JP2020140207A - Photomask, method for manufacturing photomask, and method for manufacturing display apparatus - Google Patents
Photomask, method for manufacturing photomask, and method for manufacturing display apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020140207A JP2020140207A JP2020025067A JP2020025067A JP2020140207A JP 2020140207 A JP2020140207 A JP 2020140207A JP 2020025067 A JP2020025067 A JP 2020025067A JP 2020025067 A JP2020025067 A JP 2020025067A JP 2020140207 A JP2020140207 A JP 2020140207A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- photomask
- film
- shielding
- rim
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 52
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 136
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 34
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 13
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- -1 silicide compound Chemical class 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/29—Rim PSM or outrigger PSM; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
- G03F1/80—Etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子デバイスを製造するためのフォトマスクであって、特に表示装置製造用に好適なフォトマスク、及び、その製造方法に関する。本発明はまた、上記フォトマスクを用いた、表示装置の製造方法に関する。ここで、表示装置は、最終的な表示装置製品を構成するためのデバイスを含む。 The present invention relates to a photomask for manufacturing an electronic device, particularly suitable for manufacturing a display device, and a method for manufacturing the photomask. The present invention also relates to a method for manufacturing a display device using the above photomask. Here, the display device includes a device for forming the final display device product.
例えば、特許文献１には、露光光を遮光する遮光領域と、露光光を透過する透光領域と、露光光の一部を透過する半透光領域とを持つ多階調フォトマスクが記載されている。このような多階調フォトマスクを用いて被転写体上のレジスト膜（ポジ型フォトレジスト）に所望のパターンを転写する場合、半透光領域を介して照射される光量は、透光領域を介して照射される光量よりも少ない。このため、レジスト膜を現像すると、照射された光量に応じてレジスト膜の残膜値（残膜の厚さ）が異なるレジストパターンが形成される。すなわち、多階調フォトマスクの半透光領域を介して光が照射された領域のレジスト残膜値は、遮光領域を介して光が照射された領域のレジスト残膜値よりも薄くなる。 For example, Patent Document 1 describes a multi-gradation photomask having a light-shielding region that blocks exposure light, a translucent region that transmits exposure light, and a semi-transmissive region that transmits a part of exposure light. ing. When a desired pattern is transferred to a resist film (positive photoresist) on a transfer object using such a multi-gradation photomask, the amount of light emitted through the semitransmissive region is the translucent region. Less than the amount of light emitted through. Therefore, when the resist film is developed, a resist pattern having a different residual film value (thickness of the residual film) of the resist film is formed according to the amount of irradiated light. That is, the resist residual film value in the region irradiated with light through the semitransparent region of the multi-gradation photomask is thinner than the resist residual film value in the region irradiated with light through the light-shielding region.
このように、領域によってレジスト残膜値が異なるレジストパターンを形成可能な、多階調フォトマスクを用いると、表示装置の製造において、使用するフォトマスクの枚数を減少させることができ、生産効率を上げ、コストを下げることができる。 In this way, by using a multi-gradation photomask capable of forming a resist pattern having a different resist residual film value depending on the region, the number of photomasks used in the manufacture of the display device can be reduced, and the production efficiency can be improved. It can be raised and the cost can be lowered.
上記の多階調フォトマスクは、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示装置に適用される、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造に用いられている。この場合、ＴＦＴのソース・ドレイン（Ｓ／Ｄ）電極とその間にあるチャネル領域を、一つのフォトマスクによって、一回のフォトリソグラフィ工程によって、形成することができる。 The above multi-gradation photomask is used in the manufacture of thin film transistors (TFTs) applied to display devices such as liquid crystal display devices and organic EL display devices. In this case, the source / drain (S / D) electrodes of the TFT and the channel region between them can be formed by one photomask and one photolithography step.
現在、表示装置においては、画素密度の増加に伴ない、高精細化の動向が顕著である。また、携帯端末においては、特に、明るさ、省電力の性能が要求される。そして、これらを実現するため、製造工程に用いられるフォトマスクのパターンも、微細化が強く求められている。 At present, in display devices, the trend toward higher definition is remarkable as the pixel density increases. In addition, mobile terminals are particularly required to have brightness and power saving performance. In order to realize these, the pattern of the photomask used in the manufacturing process is also strongly required to be miniaturized.
ところで、表示装置に比べて、集積度が高く、パターンの微細化が顕著に進んだ半導体装置（ＬＳＩ）製造用フォトマスクの分野では、高い解像性を得るために、露光装置には高い開口数ＮＡ（例えば０．２を越えるＮＡ）の光学系を適用し、露光光の短波長化がすすめられてきた経緯がある。その結果、この分野では、ＫｒＦやＡｒＦのエキシマレーザー（それぞれ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍの単一波長）が多用されるようになった。 By the way, in the field of photomasks for manufacturing semiconductor devices (LSIs), which have a higher degree of integration and remarkably miniaturized patterns than display devices, the exposure device has a high numerical aperture in order to obtain high resolution. There is a history that the wavelength of the exposure light has been shortened by applying an optical system having a numerical aperture of several NA (for example, NA exceeding 0.2). As a result, KrF and ArF excimer lasers (single wavelengths of 248 nm and 193 nm, respectively) have come to be widely used in this field.
その一方、表示装置製造用のリソグラフィ分野では、解像性向上のために、上記の手法が適用される動向にはならなかった。例えばこの分野で用いられる露光装置がもつ光学系のＮＡ（開口数）は、０．０８〜０．１５程度である。また、露光光源もｉ線、ｈ線、又はｇ線が主として用いられ、主にこれらを含む波長域をもつ光源を使用することで、大面積（例えば、主表面の一辺が３００〜２０００ｍｍの四角形）を照射するための光量を得て、生産効率やコストを重視する傾向が強い。 On the other hand, in the field of lithography for manufacturing display devices, the above method has not been applied in order to improve the resolution. For example, the NA (numerical aperture) of the optical system of the exposure apparatus used in this field is about 0.08 to 0.15. In addition, i-line, h-line, or g-line is mainly used as the exposure light source, and by using a light source having a wavelength range mainly including these, a large area (for example, a quadrangle having a side of the main surface of 300 to 2000 mm) is used. ) Is obtained, and there is a strong tendency to emphasize production efficiency and cost.
生産効率向上の有効な手段として、特許文献１に記載された多階調フォトマスクは非常に有用である。例えば、表示装置の駆動を制御するＴＦＴ、すなわちＳ／Ｄ（ソース・ドレイン）及びチャネルを形成する工程は、表示装置の生産工程の中でも肝要な部分であるが、多階調フォトマスクを使用することができる。一方、携帯端末の画質や動作速度、省電力などへの強いニーズに伴い、パターンの微細化ニーズが顕著である。例えば、上記ＴＦＴにおけるチャネル幅（Ｃｈａｎｎｅｌ ｌｅｎｇｔｈ）の設計寸法は、益々微細化される傾向にある。 The multi-gradation photomask described in Patent Document 1 is very useful as an effective means for improving production efficiency. For example, a TFT that controls the drive of a display device, that is, a process of forming an S / D (source / drain) and a channel, which is an important part in the production process of the display device, uses a multi-gradation photomask. be able to. On the other hand, with strong needs for image quality, operating speed, power saving, etc. of mobile terminals, there is a remarkable need for pattern miniaturization. For example, the design dimension of the channel width in the TFT tends to be further miniaturized.
従って、こうした難度の高いパターンを、確実に、効率よく転写できるフォトマスクが強く望まれている。 Therefore, there is a strong demand for a photomask that can reliably and efficiently transfer such a difficult pattern.
そこで、表示装置製造用として用いられる露光装置の性能を活かしつつ、フォトマスクに新たな機能を搭載することによって、従来以上に微細なパターンを、被転写体上に確実に安定して転写し、良好なプロファイルをもつレジストパターンを形成し得る手段について、本発明者は検討し、本発明を完成した。 Therefore, by incorporating a new function into the photomask while taking advantage of the performance of the exposure device used for manufacturing display devices, a finer pattern than before can be reliably and stably transferred onto the transferred object. The present inventor has studied a means capable of forming a resist pattern having a good profile and completed the present invention.
（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
露光により、複数の異なる残膜値をもつレジストパターンを被転写体上に形成するために、透光部、遮光部、および半透光部を含む転写用パターンをもつ、表示装置製造用のフォトマスクにおいて、
前記透光部は、透明基板が露出してなり、
前記遮光部は、
前記透明基板上に少なくとも遮光膜が形成された完全遮光部と、
前記完全遮光部の外縁に接して形成され、前記透明基板上に半透光性のリム形成膜が形成されてなる幅γのリム部とを有し、
前記半透光部は、前記遮光部に挟まれ、前記透明基板が、所定幅αで露出してなり、
前記幅αは、前記半透光部の露光光透過率が、前記透光部の露光光透過率よりも小さくなるように設定され、
前記リム形成膜は、露光光の代表波長の光に対する透過率Ｔｒが５〜６０（％）、かつ前記代表波長の光に対する位相シフト量が９０度以下である、フォトマスクである。
(First aspect)
The first aspect of the present invention is
A photo for manufacturing a display device, which has a transfer pattern including a light-transmitting portion, a light-shielding portion, and a semi-transmissive portion in order to form a resist pattern having a plurality of different residual film values on the transferred object by exposure. In the mask
The transparent substrate is exposed in the translucent portion, and the transparent substrate is exposed.
The light-shielding portion
A completely light-shielding portion in which at least a light-shielding film is formed on the transparent substrate,
It has a rim portion having a width γ formed in contact with the outer edge of the completely light-shielding portion and having a translucent rim-forming film formed on the transparent substrate.
The semi-transmissive portion is sandwiched between the light-shielding portions, and the transparent substrate is exposed with a predetermined width α.
The width α is set so that the exposure light transmittance of the semitransparent portion is smaller than the exposure light transmittance of the translucent portion.
