光掩模和显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有利地用于制造以液晶、有机EL为代表的显示装置的光掩模及使用 该光掩模的显示装置的制造方法。
【背景技术】
[0002] 专利文献1中，作为用于制造半导体装置的光掩模，记载了与主透光部（孔图案） 的各边平行地配置4个辅助透光部、并使得主透光部与辅助透光部的光的相位翻转的相移 掩模。
[0003] 专利文献2中，记载了具有透明基板和形成在上述透明基板上的半透明的相移膜 的大型相移掩模。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开平3-15845号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2013-148892号公报
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的课题
[0009] 目前，对于包括液晶显示装置、EL显示装置等在内的显示装置，期望在更为明亮且 省电的同时实现尚精细、尚速显不、广视角这样的显不性能的提尚。
[0010] 例如，就上述显示装置中使用的薄膜晶体管（Thin Film Transistor，"TFT"）而 言，构成TFT的多个图案之中的形成于层间绝缘膜的接触孔若不具有可靠地连接上层和下 层的图案的作用，则无法保证准确的动作。另一方面，为了尽量增大显示装置的开口率、制 成明亮且省电的显示装置，要求接触孔的孔径足够小。与之相应地，用于形成这样的接触孔 的光掩模所具备的孔图案的孔径也期望微细化（例如小于3 μ m)。例如，需要孔径为2. 5 μ m 以下、进而孔径为2.0 μπι以下的孔图案，在不远的将来，认为还期望形成具有比此更小的 1. 5 μπι以下的孔径的图案。基于这样的背景，需要能够可靠地转印微小接触孔的显示装置 的制造技术。
[0011] 另外，在与显示装置相比集成度高、图案的微细化显著发展的半导体装置（LSI) 制造用光掩模的领域，为了获得高分辨率，经过了应用高ΝΑ (Numerical Aperture，数值孔 径）（例如0. 2以上）的光学系统作为曝光装置且推进了曝光光的短波长化的过程，多使用 KrF、ArF的准分子激光（分别为248nm、193nm的单一波长）。
[0012] 另一方面，在显示装置制造用的光刻领域，通常不会为了提高分辨率而应用如上 所述的方法。作为IXD (liquid crystal display，液晶显示装置）用等已知的曝光装置的 NA为0. 08~0. 10左右，曝光光源也使用包含i线、h线、g线的宽波长范围，由此，与分辨 率、焦深相比，倾向于更重视生产效率、成本。
[0013] 但是，在如上所述的显示装置制造中，图案的微细化要求也变得前所未有地高。在 此，在将半导体装置制造用的技术直接应用于显示装置制造时，存在若干问题。例如，为了 转换为具有高Μ(数值孔径）的高分辨率曝光装置，需要大的投资，无法得到与显示装置价 格的匹配性。或者，对于曝光波长的变更（将ArF准分子激光这样的短波长以单一波长使 用）而言，本身就难以应用于具有较大面积的显示装置，而且，即使可以应用，也存在除了 生产效率降低之外、仍然需要相当大的投资这样的不利之处。
[0014] 此外，对于显示装置用的光掩模而言，如后所述，存在与半导体装置制造用的光掩 模不同的制造上的限制和特有的各种问题。
[0015] 基于上述情况，将专利文献1的光掩模直接转用于显示装置制造在现实上是有困 难的。另外，专利文献2记载的半色调型相移掩模有光强度分布比二元掩模提高的记载，但 其性能还有进一步提高的余地。
[0016] 因此，在使用显示装置制造用掩模的显示装置的制造方法中，期望克服上述问题 而稳定地进行微细图案向被转印体上的转印。于是，本发明的目的在于得到有利地适合 于显示装置制造用掩模的曝光环境、能够稳定地转印微细图案的优异的光掩模及其制造方 法。
[0017] 用于解决课题的手段
[0018] 为了解决上述课题，本发明具有下述构成。本发明为以下述构成1~14为特征的 光掩模、以下述构成15为特征的显示装置的制造方法。
[0019] (构成 1)
[0020] 本发明的构成1为一种光掩模，其具备形成在透明基板上的转印用图案，其特征 在于，上述转印用图案具有径为WlUm)的主图案、配置在上述主图案的附近且宽度为 cKym)的辅助图案、以及配置在形成有上述主图案和上述辅助图案的区域以外的低透光 部；透射上述主图案、且处于i线~g线的波长范围的代表波长与透射上述辅助图案的上述 代表波长的相位差大致为180度；将透射上述辅助图案的上述代表波长的光的透射率设为 T1 (% )、将透射上述低透光部的上述代表波长的光的透射率设为T3 (% )、将上述主图案的 中心与上述辅助图案的宽度方向的中心的距离设为Ρ(μπι)时，满足下述式（1)~（4)。
[0021] 0· 8 彡 W1 彡 4. 0... (1)
[0022] 0.5 彡 \? Γ 1 / 1 () d < 1.5·"(2)
[0023] 1· 0〈Ρ 彡 5· 0... (3)
[0024] Τ3〈Τ1 …（4)
[0025] (构成 2)
[0026] 本发明的构成2为如构成1所述的光掩模，其特征在于，上述辅助图案是在上 述透明基板上形成半透光膜而得到的，该半透光膜的对于上述代表波长的光的透射率为 Tl(% ) 〇
