相移掩模及使用该相移掩模的抗蚀图案形成方法技术

本发明专利技术提供一种可使用现有的图像显示装置制造用曝光装置，在透明基板等被加工材上，以高精度形成具有未达到该曝光装置分辨率极限的尺寸的给定抗蚀图案的相移掩模及使用该相移掩模的抗蚀图案形成方法。未达到曝光装置分辨率极限的设计尺寸的抗蚀图案形成用相移掩模具备：透明基板、对来自曝光装置的曝光的光赋予给定的相位差的相移部、以及邻接于相移部的非相移部，相移部及非相移部当中的至少任一者为未达到曝光装置分辨率极限的尺寸，且相移部的尺寸与非相移部的尺寸不同，透明基板上的包含相移部及非相移部在内的图案区域的大小是一边为300mm以上，至少在图案区域内不含未达到曝光装置分辨率极限的尺寸的遮光部。

【技术实现步骤摘要】
相移掩模及使用该相移掩模的抗蚀图案形成方法本申请是2013年2月15日向中国国家知识产权局提出的题为“相移掩模及使用该相移掩模的抗蚀图案形成方法”的申请No.201380004907.9的分案申请。
本专利技术是关于一种用于在被加工材上形成给定的抗蚀图案的相移掩模及使用该相移掩模的抗蚀图案形成方法。
技术介绍
液晶显示器一般具有如下构造：将具有用于驱动像素电极的开关有源元件(薄膜晶体管(TFT，ThinFilmTransistor))的TFT基板、与包含具有给定的开口部的黑色矩阵及形成于该开口部上的着色层的彩色滤光片基板对向配置，密封周围，在其间隙封入及填充有液晶材料。在该液晶显示器中，TFT基板上的TFT等可通过如下操作而形成：在形成有包含这些(栅极电极、源极电极、漏极电极等)构成材料的薄膜的透明基板上的该薄膜上，形成具有给定的图案的光致抗蚀膜，以经图案化的光致抗蚀膜作为掩模而进行蚀刻。彩色滤光片基板上的黑色矩阵等也可以相同方式形成。另外，有机电致发光(EL，ElectroLuminescence)显示器具有如下构造：在透明基板上依次层叠阴极电极、有机EL膜、阳极电极，并从它们之上通过密封膜等而密封；或者具有如下的构造：在TFT基板上依次层叠有机EL膜、公共电极，并从它们之上通过密封膜等而密封。在这些有机EL显示器中，也与液晶显示器同样地，阴极电极、阳极电极、TFT等可通过如下操作而形成：在形成有包含这些构成材料的薄膜的透明基板上的该薄膜上，形成具有给定的图案的光致抗蚀膜，将经图案化的光致抗蚀膜作为掩模而进行蚀刻。在制造这些液晶显示器、有机EL显示器等图像显示装置的过程中，作为在透明基板上形成给定的抗蚀图案的方法，一般使用光刻法，其是使用具有包含给定的图案形状的金属铬等的遮光部的光掩模(二元掩模)对该光致抗蚀膜进行曝光及显影。而且，具有这些电极、TFT等的透明基板为了有助于谋求量产化及降低成本，大多是使用大面积的透明基板(例如，330mm×450mm以上的透明基板)通过多面贴合而生产，故而即便作为当在透明基板上形成给定的抗蚀图案时使用的曝光装置，也通常使用具备可统一或分割成多次对大面积的透明基板进行曝光的等倍投影曝光光学系统的大型曝光装置。通过如上所述的光刻法而形成的抗蚀图案的尺寸(例如，若为线与间隙状的抗蚀图案，则是线图案或间隙图案的短边方向的宽度；即线宽)取决于曝光装置分辨率极限，作为图像显示装置制造用曝光装置，一般使用分辨率极限为3μm左右的。若为现有的图像显示装置分辨率，则只要可进行曝光装置分辨率极限以上的图案化便不会产生问题，但近年来，不断期望使像素数增大、具有更高分辨率的图像显示装置的开发，从而呈低于现有的图像显示装置制造用曝光装置分辨率极限的尺寸的图案化的必要性不断高涨。在这样的现状下，进行如下尝试：将在大规模集成电路(LSI，LargeScaleIntegration)等半导体装置的制造过程中用于呈极小的尺寸的图案化的相移掩模作为图像显示装置的制造过程中的光掩模使用。