The rim forming film is a photomask in which the transmittance Tr of the exposure light with respect to the light of the representative wavelength is 5 to 60 (%) and the phase shift amount with respect to the light of the representative wavelength is 90 degrees or less.
（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
前記リム部の幅γは、０．１μｍ≦γ＜１．０μｍである、上記第１の態様に記載のフォトマスクである。
(Second aspect)
The second aspect of the present invention is
The photomask according to the first aspect, wherein the width γ of the rim portion is 0.1 μm ≦ γ <1.0 μm.
（第３の態様）
本発明の第３の態様は、
前記転写用パターンが、表示装置製造用の露光装置によって、被転写体上にパターン幅１〜４μｍの抜きパターンを形成するためのものである、上記第１又は第２の態様に記載のフォトマスクである。
(Third aspect)
A third aspect of the present invention is
The photomask according to the first or second aspect, wherein the transfer pattern is for forming a punched pattern having a pattern width of 1 to 4 μm on a transfer target by an exposure device for manufacturing a display device. Is.
（第４の態様）
本発明の第４の態様は、
前記転写用パターンが、表示装置製造用の露光装置により、３００〜５００ｎｍの範囲内のブロード波長光源によって露光されるためのものである、上記第１又は第２の態様に記載のフォトマスクである。
(Fourth aspect)
A fourth aspect of the present invention is
The photomask according to the first or second aspect, wherein the transfer pattern is to be exposed by a broad wavelength light source in the range of 300 to 500 nm by an exposure apparatus for manufacturing a display device. ..
（第５の態様）
本発明の第５の態様は、
前記転写用パターンは、薄膜トランジスタ製造用パターンであり、
前記半透光部は、薄膜トランジスタのチャネル部に対応する、
上記第１〜第４のいずれか１態様に記載のフォトマスクである。
(Fifth aspect)
A fifth aspect of the present invention is
The transfer pattern is a thin film transistor manufacturing pattern.
The translucent portion corresponds to the channel portion of the thin film transistor.
The photomask according to any one of the first to fourth aspects.
（第６の態様）
本発明の第６の態様は、
露光により、複数の異なる残膜値をもつレジストパターンを被転写体上に形成するために、透光部、遮光部、および半透光部を含む転写用パターンをもつ、フォトマスクの製造方法において、
透明基板上に、リム形成膜と遮光膜がこの順に積層するフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記遮光膜上に形成したレジストパターンをエッチングマスクとして用い、遮光膜用のエッチング剤を使用して前記遮光膜をパターニングする、第１パターニング工程と、
前記リム形成膜用のエッチング剤を使用し、前記リム形成膜をパターニングする第２パターニング工程と、
前記レジストパターンをエッチングマスクとして用い、遮光膜用のエッチング剤を使用して、前記遮光膜をサイドエッチングする、第３パターニング工程と、
前記レジストパターンを剥離する剥離工程と、
を有する、上記第１〜第５のいずれか１態様に記載のフォトマスクを製造するフォトマスクの製造方法である。
(Sixth aspect)
A sixth aspect of the present invention is
In a method for manufacturing a photomask having a transfer pattern including a light-transmitting portion, a light-shielding portion, and a semi-transmissive portion in order to form a resist pattern having a plurality of different residual film values on the transferred object by exposure. ,
A process of preparing a photomask blank in which a rim forming film and a light shielding film are laminated in this order on a transparent substrate, and
A first patterning step in which the resist pattern formed on the light-shielding film is used as an etching mask and the light-shielding film is patterned using an etching agent for the light-shielding film.
A second patterning step of patterning the rim-forming film using the etching agent for the rim-forming film, and
A third patterning step in which the resist pattern is used as an etching mask and the light-shielding film is side-etched using an etching agent for a light-shielding film.
A peeling step for peeling the resist pattern and
This is a method for producing a photomask, which comprises the above, wherein the photomask according to any one of the first to fifth aspects is produced.
（第７の態様）
本発明の第７の態様は、
表示装置の製造方法であって、上記第１〜第５のいずれか１態様に記載のフォトマスクを用意する工程と、
表示装置製造用の露光装置を用いて、前記フォトマスクを露光することにより、前記転写用パターンを被転写体上に転写する工程と
を有する、表示装置の製造方法である。
(7th aspect)
A seventh aspect of the present invention is
A step of preparing a photomask according to any one of the first to fifth aspects of a display device manufacturing method.
This is a method for manufacturing a display device, which comprises a step of transferring the transfer pattern onto a transfer target by exposing the photomask using an exposure device for manufacturing a display device.
（第８の態様）
本発明の第８の態様は、
前記表示装置が、薄膜トランジスタを含む、上記第７の態様に記載の表示装置の製造方法である。
(8th aspect)
The eighth aspect of the present invention is
The display device is the method for manufacturing a display device according to the seventh aspect, which includes a thin film transistor.
本発明によれば、フォトマスクのもつ転写用パターンを、被転写体上に転写したとき、優れたプロファイルをもつ光学像を安定して形成することができ、表示装置の性能向上や歩留向上に寄与する。 According to the present invention, when the transfer pattern of the photomask is transferred onto the transfer target, an optical image having an excellent profile can be stably formed, and the performance and yield of the display device can be improved. Contribute to.
以下、本発明に係るフォトマスク、その製造方法、および表示装置の製造方法の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a photomask according to the present invention, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a display device will be described.
図６（ａ）には、上記の特許文献１に記載された、ＴＦＴのチャネル・Ｓ／Ｄレイヤ（以下、単に「Ｓ／Ｄレイヤ」ともいう。）を製造するためのフォトマスクに形成された転写用パターン（チャネル幅５．０μｍ）を例示する。このフォトマスクは、遮光部１２０、半透光部１３０、及び透光部１１０を備えた多階調フォトマスクであり、半透光部１３０には、膜透過率（Ｔｒ）が４０％の半透光膜が用いられている。また、これを露光装置（ＮＡ＝０．０８、コヒレンスファクタσ＝０．８、ｉ線：ｈ線：ｇ線＝１：１：１）で露光したときに、被転写体上に形成される光学像（転写像）が、図６（ｂ）である。到達する光量が多い部分が明るい色（白〜灰色）、少ない部分が暗い色（黒色）で示されている。 FIG. 6A shows a photomask formed in the above-mentioned Patent Document 1 for manufacturing a TFT channel / S / D layer (hereinafter, also simply referred to as “S / D layer”). An example of a transfer pattern (channel width 5.0 μm). This photomask is a multi-gradation photomask including a light-shielding portion 120, a semi-transmissive portion 130, and a translucent portion 110, and the semi-transmissive portion 130 has a film transmittance (Tr) of half of 40%. A translucent film is used. Further, when this is exposed with an exposure apparatus (NA = 0.08, coherence factor σ = 0.8, i-line: h-line: g-line = 1: 1: 1), it is formed on the transferred object. The optical image (transfer image) is shown in FIG. 6 (b). The part where the amount of light reaching is large is indicated by a bright color (white to gray), and the part where the amount of light reaches is indicated by a dark color (black).
但し、発明者の検討によると、このようにチャネル領域の透明基板に半透光膜を形成したのみの多階調フォトマスクを露光して、その転写用パターンを被転写体上に転写しようとすると、該被転写体上に形成されるレジストパターンの形状に課題が生じた。すなわち、該フォトマスクでは、チャネル領域の幅に等しい幅をもつ半透光膜が遮光部１２０に挟まれて形成されているため、レジストパターンのチャネル領域に対応する部分の端部において、レジストパターンの側面に顕著な傾斜（ｓｌｏｐｅ）が生じた。そして、このレジストパターンをエッチングマスクとして、表示パネル基板などの表面に形成された膜（加工対象の薄膜）の加工を行なえば、その膜に微細で精緻なＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ、パターン幅）を形成することは容易ではない。このため、微細寸法のチャネル部を安定して形成することは困難であることがわかった。 However, according to the study of the inventor, an attempt is made to expose a multi-gradation photomask in which only a semitransparent film is formed on a transparent substrate in the channel region in this way and transfer the transfer pattern onto the transfer object. Then, a problem arises in the shape of the resist pattern formed on the transferred body. That is, in the photomask, since a semitransmissive film having a width equal to the width of the channel region is formed by being sandwiched between the light-shielding portions 120, the resist pattern is formed at the end of the portion corresponding to the channel region of the resist pattern. There was a significant slope on the sides of the. Then, when a film (thin film to be processed) formed on the surface of a display panel substrate or the like is processed using this resist pattern as an etching mask, a fine and precise CD (Critical Dimensions, pattern width) is formed on the film. It's not easy to do. Therefore, it has been found that it is difficult to stably form a fine-sized channel portion.
そこで、本発明者は、チャネル部分を形成するフォトマスクが有する、転写用パターンの形状によって、被転写体上に、如何なる光学像（光強度分布）が形成されるかについて検討した。例えば、側面形状がより垂直に近い（後述の傾斜角θが大きく、９０度に近い）レジストパターンを形成し得るフォトマスクを得られれば、微細幅をもつパターン（例えば、より幅の小さいチャネル部）を、より安定して確実に形成できることとなる。更に、レジストパターンの側面の傾斜角θを９０度以下の所望の値に微調整することができれば、微細なパターンを精度よく形成できるとともに、ＣＤの微調整が可能なレジストパターンを形成することができる。 Therefore, the present inventor has investigated what kind of optical image (light intensity distribution) is formed on the transferred object depending on the shape of the transfer pattern possessed by the photomask forming the channel portion. For example, if a photomask capable of forming a resist pattern having a side shape closer to vertical (the inclination angle θ described later is large and close to 90 degrees) can be obtained, a pattern having a fine width (for example, a channel portion having a smaller width) can be obtained. ) Can be formed more stably and reliably. Further, if the inclination angle θ of the side surface of the resist pattern can be finely adjusted to a desired value of 90 degrees or less, the fine pattern can be formed accurately and the resist pattern capable of finely adjusting the CD can be formed. it can.
