TWI417645B - Mask mask and mask, and its manufacturing methods - Google Patents
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Description
本發明係關於使遮光膜之濕式蝕刻特性最適於用以形成遮光膜圖案之濕式蝕刻處理的光罩毛胚及光罩,暨其等製造方法。尤其係關於用以製造FPD元件之光罩毛胚、及使用該光罩毛胚所製造之光罩。
一般而言,於半導體裝置及液晶顯示裝置之製造步驟中,使用光微影法來形成微細圖案,形成該微細圖案時通常使用稱為光罩之基板,一般而言,該光罩係於透光性玻璃基板上設置有由金屬薄膜等所構成之遮光性微細圖案者,製造該光罩時亦使用光微影法。
利用光微影法製造光罩時,可使用在玻璃基板等透光性基板上具有遮光膜之光罩毛胚。使用該光罩毛胚製造光罩包括下述步驟:曝光步驟,對形成於光罩毛胚上之光阻膜實施所期望之圖案曝光;顯影步驟,隨著所期望之圖案曝光使上述光阻膜顯影而形成光阻圖案;蝕刻步驟,沿著光阻圖案對上述遮光膜進行蝕刻;及剝離除去殘存光阻圖案之步驟。於上述顯影步驟中,對形成於光罩毛胚上之光阻膜實施所期望之圖案曝光後供給顯影液,溶解可溶於顯影液之光阻膜部位,而形成光阻圖案。另外,於上述蝕刻步驟中,將該光阻圖案作為遮罩,例如,藉由濕式蝕刻,溶解未形成有光阻圖案之遮光膜所露出之部位,藉此於透光性基板上形成所期望之遮罩圖案。如此可製成光罩。
於日本專利特公昭62-32782號公報中,作為適於濕式蝕刻之遮罩毛胚,揭示有於透明基板上具備含有鉻碳化物之鉻膜作為遮光膜之光罩毛胚。另外,於日本專利第2983020號公報中,同樣,作為適於濕式蝕刻之遮罩毛胚,揭示有下述半色調型相移遮罩毛胚,該遮罩毛胚於透明基板上具有半色調材料膜與金屬膜之積層膜,該金屬膜中,自表面側向透明基板側存在由蝕刻率不同之材料所構成之區域,並且該半色調型相移遮罩毛胚包含例如CrN/CrC金屬膜及CrON抗反射膜。
然而,製造液晶顯示裝置中之例如彩色濾光器、TFT薄膜電晶體陣列、或反射板等零件時所使用之光罩,係相較於LSI用光罩其基板尺寸大。因此,由於基板尺寸較大,故與基板尺寸較小之情況相比具有下述特點,即,由於製造原理上之限制(來自製造方法或製造裝置之限制)之主要原因、以及製造條件之變動(製程變動)之主要原因,而容易於面內及基板間產生各特性(膜組成、膜質、透射率、反射率、光學濃度、蝕刻特性、其他光學特性、膜厚等)之不均一,因此無法獲得面內及基板間之各特性均一之零件。此種特點存在隨著FPD平板顯示器之進一步大型化、高精細化而增長之傾向。
近年來,隨著液晶顯示裝置之高精細化,雖然形成於光罩之圖案之最小線寬為2~3 μm左右,但已微細化至1 μm左右以下。於此種狀況下,存在其他尺寸精度(線寬公差、總間距精度,重合精度)亦變嚴格之傾向。
另外,如此使液晶顯示裝置之圖案高精細化,須要對經微細化之遮罩圖案進行精度良好之圖案轉印。為此,較理想為,形成於大型基板整個面上之遮罩圖案中未產生模糊,且剖面形狀良好。例如,較理想為,形成於光罩上之遮罩圖案之剖面形狀為大致與膜面垂直之形狀。
習知,就成為製造液晶顯示裝置所使用之光罩之原版的光罩毛胚而言,一直使用在玻璃基板上形成有使氧化鉻(CrO)膜及鉻(Cr)膜積層而成之遮光膜的光罩毛胚,或在玻璃基板上形成有使氧化鉻(CrO)膜、鉻(Cr)膜及氧化鉻(CrO)膜積層而成之遮光膜的光罩毛胚。另外,上述氧化鉻(CrO)膜係具有使膜面對曝光之光之反射降低的抗反射功能之抗反射膜。
