CN111077727A - 光掩模、光掩模的制造方法和电子器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供光掩模、光掩模的制造方法和电子器件的制造方法，课题在于提供一种能够使用接近式曝光装置进行高分辨率的光刻的光掩模。光掩模(10)为一种接近式曝光用的光掩模，其具备对形成在透明基板(21)上的透射控制膜进行图案化而成的转印用图案，其中，上述转印用图案包含：透射控制部(36)，其为宽度10μm以下的线状，是在上述透明基板(21)上形成透射控制膜而成的；以及透光部(37)，上述透明基板(21)在透光部(37)露出，并且该透光部(37)与上述透射控制部(36)相邻。上述透射控制部(36)相对于对上述光掩模(10)进行曝光的曝光光具有大于180度的相移量。

Description

光掩模、光掩模的制造方法和电子器件的制造方法

技术领域

本发明涉及光掩模、光掩模的制造方法和电子器件的制造方法。

背景技术

在平板显示器和半导体集成电路等电子器件的制作中使用光掩模，该光掩模具有转印用图案，该转印用图案是在透明基板的一个主表面上进行遮光膜等光学膜的图案化而形成的。

特别是，作为半导体集成电路(以下称为LSI：Large-scale Integrated Circuit，大规模集成电路)制造用光掩模，已知有半色调型相移掩模。该光掩模使二元掩模中的遮光区域具有图案不会发生转印的程度的透射率，制成使所透过的光的相位发生180度相移的结构，可提高分辨率性能(非专利文献1)。

另一方面，在图像显示装置中，也期望增大像素数、进而具有高分辨率的装置，因此进行了在图像显示装置的制造中使用相移掩模的尝试(专利文献1)。

另外，已知有在平板显示器的制造中所使用的多灰阶的半色调掩模。多灰阶的半色调掩模例如在透明基板上具备透射率为20～50％、相位差为60～90度的半透射膜图案、以及遮光膜图案。通过使用这样的多灰阶的半色调掩模，能够通过1次曝光形成膜厚根据位置而不同的光致抗蚀剂图案，能够削减平板显示器的制造工序中的光刻的工序数、降低制造成本。这样的用途的半色调掩模可以通过透明基板、半透射膜和遮光膜实现3个灰阶。另外，还能够实现使用多种透射率的半透射膜而成的4灰阶以上的半色调掩模(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-092727号公报

专利文献2：日本特开2018-005072号公报

非专利文献

非专利文献1：田邉功、竹花洋一、法元盛久著、“光掩模电子部件制造的基础技术(フォトマスク電子部品製造的基幹技術)”初版、东京电机大学出版局(東京電機大学出版局)、2011年4月20日、p.245-246

发明内容

发明所要解决的课题

在平板显示器的制造工序中，有时应用接近(邻近，proximity)式曝光方式。接近式曝光装置在分辨率性能方面不及投影(projection)曝光装置。但是，接近式曝光装置在光掩模与被转印体(显示器基板等)之间不设置成像光学系统，因此其装置构成简单，装置导入比较容易，并且制造上的成本优势高。接近式曝光装置主要适用于在液晶显示装置的滤色器(CF：Color Filter)中使用的黑矩阵或黑条纹(以下也称为黑矩阵等)、或者光间隔物(PS：Photo Spacer)的制造。另外还可以用于有机EL显示装置的黑矩阵等的制造。

另一方面，根据平板显示器的像素密度增大、明亮度增大、节省电力的要求，在制造工序所使用的光掩模中，转印用图案的微细化倾向也较为显著。若在微细图案的转印中使用投影曝光方式，则分辨力是有利的，但丧失了基于接近式曝光的上述优点，因此，应用接近式曝光方式并精细地转印微细图案成为新的课题。

