厚度方向，表示為「x」之橫向係透明基板20上所形成之圖案形成用薄膜30之剖視圖中平行於透明基板20與圖案形成用薄膜30之交界線之方向。於圖5A及C之圖像中，圖像資料之值越大則顯示得越白，圖像資料之值越小則顯示得越黑。進而，對圖5A所示之圖像資料進行傅立葉變換。例如，將對實施例1之縱64像素×橫256像素之圖像資料進行傅立葉變換所得之結果示於圖5B中。將於圖5B中標註表示X方向及Y方向之符號所得之圖表示為圖5D。又，於圖5D之傅立葉變換之圖像中，表示為「X」之單點鏈線係以該圖像之中心為原點通過該原點之橫向之線。單點鏈線上之圖5D之圖像之像素係橫向之空間頻率分量，對應於圖5C中表示為「x」之橫向之空間頻率分量。於圖5B及D中，以各像素之明暗表示經傅立葉變換所得之空間頻率分量之信號強度。於圖5B及D之圖像中，信號強度之值越大則顯示得越白，信號強度之值越小則顯示得越黑。依照二維圖像資料之傅立葉變換之通常方法，圖5B及D之橫軸圖示為圖像中心之空間頻率最低且圖像兩端之空間頻率最高。圖5B及D之橫向係將對縱64像素×橫256像素之圖像資料進行傅立葉變換時之最高之空間頻率(兩端之空間頻率)設為±100%而以空間頻率之比率表示。圖5B及D之縱向亦如此。又，於圖5E中，示出圖5B及D之傅立葉變換之圖像中以該圖像之中心為原點通過該原點之橫向之線(圖5D之表示為「X」之單點鏈線)上的空間頻率之比率與對應於該空間頻率之信號強度的關係。即，圖5E之橫軸係對應於圖5A及B所示之圖案形成用薄膜30之剖面之表示為「x」之橫向的空間頻率之比率，圖5E之縱軸係對應於該空間頻率之信號強度。進而，將以圖5E之原點為中心放大橫軸及縱軸所得之圖示於圖5F中。
例如確認到，於實施例1中，藉由傅立葉變換所獲得之空間頻譜分佈中，空間頻率之原點之信號強度(最大信號強度)為3100000，且存在與上述最大信號強度不同而具有45746之信號強度之空間頻譜。於實施例1中，相對於與空間頻率之原點對應之最大信號強度成為45746/3100000＝0.015(即1.5%)，圖案形成用薄膜30係具有0.8%以上之信號強度之柱狀構造。如此，對以80000倍之倍率藉由掃描型電子顯微鏡觀察實施例及比較例之光罩基底10之剖面所獲得之圖像中包含圖案形成用薄膜30之厚度方向之中心部之區域，抽出縱64像素×橫256像素之圖像資料，並對圖像資料進行傅立葉變換，於藉此所獲得之空間頻譜分佈中存在具有相對於與空間頻率之原點對應之最大信號強度為0.8%以上之信號強度之空間頻譜的情形時，表2之「有無具有特定信號強度之空間頻譜」欄中記載為「有」。
又，於表2中，示出上述具有相對於與空間頻率之原點對應之最大信號強度為0.8%以上之信號強度之信號處於與空間頻率之原點相距何種程度之空間頻率。表2之「特定信號與空間頻率之原點之距離」欄所示之值係將最大空間頻率(即，對應於橫軸256像素之兩端之最大空間頻率)設為100%而以百分比表示處於相距何種程度之空間頻率。例如，對於如圖5B所示之實施例1之傅立葉變換之圖像，將空間頻率之原點、即圖5B之圖像之中心設為原點(0)，將對應於橫軸256像素之兩端之最大空間頻率設為1(100%)時，相對於與上述空間頻率之原點對應之最大信號強度為1.5%之信號強度之信號(上述具有45746之信號強度之空間頻率之信號)係於與原點相距0.086、即8.6%之位置具有信號之具有柱狀構造之圖案形成用薄膜30。