並且,使用硝酸鈰銨、過氯酸及純水之蝕刻劑,將形成於遮光膜上之光阻圖案作為遮罩,利用濕式蝕刻使上述光罩毛胚形成遮光膜圖案,製作光罩。
然而,在近年來光罩圖案逐步微細化之狀況下,習知之遮光膜產生下述問題,即,無法忽視遮罩圖案之模糊(俯視遮罩圖案時之圖案邊緣粗糙度(圖案邊緣之凹部與凸部之最大距離)),另外,無法獲得剖面形狀良好(垂直)之圖案。該遮罩圖案中之模糊或圖案之剖面形狀,於使用光罩製作液晶顯示裝置時成為引起顯示不均之原因。
因此,本發明係為解決習知問題而開發完成者,其目的在於提供藉由使遮光膜之濕式蝕刻特性最佳化而可形成剖面形狀良好之遮光膜圖案,進而可形成圖案之模糊極小之遮光膜圖案的光罩毛胚及光罩,暨其等製造方法。
如前文所述,習知由於遮光膜之膜厚、或遮光膜之深度方向上之組成傾斜等限制,而難以對藉由濕式蝕刻處理形成之遮光膜圖案之剖面形狀進行良好加工,鑒於上述問題,本發明者進行仔細研究的結果發現,查明構成鉻系遮光膜之鉻之結晶性與遮光膜之濕式蝕刻特性存在相關關係,進而,藉由控制該鉻之結晶性來控制遮光膜之濕式蝕刻特性,結果為,可進行控制使遮光膜圖案之剖面形狀成為良好形狀,另外,圖案模糊變得極小。
即,為解決上述課題,本發明具有以下構成。
(構成1)一種光罩毛胚,其係於透光性基板上具有遮光膜者,其特徵為,上述光罩毛胚係將形成於上述遮光膜上之遮罩圖案作為遮罩,且藉由濕式蝕刻處理而使上述遮光膜圖案化的光罩之製作方法所對應之濕式蝕刻處理用光罩毛胚,上述遮光膜包含含鉻材料,且,根據X射線繞射之CrN(200)之繞射峰值所算出之微晶尺寸為10 nm以下。
(構成2)如構成1所述之光罩毛胚,其中,上述遮光膜係藉由X射線繞射法所獲得之繞射峰值具有CrN(200)之繞射峰值及Cr(110)之繞射峰值之薄膜。
(構成3)如構成1或2所述之光罩毛胚,其中,上述遮光膜於深度方向之大致所有區域上含有氮(N)。
(構成4)如構成1至3中任一項所述之光罩毛胚,其中,於上述遮光膜之上層部形成含有氧之抗反射層。
(構成5)如構成1至4中任一項所述之光罩毛胚,其中,上述光罩毛胚係用以製造FPD元件之光罩毛胚。
(構成6)一種光罩,其特徵為,藉由濕式蝕刻處理使構成1至5中任一項所述之光罩毛胚中之上述遮光膜圖案化,於上述透光性基板上形成遮光膜圖案。
(構成7)一種光罩毛胚之製造方法,其包括下述步驟,藉由使用有包含含鉻材料之靶材的濺鍍成膜,而於透光性基板上形成含鉻遮光膜,其特徵為,上述光罩毛胚係將形成於上述遮光膜上之光阻圖案作為遮罩,且藉由濕式蝕刻處理使上述遮光膜圖案化的光罩之製作方法所對應之濕式蝕刻處理用光罩毛胚,上述光罩毛胚之製造方法控制構成上述遮光膜之鉻之結晶性,以使藉由上述濕式蝕刻處理而形成之遮光膜圖案之剖面形狀成為既定形狀。
(構成8)如構成7所述之光罩毛胚之製造方法,其中,形成上述遮光膜後,藉由調整施加於該遮光膜之熱處理條件,而控制構成上述遮光膜之鉻之結晶性。
(構成9)如構成7或8所述之光罩毛胚之製造方法,其中,上述熱處理係於上述遮光膜上形成光阻膜前、或形成光阻膜後之加熱處理。
(構成10)如構成7至9中任一項所述之光罩毛胚之製造方法,其中,藉由上述濕式蝕刻處理所形成之遮光膜圖案之剖面形狀係相對於膜面呈大致垂直之形狀。
(構成11)如構成7至10中任一項所述之光罩毛胚之製造方法,其中,上述光罩毛胚係用以製造FPD元件之光罩毛胚。
(構成12)一種光罩之製造方法,其特徵為包括下述步驟,藉由濕式蝕刻處理,使藉由構成7至11中任一項所述之製造方法而獲得之光罩毛胚中之上述遮光膜圖案化。