用于解决课题的手段

本发明的第1方式涉及一种光掩模，其是接近式曝光用的光掩模，该光掩模具备对形成在透明基板上的透射控制膜进行图案化而成的转印用图案，其中，

上述转印用图案包含：

透射控制部，其为宽10μm以下的线状，是在上述透明基板上形成透射控制膜而成的；以及

透光部，上述透明基板在该透光部露出，并且该透光部与上述透射控制部相邻并夹着上述透射控制部，

上述透射控制部相对于对上述光掩模进行曝光的曝光光具有大于180度的相移量。

本发明的第2方式为第1方式中所述的光掩模，其中，上述透射控制部所具有的相对于曝光光的相移量

满足下式。

本发明的第3方式为第1或第2方式的光掩模，其中，上述透射控制部所具有的相对于曝光光的相移量

满足下式。

本发明的第4方式为第1～第3方式中任一项的光掩模，其中，上述透射控制部相对于曝光光的透射率小于30％。

本发明的第5方式为第1～第4方式中任一项的光掩模，其中，上述光掩模为正型感光性材料曝光用。

本发明的第6方式为第1～第5方式中任一项的光掩模，其中，上述光掩模用于利用具有波长313～365nm的波段的曝光光进行接近式曝光。

本发明的第7方式为第1～第6方式的任一项所述的光掩模，其中，上述透射控制部为具有3～10μm的宽度的线条图案。

本发明的第8方式为第1～第7方式的任一项所述的光掩模，其中，上述转印用图案为黑矩阵或黑条纹形成用图案。

本发明的第9方式为一种平板显示器用的电子器件的制造方法，其中，

该制造方法具有下述工序：

准备第1～第8方式的任一项所述的光掩模的工序，以及

利用接近式曝光装置对上述光掩模进行曝光，将上述转印用图案转印至形成于被转印体上的正型感光性材料膜的转印工序，

在上述转印工序中，应用将邻近间隙设定为50～150μm的范围的接近式曝光。

本发明的第10方式为一种光掩模的制造方法，其是接近式曝光用的光掩模的制造方法，该光掩模具备对形成在透明基板上的透射控制膜进行图案化而成的转印用图案，其中，

该制造方法具有下述工序：

准备在上述透明基板上形成有上述透射控制膜的光掩模坯料的工序，以及

对上述透射控制膜实施图案化而形成上述转印用图案的图案化工序，

上述转印用图案包含：

透射控制部，其为宽10μm以下的线状，是在上述透明基板上形成上述透射控制膜而成的；以及

透光部，上述透明基板在该透光部露出，并且该透光部与上述透射控制部相邻并夹着上述透射控制部；

上述透射控制部相对于对上述光掩模进行曝光的曝光光具有小于30％的透射率、以及大于180度的相移量。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种光掩模，其可以使用接近式曝光装置以高分辨率转印具有更微细的尺寸的转印用图案。

附图说明

图1是示出黑矩阵等形成用的转印用图案的一例的示意图。

图2是说明接近式曝光装置的构成的说明图。

图3是在被转印体上形成了黑矩阵等的状态的截面说明图。

图4是例示出在被转印体上形成的黑矩阵等的示意图。

图5是例示出在被转印体上形成的光强度分布的说明图，其中图5(b)的纵轴刻度的100(％)(即，图右侧箭头所指)是指将基于透明基板的透射光的光强度设为100％(1.0)。

图6是说明被转印体上的光强度分布的模拟结果例的说明图，其中(C)是指过相位角(過シフト角)相移掩模。

图7是说明使用光学模拟进行过相位角(過シフト角)相移掩模的更详细的评价的结果的说明图。

图8是说明被转印体上的光强度分布的评价方法的说明图。

图9是说明有无峰顶分叉(先割れ)形状和峰顶分叉部的深度的评价的说明图，其中，δ＝Q-Imin，δ表示峰顶分叉深度(百分点)。

图10是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图11是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图12是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图13是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图14是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图15是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图16是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图17是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图18是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图19是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图20是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图21是说明接近式曝光的模拟结果的说明图。

图22是实施方式2的光掩模的示意放大正面图。

图23是说明实施方式2的转印图像(光强度分布)的模拟结果例的说明图。

图24是示出在接近式曝光中透过了具有遮光部和透光部的光掩模的曝光光到达被转印体上的一点的情形的示意图，其中(x,y)的点表示光通过衍射也到达与遮光部相对应的位置。

图25是示出在接近式曝光中透过了设有具有规定的透射率以及相移作用的透射控制部的光掩模的曝光光到达被转印体上的一点的情形的示意图，其中(x,y)的点表示不同相位的光到达(根据膜相位差设计可产生抵消)。

具体实施方式

在平板显示器等想要得到的电子器件的设计进行高精细化、密度增大时，若仅是对用于制造该电子器件的光掩模的转印用图案单纯地进行微细化，则产生不良状况。

例如，在使用接近式曝光方式对包含线-间隔图案(line and space pattern)的转印用图案进行曝光时，随着其图案宽度(CD：Critical Dimension，临界尺寸)或间距宽度变得微细，被转印体中的图案的分辨变得困难。这是由于，随着微细化，光的衍射的影响增大。

图1示出用于形成黑矩阵等的转印用图案35的一例。该转印用图案35被形成在透明基板21(参照图5)上，具有透射控制部36和透光部37。透光部37为透明基板21的表面露出的空白部分，透射控制部36为在透明基板21上形成了透射控制膜的线条部分。即，该转印用图案35中，由透射控制部36构成的线条图案和与其相邻的透光部37规则地重复，以一定的间距P平行排列。

另外，在现有的光掩模中，与透射控制部36相当的区域是作为在透明基板上形成有实质上不透过曝光光的遮光膜的遮光部而形成的。这种情况下，随着图案微细化、CD减小，通过接近式曝光而在被转印体上形成的转印图像的对比度发生劣化。这被认为是由于在线条图案的边缘产生光的衍射，其影响增大到不能随着图案的微细化而被忽视的程度所致的。

此时会产生被转印体上的感光性材料经曝光、显影而形成的感光性材料图案(成为所要得到的器件的一部分的立体结构物、或者作为蚀刻掩模利用的抗蚀剂图案)的形状、尺寸与设计不同的不良状况。需要说明的是，在下文中，方便起见，也将被转印体上的感光性材料称为抗蚀剂。

另一方面，相对于曝光光具有规定范围的光透射率、具有曝光光的相位发生180度相移的结构(相移膜)的所谓半色调型相移掩模代替遮光膜而被用于主要应用投影曝光的半导体装置制造用掩模(LSI掩模)的领域中。因此认为，通过将该半色调型相移掩模用作接近式曝光用的光掩模，具有更精确地将转印用图案进行转印的可能性。因此研究了在图1中的透射控制部36上形成透射光的相位发生180度相移的相移膜时的图案的转印性的提高。但是，如后述的实施方式所示，该效果未必如预期的那样。

通常，在通过接近式曝光形成转印图像的原理中，已知菲涅耳衍射发挥出作用。图24是示出在接近式曝光中透过了具有基于遮光膜的遮光部和透光部的光掩模的曝光光到达被转印体上的一点的情形的示意图。光波通过实线和虚线的周期结构来表示。实线表示波的峰，虚线表示波的谷(也可以考虑将峰和谷逆转)。可知通过了光掩模的光在边缘发生衍射(散射)的同时行进。如图24所示，一部分衍射光也可到达与遮光部对应的被转印体上的区域。

