光掩模坯料、光掩模坯料的制造方法、使用其的光掩模制造方法、及显示装置的制造方法与流程

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光掩模坯料、光掩模坯料的制造方法、使用其的光掩模制造方法、及显示装置的制造方法与流程

本发明涉及光掩模坯料、光掩模坯料的制造方法、及使用其的光掩模(转印用掩模)的制造方法、以及使用了通过该制造方法制造的光掩模的显示装置的制造方法。



背景技术:

例如,对于以lcd(液晶显示器,liquidcrystaldisplay)为代表的fpd(平板显示器,flatpaneldisplay)等显示装置而言,不仅正在快速进行大画面化、宽视角化,而且正在快速进行高精细化、高速显示化。为了该高精细化、高速显示化而需要的要素之一是制造微细且尺寸精度高的元件、布线等电子电路图案。该显示装置用电子电路的图案化大多使用光刻法。因此,需要形成了微细且高精度的图案的显示装置制造用光掩模。

从提高使用的图案的微细度和掩模图案的绘图处理能力的观点考虑,显示装置制造用光掩模通常在掩模图案绘图中使用波长为413nm等的激光。而且,为了在激光绘图中形成高尺寸精度的掩模图案,形成于合成石英等透明基板上的掩模图案(遮光膜图案)通常由掩模图案用遮光膜形成,所述掩模图案用遮光膜具有遮光层和减反射层的叠层结构,所述遮光层遮挡制造显示装置时的曝光光(光刻法中使用的曝光光),所述减反射层降低上述激光绘图光的反射。利用形成于遮光层上的减反射层可抑制激光绘图光的反射,从而能够形成高尺寸精度的掩模图案。

专利文献1中公开了关于这样的光掩模坯料及使用其的光掩模的制造方法、以及显示装置的制造方法的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2016-105158



技术实现要素:

发明要解决的课题

为了减少像素缺陷、电路缺陷而以高成品率制造上述的显示装置,要求图案精度高的光掩模。因此,要求能够满足需要的光学性能、缺陷少、且可形成高精度的图案的光掩模坯料。

影响光掩模的光学性能、图案精度的主要原因之一是图案的截面形状的垂直化。

一般来说,显示装置制造中的转印用图案的尺寸要大于半导体装置制造所要求的转印用图案的尺寸。但是,作为半导体装置制造用光掩模,通常使用缩小投影用掩模,与此相对,作为显示装置制造用光掩模,通常使用等倍曝光用掩模(等倍掩模)。由于该掩模倍率的不同,对于显示装置制造用光掩模而言,根据掩模图案的长宽比(掩模图案的高度h与宽度w之比:h/w)的关系,掩模图案的截面形状的倾斜区域的宽度在转印时相对于缩小投影用掩模的该宽度增大。另外,对于显示装置制造用光掩模(等倍掩模)而言,掩模图案的截面形状的倾斜自身也对转印性能造成影响。因此,在应对显示装置制造中的微细图案形成要求方面,尽量使该倾斜接近于垂直是非常重要的。

鉴于上述情况,本发明的目的在于提供一种能够制造光掩模的光掩模坯料及其制造方法,所述光掩模能够形成具有接近垂直的截面形状的掩模图案,由此能够高精度地形成微细图案。另外,本发明的目的还在于提供一种使用光掩模坯料及其制造方法来制造上述光掩模的方法、以及显示装置的制造方法。

解决课题的方法

(方案1)

一种光掩模坯料,其具有由对曝光光实质上透明的材料形成的透明基板、所述透明基板上的遮光层、以及所述遮光层上的减反射层,其中,所述遮光层由含有铬和氮的铬化合物形成,所述减反射层由含有铬、氮和氧的铬化合物形成,所述减反射层中含有的铬的含量少于所述遮光层中含有的铬的含量,所述减反射层是叠层了多层的叠层膜,所述减反射层的表面侧的上层部所含有的氧含量多于所述减反射层的遮光层侧的下层部所含有的氧含量,在所述上层部的表面侧具有实质上不含碳的区域,在该区域,氧朝向最表面连续地增加,且氧相对于氮的比例(o/n)的最大值为5以上。

(方案2)

根据方案1所述的光掩模坯料,其中,所述氧相对于氮的比例(o/n)的最小值为2以上。

(方案3)

根据方案1或2所述的光掩模坯料,其中,在所述透明基板与遮光层之间具有调整透射率的透射率调整层。

(方案4)

根据方案1或2所述的光掩模坯料,其中,在所述透明基板与遮光层之间具有调整相位差的相位调整层。

(方案5)

根据方案3或4所述的光掩模坯料,其中,所述透射率调整层和所述相位调整层包含对所述遮光层具有蚀刻选择性的材料。

(方案6)

根据方案1~5中任一项所述的光掩模坯料,其中,在所述减反射层上形成有抗蚀剂层。

(方案7)

根据方案6所述的光掩模坯料,其中,所述抗蚀剂层包覆有不含表面活性剂的抗蚀剂。

(方案8)

一种光掩模坯料的制造方法,其是方案1~7中任一项所述的光掩模坯料的制造方法,该方法包括:准备所述透明基板的工序、在所述透明基板的主表面上形成所述遮光层的工序、以及在所述遮光层上形成所述减反射层的工序,该方法还包括:在包含二氧化碳气体、含氮气体的混合气体氛围中通过使用了铬靶材的溅射而形成所述减反射层的下层部的工序,以及在包含含氧气体、含氮气体的混合气体氛围中通过使用了铬靶材的溅射而形成所述减反射层的上层部的工序。

(方案9)

一种光掩模的制造方法,该方法具有以下工序来制造光掩模:使用方案1~5中任一项所述的光掩模坯料、或者通过方案8所述的制造方法制造的光掩模坯料,在该光掩模坯料上形成抗蚀剂层的工序;对所述抗蚀剂层绘制希望的图案的工序;进行显影,在所述光掩模坯料上形成抗蚀剂图案的工序;以及基于所述抗蚀剂图案对所述遮光层及所述减反射层进行蚀刻,从而形成图案的工序。

(方案10)

一种光掩模的制造方法,该方法使用方案6或7所述的光掩模坯料,且具有以下工序来制造光掩模:对所述抗蚀剂层绘制希望的图案的工序;进行显影,在所述光掩模坯料上形成抗蚀剂图案的工序;以及基于所述抗蚀剂图案对所述遮光层及所述减反射层进行蚀刻,从而形成图案的工序。

(方案11)

根据方案9或10所述的光掩模的制造方法,其中,所述抗蚀剂层包覆有不含表面活性剂的抗蚀剂。

(方案12)

一种显示装置的制造方法,该方法包括:曝光工序,将通过方案9~11中任一项所述的光掩模的制造方法制造的光掩模载置于曝光装置的掩模台,将形成于所述光掩模上的转印用图案曝光转印至形成于显示装置基板上的抗蚀剂。