例如，提出有一种光掩模，其在透明基板上具有透光部(曝光的光透过率为100％)及半透光部(曝光的光透过率为20～60％)，透光部及半透光部当中的至少一者具有未达到3μm的尺寸部分(参照专利文献1)。[先前技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2009-42753号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的问题)然而，使用上述专利文献1的光掩模，通过利用现有的图像显示装置制造用曝光装置进行曝光及显影，尽管可使所形成的抗蚀图案的尺寸未达到图像显示装置制造用曝光装置分辨率极限，但存在所形成的抗蚀图案的厚度(线图案的高度)变薄，从而使经图案化的光致抗蚀膜难以发挥作为其后的蚀刻步骤中的蚀刻掩模的作用的问题。另外，通过抗蚀图案的厚度变薄，所形成的抗蚀图案的侧壁部的角度(若为线与间隙状的抗蚀图案，则为基板面的垂直方向上的线图案侧壁部的竖立角度)会变小。该角度变小意味着基板上的面内的抗蚀图案的厚度(纵横比)的不均变大。其结果，存在其后的蚀刻步骤中的高精度的蚀刻变得困难的问题。通过使用现有的图像显示装置制造用曝光装置的等倍投影曝光所得的光是平行光分量较少的光，故而光掩模的透光部的透过光向半透光部的正下方迂回，从而也照射至该半透过部的正下方的光致抗蚀膜上。由此，会产生如上所述的问题。另一方面，若为具备LSI等半导体装置制造用的缩小投影曝光光学系统的曝光装置，则可通过平行光分量较多的光进行曝光，故而通过使用该半导体装置制造用曝光装置，可抑制透过光掩模(相移掩模)的透光部的光向半透光部的正下方迂回的情况。然而，由于半导体装置制造用曝光装置的曝光面积极小，故而若为了在用于图像显示装置的大面积的基板上形成抗蚀图案而使用半导体装置制造用曝光装置，则会产生图像显示装置制造的处理量下降的问题。鉴于这样的问题，本专利技术的目的在于提供一种可使用现有的图像显示装置制造用曝光装置，在透明基板等被加工材上，以高精度形成具有未达到该曝光装置分辨率极限的尺寸的给定抗蚀图案的相移掩模及使用该相移掩模的抗蚀图案形成方法。(解决问题的技术手段)为了解决上述课题，本专利技术提供一种相移掩模，用于通过来自曝光装置的曝光的光从而将未达到该曝光装置分辨率极限的设计尺寸的抗蚀图案形成于被加工材上，其特征在于，具备：透明基板；凹状或凸状的相移部，其设置于上述透明基板上，对来自上述曝光装置的曝光的光赋予给定的相位差；以及非相移部，其邻接于上述相移部，上述相移部及上述非相移部当中的至少任一者为未达到上述曝光装置分辨率极限的尺寸，且上述相移部的尺寸与上述非相移部的尺寸不同，上述相移部及上述非相移部当中的尺寸较小的任一者发挥不使上述被加工材上的光致抗蚀膜曝光的功能，另一者发挥使上述被加工材上的光致抗蚀膜曝光的功能，上述透明基板上的包含上述相移部及上述非相移部在内的图案区域的大小是一边为300mm以上，至少在上述图案区域内，未设置未达到上述曝光装置分辨率极限的尺寸的、以遮光膜构成的遮光部(专利技术1)。此外，在本专利技术中，所谓“透明”是指波长350～450nm的光线的透过率为85％以上，优选为90％以上，尤佳为95％以上。另外，在本专利技术中，所谓“不使光致抗蚀膜曝光”是指不使位于相移掩模(相移部或非相移部)的透过光的光路上的光致抗蚀剂感光，且设定不仅包括光不照射至位于该透过光的光路上的光致抗蚀膜的情况，也包括不会令该光致抗蚀剂感光的程度的强度(低强度)的光照射至该光致抗蚀膜上的情况。在上述专利技术(专利技术1)中，上述相移部的尺寸与上述非相移部的尺寸之比优选为1∶1.5～1∶5.6或1.5∶1～5.6∶1(专利技术2)。在上述专利技术(专利技术1、2)中，上述相移部的尺寸与邻接于该相移部的上述非相移部的尺寸的合计值优选为上述曝光装置分辨率极限以上(专利技术3)。在上述专利技术(专利技术1)中，上述相移部及上述非相移部当中的尺寸较小的暗区域的尺寸为0.6μm～2.75μm的范围内，就上述相移部及上述非相移部当中的尺寸较大的明区域的尺寸与上述暗区域的尺寸之比而言，在将上述暗区域的尺寸设为1的情况下，上述明区域的尺寸优选为1.5以上(专利技术4)。在上述专利技术(专利技术1～4)中，也可在上述图案区域内，具有上述曝光装置分辨率极限以上的尺寸的、以遮光膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相移掩模，用于通过来自曝光装置的曝光的光从而将未达到该曝光装置分辨率极限的设计尺寸的抗蚀图案形成于被加工材上，其特征在于，具备：透明基板；凹状或凸状的相移部，其设置于上述透明基板上，对来自上述曝光装置的曝光的光赋予给定的相位差；以及非相移部，其邻接于上述相移部，上述相移部及上述非相移部当中的至少任一者为未达到上述曝光装置分辨率极限的尺寸，且上述相移部的尺寸与上述非相移部的尺寸不同，上述相移部及上述非相移部当中的尺寸较小的任一者发挥不使上述被加工材上的光致抗蚀膜曝光的功能，另一者发挥使上述被加工材上的光致抗蚀膜曝光的功能，上述透明基板上的包含上述相移部及上述非相移部在内的图案区域的大小是一边为300mm以上，至少在上述图案区域内，未设置未达到上述曝光装置分辨率极限的尺寸且以遮光膜构成的遮光部。

【技术特征摘要】
2012.02.15 JP 2012-0309531.一种相移掩模，用于通过来自曝光装置的曝光的光从而将未达到该曝光装置分辨率极限的设计尺寸的抗蚀图案形成于被加工材上，其特征在于，具备：透明基板；凹状或凸状的相移部，其设置于上述透明基板上，对来自上述曝光装置的曝光的光赋予给定的相位差；以及非相移部，其邻接于上述相移部，上述相移部及上述非相移部当中的至少任一者为未达到上述曝光装置分辨率极限的尺寸，且上述相移部的尺寸与上述非相移部的尺寸不同，上述相移部及上述非相移部当中的尺寸较小的任一者发挥不使上述被加工材上的光致抗蚀膜曝光的功能，另一者发挥使上述被加工材上的光致抗蚀膜曝光的功能，上述透明基板上的包含上述相移部及上述非相移部在内的图案区域的大小是一边为300mm以上，至少在上述图案区域内，未设置未达到上述曝光装置分辨率极限的尺寸且以遮光膜构成的遮光部。2.如权利要求1所述的相移掩模，其中，上述相移部的尺寸与上述非相移部的尺寸之比为1∶1.5～1∶5.6、或1.5∶1～5.6∶1。3.如权利要求1或2所述的相移掩模，其中，上述相移部的尺寸与邻接于该相移部的上述非相移部的尺寸的合计值为上述曝光装置分辨率极限以上。4.如权利要求1所述的相移掩模，其中，上述相移部及上述非相移部当中尺寸较小的暗区域的尺寸为0.6μm～2.75μm范围内，上述相移部及上述非相移部当中尺寸较大的明区域的尺寸与上述暗区域的尺寸之比，是在将上述暗区域的尺寸设为1的情况下，上述明区域的尺寸为1.5以上。5.如权利要求1、2和4中任一项所述的相移掩模，其中，在上述图案区域内，具有为上述曝光装置分辨率极限以上的尺寸且以遮光膜构成的遮光部。6.如权利要求1、2和4中任一项所述的相移掩模，其中，上述凹状的相移部是设置于上述透明基板的刻蚀部。7.如权利要求1、2和4中任一项所述的相移掩模，其中，上述凸状的相移部是以设置于上述透明基板上的透光膜构成的。8.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：木下一树，飞田敦，
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