將比較例4之縱64像素×橫256像素之圖像資料示於圖6A中。與實施例1之情形同樣地，對圖6A所示之圖像資料進行傅立葉變換，將作為所得之結果之圖像資料示於圖6B中。將以與實施例1之情形同樣之程序由圖6B之傅立葉變換之圖像導出之空間頻率與信號強度之關係的圖示於圖6C中。將以圖6C之原點為中心放大橫軸及縱軸所得之圖示於圖6D中。又，將以與實施例1之情形同樣之程序由自實施例2及實施例3之各剖面SEM截取之縱64像素×橫256像素之各圖像資料導出之空間頻率與信號強度之關係的圖之放大圖示於圖7及圖8中。再者，於此處未揭示之其他實施例及比較例之傅立葉變換等之各圖像中，亦以同樣之程序製成。以與實施例1同樣之程序，對於實施例2及3以及比較例1至比較例5之各者，將「有無具有特定信號強度之空間頻譜」及「特定信號與空間頻率之原點之距離」示於表2中。
＜光罩100及其製造方法＞
使用以上述方式製造之實施例及比較例之光罩基底10來製造光罩100。實際上，將於上述虛設基板形成有蝕刻遮罩膜40者設為光罩基底10。使用阻劑塗佈裝置，於該光罩基底10之蝕刻遮罩膜40上塗佈光阻膜。
其後，經由加熱、冷卻步驟，形成光阻膜。
其後，使用雷射描繪裝置描繪光阻膜，並經由顯影、沖洗步驟，於蝕刻遮罩膜40上形成孔徑為1.5 μm之孔圖案之阻劑膜圖案。
其後，將阻劑膜圖案作為遮罩，並藉由包含硝酸鈰銨及過氯酸之鉻蝕刻液，對蝕刻遮罩膜40進行濕式蝕刻，從而形成第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，並藉由用純水稀釋氟化氫銨與過氧化氫之混合液所得之矽化鉬蝕刻液，對圖案形成用薄膜30進行濕式蝕刻，從而形成圖案形成用薄膜圖案30a。為了使剖面形狀垂直化且為了形成所要求之微細圖案，該濕式蝕刻以110%之過量蝕刻時間進行。
例如對405 nm之波長光之透過率為50%之實施例1的矽含量與透過率40%之比較例1相比並無較大差異。然而，實施例1中之蝕刻速率相對於下述比較例1中之蝕刻速率成為122%，從而能夠縮短蝕刻時間。
其後，將阻劑膜圖案剝離。
其後，使用阻劑塗佈裝置，以覆蓋第1蝕刻遮罩膜圖案40a之方式塗佈光阻膜。
其後，經由加熱、冷卻步驟，形成光阻膜。
其後，使用雷射描繪裝置描繪光阻膜，並經由顯影、沖洗步驟，於第1蝕刻遮罩膜圖案40a上形成用以形成遮光帶之第2阻劑膜圖案60。
其後，將第2阻劑膜圖案60作為遮罩，藉由包含硝酸鈰銨及過氯酸之鉻蝕刻液，對形成於轉印用圖案形成區域之第1蝕刻遮罩膜圖案40a進行濕式蝕刻。
其後，將第2阻劑膜圖案60剝離。
如此，獲得於透明基板20上在轉印用圖案形成區域形成有孔徑為1.5 μm之圖案形成用薄膜圖案30a、以及由圖案形成用薄膜圖案30a及蝕刻遮罩膜圖案40b之積層構造構成之遮光帶的實施例及比較例之光罩100。
＜光罩100之剖面形狀＞
藉由掃描型電子顯微鏡觀察所獲得之光罩100之剖面。於圖9～12中，示出實施例1、以及比較例1、4及5之剖面形狀。再者，實施例2及3之結果與實施例1同等，而省略圖示。又，比較例2及3之結果與比較例1同等，故該等亦省略圖示。圖案形成用薄膜圖案30a之剖面包含圖案形成用薄膜圖案30a之上表面(對向於與透明基板相接之面的面)、下表面(與透明基板相接之面)及側面(將上表面與下表面連接之面)。該圖案形成用薄膜圖案30a之剖面之角度係指於剖視下將圖案形成用薄膜圖案30a之上表面與側面之接點設為接點A、將側面與下表面之接點設為接點B時，將接點A與接點B相連之直線與透明基板之主表面所成之角度。表2之「剖面形狀(角度)」欄中，示出實施例及比較例之光罩100之圖案形成用薄膜圖案30a之剖面之角度。剖面之角度越接近90度，則可認為剖面形狀越良好。