发明的效果

通过使用本发明的光掩模坯料来制造光掩模,可以提供图案截面的形状接近垂直且转印特性、微细化适当的光掩模。另外,通过使用该光掩模来制造显示装置,可以以高成品率制造高精细的显示装置。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的光掩模坯料的示意结构的主要部分剖面结构图。

图2是示出能够用于本发明的光掩模坯料的成膜的直列型溅射装置的示意结构的示意图。

图3(a)~(e)是示出本发明的实施方式2的光掩模制造工序的主要部分剖面结构图。

图4是示出实施例1的光掩模坯料的膜的元素分布的特性图。

图5是示出实施例1的光掩模坯料中氮和氧的元素分布的比例的图。

图6是示出实施例1的遮光膜图案的边缘部分的截面形状的截面照片。

图7是示出比较例的光掩模坯料的膜的元素分布的特性图。

图8是示出比较例的遮光膜图案的边缘部分的截面形状的截面照片。

符号说明

1···透明基板

2···遮光层

2a···遮光层图案

3···减反射层

31···下层部

32···上层部

3a···减反射层图案

4···抗蚀剂膜

4a···抗蚀剂图案

100···光掩模坯料

200···光掩模

300···直列溅射装置

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式具体地进行说明。需要说明的是,以下的实施方式是使本发明具体化时的一个形式,本发明并不限定于其范围内。

<实施方式1>

在实施方式1中,对显示装置制造用光掩模坯料及其制造方法进行说明。

图1是示出显示装置制造用光掩模坯料100的膜结构的剖面示意图。该光掩模坯料100从大的方面来看包含以下部分:由对曝光光透明的材料制成的透明基板1、形成于透明基板1上的遮光层2、以及形成于遮光层2上的减反射层3。

遮光层2由至少含有铬和氮的铬化合物构成,具有吸收曝光光而遮光的功能。作为构成遮光层2的铬化合物,可以使用氮化铬(crn)、氮氧化铬(cron)等。通过使遮光层2含有氮,可以提高对铬蚀刻液的湿法蚀刻速率。另外,通过使遮光层2含有氮,可以成膜为晶粒控制得小的膜。从使膜应力松弛方面考虑,优选使遮光层2含有氮。从上述观点考虑,优选不含氧的氮化铬(crn),在氮氧化铬(cron)的情况下,氧含量为10原子%,优选为8原子%以下,进一步优选为5原子%以下。

需要说明的是,可以使遮光层2中含有的各元素形成组成梯度。在形成组成梯度的情况下,可以连续地形成组成梯度(分布),也可以分级地形成组成分布。在组成连续地形成梯度分布时,具有以下特征:掩模图案膜厚方向的湿法蚀刻速率也连续地变化,易于得到平滑且接近于垂直的掩模图案形状。另一方面,在分级地形成组成分布时,具有以下特征:遮光层的成膜工序稳定,易于提高制造品质,因此能够简化pqc(过程质量控制,processqualitycontrol)所需要的工序。

减反射层3由含有铬、氮和氧的铬化合物构成,具有防止掩模图案绘图光(激光绘图光)的反射的功能。另外,减反射层3也兼具防止在制造显示装置时对曝光光反射的功能。减反射层3的铬含量少于遮光层2的铬含量。或者,遮光层2由铬、氮和氧中至少含有铬和氮的铬化合物构成,减反射层3的氧含量多于遮光层2的氧含量。这是由于,减反射层3的铬含量多于遮光层2的铬含量、或者减反射层3的氧含量少于遮光层2的氧含量时,对掩模图案绘图光(激光绘图光)、曝光光的反射率增高。

减反射层3由表面侧的上层部32和遮光层2侧的下层部31叠层而成的叠层膜构成。通过制成叠层膜,能够将可获得需要光学性能的厚度的减反射层3形成为致密的膜(以低功率的溅射功率形成)。由此,能够抑制膜缺陷的发生,而且可以制成具备高耐药品性(对于利用硫酸或硫酸/过氧化氢这样的含硫酸的洗液、臭氧洗液等药液进行的抗蚀剂涂布前清洗的耐受性)的减反射层3。

减反射层3的上层部32中含有的氧含量多于下层部31中含有的氧含量,在上层部32的表面侧具有实质上不含碳的区域,在该区域中,氧朝向最表面连续地增加,且氧相对于氮的比例(o/n)的最大值为5以上。通过形成这样的结构,可以使掩模图案的截面形状垂直化。

掩模图案的形成通过以下方式进行:在清洗光掩模坯料后,在减反射层3上形成抗蚀剂层,基于形成在该抗蚀剂层上的抗蚀剂图案对减反射层3进行蚀刻。

以往,在该抗蚀剂层的形成中使用了含有表面活性剂的抗蚀剂。这是为了提高抗蚀剂涂布时的润湿性。然而,已经查明,在为了转印图案的微细化而使抗蚀剂层薄膜化时,该抗蚀剂中含有的表面活性剂对于提高抗蚀剂涂布性能(面内膜厚均匀性、缺陷减少等)存在不良影响,在尝试使用不含表面活性剂的抗蚀剂进行掩模图案的形成时,如后面的比较例(图8)所示,掩模图案的截面形状形成了具有非常长的末端的锥形。可以认为其原因在于,因抗蚀剂与光掩模坯料表面(减反射层)的密合性的问题等,湿法蚀刻液浸入到抗蚀剂膜与光掩模坯料(减反射层)的界面,造成严重腐蚀。

对该问题进行了详细研究的结果如下:如以下的实施例中所示,在减反射层3的上层部32的表面侧形成实质上不含碳的区域,在该区域,氧朝向最表面连续地增加,且氧相对于氮的比例(o/n)的最大值为5以上,由此可提高抗蚀剂与光掩模坯料表面(减反射层)的密合性,从而使掩模图案的截面形状得到明显改善(垂直化)。另外,通过提高氧相对于氮的比率,能够形成致密的膜,从而可以制成耐药品性也优异的膜。

需要说明的是,在图1中,以分为2个膜的形式对上层部32和下层部31进行了描述,但也可以是连续变化的层。还可以是3层以上的叠层膜。减反射层3只要是在上层部的表面侧形成实质上不含碳的区域的叠层膜即可,且在所述区域中,氧朝向最表面连续地增加,且氧相对于氮的比例(o/n)的最大值为5以上。

从使掩模图案的截面形状垂直化的观点考虑,在减反射层3的上层部32的表面侧的实质上不含碳的区域中,优选氧相对于氮的比例(o/n)的最小值为2以上,进一步优选氧相对于氮的比例(o/n)的最小值为2.5以上。

需要说明的是,对于减反射层3中含有的各元素而言,在沿膜厚方向连续地(或分级地)形成组成分布(组成梯度)时,湿法蚀刻后的遮光膜图案的截面变得平滑,因此优选,cd精度也得到提高。