如構成1所述,本發明之光罩毛胚係於透光性基板上具有遮光膜者,上述光罩毛胚係將形成於上述遮光膜上之遮罩圖案作為遮罩,且藉由濕式蝕刻處理使上述遮光膜圖案化的光罩之製作方法所對應之濕式蝕刻處理用光罩毛胚,上述遮光膜包含含鉻材料,且根據X射線繞射之CrN(200)之繞射峰值所算出之微晶尺寸為10 nm以下。
如此,對於遮光膜之結晶性,使根據CrN(200)之繞射峰值所算出之微晶尺寸為10 nm以下,藉此,於利用濕式蝕刻使遮光膜圖案化時,可極其減小遮光膜圖案之模糊,進而,遮光膜圖案之剖面形狀可成為良好形狀。就減小上述遮光膜圖案之模糊之方面而言,較佳為使根據CrN(200)之繞射峰值所算出之微晶尺寸更小,然而,就遮光膜圖案之剖面形狀或成膜速度等生產性而言,微晶尺寸過小亦不佳。考慮到上述方面,較佳為根據CrN(200)之繞射峰值所算出之微晶尺寸為5 nm以上、10 nm以下。
另外,如構成2所述,由於利用X射線繞射法所獲得之繞射峰值具有CrN(200)之繞射峰值及Cr(110)之繞射峰值,而可易於控制遮光膜圖案之形狀,故為佳。
另外,如構成3所述,藉由使遮光膜為在深度方向的整個區域上含有氮(N)之膜,可提高濕式蝕刻速度,與形成於遮光膜上之光阻膜之薄膜化相對應,因此可形成更微細且高精細之遮光膜圖案。
另外,如構成4所述,上述遮光膜可於其上層部形成含氧之抗反射層。藉由形成此種抗反射層,可將曝光波長中之反射率抑制為低反射率,因此將遮罩圖案轉印至被轉印體時可抑制與投影曝光面之間的多重反射,從而可抑制成像特性之下降。
另外,如構成5所述,上述光罩毛胚適用於用以製造FPD元件之光罩毛胚,上述FPD元件為大型基板,且於基板整個面要求遮光膜圖案之尺寸精度。
另外,如構成6所述,可成為下述良好之光罩,該光罩藉由濕式蝕刻處理使構成1至5中任一項所述之光罩毛胚中之上述遮光膜圖案化而形成之遮光膜圖案,其剖面形狀良好,且遮光膜圖案之模糊極小。
另外,如構成7所述,光罩毛胚之製造方法包括藉由使用包含含鉻材料之靶材所進行的濺鍍成膜,而於透光性基板上形成含鉻遮光膜之步驟,而上述光罩毛胚係將形成於上述遮光膜上之光阻圖案作為遮罩,且藉由濕式蝕刻處理使上述遮光膜圖案化的光罩之製作方法所對應之濕式蝕刻處理用光罩毛胚,因此,以使藉由上述濕式蝕刻處理所形成之遮光膜圖案之剖面形狀成為既定形狀之方式,控制構成上述遮光膜之鉻之結晶性。
如此,藉由控制遮光膜之結晶性,可控制遮光膜之濕式蝕刻特性,藉此,可進行控制以使遮光膜圖案之剖面形狀成為良好形狀,進而使遮光膜圖案之模糊變得極小。
例如,如構成8所述,形成上述遮光膜後,藉由對施加於該遮光膜之熱處理條件進行調整,可較佳地控制構成上述遮光膜之鉻之結晶性。
此處,鉻之結晶性,例如係CrN(200)之微晶尺寸,如構成8所述,較佳為,形成上述遮光膜後,藉由調整施加於該遮光膜之熱處理條件,而控制構成上述遮光膜之鉻之微晶尺寸。
另外,如構成9所述,對遮光膜之熱處理係於上述遮光膜上形成光阻膜之前、或形成光阻膜後之加熱處理。一般而言,於光罩毛胚之製造步驟中,於遮光膜形成後,會進行光阻膜形成前所進行之以提高附著力為目的之烘烤處理、或光阻膜形成後之預烘烤處理,因此,較佳為,藉由調整該等加熱處理條件,而控制構成遮光膜之鉻之結晶性(例如,鉻之微晶尺寸)。
另外,如構成10所述,藉由上述濕式蝕刻處理而形成之遮光膜圖案之剖面形狀,較理想為相對於膜面呈大致垂直之形狀,因可根據本發明良好地控制遮光膜圖案之剖面形狀,故為較佳。
另外,如構成11所述,上述光罩毛胚適用於用以製造FPD元件之光罩毛胚,上述FPD元件為大型基板,且基板整個面上對遮光膜圖案之尺寸精度有所要求。