實施例1～3之光罩100之圖案形成用薄膜圖案30a具有接近垂直之剖面形狀。因此，實施例1～3之光罩100中所形成之圖案形成用薄膜圖案30a具有能夠充分發揮相位偏移效果之剖面形狀。另一方面，比較例1～4之剖面之角度較實施例1～3小，剖面形狀較差。再者，如圖12所示，含有8%之氧(O)之比較例5於圖案形成用薄膜圖案30a之側面與透明基板之主表面之交界附近，於濕式蝕刻時產生所需之圖案形成用薄膜圖案30a之缺損，故無法測定如能夠與實施例及其他比較例進行比較之剖面之角度。
實施例1～3之圖案形成用薄膜30具有柱狀構造。具體而言，根據剖面SEM照片之觀察結果，實施例1～3之圖案形成用薄膜30具有柱狀粒子構造(柱狀構造)，不規則地形成有於膜厚方向上延伸之柱狀粒子。又，根據剖面SEM照片之觀察結果(例如實施例1之圖5A)，實施例1～3之圖案形成用薄膜30由密度相對較高之各柱狀粒子部分、及密度相對較低之稀疏部分形成。認為此種具有柱狀粒子構造之實施例1～3之圖案形成用薄膜圖案30a藉由濕式蝕刻而獲得良好之剖面形狀係藉由以下機制而實現。
即，於藉由濕式蝕刻對圖案形成用薄膜30進行圖案化時，蝕刻液浸透至圖案形成用薄膜30中之稀疏部分，藉此蝕刻容易於膜厚方向上進行。另一方面，於垂直於膜厚方向之方向(平行於透明基板之主表面之方向)上不規則地形成有柱狀粒子，該方向之稀疏部分間斷地形成。因此，垂直於膜厚方向之方向上之蝕刻不易進行，從而側面蝕刻得到抑制。認為藉由如上機制，於實施例1～3之圖案形成用薄膜30具有柱狀粒子構造(柱狀構造)之情形時，於圖案形成用薄膜圖案30a中，獲得接近垂直之良好之剖面形狀。根據不具有柱狀構造之比較例4(與實施例1～3同樣為矽化鈦系圖案形成用薄膜)之剖面角度與實施例1～3之剖面角度相比大幅降低，亦可明確柱狀構造有助於形成良好之剖面形狀。
又，於實施例1～3之圖案形成用薄膜圖案30a中，與蝕刻遮罩膜圖案之界面及與透明基板之界面之任一者中均未觀察到浸入，亦未觀察到透明基板表面之損傷。因此，獲得於包含313 nm以上436 nm以下之波長範圍內之光之曝光之光、更具體而言包含i射線、h射線及g射線中之至少一者之複合光之曝光之光下，具有優異之相位偏移效果之光罩100。
根據以上情況，可認為，於將實施例1～3之光罩100設置於曝光裝置之光罩台，並對顯示裝置用之基板上之阻劑膜上進行曝光轉印之情形時，能夠高精度地轉印包含未達2.0 μm之微細圖案之轉印用圖案。
＜耐光性、耐化學品性＞
準備於透明基板20上形成有實施例1～3及比較例1～5之光罩基底10中使用之圖案形成用薄膜30之試樣。藉由包含波長300 nm以上之紫外線之金屬鹵化物光源以合計照射量達到10 kJ/cm
2之方式，對該實施例1～3及比較例1～5之試樣之圖案形成用薄膜30照射紫外線。於照射特定紫外線前後測定透過率，並運算出透過率之變化[(照射紫外線前之透過率)－(照射紫外線後之透過率)]，藉此評價圖案形成用薄膜30之耐光性。透過率係使用分光光度計進行測定。
於實施例1中，照射紫外線前後之透過率之變化為0.3%(0.3點)而良好，實施例2及3亦為同等結果。又，與實施例1～3同樣地具有矽化鈦系圖案形成用薄膜之比較例4及5亦相對較良好。另一方面，於具有矽化鉬系圖案形成用薄膜之比較例1中，紫外線照射前後之透過率之變化為0.9%(0.9點)，比較例1之結果較實施例1～3差。又，比較例2及3亦同樣地，結果較實施例1～3差。根據以上情況可知，實施例1～3之圖案形成用薄膜為耐光性較高之優異之膜。
準備於透明基板20上形成有實施例1及比較例1之光罩基底10中使用之圖案形成用薄膜30之試樣。將藉由硫酸與過氧化氫水之混合液進行之SPM(sulfuric peroxide mix，硫酸混合過氧化氫)洗淨(洗淨時間：5分鐘)、及藉由氨、過氧化氫及水之混合液進行之SC(standard clean，標準洗淨)-1洗淨(洗淨時間：5分鐘)設為1個循環，對該實施例1及比較例1之試樣之圖案形成用薄膜30，進行5個循環之洗淨試驗，從而評價圖案形成用薄膜30之耐化學品性。