由遮光层2及减反射层3构成的遮光膜可以是二元掩模(binarymask)用遮光膜,也可以是在相移掩模(例如,半色调型相移掩模(attenuatedphaseshiftmask)、利文森型相移掩模(levensonmask、alternatingphaseshiftmask))用相移膜(调整相位差的相位调整层)、或多级灰度掩模(multi-levelgradationmask)的透射率控制膜(调整透射率的透射率调整层)之上或之下形成的遮光膜。

在相移掩模中的半色调型相移掩模、在透明的基板与遮光膜图案之间形成透射率控制膜图案的多级灰度掩模的情况下,为了使形成掩模图案的相移膜、透射率控制膜进行透射光的透射率控制和/或相位控制,在透明基板1与遮光层2之间设置调整透射率或调整相位中至少任一者的功能膜。作为该功能膜,可应用在硅(si)中含有金属、氧、氮、碳或氟中至少任一者的材料,该材料是对构成遮光层2的材料的铬材料具有蚀刻选择性的材料。例如,应用了mosi等金属硅化物、金属硅化物的氧化物、金属硅化物的氮化物、金属硅化物的氮氧化物、金属硅化物的碳氮化物、金属硅化物的碳氧化物、金属硅化物的碳氮氧化物、sio、sio2及sion等。对于sio、sio2而言,在透明基板1为合成石英的情况下,由与透明基板1相同的元素构成,但由于原子间的键合状态不同等,蚀刻速率与基板的蚀刻速率不同,能够高精度地进行相位差控制中重要的光学距离(蚀刻深度)控制。需要说明的是,该功能膜可以是由作为功能膜而列举的上述膜构成的叠层膜。

该功能膜的加工可以将含有铬的遮光膜图案进行蚀刻制成掩模来进行。因此,在功能膜的加工中,与由遮光层2和减反射层3构成的遮光膜相比,功能膜可以使用使蚀刻速率加快的湿法蚀刻液。作为这样的湿法蚀刻液,可以列举例如:含有选自氢氟酸、氟硅酸及氢氟酸铵中的至少一种含氟化合物、并含有水或者选自过氧化氢、硝酸及硫酸中的至少一种氧化剂的溶液。具体可以列举:用纯水稀释氢氟酸铵和过氧化氢的混合溶液而得到的蚀刻液、在氢氟酸水溶液中混合氟化铵而得到的蚀刻液等。

以下,对光掩模坯料的制造工序详细地进行说明。

1.准备工序

首先,准备透明基板1。

只要透明基板1的材料是对待使用的曝光光具有透光性、且具有刚性的材料即可,没有特别限制。可以列举例如:合成石英玻璃、钠钙玻璃、无碱玻璃。另外,为了制成平坦且平滑的主表面,可以根据需要适当进行包括粗抛光加工工序、精密抛光加工工序、局部加工工序及接触抛光加工工序的抛光。然后,进行清洗,除去透明基板1的表面的异物、污染物。作为清洗,可以使用例如氢氟酸、氟硅酸、硫酸、硫酸/过氧化氢(spm)、氨、氨水/过氧化氢(apm)、oh自由基清洗水、臭氧水等。

2.遮光膜形成工序

接着,通过溅射法在透明基板1的主表面上形成由铬系材料构成的掩模图案形成用遮光膜。遮光膜由具有遮光层2和减反射层3的叠层膜构成,另外,减反射层3也形成为叠层膜。需要说明的是,遮光层2也可以以叠层膜形成。遮光层2和减反射层3的叠层数没有特别限定,这里,以由1层遮光层2和2层减反射层3、总计由3层构成的情况的形成工序为例进行详细说明。

首先,对成膜装置进行说明。

图2是示出用于形成遮光层2及减反射层3的溅射装置的一例的示意图。

图2所示的溅射装置300是直列型,由输入室ll、第1溅射室sp1、缓冲室bu、第2溅射室sp2及输出室ul这5个室构成。这5个室依次连续配置。

在基板支架上载置有透明基板1的托盘301以给定的移动速度(运送速度)沿箭头方向按照输入室ll、第1溅射室sp1、缓冲室bu、第2溅射室sp2、输出室ul的顺序进行运送。

输入室ll与第1溅射室sp1、第2溅射室sp2与输出室ul分别由挡板311及312隔开。另外,输入室ll、各溅射室sp1/2、缓冲室bu及输出室ul连接有进行排气的排气装置(未图示)。

第1溅射室sp1中设有溅射靶材331、332,与各靶材对应的气体导入口(未图示)设在各靶材的上游侧(附图中的左侧)。另外,第2溅射室sp2中设有溅射靶材333、334。与溅射靶材333对应的气体导入口(未图示)设在相对于靶材的上游侧(附图中的左侧),与溅射靶材334对应的气体导入口(未图示)设在相对于靶材的下游侧(附图中的右侧)。

接下来,对使用该直列型溅射装置300形成遮光层2和减反射层3(上层部32及下层部31)的工序进行说明。

首先,将托盘301运进输入室ll。

使溅射装置300的内部达到给定的真空度后,从设在第1溅射室sp1的气体导入口以给定的流量导入对遮光层2进行成膜所需要的成膜用气体,另外,对溅射靶材施加给定的溅射功率,以给定的速度s1使托盘301通过溅射靶材331及332上方。作为溅射靶材331及332,使用铬或主要含有铬的靶材。作为主要含有铬的靶材,有铬、氮化铬、酸化铬等,由于通过供给气体进行的反应性溅射容易如所希望的那样使组成分布梯度控制,因此这里使用了铬作为靶材。为了形成作为遮光层2的含有铬和氮的氮化铬(crn)层、氮氧化铬(cron)层,从设在第1溅射室sp1的气体导入口供给的气体是至少含有氮(n2)的气体,可以根据需要加入氩(ar)气等非活性气体。作为非活性气体,除了氩气以外,还有氦气(he)、氖气(ne)、氪气(kr)及氙气(xe)等,可以根据需要从其中选择1种或多种。膜厚方向的组成分布的控制可以通过气体导入口的配置、气体供给方法等来进行。

根据以上的工序,在托盘301通过第1溅射室sp1的溅射靶材附近时,通过反应性溅射,在透明基板1的主表面上形成给定膜厚且由铬系材料构成的遮光层2。此时,对于波长436nm的光的od值优选为1.0以上。这是由于,即使以高曝光量(高剂量)进行转印,也能够防止发生转印缺陷。可以通过组成来确保该od值,也可以通过膜厚的控制来确保该od值。