接着，图25示出了设置基于具有规定的透射率以及相移作用的透射控制膜的透射控制部来代替上述遮光部的情况。这里，除了来自透光部的衍射光以外，透射控制部的透射光(与透过了透光部的光具有不同的相位)也到达被转印体上。图25中，由于透过了透射控制部的光具有与其透射率相应的光强度，因此利用细线(直线和虚线)来表示。

在上述图24、图25中的任一情况下，在被转印体上的一点(x,y)处，光的振幅信息U(x,y)均由以下的菲涅耳衍射式(1)近似。(J.W.Goodman,Introduction to FourierOptics(3rd Edition)；Roberts&Company Publishers(2016):66-7)

式(1)中，ξ和η分别表示光掩模上的X坐标和Y坐标。即，U(ξ,η)是光掩模上的坐标(ξ,η)处的光的振幅信息。另外，z表示邻近间隙、λ表示曝光光的波长、k表示波数、j表示虚数单位。

[数1]

并且，对被转印体上的规定面内的全部位置处的上述振幅信息U(x,y)进行整合所得到的信息确定转印图像的光强度分布，并被转印到被转印体上。

根据上式(1)可知，在对光掩模的转印用图案进行接近式曝光时，为了提高所形成的转印图像的分辨率，对被转印体上的光的相位、振幅进行优化是有用的。由此考虑可针对现有的二元掩模中出现的菲涅耳衍射产生更有利的光强度分布的可能性。

根据本发明人的研究，在考察上述情况时发现，在投影曝光中使用的半色调型相移掩模的相移量(180度)在接近式曝光中未必是最佳的。

并且，研究结果表明，在利用具有相移作用的透射控制膜形成接近式曝光用的转印用图案(例如图1中的透射控制部36)、并且使其相移量为比现有的半色调型相移掩模的相移量大的值时，可更为有效地抑制微细图案的分辨率的劣化。

[实施方式1]

参照图1、图5，本实施方式1的光掩模10是在主面为长方形或正方形的板状的透明基板21的一个主面设置规定的转印用图案35而构成的。透明基板使用对合成石英等透明材料进行加工并将主表面研磨成平坦、平滑的基板。作为平板显示器用的光掩模基板，适于使用主面的一边为例如300～2000mm、厚度为5～16mm的基板。

图1中例示出了光掩模10所具有的转印用图案35。该转印用图案35中，形成透射控制膜而成的线条状的透射控制部36隔着透光部37以规定的间距规则地排列在透明基板21的表面，形成线-间隔图案。

转印用图案35优选为以下的形状。例如，转印用图案35包含由透射控制部36构成的线条图案，其宽度B优选为3≦B≦10(μm)，更优选为3≦B≦8(μm)，进一步优选为3≦B≦6(μm)。

如上所述可在平板显示器中得到开口率高的良好的黑矩阵或黑条纹(以下也将它们合在一起称为黑矩阵52)。即使为具有这样微细的CD的高精细图案，在应用本发明时，也可降低分辨率的劣化，效果显著。

另外，转印用图案35中，上述宽度的线条图案可以为隔着由透光部37构成的空白图案规则地排列的线-间隔图案，或者也可以进一步具有与上述线条图案(以直角、锐角或钝角)交叉的其他线条图案。即，可以形成线-间隔图案纵横排列的格子状图案。这样的其他线条图案也可以同样地在透明基板上由透射控制部36构成。其他线条图案也可以由宽B’的遮光部构成。这种情况下，优选B’>B。

此处，图1的线-间隔图案中，构成线条图案的透射控制部36的宽度为B、构成空白图案的透光部37的宽度为D。因此，线-间隔图案的间距P为B+D。

另外，图1的线-间隔图案的间距P可以为10≦P≦35(μm)，更优选可以为15≦P≦35(μm)。

间距P为该程度时，可适当地用于250ppi至最大850ppi左右的高精细显示器中。

另外，在使用这样的转印用图案进行接近式曝光时，适于使用50～200μm的邻近间隙G。并且，根据本发明，即使在有邻近间隙G的面内不均匀的情况下，由此产生的转印图像的面内不均匀也会降低。接近式曝光的准直角优选为1.5～2.5度左右。

考虑了使用上述的转印用图案在被转印体51上与上述宽度B的线条状透射控制部36相对应地形成宽度10μm以下的线条状图案的情况。例如，3～10μm宽度，作为更微细图案，可以形成3～8μm宽度、进而形成3～6μm宽度的图案，形成微细宽度的黑矩阵52。

本实施方式1的光掩模10中，用于形成透射控制部36的透射控制膜具有相对于对光掩模10进行曝光的曝光光使其相位进行

(度)相移的作用。即，透射控制膜的相移量

为

需要说明的是，

即大于180度的相移量表示由式(2)定义的相移量

的范围。式(2)中的M表示不为负的整数。

此处，对光掩模10进行曝光的曝光光为用于通过接近式曝光装置50(参照图2)对转印用图案35进行曝光并进行转印的光，优选使用包含313～365nm的范围内的波长的曝光光。在包含多个波长的曝光光中，可以以上述波长范围中包含的任一波长(优选具有强度峰的波长)作为代表波长来形成上述相移量

的基准。

例如，在使用包含313～365nm的范围内的波长的曝光光的情况下，可以以短波长侧的313nm作为代表波长，也可以以接近上述波段的中央值的334nm作为代表波长，或者也可以以位于上述波长范围的最长侧的365nm作为代表波长。

进而，曝光光包含多个波长的情况下，优选针对上述波长范围中包含的全部波长，设为

因此，例如在光掩模10为用于利用包含波长313～365nm的波段的曝光光进行接近式曝光的光掩模的情况下，可以使其为上述透射控制部36针对最靠长波长侧的波长365nm的光具有超过180度的相移量的光掩模。这种情况下，针对曝光光中包含的上述波长范围的全部波长，透射控制部36的相移量实质上为超过180度的值。