圖案形成用薄膜30之耐化學品性係測定進行洗淨試驗前與進行洗淨試驗後之波長200 nm～500 nm之範圍內的反射率光譜，根據對應於反射率向下凸出之最低反射率之波長(底峰波長)之變化量來評價。
耐化學品性評價之結果為，於具有矽化鈦系圖案形成用薄膜之實施例1中，每一個洗淨循環之底峰波長之變化量為0.4 nm而較小，從而耐化學品性良好。另一方面，於具有矽化鉬系圖案形成用薄膜之比較例1中，每一個洗淨循環之底峰波長之變化量為1.0 nm而較大，從而耐化學品性之結果較實施例1差。
如上所述，耐光性較高之實施例1之圖案形成用薄膜30之耐化學品性亦較高，因此，認為實施例2～3及比較例4～5之矽化鈦系圖案形成用薄膜亦為耐化學品性較高之薄膜。另一方面，耐光性較低之比較例1之圖案形成用薄膜30之耐化學品性亦較低。因此，認為比較例2～3之矽化鉬系圖案形成用薄膜亦與比較例1同樣地為耐化學品性較低之薄膜。
＜LER(line edge roughness)＞
LER之值越小，則意味著於俯視圖案形成用薄膜時邊緣之形狀越平滑從而越接近直線形狀。即，LER越小越佳。LER以如下方式進行評價。
首先，對於實施例1～3及比較例1～5之光罩100，分別自圖案形成用薄膜上表面(對向於與透明基板20相接之面的面)側藉由掃描型電子顯微鏡進行觀察，以12000倍之倍率獲取包含圖案形成用薄膜之邊緣之圖像。根據該圖像，使用Advantest公司之MASK MVM-SEM E3620(註冊商標)用測長軟體PMSite，測定LER。
關於比較例1～3之LER，比較例1(透過率40%)為67.9 nm，比較例2(透過率29%)為36.0 nm，比較例3(透過率21%)為31.6 nm，可知透過率越高(矽含量越多)，則LER變得越差。與此相對，實施例1(透過率50%)之LER為29.0 nm，實施例2(透過率33%)之LER為17.7 nm，實施例3(透過率23%)之LER為30.1 nm，可知即便透過率較高，LER亦不會變差。又，於實施例1與比較例1之比較、實施例2與比較例2之比較、及實施例3與比較例3之比較中，亦可知，實施例1～3具有較比較例1～3優異之LER，邊緣之形狀更平滑而接近直線形狀。
比較例1～3(矽化鉬系)使矽之含量增加以使透過率相對較高，且成為柱狀構造以抑制因較高之矽含量引起之蝕刻速率下降。根據本發明人等之研究，實施例1～3(矽化鈦系)容易形成柱狀構造，即便成膜時之真空度較高亦能夠成為良好之柱狀構造。另一方面，比較例1～3於濺鍍氣體壓力較實施例1～3高(0.8 Pa以上)之情形時，成為柱狀構造。因此，於比較例1～3中，成膜時之濺鍍之腔室內之氧量較實施例多，由此，比較例1～3之圖案形成用薄膜含有較實施例1～3多之氧，結果認為，比較例1～3之LER劣化。再者，比較例4雖與實施例同樣地具有良好之LER，但如上所述，剖面形狀較實施例劣化，故並不足以作為用於高精度之圖案轉印之光罩。又，比較例5與實施例1～3相比，LER較差，並且剖面形狀劣化，故不足以作為用於高精度之圖案轉印之光罩。
＜蝕刻速率之測定A＞
準備包含氟化氫銨、過氧化氫及水之蝕刻液作為蝕刻液A。具體而言，蝕刻液A係包含氟化氫銨0.1～0.8重量%、過氧化氫0.5～4.0重量%、及水之蝕刻液。使用蝕刻液A，進行實施例1～3及比較例1～5之圖案形成用薄膜30之蝕刻，並測定蝕刻速率。表2之「蝕刻速率A」欄中，示出藉由蝕刻液A進行之實施例1～3及比較例1～5之圖案形成用薄膜30之蝕刻速率(單位：nm/分鐘)。