另外,如構成12所述,藉由濕式蝕刻處理使利用構成7至11中任一項所述之製造方法所獲得之光罩毛胚中之上述遮光膜圖案化,利用包括上述步驟之光罩之製造方法可獲得下述良好光罩,該光罩藉由濕式蝕刻處理圖案化而形成之遮光膜圖案之剖面形狀良好,且遮光膜圖案之模糊極小。
根據本發明,可提供下述光罩毛胚,將遮光膜之結晶性之根據CrN(200)繞射峰值所算出之微晶尺寸為10 nm以下,藉此可使遮光膜之濕式蝕刻特性最佳化,使遮光膜圖案之剖面形狀成為良好形狀,進而亦可使遮光膜圖案之模糊變得極小。
另外,可提供下述光罩,該光罩使用濕式蝕刻處理使利用本發明所獲得之光罩毛胚中之遮光膜圖案化,以此可形成剖面形狀良好、且圖案模糊極小之良好遮光膜圖案。
以下,參照圖式,詳細敍述本發明之實施形態。
圖1係表示本發明中之光罩毛胚之第一實施形態之剖面圖。
圖1之光罩毛胚10係用以製作於透光性基板1上具有遮光膜2之FPD的光罩毛胚之形態。
上述光罩毛胚10係將形成於上述遮光膜2上之光阻圖案作為遮罩,且藉由濕式蝕刻處理使上述遮光膜2圖案化的光罩之製作方法所對應之濕式蝕刻處理用光罩毛胚,另外,上述遮光膜2係藉由使用含鉻靶材的濺鍍成膜而形成於透光性基板1上之含鉻遮光膜。
此處,作為透光性基板1,一般為玻璃基板。玻璃基板由於平坦度及平滑度優良,故於使用光罩向被轉印基板上進行圖案轉印時,不會產生轉印圖案之應變等而能進行高精度之圖案轉印。
於本發明中,上述遮光膜2中,對於構成上述遮光膜2之鉻之結晶性,使根據GrN(200)之繞射峰值所算出之微晶尺寸為10 nm以下,以使藉由濕式蝕刻處理而形成之遮光膜圖案之模糊極小,且使剖面形狀成為既定形狀。進而,較佳為,為提高遮光膜圖案之形狀控制性,除上述微晶尺寸以外,亦對構成遮光膜2之鉻之結晶性,使藉由X射線繞射法所獲得之繞射峰值成為CrN(200)之繞射峰值及Cr(110)之繞射峰值。
作成具有此種結晶性之遮光膜2,則可控制遮光膜2之濕式蝕刻特性,藉此,可使遮光膜圖案之剖面形狀良好,且遮光膜圖案之模糊極小。
構成遮光膜2之鉻之結晶性,例如,可於形成上述遮光膜2後,藉由調整施加於該遮光膜2之熱處理條件而加以控制。
另外,對遮光膜2之熱處理,例如,係於遮光膜2上形成光阻膜之前、或形成光阻膜後之加熱處理。一般而言,於光罩毛胚之製造步驟中,會進行於遮光膜形成後、光阻膜形成前所進行之以提高附著力為目的之烘烤處理,或光阻膜形成後之預烘烤處理。因此,較佳為藉由調整該等之加熱處理條件,而控制構成遮光膜之鉻之結晶性。
對於遮光膜2之結晶性,使根據X射線繞射之CrN(200)之繞射峰值所算出之微晶尺寸為10 nm以下,進而藉由X射線繞射法所獲得之繞射峰值具有CrN(200)之繞射峰值及Cr(110)之繞射峰值,為了製成具有上述性質之膜,而使遮光膜2為至少含有鉻及氮之材料,更佳為含有鉻、氮、及碳之材料,進一步更佳為含有鉻、氮、碳、及氧之材料;就加熱處理條件而言,於80℃以上、180℃以下,較佳為100℃以上、150℃以下之加熱溫度下進行加熱處理。
如前文所述,較理想為,藉由濕式蝕刻處理而形成之遮光膜圖案之剖面形狀相對於膜面呈大致垂直之形狀。根據本發明,可藉由控制遮光膜2之結晶性而控制遮光膜2之濕式蝕刻特性。其結果為,可進行控制以使遮光膜圖案之剖面形狀為上述良好形狀,且使遮光膜圖案之模糊變得極小,故本發明較佳。