或者，在曝光光的波长包含365～436nm(i线、h线、g线)的情况下，也可以将最靠近长波长侧的436nm作为代表波长，针对其，将透射控制膜的相移量

设为

进而，在所使用的曝光光的波段中，也可以将光强度最大的波长设为代表波长。在设高压水银灯为曝光光源并使用i线、h线、g线的情况下，光强度最大的一般为i线。

另外，用于形成透射控制部36的透射控制膜针对曝光光具有透射率T。该透射率T为将透明基板的透射率设为1.0(100％)时的数值。另外，此处所说的透射率可以设为针对与上述相移量的相关叙述同样的代表波长的数值。

透射控制部36优选为小于0.3(30％)的正透射率T。关于透射控制部36的透射率T和相移量

的详细内容在下文叙述。

本实施方式1的光掩模10适合用于制作将构成平板显示器的各亚像素间分离的黑矩阵52(参照图3)。

即，光掩模10是在被转印体51上形成感光性材料残留的部分和无残留的部分的2灰阶的光掩模，透射控制部36与现有的二元掩模的遮光部相对应。

黑矩阵52形成在被转印体51(显示器面板基板等)上的与图1中的透射控制部36所对应的位置。关于黑矩阵形成工序如下文所述。需要说明的是，平板显示器是使用本实施方式1的光掩模10制作的电子器件的一例。

平板显示器为液晶显示器的情况下，在对置配置的滤色器基板与TFT(Thin-Film-Transistor，薄膜晶体管)基板之间密封液晶来进行制作。黑矩阵52形成在滤色器基板的一个面上。在相邻的黑矩阵52之间以规定的顺序形成红、绿和蓝色的滤色器。

平板显示器为有机EL(electro-luminescence，电致发光)显示器的情况下，在相邻的黑矩阵52之间以规定的顺序形成红、绿和蓝色的有机EL发光元件。

在任一情况下，黑矩阵52均发挥出防止亚像素间的混色、漏光，使在平板显示器显示的图像、影像鲜明的功能。为了实现不仅高精细(即各个像素小且像素密度大)、而且明亮的平板显示器，需要缩窄黑矩阵52的宽度(例如为3～10μm、更优选为3～8μm)来精细地形成。即，重要的是能够在被转印体51上分辨(解像)微细宽度的图案。

下面以图1所示的宽度B和D为表1所示的值的情况为例进行说明。

[表1]

符号	尺寸(μm)
		B	5
D	7

本发明的光掩模10的曝光中优选使用接近式曝光装置50。图2是示意性说明接近式曝光装置50的构成的说明图。接近式曝光装置50中，从光源57射出的光藉由照明系统58照射到光掩模10的背面12的一侧时，会透过形成有转印用图案的表面11侧，到达被转印体51。在光掩模10与被转印体51之间设有邻近间隙G。

光源57可以为高压水银灯。高压水银灯在i线、h线、g线具有强峰，但在本实施方式1的光掩模10的曝光中，优选利用i线(波长λ＝365nm)和该i线的短波长侧的光谱组。例如，使用针对365nm、334nm以及313nm的峰具有良好的灵敏度域的正型抗蚀剂是有用的。

需要说明的是，图3和图4例示出了在被转印体51上形成的黑矩阵52。这里图示出的黑矩阵52为由正型的感光性材料构成的线条部以规定间距P排列的线-间隔图案。设线条部的宽度(CD)为E(μm)、空白部的宽度(CD)为F(μm)时，间距P为E+F，与上述转印用图案的间距P(即B+D)相同，即，P＝E+F＝B+D。

另一方面，黑矩阵52的线条部的宽度E可以与图1中的线条图案的宽度B相同、或者可以小于B。即，E≦B。

E<B的情况下，设β＝B-E(>0)时，β(μm)(偏移值(バイアス值))为0<β≦2。

β的值可以通过曝光时的照射光量与抗蚀剂灵敏度阈值的相对关系进行调整。

但是，在被转印体51上以黑矩阵52的线条部E的形式形成所期望宽度的转印图像时，将相应的光强度分布曲线上的表示该宽度的光强度值作为抗蚀剂灵敏度阈值。

图5是说明在对光掩模10所具有的线条图案进行接近式曝光时在被转印体51上形成的光强度分布的一例的说明图。

即，图5(a)示出了使用图1说明的具有由透射控制部36构成的线条图案(宽5μm)的光掩模10的截面，图5(b)示出了对该光掩模10进行接近式曝光时的图案位置和与其对应的被转印体51上的光强度的分布。图5(b)中，横轴表示以线条图案的中心为中央的位置，纵轴表示被转印体51上的光强度。

此处，图5(b)的纵轴刻度的100(％)是指光强度为100％。这与由于透过透明基板(即，具有充分大于曝光装置的分辨率极限的CD的透光部37)的光而使被转印体51所接受的光强度相等。另外，纵轴刻度的零是指被转印体51实质上未被暴露于曝光光。以下的光学模拟根据上述基准进行定量化。

需要说明的是，图5中观察到了光强度超过100％的部分是由于到达被转印体51上的该位置的光的干涉作用所致的。

这样的光强度分布可以通过光学模拟而精度良好地求出。

图6分别示出了与2种以上的转印用图案的设计相应地得到的光强度分布的模拟结果。这里示出了分别改变邻近间隙G、构成线条图案的透射控制部36的透射率T和相移量

时所产生的被转印体51上的光强度分布的变化。

表2中示出了透射控制部36的透射率T和相移量

的组合。

[表2]