然后,托盘301通过缓冲室bu而移动至第2溅射室sp2。

从与溅射靶材333对应的气体导入口以给定的流量导入对下层部31进行成膜所需要的成膜用气体,并且对溅射靶材333施加给定的溅射功率。

在该状态下,以给定的速度s2使托盘301通过溅射靶材333上方而形成下层部31。作为溅射靶材333,使用铬靶材。此外,也可以使用在铬中含有氮、氧等适当添加物的靶材。为了形成作为下层部31的含有铬、氧和氮的氮氧化铬(cron)层、含有铬、氧、氮和碳的碳氮氧化铬(crcon)层,从与溅射靶材333对应的气体导入口供给的气体是至少含有含氧气体和含氮气体的气体,可以根据需要加入氩气(ar)等非活性气体。作为非活性气体,除了氩气以外,还有氦气(he)、氖气(ne)、氪气(kr)及氙气(xe)等,可以根据需要从其中选择1种或多种。作为含氧气体,是含有氧作为构成元素的气体,含氮气体是指含有氮作为构成元素的气体。这里,含氧气体有例如氧气(o2)、二氧化碳气体(co2)等,含氮气体有例如氮气(n2)、二氧化氮气体(no2)及一氧化氮气体(no)等。膜厚方向的组成分布的控制可以通过气体导入口的配置、气体供给方法等来进行。这里,在以溅射功率小的条件进行成膜时,可以形成致密的膜,不容易产生膜缺陷。

为了将下层部31形成致密的膜而不易产生膜缺陷,溅射功率的条件优选设为3.0kw以下。考虑到膜缺陷的减少和生产性,优选将溅射功率设为1.0kw以上且3.0kw以下,进一步优选设为1.0kw以上且2.5kw以下。

根据以上的工序,在托盘301通过溅射靶材333附近时,通过反应性溅射,在遮光层2上形成给定膜厚且由含有铬、氮和氧的铬化合物构成的下层部31(cron层、crcon层)。从截面形状的垂直化的观点考虑,下层部31优选为含有铬、氧、氮和碳的碳氮氧化铬(crcon)。作为形成下层部31时的气体,优选使用含有二氧化碳气体(co2)、氮气(n2)和非活性气体(ar等)的混合气体。

然后,托盘301向溅射靶材334移动。从与溅射靶材334对应的气体导入口以给定的流量导入对上层部32进行成膜所需要的成膜用气体,并施加给定的溅射功率。在该状态下,以给定的速度s3使托盘301通过溅射靶材334上方而形成上层部32。作为溅射靶材334,使用铬靶材。此外,也可以使用在铬中含有氧、氮等适当添加物的靶材。为了形成作为上层部32的含有铬、氧和氮、且在上层部32的表面侧具有实质上不含碳的区域的氮氧化铬(cron)层、碳氮氧化铬(crcon)层,从与溅射靶材334对应的气体导入口供给的气体是至少含有含氧气体和含氮气体的气体,可以根据需要加入氩气(ar)等非活性气体。作为非活性气体,除了氩气以外,还有氦气(he)、氖气(ne)、氪气(kr)及氙气(xe)等,可以根据需要从其中选择1种或多种。作为含氧气体是指含有氧作为构成元素的气体,含氮气体是指含有氮作为构成元素的气体。含氧气体有例如氧气(o2)、二氧化碳气体(co2)等,含氮气体有例如氮气(n2)、二氧化氮气体(no2)及一氧化氮气体(no)等。需要说明的是,为了在上层部32的表面侧具有实质上不含碳的区域,作为含氧气体,优选使用氧气(o2),作为含氮的气体,优选使用氮气(n2)。即,作为形成上层部32时的气体,优选使用含有氧气(o2)、氮气(n2)和非活性气体的混合气体。在下层部31为含有碳的碳氮氧化铬(crcon)层的情况下,为了使截面形状垂直化,可以在除了表面侧以外的上层部32形成含有微量碳的碳氮氧化铬(crcon)层。在该情况下,使非活性气体中微量含有烃类气体。作为烃类气体,可以列举:甲烷、丁烷、丙烷等。在非活性气体中含有微量的烃类气体时,其含量优选设为15%以下,进一步优选设为12%以下。膜厚方向的组成分布的控制可以通过气体导入口的配置、气体供给方法等来进行。这里,以溅射功率小的条件进行成膜时,可以形成致密的膜,不易产生膜缺陷。

为了将上层部32形成致密的膜而不易产生膜缺陷,溅射功率的条件优选设为3.0kw以下。考虑到膜缺陷的减少和生产性,优选将溅射功率设为1.0kw以上且3.0kw以下,进一步优选设为1.0kw以上且2.5kw以下。

根据以上的工序,在托盘301通过溅射靶材334附近时,通过反应性溅射,在下层部31上形成给定膜厚且由含有铬、氮和氧的铬化合物构成的上层部32(cron层、crcon层)。需要说明的是,在上层部32为含有铬、氧、氮和碳的碳氮氧化铬(crcon)的情况下,使上层部32的表面侧具有实质上不含碳的区域。

然后,托盘301移动至输出室ul,然后关闭挡板312,对室ul进行真空排气,然后向大气开放,将基板支架取出至溅射装置300的外部。

从基板支架上取出形成了遮光膜的透明基板,根据需要进行缺陷检查、清洗,制造光掩模坯料100。

实施方式1中制造的光掩模坯料100对于抗蚀剂膜的密合性高,可以抑制湿法蚀刻液浸入抗蚀剂膜与光掩模坯料(减反射层)的界面,因此能够使光掩模形成时的掩模图案的截面形状垂直化。另外,减反射层3由致密的膜形成,因此,能够抑制膜缺陷的产生,且可以具备高耐药品性。

<实施方式2>

在实施方式2中,使用以主要部分截面图的形式示出了制造工序的图3对显示装置制造用光掩模的制造方法进行说明。

首先,在对准备的光掩模坯料100涂布而形成抗蚀剂前,利用含有硫酸的清洗液、臭氧清洗液等药液进行抗蚀剂涂布前清洗(药液清洗:chemicalcleaning)。特别是,作为抗蚀剂涂布前清洗,可以使用臭氧清洗液进行臭氧清洗。臭氧清洗除去抗蚀剂涂布面的异物和污染物。虽然该臭氧清洗对于除去抗蚀剂涂布面的异物和污染物是有效的,但在申请人完成本发明的研究过程中获得了以下见解:在使用不含表面活性剂的抗蚀剂的情况下,有时也有抗蚀剂的密合性变差而使抗蚀剂涂布性能变差的情况。因此,在现有的光掩模坯料的情况下,与抗蚀剂(不含表面活性剂的抗蚀剂)的密合性不足,存在图案的截面形状锥形化的隐患,但根据本实施方式的光掩模坯料,可以抑制这样的问题。

以下,列举臭氧清洗作为抗蚀剂涂布前清洗来进行说明,作为清洗装置、清洗方法,可以替换为利用含有硫酸的清洗液等药液进行的药液清洗(chemicalcleaning)。