作為遮光膜2之具體材料,可列舉含有鉻、氮之材料,將遮光膜2中所含有之鉻(Cr)含量設為1時,在深度方向上存在氮(N)含量為0.5以上之區域及氮(N)含量未滿0.5之區域。例如,作為遮光膜,可列舉:將鉻(Cr)含量設為1時自透光性基板側積層氮(N)含量未滿0.5之層、及氮(N)含量為0.5以上之層的積層膜;將鉻(Cr)含量設為1時自透光性基板側積層氮(N)含量為0.5以上之層、氮(N)含量未滿0.5之層、及氮(N)含量為0.5以上之層的積層膜;或將鉻(Cr)含量設為1時自透光性基板側積層氮(N)含量為0.5以上之層、及氮(N)含量未滿0.5之層的積層膜。再者,於遮光膜為積層膜時,遮光膜中所含有之鉻(Cr)或氮(N)既可階段性變化,亦可連續性變化。
另外,於遮光膜2中亦可進一步含有氧、碳、氟等添加元素。
於上述遮光膜之積層膜中,為在製造FPD所使用之330 mm×450 mm以上之大型基板整個面上藉由濕式蝕刻而形成遮罩圖案未產生模糊、剖面形狀良好之遮光膜圖案,較佳為,使遮光膜之材料為含有鉻及氮之材料,且製成將鉻(Cr)含量設為1時自透光性基板側積層氮(N)含量未滿0.5之層、及氮(N)含量為0.5以上之層的積層膜。
上述遮光膜2之形成方法無須特別限定,其中可較佳地列舉濺鍍成膜法。利用濺鍍成膜法可形成均勻且固定膜厚之膜,故於本發明中較佳。於透光性基板1上藉由濺鍍成膜法形成上述遮光膜2之情況下,使用鉻(Cr)靶材作為濺鍍靶材,導入腔室內之濺鍍氣體,使用在氬氣或氦氣等惰性氣體中混合有氧、氮、或二氧化碳、一氧化氮等氣體的氣體。使用在氬氣等惰性氣體中混合有氧氣或二氧化碳氣體之濺鍍氣體時,可形成在鉻中含有氧之遮光膜;使用在氬氣等惰性氣體中混合有氮氣之濺鍍氣體時,可形成在鉻中含有氮之遮光膜;另外,使用在氬氣等惰性氣體中混合有一氧化氮氣體之濺鍍氣體時,可形成在鉻中含有氮及氧之遮光膜。另外,使用在氬氣等惰性氣體中混合有甲烷氣體之濺鍍氣體時,可形成在鉻中含有碳之遮光膜。
上述遮光膜2之膜厚以光學濃度相對於曝光之光例如為3.0以上之方式進行設定。具體而言,將製造FPD元件時所使用之超高壓水銀燈作為曝光光源時,上述遮光膜2之膜厚較佳為200 nm以下。若膜厚超過200 nm,則存在遮光膜2之基板面內之膜厚不均變大之傾向,導致遮光膜圖案之圖案精度惡化,故不佳。再者,就遮光膜2之膜厚之下限而言,可在能夠獲得所期望之光學濃度的範圍內儘量使之較薄。
另外,上述遮光膜2並未限定於上述如積層膜之多層,亦可為單層。例如,於遮光膜2為積層膜時,可使表層部(上層部)具有抗反射功能。於此情況下,作為具有抗反射功能之抗反射層,例如,可較佳地列舉CrO、CrCO、CrNO、CrCON等材料。藉由設置抗反射層,可將曝光波長中之反射率抑制為例如20%以下,較佳為15%以下,因此可抑制將遮罩圖案轉印至被轉印體時與投影曝光面之間的多重反射,從而可抑制成像特性下降。
再者,抗反射層亦可視需要而設置於透光性基板側。
另外,亦可使上述遮光膜2為下述組成傾斜膜,即,鉻、及例如氧、氮、碳等元素之含量在深度方向上不同,且於表層部之抗反射層、及此外之層(遮光層)中階段性、或連續性地組成傾斜。為使此種遮光膜為組成傾斜膜,較佳之方法例如為在成膜過程中適當切換上述濺鍍成膜時之濺鍍氣體之種類(組成)。
另外,光罩毛胚亦可如下述圖2(a)所示,係在上述遮光膜2上形成光阻膜3之形態。為使遮光膜之圖案精度(CD精度)良好,光阻膜3之膜厚較佳為盡可能較薄。光阻膜之膜厚之下限係以下述方式設定,即,將光阻圖案作為遮罩對遮光膜2進行濕式蝕刻時,光阻膜殘存。
繼而,就使用圖1所示之光罩毛胚10的光罩之製造方法加以說明。
使用該光罩毛胚10的光罩之製造方法,包括使用濕式蝕刻使光罩毛胚10之遮光膜2圖案化之步驟,具體而言,包括下述步驟:對形成於光罩毛胚10上之光阻膜實施所期望之圖案曝光(圖案描繪);隨著所期望之圖案曝光使上述光阻膜顯影而形成光阻圖案;沿著光阻圖案蝕刻上述遮光膜;及剝離除去所殘存之光阻圖案。