符号a至i中，光掩模10的图案采用使用图1说明的线-间隔图案，使无限长的线条图案以等间距无限排列。

符号a是利用实质上不透射曝光光的遮光膜形成透射控制部36的所谓二元掩模。

符号b是透射控制部36透过曝光光的一部分、且不具有相移作用的半色调掩模(图6中表示为HTM)。

符号c至i是透射控制部36透过透射光的一部分、并且分别具有不同的相移量的光掩模10(在图6中表示为PSM)。由符号f所表示的相移量

为180度的相移掩模在投影曝光方式中一直以来进行使用。在以下的说明中，将由符号f表示的相移掩模记载为180度相移掩模。

另外，将相移量小于180度的符号c、d、e的光掩模10作为低相移掩模，将相移量大于180度的符号g、h、i的光掩模10作为过相位角相移掩模。

图6的右端示出了光强度分布的示例。与图5同样地，横轴表示以线条图案的中心为中央的相对位置，纵轴表示被转印体51上的光强度。纵轴的范围从0％到180％为止。

图6中从左端列起依次排列示出了在将使用图2说明的邻近间隙G设为50μm、75μm、100μm、125μm和150μm时形成在被转印体51上的光强度分布的模拟结果。

需要说明的是，由于设置于接近式曝光装置50的光掩模10会产生由自重所引起的挠曲，因此不少情况是，在光掩模10的中心附近与外缘附近，邻近间隙为不同的数值。或者，出于降低该挠曲的目的，有时也由于对光掩模10施加载荷的保持机构等而产生更复杂的邻近间隙的面内分布(偏差)。特别是大尺寸的平板显示器用的光掩模10中该倾向显著。图6中考虑到该影响而改变邻近间隙G的水平。

即，在光掩模面内，在邻近间隙的值在一定程度上不可避免地产生分布的状况下，关于对被转印体51上的转印图像产生了什么样的影响，使用基于菲涅耳衍射的光学模拟进行了验证。

模拟中，应用包含波长为313nm、334nm和365nm的光(强度比0.25:0.25:0.5)的宽波段的曝光条件。它们是高压水银灯的放射光谱中的适合于在黑矩阵52的制造中所应用的抗蚀剂的感光域的i线以下的主要的峰成分。另外，在模拟时，设准直角为2.0度。需要说明的是，透射控制部36的相移量

如图6的a～i的每一光掩模所示(根据模拟特性，在每一波长下与规定

一致)。

图6所示的各条件下所得到的光强度分布以下述观点进行评价。这些光强度分布曲线与通过光掩模10的曝光而在被转印体51上得到的抗蚀剂图案(如上所述，包含由感光性材料构成的立体结构物)的形状相关。首先，优选光强度分布的对比度高。例如，在光强度分布曲线中，与在两侧观察的最大值相比，位于中央附近的光强度的底部的最小值优选足够小。这一点可通过后述的迈克尔逊对比度(Michelson Contrast)进行定量评价。

另一方面，在光强度分布曲线中，在中央的底部没有充分低于两侧的情况下，线条图案的分辨率劣化。例如，图6中，符号a、b、c的光掩模10(区域(A)的光掩模)具有该倾向，特别是随着邻近间隙G增大，显示出线条图案不容易被分辨的状态。

另外，在形成微细线条图案时的光强度分布曲线中，底部附近的向下凸出的形状优选更尖锐。

进而，根据图6，在符号d到f所示的相移量

为90度以上180度以下的低相移掩模(区域(B))中示出了邻近间隙G小的情况下(例如50μm)光强度分布曲线在中央具有小峰的峰顶分叉形状(凹陷形状)。在产生这样的峰顶分叉形状的情况下，根据凹陷的深度，可能会出现在通过光掩模10的曝光而在被转印体51上形成的正型感光性材料的结构物中产生不需要的凹陷等不优选的情况。因此，为了在被转印体51上形成微细宽度的图案，优选应用不会显著产生峰顶分叉形状的光掩模10和条件。

另一方面，在符号g到i所示的过相位角相移掩模(区域(C))中，在光强度分布曲线中，与其他光掩模10相比，底部的最小值相对于两侧的最大值相对更小，显示出优异的轮廓，并且针对邻近间隙G的变动也可以较宽的范围得到良好的分辨率。进而在光强度分布中不会出现峰顶分叉形状。

另外，图6中，若比较符号f(相位差180度)与符号g(相位差225度)，则可知无论邻近间隙如何，后者的光强度分布均比前者更为有利。即，可知在透射控制部36的相位差超过180度时，面向转印性提高的方向。

由此，图6中示出了，所具有的透射控制部36具有超过180度的相移量的过相位角相移掩模比其他光掩模10更为有利。

将使用光学模拟进行的过相位角相移掩模的更详细的评价的结果示于图7。

图7是在图5所示的分布中将邻近间隙为50μm的情况下的基于符号a、b、f、g、h、i的光掩模10的光强度分布重叠而得到的图。由此可以理解本发明的过相位角相移掩模与现有的光掩模10相比的优点。

根据图7，在符号h所表示的过相位角相移掩模中，由于光强度的最小值小、并且光强度的最大值也很大，因此曝光光的对比度Co增高，在光强度分布中也未产生峰顶分叉形状。另外，在符号g、符号i所表示的过相位角光掩模10中，光强度的最大值与最小值也形成了较大的差值，是有利的。

在过相位角相移掩模(g～i)中也可以理解，在相移量

大于225度、小于315度的区域中，对比度(最小值相对于最大值的高低)更优异。可知在该区域中，特别是在270≦

时，底部附近的向下凸出的形状尖锐，若用于正型感光性材料中，则对于形成紧密的微细图案是有利的，微细宽度的线条图案的分辨率优异。

可以通过以下的方法对曝光光的对比度Co进行定量评价。本实施方式1中的对比度Co由式(3)定义。

[数2]