代表性的臭氧清洗是使用了臭氧水的旋转清洗,但也可以进行将光掩模坯料100放入臭氧清洗液(臭氧水)浴槽中进行清洗的浴槽清洗。旋转清洗适于单片处理,具有清洗液的消耗量少、且清洗装置较紧凑的特征,浴槽清洗具有可以同时清洗多片光掩模坯料100的特征。对于大型显示装置制造用光掩模坯料而言,由于光掩模坯料也是大型的,因此,从清洗液的消耗量和清洗装置的紧凑程度的观点考虑,优选对大型显示装置制造用光掩模坯料使用单片处理的清洗法,特别优选使用旋转清洗法。

在基于旋转清洗法的臭氧清洗中,首先,将臭氧清洗液滴加至以低速旋转的光掩模坯料100的旋转中心部附近,利用旋转进行涂布铺展,将臭氧清洗液涂满光掩模坯料100的上层部32的整个表面。然后,供给臭氧清洗液直至清洗结束时间,并使光掩模坯料100低速旋转,持续进行清洗,在清洗时间结束后,供给纯水,将臭氧清洗液置换为纯水,最后进行旋转干燥。需要说明的是,也可以使用在将臭氧清洗液涂满光掩模坯料100的上层部32的整个表面后停止臭氧清洗液滴加和光掩模坯料旋转的桨式臭氧清洗。使光掩模坯料100低速旋转并持续流过清洗液的流液式旋转清洗法具有臭氧浓度不易发生变化、还具有利用流动液体所带来的机械性清洗效果的特征,桨式清洗法具有臭氧清洗液的消耗量少的特征。旋转清洗方法具有上述的特征,但由于首先将臭氧清洗液滴加至光掩模坯料100的旋转中心部,因此容易受到以旋转中心部为中心的同心圆状的清洗冲击(清洗损伤)。因此,容易同心圆状地产生清洗损伤差异。显示装置制造用光掩模坯料大多使用例如1220mm×1400mm这样的光掩模坯料尺寸大的坯料,其同心圆状的清洗损伤差异(损伤面内分布差异)有增大的倾向。因此,特别是对于显示装置制造用光掩模坯料而言,需要提高臭氧清洗耐性。需要说明的是,如果预先进行将纯水供给至光掩模坯料100的表面并润湿其表面的预处理,然后滴加臭氧清洗液,则可以减轻因臭氧清洗液滴加而导致的对光掩模坯料表面材料的最初损伤(初次冲击)。

在该利用臭氧清洗进行的抗蚀剂涂布前清洗后,接着进行在光掩模坯料100的上层部32上形成抗蚀剂图案4a的抗蚀剂图案形成工序。

具体而言,在该抗蚀剂图案形成工序中,首先在作为光掩模坯料100的最表面层的上层部32上形成抗蚀剂膜4(图3(b))。然后,对抗蚀剂膜4绘制电路、像素图案等所希望的图案。作为该绘图光,通常可以使用波长为355nm、365nm、405nm、413nm、436nm及442nm等的光,特别是激光。也可以是使用了电子束的eb(electronbeam)绘图。然后,用给定的显影液将抗蚀剂膜4显影,形成抗蚀剂图案4a(图3(c))。

接着,以抗蚀剂图案4a作为掩模,对掩模图案用遮光膜进行湿法蚀刻,形成遮光膜图案(遮光层图案2a及减反射层图案3a)(图3(d))。掩模图案用遮光膜由遮光层2、下层部31及上层部32构成,为了减少工序数量,优选一起进行湿法蚀刻。工序数量的减少不仅有利于提高处理能力、简化蚀刻装置,而且有利于改善缺陷品质。在实施方式1中制造的光掩模坯料100中,构成从遮光层2至上层部32的掩模图案用遮光膜的所有层均由含铬的材料构成,而且调整了构成材料的组成,使得相对于铬蚀刻液的蚀刻速度沿从透明基板1侧朝向透明基板1侧的膜厚度方向增加,因此,即使一起进行湿法蚀刻,主体部的截面也垂直、不易在图案底部发生末端拉长、且不易产生铬蚀刻残渣。作为这里使用的铬蚀刻液,可以具体列举:含有硝酸铈铵和高氯酸的蚀刻液、不含铈的碱性溶液。

然后,利用抗蚀剂剥离液、研磨加工等除去抗蚀剂图案4a,进行清洗。作为清洗液,可以使用例如:硫酸、硫酸/过氧化氢(spm)、氨、氨水/过氧化氢(apm)、oh自由基清洗水、臭氧水等。然后,根据需要适当进行掩模图案缺陷检查、缺陷修正等。由此,制造在透明基板1上具有由遮光层图案2a、下层部图案31a及上层部图案32a构成的遮光膜图案的光掩模200。

在上述光掩模200的制造方法中,在上层部32上直接形成了抗蚀剂膜4,但也可以在上层部32上形成蚀刻用掩模,再在其上形成抗蚀剂膜4。用上述方法形成抗蚀剂图案4a后,用湿法蚀刻对该蚀刻用掩模进行加工,再将该加工后的蚀刻用掩模作为掩模,对由遮光层2、下层部31及上层部32构成的遮光膜进行湿法蚀刻。然后,除去加工后的蚀刻用掩模。抗蚀剂图案4a可以在加工蚀刻用掩模后立即除去,也可以在遮光膜的湿法蚀刻后除去。在蚀刻用掩模是具有高湿法蚀刻耐性、且与氧化铬的密合性提高而防止湿法蚀刻液浸入的材料的情况下,可以用该方法得到包含上层部的垂直截面形状的遮光膜图案。作为蚀刻用掩模的材料,可以列举在硅中含有金属、氧、氮或碳中至少任一者的材料,例如mosi、sio、sion、sic等。

另外,在光掩模坯料为上述的相移掩模坯料、多级灰度掩模坯料的情况下,在用上述方法形成了遮光膜图案后对功能膜进行蚀刻加工,所述功能膜形成于透明基板1与遮光层2之间,是实施方式1中记载的控制曝光光的相位和/或透射率的膜。此外,在需要微调相位的情况下,使用稀氢氟酸水溶液或将氟化铵等的缓冲液混合于氢氟酸水溶液而得到的蚀刻液将透明基板1蚀刻至希望的深度。然后,除去抗蚀剂图案4a,制造相移掩模。

实施方式2中制造的光掩模200对抗蚀剂膜的密合性高,可以抑制湿法蚀刻液浸入抗蚀剂膜与减反射层3的界面,因此能够使遮光膜图案(掩模图案)的截面形状垂直化。

另外,对于作为抗蚀剂涂布前清洗的臭氧清洗的耐性高。因此,对掩模图案绘图光的反射率的变化小,在光掩模坯料面内对该光的反射率是相同的。因此,形成的掩模图案的cd偏差小。此外,还具有掩模图案用遮光膜2的膜缺陷少,在掩模制造工序中产生的缺陷也少的特征。

