光掩模和显示装置的制造方法_3

文档序号:9707536阅读:来源:国知局
[0112] 如上所述,图1所示的光掩模的主图案为正方形,但本发明不限于此。例如,如图2 所例示,光掩模的主图案可以为包括八边形、圆在内的旋转对称的形状。并且,可以使旋转 对称的中心为成为上述P的基准的中心。
[0113] 另外,图1所示的光掩模的辅助图案的形状为八边形带,但本发明不限于此。辅助 图案的形状优选为使相对于孔图案的中心成3次以上对称的旋转对象的形状具有一定的 宽度而得到的形状。优选的主图案和辅助图案的形状为图2(a)~(f)中例示的形状,主图 案的设计与辅助图案的设计可以将图2(a)~(f)的不同形状进行相互组合。
[0114] 例如,可以例示辅助图案的外周为正方形、正六边形、正八边形、正十边形等正多 边形(优选为正2n边形,在此η为2以上的整数)或圆形的情况。并且,作为辅助图案的 形状,优选为辅助图案的外周与内周大致平行的形状,即,优选为大致具有一定宽度的正多 边形或圆形的带之类的形状。将该带状的形状称为多边形带或圆形带。作为辅助图案的形 状,优选为这样的正多边形带或圆形带包围主图案的周围的形状。此时,能够使主图案的透 射光与辅助图案的透射光的光量的平衡为大致同等的程度,因此容易得到用于获得本发明 的作用效果的光的相互作用。
[0115] 特别是在将本发明的光掩模作为显示装置制造用的光掩模来使用的情况下,即, 在将本发明的光掩模与显示装置制造用的光致抗蚀剂组合使用的情况下,能够降低被转印 体上与辅助图案对应的部分的抗蚀剂损失。
[0116] 或者,辅助图案的形状也可以为上述多边形带或圆形带的一部分缺失而未完全包 围主图案周围的形状。例如,如图2(f)所示,辅助图案的形状可以为四边形带的角部缺失 的形状。
[0117] 需要说明的是,只要不妨碍本发明的效果,也可以在本发明的主图案、辅助图案的 基础上附加地使用其他图案。
[0118] 以下,参照图4对于本方式的光掩模的制造方法的一例进行说明。
[0119] 如图4(a)所示,准备光掩模坯。
[0120] 该光掩模坯中,在由玻璃等构成的透明基板上依次形成有半透光膜和低透光膜, 进而涂布有第1光致抗蚀剂膜。
[0121] 半透光膜为如下的膜:位于透明基板的主表面上,在以i线、h线、g线中的任意一 种作为代表波长时,其透射率为30~80 (% )(将T1 (% )作为透射率时,30$ T1 < 80)、更 优选为40~75 (%),且对于该代表波长的相移量大致为180度。利用这样的半透光膜,能 够使由透光部构成的主图案与由半透光部构成的辅助图案之间的透射光相位差大致为180 度。这样的半透光膜使处于i线~g线的波长范围内的代表波长的光的相位偏移大致180 度。作为半透光膜的成膜方法,可以应用溅射法等公知的方法。
[0122] 半透光膜满足上述的透射率和相位差,并且,如下所述,优选由能够进行湿式蚀刻 的材料构成。但是,湿式蚀刻时产生的侧面蚀刻的量过大时,会发生CD精度劣化、由底切导 致上层膜破坏等不良情况,因此,膜厚的范围优选为2000人以下。例如为300~2000A的范 围,更优选为300~18.00A。.在此,⑶为Critical Dimension(临界尺寸),在本说明书中以 图案线宽的含义使用。
[0123] 另外,为了满足这些条件,优选半透光膜材料对曝光光中含有的代表波长(例如h 线)的折射率为1. 5~2. 9。更优选为1. 8~2. 4。
[0124] 此外,为了充分发挥相移效果,优选湿式蚀刻所产生的图案截面(被蚀刻面)相对 于透明基板主表面接近于垂直。
[0125] 考虑上述性质时,作为半透光膜的膜材料,可以由含有2厂他、批、了&、1〇、11中的 至少一种和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。
