[發明專利]多色調光掩模、多色調光掩模的制造方法和圖案轉印方法

無效

• 申請號: 201010238214.4
• 申請日: 2010-07-23
• 公開（公告）號: CN101963753A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 柳井涼一;三好將之
• 申請（專利權）人: HOYA株式會社
• 主分類號: G03F1/14
• 分類號: G03F1/14;G03F1/08;G03F7/20
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;張志楠

技術領域

本發明涉及用于例如制造液晶顯示裝置等平板顯示器(Flat?Panel?Display：以下稱為FPD)等的多色調光掩模(多階調フオトマスク)、該多色調光掩模的制造方法和圖案(パタ一ン)轉印(転)方法。

背景技術

例如，液晶顯示裝置中使用的TFT(薄膜晶體管)基板是使用在透明基板上形成有由遮光部和透光部構成的轉印圖案的光掩模，經過例如5次～6次的光刻工序而制造的。近年來，為了減少光刻工序數，開始使用在透明基板上形成有包含遮光部、半透光部、透光部的轉印圖案的多色調光掩模(參照日本特開2007-249198號公報)。

發明內容

上述的多色調光掩模中，已知有在其半透光部形成有具有所期望的曝光光透過率的半透光膜的多色調光掩模。通常，在制造各種FPD用掩模時，半透光部的透過率(中心值和分布的容許范圍)作為規格(仕様)而被確定，例如，有時以i線的透過率作為代表波長，相對于該波長的透過率被指定為規格，等等。該規格根據掩模用戶將要進行的薄膜加工的條件來確定。特別地，對于掩模用戶來說，為了以良好的重現性在已經確定的薄膜加工條件的范圍內進行準確的加工，精確地控制掩模的透過率是非常重要的。另一方面，準備各種各樣的透過率規格的光掩模時，為了獲得目標透過率，需要對使用的半透光膜的材料組成和膜厚分別進行選擇。在此，若為了對半透光膜的透過率進行微調，而選擇新穎的材料組成，則效率低，從這一觀點出發，可以考慮的是在確定材料組成后通過膜厚來調整半透光膜的透過率。然而，通過這種調整來可靠地滿足(充足)各掩模所規定的透過率規格(中心值、分布)未必是容易的。

于是，通過本發明人的研究，發現在FPD用多色調光掩模的制造中，不僅考慮某波長下半透光部的透過率控制，還考慮該透過率波長依賴性(波長依存性)來選擇最佳方案，這對于掩模用戶來說是極其重要的。

掩模用戶使用的曝光機所具備的光源通常照射i線～g線的范圍的光，存在由裝置產生的個體差異，有的i線的強度相對大，有的g線的強度相對大，并且光源有時會隨時間變化。因此，根據所使用的曝光機的不同，被照射至多色調光掩模的曝光光的波長分布不同，受這些影響，設于被轉印體上的抗蝕劑膜接受到的光的強度(曝光光量)會發生變化。也就是說，被轉印體上得到的抗蝕劑圖案的形狀、殘膜量會根據曝光光的波長分布而變化。

僅憑這一點也可以認為，用于多色調光掩模的半透光膜優選透過率的波長依賴性小(即曝光波長范圍中的透過率的波長依賴性的曲線平坦)。但是，根據本發明人的發現，這樣的半透光膜不一定是有利的。

例如，欲利用曝光機將多色調光掩模所形成的轉印圖案轉印至被轉印體上的抗蝕劑膜時，根據轉印圖案所包含的圖案的線寬的不同，實際到達抗蝕劑的曝光光的強度是不同的。這是因為，上述圖案的線寬變得微小，越接近曝光光的波長，曝光光越不析像(解像)。即，例如在包含不足10μm的線寬的轉印圖案的情況下，曝光光的波長范圍中，越是長波長側(g線側)的光，越不易使該圖案析像，到達抗蝕劑膜的光強度越小。

因此，僅使用精確控制了代表波長(例如i線)下的透過率的半透光膜時，不能確定通過使用掩模的圖案轉印而得到的抗蝕劑圖案形狀，而且即使使用透過率的波長依賴性小的膜材料，實際的抗蝕劑圖案形狀也不穩定。

另一方面，多色調光掩模的半透光部中使用的半透光膜具有源于其材料的分光透過特性。由此，在曝光光波長(包含i線～g線)的范圍內，選擇具有所期望的透過率的波長依賴性的半透光膜及其膜厚，則不僅能夠得到想要獲得的透過率，還能抵消或緩和上述的由圖案線寬所致的波長依賴性、曝光條件的分光特性，穩定地在被轉印體上形成具有所期望的抗蝕劑殘膜的抗蝕劑圖案。換而言之，對于具有規定的圖案線寬、具有規定的透過率(膜固有的透過率)的半透光膜，有用的方式是減小使用該半透光膜所形成的半透光部的、有效曝光光透過率的波長依賴性，為此需要將所使用的膜的透過率和波長依賴性分別控制在所期望值的范圍內的自由度。

另外，當將一旦確立的被轉印體(薄膜等)的加工條件保持不變而尋求新的多色調光掩模時，需要獲得與現有的光掩模具有相等的分光特性的多色調光掩模。這種情況下，并非僅減少多色調光掩模所具有的透過率波長依賴性，而將其控制在所期望的值的范圍內也是有用的。

即，發現了將半透光部的透過率的絕對值和其波長依賴性同時控制在所期望的范圍是有利的。