光掩模、光掩模的制造方法以及图案的转印方法
【专利说明】光掩模、光掩模的制造方法以及图案的转印方法
[0001 ] 本申请是申请号为201310208301.9、申请日为2013年5月30日、发明名称为“光掩模、光掩模的制造方法以及图案的转印方法”的申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及能够高精度地转印细微的转印用图案的光掩模、使用了该光掩模的图案转印方法、以及平板显示器的制造方法。另外，本发明涉及为了形成用于平板显示器的制造的光掩模的光掩模坯体。
【背景技术】
[0003]在以液晶显示装置为代表的平板显示器的制造中，有通过形成更细微的图案来实现画质的提高的需求。
[0004]在专利文献I记载有在用于液晶显示装置制造的曝光条件下，对以往不能够析像的细微图案进行析像，获得更精细的转印图像的光掩模。
[0005]在专利文献2记载有对遮光膜进行图案化，使相对于i线具有180度的相位差的膜厚的相移层覆盖遮光膜而形成的相移掩模。在专利文献2记载了通过该相移掩模，能够形成细微并且高精度的图案。
[0006]专利文献I:日本特开2009 — 42753号公报
[0007]专利文献2:日本特开2011 —13283号公报
[0008]近些年，期望平板显示器的布线图案的细微化。而且，这样的细微化不仅关系到平板显示器的亮度的提高、反应速度的提高这样的图像品质的提升，而且从节能的观点来看，也有优点。随之，对用于平板显示器的制造的光掩模也要求细微的线宽精度。然而，单纯地对光掩模的转印用图案进行细微化，从而对平板显示器的布线图案进行细微化并不容易。
[0009]本发明者们发现，若对形成于光掩模的转印用图案进行细微化，则存在以下问题。例如，若对具备透光部和遮光部的所谓二元掩模的图案进行细微化，并且遮光部以及透光部的尺寸(线宽)变小，则经由透光部照射于形成在被转印体上的抗蚀剂膜的透过光的光量降低。图1示出该状态。
[0010]这里，以图1(a)所示的、利用遮光膜形成的线和空间图案为例进行说明。图1(b)示出在图1 (a)所示的线和空间图案中，使间距P逐渐减小(与此对应，线宽ML与空间宽度MS逐渐减小)时，在形成于被转印体上的抗蚀剂膜上产生的透过光的光强度分布。如图1(b)所示，可知将间距P从8μπι(线宽4.8μ??，空间宽度3.2μπ0逐渐细微化到4μ??(线宽2.8μ??，空间宽度1.2μπ0时，光强度分布的波型曲线的峰值位置显著降低。并且，这里分别将线宽ML和空间宽度MS相对于间距P设定为Ρ/2+0.8μπι、Ρ/2 — 0.8μπι。
[0011]图2示出使间距P细微化时的、被转印体上的抗蚀剂膜所形成的抗蚀图案的剖面形状。该情况下，可以理解为在间距P达到5μπι(线宽3.3μπι，空间宽度I.7μπι)的时间点，用于在抗蚀图案上形成线和空间图案形状的光量不足，不能够形成用于后工序的蚀刻掩模的抗蚀图案(参照图2(d))。
[0012]因此，作为提高转印时的析像度，进行更细微的图案化的方法，考虑以往作为LSI制造用的技术而开发的、使用了曝光装置的数值孔径扩大、单一波长、并且短波长的曝光。然而，在应用这些技术的情况下，需要庞大的投资和技术开发，不能取得与市场所提供的液晶显示装置的价格的匹配性。
[0013]然而，针对如图1(b)所示，光强度分布的波型曲线的峰值位置显著降低的现象，作为用于弥补该光量不足的方法，考虑增加曝光装置的照射光量。若照射光量增加，则透过空间部的光量增大，所以能够优化抗蚀图案的形状，即能够分离成线和空间图案的形状(参照图2(e))。然而，为此而将曝光装置的光源变更为大光量并不现实，所以必须大幅增加曝光时的扫描曝光时间。实际上，为了使抗蚀图案如图2(e)所示那样分离，与图2(d)的情况相比，需要其1.5倍的照射光量。
[0014]然而，上述专利文献I所记载的光掩膜是通过对形成在透明基板上的半透光膜进行图案化而形成了规定的图案的、具有透光部和半透光部的光掩模，在利用透过了该光掩模的曝光光在被转印体上形成线宽小于3μπι的转印图案的光掩模中，包括由上述透光部或者上述半透光部的至少一方具有小于3μπι的线宽部分的、上述透光部和上述半透光部构成的图案。
[0015]根据专利文献I所记载的光掩模，能够抑制在图1(b)中显著产生的透光部的峰值位置的降低，能够形成线和空间图案形状的抗蚀图案。这意味着通过在透明基板上形成的半透光膜的图案辅助包括透光部的转印用图案整体的透过光量，能够使其达到可使抗蚀剂(这里是正型抗蚀剂P/R)图案化的所需要的光量。
[0016]这样，根据上述专利文献I所记载的光掩模，能够形成在以往的LCD(LiquidCrystal Display:液晶显示器)用曝光装置中不能析像的小于3μπι的图案。然而，产生进一步提高该图案化稳定性以及精度的需要。