図１には、本発明の一実施形態に係るフォトマスクの要部を例示する。
このフォトマスクは、露光装置を用いて、露光することにより、被転写体上に、複数の異なる残膜値をもつレジストパターンを形成する、いわゆる多階調フォトマスク（階調フォトマスク、グレートーンマスクなどともいわれる）である。
また、ここでは、例えば、表示装置（液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置など）に利用される、ＴＦＴのＳ／Ｄレイヤを一回のフォトリソグラフィ工程によって形成するためのパターンデザインを例として示す。
FIG. 1 illustrates a main part of a photomask according to an embodiment of the present invention.
This photomask is a so-called multi-gradation photomask (gradation photomask, gray tone) in which a resist pattern having a plurality of different residual film values is formed on a transfer target by exposure using an exposure apparatus. It is also called a mask).
Further, here, for example, a pattern design for forming an S / D layer of a TFT used in a display device (liquid crystal display device, organic EL display device, etc.) by a single photolithography step is shown as an example.
このフォトマスクが有する転写用パターンは、透明基板上に形成され、透光部１０、遮光部２０、および半透光部３０を有する。すなわち、３階調以上の階調をもつフォトマスクである。 The transfer pattern included in this photomask is formed on a transparent substrate and has a light transmitting portion 10, a light blocking portion 20, and a semi-transmissive portion 30. That is, it is a photomask having three or more gradations.
本発明のフォトマスクは、被転写体（表示パネル基板など）上の、上記転写用パターンの位置に、幅１〜４μｍ程度の抜きパターンを形成することができる。例えば、この寸法のチャネル幅（Ｃｐ（μｍ））を形成するフォトマスクとして適用できる。本実施形態では、３μｍを下回る微細なチャネル幅を形成するものを想定して説明する。例えば、１≦Ｃｐ＜３、より具体的には、１．５≦Ｃｐ＜３となるＴＦＴの製造に適用することができる。 In the photomask of the present invention, a punching pattern having a width of about 1 to 4 μm can be formed at the position of the transfer pattern on the transferred body (display panel substrate or the like). For example, it can be applied as a photomask forming a channel width (Cp (μm)) of this dimension. In the present embodiment, it is assumed that a fine channel width of less than 3 μm is formed. For example, it can be applied to the production of a TFT in which 1 ≦ Cp <3, more specifically, 1.5 ≦ Cp <3.
透光部１０は、透明基板表面が露出して形成される。この部分は露光装置の解像性能に対して十分に広い寸法を有する部分である。例えば、５μｍを超える寸法、より具体的には１０μｍを超える寸法を有する。 The translucent portion 10 is formed by exposing the surface of the transparent substrate. This portion has a sufficiently wide dimension for the resolution performance of the exposure apparatus. For example, it has a size exceeding 5 μm, more specifically, a size exceeding 10 μm.
遮光部２０は、透明基板上に遮光膜が形成された所定幅β（μｍ）の完全遮光部２１と、該完全遮光部２１の外縁に接して形成され、前記透明基板上にリム形成膜が形成されてなる、所定幅γ（μｍ）のリム部２２を有している。 The light-shielding portion 20 is formed in contact with a completely light-shielding portion 21 having a predetermined width β (μm) on which a light-shielding film is formed on the transparent substrate and the outer edge of the completely light-shielding portion 21, and a rim-forming film is formed on the transparent substrate. It has a formed rim portion 22 having a predetermined width γ (μm).
このうち、完全遮光部２１は、透明基板上に、少なくとも遮光膜が形成されてなる。遮光膜の光学濃度ＯＤは２以上、より好ましくは３以上である。完全遮光部２１は、遮光膜と他の膜が積層していてもよい。例えば、遮光膜の下層側又は上層側に、リム形成膜（後述）が積層していてもよい。好ましくは、リム形成膜と遮光膜がこの順に積層している。
完全遮光部２１の幅βは、１．５μｍ以上であることが好ましい。幅βが狭すぎると、完全遮光部２１として機能しにくくなる。より好ましくは、２μｍ以上である。例えば、１．５〜４μｍ、より具体的には、２．０〜３．５μｍとすることができる。
Of these, the completely light-shielding portion 21 has at least a light-shielding film formed on the transparent substrate. The optical density OD of the light-shielding film is 2 or more, more preferably 3 or more. In the complete light-shielding portion 21, a light-shielding film and another film may be laminated. For example, a rim-forming film (described later) may be laminated on the lower layer side or the upper layer side of the light-shielding film. Preferably, the rim forming film and the light shielding film are laminated in this order.
The width β of the completely light-shielding portion 21 is preferably 1.5 μm or more. If the width β is too narrow, it becomes difficult to function as the complete light-shielding portion 21. More preferably, it is 2 μm or more. For example, it can be 1.5 to 4 μm, more specifically 2.0 to 3.5 μm.
遮光部２０のうち、リム部２２は、露光光を一部透過する、半透光性のリム形成膜が透明基板上に形成されてなる。リム部２２は、完全遮光部２１の外縁に沿って所定幅（以下、リム幅）γで形成される。
リム幅γは、０．１≦γ＜１．０（μｍ）とすることができる。より好ましくは、０．１≦γ＜０．５（μｍ）とすることができる。
リム幅γが広すぎると、後述する傾斜角θの改善効果が小さくなる上、より微細なチャネルを形成することが難しくなり、又は被転写体上に形成されるレジストパターンの膜厚の損失につながりやすい傾向がある。リム幅γが小さすぎると、転写の際、後述のＤＯＦ（Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｆｏｃｕｓ）の向上効果が不十分になる。
更に好ましくは、０．２≦γ＜０．４（μｍ）とすることができる。
Of the light-shielding portions 20, the rim portion 22 is formed on a transparent substrate with a translucent rim-forming film that partially transmits exposure light. The rim portion 22 is formed with a predetermined width (hereinafter, rim width) γ along the outer edge of the completely light-shielding portion 21.
The rim width γ can be 0.1 ≦ γ <1.0 (μm). More preferably, 0.1 ≦ γ <0.5 (μm) can be set.
If the rim width γ is too wide, the effect of improving the inclination angle θ described later becomes small, it becomes difficult to form finer channels, or the film thickness of the resist pattern formed on the transferred object is lost. Tends to be easy to connect. If the rim width γ is too small, the effect of improving DOF (Depth of Focus), which will be described later, becomes insufficient during transfer.
More preferably, 0.2 ≦ γ <0.4 (μm) can be set.
図１では、完全遮光部２１の全ての外縁に接してリム部２２が形成されている。但し、少なくとも、遮光部２０が半透光部１０に隣接する領域においてリム部２２が形成されていれば、それ以外の外縁には、必ずしもリム部２２が形成されていなくてもよい。つまり、完全遮光部２１の外縁のうち、ＴＦＴのチャネル部に対応する側に、リム部２２が形成されていることが好ましい。より好ましくは、リム部２２は、上記の幅を有し、フォトマスク面内における完全遮光部２１のすべての外縁に接し、均一の幅で形成されている。 In FIG. 1, the rim portion 22 is formed in contact with all the outer edges of the completely light-shielding portion 21. However, at least, as long as the rim portion 22 is formed in the region where the light-shielding portion 20 is adjacent to the semi-transmissive portion 10, the rim portion 22 may not necessarily be formed on the other outer edge. That is, it is preferable that the rim portion 22 is formed on the side of the outer edge of the completely light-shielding portion 21 corresponding to the channel portion of the TFT. More preferably, the rim portion 22 has the above width, is in contact with all outer edges of the completely light-shielding portion 21 in the photomask surface, and is formed with a uniform width.
リム部２２を形成するためのリム形成膜の露光光透過率Ｔｒ（％）としては、５≦Ｔｒ≦６０（％）が適用できる。これは、透明基板を基準（１００％）とした透過率であり、露光光に含まれる光の代表波長に対するものである。
好ましくは、５≦Ｔｒ＜４０（％）、より好ましくは、５≦Ｔｒ＜３０（％）である。
透過率Ｔｒの値が小さすぎると、所望のチャネル幅を得るためのＥｏｐ（必要露光量）が大きくなる不都合が生じる。また、透過率Ｔｒの値が大きすぎると、被転写体上に微細なチャネル幅を形成しにくくなる。
但し、透過率Ｔｒが上記範囲においてある程度大きい（例えば、２０≦Ｔｒ≦４０（％））場合には、被転写体上に形成されるレジストパターンの断面傾斜が緩くなり、後述する傾斜角θを微調整したい場合にはメリットがある。
As the exposure light transmittance Tr (%) of the rim forming film for forming the rim portion 22, 5 ≦ Tr ≦ 60 (%) can be applied. This is the transmittance based on the transparent substrate (100%), and is for the representative wavelength of the light contained in the exposure light.
Preferably, 5 ≦ Tr <40 (%), more preferably 5 ≦ Tr <30 (%).
If the value of the transmittance Tr is too small, there is a problem that the Eop (required exposure amount) for obtaining a desired channel width becomes large. Further, if the value of the transmittance Tr is too large, it becomes difficult to form a fine channel width on the transferred body.
However, when the transmittance Tr is large to some extent in the above range (for example, 20 ≦ Tr ≦ 40 (%)), the cross-sectional inclination of the resist pattern formed on the transferred object becomes gentle, and the inclination angle θ described later is set. There is a merit when you want to make fine adjustments.
ここで、露光光としては、３００〜５００ｎｍの範囲内の波長をもつ光が適用され、具体的にはｉ線、ｈ線、ｇ線のいずれかを含むものが好ましい。より具体的には、複数の波長を含む光源（ブロード波長光源ともいう）を使用することができ、例えば、ｉ線、ｈ線、およびｇ線のうち、２波長、又は３波長のすべてを含む波長域に亘る光源を用いる場合がある。この場合、表示装置の生産効率上好ましい。このうち、代表波長は、露光光に含まれる波長域のいずれかの波長とすることができ、たとえばｉ線とすることができる。 Here, as the exposure light, light having a wavelength in the range of 300 to 500 nm is applied, and specifically, light having any one of i-line, h-line, and g-line is preferable. More specifically, a light source containing a plurality of wavelengths (also referred to as a broad wavelength light source) can be used, and includes, for example, all two or three wavelengths of i-line, h-line, and g-line. A light source over a wavelength range may be used. In this case, it is preferable in terms of production efficiency of the display device. Of these, the representative wavelength can be any wavelength in the wavelength range included in the exposure light, and can be, for example, i-line.
また、リム部２２を形成するためのリム形成膜は、露光光に対する位相シフト量が、９０度以下であり、３〜６０度であることがより好ましい。本発明に係るフォトマスクは、透光部１０とリム部２２の透過光が互いの干渉により相殺する現象が抑えられ、露光のために必要な照射量（Ｄｏｓｅ）を増加させる不都合が生じない。 Further, the rim forming film for forming the rim portion 22 has a phase shift amount of 90 degrees or less with respect to the exposure light, and more preferably 3 to 60 degrees. In the photomask according to the present invention, the phenomenon that the transmitted light of the light transmitting portion 10 and the rim portion 22 cancel each other out due to mutual interference is suppressed, and the inconvenience of increasing the irradiation amount (Dose) required for exposure does not occur.
半透光部３０は、透明基板が所定幅で露出してなる。図１で示すように、半透光部３０は、遮光部２０に挟まれ、より具体的には遮光部２０が有するリム部２２に、対向する２方向から挟まれて形成されている。 The semi-transmissive portion 30 is formed by exposing a transparent substrate with a predetermined width. As shown in FIG. 1, the semi-transmissive portion 30 is sandwiched between the light-shielding portions 20, and more specifically, the semi-transmissive portion 30 is sandwiched between the rim portions 22 of the light-shielding portion 20 from two opposite directions.
半透光部３０の幅α（μｍ）は、フォトマスクを、表示装置製造用の露光装置によって露光したときに、半透光部３０の露光光透過率が、上記透光部１０より小さくなるように設定されている。すなわち、構成上は、透光部１０と同様に基板表面が露出してなるが、その透過光が被転写体上に形成する光強度分布のピークは、透光部１０による光強度よりも低いため、半透光部３０として機能する。そこで、十分な広さのある透光部１０の透過率を１００％とし、半透光部３０に対応する位置の被転写体上に形成される透過率分布のピークをＴａ（％）とするとき、Ｔａは、３０〜７０％とすることができ、４０〜６０％であることがより好ましい。 The width α (μm) of the semi-transmissive portion 30 makes the exposure light transmittance of the semi-transmissive portion 30 smaller than that of the translucent portion 10 when the photomask is exposed by an exposure apparatus for manufacturing a display device. Is set to. That is, in terms of configuration, the surface of the substrate is exposed as in the transmissive portion 10, but the peak of the light intensity distribution formed by the transmitted light on the transferred body is lower than the light intensity of the transmissive portion 10. Therefore, it functions as a semi-transmissive unit 30. Therefore, the transmittance of the translucent portion 10 having a sufficient width is set to 100%, and the peak of the transmittance distribution formed on the transferred object at the position corresponding to the semitransparent portion 30 is set to Ta (%). When, Ta can be 30 to 70%, more preferably 40 to 60%.
半透光部３０の幅αは、例えば、０．８≦α＜３．０（μｍ）、より具体的には、１．０≦α＜２．０（μｍ）とすることができる。
このような幅は、露光時に、半透光部３０として機能するために有効である。そして、このような半透光部３０によって、狭幅のパターン（ここでは、被転写体上に形成されるチャネル部の幅）を安定して形成することができる。
また、必要に応じて、リム幅γとリム形成膜の透過率Ｔｒを微調整することで、被転写体上に形成されるレジストパターンの断面傾斜角度（後述の傾斜角θ）を、所望の値に調整し、得ようとする微細なＣＤが容易に得られるようにすることができる。
The width α of the semi-transmissive portion 30 can be, for example, 0.8 ≦ α <3.0 (μm), and more specifically, 1.0 ≦ α <2.0 (μm).
Such a width is effective for functioning as the translucent portion 30 at the time of exposure. Then, such a semi-transmissive portion 30 can stably form a narrow pattern (here, the width of the channel portion formed on the transferred body).
Further, if necessary, the rim width γ and the transmittance Tr of the rim forming film are finely adjusted to obtain a desired cross-sectional inclination angle (inclination angle θ described later) of the resist pattern formed on the transferred object. It can be adjusted to a value so that the fine CD to be obtained can be easily obtained.
このような半透光部３０を有する本発明のフォトマスクによって、被転写体上に上記のチャネル幅ＣｐをもつＴＦＴを形成することができる。 With the photomask of the present invention having such a translucent portion 30, a TFT having the above-mentioned channel width Cp can be formed on the transferred object.
尚、本願の図面は、理解を容易にするための模式図であり、パターンの寸法等は実際のスケールとは必ずしも一致しない。 The drawings of the present application are schematic views for facilitating understanding, and the dimensions of the pattern and the like do not always match the actual scale.
本発明のフォトマスクの用途には特に制限は無い。例えば、ＬＣＤや有機ＥＬディスプレイ用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）製造用であって、特に、Ｓ／Ｄレイヤ及び半導体層を１回のフォトリソグラフィ工程によって加工する際に用いる多階調フォトマスクに、有利に適用できる。 The use of the photomask of the present invention is not particularly limited. For example, it is advantageous for manufacturing thin film transistors (TFTs) for liquid crystal displays and organic EL displays, and is particularly advantageous for multi-gradation photomasks used when processing S / D layers and semiconductor layers by a single photolithography process. Applicable.
以下、上記のようなリム部２２を有するフォトマスクが、どのような転写性能を有するかについて、実施例に示す。尚、比較のため、合わせて比較例および参考例についても示す。 Hereinafter, what kind of transfer performance the photomask having the rim portion 22 as described above has will be shown in Examples. For comparison, comparative examples and reference examples are also shown.
（実施例）
本発明のフォトマスクの作用効果を確認するために、図２に記載のフォトマスクについて、以下の光学シミュレーションを行なった。図２（ａ）〜（ｃ）に示す３つのフォトマスクは、それぞれ、遮光部、透光部、半透光部を有するもので、ＴＦＴ用のＳ／Ｄ・チャネル部を形成するためのデザインをもつ。遮光部は、光学濃度ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）３以上であり、透光部は、透明基板が露出してなり、その寸法は、露光機の解像限界に対して十分に広い。半透光部の構成は、それぞれ以下のように構成されている。
(Example)
In order to confirm the action and effect of the photomask of the present invention, the following optical simulation was performed on the photomask shown in FIG. The three photomasks shown in FIGS. 2A to 2C each have a light-shielding portion, a translucent portion, and a semi-translucent portion, and are designed to form an S / D channel portion for a TFT. Have. The light-shielding portion has an optical density of OD (Optical Density) of 3 or more, and the translucent portion has a transparent substrate exposed, and its dimensions are sufficiently wider than the resolution limit of the exposure machine. The structure of the semi-transmissive part is as follows.
図２（ａ）は、比較例１のフォトマスクを示す。このフォトマスクは、特許文献１と同様の構成、すなわち、透明基板上に遮光膜を形成した遮光部１２０、透明基板が露出した透光部１１０、及び、透明基板上に半透光膜を形成してなる半透光部１３０を有する。このフォトマスクで用いた半透光膜の膜透過率Ｔｒは５５％であり、半透光部１３０の幅ｄ１は４．５μｍである。また、半透光膜の位相シフト量は０度とした。 FIG. 2A shows a photomask of Comparative Example 1. This photomask has the same configuration as Patent Document 1, that is, a light-shielding portion 120 having a light-shielding film formed on a transparent substrate, a light-transmitting portion 110 with an exposed transparent substrate, and a semi-translucent film formed on the transparent substrate. It has a semi-transmissive portion 130 made of. The film transmittance Tr of the semi-transmissive film used in this photomask is 55%, and the width d1 of the semi-transmissive portion 130 is 4.5 μm. The phase shift amount of the semitransparent film was set to 0 degrees.
図２（ｂ）は、参考例１のフォトマスクを示す。このフォトマスクは、比較例１と同様な遮光部２２０、透光部２１０を有する一方、透明基板が露出した半透光部２３０を有し、その幅ｄ２は、半透光部２３０の露光光透過率が、透光部２１０より低くなるように、２．１５μｍに設定されている。 FIG. 2B shows the photomask of Reference Example 1. This photomask has a light-shielding portion 220 and a translucent portion 210 similar to those in Comparative Example 1, while having a semi-transmissive portion 230 in which a transparent substrate is exposed, and the width d2 thereof is the exposure light of the semi-transmissive portion 230. The transmittance is set to 2.15 μm so as to be lower than that of the translucent portion 210.
図２（c）は、本発明の実施例１のフォトマスクを示す。このフォトマスクは、既述のように、透明基板上に遮光部２０、透光部１０及び半透光部３０を有しており、遮光部２０が完全遮光部２１とリム部２２とを有して構成されている。
ここで、半透光部３０の幅αは２．００μｍで、透明基板が露出して形成される。
また、遮光部２０が有するリム部については、リム幅γは０．２μｍであり、リム形成には、透過率Ｔｒ１０％の半透光膜（すなわちリム形成膜）を用いた。リム形成膜の位相シフト量は、ゼロとした。
FIG. 2C shows the photomask of Example 1 of the present invention. As described above, this photomask has a light-shielding portion 20, a light-transmitting portion 10, and a semi-transmissive portion 30 on a transparent substrate, and the light-shielding portion 20 has a complete light-shielding portion 21 and a rim portion 22. It is composed of.