根據表2所示之結果可理解，實施例1(透過率50%)之藉由蝕刻液A進行之蝕刻速率大於比較例1(透過率40%)及比較例4(透過率42%)之蝕刻速率。實施例2(透過率33%)之藉由蝕刻液A進行之蝕刻速率雖小於比較例2(透過率29%)之蝕刻速率，但於光罩之製造中係充分之值。進而可理解，實施例3(透過率23%)之藉由蝕刻液A進行之蝕刻速率大於比較例3(透過率21%)之蝕刻速率。再者，於比較例5中，雖蝕刻速率獲得較大之結果，但如圖12所示，於圖案形成用薄膜圖案30a之側面與透明基板之主表面之交界附近，產生所需之圖案形成用薄膜圖案30a之缺損，從而無法充分發揮相位偏移效果。因此，可認為，實施例1～3之光罩100具有良好之剖面形狀，並且與比較例1～5之光罩10相比，蝕刻速率大致提昇。
由上，可明確，實施例1～3之圖案形成用薄膜係在滿足所需光學特性(透過率、相位差)之同時兼具較高之耐光性(耐化學品性)、較高之蝕刻速率、良好之剖面形狀及LER的至今為止最優異之圖案形成用薄膜。
又，於上述實施例中，對顯示裝置製造用之光罩100、及用於製造顯示裝置製造用之光罩100之光罩基底10之例進行了說明，但並不限於此。本發明之光罩基底10及/或光罩100亦可應用於半導體裝置製造用、MEMS(micro electro mechanical systems，微機電系統)製造用、及印刷基板製造用等用途。又，於具有遮光膜作為圖案形成用薄膜30之二元光罩基底、及具有遮光膜圖案之二元光罩中，亦可應用本發明。
又，於上述實施例中，對透明基板20之尺寸為1214尺寸(1220 mm×1400 mm×13 mm)之例進行了說明，但並不限於此。於顯示裝置製造用光罩基底10之情形時，使用大型(Large Size)透明基板20，該透明基板20之尺寸係主表面之一邊長度為300 mm以上。顯示裝置製造用之光罩基底10中使用之透明基板20之尺寸例如為330 mm×450 mm以上2280 mm×3130 mm以下。
又，於半導體裝置製造用、MEMS製造用、印刷基板製造用之光罩基底10之情形時，使用小型(Small Size)透明基板20，該透明基板20之尺寸係一邊長度為9英吋以下。上述用途之光罩基底10中使用之透明基板20之尺寸例如為63.1 mm×63.1 mm以上228.6 mm×228.6 mm以下。通常，作為用於半導體裝置製造用及MEMS製造用之光罩100之透明基板20，使用6025尺寸(152 mm×152 mm)或5009尺寸(126.6 mm×126.6 mm)。又，通常，作為用於印刷基板製造用之光罩100之透明基板20，使用7012尺寸(177.4 mm×177.4 mm)或9012尺寸(228.6 mm×228.6 mm)。
[表1]
| 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | |
| 膜材料 | TiSiON | TiSiON | TiSiON | MoSi | MoSi | MoSi | TiSiON | TiSiON |
| 靶組成 | Ti＋Si | Ti＋Si | Ti＋Si | Si＋Mo | Si＋Mo | Si＋Mo | Ti＋Si | Ti＋Si |
| Ti(原子%) | 13 | 18 | 21 | 14 | 11 | |||
| Si(原子%) | 87 | 82 | 79 | 92 | 89 | 89 | 86 | 89 |
| Mo(原子%) | 8 | 11 | 11 | |||||
| 混合氣體 | Ar＋N 2 | Ar＋N 2 | Ar＋N 2 | Ar＋N 2＋He＋NO | Ar＋N 2＋He | Ar＋N 2＋He | Ar＋N 2 | Ar＋N 2 |