<实施方式3>

在实施方式3中,对显示装置的制造方法进行说明。

在实施方式3的显示装置的制造方法中,首先,对于在显示装置的基板上形成了抗蚀剂膜的带有抗蚀剂膜的基板,将通过实施方式2中说明的制造方法得到的光掩模200以隔着曝光装置的投影光学系统并与形成在基板上的抗蚀剂膜对置这样的配置载置于曝光装置的掩模台上。

接着,对光掩模200照射曝光光,进行曝光抗蚀剂膜的抗蚀剂曝光工序。

曝光光例如为365nm以上且550nm以下波长范围的光,具体而言,通常使用波长365nm的i射线、405nm的h射线及436nm的g射线等单一波长的光、或者包含它们的复合光。

根据该实施方式3的显示装置的制造方法,使用实施方式2中说明的制造方法得到的光掩模来制造显示装置。因此,可以高精度且低缺陷地形成微细的图案。除了该光刻工序(曝光、显影工序)以外,通过经过被加工膜的蚀刻、绝缘膜、导电膜的形成、掺杂剂的导入、或退火等各种工序,可以以高成品率制造形成了所希望的电子电路的高精细的显示装置。

实施例

以下,对于各实施例,参照附图更详细地对本发明进行说明。需要说明的是,在各实施例中,相同的构成要素使用相同的符号,并简化或省略其说明。

(实施例1)

图3是也可以在实施方式2的说明中使用的附图,其是示出由显示装置制造用光掩模坯料100制作显示装置制造用光掩模的工序的主要部分截面示意图。

如图3(a)所示,实施例1的光掩模坯料100包括透明基板1、具有主要用于显示装置制造的遮挡曝光光的功能的遮光层2、以及减少掩模图案绘图光的反射的减反射层3,遮光层2与减反射层3一起形成掩模图案用遮光膜。遮光层2由含有铬和氮的铬化合物(本实施例中为cron)构成,减反射层3由两层(上层部32、下层部31)含有铬、氧和氮的铬化合物(crcon)构成。

首先,对该光掩模坯料100的制造方法和膜结构的详细情况进行说明。

((光掩模坯料的制造))

(((透明基板)))

准备第1主面及第2主面这两个表面经过抛光的8092尺寸(约800mm×920mm)的合成石英玻璃基板,作为透明基板1。这里,使用了膜厚为10mm的基板,但也可以是8mm的基板。可以适当进行包括粗抛光加工工序、精密抛光加工工序、局部加工工序及接触抛光加工工序的抛光,以便制成平坦且平滑的主表面。

(((遮光膜)))

使用大型直列型溅射装置300(图2)在透明基板1上进行了由遮光层2和减反射层3构成的掩模图案用遮光膜的成膜,所述遮光层2由铬化合物(本实施例1中为cron)构成,所述减反射层3由两层(上层部32、下层部31)铬化合物(本实施例1中为crcon)构成。

接下来,对这些膜的成膜方法进行说明。

首先,将该透明基板1的主表面(待形成遮光膜的表面)朝向下侧并将透明基板1载置于基板支架(未图示)的托盘301运进图2所示的直列型溅射装置300的输入室ll。这里,第1溅射室sp1、第2溅射室sp2中配置有包含铬(cr)的溅射靶材331、332、333及334。

打开挡板311,使载置有透明基板1的托盘301从输入室ll移动至第1溅射室sp1,从与溅射靶材331对应的气体导入口和与溅射靶材332对应的气体导入口导入氩气(ar)、氮气(n2)和氧气(o2)的混合气体,对溅射靶材332施加9kw的溅射功率(溅射靶材331为0kw),进行了反应性溅射。需要说明的是,在本实施例中,从与溅射靶材331~334对应的各气体导入口同时导入了以下分别说明的气体。

关于气体的流量,ar为70sccm、n2为15sccm、o2为3sccm(与溅射靶材331对应的气体导入口、与溅射靶材332对应的气体导入口均为相同条件)。此时,使托盘301以400mm/分的速度在第1溅射室sp1内移动。通过该工序,以约80nm的膜厚在透明基板1的主表面上成膜了作为遮光层2的cron膜。

接着,托盘301通过缓冲室bu而移动至第2溅射室sp2。

从与溅射靶材333对应的气体导入口导入氩气(ar)、氮气(n2)和二氧化碳气体(co2),对溅射靶材333施加2.2kw的溅射功率,进行了反应性溅射。关于气体流量,氩气为60sccm、氮气为25sccm、二氧化碳气体为17sccm。此时,使托盘301以400mm/分的速度移动。通过该反应性离子溅射工序,在作为遮光层2的膜厚约80nm的cron膜上形成了膜厚约20nm的crcon膜(下层部31)。

接着,从与溅射靶材334对应的导入口导入氩气(ar)中混合有12%的甲烷(ch4)的混合气体、氮气(n2)和氧气(o2),对溅射靶材334施加2.4kw的溅射功率,进行了反应性溅射。关于气体流量,氩气与甲烷的混合气体为60sccm、氮气为32sccm、氧气为12sccm。此时,使托盘301以400mm/分的速度移动。通过该反应性离子溅射工序,在膜厚约20nm的crcon膜(下层部31)上形成了膜厚约20nm的crcon膜(上层部32)。

然后,使托盘301从第2溅射室sp2移动至输出室ul,然后关闭挡板312,进行真空排气后,将输出室ul恢复为大气压状态,从溅射装置300中取出基板支架。

由此,得到了在合成石英玻璃基板上形成有由cron(遮光层)、crcon(下层部)、crcon(上层部)构成的遮光膜的光掩模坯料100。

将以上叙述的各膜(各层)的成膜条件列举如下。

溅射1:ar=70sccm、n2=15sccm、功率=0kw、托盘运送速度=400mm/分

溅射2:ar=70sccm、n2=15sccm、功率=9.0kw、托盘运送速度=400mm/分

溅射3:ar=60sccm、n2=25sccm、co2=17sccm、功率=2.2kw、托盘运送速度=400mm/分

溅射4:ar/ch4(12%)=60sccm、n2=32sccm、o2=12sccm、功率=2.4kw、托盘运送速度=400mm/分

需要说明的是,溅射1~3的气体供给从上游侧对靶材供给,溅射4的气体供给从下游侧对靶材供给。

对于得到的光掩模坯料,利用x射线光电子能谱法(xps)进行了深度方向的组成分析。将其结果示于图4。

如该图所示,减反射层中含有的铬的含量少于遮光层中含有的铬的含量,并且减反射层的上层部中含有的氧含量多于下层部含有的氧含量。(减反射层中含有的氧的含量多于遮光层中含有的氧的含量,并且减反射层中的上层部中含有的氧含量多于下层部中含有的氧含量。)