Here, the width α of the semitransparent portion 30 is 2.00 μm, and the transparent substrate is exposed and formed.
The rim portion of the light-shielding portion 20 has a rim width γ of 0.2 μm, and a semitransparent film having a transmittance of Tr of 10% (that is, a rim-forming film) was used for rim formation. The phase shift amount of the rim forming film was set to zero.
シミュレーションの条件、及び評価項目は以下のとおりとした（図３参照）。 The simulation conditions and evaluation items were as follows (see Fig. 3).
（シミュレーション条件）
・露光光学系： ＮＡ＝０．０８５、σ＝０．９（表示装置製造用の等倍プロジェクション露光装置を想定）
・露光波長の強度： ｉ線：ｈ線：ｇ線＝１：０．８：０．９５
(Simulation conditions)
-Exposure optical system: NA = 0.085, σ = 0.9 (assuming 1x projection exposure equipment for manufacturing display equipment)
-Exposure wavelength intensity: i-line: h-line: g-line = 1: 0.8: 0.95
（評価項目）
（１）Ｐａｎｅｌ ＣＤ（μｍ）
被転写体上に形成されるレジストパターン（図４参照）は、チャネル部に対応する「谷」の断面形状をもつ。ここで、未露光部の初期設定レジスト厚を２４０００Åとし、半透光部の中央（チャネル部に対応する領域の幅の中心に相当、図４でＭと表示）位置の目標レジスト残膜値（図４のＺ）を６８００Åとする。
また、該レジストパターンの厚みが１２０００Å（つまり、未露光部の厚さに対して１／２）の部分が、谷の両側に２箇所存在するが、これらをつないだ直線の長さを、被転写体上に得るチャネル幅Ｃｐに対応するものとして、その寸法を求め、Ｐａｎｅｌ ＣＤ（μｍ）とした。
すなわち、フォトマスクユーザが、本実施形態のフォトマスクを用いてチャネル部を形成する際、被転写体上に形成されたレジストパターンを１／２の厚みまで減膜することを想定したものである。
(Evaluation item)
(1) Panel CD (μm)
The resist pattern (see FIG. 4) formed on the transferred body has a “valley” cross-sectional shape corresponding to the channel portion. Here, the default resist thickness of the unexposed portion is set to 24000Å, and the target resist residual film value (corresponding to the center of the width of the region corresponding to the channel portion, indicated by M in FIG. 4) of the semitransparent portion is set. Let Z) in FIG. 4 be 6800Å.
Further, there are two portions of the resist pattern having a thickness of 12000 Å (that is, 1/2 of the thickness of the unexposed portion) on both sides of the valley, and the length of the straight line connecting these is covered. Its dimensions were determined to correspond to the channel width Cp obtained on the transfer body, and it was designated as Panel CD (μm).
That is, it is assumed that the photomask user reduces the resist pattern formed on the transferred body to 1/2 the thickness when forming the channel portion using the photomask of the present embodiment. ..
（２）上記レジストパターンの、残膜値１２０００Å（未露光部の厚さに対して１／２）の部分における、レジストパターン断面の傾斜角θを求めた。 (2) The inclination angle θ of the cross section of the resist pattern at the portion of the resist pattern having a residual film value of 12000 Å (1/2 with respect to the thickness of the unexposed portion) was determined.
（３）ＤＯＦ（焦点深度、μｍ）
被転写体上に、目標寸法に対して、±１０％の範囲で転写されるための、デフォーカスの範囲を求めた。
(3) DOF (depth of focus, μm)
The defocus range for transfer on the transfer target within a range of ± 10% with respect to the target size was determined.
（４）ＥＬ（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｌａｔｉｔｕｄｅ、露光余裕度）
被転写体上に、目標寸法に対して、±１０％の範囲で転写されるための、露光エネルギーの変化量を求めた。
(4) EL (Exposure Latitude, exposure margin)
The amount of change in exposure energy for transfer on the transfer target within a range of ± 10% with respect to the target size was determined.
（評価結果）
図３（ｄ−１）〜（ｄ−４）に、シミュレーションの結果を示す。
(Evaluation results)
Figures 3 (d-1) to (d-4) show the results of the simulation.
先ず、図２（ａ）に示す、比較例１のフォトマスクを転写すると、被転写体上に形成されるパターンはＰａｎｅｌ ＣＤが３．３９μｍを超えており、より微細なＣＤ部分（例えば、ＴＦＴチャネル）を形成することが難しいことがわかった。また、被転写体上に形成されるレジストパターンの傾斜角θが小さく、断面の傾斜が顕著であることが関係すると考えられる（図３（ｄ−１），（ｄ−２）参照）。 First, when the photomask of Comparative Example 1 shown in FIG. 2A is transferred, the pattern formed on the transferred object has a Panel CD exceeding 3.39 μm, and a finer CD portion (for example, TFT). It turned out to be difficult to form a channel). Further, it is considered that the resist pattern formed on the transferred body has a small inclination angle θ and a remarkable inclination of the cross section (see FIGS. 3 (d-1) and 3 (d-2)).
図２（ｂ）には、比較例１において半透光部１３０の領域全体に形成されていた半透光膜の代わりに、透明基板を、微細な所定幅で露出させて半透光部２３０を形成した参考例１を示す。このフォトマスクを転写すると、Ｐａｎｅｌ ＣＤの数値を比較例１に比べて大幅に小さくすることができ、微細なＣＤが達成できることがわかった。また、レジストパターンの断面傾斜も抑制されることがわかった（図３（ｄ−３），（ｄ−４）参照）。
但し、参考例１では、ＤＯＦの値が低く、露光装置のデフォーカスに対する裕度が狭いことがわかった（図３（ｄ−４）参照）。
In FIG. 2B, instead of the semitransparent film formed in the entire region of the semitransparent portion 130 in Comparative Example 1, a transparent substrate is exposed with a fine predetermined width to expose the semitransparent portion 230. The reference example 1 which formed the above is shown. It was found that when this photomask was transferred, the numerical value of Panel CD could be made significantly smaller than that of Comparative Example 1, and a fine CD could be achieved. It was also found that the cross-sectional inclination of the resist pattern was suppressed (see FIGS. 3 (d-3) and (d-4)).
However, in Reference Example 1, it was found that the DOF value was low and the margin for defocus of the exposure apparatus was narrow (see FIG. 3 (d-4)).
ＤＯＦは、ＣＤの許容範囲を満たすデフォーカスの許容範囲であり、フォトマスクや、被転写体基板のフラットネスに関係する。特に表示装置製造においては、フォトマスクのサイズが大きい（例えば、主表面の一辺が３００〜２０００ｍｍの四角形）上、被転写体となるパネル基板等も、更に大きい（例えば主表面の一辺が１０００〜３４００ｍｍの四角形）ことから、これを理想的な平面に加工するのは困難であり、フラットネスにばらつき生じやすい。換言すれば、優れたフラットネスの基板を得るためには、大きな工数とコストがかかるからである。従って、デフォーカスに対する裕度を確保することは極めて重要である。 The DOF is a defocus tolerance that satisfies the CD tolerance, and is related to the flatness of the photomask and the substrate to be transferred. Especially in the manufacture of display devices, the size of the photomask is large (for example, a quadrangle having one side of the main surface of 300 to 2000 mm), and the panel substrate or the like to be transferred is also larger (for example, one side of the main surface is 1000 to 1000 to). Since it is a 3400 mm quadrangle), it is difficult to process it into an ideal flat surface, and the flatness tends to vary. In other words, it takes a lot of man-hours and cost to obtain a substrate having excellent flatness. Therefore, it is extremely important to secure a margin for defocus.
次に、実施例１（図２（ｃ）参照）に示す本発明のフォトマスクを用いて、参考例１と同様に、２．４μｍ程度のＰａｎｅｌ ＣＤを得る場合についてシミュレーションを行なった。このフォトマスクは、ＯＤ３以上の光学濃度をもつ完全遮光部２１の外縁に接して、半透光性のリム部２２が形成されている（図３（ｄ−３）参照）。 Next, using the photomask of the present invention shown in Example 1 (see FIG. 2C), a simulation was performed for obtaining a Panel CD of about 2.4 μm in the same manner as in Reference Example 1. In this photomask, a semi-translucent rim portion 22 is formed in contact with the outer edge of the completely light-shielding portion 21 having an optical density of OD3 or higher (see FIG. 3 (d-3)).
実施例１のフォトマスクによる転写像では、参考例１と同様に２．４μｍ程度の極めて微細なＴＦＴチャネルが形成できるとともに、レジストパターン断面の角度θが比較例１に比べて十分に大きい（垂直に近づく）ことから、ＣＤのばらつきが小さく、面内におけるＣＤ分布を小さくすることができる（図３（ｄ−４）参照）。 In the transfer image using the photomask of Example 1, an extremely fine TFT channel of about 2.4 μm can be formed as in Reference Example 1, and the angle θ of the resist pattern cross section is sufficiently larger than that of Comparative Example 1 (vertical). Therefore, the variation of CD is small, and the distribution of CD in the plane can be reduced (see FIG. 3 (d-4)).
また、実施例１のフォトマスクのＤＯＦの値は、４８μｍを越え、露光時のデフォーカスに対する十分な裕度を備えている（図３（ｄ−４）参照）。 Further, the DOF value of the photomask of Example 1 exceeds 48 μm, and has a sufficient margin for defocusing during exposure (see FIG. 3 (d-4)).