[0126] 在光掩模还的半透光膜上,形成低透光膜。作为成膜方法,可以与半透光膜的情况 同样地应用溅射法等公知的方法。
[0127] 光掩模坯的低透光膜可以为实质上不透射曝光光的遮光膜。或者,可以为对于曝 光光的代表波长具有规定的低透射率的低透光膜。本发明的光掩模的制造中使用的低透光 膜对于处于i线~g线的波长范围的代表波长的光具有比半透光膜的透射率T1 (%)低的 透射率T2(% )。T2可以实质上为零(0.01以下)。
[0128] 另一方面,在低透光膜能够透射曝光光的情况下,要求低透光膜对于曝光光的透 射率和相移量能够达到本发明的光掩模的低透光部的透射率和相移量。优选在低透光膜与 上述半透光膜的层叠状态下对曝光光代表波长的光的透射率Τ3(% )为0. 01灯3〈30、优选 0.01灯3<20,此外,相移量印3为90(度)以下、更优选为60(度)以下。
[0129] 作为单一的低透光膜的性质,优选实质上不透射上述代表波长的光或者具有小于 30(% )的透射率(Τ2(% ))(即,0〈Τ2〈30)、且相移量(φ2)大致为180度。大致为180度是 指120度~240度。优选相位差φ?为150~210 (度)、更优选为170~190 (度)。
[0130] 光掩模坯的低透光膜的材料可以为Cr或其化合物(氧化物、氮化物、碳化物、氧氮 化物或氧氮碳化物),或者也可以为含有Mo、W、Ta、Ti的金属的硅化物或该硅化物的上述化 合物。但是,光掩模坯的低透光膜的材料优选为能够与半透光膜同样地进行湿式蚀刻、且对 于半透光膜的材料具有蚀刻选择性的材料。即,优选低透光膜对半透光膜的蚀刻剂具有耐 性、并且半透光膜对低透光膜的蚀刻剂具有耐性。
[0131] 在光掩模坯的低透光膜上进一步涂布第1光致抗蚀剂膜。本发明的光掩模优选利 用激光描绘装置进行描绘,因此,使用适合与此的光致抗蚀剂。第1光致抗蚀剂膜可以为正 型也可以为负型,以下,以正型来进行说明。
[0132] 接着,如图4 (b)所示,对于第1光致抗蚀剂膜,使用描绘装置根据基于转印用图案 的描绘数据进行描绘(第1描绘)。然后,以通过显影得到的第1抗蚀剂图案作为掩模,对 低透光膜进行湿式蚀刻。由此,划定作为低透光部的区域,并且划定由低透光部包围的辅助 图案(低透光膜图案)的区域。用于进行湿式蚀刻的蚀刻液(湿式蚀刻剂)可以使用适合 于所使用的低透光膜的组成的公知的蚀刻液。例如,若为含有Cr的膜,则可以使用硝酸铈 铵等作为湿式蚀刻剂。
[0133] 接着,如图4(c)所示,将第1抗蚀剂图案剥离。
[0134] 接着,如图4(d)所示,在包括所形成的低透光膜图案在内的整个面上涂布第2光 致抗蚀剂膜。
[0135] 接着,如图4 (e)所示,对第2光致抗蚀剂膜进行第2描绘,形成通过显影而形成的 第2抗蚀剂图案。以该第2抗蚀剂图案和上述低透光膜图案作为掩模,进行半透光膜的湿 式蚀刻。通过该蚀刻(显影),形成由透明基板所露出的透光部构成的主图案的区域。需要 说明的是,关于第2抗蚀剂图案,优选以如下方式对第2描绘的描绘数据进行尺寸控制:第 2抗蚀剂图案覆盖作为辅助图案的区域且在由透光部构成的形成主图案的区域具有开口, 并且,使低透光膜的边缘从该开口处露出。由此,可吸收在第1描绘与第2描绘之间相互产 生的对位偏移,能够防止转印用图案的CD精度的劣化。这是利用低透光膜和半透光膜的材 料所具有的对彼此的膜的蚀刻选择性而得到的效果。
[0136] 需要说明的是,本方式的光掩模中,也可以利用不具有蚀刻选择性而具有共同的 蚀刻特性的材料构成半透光膜和低透光膜、并在两膜之间设置蚀刻阻止膜。