[0017]在专利文献2记载有根据专利文献2所记载的光掩模，能够通过相位的反转作用形成光强度最小的区域，使曝光图案更清晰。但根据本发明者们的研究，根据通过LCD用曝光装置在被转印体上所得到的光强度分布，在确保用于使抗蚀剂膜感光的足够的曝光光量，以及提高对比度的点上存在改善的余地，发现图案越细微化该点越重要。
【发明内容】
[0018]鉴于上述情况，本发明的目的在于提出一种能够可靠精致地转印细微图案的光掩模、转印方法、以及平板显示器的制造方法。
[0019]本发明是以下述构成I?8为特征的光掩模、以下述构成9为特征的图案转印方法、以下述构成10为特征的平板显示器的制造方法、以及以下述构成11为特征的光掩模坯体。
[0020](构成I)
[0021]本发明涉及在透明基板上形成有包括至少对曝光光的一部分进行遮挡的遮光部、和上述透明基板露出的透光部的转印用图案的光掩模，其特征在于，上述遮光部具有以规定宽度沿上述遮光部的外周形成的边缘区域、和在上述遮光部形成于上述边缘区域以外的部分的中央区域，上述中央区域形成为相对于透过上述透光部的上述曝光光所包含的代表波长的光具有大致180度的相移量，上述边缘区域形成为与上述中央区域相比，相对于上述代表波长的光的相移量较小，并且在上述边缘区域形成有相对于上述代表波长的光具有50%以下的透过率的光学膜。
[0022 ]本发明的光掩模能够在上述的构成I适当地组合下述构成2?8。
[0023](构成2)
[0024]在本发明的光掩模中，在上述中央区域也形成有光学膜，上述中央区域的光学膜是相对于上述代表波长的光具有大致180度的相移量的相移膜。
[0025](构成3)
[0026]在本发明的光掩模中，上述边缘区域的光学膜是层叠了相对于上述代表波长的光具有大致180度的相移量的相移膜、和相对于上述代表波长的光具有80%以下的透过率的透过调整膜而成的光学膜。
[0027](构成4)
[0028]在本发明的光掩模中，上述透过调整膜相对于上述代表波长的光的透过率为0.1 %以上，并且相对于上述代表波长的光具有90?270度的相移量。
[0029](构成5)
[0030]在本发明的光掩模中，上述透过调整膜相对于上述代表波长的光的透过率小于
0.1%。
[0031](构成6)
[0032]在本发明的光掩模中，上述相移膜相对于上述代表波长的光的透过率为20%以上。
[0033](构成7)
[0034]在本发明的光掩模中，上述遮光部或者上述透光部的宽度为3μπι以下。
[0035](构成8)
[0036]在本发明的光掩模中，上述转印用图案为线和空间图案。
[0037](构成9)
[0038]本发明涉及图案转印方法，其特征在于，使用上述构成I?8的任意一个所记载的光掩模，并使用曝光装置将上述转印用图案转印到被转印体上。
[0039](构成10)
[0040]本发明涉及平板显示器的制造方法，其特征在于，使用构成9所记载的转印方法。
[0041](构成11)
[0042]本发明涉及用于形成制造平板显示器所使用的光掩模的光掩模坯体，其特征在于，在透明基板上层叠有相对于曝光上述光掩模时的曝光光所包含的代表波长的光具有20%以上的透过率以及大致180度的相移量的相移膜、和相对于上述代表波长的光具有80%以下的透过率以及90?270度的相移量的透过调整膜。
[0043](构成12)
[0044]本发明涉及用于形成制造平板显示器所使用的光掩模的光掩模坯体，其特征在于，在透明基板上具有层叠相移膜和透过调整膜而成的层叠膜，上述相移膜相对于曝光上述光掩模时的曝光光所包含的代表波长的光具有20%以上的透过率以及90?270度的相移量，上述层叠膜相对于上述代表波长的光具有50%以下的透过率以及±90度以内的相移量。
[0045]根据本发明，能够获得能够可靠精致地转印细微图案的光掩模、转印方法、以及平板显示器的制造方法。具体而言，能够消除细微图案化引起的透过光的光量不足，或者进一步节减曝光所需要的照射光量，并且作为蚀刻掩模形成良好形状的抗蚀图案。
【附图说明】
[0046]图1(a)是表示二元掩模的线和空间图案的示意图，其中，MS表示空间宽度，ML表示线宽，P表示间距，图1 (b)是表示在将图1 (a)的间距P逐渐从8μπι减小到4μπι的情况下，照射到形成在被转印体上的抗蚀剂膜上的透过光的光强度分布的图表，其中，NA 0.08,σ 0.8波长g/h/i = 1:1:1，P/R_厚度1.5ym，P/R正型-酚醛树脂(例示)。
[0047]图2(a)?(d)是表不由图1(b)的光强度分布中的间距P= 8?5μηι的线和空间图案的透过光形成的抗蚀图案的剖面形状。图2(e)表示在与图2(d)相同的间距Ρ = 5μπι下，使曝光装置的照射光量增加至I.5倍时的抗蚀图案的剖面形状。
[0048]图3(a)是表示本发明的光掩模的构成的一个例子的剖面示意图。图3(b)是透过了< I >透光部