その上、ＥＬの数値が、比較例１や参考例１に比べて、顕著に向上している（図３（ｄ−４）参照）。
ＥＬは、露光光によるエネルギーのばらつきに対する裕度であるところ、この数値が大きいことにより、よりＣＤ精度の高い転写性能を得ることができ、歩留が高く維持できることがわかる。特に表示装置製造用の露光装置においては、大面積を均一の光量で照射することは容易でないことから、ＥＬの大きなフォトマスクの意義は大きい。
Moreover, the numerical value of EL is remarkably improved as compared with Comparative Example 1 and Reference Example 1 (see FIG. 3 (d-4)).
It can be seen that EL has a margin for energy variation due to exposure light, and that a large value makes it possible to obtain transfer performance with higher CD accuracy and maintain a high yield. In particular, in an exposure apparatus for manufacturing a display device, it is not easy to irradiate a large area with a uniform amount of light, so that a photomask having a large EL is of great significance.
つまり、本発明のフォトマスクを用いると、Ｐａｎｅｌ ＣＤが２．５μｍを下回る微細なＣＤをもつパターンを被転写体上に形成できる上、その際の露光光量やフォーカスの裕度が大きく、生産安定性や歩留に寄与することがわかった。このことは、本発明のフォトマスクのもつ転写用パターンを、被転写体上に転写したとき、優れたプロファイルをもつ光学像を安定して形成することができ、表示装置の性能向上や歩留向上に寄与することを意味する。換言すると、本発明のフォトマスクによれば、表示装置製造用として用いられる露光装置の性能を活かしつつ、フォトマスクに新たな機能を搭載することによって、従来以上に微細なパターンを、被転写体上に確実に安定して転写し、良好なプロファイルをもつレジストパターンを形成することができる。 That is, when the photomask of the present invention is used, a pattern having a fine CD with a Panel CD of less than 2.5 μm can be formed on the transferred object, and the amount of exposure light and the yield of focus at that time are large, and production is stable. It was found to contribute to sex and yield. This means that when the transfer pattern of the photomask of the present invention is transferred onto the transferred object, an optical image having an excellent profile can be stably formed, and the performance of the display device is improved and the yield is improved. It means contributing to improvement. In other words, according to the photomask of the present invention, by incorporating a new function into the photomask while taking advantage of the performance of the exposure apparatus used for manufacturing the display device, a finer pattern than before can be obtained. It can be reliably and stably transferred onto the resist pattern to form a resist pattern having a good profile.
本発明のフォトマスクは、以下の製法によって製造することができる。かかる製造方法の手順を、図５を参照しながら説明する。 The photomask of the present invention can be produced by the following production method. The procedure of such a manufacturing method will be described with reference to FIG.
１．フォトマスクブランクを用意する。
具体的には、フォトマスクの製造にあたり、先ず、図５（ａ）に示すようなフォトマスクブランク５０を用意する。上記フォトマスクブランク５０は、ガラス等からなる透明基板５１上に、リム形成膜５２と遮光膜５３とがこの順に形成されており、更に第１フォトレジスト膜（ここではポジ型）５４が塗布されたものとすることができる。
1. 1. Prepare a photomask blank.
Specifically, in manufacturing a photomask, first, a photomask blank 50 as shown in FIG. 5A is prepared. In the photomask blank 50, a rim forming film 52 and a light shielding film 53 are formed in this order on a transparent substrate 51 made of glass or the like, and a first photoresist film (here, a positive type) 54 is further applied. Can be considered.
リム形成膜５２は、露光光の代表波長の光に対して、上記Ｔｒに関して述べたとおりの透過率をもつ。位相シフト量は、９０度以下、より好ましくは、３〜６０度である。
リム形成膜５２は、ウェットエッチング可能な材料からなることが好ましく、また、遮光膜材料との間でエッチング選択性をもつものが好ましい。
例えば、Ｃｒ化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、又は酸化窒化炭化物）であっても良く、又は、Ｓｉの上記化合物としてもよい。Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒのいずれかの金属のシリサイド、又は、該シリサイドの上記化合物であっても良い。成膜方法としては、スパッタ法等公知の方法を適用することができる。
The rim forming film 52 has the transmittance as described for Tr above with respect to light having a representative wavelength of exposure light. The phase shift amount is 90 degrees or less, more preferably 3 to 60 degrees.
The rim forming film 52 is preferably made of a material that can be wet-etched, and preferably has etching selectivity with the light-shielding film material.
For example, it may be a Cr compound (oxide, nitride, carbide, oxide nitride, or carbide oxide), or it may be the above compound of Si. It may be a metal of any of Mo, W, Ta, Ti, Zr, or the above compound of the silicide. As a film forming method, a known method such as a sputtering method can be applied.
フォトマスクブランク５０のリム形成膜５２上には、遮光膜５３が形成される。成膜方法としては、同様に、スパッタ法等公知の手段が適用できる。
遮光膜５３の材料は、Ｃｒ又はその化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、又は酸化窒化炭化物）であっても良く、又は、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉを含む金属のシリサイド、又は、該シリサイドの上記化合物であっても良い。
但し、遮光膜５３の材料は、リム形成膜５２と同様にウェットエッチングが可能であり、かつ、リム形成膜５２の材料に対してエッチング選択性をもつ材料が好ましい。すなわち、リム形成膜５２のエッチング剤に対して遮光膜５３は耐性をもち、また、遮光膜５３のエッチング剤に対して、リム形成膜５２は耐性をもつことが望ましい。
A light-shielding film 53 is formed on the rim-forming film 52 of the photomask blank 50. Similarly, as the film forming method, a known means such as a sputtering method can be applied.
The material of the light-shielding film 53 may be Cr or a compound thereof (oxide, nitride, carbide, oxynitride, or carbide oxide), or metal silicide containing Mo, W, Ta, and Ti. Alternatively, it may be the above compound of the silicide.
However, the material of the light-shielding film 53 is preferably a material that can be wet-etched like the rim-forming film 52 and has etching selectivity with respect to the material of the rim-forming film 52. That is, it is desirable that the light-shielding film 53 has resistance to the etching agent of the rim-forming film 52, and the rim-forming film 52 has resistance to the etching agent of the light-shielding film 53.
２．描画装置により、所定のパターンデータによる描画を行なう。
具体的には、図５（ｂ）に示すように、フォトマスクブランク５０の第１フォトレジスト膜５４に対するパターン描画を行う。パターン描画は、レーザ描画を適用することができる。
2. 2. The drawing device draws with predetermined pattern data.
Specifically, as shown in FIG. 5B, a pattern is drawn on the first photoresist film 54 of the photomask blank 50. Laser drawing can be applied to the pattern drawing.
３．第１フォトレジスト膜５４の現像、並びに、遮光膜５３およびリム形成膜５２のエッチングを行なう。
具体的には、図５（ｃ）に示すように、第１フォトレジスト膜５４を現像し、透光部１０と半透光部３０に対応する位置に開口をもつレジストパターン５５を形成する。そして、レジストパターン５５をエッチングマスクとして、遮光膜用エッチング剤を使用して遮光膜５３をエッチング（第１エッチング）し、遮光膜パターンを形成する（第１パターニング工程）。更に、パターニングされた上記遮光膜パターンをエッチングマスクとして、リム形成膜用エッチング剤を使用してリム形成膜５２をエッチング（第２エッチング）し、リム形成膜パターンを形成する（第２パターニング工程）。遮光膜５３とリム形成膜５２のそれぞれのエッチングには、材料に応じて公知のエッチング剤を用いる。このとき、ウェットエッチングを適用することが好ましい。これによって、透光部１０と半透光部３０に対応する部分に、透明基板５１が露出する。
3. 3. The first photoresist film 54 is developed, and the light-shielding film 53 and the rim-forming film 52 are etched.
Specifically, as shown in FIG. 5C, the first photoresist film 54 is developed to form a resist pattern 55 having openings at positions corresponding to the translucent portion 10 and the translucent portion 30. Then, using the resist pattern 55 as an etching mask, the light-shielding film 53 is etched (first etching) using an etching agent for a light-shielding film to form a light-shielding film pattern (first patterning step). Further, using the patterned light-shielding film pattern as an etching mask, the rim-forming film 52 is etched (second etching) using an etching agent for a rim-forming film to form a rim-forming film pattern (second patterning step). .. For each etching of the light-shielding film 53 and the rim-forming film 52, a known etching agent is used depending on the material. At this time, it is preferable to apply wet etching. As a result, the transparent substrate 51 is exposed in the portions corresponding to the translucent portion 10 and the semitransparent portion 30.
４．遮光膜５３（遮光膜パターン）のサイドエッチングを行なう。
具体的には、図５（ｄ）に示すように、再度、遮光膜材料用のエッチング剤を適用して、上記レジストパターン５５をエッチングマスクとして用い、遮光膜５３（遮光膜パターン）のサイドエッチング（第３エッチング）を行なう（第３パターニング工程）。これによってリム部２２を形成する。
4. Side etching of the light-shielding film 53 (light-shielding film pattern) is performed.
Specifically, as shown in FIG. 5D, the etching agent for the light-shielding film material is applied again, the resist pattern 55 is used as an etching mask, and the light-shielding film 53 (light-shielding film pattern) is side-etched. (Third etching) is performed (third patterning step). This forms the rim portion 22.
５．レジストパターン５５を剥離する。
具体的には、図５（ｅ）に示すように、レジストパターン５５を剥離除去する。これにより、透明基板５１上に透光部１０、遮光部２０、および半透光部３０を有し、このうちの遮光部２０が完全遮光部２１とリム部２２とを有して構成されるフォトマスクが完成する。更に詳しくは、遮光部２０は、少なくとも遮光膜５３が形成された完全遮光部２１と、リム形成膜５２によって形成されるリム部２２とを有して構成され、かつ、半透光部３０は、遮光部２０に挟まれ透明基板５１が露出してなり、露光光透過率が透光部１０よりも小さく設定された構成のフォトマスクが完成する。
5. The resist pattern 55 is peeled off.
Specifically, as shown in FIG. 5 (e), the resist pattern 55 is peeled off and removed. As a result, the transparent substrate 51 has a light-transmitting portion 10, a light-shielding portion 20, and a semi-transmissive portion 30, of which the light-shielding portion 20 has a completely light-shielding portion 21 and a rim portion 22. The photomask is completed. More specifically, the light-shielding portion 20 is configured to include at least a completely light-shielding portion 21 on which the light-shielding film 53 is formed and a rim portion 22 formed by the rim-forming film 52, and the semi-transmissive portion 30 is formed. The transparent substrate 51 is exposed between the light-shielding portions 20, and a photomask having a configuration in which the exposure light transmittance is set to be smaller than that of the light-transmitting portion 10 is completed.