另外,在上层部的表面侧(除了自然氧化及产生污染的最表面层(距表面深度约2nm)以外)以约6.5nm的厚度形成实质上不含碳的区域a,该区域a的氧朝向最表面连续地增加,相反,氮连续地减少。

图5示出的是基于xps分析结果对氮与氧之比作图而得到的图。如该图所示,区域a中氧相对于氮的比例(o/n)的最大值为5以上,最小值为2.8以上。

需要说明的是,“实质上不含碳”是指xps的碳检测极限以下。

使用平坦度测定装置测定了在透明基板1上形成遮光膜(遮光层2和减反射层3)前后的平坦度变化量,结果是5μm,确认了遮光膜的膜应力低。可认为这是由于拉伸应力、压缩应力形成的应力抵消效果所带来的,所述拉伸应力是由于遮光层为含有微量氧的氮化铬所构成的材料而产生的,所述压缩应力是由于减反射层为氧含量多于遮光层的铬化合物所构成的材料而产生的。

((光掩模的制造))

接下来,使用光掩模坯料100制造了光掩模200。

首先,使用臭氧清洗液对准备好的光掩模坯料100进行了臭氧清洗。

该臭氧清洗如下所述进行。首先,将臭氧清洗液滴加到低速旋转的光掩模坯料100的旋转中心部附近,利用旋转进行涂布铺展,将臭氧清洗液涂满光掩模坯料100的上层部32的整个表面。然后,持续供给清洗液直至清洗结束时间,同时使光掩模坯料100低速旋转,持续进行清洗,在清洗时间结束后,供给纯水,将臭氧清洗液置换为纯水,最后进行了旋转干燥。

在该阶段(图3(a))进行了缺陷检查。缺陷检查对790mm×910mm的区域进行,在暗室中对膜面照射高强度的光,通过肉眼观察对10μm以上的缺陷进行了检查。其结果是,该光掩模坯料100检查出的缺陷数量为0个。

测定了臭氧清洗后的反射率(波长436nm)的变化,其结果为0.06%,确认了臭氧清洗耐性极高。

接着,如图3(b)所示,使用不含表面活性剂的光致抗蚀剂在光掩模坯料100的上层部32上形成了膜厚525nm的抗蚀剂膜4。然后,使用激光绘图机对该抗蚀剂膜4绘制电路图案等所希望的图案,再进行显影、冲洗,从而形成了给定的抗蚀剂图案4a(图3(c))。这里,使用的激光绘图机的绘图光的波长为413nm。然后,以抗蚀剂图案4a作为掩模,通过湿法蚀刻对遮光膜一体地进行图案形成,形成了遮光膜图案(图3(d)),所述遮光膜由在透明基板1上依次形成的cron层(遮光层2)、crcon层(下层部31)、crcon层(上层部32)这总计3层构成。因此,遮光膜图案包括:由cron构成的遮光层图案2a、由crcon构成的下层部图案31a及由crcon构成的上层部图案32a(这2层为减反射层图案3a)。这里,作为湿法蚀刻,使用了含有硝酸铈铵和高氯酸的铬蚀刻液。

使用按照同样操作直至以上的工序而制作的试样,使用扫描电子显微镜对残留有抗蚀剂图案4a的状态下的遮光膜图案的截面形状进行了拍摄,图6为拍摄得到的照片。

如该图所示,得到了极其接近于垂直的截面形状的遮光膜图案。

然后,剥离抗蚀剂图案(图3(e)),得到了在透明基板1上形成有线和间隙图案(l/s)为2μm的遮光膜图案的光掩模200。

利用seikoinstrumentsnanotechnology公司制造的sir8000测定了该光掩模的掩模图案的尺寸偏差(cd偏差/cd均匀性)。在cd偏差的测定中,对于除了基板的边缘区域以外的880mm×910mm的区域,在5×5的部位进行了测定。在以下的实施例及比较例中,cd均匀性的测定使用了相同的装置和相同的评价方法。

其结果是cd均匀性为0.078μm。比较例的情况在后面叙述,但比较例的cd均匀性为0.15μm,实施例1的cd均匀性良好。

((显示装置的制造))

将该实施例1中制作的光掩模200安装于曝光装置的掩模台,对在显示装置的基板上形成有抗蚀剂膜的试样进行了图案曝光。然后,通过对该曝光后的抗蚀剂膜进行显影,在显示装置基板上形成了抗蚀剂图案。作为曝光光,使用了包含波长365nm的i射线、405nm的h射线及436nm的g射线的波长为300nm以上且500nm以下的光。

实施例1中制作的光掩模200以cd均匀性表示为0.078μm,掩模图案尺寸精度高,对于上述曝光光的反射率也低,且光掩模坯料阶段的缺陷数量也为0个,缺陷少,因此显示装置基板上的抗蚀剂图案的转印图案的精度也高、且缺陷少。

通过蚀刻将该抗蚀剂图案转印至被加工膜上,并且经过绝缘膜、导电膜的形成、掺杂剂的导入、或退火等各种工序,可以以高成品率制造具有希望特性的高精细的显示装置。

(实施例2)

对于实施例2的光掩模坯料而言,使遮光层2为实质上不含氧的氮化铬(crn),并调整了遮光层2及减反射层3(下层部31、上层部32)的膜厚,除此之外,与实施例1同样地制作了光掩模坯料。

在实施例2的遮光层2的成膜中,将实施例1的气体流量设为ar为70sccm、n2为15sccm,以遮光层2的crn膜的膜厚为约80nm的溅射功率进行了成膜。

另外,在减反射层3的上层部及下层部的成膜中,设为与实施例1相同的气体流量,以下层部31的crcon膜的膜厚为约20nm的溅射功率、以上层部32的crcon膜的膜厚为约20nm的溅射功率进行了成膜。

对于得到的光掩模坯料进行了xps分析,其结果是遮光层2中未检测出氧,确认了是由铬化合物构成的,该铬化合物是由铬和氮形成的氮化铬。

接着,对于得到的光掩模坯料,与实施例1同样地评价了膜应力、臭氧清洗耐性。

使用平坦度测定仪对透明基板1测定了成膜遮光膜(遮光层2和减反射层3)前后的平坦度变化量,结果为4μm,确认了遮光膜的膜应力低。可以认为这是由于拉伸应力、压缩应力产生的应力抵消效果所带来的,所述拉伸应力是由于遮光层为氮化铬所构成的材料而产生的,所述压缩应力是由于减反射层为氧含量多于遮光层的铬化合物所构成的材料而产生的。

对臭氧清洗前后的反射率(波长436nm)的变化进行了测定,结果与实施例1同样为0.06%,确认了臭氧清洗耐性极高。

(实施例3)