圖2係依序表示使用光罩毛胚10之光罩的製造步驟之剖面圖。
圖2(a)係表示於圖1之光罩毛胚10之遮光膜2上形成光阻膜3之狀態。再者,作為光阻材料,既可使用正性光阻材料,亦可使用負性光阻材料。
繼而,圖2(b)表示對形成於光罩毛胚10上之光阻膜3實施所期望之圖案曝光(圖案描繪)之步驟。圖案曝光係使用雷射描繪裝置等而進行。上述光阻材料係使用具有與雷射相對應之感光性之材料。
繼而,圖2(c)表示隨著所期望之圖案曝光使光阻膜3顯影而形成光阻圖案3a之步驟。該步驟中,對形成於光罩毛胚10上之光阻膜3實施所期望之圖案曝光後供給顯影液,溶解可溶於顯影液之光阻膜部位,而形成光阻圖案3a。
濕式蝕刻時所使用之蝕刻液,一般而言係使用於硝酸鈰銨中加入過氯酸之水溶液。蝕刻液之濃度、溫度或處理時間等濕式蝕刻之條件,係根據遮光膜之圖案剖面特性等而適當設定。
圖2(e)表示藉由剝離除去所殘存之光阻圖案3a而獲得之光罩20。如此,藉由本發明,可製成高精度地形成有剖面形狀良好之遮光膜圖案的光罩。
再者,本發明並非限定於以上說明之實施形態。即,並非限定於在透光性基板上形成遮光膜的所謂二元遮罩用光罩毛胚,亦可為灰色調遮罩用光罩毛胚,該灰色調光罩用光罩毛胚具有在透光性基板上遮擋曝光之光之遮光部、使曝光之光透射之透射部、及作為半透光性區域之灰色調部。灰色調部,既可為以對曝光之光有所期望之透射率之方式而選定材料之半透光性膜,或,亦可為材料與遮光膜相同的曝光之光之解析極限以下之微細遮光膜圖案。形成有半透光性膜圖案之灰色調遮罩,既可為半透光性膜圖案形成於遮光膜圖案之下之半透光性膜下置型灰色調遮罩,亦可為半透光性膜圖案形成於遮光膜圖案之上之半透光性膜上置型灰色調遮罩。
另外,於本發明中,作為透光性基板,一般可列舉玻璃基板,另外可列舉合成石英玻璃基板、鹼石灰玻璃基板、無鹼玻璃基板等。
另外用以製造FPD元件之透光基板,例如,是指330 mm×450 mm至1400 mm×1600 mm之大型尺寸基板。
另外,於本發明中,作為用以製造FPD元件之光罩毛胚及光罩,可列舉用以製造LCD(液晶顯示器)、電漿顯示器、有機EL(電致發光)顯示器等FPD元件之遮罩毛胚及光罩。
此處,LCD製造用遮罩包括製造LCD所必需之所有光罩,例如,包括用以形成TFT(薄膜電晶體)、尤其是TFT通道部及接觸孔部、及低溫多晶矽TFT、彩色濾光器、反射板等之光罩。其他顯示元件製造用遮罩包括製造有機EL(電致發光)顯示器、電漿顯示器等所必需之所有光罩。
以下,根據實施例,更加具體地說明本發明之實施形態。並且,就相對於實施例之比較例加以說明。
於大型玻璃基板(合成石英,厚度為10 mm,尺寸為850 mm×1200 mm)上使用大型連續式濺鍍裝置,使於膜表面上形成有抗反射膜之遮光膜成膜。成膜係指,分別在連續配置於大型連續式濺鍍裝置內之各空間(濺鍍室)內配置Cr靶材後,首先,將Ar氣體及N2
氣體作為濺鍍氣體使CrN膜連續成膜,進而將Ar氣體及CH4
氣體作為濺鍍氣體使CrC膜連續成膜,繼之將Ar氣體及NO氣體作為濺鍍氣體使CrON膜連續成膜,製作出FPD用大型光罩毛胚。遮光膜於超高壓水銀燈之波長的i線(365 nm)至g線(436 nm)下,作成於光學濃度為3.5之膜厚。將形成有遮光膜之玻璃基板載置於加熱板上,於130℃下進行10分鐘加熱處理。對完成加熱處理之遮光膜,藉由拉賽福背向散射分析(RBS)測定深度方向上之氮比例,結果可確認,該遮光膜係自玻璃基板側將鉻(Cr)含量設為1時氮(N)含量未滿0.5之層及氮(N)含量為0.5以上之層的積層膜,且氮自遮光膜之表面側向玻璃基板側連續性減少。