Co为对比度(迈克尔逊对比度(Michelson Contrast))。

Imin为被转印体51上的光强度分布的最小值。

Imax为被转印体51上的光强度分布的最大值。

除了利用对比度的数值的评价以外，下面还示出了光强度曲线的形状的相关评价。由于本评价涉及要使用过相位角相移掩模进行的器件制造上的特性，因此希望有更多的观点。因此，参照图8对光强度分布形状的评价方法进行说明。与图5同样地，横轴表示位置，纵轴表示被转印体51上的光强度。

假定图8所示的L1～L3这3条光强度分布曲线。此处，两侧(“肩”的部分)的最大值(Imax)在L2中最高是相对有利的。另外，从这方面考虑，中央底部部分的最小值(Imin)最低的L2也是相对最有利的。

另一方面，根据本发明人的研究，这些光强度分布曲线的形状也值得注意。即，从用于得到微细图案的分辨率的方面出发，光强度分布曲线向下凸出的形状狭窄的L3是非常有利的。因此，从微细图案的形成容易性的方面出发，将曲线中出现的拐点N的位置用于评价是有用的。具体地说，在拐点N的位置更靠近内侧(靠近中央)的情况下，则对应于更高的评价。

为了定量地表现上述情况，在各种条件下将利用过相位角相移掩模在被转印体51上形成的光强度分布曲线与现有的参照掩模(二元掩模(a)以及180°相移掩模(f))的光强度分布曲线进行比较，进行表3所示的评分。需要说明的是，表3中，2个参照掩模是指二元掩模(a)以及180°相移掩模(f)。

[表3]

分数的最大值为+3、最小值为-3。将各过相位角相移掩模的分数基于表4区分等级。下文中，将该评分结果也称为形状等级。

[表4]

等级	评分
		A	+2或+3
B	-1、0或+1
		C	-2或-3

即，若为A等级，则对应于在被转印体51上得到的光强度分布曲线的轮廓比现有的参照掩模提高的情况；若为B等级，则对应于二者同等的情况；若为C等级，则对应于转印图像的像质反而降低的情况。

进一步对峰顶分叉形状的有无和峰顶分叉部的深度进行评价。如图9所示，在具有峰顶分叉形状的光强度分布中，将光强度的最小值(Imin)(％)与峰顶分叉部的中央处的小峰的光强度(Q)(％)之差定义为峰顶分叉部的深度δ。

δ＝Q-Imin(％点)···(4)

图10至图21为接近式曝光的模拟结果的说明图。图10示出了透射率T为5％的相移掩模的对比度Co。例如，最上行表示透射率T为5％、相移量

为180度的180度相移掩模。最下行表示透射率T为0％的二元掩模。180度相移掩模和二元掩模相当于上述的参照掩模。下数第二行表示没有相移的半色调掩模。

小数点后4位的数值表示透射控制部36在每个透射率T、相移量

和邻近间隙G下的对比度Co。粗线框的内侧表示对比度Co高于任一参照掩模的区域。

由该结果可知，在相移量

满足

的过相位角相移掩模中，得到了高于参照掩模的对比度。更优选

进而，在

的情况下，在邻近间隙G宽的范围内得到了高于参照掩模的对比度。即可知，无论邻近间隙G的面内变动如何，均得到了优异的对比度。

另一方面，图11示出了以与图10同样的光掩模10作为对象，并对其光强度分布曲线的形状赋以上述等级的结果。图中的布置和粗线框与图10相同。

根据图11可知，在上述式(5)的范围内，以参照掩模的同等以上得到了有利的光强度分布曲线的形状，容易形成微细图案。

图12、图14、图16、图18和图20中分别对透射率T为10％、15％、20％、30％和40％的相移掩模与图10同样地示出了对比度Co。另外，图13、图15、图17、图19和图21中同样地分别示出了透射率T为10％、15％、20％、30％和40％的相移掩模的形状等级。

需要说明的是，图13、图15、图17、图19和图21的影线表示在光强度分布曲线中观察到了峰顶分叉部形状的部分。纵线的影线表示峰顶分叉部的深度δ大于5％点且为10％点以下。向右下的影线表示峰顶分叉部的深度δ大于10％点且为15％点以下。向左下的影线表示峰顶分叉部的深度δ大于15％点。

由这些模拟结果可知，过相位角相移掩模是有利的，特别是其相移量

满足式(5)时，可得到现有的参照掩模以上的对比度、光强度分布曲线的形状等级(以下称为形状等级)。

特别是在透射率T为30％以下的情况下，在邻近间隙G的值较宽的范围内得到了参照掩模以上的对比度和形状等级。

相移量

的范围更优选为

关于这一点，特别是在透射率T为10％以上的情况下，对比度Co是有利的。

进一步优选

关于这一点，特别是在透射率T为15％以上的情况下可得到有利的对比度Co。

另外，在

的情况下，可在较宽的邻近间隙G的数值范围内得到更优异的对比度Co和形状等级。

需要说明的是，在相移量

的范围内，在邻近间隙G小(例如100μm以下)的情况下，形状等级良好。但是，在邻近间隙G小的区域，根据相移量

的值，可能在光强度分布曲线产生峰顶分叉形状，因此考虑到这一点，

进一步优选

更优选为

另外，在为该

的范围时，可在邻近间隙G的值较宽的范围内得到参照掩模以上的对比度和形状等级。

时，同样的效果更为显著。

例如，若T为5～15％，则

时，可显示出比参照掩模更优异的对比度、形状等级，

时，在邻近间隙G的更宽的范围内可得到比参照掩模更优异的对比度、形状等级。

若T为5～20％，则

时，可显示出比参照掩模更优异的对比度、形状等级，

时，在邻近间隙G的更宽的范围内可得到比参照掩模更优异的对比度、形状等级。

需要说明的是，在T≧15％的过相位角相移掩模中观察到了峰顶分叉形状的光强度分布，但在T≧30％的过相位角相移掩模中产生了峰顶分叉深度δ超过15％点的部分。从这方面出发，也优选过相位角相移掩模的透射控制部36的透射率T小于30％。