| 氣體壓力(Pa) | 0.45 | 0.43 | 0.43 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 0.41 | 0.49 |
[表2]
| 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | |
| 圖案形成用薄膜之材料 | TiSiON | TiSiON | TiSiON | MoSiON | MoSiON | MoSiON | TiSiON | TiSiON |
| Ti(原子%) | 7 | 14 | 17 | 7 | 5 | |||
| Si(原子%) | 37 | 32 | 30 | 41 | 40 | 40 | 38 | 38 |
| O(原子%) | 4 | 2 | 2 | 7 | 5 | 1 | 1 | 8 |
| N(原子%) | 52 | 52 | 51 | 47 | 47 | 50 | 54 | 49 |
| Mo(原子%) | 5 | 8 | 9 | |||||
| 合計(原子%) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 膜厚(nm) | 171 | 145 | 141 | 155 | 145 | 140 | 158 | 188 |
| 膜構造 | 柱狀 | 柱狀 | 柱狀 | 柱狀 | 柱狀 | 柱狀 | 非晶形 | 柱狀 |
| 透過率(波長405 nm) | 50% | 33% | 23% | 40% | 29% | 21% | 42% | 66% |
| 相位差(波長405 nm) | 180度 | 180度 | 180度 | 178度 | 174度 | 180度 | 180度 | 180度 |
| 剖面形狀(角度) | 88度 | 86度 | 88度 | 67度 | 71度 | 77度 | 55度 | 無法測定 |
| 蝕刻速率A(nm/分鐘) | 7.3 | 5.4 | 12.2 | 6.0 | 7.4 | 7.8 | 2.8 | 11.4 |
| 有無具有特定信號強度之空間頻譜 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 無 | 有 |
| 特定信號與空間頻率之原點之距離(%) | 8.6 | 7.8 | 7.0 | 3.9 | 5.5 | 6.3 | 無 | 7.8 |
10:光罩基底
20:透明基板
30:圖案形成用薄膜
30a:圖案形成用薄膜圖案
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阻劑膜圖案
60:第2阻劑膜圖案
100:光罩
圖1係表示本發明之實施方式之光罩基底之膜構成的剖視模式圖。
圖2係表示本發明之實施方式之光罩基底之另一膜構成的剖視模式圖。
圖3(a)～(e)係表示本發明之實施方式之光罩之製造步驟的剖視模式圖。
圖4(a)～(c)係表示本發明之實施方式之光罩之另一製造步驟的剖視模式圖。
圖5A係實施例1之光罩基底之剖面SEM圖像中相位偏移膜之厚度方向之中心部的放大照片(圖像資料)。
圖5B係表示對圖5A之圖像資料進行傅立葉變換所得之結果之圖。
圖5C係於圖5A之剖面SEM圖像中標註表示x方向及y方向之符號所得之圖。
圖5D係於表示圖5B之傅立葉變換所得之結果之圖中標註表示X方向及Y方向之符號所得的圖。
圖5E係表示自圖5B之傅立葉變換之圖像導出之空間頻率與信號強度之關係的圖。