另外,對該遮光膜藉由X射線繞射法測定結晶性。其結果為,可確認所獲得之遮光膜具有CrN(200)之繞射峰值及Cr(110)之繞射峰值,且由CrN(200)之繞射峰值所算出之微晶尺寸為8 nm。再者,微晶尺寸係使用以下所示之謝樂(Scherrer)公式而算出。
微晶尺寸(nm)=0.9 λ/β cos θβ=(βc 2
-β0 2
)1/2
此處,λ:0.15418 nmβ:繞射峰值之半峰全幅值之校正值(rad)βc
:繞射峰值之半峰全幅值之測定值β0
:半峰全幅值之裝置常數(0.12°)θ:布拉格(Bragg)角(繞射角2 θ之1/2)。
繼而,使用上述製作之FPD用大型光罩毛胚,進行清洗處理(純水,常溫)後,於上述遮光膜上塗佈雷射描繪用光阻劑(膜厚為1 μm)後,進行加熱處理。接著,對上述雷射描繪用光阻劑雷射描繪既定之圖案後,藉由顯影處理形成光阻圖案,將該光阻圖案作為遮罩,利用濕式蝕刻使遮光膜圖案化,製作具有寬度為5 μm之通常圖案、及寬度為1 μm之灰色調圖案(包括大型FPD用曝光機之解析極限以下之微細遮光圖案及微細透射部之圖案)之FPD用大型光罩。
使用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察形成於該FPD用大型光罩上之遮光膜圖案,任意之遮光膜圖案,於平面觀察圖案時之圖案邊緣凹凸(模糊)未滿0.1 μm,皆為良好。另外,FPD用大型光罩面內之圖案線寬均勻性亦良好。進而,觀察遮光膜圖案之剖面形狀,結果剖面形狀垂直,為良好。
於上述實施例1中,使遮光膜成膜後之加熱處理溫度為170℃,除此以外以與實施例1相同之方式,製作FPD用大型光罩毛胚、及FPD用大型光罩。藉由X射線繞射法測定FPD用大型光罩毛胚中之遮光膜之結晶性,可確認到CrN(200)之繞射峰值及Cr(110)之繞射峰值,且由CrN(200)之繞射峰值所算出之微晶尺寸為10 nm。另外,FPD用大型光罩之遮光膜圖案,於平面觀察圖案時圖案邊緣之凹凸(模糊)未滿0.1 μm,皆為良好。另外,FPD用大型光罩之面內之圖案線寬均勻性亦較良好。進而,觀察遮光膜圖案之剖面形狀,結果為剖面形狀垂直,為良好。
於大型玻璃基板(合成石英,厚度為10 mm,尺寸為850 mm×1200 mm)上使用大型連續式濺鍍裝置,使於膜表面上形成有抗反射膜之遮光膜成膜。成膜係指分別在連續配置於大型連續式濺鍍裝置內之各空間(濺鍍室)內配置Cr靶材後,首先,將Ar氣體及CO2
氣體作為濺鍍氣體使CrO膜連續成膜,進而將Ar氣體、O2
氣體及N2
氣體作為濺鍍氣體使CrON膜連續成膜,製作出FPD用大型光罩毛胚。遮光膜於超高壓水銀燈之波長的i線(365 nm)至g線(436 nm)下,作成光學濃度為3.5之膜厚。對形成有遮光膜之玻璃基板進行加熱處理。對該遮光膜,藉由拉賽福背向散射分析(RBS)測定深度方向上之氮比例,結果可確認,該遮光膜係自玻璃基板側將鉻(Cr)含量設為1時氮(N)含量未滿0.5之層與氮(N)含量為0.5以上之層的積層膜,且氮自遮光膜之表面側向玻璃基板側階段性減少。
另外,對該遮光膜藉由X射線繞射法測定結晶性。其結果為,所獲得之遮光膜實質上僅確認到CrN(200)之繞射峰值,且由CrN(200)之繞射峰值所算出之微晶尺寸為11 nm。
繼而,以與上述實施例1相同之方式,製作出FPD用大型光罩。
使用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察形成於該FPD用大型光罩上之遮光膜圖案,就任意之遮光膜圖案而言,平面觀察圖案時圖案邊緣之凹凸(模糊)均遠超過0.1 μm。另外,FPD用大型光罩之面內之圖案線寬均勻性惡化,觀察遮光膜圖案之剖面形狀,結果為形成基板側之圖案寬度較小、表面側之圖案寬度較大的圖案形狀,圖案形狀亦惡化。
使用上述實施例1、2、比較例之FPD用大型光罩製作FPD元件,確認到顯示不均,使用實施例1、2之FPD用大型光罩所製作之FPD元件中不存在顯示不均;然而,使用比較例1之FPD用大型光罩所製作之FPD元件中,存在可認為由光罩之灰色調圖案部中之模糊引起之顯示不均。
1...透光性基板
2...遮光膜
3...光阻膜
3a...光阻圖案
10...光罩毛胚
20...光罩
圖1係表示藉由本發明所獲得之光罩毛胚之一實施形態之剖面圖。
圖2(a)至圖2(e)係表示使用光罩毛胚製造光罩之步驟之剖面圖。
1...透光性基板
2...遮光膜
3...光阻膜
3a...光阻圖案
10...光罩毛胚
20...光罩
Claims (12)
- 一種光罩毛胚,係於透光性基板上具有遮光膜之用以製造FPD元件者,其特徵為,上述光罩毛胚係將形成於上述遮光膜上之遮罩圖案作為遮罩,藉由濕式蝕刻處理使上述遮光膜圖案化的光罩之製作方法所對應之濕式蝕刻處理用光罩毛胚;上述遮光膜包含含鉻材料,藉由X射線繞射法所得之繞射峰值具有CrN(200)之繞射峰值及Cr(110)之繞射峰值;為於將鉻含量設為1時,在深度方向上存在氮含量為0.5以上之區域與氮含量未滿0.5之區域的膜,由上述CrN(200)繞射峰值所算出之微晶尺寸為10nm以下。
- 如申請專利範圍第1項之光罩毛胚,其中,上述遮光膜在深度方向上之大致整個區域中含有氮(N)。
- 如申請專利範圍第1項之光罩毛胚,其中,於上述遮光膜之上層部形成含氧之抗反射層。
- 如申請專利範圍第1項之光罩毛胚,其中,在上述透光性基板與上述遮光膜之間,具備有對曝光之光具有既定穿透率的半透光性膜。
- 如申請專利範圍第1項之光罩毛胚,其中,上述遮光膜係為由透光性基板側積層有將鉻含量設為1時之氮含量未滿0.5之層與將鉻含量設為1時之氮含量為0.5以上之層的積層膜,上述遮光膜之氮含量係從表面側朝向透光性基板側而為連續性減少。
- 如申請專利範圍第1項之光罩毛胚,其中,上述遮光 膜係為由透光性基板側積層有將鉻含量設為1時之氮含量為0.5以上之層、將鉻含量設為1時之氮含量未滿0.5之層與將鉻含量設為1時之氮含量為0.5以上之層的積層膜。
- 如申請專利範圍第5或6項之光罩毛胚,其中,上述遮光膜之鉻及氮之個別含量係藉由拉賽福背向散射分析所測定者。
- 一種光罩,其特徵為,藉由濕式蝕刻處理,使申請專利範圍第1至6項中任一項之光罩毛胚中之上述遮光膜圖案化,而於上述透光性基板上形成遮光膜圖案。
- 一種光罩毛胚之製造方法,係用以製造申請專利範圍第1至6項中任一項之光罩毛胚之方法,其特徵為,具有對上述遮光膜進行熱處理之步驟;上述進行熱處理之步驟係藉由調整施加於該遮光膜之熱處理條件,而控制構成上述遮光膜之鉻之結晶性。
- 如申請專利範圍第9項之光罩毛胚之製造方法,其中,上述進行熱處理之步驟係於上述遮光膜上形成光阻膜前、或形成光阻膜後之加熱處理。
- 如申請專利範圍第9項之光罩毛胚之製造方法,其中,上述藉由濕式蝕刻處理所形成之遮光膜圖案之剖面形狀,相對於膜面為大致垂直之形狀。
- 一種光罩之製造方法,其特徵為包括下述步驟:藉由濕式蝕刻處理,使利用申請專利範圍第9項之製造方法所獲得之光罩毛胚中之上述遮光膜圖案化。
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