即优选T<30，更优选5≦T<30。

透射率T小于5％的情况下，产生了未能充分得到过相位角相移掩模的作用的风险。

但是，即使透射率T为30％以上，若使过相位角

的选择为

也不会产生峰顶分叉的问题，可进行图案转印。

另外，在透射率T为30％以上的情况下，也可以分别获得可得到优异的对比度、形状等级的区域，在该区域中，与T为20％以下的情况相比，具有邻近间隙G小的区域(例如G<100μm)中的粗线框内的宽度减小、并且形状等级A的区域减少的倾向。考虑到这一点，透射率T为20％以下的情况是有利的。

另一方面，在透射率T为30％以上的情况下，在邻近间隙G大的区域(例如G≧100μm)，与透射率T小的情况相比，也观察到了对比度Co的值更高。因此，也可以根据接近式曝光装置50的条件、环境，根据中心间隙值的数值，进行适当使用光掩模10的透射控制部36的透射率T的最佳设计。

根据本实施方式1，可以使用接近式曝光装置50提供对于以高分辨率转印微细宽度的转印用图案来说有利的光掩模10。即，通过使用接近式曝光装置50而不使用投影曝光装置，可以提高成本效率、提供能够生产高精细的平板显示器的大型光掩模10。

根据本实施方式1，即使在由于自重等而使光掩模面内的邻近间隙G不可避免地发生变动的状况下，也可提供能够进行高分辨率的图案转印的光掩模10。特别是在被用于平板显示器的大型光掩模10中，容易发生因挠曲所致的邻近间隙G的变动，因此采用本实施方式1的光掩模10是有效的。

根据本实施方式1，在使用利用了正型感光性材料的抗蚀剂来进行光刻时，可以有利地利用菲涅耳衍射的特征、提供能够精致地进行图案转印的光掩模10。

转印用图案35中，只要无损于本发明的效果，除了透明基板露出的透光部37、由透射控制膜构成的透射控制部36以外，还可以包含由实质上不会透过曝光光的遮光膜形成的遮光部等附加的图案。作为附加的图案，进一步可以为与上述透射控制部36具有不同的透射率、相移量的半透光部等。

光掩模10可特别有利地用于使用了正型感光性材料的黑矩阵52的形成，但其用途并不限定于此。

本实施方式1的光掩模10中，除了上述提到的线-间隔图案以外，还可适当地适用于包含光栅图案这样的所谓密集图案(其是处于会带来光学上相互影响的距离的单元图案规则地重复的图案)的转印用图案。

[实施方式2]

图22是实施方式2的光掩模10所具有的转印用图案的示意放大正面图。图1是线-间隔图案、即是同一形状的线条图案与空白图案规则地排列的密集图案，与之相对，图22为孤立线条图案。需要说明的是，通过2个以上的单元图案规则地排列，在相互带来光学作用的情况下多将其称为密集图案，但将没有这样的作用的图案称为孤立图案。本实施方式2的光掩模10所具有的转印用图案是具有一定宽度B的孤立的线条图案，这里B为5μm。

在图22的转印用图案中，也与上述实施方式1同样地进行接近式曝光的模拟，考察基于过相位角相移掩模的转印性。在孤立线条图案中，对比度、光强度分布曲线形状的行为与上述实施方式1中相同，因此确认到，在孤立图案中，过相位角相移掩模也是有用的。

图23是说明基于实施方式2的光掩模10的、被转印体51上的曝光量分布的模拟结果例的说明图。

需要说明的是，由于这里为孤立图案、不会产生重复图案彼此的光的干涉，因此Imax的值低于线-间隔图案的情况。但是，这里也可知，符号g、h、i所表示的过相位角相移掩模与图7同样地显示出了比现有的光掩模更优异的转印性能。

如上述实施方式1和2所示可知，根据过相位角相移掩模，可以使用接近式曝光装置50提供可进行能够稳定地分辨微细的线条图案的光刻的光掩模10。

另外，根据本发明人的研究可知，即使光掩模10所具备的转印用图案为孤立图案，也与上述实施方式1中所述同样地得到了优异的作用效果。即，根据本发明，能够提供即使邻近间隙G根据光掩模10的面内位置而发生变动的情况下，也可降低由此所致的转印图像的形状(包括CD)的变化的光掩模10。

特别是在被用于平板显示器的大型光掩模10中，在处于不可避免面内的邻近间隙G的变化的状况时，采用本实施方式1和2的光掩模10是有效的。

进而，根据上述实施方式1和2，可以提供能够使用采用了正型感光性材料的抗蚀剂进行高分辨率的转印的光掩模10。

关于构成透射控制部36的透射控制膜，为了使其具有规定的曝光光透射率和相移量而确定了其组成、膜厚，其组成可以在膜厚方向上均匀，或者也可以层积不同组成、不同物性的膜而构成一个透射控制膜。