上記のように、本発明のフォトマスクは、描画工程を１回のみとして製造することが好ましい。また、この製法によると、遮光膜５３とリム形成膜５２という２膜をそれぞれパターニングする必要があるにも関わらず、複数回の描画によるアライメントずれが生じないため、微細幅のリム部２２が、フォトマスク面内にわたり均一に形成できる。 As described above, the photomask of the present invention is preferably manufactured by performing only one drawing step. Further, according to this manufacturing method, although it is necessary to pattern the two films, the light-shielding film 53 and the rim-forming film 52, the rim portion 22 having a fine width does not cause an alignment deviation due to drawing a plurality of times. It can be formed uniformly over the photomask surface.
本発明は、上記フォトマスクを用いて露光装置によって露光し、転写用パターンを被転写体上に転写することを含む、表示装置の製造方法を含む。なお、ここでいう表示装置の製造方法とは、表示装置の一部を構成するモジュールや部品の製造方法を含む。 The present invention includes a method for manufacturing a display device, which comprises exposing a photomask with an exposure apparatus and transferring a transfer pattern onto a transfer target. The manufacturing method of the display device referred to here includes a manufacturing method of modules and parts constituting a part of the display device.
本発明のフォトマスクを露光装置によって露光し、現像することにより、被転写体上には、残膜値の異なる部分を有する、立体形状のレジストパターンが形成される。例えば、ポジ型レジストを使用すれば、透光部に対応する位置においては、レジスト残膜が形成されず、遮光部に対応する位置においては、所定の厚みＨ１をもつレジスト残膜が形成され、半透光部に対応する位置には、Ｈ１より小さ厚みＨ２を有するレジスト残膜が形成される。 By exposing the photomask of the present invention with an exposure apparatus and developing it, a three-dimensional resist pattern having portions having different residual film values is formed on the transferred object. For example, if a positive resist is used, a resist residual film is not formed at a position corresponding to the translucent portion, and a resist residual film having a predetermined thickness H1 is formed at a position corresponding to the light-shielding portion. A resist residual film having a thickness H2 smaller than that of H1 is formed at a position corresponding to the translucent portion.
本製造方法に用いる露光装置としては、ＮＡが０．０８〜０．２、σ（コヒレンスファクタ）が０．５〜０．９の等倍プロジェクション露光方式のものを利用することができる。光源は、ｉ線、ｈ線、ｇ線のいずれかを含む光源を用い、又はこれらの複数を併せて用い、更にはｉ線、ｈ線、ｇ線のすべてを含むブロード波長光源を用いても良い。 As the exposure apparatus used in this manufacturing method, an exposure apparatus having an NA of 0.08 to 0.2 and a σ (coherence factor) of 0.5 to 0.9 can be used. As the light source, a light source containing any one of i-line, h-line, and g-line may be used, or a plurality of these may be used in combination, and a broad wavelength light source including all of i-line, h-line, and g-line may be used. good.
また、使用する露光装置の光源は、変形照明（ここでは、フォトマスクに対して垂直に入射する光成分を遮蔽した光源をいい、輪帯照明などの斜入射光源を含む）を使用しても良いが、非変形照明（垂直に入射する成分を遮蔽しない、通常照明）によって、発明の優れた効果が得られる。 Further, as the light source of the exposure apparatus to be used, even if deformed lighting (here, a light source that shields the light component vertically incident on the photomask, including an obliquely incident light source such as annulus illumination) is used. Good, but non-deformable lighting (normal lighting that does not block vertically incident components) provides the excellent effects of the invention.
本発明を適用するフォトマスクの用途に特に制限は無い。本発明のフォトマスクは、液晶表示装置やＥＬ表示装置などを含む表示装置の製造の際に、好ましく用いることができる、透過型のフォトマスクとすることができる。そして、Ｓ／Ｄレイヤとチャネルを、一回のフォトリソグラフィ工程で加工する工程に用いられる、多階調フォトマスクとして有用である。 There is no particular limitation on the use of the photomask to which the present invention is applied. The photomask of the present invention can be a transmissive photomask that can be preferably used in the manufacture of a display device including a liquid crystal display device, an EL display device, and the like. Then, it is useful as a multi-gradation photomask used in a process of processing an S / D layer and a channel in a single photolithography process.
本発明のフォトマスクによれば、モバイル携帯端末を始めとする、高精細の表示装置（いわゆるフラットパネルディスプレイ）の生産に際して、パターンの微細化の実現とともに、工程におけるマージンの確保という、極めて重要な要素を両立することができる。 According to the photomask of the present invention, in the production of high-definition display devices (so-called flat panel displays) such as mobile mobile terminals, it is extremely important to realize miniaturization of patterns and secure margins in the process. The elements can be compatible.
以上に、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the gist thereof.
すなわち、本発明のフォトマスクの用途、構成や製法については、本発明の作用効果を損なわない限りにおいて、上記に例示したものに限定されない。 That is, the use, composition, and manufacturing method of the photomask of the present invention are not limited to those exemplified above as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明の効果を損ねない範囲で、本発明を適用するフォトマスクには付加的な光学膜や機能膜を使用しても良い。例えば、遮光膜のもつ光透過率が、検査やフォトマスクの位置検知に支障を与える不都合を防ぐために、転写用パターン以外の領域に遮光膜が形成される構成としても良い。また、半透光膜（リム形成膜）や、遮光膜の表面に描画光や露光光の反射を低減させるための反射防止層を設けても良い。半透光膜（リム形成膜）の裏面に反射防止層を設けてもよい。 An additional optical film or functional film may be used for the photomask to which the present invention is applied as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, in order to prevent the inconvenience that the light transmittance of the light-shielding film interferes with the inspection and the position detection of the photomask, the light-shielding film may be formed in a region other than the transfer pattern. Further, an antireflection layer for reducing reflection of drawing light or exposure light may be provided on the surface of the semitransparent film (rim forming film) or the light-shielding film. An antireflection layer may be provided on the back surface of the semitransparent film (rim forming film).
また、例えば、上記では、リム形成膜と遮光膜とは、互いにエッチング選択性のある材料を用いた。しかしながら、両者ともに同一のエッチング剤によってエッチングされる材料を用いても良い。その場合には、両膜間にエッチングストッパ膜として、上記両膜の材料に対するエッチング選択性をもつものを介在させることができる。例えば、遮光膜とリム形成膜とをともに、Ｃｒ系（含有する金属中、Ｃｒが最も大きい含有量をもつ）膜とし、エッチングストッパ膜として、Ｓｉ系（Ｓｉ化合物、又は、金属シリサイド化合物を含む）膜をとすることができる。 Further, for example, in the above, a material having etching selectivity was used for the rim forming film and the light shielding film. However, both may use materials that are etched by the same etching agent. In that case, as an etching stopper film, a film having etching selectivity for the materials of both films can be interposed between the two films. For example, both the light-shielding film and the rim-forming film are Cr-based (with the largest content of Cr among the contained metals), and the etching stopper film contains Si-based (Si compound or metal silicide compound). ) It can be a film.
１０…透光部、２０…遮光部、２１…完全遮光部、２２…リム部、３０…半透光部、５０…フォトマスクブランク、５１…透明基板、５２…リム形成膜、５３…遮光膜、５４…第１フォトレジスト膜、５５…レジストパターン 10 ... Translucent part, 20 ... Light-shielding part, 21 ... Complete light-shielding part, 22 ... Rim part, 30 ... Semi-transparent part, 50 ... Photomask blank, 51 ... Transparent substrate, 52 ... Rim-forming film, 53 ... Light-shielding film , 54 ... 1st photoresist film, 55 ... Resist pattern
Claims (8)
前記透光部は、透明基板が露出してなり、
前記遮光部は、
前記透明基板上に少なくとも遮光膜が形成された完全遮光部と、
前記完全遮光部の外縁に接して形成され、前記透明基板上に半透光性のリム形成膜が形成されてなる幅γのリム部とを有し、
前記半透光部は、前記遮光部に挟まれ、前記透明基板が、所定幅αで露出してなり、
前記幅αは、前記半透光部の露光光透過率が、前記透光部の露光光透過率よりも小さくなるように設定され、
前記リム形成膜は、露光光の代表波長の光に対する透過率Ｔｒが５〜６０（％）、かつ前記代表波長の光に対する位相シフト量が９０度以下である、フォトマスク。 A photo for manufacturing a display device, which has a transfer pattern including a light-transmitting portion, a light-shielding portion, and a semi-transmissive portion in order to form a resist pattern having a plurality of different residual film values on the transferred object by exposure. In the mask
The transparent substrate is exposed in the translucent portion, and the transparent substrate is exposed.
The light-shielding portion
A completely light-shielding portion in which at least a light-shielding film is formed on the transparent substrate,
It has a rim portion having a width γ formed in contact with the outer edge of the completely light-shielding portion and having a translucent rim-forming film formed on the transparent substrate.
The semi-transmissive portion is sandwiched between the light-shielding portions, and the transparent substrate is exposed with a predetermined width α.
The width α is set so that the exposure light transmittance of the semitransparent portion is smaller than the exposure light transmittance of the translucent portion.