圖5F係將圖5E之空間頻率之橫軸及縱軸放大所得之放大圖。
圖6A係比較例4之光罩基底之剖面SEM圖像中相位偏移膜之厚度方向之中心部的放大照片(圖像資料)。
圖6B係表示對圖6A之圖像資料進行傅立葉變換所得之結果之圖。
圖6C係表示自圖6B之傅立葉變換之圖像導出之空間頻率與信號強度之關係的圖。
圖6D係將圖6C之空間頻率之橫軸及縱軸放大所得之放大圖。
圖7係表示自實施例2之光罩基底之剖面SEM圖像導出之空間頻率與信號強度之關係的放大圖。
圖8係表示自實施例3之光罩基底之剖面SEM圖像導出之空間頻率與信號強度之關係的放大圖。
圖9係實施例1之光罩之剖面SEM照片(倍率：8萬倍)。
圖10係比較例1之光罩之剖面SEM照片(倍率：8萬倍)。
圖11係比較例4之光罩之剖面SEM照片(倍率：8萬倍)。
圖12係比較例5之光罩之剖面SEM照片(倍率：8萬倍)。
10:光罩基底
20:透明基板
30:圖案形成用薄膜
40:蝕刻遮罩膜
Claims (9)
- 一種顯示裝置製造用光罩基底，其特徵在於，其係於透明基板上具有圖案形成用薄膜者，且上述圖案形成用薄膜包含含有鈦(Ti)、矽(Si)、及氮(N)之材料，上述圖案形成用薄膜具有柱狀構造，上述圖案形成用薄膜所含之氧之含有率為7原子%以下。
- 如請求項1之顯示裝置製造用光罩基底，其中關於上述圖案形成用薄膜，對以80000倍之倍率藉由掃描型電子顯微鏡觀察上述光罩基底之剖面所獲得之圖像中包含上述圖案形成用薄膜之厚度方向之中心部之區域，抽出縱64像素×橫256像素之圖像資料，並對上述圖像資料進行傅立葉變換，在藉此所獲得之空間頻譜分佈中，存在具有相對於與空間頻率之原點對應之最大信號強度為0.8%以上之信號強度之空間頻譜。
- 如請求項1或2之顯示裝置製造用光罩基底，其中上述圖案形成用薄膜之上述具有0.8%以上之信號強度之信號處於將最大空間頻率設為100%時與空間頻率之原點相距6.7%以上之空間頻率。
- 如請求項1或2之顯示裝置製造用光罩基底，其中上述圖案形成用薄膜係具備如下光學特性之相位偏移膜，即，對曝光之光之代表波長，透過率為1%以上80%以下且相位差為160°以上200°以下。
- 如請求項1或2之顯示裝置製造用光罩基底，其中於上述圖案形成用薄膜上，具備蝕刻選擇性與該圖案形成用薄膜不同之蝕刻遮罩膜。
- 如請求項5之顯示裝置製造用光罩基底，其中上述蝕刻遮罩膜包含含有鉻且實質上不含有矽之材料。
- 一種顯示裝置製造用光罩之製造方法，其特徵在於具有如下步驟：準備如請求項1至4中任一項之顯示裝置製造用光罩基底；及於上述圖案形成用薄膜上形成阻劑膜，並將由上述阻劑膜形成之阻劑膜圖案作為遮罩對上述圖案形成用薄膜進行濕式蝕刻，從而於上述透明基板上形成轉印用圖案。
- 一種顯示裝置製造用光罩之製造方法，其特徵在於具有如下步驟：準備如請求項5或6之顯示裝置製造用光罩基底；於上述蝕刻遮罩膜上形成阻劑膜，並將由上述阻劑膜形成之阻劑膜圖案作為遮罩對上述蝕刻遮罩膜進行濕式蝕刻，從而於上述圖案形成用薄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，對上述圖案形成用薄膜進行濕式蝕刻，從而於上述透明基板上形成轉印用圖案。
- 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7或8之顯示裝置製造用光罩之製造方法獲得之顯示裝置製造用光罩載置於曝光裝置之光罩台，並將上述顯示裝置製造用光罩上所形成之上述轉印用圖案曝光轉印至顯示裝置用之基板上所形成之阻劑上。
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