实施例3的光掩模坯料是在透明基板1与掩模图案用遮光膜之间形成了相移膜(相位调整层)的光掩模坯料,也就是所谓的相移掩模坯料,所述相移膜是调整曝光光的透射率及相位转换量的功能膜。需要说明的是,形成于相移膜上的掩模图案用遮光膜是与实施例1相同的遮光膜,省略其说明。

使用大型直列型溅射装置,在由与实施例1相同尺寸的合成石英玻璃基板制成的透明基板1上进行了由mosin形成的两层膜的相移膜的成膜。在相移膜的成膜时,将第1溅射室sp1、第2溅射室sp2的溅射靶材分别替换为由硅化钼(mosi)构成的溅射靶材331、333,按照以下的成膜条件进行了相移膜的成膜。

溅射1:ar=50sccm、n2=90sccm、功率=8.0kw、托盘运送速度=400mm/分

溅射3:ar=50sccm、n2=90sccm、功率=8.0kw、托盘送送速度=400mm/分

根据上述的成膜条件,在溅射1中,在透明基板1上成膜了由膜厚55nm的氮硅化钼膜(mosin)形成的第1层相移膜,在溅射3中,成膜了由膜厚55nm的氮硅化钼膜(mosin)形成的第2层相移膜,在透明基板1上形成了由两层氮硅化钼膜(mosin)构成的总膜厚110nm的相移膜。

利用lasertec公司制造的mpm-100对形成了该相移膜的基板测定了透射率、相位差。在透射率、相位差的测定中,使用同时制作的6025尺寸的模型基板进行了测定。其结果是,透射率为5.5%(波长:365nm),相位差为180°(波长:365nm)。

接下来,在相移膜上进行与实施例1相同的掩模图案用遮光膜(遮光层2及减反射层3)的成膜,制造了相移掩模坯料。

在与实施例1相同的评价方法和相同的条件下对上述得到的相移掩模坯料进行了评价。掩模图案用遮光膜5的铬含量、含氧分布、含氮分布相同。

接着,使用该相移掩模坯料制造了相移掩模。

首先,与实施例1同样地使用臭氧清洗液对准备好的相移掩模坯料进行了臭氧清洗。

接着,使用不含表面活性剂的光致抗蚀剂在遮光膜上形成了膜厚525nm的抗蚀剂膜4。然后,使用激光绘图机对该抗蚀剂膜4绘制电路图案等所希望的图案,再进行显影、冲洗,从而形成了给定的抗蚀剂图案4a。然后,以抗蚀剂图案作为掩模,通过湿法蚀刻,利用含有硝酸铈铵和高氯酸的铬蚀刻液对该遮光膜进行图案形成,形成了预备遮光膜图案。

然后,不除去抗蚀剂图案,以抗蚀剂图案和遮光膜图案作为掩模,通过湿法蚀刻,利用在氢氟酸、氟硅酸、氢氟酸铵等含氟化合物中添加了过氧化氢、硝酸、硫酸等氧化剂而得到的蚀刻液,对相移膜进行了图案形成,形成了相移膜图案。

接着,不除去抗蚀剂图案,再次利用上述铬蚀刻液对预备遮光膜图案进行再次蚀刻,在相移膜图案上的中央部形成了具有希望的图案线宽的遮光膜图案。

最后,剥离抗蚀剂图案,得到了相移掩模,所述相移掩模在透明基板1上形成了线和间隙图案为2μm的相移膜图案,且在相移膜图案的中央部上形成了遮光膜图案。

与实施例1同样地测定、评价了该相移掩模的相移膜图案的尺寸均匀性(cd均匀性),结果是cd均匀性为0.08μm。该相移掩模具有cd均匀性足够小的高精度相移膜图案。因此,能够与实施例1同样地以高成品率制造具有希望特性的高精细的显示装置。

(比较例)

将比较例的成膜条件示于以下。

溅射1:ar=65sccm、n2=15sccm、功率=1.5kw、托盘运送速度=400mm/分

溅射2:ar/ch4(4.9%)=31sccm、功率=8.5kw、托盘运送速度=400mm/分

溅射3:ar=34.8sccm、n2=32.2sccm、co2=4.5sccm、功率=1.74kw、托盘运送速度=400mm/分

溅射4:ar=34.8sccm、n2=32.2sccm、co2=4.5sccm、功率=1.74kw、托盘运送速度=400mm/分

需要说明的是,溅射1~4的气体供给均从上游侧对全部靶材供给。

由此得到的光掩模坯料在透明基板上具备crn的遮光层和减反射层,所述减反射层是均为crcon的上层部和下层部的2层结构。

对于得到的比较例的光掩模坯料,利用x射线光电子能谱法(xps)进行了深度方向的组成分析。将其结果示于图7。

如该图所示,虽然减反射层中含有的氧的含量多于遮光层中含有的氧的含量,但减反射层中上层部所含的氧含量基本上与下层部为相同水平。

另外,在上层部的表面侧不存在实质上不含碳的区域,氮及氧的含有率基本上无明显变化。

接下来,对于得到的光掩模坯料,与实施例1同样地评价了膜应力、臭氧清洗耐性。

使用平坦度测定仪对透明基板1测定了成膜遮光膜(遮光层2和减反射层3)前后的平坦度变化量,结果为7.5μm。另外,测定了臭氧清洗前后的反射率(波长436nm)的变化,结果为2.11%。与实施例1、2相比,膜应力及臭氧清洗耐性变差。

使用通过比较例1的方法制造的光掩模坯料,并利用与实施例1相同的方法形成遮光膜图案,通过扫描电子显微镜对残留有抗蚀剂图案4a的状态下的遮光膜图案的截面形状进行了拍摄,图8为拍摄得到的照片。

如该图所示,截面形状为形成了非常长的端部的锥形。可以认为其原因在于,因抗蚀剂(不含表面活性剂的抗蚀剂)与减反射层的密合性的问题等,湿法蚀刻液浸入到抗蚀剂膜与减反射层的界面,造成严重腐蚀。

另外,通过与实施例1相同的方法制造的光掩模的cd均匀性为0.15μm。

由以上可知,在实施例和比较例中,虽然基本的膜结构相同(在透明基板上具备cron或crn的遮光层和减反射层,所述减反射层是均为crocn的上层部和下层部的两层结构),但对于比较例的光掩模坯料而言,在遮光膜图案的形成时,其截面形状为很大的锥形。

与此相对,本发明的实施例的光掩模坯料通过利用上述说明的制造方法而具备上述说明的结构,可以在遮光膜图案的形成时使其截面形状垂直化。

另外,采用实施例的光掩模坯料,减反射层3由上层部32和下层部31这两层结构形成,对各自的氧和氮的含量相对进行比较可知,下层部31是富氮的,上层部32是富氧的。由此,作为膜应力,下层部31中产生拉伸应力,上层部32中产生压缩应力,膜应力相互抵消,因此能够降低作为膜总体的应力。

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