[0027] (构成 3)
[0028] 本发明的构成3为如构成2所述的光掩模，其特征在于，上述半透光膜的上述透射 率Tl(%)满足下述式（5)。
[0029] 30 彡 Τ1 彡 80 …（5)
[0030] (构成 4)
[0031] 本发明的构成4为如构成2或3所述的光掩模，其特征在于，上述辅助图案的宽度 d为1 ( μπι)以上。
[0032] (构成 5)
[0033] 本发明的构成5为如构成2~4中任一项所述的光掩模，其特征在于，上述主图案 是上述透明基板的主表面的一部分露出而形成的，上述辅助图案是在上述透明基板上形成 上述半透光膜而形成的，上述低透光部是在上述透明基板上将上述半透光膜和上述代表波 长的光的透射率为Τ2(% )的低透光膜按照上述顺序或相反的顺序层叠而形成的。
[0034] (构成 6)
[0035] 本发明的构成6如构成2~4中任一项所述的光掩模，其特征在于，上述主图案是 在上述透明基板的主表面上形成挖除部而形成，上述辅助图案是在上述透明基板上形成上 述半透光膜而形成的，上述低透光部是在上述透明基板上将上述半透光膜和上述代表波长 的光的透射率为Τ2(% )的低透光膜按照上述顺序或相反的顺序层叠而形成的。
[0036] (构成 7)
[0037] 本发明的构成7为如构成2~6中任一项所述的光掩模，其特征在于，上述半透光 膜由含有Zr、Nb、Hf、Ta、Mo和Ti中的至少一种以及Si的材料、或者含有这些材料的氧化 物、氮化物、氧氮化物、碳化物或氧氮碳化物的材料构成。
[0038] (构成 8)
[0039] 本发明的构成8为如构成1所述的光掩模，其特征在于，上述辅助图案是上述透明 基板露出而形成的。
[0040] (构成 9)
[0041] 本发明的构成9为如构成8所述的光掩模，其特征在于，上述主图案是在上述透 明基板的主表面上形成挖除部而形成的，上述辅助图案是上述透明基板的主表面的一部 分露出而形成的，上述低透光部是在上述透明基板上形成上述代表波长的光的透射率为 T3(%)的低透光膜而形成的。
[0042] (构成 10)
[0043] 本发明的构成10为如构成8所述的光掩模，其特征在于，上述主图案是上述透明 基板的主表面的一部分露出而形成的，上述辅助图案是在上述透明基板的主表面上形成 挖除部而形成的，上述低透光部是在上述透明基板上形成上述代表波长的光的透射率为 Τ3(%)的低透光膜而形成的。
[0044] (构成 11)
[0045] 本发明的构成11为如构成1~10中任一项所述的光掩模，其特征在于，其为用于 与上述主图案对应地在被转印体上形成转印径W2为3.0( μπι)以下（其中W1>W2)的孔图 案的光掩模。
[0046] (构成 12)
[0047] 本发明的构成12为如构成11所述的光掩模，其特征在于，将上述主图案的上述径 W1与上述被转印体上的上述转印径W2之差W1-W2设为偏差β ( μπι)时，满足下述式
[0048] 0. 2 ^ β ^ 1. 0- (6) 〇
[0049] (构成 13)
[0050] 本发明的构成13为如构成1~12中任一项所述的光掩模，其特征在于，上述低透 光部的对于上述代表波长的光的上述透射率T3(% )满足下述式
[0051] T3〈30 …（7)。
[0052] (构成 14)
[0053] 本发明的构成14为如构成1~12中任一项所述的光掩模，其特征在于，上述低透 光部实质上不透射上述代表波长的光。
[0054] (构成 15)
[0055] 本发明的构成15为一种显示装置的制造方法，其包括如下步骤：准备构成1~14 中任一项所述的光掩模的步骤；以及使用具有数值孔径（ΝΑ)为0. 08~0. 20且包含i线、h 线和g线中的至少一种的曝光光源的曝光装置对上述转印用图案进行曝光，在被转印体上 形成径W2为0. 6~3. 0 ( μ m)的孔图案的步骤。
[0056] 发明的效果
[0057] 根据本发明，能够提供有利地适合于显示装置制造用掩模的曝光环境、能够稳定 地转印微细图案的优异的光掩模及其制造方法。
【附图说明】
[0058] 图1是本发明的光掩模的一例的平面示意图。
[0059] 图2是本发明的光掩模的另一例的平面示意图（a)~（f)。
[0060] 图3是本发明的光掩模的层构成的例（a)~（f)。
[0061] 图4是示出本发明的光掩模的制造步骤的一例的截面示意图和平面示意图。
[0062] 图5是示出比较例1-1和1-2以及实施例1的光掩模的平面示意图、尺寸和由光 学模拟得到的转印性能的图。
[0063] 图6是示出使用比较例1-1和1-2以及实施例1的光掩模时（a)形成在被转印体 上的光强度的空间像以及（b)由此形成的抗蚀剂图案的截面形状的图。
[0064] 图7是示出比较例2-1和2-2以及实施例2的光掩模的平面示意图、尺寸和由光 学模拟得到的转印性能的图。
[0065] 图8是示出使用比较例2-1和2-2以及实施例2的光掩模时（a)形成在被转印体 上的光强度的空间像以及（b)由此形成的抗蚀剂图案的截面形状的图。
【具体实施方式】
[0066] 光掩模所具有的转印用图案的⑶(Critical Dimension，临界尺寸，以下以图案线 宽的含义使用）微细化时，将其精确地转印到被转印体（待进行蚀刻加工的薄膜等，也称为 被加工体）上的步骤变得更加难以实施。显示装置