但是，只要无损于本发明的作用效果，也可以附加地具有不同的膜(遮光膜、蚀刻阻止膜等)，还可以在透射控制膜的图案的上表面侧或下表面侧具有基于附加膜的膜图案。

另外，也可以在转印用图案35的外周侧具有附加的膜图案(例如遮光膜图案)，还可以在这样的附加膜图案上形成在光掩模10的曝光时或处理时进行参照的标记图案。

在上述2个实施方式中可共通地利用例如以下的制造方法制造本发明的光掩模10。

首先，准备在透明基板21上形成有透射控制膜的光掩模坯料。在透射控制膜的成膜中，为了针对曝光光满足规定的透射率和相移量，对其材料和膜厚进行选择。成膜方法可以应用溅射法等公知的成膜方法。

接着，准备在透射控制膜上形成有抗蚀剂膜的、带抗蚀剂的光掩模坯料。抗蚀剂可以为正型也可以为负型，优选正型。

之后针对上述带抗蚀剂的光掩模坯料实施图案化。具体地说，使用激光器描绘装置等描绘装置进行基于规定的图案数据的描绘，进行显影。进而，以通过显影形成的抗蚀剂图案作为掩模，对透射控制膜实施干蚀刻或湿蚀刻，形成转印用图案35。之后剥离抗蚀剂图案。

根据以上的工序，可以通过仅1次的图案化(即仅1次的描绘)形成光掩模10。即，优选为仅对透射控制膜进行图案化而成的光掩模10。也可以根据需要进行附加的膜的形成和图案化。

透射控制膜的材料可以为例如含有Si、Cr、Ta、Zr等的膜，可以从这些化合物中选择适当的物质。

作为含有Si的膜，可以使用Si的化合物(SiON等)或过渡金属硅化物(MoSi、TaSi、ZrSi等)、或者其化合物(氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、氮氧碳化物等)。

作为含有Cr的膜，可以使用Cr的化合物(氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化物、氮氧碳化物)。

本发明包括使用了光掩模10的平板显示器用电子器件的制造方法。

即，本发明涉及一种平板显示器用的电子器件的制造方法，其具有下述工序：准备上述的过相位角相移掩模的工序；以及利用接近式曝光装置50对其进行曝光，将上述转印用图案35转印至被转印体51上的转印工序，在上述转印工序中，应用邻近间隙为50～200μm的接近式曝光。

关于光掩模10的用途，其可适当地用于黑矩阵或黑条纹的制造，但并不限定于此。但是，本发明的光掩模10可特别适当地用于在被转印体51上形成基于感光性材料的立体结构物的目的。这是由于，可将具有微细宽度的立体结构物确实地分辨出并在稳定的条件下形成是非常有意义的。

各实施例中所记载的技术特征(构成要素)也可以相互组合，通过进行组合，能够形成新的技术特征。

应该认为，本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而并非为限制性内容。本发明的范围并非由上述实施方式表示，而由权利要求来表示，其旨在包含与权利要求同等的含义以及范围内的所有变更。

符号的说明

10 光掩模

21 透明基板

35 转印用图案

36 透射控制部

37 透光部

50 接近式曝光装置

51 被转印体

52 黑矩阵或黑条纹

56 玻璃基板

57 光源

58 照明系统

Claims (10)

1.一种光掩模，其是接近式曝光用的光掩模，该光掩模具备对形成在透明基板上的透射控制膜进行图案化而成的转印用图案，其中，

所述转印用图案包含：

透射控制部，其为宽10μm以下的线状，是在所述透明基板上形成透射控制膜而成的；以及

透光部，所述透明基板在该透光部露出，并且该透光部与所述透射控制部相邻，

所述透射控制部相对于对所述光掩模进行曝光的曝光光具有大于180度的相移量。

2.如权利要求1所述的光掩模，其中，所述透射控制部所具有的相对于曝光光的相移量

满足下式，

3.如权利要求1所述的光掩模，其中，所述透射控制部所具有的相对于曝光光的相移量

满足下式，

4.如权利要求1～3中任一项所述的光掩模，其中，所述透射控制部相对于曝光光的透射率小于30％。

5.如权利要求1～3中任一项所述的光掩模，其中，所述光掩模为正型感光性材料曝光用。

6.如权利要求1～3中任一项所述的光掩模，其中，所述光掩模用于利用具有波长313nm～365nm的波段的曝光光进行接近式曝光。

7.如权利要求1～3中任一项所述的光掩模，其中，所述透射控制部为具有3μm～10μm的宽度的线条图案。

8.如权利要求1～3中任一项所述的光掩模，其中，所述转印用图案为黑矩阵或黑条纹形成用图案。

9.一种平板显示器用的电子器件的制造方法，其中，

该制造方法具有下述工序：

准备权利要求1～3中任一项所述的光掩模的工序，以及

利用接近式曝光装置对所述光掩模进行曝光，将所述转印用图案转印至形成于被转印体上的正型感光性材料膜的转印工序，

在所述转印工序中，应用将邻近间隙设定为50μm～150μm的范围的接近式曝光。

10.一种光掩模的制造方法，其是接近式曝光用的光掩模的制造方法，该光掩模具备对形成在透明基板上的透射控制膜进行图案化而成的转印用图案，其中，

该制造方法具有下述工序：

准备在所述透明基板上形成有所述透射控制膜的光掩模坯料的工序，以及

对所述透射控制膜实施图案化而形成所述转印用图案的图案化工序，

所述转印用图案包含：

透射控制部，其为宽10μm以下的线状，是在所述透明基板上形成所述透射控制膜而成的；以及

透光部，所述透明基板在该透光部露出，并且该透光部与所述透射控制部相邻并夹着所述透射控制部；

所述透射控制部相对于对所述光掩模进行曝光的曝光光具有小于30％的透射率以及大于180度的相移量。

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