[0137] SP,通过以这样的方式进行第2描绘时的第2抗蚀剂图案的尺寸控制,想要在被转 印体上形成孤立孔图案时,遮光膜与半透光膜的图案化不会产生错位,因此,在图1所例示 的转印用图案中,能够精致地使主图案和辅助图案的重心一致。
[0138] 半透光膜用的湿式蚀刻剂根据半透光膜的组成来适当选择。
[0139] 接着,如图4(f)所示,将第2抗蚀剂图案剥离,完成图1所示的本发明的光掩模。
[0140] 在显示装置用光掩模的制造中,作为对形成在透明基板上的遮光膜等光学膜进行 图案化时所应用的蚀刻,有干式蚀刻和湿式蚀刻。可以采用任意一种蚀刻,但在本发明中, 湿式蚀刻特别有利。这是因为,显示装置用的光掩模的尺寸比较大,存在更多种类的尺寸。 在这样的光掩模的制造时,如果应用使用真空腔室的干式蚀刻,对干式蚀刻装置的尺寸、制 造步骤会产生效率不良的情况。
[0141] 但是,也存在在这样的光掩模的制造时应用湿式蚀刻所带来的问题。湿式蚀刻具 有各向同性蚀刻的性质,因此,在想要沿深度方向对规定的膜进行蚀刻而使其溶出时,在垂 直于深度方向的方向也会进行蚀刻。例如,在对膜厚为F(nm)的半透光膜进行蚀刻而形成 狭缝时,作为蚀刻掩模的抗蚀剂图案的开口仅比所期望的狭缝宽度小2F(nm)(即,单侧为 F (nm)),但越是微细宽度的狭缝,越难以维持抗蚀剂图案开口的尺寸精度。因此,使辅助图 案的宽度d为1(μηι)以上、优选为1.3(μηι)以上是有用的。
[0142] 另外,在上述膜厚F(nm)大的情况下,侧面蚀刻量也增大,因此,使用即使膜厚小 也具有大致为180度的相移量的膜材料是有利的,其结果,可以期望半透光膜对该波长的 折射率高。因此,优选使用对上述代表波长的折射率为1. 5~2. 9、优选为1. 8~2. 4的材 料来制成半透光膜。
[0143] 另外,作为图1所示的本发明的光掩模,除了上述方式以外,还有利用不同的层构 成发挥同样的光学作用效果的光掩模。
[0144] 本发明的第2方式具有截面示于图3(b)的层构成。该光掩模的平面示意图与上 述第1方式同样地如图1所示,但以截面来看时的层叠结构不同。即,在图3(b)所示的低 透光部,低透光膜与半透光膜的层叠顺序上下相反,低透光膜配置在基板侧。
[0145] 这种情况下,作为本发明的光掩模的图案的设计及其各参数、以及由它们带来的 光学作用效果与第1方式的光掩模同样,可应用图2所示的变形例作为设计这一点也相同。 另外,所使用的膜材料的物性也可以相同。
[0146] 但是,第2方式的光掩模中,在制造方法上在以下方面与第1方式存在若干差异, 为此,所使用的膜材料也不一定需要与第1方式相同。
[0147] 例如,在第1方式中,如图4(a)所示,准备半透光膜与低透光膜层叠而成的光掩模 坯,对其应用2次光刻步骤,制造成光掩模,而在第2方式中,需要准备在透明基板上仅形成 有低透光膜的光掩模坯。
[0148] 然后,首先对该低透光膜进行蚀刻,形成低透光膜图案。接着,在形成有该低透光 膜图案的基板的整个面上形成半透光膜,对其进行图案化。这种情况下,优选选择与第1方 式同样地能够利用湿式蚀刻进行图案化的材料。但是,本方式中,低透光膜和半透光膜不是 必须对彼此的蚀刻剂具有耐性。即,即使两膜相互不具有蚀刻选择性,也可以进行蚀刻。因 此,关于材料的选择,比第1方式的自由度高。
[0149] 接着,参照图3(c)对本发明的光掩模的第3方式进行说明。该方式中,平面示意 图也与图1同样,另外,除了如下方面以外,图案的设计及其各参数、以及由它们带来的光 学作用效果与第1方式的光掩模同样,可应用图2所示的变形例作为设计这一点也同样。
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