The rim forming film is a photomask having a transmittance Tr of 5 to 60 (%) with respect to light of a representative wavelength of exposure light and a phase shift amount of 90 degrees or less with respect to light of the representative wavelength.
前記半透光部は、薄膜トランジスタのチャネル部に対応する、
請求項１から４のいずれか１項に記載のフォトマスク。 The transfer pattern is a thin film transistor manufacturing pattern.
The translucent portion corresponds to the channel portion of the thin film transistor.
The photomask according to any one of claims 1 to 4.
透明基板上に、リム形成膜と遮光膜がこの順に積層するフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記遮光膜上に形成したレジストパターンをエッチングマスクとして用い、遮光膜用のエッチング剤を使用して前記遮光膜をパターニングする、第１パターニング工程と、
前記リム形成膜用のエッチング剤を使用し、前記リム形成膜をパターニングする第２パターニング工程と、
前記レジストパターンをエッチングマスクとして用い、遮光膜用のエッチング剤を使用して、前記遮光膜をサイドエッチングする、第３パターニング工程と、
前記レジストパターンを剥離する剥離工程と、
を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフォトマスクを製造するフォトマスクの製造方法。 In a method for manufacturing a photomask having a transfer pattern including a light-transmitting portion, a light-shielding portion, and a semi-transmissive portion in order to form a resist pattern having a plurality of different residual film values on the transferred object by exposure. ,
A process of preparing a photomask blank in which a rim forming film and a light shielding film are laminated in this order on a transparent substrate, and
A first patterning step in which the resist pattern formed on the light-shielding film is used as an etching mask and the light-shielding film is patterned using an etching agent for the light-shielding film.
A second patterning step of patterning the rim-forming film using the etching agent for the rim-forming film, and
A third patterning step in which the resist pattern is used as an etching mask and the light-shielding film is side-etched using an etching agent for a light-shielding film.
A peeling step for peeling the resist pattern and
The method for producing a photomask, which comprises the above, according to any one of claims 1 to 5.
表示装置製造用の露光装置を用いて、前記フォトマスクを露光することにより、前記転写用パターンを被転写体上に転写する工程と
を有する、表示装置の製造方法。 A step of preparing a photomask according to any one of claims 1 to 5, which is a method for manufacturing a display device.
A method for manufacturing a display device, which comprises a step of transferring the transfer pattern onto a transfer target by exposing the photomask using an exposure device for manufacturing a display device.
The method for manufacturing a display device according to claim 7, wherein the display device includes a thin film transistor.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019033681 | 2019-02-27 | ||
| JP2019033681 | 2019-02-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020140207A true JP2020140207A (en) | 2020-09-03 |
| JP7384695B2 JP7384695B2 (en) | 2023-11-21 |
Family
ID=72257847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020025067A Active JP7384695B2 (en) | 2019-02-27 | 2020-02-18 | Photomask, photomask manufacturing method, and display device manufacturing method |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7384695B2 (en) |
| KR (1) | KR102367141B1 (en) |
| CN (1) | CN111624849B (en) |
| TW (1) | TWI745873B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113380701A (en) * | 2021-05-28 | 2021-09-10 | 惠科股份有限公司 | Manufacturing method of thin film transistor and mask |
| KR20230172419A (en) | 2022-06-15 | 2023-12-22 | 호야 가부시키가이샤 | Transfer mask and manufacturing method for display device |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102267166B1 (en) | 2020-11-19 | 2021-06-21 | 장순조 | Purifying lamp for environmental sanitation comprising the led assembly for black light blue lamp |
| KR102384156B1 (en) | 2021-01-25 | 2022-04-08 | 장순조 | Fluorescent lamp connectable led lamp |
| CN113467179B (en) * | 2021-06-23 | 2022-06-03 | 惠科股份有限公司 | Mask, manufacturing method of array substrate and display panel |
| CN113759655A (en) * | 2021-08-19 | 2021-12-07 | 惠科股份有限公司 | Mask, manufacturing method of array substrate and display panel |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013235037A (en) * | 2012-05-02 | 2013-11-21 | Hoya Corp | Photomask, pattern transfer method and method for manufacturing flat panel display |
| JP2016004174A (en) * | 2014-06-17 | 2016-01-12 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | Photomask for proximity exposure |
| JP2017016164A (en) * | 2016-10-26 | 2017-01-19 | Hoya株式会社 | Method for transferring pattern and method for manufacturing display device |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100373258C (en) * | 2001-12-26 | 2008-03-05 | 松下电器产业株式会社 | Photomask, method of producing it and pattern forming method using the photomask |
| JP5185158B2 (en) | 2009-02-26 | 2013-04-17 | Ｈｏｙａ株式会社 | Multi-tone photomask evaluation method |
| KR101216242B1 (en) * | 2010-03-05 | 2013-01-18 | 주식회사 피케이엘 | Method for fabricating photo mask using slit type halftone pattern and photo mask fabricated using thereof |
| TWI461833B (en) * | 2010-03-15 | 2014-11-21 | Hoya Corp | Multi-tone photomask, method of manufacturing a multi-tone photomask, and pattern transfer method |
| JP2011215226A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Hoya Corp | Multi-level gradation photomask, method for manufacturing multi-level gradation photomask, blank for multi-level gradation photomask, and method for transferring pattern |
| JP6076593B2 (en) * | 2011-09-30 | 2017-02-08 | Hoya株式会社 | Multi-tone photomask for manufacturing display device, multi-tone photomask manufacturing method for display device manufacturing, pattern transfer method, and thin-film transistor manufacturing method |
| JP5605917B2 (en) * | 2011-12-27 | 2014-10-15 | Ｈｏｙａ株式会社 | Photomask manufacturing method, pattern transfer method, and flat panel display manufacturing method |
| JP2015102608A (en) * | 2013-11-22 | 2015-06-04 | Hoya株式会社 | Method for manufacturing photomask, photomask, method for transferring pattern, and method for manufacturing display device |
| JP6335735B2 (en) * | 2014-09-29 | 2018-05-30 | Hoya株式会社 | Photomask and display device manufacturing method |
| CN107861334A (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-30 | Hoya株式会社 | The manufacture method of the manufacture method of photomask, photomask and display device |
-
2020
- 2020-02-12 KR KR1020200016904A patent/KR102367141B1/en active IP Right Grant
- 2020-02-18 JP JP2020025067A patent/JP7384695B2/en active Active
- 2020-02-25 CN CN202010114945.1A patent/CN111624849B/en active Active
- 2020-02-25 TW TW109106079A patent/TWI745873B/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013235037A (en) * | 2012-05-02 | 2013-11-21 | Hoya Corp | Photomask, pattern transfer method and method for manufacturing flat panel display |
| JP2016004174A (en) * | 2014-06-17 | 2016-01-12 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | Photomask for proximity exposure |
| JP2017016164A (en) * | 2016-10-26 | 2017-01-19 | Hoya株式会社 | Method for transferring pattern and method for manufacturing display device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113380701A (en) * | 2021-05-28 | 2021-09-10 | 惠科股份有限公司 | Manufacturing method of thin film transistor and mask |
| KR20230172419A (en) | 2022-06-15 | 2023-12-22 | 호야 가부시키가이샤 | Transfer mask and manufacturing method for display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202105046A (en) | 2021-02-01 |
| TWI745873B (en) | 2021-11-11 |
| KR20200104800A (en) | 2020-09-04 |
| KR102367141B1 (en) | 2022-02-23 |
| CN111624849B (en) | 2024-03-29 |
| JP7384695B2 (en) | 2023-11-21 |
| CN111624849A (en) | 2020-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2020140207A (en) | Photomask, method for manufacturing photomask, and method for manufacturing display apparatus | |
| JP5555789B2 (en) | Photomask, manufacturing method thereof, and pattern transfer method | |
| JP5036328B2 (en) | Gray tone mask and pattern transfer method | |
| TWI635353B (en) | Photomask and method of manufacturing a display device | |
| KR101895122B1 (en) | Method of manufacturing a photomask, a photomask and method of manufacturing a display device | |
| JP6076593B2 (en) | Multi-tone photomask for manufacturing display device, multi-tone photomask manufacturing method for display device manufacturing, pattern transfer method, and thin-film transistor manufacturing method | |
| JP4934237B2 (en) | Gray-tone mask manufacturing method, gray-tone mask, and pattern transfer method | |
| KR102003598B1 (en) | Method for manufacturing photomask, photomask, and method for manufacturing display device | |
| TWI758694B (en) | Method of manufacturing a photomask for use in manufacturing a display device and method of manufacturing a display device | |
| KR101771341B1 (en) | Method for manufacturing photomask, photomask, and method for manufacturing display device | |
| JP2009204934A (en) | Five-gradation photomask, method of manufacturing the same, and pattern transfer method | |
| KR101176262B1 (en) | Multi-gray scale photomask and pattern transfer method | |
| JP2009237419A (en) | Multi-gradation photomask, manufacturing method thereof, and pattern transfer method | |
| TWI777402B (en) | Photomask for use in manufacturing a display device and method of manufacturing a display device | |
| JP2020122988A (en) | Photomask and manufacturing method of display device | |
| JP6322682B2 (en) | Pattern transfer method, display device manufacturing method, and multi-tone photomask | |
| JP7507100B2 (en) | Photomask, photomask manufacturing method, and display device manufacturing method | |
| JP4848071B2 (en) | 5-tone photomask manufacturing method and pattern transfer method | |
| JP6731441B2 (en) | Photomask and display device manufacturing method | |
| TWI465856B (en) | Method of manufacturing patterned material layer | |
| JP4615066B2 (en) | Multi-tone photomask manufacturing method and pattern transfer method | |
| JP2010266877A (en) | Five-gradation photomask and method of manufacturing the same | |
| JP2011070227A (en) | Method for producing five-level gradation photomask and method for transferring pattern |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221107 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230731 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230808 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230915 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231031 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231109 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7384695 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |