本发明专利技术提供一种光掩模的制造方法、图案转印方法以及显示装置的制造方法，即使在被加工体上形成细微的间距宽度的线与间隙图案的情况下，也基本不需要追加投资地进行图案形成。设定基于蚀刻被加工体时的蚀刻条件的侧蚀刻宽度α。根据膜图案的线宽WL、间隙宽度WS各方和侧蚀刻宽度α，设定抗蚀剂图案的线宽RL和间隙宽度RS。根据具有所确定的线宽RL和间隙宽度RS的抗蚀剂图案，确定曝光时的曝光条件以及转印用图案的线宽ML和间隙宽度MS。另外，转印用图案的线宽ML与所确定的线宽RL不同，转印用图案的间隙宽度MS与所确定的间隙宽度RS不同。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在例如液晶显示装置等的平板显示器(Flat panel Display:以下称作“ FPD”)等的制造中使用的光掩模的制造方法、图案转印方法以及显示装置的制造方法。
技术介绍
当前，作为液晶显示装置中采用的方式，有VA (Vertical Alignment :垂直配向)方式、IPS(In Plane Switching :面内切換)方式。通过应用这些方式,可以提供液晶响应快、视野角足够大的优异的动态图像。此外，通过在应用了这些方式的液晶显示装置的像素电极部中，使用基于透明导电膜的线与间隙的图案，即线与间隙图案(line and spacepattern),由此,能够实现响应速度、视野角的改善。近年来，为了进一步提高液晶的响应速度和视野角，存在使线与间隙图案的线宽 (⑶(Critical Dimension :临界尺寸))细微化的像素电极的需求(例如參照专利文献I)。专利文献I日本特开2007-206346号公报一般而言，在液晶显示装置的像素部等的图案形成中，实施光刻エ序。光刻エ序如下使用光掩模对形成在待蚀刻的被加工体上的抗蚀剂膜转印预定图案，对该抗蚀剂膜进行显影而形成抗蚀剂图案后，以该抗蚀剂图案作为掩模进行被加工体的蚀刻。例如，在上述液晶显示装置中，有时使用在透明导电膜上形成了线与间隙图案的液晶显示装置(梳状的像素电极等)，作为用于形成该液晶显示装置的光掩模，使用了所谓的ニ元掩模(binary mask)。ニ元掩模是通过对形成在透明基板上的遮光膜进行图案形成，从而由遮蔽光的遮光部(黑)和透射光的透光部(白)构成的2等级的光掩模。在使用ニ元掩模形成线与间隙图案的情况下，使用了如下的ニ元掩模利用遮光部形成在透明基板上形成的线图案(line pattern),利用透光部形成间隙图案(space pattern)。但是，存在相比以往想更细微地形成这样的线与间隙图案的间距宽度的需求。例如，在VA方式的液晶显示装置中，在对基于透明导电膜的像素电极的间距宽度进行细微化时，可得到液晶显示装置中透射率提高，能够削减背照灯的照度并获得明亮图像的优点，和能够提高图像的对比度的优点。另外，间距宽度是线宽与间隙宽度的合计，因此当对间距宽度进行细微化吋，即对线和/或间隙的宽度进行细微化。此外，除了 VA方式以外，例如在IPS方式中，更期待能够形成细微化的线与间隙图案。并且，除了上述用途以外，产生在显示装置的布线图案等中使用相比以往更细微的线与间隙图案的需求。但是，为了减小在光掩模上形成的线与间隙图案的间距宽度，存在以下课题。在隔着光掩模的线与间隙图案对形成在被加工体上的抗蚀剂膜照射光掩模的透射光的情况下，当间距宽度变小时，与此对应，光透射的间隙宽度变小，并且，光的衍射的影响变得显著。其结果，照射到抗蚀剂膜上的透射光的光強度的明暗振幅变小，照射到抗蚀剂膜上的合计的透射光量也減少。在用正(positive)性光抗蚀剂形成了抗蚀剂膜的情况下，由于光照射产生反应，从而该抗蚀剂膜的溶解性提高，虽然可利用显影液去除该部分，但是照射到要去除的部分的光量減少意味着不能得到期望的图案宽度。并且，在形成为光掩模的转印用图案的线与间隙图案的尺寸设计中，需要考虑后述的侧蚀刻(side etching)宽度。即，在对被加工体进行蚀刻加工时，需要考虑由于侧蚀刻产生的线部分的尺寸減少，并在光掩模的线图案中预先附加相当于该減少部分的尺寸(在本申请中，将该附加部分称作“侧蚀刻宽度”，具体将后述)。尤其是在应用湿蚀刻(wetetching)的情况下,不能忽视该尺寸变化部分。另外，即使间距宽度变小，为此要附加的尺寸都相同，因此随着线与间隙图案细微化且间距宽度减小，转印用图案的开ロ面积减小。即，后述的转印用图案的间隙宽度Ms相对于线宽A的比例(Ms/X)变小。由于这种理由，在使用具有细微的线与间隙图 案的光掩模进行曝光时，到达至被加工体的透射光的光量降低，光強度分布平坦化。并且，即使对抗蚀剂膜进行显影，也不能形成作为用于蚀刻被加工体的掩模的抗蚀剂图案。換言之，由于线与间隙图案的间距宽度的減少，不能得到足够的分辨率。使用图I 图3说明该点。图I是例示光掩模100'具有的转印用图案102ρ'的平面放大图。转印用图案102ρ'通过对形成在透明基板101'上的例如遮光膜或半透光膜等光学膜进行图案形成来形成。图2是示出使用了图I例示的光掩模100'的显示装置的制造エ序的一个エ序的示意图。在图2中，(a)示出了隔着光掩模100'向抗蚀剂膜203照射曝光光的状态，(b)示出了对曝光后的抗蚀剂膜203进行显影来形成抗蚀剂图案203p的状态，(c)示出了使用抗蚀剂图案203p作为掩模，并对被加工体(形成在基板201上的图案形成对象的薄膜)202进行湿蚀刻来形成膜图案202p的状态，(d)示出了剥离抗蚀剂图案203p后的状态。此外，图3是示出伴随图I例示的转印用图案102ρ'的间距宽度P的细微化，产生抗蚀剂去除不良的状态的示意图。在图I中，例示了形成为转印用图案102ρ^的、间距宽度P为8μπι的线与间隙图案的平面放大图。此处，将侧蚀刻宽度α设为了 O. 8μπι。S卩，从图2(b)到图2(c)对被加工体202进行湿蚀刻时，被加工体202从作为蚀刻掩模的抗蚀剂图案203ρ的侧面侧也与蚀刻液接触，接受所谓的侧蚀刻，将由此引起的尺寸变化设为了 O. 8 μ m(—侧各O. 4 μ m)。即，加入蚀刻エ艺中的O. 8 μ m的线宽的減少(假定)，预先对抗蚀剂图案的线宽附加O. 8 μ m( —侦格O. 4 μ m)。侧蚀刻宽度α的量根据应用的蚀刻条件而变动，但是如果固定蚀刻条件，则侧蚀刻宽度α基本不受转印用图案102ρ'的间距宽度P影响。使用具有图I例示的转印用图案102ρ'的光掩模100'，通过大型光掩模曝光装置(未图示)对被加工体202上的抗蚀剂膜203照射曝光光(图2(a))，并对在显影时得到的抗蚀剂图案203ρ(图2(b))的截面形状进行了评价。图3示出了利用仿真(simulation)形成的抗蚀剂图案203p的截面形状。作为仿真条件，设构成转印用图案102p'的遮光膜的光学浓度为3. O以上、曝光装置的光学系统的数值孔径NA为O. 08、光学系统的σ (照明光学系统的NA与投影光学系统的NA之比)为O. 8、g线/h线/i线的曝光波长强度比为1:1: I、基板201的材料为SiO2、抗蚀剂膜203的材料为正性抗蚀剂、抗蚀剂膜203的膜厚为1.5μηι。此外，使转印用图案102ρ'的间距宽度P从8 μ m到4 μ m姆I μ m地逐渐减小来进行了仿真。另外，将侧蚀刻宽度设为了 0.8μπι，因此转印用图案102p'的线宽埯为P/2+0. 8 μ m、间隙宽度 Ms 为 P/2-0. 8 μ m。考虑标准的LCD (Liquid Crystal Display :液晶显示器)用曝光机具备的性能来设定上述仿真的条件。例如，能够设为数值孔径NA为O. 06 O. 10、σ为O. 5 I. O的范围。这种曝光机一般将3 μ m左右设为分辨极限。为了更宽地覆盖曝光机，能够将数值孔径NA设为O. 06 O. 14或O. 06 O. 15的范围。在图3中，从上到下依次本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.23 JP 2011-0636711.一种光掩模的制造方法，该光掩模在透明基板上具有包含间距宽度P的线与间隙图案的转印用图案， 该光掩模通过使用了所述光掩模的曝光，在形成在被加工体上的正性的抗蚀剂膜上转印所述转印用图案而形成抗蚀剂图案，通过将所述抗蚀剂图案用作掩模的蚀刻，在所述被加工体上形成线宽Wp间隙宽度Ws的线与间隙的膜图案，该光掩模的制造方法的特征在干，设定基于蚀刻所述被加工体时的蚀刻条件的侧蚀刻宽度α， 根据所述膜图案的线宽I、间隙宽度Ws各方和所述侧蚀刻宽度α，设定所述抗蚀剂图案的线宽も和间隙宽度Rs， 根据具有所确定的所述线宽も和间隙宽度Rs的抗蚀剂图案，确定所述曝光时的曝光条件以及所述转印用图案的线宽Ml和间隙宽度Ms， 并且，所述转印用图案的线宽A与所确定的所述线宽も不同，所述转印用图案的间隙宽度Ms与所确定的所述间隙宽度Rs不同。2.根据权利要求I所述的光掩模的制造方法，其特征在干， 根据所述曝光条件的确定，确定所述转印用图案的线宽A和间隙宽度Ms。3.根据权利要求I所述的光掩模的制造方法，其特征在干， 根据所述转印用图案的线宽Ml和间隙宽度Ms的确定，确定所述曝光条件。4.根据权利要求I所述的光掩模的制造方法，其特征在干， 所述转印用图案的线宽Ml比所述抗蚀剂图案的线宽も小， 所述转印用图案的间隙宽度Ms比所述抗蚀剂图案的间隙宽度Rs大。5.根据权利要求I所述的光掩模的制造方法，其特征在干， 在设用于所述曝光的光的波长的中央值为λ、用于所述曝光的曝光装置的光学系统的数值孔径为NA时，所述转印用图案的间距宽度P满足下式P ≤ 2R，其中 R = O. 61 (λ /NA) X 1/1000， 所述入的单位为nm,所述间距宽...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉田光一郎，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：
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