大型相移掩膜及大型相移掩膜的制造方法技术

本发明专利技术提供一种在用于液晶面板或EL面板的制造的大型光掩膜中，适合形成微细图案的半透明相移掩膜的结构、及其制造方法。进而，提供一种抑制在利用半透明相移掩膜对图案进行曝光时出现的侧峰的产生的结构。在形成在透明基板上的半透明相移区域的两侧邻接地配置有透过区域的图案中，藉由将半透明相移区域的光透光率设为4％至30％的范围，将宽度设为1μm至5μm的范围，而实现改善曝光强度分布的对比度、同时抑制侧峰产生的结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光掩膜，尤其涉及一种在液晶显示设备、电致发光(EL，ElectroLuminescence)显示设备等有源矩阵(active matrix)式显示设备的制造中使用的大型光掩膜及大型光掩膜的制造方法。
技术介绍
在平板显示器(简记为FPD(Flat Panel Display))的制造中使用的光掩膜的规格的变化是以在使用有液晶显示设备(LCD(简记为Liquid Crystal Display))的薄型电视中观察到的大画面化及高精细化为代表。关于大画面化，在液晶的薄型电视的量产开始的1990年左右用于制造中的称为第I代的玻璃基板的尺寸为300mmX 400mm，在2002年左右开始用于制造中的第5代玻璃基板的尺寸为IIOOmmX 1300mm，2006年左右开始用于制造中的第8代玻璃基板的尺寸达到2140mmX 2460mm。液晶显示设备的高精细化最初是在个人计算机用显示器中高像素化有所发展。视频图形阵列(VGA, Video Graphics Array)显不器为640X480像素，扩展图形阵列(XGA,Extended Graphics Array)显不器为1024X768像素，在超级扩展图形阵列(sXGA, SuperExtended Graphics Array)显不器中为1280X 1024像素，极速扩展图形阵列(UXGA,UltraExtended Graphics Array)显示器为1600X1200像素。伴随该等高像素化,像素间距亦自0.33mm发展为0.24mm、0.20mm而不断微细化。进而，在智能型手机(smart phone)等中，在4.5型中为1280X720像素，像素间距达到0.077mm(329ppi)。又，高画质电视(HDTV7HighDefinition Television)为1920X 1080像素，亦存在进一步内插像素而使像素数为HDTV的4倍的3840X2160像素(称为4K液晶面板)的显示器。以下对制造如上所述的液晶显示设备的曝光装置、在曝光装置中使用的光掩膜进行说明。作为具有代表性的液晶显示设备的彩色薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)液晶显示设备的单元是将液晶封入至分别制造的彩色滤光片与TFT阵列基板之间而组成。进而，在液晶显示单元中，装入将影像信号转换为TFT的驱动信号并加以供给的周边驱动电路及背光源，而制成液晶显示模块。在TFT阵列基板制造步骤的各步骤中使用的图案是利用倍率为I比I的等倍的大型掩膜在等倍的投影型曝光装置(亦称为投影曝光装置)中曝光而形成。目前，利用该大型掩膜的等倍的投影曝光方式成为生产性良好且高精度地对TFT阵列基板进行图案形成的标准的制造方法。再者，在彩色滤光片的图案形成中，在成本方面有利的接近式曝光方式为标准的制造方法。接近式曝光是将掩膜与曝光对象以数十Pm?IOOym左右的间隙接近配置，且自掩膜的后方照射平行光的曝光方式。TFT阵列基板用的大型掩膜最初以350mmX 350mm的尺寸开始，随着在TFT阵列基板的制造中使用的等倍的投影型曝光装置的大型化而不断大尺寸化。在用于TFT阵列基板的制造的等倍的投影型曝光装置中，有为了将掩膜的图案投影曝光至工件而使用反射镜系统的镜面投影曝光方式、及使用透镜系统的透镜投影曝光方式的2种。根据各曝光装置的规格，使用的大型掩膜的尺寸不同，对于第5代玻璃基板，在镜面投影曝光方式中使用520mmX610mm的尺寸的大型掩膜,在透镜投影曝光方式中使用800mmX920mm的尺寸的大型掩膜。进而，对于第8代玻璃基板，在镜面投影曝光方式中使用850_X 1400mm的尺寸的大型掩膜，在透镜投影曝光方式中使用1220mmxl400mm的尺寸的大型掩膜。本案中是将一边为350mm以上的光掩膜设为大型掩膜。通常的半导体用的掩膜(6英寸光掩膜)的对角线的长度为约215_，与此相对，上述大型掩膜的对角线的长度在第I代掩膜中为495mm，在第5代的镜面投影曝光方式中为约801mm,在第8代的透镜投影曝光方式用大型掩膜中大型化至1856mm。如上所述，用于TFT阵列基板的图案形成的大型掩膜是相对于半导体晶圆用的掩膜以对角线的长度的比表示为2.3倍至8.6倍的尺寸。进而，描画时间、检查时间等与制造成本直接相关的面积比为4.4倍至72倍。根据因此种大尺寸而产生的成本方面的要求，大型掩膜先前为二元掩膜(binary mask),层结构包括层叠在石英玻璃上的以铬为主成分的遮光膜、及层叠在遮光膜上的以氧化铬或氮氧化铬为主成分的抗反射膜的2层。再者，需要大型二元掩膜的遮光膜的曝光波长下的透光率为0.1 %以下、且抗反射膜的反射率为30%以下的性能。如上所述，TFT阵列基板大型化，另一方面，近年来要求图案的微细化。即，要求接近曝光装置的分辨率极限的微细图案在曝光区域整体中均匀地成像。尤其是TFT阵列基板的栅极电极及源极漏极电极、接触孔用的光掩膜要求图案的微细化。然而，在液晶面板的制造中使用的大型投影曝光装置的透镜系统的数值孔径较小为0.1左右，分辨率的极限亦为3.0 μ m，从而在微细图案的形成中存在极限。若使用形成有曝光装置的分辨率极限以下的微细的线与间隙(L/S，line andspace)图案的二元型的光掩膜对抗蚀剂曝光，则在成像面，与光掩膜上的线(遮光)的部分及间隙(透过)的部分对应的曝光强度的振幅较小，与间隙(透过)部对应的部分的曝光量未达到抗蚀剂的灵敏度的阈值，结果，即便使抗蚀剂显影，亦无法形成图案。作为针对上述课题的现有技术的解决方法之一，在专利文献1(日本专利特开2009-4242753号公报)中提出有使用灰色调掩膜的方法。利用引用专利文献I中记载的图1的图7、及为了说明图7而追加的示意性地表示曝光光量分布的图8进行说明。如图7 (a)所例示般，现有技术中例示的光掩膜70是在透明基板71上形成有利用不具有微细图案的遮光膜72的遮光部74、利用不具有微细图案的半透光膜73的半透光部75、利用半透光膜73的微细图案部76 (包括透光部及利用半透光膜73的半透光部)、透光部77 (透明基板71露出)的4个区域。若利用上述现有技术中例示的光掩膜70及曝光光5进行曝光，将图案转印至被转印体80上的正型的光阻膜83，则如图7(b)所示，在被转印体80上形成包括显影后的厚膜的残膜区域83a、薄膜的残膜区域83b、与上述光掩膜70上的微细图案部76对应的微细图案区域83c、及实质上无残膜的区域83d的转印图案(光阻图案)。再者，图7中的符号82a、82b表示被转印体80中的层叠在基板81上的膜。在图8中，图示并说明半透过膜的微细图案76的效果。即，如普通的二元掩膜般，关于利用遮光膜形成微细图案的情形时的曝光光量的分布形状84c，由于图案未在微细状态下解像，故而即便在与透光部对应的曝光量的峰值部分，亦未达到正型抗蚀剂脱落的曝光量85，而未形成图案(图8(b))。与此相对，在利用具有半透过膜的微细图案76的光掩膜70进行曝光及转印的情形时，曝光光的透光量大于利用普通的二元掩膜的遮光膜的微细图案部的曝光光量的透光量。因此，利用半透过膜形成微细图案的情形时的曝光光量的分布形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型相移掩膜，其包括透明基板、及形成在上述透明基板上的半透明的半透明相移膜，包括露出了上述透明基板的透过区域、及在上述透明基板上仅设置有上述相移膜的半透明相移区域，且包括邻接地配置有上述透过区域与上述半透明相移区域的掩膜图案，且透过上述半透明相移区域的曝光光的相位相对于透过上述透过区域的曝光光的相位反转，在将上述透过区域的曝光光的透光率设为100％时，上述半透明相移区域的曝光光的透光率为4％至30％的范围的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.21 JP 2011-2805251.一种大型相移掩膜，其包括透明基板、及形成在上述透明基板上的半透明的半透明相移膜，包括露出了上述透明基板的透过区域、及在上述透明基板上仅设置有上述相移膜的半透明相移区域，且包括邻接地配置有上述透过区域与上述半透明相移区域的掩膜图案，且透过上述半透明相移区域的曝光光的相位相对于透过上述透过区域的曝光光的相位反转，在将上述透过区域的曝光光的透光率设为100%时，上述半透明相移区域的曝光光的透光率为4%至30%的范围的值。2.如权利要求1所述的大型相移掩膜，其中， 包括在上述半透明相移区域的两侧邻接地配置有上述透过区域的图案，上述半透明相移区域的宽度为Iym至5μηι的范围的宽度。3.如权利要求1或2所述的大型相移掩膜，其中， 上述半透明相移膜为含有铬及铬化合物的单层或2层的结构。4.如权利要求第I至3中任一项所述的大型相移掩膜，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：木下一树，飞田敦，二岛悟，
申请(专利权)人：大日本印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP