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JP6522277B2 - Photomask, method of manufacturing photomask, method of transferring pattern, and method of manufacturing display - Google Patents
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Photomask, method of manufacturing photomask, method of transferring pattern, and method of manufacturing display Download PDF

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Description

本発明は、転写用パターンを備えたフォトマスク、当該フォトマスクの製造方法、当該フォトマスクを使用したパターン転写方法及び表示装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a photomask provided with a transfer pattern, a method of manufacturing the photomask, a method of pattern transfer using the photomask, and a method of manufacturing a display device.

近年、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)などの表示装置の製造においては、使用するフォトマスクの大型化による生産効率向上とともに、高い転写精度が求められている。液晶表示装置は、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)アレイを形成したTFT基板と、RGBパターンを形成したカラーフィルタとが貼り合わせられ、その間に液晶が封入された構造を備えている。   In recent years, in the manufacture of a display device such as a liquid crystal display (LCD: Liquid Crystal Display), high transfer accuracy is required along with improvement of production efficiency due to enlargement of a photomask to be used. The liquid crystal display device has a structure in which a TFT substrate on which a thin film transistor (TFT) array is formed and a color filter on which an RGB pattern is formed are bonded, and a liquid crystal is sealed therebetween.

図1は、カラーフィルタの一例を示す模式図である。図1に示すように、カラーフィルタは、特定の波長の光のみを選択的に透過させる着色部分101と、光を遮光するブラックマトリクス102(遮光部分)と、を含んで構成される。着色部分101は、赤、緑、青(RGB)の各色に着色されている。図1Aは、ストライプ配列のカラーフィルタを示し、図1Bは、モザイク配列のカラーフィルタを示している。また、図1Cは、図1AのA−A線または図1BのB−B線における断面模式図を示している。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of a color filter. As shown in FIG. 1, the color filter is configured to include a colored portion 101 which selectively transmits only light of a specific wavelength, and a black matrix 102 (light shielding portion) which shields the light. The colored portion 101 is colored in each color of red, green and blue (RGB). FIG. 1A shows a stripe-arranged color filter, and FIG. 1B shows a mosaic-arranged color filter. Moreover, FIG. 1C has shown the cross-sectional schematic in the AA of FIG. 1A, or the BB line of FIG. 1B.

フォトマスクを用いて、透光性基材上にブラックマトリックス層や各着色層を形成するには、近接(プロキシミティ)露光を適用することが最も有利である。これは、近接露光が、投影(プロジェクション)露光に比べて露光装置の構造に複雑な光学系を必要とせず、装置コストも低いことから、生産効率が高いためである。   In order to form a black matrix layer and each colored layer on a translucent substrate using a photomask, it is most advantageous to apply proximity exposure. This is because proximity exposure does not require a complicated optical system in the structure of the exposure apparatus as compared to projection exposure, and the cost of the apparatus is low, so that the production efficiency is high.

図2は、近接露光を行う露光装置を示す模式図である。図2に示すように、近接露光を行う露光装置110は、光源111と、集光ミラーとして機能する楕円ミラー112と、インテグレータ113と、コリメーションレンズ114と、を備えている。光源111としては、一般にi線、h線、g線を含む波長域をもつ水銀ランプなどが用いられる。   FIG. 2 is a schematic view showing an exposure apparatus that performs proximity exposure. As shown in FIG. 2, the exposure apparatus 110 that performs proximity exposure includes a light source 111, an elliptical mirror 112 that functions as a focusing mirror, an integrator 113, and a collimation lens 114. As the light source 111, generally, a mercury lamp or the like having a wavelength range including i-line, h-line and g-line is used.

露光装置110において、光源111から発せられた光束は、楕円ミラー112、インテグレータ113及びコリメーションレンズ114によって均一な照度の光束となる。そして、この光束が、フォトマスク120に照射される。フォトマスク120を透過した光束は、このフォトマスク120から所定のプロキシミティギャップpgを隔てて配置された被転写体121の被加工層上の感光性材料膜を露光する。   In the exposure apparatus 110, the luminous flux emitted from the light source 111 is converted into luminous flux of uniform illuminance by the elliptical mirror 112, the integrator 113 and the collimation lens 114. Then, the light flux is irradiated to the photomask 120. The light beam transmitted through the photomask 120 exposes the photosensitive material film on the processing target layer of the transfer-receiving material 121 disposed at a predetermined proximity gap pg from the photomask 120.

このように、近接露光では、感光性材料膜が形成された被転写体121を水平に載置し、フォトマスク120を被転写体121に対して転写用パターンが形成されたパターン面120aが対向するように保持する。そして、フォトマスク120の裏面側から光を照射することで、被転写体121の感光性材料膜にパターンを転写する。このとき、フォトマスク120と被転写体121との間には所定の間隔(プロキシミティギャップ)を設ける。   As described above, in proximity exposure, the transferred object 121 on which the photosensitive material film is formed is horizontally placed, and the pattern surface 120 a on which the transfer pattern is formed is opposed to the transferred object 121 with respect to the photomask 120. Hold as you want. Then, by irradiating light from the back surface side of the photomask 120, the pattern is transferred to the photosensitive material film of the transfer target body 121. At this time, a predetermined gap (proximity gap) is provided between the photomask 120 and the transfer target body 121.

一般に、フォトマスクを近接露光用露光装置にセットする場合、転写用パターンが形成された主表面上であって、転写用パターンが形成された領域(パターン領域ともいう)の外側を、露光装置の保持部材によって保持する。すなわち、フォトマスクの外周を構成する対向する2辺又は4辺の近傍に露光装置の保持部材が当接することにより、フォトマスクは保持される。そして、フォトマスクは所定のプロキシミティギャップを保持しつつ、略水平姿勢で露光装置に配置される。   Generally, when the photomask is set in the exposure apparatus for proximity exposure, the outside of the area (also referred to as a pattern area) on the main surface on which the transfer pattern is formed and the transfer pattern is formed It hold | maintains by a holding member. That is, the holding member of the exposure apparatus is brought into contact with the vicinity of the opposing two or four sides forming the outer periphery of the photomask, whereby the photomask is held. Then, the photomask is disposed in the exposure apparatus in a substantially horizontal posture while holding a predetermined proximity gap.

なお、近接露光を適用すると、転写の際に、歪みの補正を光学的な手段で施すことが困難であり、投影露光に比べて転写精度が劣化しやすいという問題がある。   When proximity exposure is applied, it is difficult to correct distortion with an optical means at the time of transfer, and there is a problem that transfer accuracy tends to deteriorate compared to projection exposure.

例えば、フォトマスクは自身の重量によってたわむため、このフォトマスクのたわみを露光装置の保持機構によってある程度補正することが行われている。例えば、特許文献1には、平板状のマスクを水平に支持する支持機構において、フォトマスクを下方から支える保持部材の支持点の外側に、マスクの上方から所定圧の力を加えてたわみを矯正する方法が記載されている。   For example, since the photomask is bent by its own weight, the deflection of the photomask is corrected to some extent by the holding mechanism of the exposure apparatus. For example, in Patent Document 1, in a support mechanism for horizontally supporting a flat mask, a predetermined pressure is applied from the upper side of the mask to the outside of the support point of the holding member for supporting the photomask from the lower side to correct the deflection. How to do it is described.

また、特許文献2には、近接露光装置に装着して用いる際に、プロキシミティギャップの位置による変動を低減するためのフォトマスク基板が記載されている。   Further, Patent Document 2 describes a photomask substrate for reducing the variation due to the position of the proximity gap when mounted and used in a proximity exposure apparatus.

特開平9−306832号公報JP-A-9-306832 特開2012−256798号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-256798

しかしながら、フォトマスクのたわみによる、パターン転写上の影響を軽減することが有用であっても、それだけでは、上記用途の精密な表示装置の製造に十分ではないことが発明者によって見出された。   However, it has been found by the inventor that, even if it is useful to reduce the influence on pattern transfer due to the deflection of the photomask, it is not sufficient for manufacturing a precise display device for the above-mentioned application.

例えば、フォトマスクの保持方式やたわみを軽減するための保持機構により、フォトマスクが受ける力の方向や大きさが異なることにより、フォトマスク基板の主表面が変形することがわかっている。さらに、露光装置のステージの平坦度や、露光装置に載置した被転写体の厚み分布などのため、プロキシミティギャップの面内変動を完全に抑えることはほぼ不可能である。特許文献2には、こうしたプロキシミティギャップの面内変動を、基板の形状によって低減する方法が記載されている。但し、プロキシミティギャップの面内変動は使用する露光装置ごとに異なるという煩雑さがある。   For example, it is known that the main surface of the photomask substrate is deformed due to the difference in the direction and the magnitude of the force received by the photomask depending on the holding method of the photomask and the holding mechanism for reducing deflection. Furthermore, due to the flatness of the stage of the exposure apparatus and the thickness distribution of the transferred object placed on the exposure apparatus, it is almost impossible to completely suppress the in-plane variation of the proximity gap. Patent Document 2 describes a method of reducing such in-plane variation of the proximity gap by the shape of the substrate. However, there is a complication that the in-plane variation of the proximity gap differs depending on the exposure apparatus used.

近接露光において、プロキシミティギャップの面内ばらつきが生じると、微細線幅の抜きパターンを転写することにはさらなる困難が伴う。スリット状の抜きパターンのエッジにおいて、光の回折が生じ、抜きパターンが微細幅になるほど、この回折と干渉との影響が無視できない程度に大きくなるためである。   In proximity exposure, when in-plane variations in proximity gap occur, it becomes more difficult to transfer a punched pattern of fine line width. This is because light diffraction occurs at the edge of the slit-like cutout pattern, and as the cutout pattern has a finer width, the influence of the diffraction and the interference increases to an unignorable extent.

図3は、近接露光における透過光が形成する干渉による光強度分布を例示する図である。図3において、抜きパターンが設けられたフォトマスク120が、被転写体121に対してパターン面120aが対向するように設けられている。このとき、フォトマスク120と被転写体121との間には、プロキシミティギャップpgが設けられている。   FIG. 3 is a view exemplifying a light intensity distribution due to interference formed by transmitted light in proximity exposure. In FIG. 3, a photomask 120 provided with a removal pattern is provided such that the pattern surface 120 a is opposed to the transfer target body 121. At this time, a proximity gap pg is provided between the photomask 120 and the transferred object 121.

曲線122は、フォトマスク120の裏面側から光を照射した場合に、透過光が形成する干渉パターンによる、光強度曲線を模式的に示している。図3に示すように、パターン面120aにおける抜きパターンのエッジにおいて光の回折が生じ、複雑な干渉パターンが形成されている。   A curve 122 schematically shows a light intensity curve based on an interference pattern formed by transmitted light when light is irradiated from the back surface side of the photomask 120. As shown in FIG. 3, light diffraction occurs at the edge of the punched pattern on the pattern surface 120a, and a complex interference pattern is formed.

近接露光においては、面内の位置によって、異なる大きさのギャップが生じ、これに応じた、異なる回折パターンが生じ、形成されるパターンの線幅や、光照射量がばらつく傾向がある。ただし、面内の各位置において実際に被転写体が受ける、透過光の強度分布は容易に推測することができない。   In proximity exposure, gaps in different sizes are generated depending on the position in the plane, and different diffraction patterns are generated accordingly, and the line width of the formed pattern and the light irradiation amount tend to vary. However, the intensity distribution of the transmitted light which the transfer medium actually receives at each position in the plane can not be easily estimated.

ところで、図1に示すようなカラーフィルタやTFT基板は、複数のフォトマスクを使用して、フォトリソグラフィ工程を適用して製造される。近年、最終製品である表示装置の明るさ、動作速度等の仕様の高度化に伴い、フォトマスクのパターンは微細化し、転写結果としての線幅精度の要求はますます厳しくなっている。   By the way, a color filter and a TFT substrate as shown in FIG. 1 are manufactured by applying a photolithography process using a plurality of photomasks. In recent years, with the advancement of specifications such as brightness and operating speed of display devices which are final products, patterns of photomasks are miniaturized, and requirements for line width accuracy as a transfer result are becoming more severe.

例えば、LCD用ブラックマトリクスにおいては、現在LCDに求められる高性能化、すなわち、(1)動作速度、(2)明るさ、(3)消費電力の減少、(4)高精細のうち、少なくとも(2)から(4)に対して、細線化が有効であると考えられる。具体的には、ブラックマトリクスの細線化により、透過光量が増加するため、LCDの明るさを得ることができる。また、明るさが大幅に向上すれば、LCDのバックライトの消費電力を低減することができる。さらに、ブラックマトリクスの細線化により、画像のシャープネスを向上することができる。   For example, in the black matrix for LCD, at least the performance improvement currently required for the LCD, namely, (1) operating speed, (2) brightness, (3) reduction of power consumption, and (4) high definition Thinning is considered to be effective for 2) to 4). Specifically, since the amount of transmitted light is increased by thinning the black matrix, the brightness of the LCD can be obtained. In addition, if the brightness is significantly improved, the power consumption of the backlight of the LCD can be reduced. Furthermore, the sharpness of the image can be improved by thinning the black matrix.

ブラックマトリクスを黒色のネガ型感光性材料によって形成するためには、大面積の遮光領域中に、X方向、Y方向のライン状抜きパターンの集合体で構成されるマトリクス状の抜きパターン(格子状抜きパターン)が形成された転写用パターンを設けたフォトマスクを用いる必要がある。しかしながら、微細幅の抜きパターンを精緻に形成することは容易ではない。   In order to form a black matrix of a black negative photosensitive material, a matrix-like punched pattern (grid-like pattern) composed of a collection of line-like punched patterns in the X direction and Y direction in a large area light shielding region It is necessary to use a photo mask provided with a transfer pattern in which the removal pattern is formed. However, it is not easy to precisely form a minute-width punched pattern.

大面積の透光領域中に、ライン状の膜パターンで構成される残しパターンを形成する場合には、所望の線幅を形成するために、ウェットエッチングにおけるサイドエッチングを利用して、線幅の微調整が可能である。しかし、抜きパターンにおいては、予め描画、現像、エッチング等の条件を精緻に決定する必要がある。また、わずかな線幅変動であっても、線幅自体が微細であれば、その変動による光の透光挙動に大きな変動をもたらすという不都合もある。   In the case of forming a remaining pattern composed of a linear film pattern in the large-area light transmitting region, the side etching in wet etching is used to form a desired line width. Fine adjustment is possible. However, in the removal pattern, it is necessary to finely determine conditions such as drawing, development, and etching in advance. In addition, even if the line width fluctuates slightly, if the line width itself is fine, there is a disadvantage that the light transmission behavior of light due to the fluctuation is greatly fluctuated.

また、線幅制御が確実に行われたフォトマスクを用いたとしても、転写用パターンを被転写体上に転写する際には、さらなる課題がある。   In addition, even when a photomask in which line width control is reliably performed is used, there is a further problem in transferring a transfer pattern onto a transfer target.

遮光部に挟まれた抜きパターンを有する転写用パターンを用いて露光する場合、抜きパターンの線幅の微細化に伴って、被転写体上における光強度分布は、上述のとおり、光の回折の影響を受ける。図4は、抜きパターンの線幅と被写体上における光強度分布との関係を簡略に示す図である。図4において、転写用パターンは、遮光部103及び遮光部103に挟まれた抜きパターン104から構成されている。   In the case of exposure using a transfer pattern having a punched pattern sandwiched between light shielding portions, the light intensity distribution on the transfer-receiving material is, as described above, the light diffraction distribution as the line width of the punched pattern becomes finer. to be influenced. FIG. 4 is a diagram schematically showing the relationship between the line width of the extraction pattern and the light intensity distribution on the subject. In FIG. 4, the transfer pattern is composed of a light shielding portion 103 and a punching pattern 104 sandwiched between the light shielding portions 103.

図4Aは、抜きパターン104の線幅がa1である場合の、C−D間の光強度分布を示している。図4Bは、抜きパターン104の線幅がa2(a2<a1)である場合の、E−F間の光強度分布を示している。このように抜きパターン104の線幅がa2<a1である場合に、図4Aと図4Bとを比較すると、図4Bに示す線幅a2における光強度分布のピークは、図4Aに示す線幅a1における光強度分布のピークよりも下がっている。すなわち、抜きパターン104の線幅が小さくなるほど光強度分布のピークが下がり、被転写体上の感光性材料を十分に感光させることが困難になるという問題が生じる。   FIG. 4A shows the light intensity distribution between C and D when the line width of the extraction pattern 104 is a1. FIG. 4B shows the light intensity distribution between E and F when the line width of the extraction pattern 104 is a2 (a2 <a1). Thus, when the line width of the extraction pattern 104 is a2 <a1, comparing FIG. 4A with FIG. 4B, the peak of the light intensity distribution at the line width a2 shown in FIG. 4B is the line width a1 shown in FIG. Is lower than the peak of the light intensity distribution at. That is, as the line width of the open pattern 104 becomes smaller, the peak of the light intensity distribution is lowered, which causes a problem that it becomes difficult to sufficiently sensitize the photosensitive material on the transfer target.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、微細線幅の抜きパターンを被転写体上に転写するにあたり、線幅や光量の制御を精緻に行うことができるフォトマスク、フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the foregoing points, and it is possible to finely control the line width and the light quantity when transferring a punched pattern with a fine line width onto a transfer target. An object of the present invention is to provide a manufacturing method, a pattern transfer method, and a manufacturing method of a display device.

本発明のフォトマスクは、被転写体上に、線幅Wpのデバイスパターンを形成するための転写用パターンを備えた、一辺が300mm以上の主表面をもつフォトマスクであって、前記転写用パターンは、透明基板上に少なくとも遮光膜が形成されてなる遮光領域と、前記遮光領域に囲まれて配置された抜きパターンであって、前記デバイスパターンに対応する、線幅Wmの第1抜きパターンと、を有し、かつ、前記デバイスパターンの線幅Wpと前記第1抜きパターンの線幅Wmとの関係は、下記式(1)及び式(2)を満たすものであることを特徴とする。
Wp<10μm・・・(1)
1≦(Wm−Wp)/2≦4(μm)・・・(2)
The photomask according to the present invention is a photomask having a main surface of 300 mm or more on one side provided with a transfer pattern for forming a device pattern with a line width Wp on a transfer target, and the transfer pattern A light shielding region formed by forming at least a light shielding film on a transparent substrate, and a cutout pattern disposed surrounded by the light shielding region, the first cutout pattern having a line width Wm corresponding to the device pattern The relationship between the line width Wp of the device pattern and the line width Wm of the first open pattern satisfies the following equations (1) and (2).
Wp <10 μm (1)
1 ≦ (Wm−Wp) / 2 ≦ 4 (μm) (2)

上記フォトマスクによれば、被転写体上に線幅Wpのデバイスパターンを形成するために必要な、フォトマスクの転写用パターンにおける抜きパターンの線幅Wmが所定のバイアス量((Wm−Wp)/2(μm))を満たすように調整されることから、被転写体上に届く光量を調整できるとともに、プロキシミティギャップのばらつきに起因するデバイスパターンのCDばらつきを抑制することができる。したがって、微細線幅の抜きパターンを被転写体上に転写するにあたり、線幅や光量の制御を精緻に行うことが可能となる。   According to the photomask, the line width Wm of the cutout pattern in the transfer pattern of the photomask necessary for forming a device pattern of the line width Wp on the transfer target is a predetermined bias amount ((Wm−Wp) Since the adjustment is made to satisfy 1/2 ([mu] m), it is possible to adjust the amount of light reaching the transferred object, and to suppress the CD variation of the device pattern due to the variation of the proximity gap. Therefore, in transferring the punched pattern of the fine line width onto the transfer medium, it becomes possible to finely control the line width and the light quantity.

上記フォトマスクにおいて、前記第1抜きパターンは、前記透明基板表面が露出してなる透光部で構成されてもよい。   In the photomask, the first cutout pattern may be formed of a light transmitting portion formed by exposing the surface of the transparent substrate.

また、上記フォトマスクにおいて、前記第1抜きパターンは、前記透明基板上に半透光膜が形成されてなる半透光部で構成されてもよい。   Further, in the above-mentioned photomask, the first punching pattern may be constituted by a semi-transparent portion formed by forming a semi-transparent film on the transparent substrate.

さらに、上記フォトマスクにおいて、前記半透光膜の露光光透過率は、20〜60%とすることができる。   Furthermore, in the photomask, the exposure light transmittance of the semitransparent film can be set to 20 to 60%.

さらに、上記フォトマスクにおいて、前記転写用パターンは、線幅Wmのライン形状をもつ前記第1抜きパターンを複数有し、前記幅方向において隣接する前記第1抜きパターン間に、幅(3×Wm)以上の前記遮光領域が介在する部分を有することができる。   Furthermore, in the photomask, the transfer pattern has a plurality of first punched patterns having a line shape of a line width Wm, and a width (3 × Wm) is provided between the first punched patterns adjacent in the width direction. A portion where the above-mentioned light shielding area intervenes.

さらに、上記フォトマスクにおいて、前記転写用パターンは、線幅Wn(Wn>Wm)の第2抜きパターンをさらに有し、前記第2抜きパターンは、透光部で構成されてもよい。   Furthermore, in the photomask, the transfer pattern may further include a second removal pattern of a line width Wn (Wn> Wm), and the second removal pattern may be formed of a light transmitting portion.

さらに、上記フォトマスクにおいて、前記フォトマスクは、プロキシミティギャップを10〜200μmの範囲内とした、近接露光に用いるフォトマスクであってもよい。   Furthermore, in the above-mentioned photomask, the photomask may be a photomask used for proximity exposure, in which the proximity gap is in the range of 10 to 200 μm.

本発明のフォトマスクの製造方法は、被転写体上に、線幅Wpのデバイスパターンを形成するための転写用パターンを備えるフォトマスクの製造方法であって、透明基板上に、少なくとも遮光膜を含む光学膜が形成されたフォトマスクブランクを形成し、前記光学膜に対してフォトリソグラフィ工程を施した後、ウェットエッチングを含むパターニングを行うことにより、前記転写用パターンを形成するステップを含み、前記転写用パターンは、前記透明基板上に少なくとも遮光膜が形成されてなる遮光領域と、前記遮光領域に囲まれて配置された第1抜きパターンであって、前記デバイスパターンに対応する、線幅Wmの抜きパターンを有し、かつ、前記デバイスパターンの線幅Wpと前記第1抜きパターンの線幅Wmとの関係は、下記式(1)及び式(2)を満たすものであることを特徴とする。
Wp<10μm・・・(1)
1≦(Wm−Wp)/2≦4(μm)・・・(2)
The method of manufacturing a photomask according to the present invention is a method of manufacturing a photomask including a transfer pattern for forming a device pattern with a line width Wp on a transfer target, and at least a light shielding film is formed on a transparent substrate. Forming a photomask blank on which an optical film is formed, and performing a photolithography process on the optical film, and then performing patterning including wet etching to form the transfer pattern. The transfer pattern is a light shielding area formed by forming at least a light shielding film on the transparent substrate, and a first blanking pattern disposed surrounded by the light shielding area, and the line width Wm corresponding to the device pattern The relationship between the line width Wp of the device pattern and the line width Wm of the first open pattern is as follows: 1) and is characterized in that satisfies the equation (2).
Wp <10 μm (1)
1 ≦ (Wm−Wp) / 2 ≦ 4 (μm) (2)

本発明のパターン転写方法は、転写用パターンを備えたフォトマスクを用いて、近接露光によって、被転写体上に、線幅Wpのデバイスパターンを形成するためのパターン転写方法であって、上記に記載のフォトマスク、又は上記に記載のフォトマスクの製造方法により製造したフォトマスクを用いて、前記被転写体上に形成したネガ型感光性材料膜に対して、近接露光装置を用いて露光することを特徴とする。   The pattern transfer method of the present invention is a pattern transfer method for forming a device pattern of line width Wp on a transfer target by proximity exposure using a photomask provided with a transfer pattern, which is described above. The negative photosensitive material film formed on the transfer target is exposed using a proximity exposure device using the photomask described above or the photomask manufactured by the method of manufacturing a photomask described above It is characterized by

本発明の表示装置の製造方法は、上記パターン転写方法を用いることを特徴とする。   A method of manufacturing a display device of the present invention is characterized by using the above-mentioned pattern transfer method.

本発明によれば、微細線幅の抜きパターンを被転写体上に転写するにあたり、線幅や光量の制御を精緻に行うことができる。   According to the present invention, control of the line width and the amount of light can be finely performed when the punched pattern of the fine line width is transferred onto the transfer target.

カラーフィルタの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a color filter. 近接露光を行う露光装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the exposure apparatus which performs proximity | contact exposure. 近接露光における透過光が形成する干渉による光強度分布を例示する図である。It is a figure which illustrates the light intensity distribution by the interference which the transmitted light in near field exposure forms. 抜きパターンの線幅と被写体上における光強度分布との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the line width of a removal pattern, and the light intensity distribution on a to-be-photographed object. 本発明の一実施の形態に係るフォトマスク及びこのフォトマスクを用いて第1デバイスパターンを転写した被転写体の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the target object which transferred the 1st device pattern using the photomask which concerns on one embodiment of this invention, and this photomask. 上記実施の形態に係るフォトマスク及びこのフォトマスクを用いて第1デバイスパターンを転写した被転写体の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the target object which transferred the 1st device pattern using the photomask which concerns on the said embodiment, and this photomask. 上記実施の形態に係るフォトマスク及びこのフォトマスクを用いて第1デバイスパターン及び第2デバイスパターンを転写した被転写体の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the to-be-transferred object which transferred the 1st device pattern and the 2nd device pattern using the photomask which concerns on the said embodiment, and this photomask. 上記実施の形態に係るフォトマスクを用いて製造したブラックマトリクスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the black matrix manufactured using the photomask which concerns on the said embodiment. フォトマスクの画素部の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of pixel part of a photomask. 被転写体上に形成されるデバイスパターンとフォトマスクにおける抜きパターンの形状との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the device pattern formed on a to-be-transferred body, and the shape of the extraction pattern in a photomask. 被転写体上に形成されるデバイスパターンとフォトマスクにおける抜きパターンの形状との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the device pattern formed on a to-be-transferred body, and the shape of the extraction pattern in a photomask. 被転写体上に形成されるデバイスパターンとフォトマスクにおける抜きパターンの形状との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the device pattern formed on a to-be-transferred body, and the shape of the extraction pattern in a photomask. 被転写体上に形成されるデバイスパターンとフォトマスクにおける抜きパターンの形状との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the device pattern formed on a to-be-transferred body, and the shape of the extraction pattern in a photomask. 上記実施の形態に係る第1のフォトマスクの製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the 1st photomask concerning the above-mentioned embodiment. 上記実施の形態に係る第2のフォトマスクの製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the 2nd photomask concerning the above-mentioned embodiment. 実施例における光学シミュレーションに用いたモデルを示す図である。It is a figure which shows the model used for the optical simulation in the Example. 比較例のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of a comparative example. 実施例1のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing simulation results of Example 1; 実施例2のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing simulation results of Example 2; 実施例3のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing simulation results of Example 3; 実施例4のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing simulation results of Example 4; 実施例5のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing simulation results of Example 5;

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図5及び図6は、本実施の形態に係るフォトマスク及びこのフォトマスクを用いて第1デバイスパターンを転写した被転写体の一例を示す模式図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
FIG.5 and FIG.6 is a schematic diagram which shows an example of the transfer object which transferred the 1st device pattern using the photomask which concerns on this Embodiment, and this photomask.

図5に示すフォトマスク10は、透明基板10a上に遮光膜が設けられて構成された遮光領域10bと、線幅Wmの第1抜きパターン10cと、を有する。遮光領域10bと、第1抜きパターン10cとは、転写用パターン(例えば、画素パターン)を構成する。また、第1抜きパターン10cは、透明基板10a表面が露出してなる透光部で構成される。   The photomask 10 shown in FIG. 5 has a light shielding region 10b formed by providing a light shielding film on a transparent substrate 10a, and a first cutout pattern 10c having a line width Wm. The light shielding region 10 b and the first removal pattern 10 c constitute a transfer pattern (for example, a pixel pattern). In addition, the first removal pattern 10c is formed of a light transmitting portion in which the surface of the transparent substrate 10a is exposed.

一方、図6に示すフォトマスク12は、透明基板12a上に遮光膜、又は遮光膜と半透光膜が設けられて構成された、遮光領域12bと、透明基板12a上に半透光膜のみが設けられて構成された、線幅Wmの第1抜きパターン12cと、を有する。遮光領域12bと、第1抜きパターン12cとは、転写用パターン(例えば、画素パターン)を構成する。   On the other hand, the photomask 12 shown in FIG. 6 is configured by providing a light shielding film or a light shielding film and a semitransparent film on a transparent substrate 12a, and only a semitransparent film on a transparent substrate 12a and a light shielding region 12b. And the first open pattern 12c with the line width Wm. The light shielding region 12 b and the first removal pattern 12 c constitute a transfer pattern (for example, a pixel pattern).

なお、図6に示すフォトマスク12においては、透明基板12a上に半透光膜が成膜され、この半透光膜上に遮光膜が積層されて遮光領域を構成してもよく、又は、透明基板上に遮光膜のみが形成されて遮光領域を構成してもよい。   In the photomask 12 shown in FIG. 6, a semi-transparent film may be formed on the transparent substrate 12a, and a light shielding film may be stacked on the semi-transparent film to form a light shielding region, or Only the light shielding film may be formed on the transparent substrate to constitute the light shielding region.

線幅とは、いわゆるCritical Dimension(CD)であり、ライン状のパターンであればそのライン幅を指し、ホールパターンであればその径(又は短径)を指すものとする。   The line width is a so-called critical dimension (CD), which means the line width in the case of a line-like pattern, and the diameter (or the short diameter) in the case of a hole pattern.

フォトマスク10(12)は、一辺が300mm以上の主表面を有する。一辺とは、フォトマスク10(12)の外形が正方形の場合には一辺に該当し、長方形の場合には短辺に該当する。本実施の形態に係るフォトマスクは、たわみやこれを低減するための保持治具などによる歪のために、プロキシミティギャップの面内ばらつきが生じても、これによる転写性の劣化を抑止する効果があるため、一辺が300mm以上の大型のフォトマスクにおいて、顕著な効果が得られる。なお、一辺が600mm以上(第6世代)の方形形状のフォトマスクにおいて、さらに大きな効果を得ることができる。   The photomask 10 (12) has a main surface of which one side is 300 mm or more. One side corresponds to one side when the outline of the photomask 10 (12) is square, and corresponds to the short side when the outline of the photomask 10 (12) is rectangular. The photomask according to the present embodiment has the effect of suppressing deterioration in transferability due to in-plane variation of the proximity gap due to deflection or a holding jig or the like for reducing the same. In the case of a large photomask having a side of 300 mm or more, a remarkable effect can be obtained. Note that a larger effect can be obtained with a rectangular photomask having a side of 600 mm or more (sixth generation).

第1抜きパターン10c(12c)は、遮光領域10b(12b)に囲まれて配置される。換言すると、第1抜きパターン10c(12c)は、少なくとも遮光領域10b(12b)に両側から挟まれた状態で配置される。例えば、第1抜きパターン10c(12c)が所定幅のライン形状を持つ場合には、このラインの両側に隣接して遮光領域が配置される。また、第1抜きパターン10c(12c)がホールパターンである場合には、このホールパターンを取り囲んで遮光領域が配置される。   The first removal pattern 10c (12c) is disposed so as to be surrounded by the light shielding region 10b (12b). In other words, the first removal pattern 10c (12c) is disposed in a state of being sandwiched from at least both sides of the light shielding region 10b (12b). For example, in the case where the first removal pattern 10c (12c) has a line shape having a predetermined width, a light shielding area is disposed adjacent to both sides of the line. Further, in the case where the first removal pattern 10c (12c) is a hole pattern, a light shielding region is disposed surrounding the hole pattern.

カラーフィルタ基板などの被転写体11a上に形成された第1デバイスパターン11bは、微細幅(Wp<10μm)を有する。第1デバイスパターン11bは、例えば、カラーフィルタ用ブラックマトリクス(BM)、ブラックストライプ(BS)として利用されるフォトスペーサ(PS)として利用されてもよい。第1デバイスパターン11bの線幅Wpは、具体的には、2μm≦Wp<10μmを満たすことが好ましい。第1デバイスパターン11bをブラックマトリクスまたはブラックストライブとして利用する場合には、線幅Wpは、3μm≦Wp≦8μmを満たすことが好ましく、4μm≦Wp≦7μmを満たすことがより好ましい。   The first device pattern 11 b formed on the transfer target body 11 a such as a color filter substrate has a minute width (Wp <10 μm). The first device pattern 11b may be used, for example, as a black matrix (BM) for color filters, and a photo spacer (PS) used as a black stripe (BS). Specifically, the line width Wp of the first device pattern 11b preferably satisfies 2 μm ≦ Wp <10 μm. When the first device pattern 11b is used as a black matrix or a black stripe, the line width Wp preferably satisfies 3 μm ≦ Wp ≦ 8 μm, and more preferably 4 μm ≦ Wp ≦ 7 μm.

一方、転写用パターンを構成する第1抜きパターン10c(12c)の線幅Wmは、1≦(Wm−Wp)/2≦4(μm)を満たすことが好ましい。ここで、第1抜きパターン10c(12c)の線幅Wmは、第1デバイスパターン11bの線幅Wpに対して、その両側にバイアスを付加した幅となる。すなわち、バイアスをβとすると、1≦β≦4(μm)が成り立つ。このように、フォトマスク10上の抜きパターン10cの線幅Wmに対して、片側β分だけ両側に増加させた幅の第1デバイスパターン11bを用いて、被転写体11a上に転写を行う。また、1.2Wp≦Wm≦3.0Wpを満たすことがより好ましい。更には、第1抜きパターン10c(12c)の線幅Wmは、1.4Wp≦Wm≦3.0Wpを満たすことがより好ましい。   On the other hand, the line width Wm of the first open pattern 10c (12c) constituting the transfer pattern preferably satisfies 1 ≦ (Wm−Wp) / 2 ≦ 4 (μm). Here, the line width Wm of the first removal pattern 10c (12c) is a width obtained by adding a bias to both sides of the line width Wp of the first device pattern 11b. That is, assuming that the bias is β, 1 ≦ β ≦ 4 (μm) holds. As described above, transfer is performed on the transfer target body 11 a using the first device pattern 11 b having a width that is increased on both sides by β on one side with respect to the line width Wm of the removal pattern 10 c on the photomask 10. It is more preferable to satisfy 1.2Wp ≦ Wm ≦ 3.0Wp. More preferably, the line width Wm of the first open pattern 10c (12c) satisfies 1.4 Wp ≦ Wm ≦ 3.0 Wp.

フォトマスク10のように、第1抜きパターン10cが、透明基板10a表面が露出してなる透光部で構成される場合、第1抜きパターン10cの線幅Wmは、1.4Wp≦Wm≦2.0Wpを満たすことが好ましい。   As in the case of the photomask 10, in the case where the first removal pattern 10c is formed of a light transmitting portion formed by exposing the surface of the transparent substrate 10a, the line width Wm of the first removal pattern 10c is 1.4 Wp ≦ Wm ≦ 2. It is preferable to satisfy .0 Wp.

一方、フォトマスク12のように、第1抜きパターン12cが、透明基板12a上に半透光膜が形成されてなる半透光部で構成される場合、第1抜きパターン12cの線幅Wmは、1.2Wp≦Wm≦2.6Wpを満たすことが好ましい。なお、第1抜きパターン12cの線幅Wmは、1.0μm≦(Wm−Wp)/2≦3.0μmを満たすこと、すなわち、1.0μm≦β≦3.0μmを満たすことが、より好ましい。   On the other hand, as in the case of the photomask 12, when the first open pattern 12c is composed of a semi-transparent portion formed by forming a semi-transparent film on the transparent substrate 12a, the line width Wm of the first open pattern 12c is It is preferable to satisfy 1.2Wp ≦ Wm ≦ 2.6Wp. It is more preferable that the line width Wm of the first open pattern 12c satisfy 1.0 μm ≦ (Wm−Wp) /2≦3.0 μm, that is, satisfy 1.0 μm ≦ β ≦ 3.0 μm. .

フォトマスク12において、半透光膜は、第1抜きパターン12cに対応する部分だけでなく、遮光領域部分にも形成されていることが好ましい。すなわち、遮光領域において、遮光膜と半透光膜とを積層する構成とすることが好ましい。パターニングした遮光膜とパターニングした半透光膜とをそれぞれ透明基板12a上に形成する場合には、それぞれの膜のエッチング工程が必要となり、また、そのアライメント精度を十分に得ることが容易ではないためである。   In the photomask 12, it is preferable that the semi-transparent film is formed not only on the portion corresponding to the first opening pattern 12c but also on the light shielding region portion. That is, it is preferable that the light shielding film and the semitransparent film be stacked in the light shielding region. When the patterned light shielding film and the patterned semi-transparent film are respectively formed on the transparent substrate 12a, the etching process of each film is necessary, and it is not easy to obtain the alignment accuracy sufficiently. It is.

ただし、例えば、画素パターンなどの微細パターンの存在しない領域(例えば、フォトマスクの周辺領域、図8参照)においては、透明基板表面が露出した透光部としてもよく、この場合、成膜した半透光膜を除去してもよい。あるいは、半透光膜の成膜を行わず、透明基板12aが露出した状態としてもよい。こうした領域は、パターニングのアライメント精度が、画素パターン内ほど高くなくても良いからである。   However, for example, in a region where there is no fine pattern such as a pixel pattern (for example, a peripheral region of a photomask, see FIG. 8), it may be a light transmitting portion where the transparent substrate surface is exposed. The light transmitting film may be removed. Alternatively, the transparent substrate 12a may be exposed without forming the semi-transparent film. Such a region is because the alignment accuracy of the patterning does not have to be as high as in the pixel pattern.

フォトマスク12において、半透光膜の露光光透過率Tは、20〜60%であることが好ましい。なお、半透光膜の露光光透過率Tは、30〜55%であるとより好ましく、30〜50%であるとさらに好ましい。半透光膜の露光光透過率Tが過度に大きくなると、半透光膜の膜厚が小さくなり、わずかな膜厚変動が、透過率値を相対的に大きく変動させてしまう傾向があるためである。一方、半透光膜の透過率が小さすぎると、微細な第1抜きパターン12cを透過する光量が不足するリスクがあるためである。   In the photomask 12, the exposure light transmittance T of the semitransparent film is preferably 20 to 60%. The exposure light transmittance T of the semitransparent film is more preferably 30 to 55%, and further preferably 30 to 50%. When the exposure light transmittance T of the semi-transparent film becomes excessively large, the film thickness of the semi-transparent film becomes small, and a slight fluctuation in film thickness tends to relatively change the transmittance value relatively. It is. On the other hand, when the transmittance of the semi-transparent film is too small, there is a risk that the amount of light passing through the fine first cutout pattern 12c is insufficient.

半透光膜の露光光透過率Tとは、透明基板12aの露光光透過率を100%としたときの、透明基板12a上に半透光膜を形成した半透光部の透過率を示す。ただし、半透光部は、隣接するパターンの影響を受けない程度に十分な幅をもつ場合を想定する。   The exposure light transmittance T of the semitransparent film indicates the transmittance of the semitransparent portion in which the semitransparent film is formed on the transparent substrate 12a when the exposure light transmittance of the transparent substrate 12a is 100%. . However, it is assumed that the semi-transparent portion has a sufficient width so as not to be affected by the adjacent patterns.

露光光透過率Tは、露光光として用いるi線〜g線を含む波長域の中の代表波長に対するものであり、好ましくは、i線、h線、及びg線のすべての波長に対する透過率である。   The exposure light transmittance T is for a representative wavelength in the wavelength range including i-line to g-line used as exposure light, and preferably, the transmittance for all wavelengths of i-line, h-line and g-line is there.

フォトマスクに備えられる転写用パターンは、線幅Wn(Wn>Wm)の第2抜きパターンをさらに有していてもよい。図7は、第2抜きパターンを有するフォトマスク及びこのフォトマスクを用いて第2デバイスパターンを転写した被転写体の一例を示す模式図である。   The transfer pattern provided on the photomask may further have a second removal pattern of line width Wn (Wn> Wm). FIG. 7 is a schematic view showing an example of a photomask having a second removal pattern and a transfer target on which the second device pattern is transferred using the photomask.

図7に示すフォトマスク14は、石英などの透明基板14a上に遮光膜が設けられ、又は遮光膜と半透光膜が積層された、遮光領域14bと、線幅Wmの第1抜きパターン14cと、線幅Wnの第2抜きパターン14dと、を有する。遮光領域14bと、第1抜きパターン14cと、第2抜きパターン14dとは、転写用パターン(例えば、画素パターン)を構成する。また、第1抜きパターン14cは、透明基板14a上に半透光膜が形成されてなる半透光部で構成される。第2抜きパターン14dは、透明基板14a表面が露出してなる透光部で構成される。   A photomask 14 shown in FIG. 7 has a light shielding region 14b in which a light shielding film is provided on a transparent substrate 14a such as quartz, or a light shielding film and a semitransparent film are laminated, and a first cutout pattern 14c having a line width Wm. And a second open pattern 14d of line width Wn. The light shielding region 14b, the first removal pattern 14c, and the second removal pattern 14d constitute a transfer pattern (for example, a pixel pattern). The first cutout pattern 14c is formed of a semi-transmissive portion formed by forming a semi-transmissive film on the transparent substrate 14a. The second cutout pattern 14d is formed of a light transmitting portion in which the surface of the transparent substrate 14a is exposed.

フォトマスク14における第2抜きパターン14dは、被転写体11a上に線幅Wqの第2デバイスパターン11cを形成するために用いられる。第2抜きパターン14dの線幅Wnは、8μm≦Wn、更には10μm≦Wnであることが好ましい。すなわち、第2抜きパターン14dは、第1抜きパターン14cより線幅が大きく、後述する半透光部による微細化のメリットを用いることよりも、透光部で構成することにより透過光量を得ることを優先することもできる。   The second removal pattern 14d in the photomask 14 is used to form a second device pattern 11c having a line width Wq on the transfer target body 11a. The line width Wn of the second open pattern 14 d is preferably 8 μm ≦ Wn, and more preferably 10 μm ≦ Wn. That is, the second punched pattern 14d has a line width larger than that of the first punched pattern 14c, and the transmitted light amount can be obtained by configuring it as the light transmitting portion rather than using the merit of miniaturization by the semi-light transmitting portion described later. Can be prioritized.

フォトマスク10(12,14)における転写用パターンは、線幅Wmのライン形状で構成される第1抜きパターン10c(12c,14c)を複数有し、幅方向において隣接する第1抜きパターン10c(12c,14c)間に、幅(3×Wm)以上の遮光領域が介在する部分を有することが好ましい。   The transfer pattern in the photomask 10 (12, 14) has a plurality of first punched patterns 10c (12c, 14c) formed in a line shape with a line width Wm, and adjacent first punched patterns 10c (in the width direction) It is preferable to have a portion in which a light shielding area having a width (3 × Wm) or more is interposed between 12c and 14c).

抜きパターン、すなわちスリットのエッジにおいて生じる回折光とこれにより生じる光の干渉の結果として、被転写体11aには後述する光強度分布が形成される。この光強度分布は、後述するように(図17から図22参照)、中央に単一のピークをもつ光強度曲線とすることが好ましい。光強度分布は、ガウシアン分布のように、中央に単一のピークを有し、このピークの両側が単調増加又は単調減少となる、釣鐘型のピークであることが、より好ましい。これは、転写用パターンの設計(抜きパターン線幅、透過率)、及び露光条件(照度、コリメーションアングル)の適切な選択によって得られる。   A light intensity distribution to be described later is formed on the material to be transferred 11a as a result of the interference of the extracted pattern, that is, the diffracted light generated at the edge of the slit and the light generated thereby. The light intensity distribution is preferably a light intensity curve having a single peak at the center, as described later (see FIGS. 17 to 22). More preferably, the light intensity distribution is a bell-shaped peak having a single peak in the center and a monotonous increase or decrease on both sides of the peak, such as a Gaussian distribution. This can be obtained by appropriate selection of the design of the transfer pattern (puncture pattern line width, transmittance) and the exposure conditions (illuminance, collimation angle).

これは、第1抜きパターン10c(12c,14c)の両エッジでそれぞれ生じる光の回折作用による回折光が、第1抜きパターン10c(12c,14c)の幅に応じて、複雑な干渉を生じさせる結果、合成された光強度の分布が、単一のピークを形成することを意味する。被転写体11a上に形成される光強度分布は、幅方向の中心に対して±Wp/2の領域において単一のピークを形成することが好ましい。また、その外側に、サイドピークがあってもよい。   This is because diffracted light due to the diffractive action of light generated at both edges of the first cutout pattern 10c (12c, 14c) causes complicated interference according to the width of the first cutout pattern 10c (12c, 14c). As a result, the distribution of the light intensity synthesized means that a single peak is formed. The light intensity distribution formed on the transfer receiving body 11a preferably forms a single peak in the region of ± Wp / 2 with respect to the center in the width direction. Moreover, the side peak may exist in the outer side.

隣接する第1抜きパターン10c(12c,14c)の間隔が小さい場合には、隣接する第1の抜きパターン10c(12c,14c)において相互に透過光の干渉が生じると、被転写体11aに形成される光強度分布の形状は変化し、さらに複雑化する。この結果、必ずしも、単一のピークを描かないものとなり、被転写体11aに解像度の良い感光性材料膜パターンを形成しにくいためである。   In the case where the distance between adjacent first extraction patterns 10c (12c, 14c) is small, interference between transmitted light mutually occurs in adjacent first extraction patterns 10c (12c, 14c), the transfer object is formed on transferred object 11a. The shape of the light intensity distribution that is produced changes and becomes more complicated. As a result, a single peak is not necessarily drawn, and it is difficult to form a photosensitive material film pattern with high resolution on the transferred object 11a.

フォトマスク10(12,14)における転写用パターンは、ブラックマトリクス又はブラックスストライプ製造用とすることができる。図8は、本実施の形態に係るフォトマスク10(12)を用いて製造したブラックマトリクスの一例を示す図である。図8は、1パネル分のブラックマトリクスパターン全景を示している。図8に示すブラックマトリクス20は、画素パターン領域20a及び周辺領域20bから構成されている。周辺領域20bの幅は、画素パターン20aより大きいが、その他パターンの寸法比率や、画素パターンの面積、配置位置は、得ようとするデバイスによって適宜変更される。   The transfer pattern on the photomask 10 (12, 14) can be for black matrix or black stripe production. FIG. 8 is a view showing an example of a black matrix manufactured using the photomask 10 (12) according to the present embodiment. FIG. 8 shows a black matrix pattern panoramic view of one panel. The black matrix 20 shown in FIG. 8 is composed of a pixel pattern area 20a and a peripheral area 20b. Although the width of the peripheral region 20b is larger than that of the pixel pattern 20a, the dimensional ratio of the other patterns, the area of the pixel pattern, and the arrangement position are appropriately changed depending on the device to be obtained.

図9は、フォトマスクの画素部の一部を示す図である。図9Aは、図8に示すようなブラックマトリクス20の画素パターン領域20aを形成するための、マトリクス状のフォトマスクを示している。ここでは、四角形状の遮光領域が間隔をおいて行列(マトリクス)状に配列され、隣接する遮光領域の間に抜きパターンが形成されている。但し、遮光領域は必ずしも四角形である必要はなく、これと異なる一定形状の遮光領域が規則的に配列している態様でも構わない。図9Aに示すフォトマスクは、遮光部21aと、線幅Wmのライン状の第1抜きパターン21bと、第1抜きパターン21bと交差する線幅Wn(Wn>Wm)のライン状の第1抜きパターン21bと、を有している。 FIG. 9 is a view showing a part of a pixel portion of a photomask. FIG. 9A shows a matrix-like photomask for forming the pixel pattern area 20a of the black matrix 20 as shown in FIG. Here, rectangular light shielding regions are arranged in a matrix form at intervals, and a cutout pattern is formed between adjacent light shielding regions. However, the light shielding regions do not necessarily have to be quadrangular, and it may be an aspect in which light shielding regions having a constant shape different from this are regularly arranged. Photomask shown in FIG. 9A, a light-shielding portion 21a, a first open pattern 21b 1 linear line width Wm, the first open pattern 21b 1 and intersecting the line width Wn linear in (Wn> Wm) first It has 1 open pattern 21b 2, the.

一方、図9Bは、ブラックストライプを形成するための、ストライプ状のフォトマスクを示している。図9Bに示すフォトマスクは、遮光部21aと、線幅Wmのライン状の第1抜きパターン21cと、を有している。   On the other hand, FIG. 9B shows a striped photomask for forming a black stripe. The photomask shown in FIG. 9B has a light shielding portion 21a and a linear first cutout pattern 21c with a line width Wm.

図10から図13は、被転写体上に形成されるデバイスパターンとフォトマスクにおける抜きパターンの形状との関係を示す図である。なお、図10から図13においては、フォトマスクの周辺領域は図示を省略し、画素パターン領域のみを図示している。   10 to 13 are diagrams showing the relationship between the device pattern formed on the transfer target and the shape of the cutout pattern in the photomask. In FIGS. 10 to 13, the peripheral region of the photomask is not shown, and only the pixel pattern region is shown.

図10Aは、Y方向に伸びるライン状のデバイスパターン22で構成されるブラックストライプを示している。図10Aに示すようなデバイスパターンを形成するために、フォトマスクは、Y方向に伸びるライン状の線幅Wmの第1抜きパターンを有する。図10Bに示すフォトマスクは、遮光部23aと、透光部で構成される第1抜きパターン23bと、を有している。図10Cに示すフォトマスクは、遮光部23aと、半透光部で構成される第1抜きパターン23cと、を有している。   FIG. 10A shows a black stripe composed of line-shaped device patterns 22 extending in the Y direction. In order to form a device pattern as shown in FIG. 10A, the photomask has a first cutout pattern of a line width Wm in the form of a line extending in the Y direction. The photomask shown in FIG. 10B has a light shielding portion 23a and a first removal pattern 23b formed of a light transmitting portion. The photomask shown in FIG. 10C has a light shielding portion 23a and a first cutout pattern 23c formed of a semi-light transmitting portion.

図11Aは、互いに直交するX,Y方向に伸びるライン状のデバイスパターン24で構成されるブラックマトリクスを示している。図11Aに示すようなデバイスパターンを形成するために、図11Bに示すフォトマスクは、X,Y方向にそれぞれ伸びる線幅Wmのライン状の第1抜きパターン24bを有する。図11Bに示すフォトマスクは、遮光部24aと、半透光部で構成される格子形状の第1抜きパターン24bと、を有している。   FIG. 11A shows a black matrix composed of line-shaped device patterns 24 extending in the X and Y directions orthogonal to each other. In order to form a device pattern as shown in FIG. 11A, the photomask shown in FIG. 11B has a linear first cutout pattern 24b having a line width Wm extending in the X and Y directions. The photomask shown in FIG. 11B has a light shielding portion 24a and a first cutout pattern 24b in the shape of a lattice formed of a semi-transparent portion.

図12Aは、Y方向に伸びる線幅Wpのライン状のデバイスパターン25aと、X方向に伸びる線幅Wq(Wq>Wp)のライン状のデバイスパターン25bと、で構成されるブラックマトリクスを示している。図12Aに示すようなデバイスパターンを形成するために、図12Bに示すフォトマスクは、Y方向に伸びる線幅Wmのライン状の第1抜きパターン26bと、X方向に伸びる線幅Wn(Wn>Wm)のライン状の第2抜きパターン26cと、を有する。図12Bに示すフォトマスクは、遮光部26aと、半透光部で構成される第1抜きパターン26b及び第2抜きパターン26cと、を有している。   FIG. 12A shows a black matrix composed of a linear device pattern 25a of line width Wp extending in the Y direction and a linear device pattern 25b of line width Wq (Wq> Wp) extending in the X direction. There is. In order to form a device pattern as shown in FIG. 12A, the photomask shown in FIG. 12B has a linear first cutout pattern 26b having a line width Wm extending in the Y direction and a line width Wn (Wn> extending in the X direction). And Wm) line-shaped second punching patterns 26c. The photomask shown in FIG. 12B has a light shielding portion 26a, and a first open pattern 26b and a second open pattern 26c formed of a semi-transparent portion.

第2抜きパターン26cの線幅Wnは、8μm≦Wn、更には10μm≦Wnを満たすことが好ましい。第2抜きパターン26cの線幅Wnの上限の制限は無いが、例えば、図12Bに示すように交差線に使用する場合は、8μm≦Wn≦30μmを満たすように構成することができる。また、第2抜きパターン26cの線幅Wnと、デバイスパターン25bの線幅Wqとの関係は、1.0≦Wn/Wq≦1.5を満たすことが好ましく、1.0≦Wn/Wq≦1.2を満たすことがより好ましい。   The line width Wn of the second open pattern 26c preferably satisfies 8 μm ≦ Wn, and more preferably 10 μm ≦ Wn. The upper limit of the line width Wn of the second open pattern 26c is not limited. However, for example, when used as a crossing line as shown in FIG. 12B, it can be configured to satisfy 8 μm ≦ Wn ≦ 30 μm. The relationship between the line width Wn of the second open pattern 26c and the line width Wq of the device pattern 25b preferably satisfies 1.0 ≦ Wn / Wq ≦ 1.5, and 1.0 ≦ Wn / Wq ≦ It is more preferable to satisfy 1.2.

図13Aは、Y方向に伸びる線幅Wpのライン状のデバイスパターン27aと、X方向に伸びる線幅Wq(Wq>Wp)のライン状のデバイスパターン27bと、で構成されるブラックマトリクスを示している。図13Aに示すようなデバイスパターンを形成するために、図13Bに示すフォトマスクは、Y方向に伸びる線幅Wmのライン状の第1抜きパターン28bと、X方向に伸びる線幅Wn(Wn>Wm)のライン状の第2抜きパターン28cと、を有する。図13Bに示すフォトマスクは、遮光部28aと、半透光部で構成される第1抜きパターン28bと、透光部で構成される第2抜きパターン28cと、を有している。   FIG. 13A shows a black matrix composed of a linear device pattern 27a of line width Wp extending in the Y direction and a linear device pattern 27b of line width Wq (Wq> Wp) extending in the X direction. There is. In order to form a device pattern as shown in FIG. 13A, the photomask shown in FIG. 13B has a linear first cutout pattern 28b having a line width Wm extending in the Y direction and a line width Wn (Wn>) extending in the X direction. And Wm) line-shaped second punching patterns 28c. The photomask shown in FIG. 13B has a light shielding portion 28a, a first open pattern 28b formed of a semi-transparent portion, and a second open pattern 28c formed of a transparent portion.

続いて、本実施の形態に係るフォトマスクの製造方法について説明する。
図14は、本実施の形態に係る第1のフォトマスクの製造方法を説明する図である。
Subsequently, a method of manufacturing a photomask according to the present embodiment will be described.
FIG. 14 is a diagram for explaining a method of manufacturing a first photomask according to the present embodiment.

まず、図14(a)に示すように、透明基板31上に遮光膜32、レジスト膜33をこの順に形成したフォトマスクブランク30を準備する。   First, as shown in FIG. 14A, a photomask blank 30 in which a light shielding film 32 and a resist film 33 are formed in this order on a transparent substrate 31 is prepared.

透明基板31としては、例えば、合成石英、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等の、露光光に対して透明な基板を用いることができる。   As the transparent substrate 31, for example, a substrate transparent to exposure light such as synthetic quartz, soda lime glass, non-alkali glass or the like can be used.

遮光膜32としては、クロム又はその化合物が使用できる。例えば、遮光膜32は、窒化クロム膜、炭化クロム膜、クロム炭化酸化物膜、酸化クロム膜、クロム酸化窒化物膜、又はこれらの積層膜とすることができる。   As the light shielding film 32, chromium or a compound thereof can be used. For example, the light shielding film 32 can be a chromium nitride film, a chromium carbide film, a chromium carbide oxide film, a chromium oxide film, a chromium oxynitride film, or a laminated film of these.

あるいは、遮光膜32としては、金属シリサイドが使用できる。例えば、遮光膜32として、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、チタンシリサイド、タングステンシリサイドや、これらの酸化物、窒化物、酸窒化物を用いることができる。また、遮光膜32に用いるモリブデンシリサイド系の膜は、例えば、MoxSiy膜、MoSiO膜、MoSiN膜、MoSiON膜等であってもよい。   Alternatively, metal silicide can be used as the light shielding film 32. For example, molybdenum silicide, tantalum silicide, titanium silicide, tungsten silicide, or oxides, nitrides or oxynitrides of these can be used as the light shielding film 32. The molybdenum silicide film used for the light shielding film 32 may be, for example, a MoxSiy film, a MoSiO film, a MoSiN film, a MoSiON film or the like.

続いて、図14(b)に示すように、フォトマスクブランク30に対して、描画装置を用いてレーザ又は電子線による描画を行い、レジスト膜33を感光する。この描画データは、遮光部を形成するためのものである。   Subsequently, as shown in FIG. 14B, drawing with a laser or an electron beam is performed on the photomask blank 30 using a drawing device, and the resist film 33 is exposed. This drawing data is for forming a light shielding portion.

続いて、図14(c)に示すように、レジスト膜33に現像液を供給して現像を施し、遮光部の形成予定領域を覆うレジストパターン33aを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 14C, a developing solution is supplied to the resist film 33 and development is performed to form a resist pattern 33a which covers a region where a light shielding portion is to be formed.

続いて、図14(d)に示すように、レジストパターン33aをマスクとして、遮光膜32をエッチングして、遮光膜パターン32aを形成する。遮光膜32のエッチングには、公知のエッチャントを用いたウェットエッチングを適用することができる。例えば、遮光膜32がクロムやその化合物を含有していれば、クロム用エッチャント(例えば、硝酸第2セリウムアンモニウム及び過塩素酸など)が使用でき、遮光膜32がシリサイドを含有していれば、フッ素系エッチャントを用いることができる。   Subsequently, as shown in FIG. 14D, the light shielding film 32 is etched using the resist pattern 33a as a mask to form a light shielding film pattern 32a. Wet etching using a known etchant can be applied to the etching of the light shielding film 32. For example, if the light shielding film 32 contains chromium or a compound thereof, an etchant for chromium (for example, ceric ammonium nitrate and perchloric acid etc.) can be used, and if the light shielding film 32 contains a silicide, A fluorine-based etchant can be used.

続いて、図14(e)に示すように、レジストパターン33aを剥離した後に、遮光膜パターン32aが形成された透明基板31の全面に半透光膜34を成膜する。半透光膜34は、所望の透過率と、必要な場合には位相シフト量を予め決定して、適切な膜厚で成膜する。   Subsequently, as shown in FIG. 14E, after peeling off the resist pattern 33a, a semi-transparent film 34 is formed on the entire surface of the transparent substrate 31 on which the light shielding film pattern 32a is formed. The semi-translucent film 34 has a desired transmittance and, if necessary, a phase shift amount determined in advance, and is deposited with an appropriate film thickness.

半透光膜34としては、クロム化合物、又は金属シリサイドを原料とする膜を使用できる。例えば、半透光膜34として用いるクロム化合物膜としては、窒化クロム膜、炭化クロム膜、クロム炭化酸化物膜、酸化クロム膜、クロム酸化窒化物膜などが挙げられる。   As the semi-transparent film 34, a film using a chromium compound or metal silicide as a raw material can be used. For example, as a chromium compound film used as the semi-transparent film 34, a chromium nitride film, a chromium carbide film, a chromium carbide oxide film, a chromium oxide film, a chromium oxynitride film, and the like can be given.

また、半透光膜34として用いる金属シリサイド膜としては、モリブデンシリサイド膜、タンタルシリサイド膜、チタンシリサイド膜、タングステンシリサイド膜や、これらの酸化物膜、窒化物膜、酸窒化物膜などが挙げられる。また、半透光膜34に用いるモリブデンシリサイド系の膜は、例えば、MoxSiy膜、MoSiO膜、MoSiN膜、MoSiON膜等であってもよい。   In addition, as a metal silicide film used as the semitransparent film 34, a molybdenum silicide film, a tantalum silicide film, a titanium silicide film, a tungsten silicide film, an oxide film, a nitride film, an oxynitride film or the like thereof can be mentioned. . In addition, the molybdenum silicide film used for the semi-transparent film 34 may be, for example, a MoxSiy film, a MoSiO film, a MoSiN film, a MoSiON film, or the like.

フォトマスクの製造方法によって、半透光膜34と遮光膜32とのエッチング選択性が必要とされる場合には、クロム系の膜とシリサイド系の膜とを組み合わせて用いることが好ましい。   When the etching selectivity of the semi-light transmitting film 34 and the light shielding film 32 is required depending on the method of manufacturing the photomask, it is preferable to use a combination of a chromium film and a silicide film.

図14(e)に示した工程において、図10B,図10C及び図11Bに示したフォトマスクの転写用パターンが形成できる。すなわち、Wp(Wp<10μm)のデバイスパターン22(24)を被転写体上に形成するための、線幅Wm(1≦(Wm−Wp)/2≦4(μm))の透光部で構成される第1抜きパターン23bを有するフォトマスク、あるいは線幅Wm(1≦(Wm−Wp)/2≦4(μm))の半透光部で構成される第1抜きパターン23c(24b)を有するフォトマスクを、上記工程によって製造することができる。   In the step shown in FIG. 14E, the transfer pattern of the photomask shown in FIGS. 10B, 10C and 11B can be formed. That is, it is a light transmitting portion with a line width Wm (1 ≦ (Wm−Wp) / 2 ≦ 4 (μm)) for forming a device pattern 22 (24) of Wp (Wp <10 μm) on a transfer target. A photomask having a first punched pattern 23b, or a first punched pattern 23c (24b) comprising a semi-transparent portion with a line width Wm (1 ≦ (Wm−Wp) / 2 ≦ 4 (μm)) Can be manufactured by the above process.

一方、図12B及び図13Bに示したフォトマスクの転写用パターンのように、転写用パターンが、線幅Wn(Wn>Wm)のデバイスパターンを有する場合には、さらに以下の工程を実施する。   On the other hand, when the transfer pattern has a device pattern with a line width Wn (Wn> Wm) as in the transfer pattern of the photomask shown in FIGS. 12B and 13B, the following steps are further performed.

図14(f)に示すように、遮光膜パターン32a及び露出した半透光膜34を有するフォトマスクブランク30aの全面に、レジスト膜35を形成する。そして、レジスト膜35が形成されたフォトマスクブランク30aに対して、描画装置を用いてレーザ又は電子線による描画を行い、レジスト膜35を感光する。この描画データは、透光部を形成するためのものである。   As shown in FIG. 14F, a resist film 35 is formed on the entire surface of the photomask blank 30a having the light shielding film pattern 32a and the exposed semi-transparent film 34. Then, drawing with a laser or an electron beam is performed on the photomask blank 30a on which the resist film 35 is formed using a drawing apparatus, and the resist film 35 is exposed. This drawing data is for forming a light transmitting portion.

続いて、図14(g)に示すように、レジスト膜35に現像液を供給して現像を施し、透光部の形成予定領域以外を覆うレジストパターン35aを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 14G, a developing solution is supplied to the resist film 35 and development is performed to form a resist pattern 35a which covers areas other than the area where the light transmitting portion is to be formed.

続いて、図14(h)に示すように、レジストパターン35aをマスクとして、半透光膜34をエッチングして、半透光膜パターン34aを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 14H, the semi-translucent film 34 is etched using the resist pattern 35a as a mask to form a semi-translucent film pattern 34a.

最後に、図14(i)に示すように、レジストパターン35aを剥離することにより、線幅Wmの抜きパターンに加えて、透光部で構成される線幅Wn(Wn>Wm)の抜きパターンを有するフォトマスクを製造することができる。   Finally, as shown in FIG. 14I, by removing the resist pattern 35a, in addition to the removal pattern of the line width Wm, the removal pattern of the line width Wn (Wn> Wm) formed of the light transmitting portion Can be manufactured.

図14に示す第1のフォトマスクの製造方法は、半透光膜34と遮光膜32との間に、相互にエッチング選択性があるものを用いた例である。ただし、半透光膜34と遮光膜32との間にエッチング選択性がない場合、すなわち半透光膜34と遮光膜32のいずれか一方の膜のエッチャントに対して、他方の膜の耐性が低い場合であっても、第1のフォトマスクの製造方法を適用することができる。この場合には、2回の描画工程のアライメントずれに応じて、パターン寸法が影響を受けることがある点を考慮する必要がある。   The first photomask manufacturing method shown in FIG. 14 is an example using an etching selectivity between the semi-transparent film 34 and the light shielding film 32. However, when there is no etching selectivity between the semi-transparent film 34 and the light shielding film 32, that is, the resistance of the other film to the etchant of either one of the semi-transparent film 34 and the light shielding film 32 is Even if it is low, the first photomask manufacturing method can be applied. In this case, it is necessary to take into consideration that the pattern dimension may be affected depending on the alignment deviation of the two writing processes.

なお、半透光膜34の透過率は、20〜60%を満たすことが好ましい。また、例えば図13Bに示すフォトマスクのように、転写用パターンが、遮光部、半透光部及び透光部を有する場合には、透光部と半透光部とが隣接することがあり得る。この場合、選択する半透光膜34によっては、透光部との境界において、透過光の位相差による干渉が生じ、意図しない暗部が形成される可能性がある。このため、隣接する透光部と半透光部の相互に、透過光の位相差が90度以下、より好ましくは60度以下となるように、半透光膜34の素材、膜厚を選択することが好ましい。 The transmittance of the semitransparent film 34 is preferably 20 to 60%. Also, for example, as in the case of the photomask shown in FIG. 13B, when the transfer pattern has a light shielding portion, a semi-light transmitting portion, and a light transmitting portion, the light transmitting portion may be adjacent to the semi light transmitting portion. obtain. In this case, depending on the selected semi-transparent film 34, interference may occur due to the phase difference of the transmitted light at the boundary with the light transmitting part, and an unintended dark part may be formed. For this reason, the material and film thickness of the semi- transparent film 34 are selected so that the phase difference of transmitted light is 90 degrees or less, more preferably 60 degrees or less, between adjacent light transmitting parts and semi-light transmitting parts. It is preferable to do.

続いて、上記第1のフォトマスクの製造方法とは異なる、フォトマスクの製造方法について説明する。図15は、本実施の形態に係る第2のフォトマスクの製造方法を説明する図である。   Subsequently, a method of manufacturing a photomask, which is different from the method of manufacturing the first photomask, will be described. FIG. 15 is a diagram for explaining a method of manufacturing a second photomask according to the present embodiment.

まず、図15(a)に示すように、透明基板41上に、半透光膜42、遮光膜43、レジスト膜44をこの順に形成したフォトマスクブランク40を準備する。このように、第2のフォトマスクの製造方法は、透明基板41上に半透光膜42が形成されている点で、上記第1のフォトマスクの製造方法と相違する。   First, as shown in FIG. 15A, a photomask blank 40 in which a semi-translucent film 42, a light shielding film 43, and a resist film 44 are formed in this order on a transparent substrate 41 is prepared. As described above, the second photomask manufacturing method is different from the first photomask manufacturing method in that the semitransparent film 42 is formed on the transparent substrate 41.

続いて、図15(b)に示すように、フォトマスクブランク40に対して、描画装置を用いてレーザ又は電子線による描画を行い、レジスト膜44を感光する。この描画データは、遮光部を形成するためのものである。   Subsequently, as shown in FIG. 15B, drawing with a laser or an electron beam is performed on the photomask blank 40 using a drawing apparatus, and the resist film 44 is exposed. This drawing data is for forming a light shielding portion.

続いて、図15(c)に示すように、レジスト膜44に現像液を供給して現像を施し、遮光部の形成予定領域を覆うレジストパターン44aを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 15C, a developing solution is supplied to the resist film 44 and development is performed to form a resist pattern 44a that covers a region where a light shielding portion is to be formed.

続いて、図15(d)に示すように、レジストパターン44aをマスクとして、遮光膜43をエッチングして、遮光膜パターン43aを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 15D, the light shielding film 43 is etched using the resist pattern 44a as a mask to form a light shielding film pattern 43a.

続いて、図15(e)に示すように、レジストパターン44aを剥離する。   Subsequently, as shown in FIG. 15E, the resist pattern 44a is peeled off.

さらに、転写用パターンが、線幅Wn(Wn>Wm)のデバイスパターンを有する場合には、以下の工程を実施する。   Furthermore, when the transfer pattern has a device pattern with a line width Wn (Wn> Wm), the following steps are performed.

図15(f)に示すように、半透光膜42及び遮光膜パターン43aを有するフォトマスクブランク40aの全面に、レジスト膜45を形成する。そして、レジスト膜45が形成されたフォトマスクブランク40aに対して、描画装置を用いてレーザ又は電子線による描画を行い、レジスト膜45を感光する。この描画データは、透光部を形成するためのものである。   As shown in FIG. 15F, a resist film 45 is formed on the entire surface of the photomask blank 40a having the semitransparent film 42 and the light shielding film pattern 43a. Then, drawing with a laser or an electron beam is performed on the photomask blank 40 a on which the resist film 45 is formed using a drawing apparatus, and the resist film 45 is exposed. This drawing data is for forming a light transmitting portion.

続いて、図15(g)に示すように、レジスト膜45に現像液を供給して現像を施し、透光部の形成予定領域以外を覆うレジストパターン45aを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 15G, a developing solution is supplied to the resist film 45 and development is performed to form a resist pattern 45a which covers areas other than the area where the light transmitting portion is to be formed.

続いて、図15(h)に示すように、レジストパターン45aをマスクとして、半透光膜42をエッチングして、半透光膜パターン42aを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 15H, the semitransparent film 42 is etched using the resist pattern 45a as a mask to form a semitransparent film pattern 42a.

最後に、図15(i)に示すように、レジストパターン45aを剥離することにより、線幅Wmの抜きパターンに加えて、透光部で構成される線幅Wn(Wn>Wm)の抜きパターンを有するフォトマスクを製造することができる。   Lastly, as shown in FIG. 15I, the resist pattern 45a is peeled off, so that in addition to the removal pattern of the line width Wm, the removal pattern of the line width Wn (Wn> Wm) formed of the light transmitting portion Can be manufactured.

図15に示す第2のフォトマスクの製造方法においては、半透光膜42と遮光膜43との間に、互いにエッチング選択性がある素材を用いている。また、半透光膜42の膜厚は、得ようとする透過率に合わせて、予め決定して成膜する必要がある。   In the second method for manufacturing a photomask shown in FIG. 15, materials having etching selectivity to each other are used between the semi-transparent film 42 and the light shielding film 43. In addition, the film thickness of the semi-transparent film 42 needs to be determined in advance in accordance with the transmittance to be obtained.

続いて、本実施の形態に係るフォトマスクを用いたパターン転写方法について説明する。   Subsequently, a pattern transfer method using the photomask according to the present embodiment will be described.

本実施の形態に係るパターン転写方法は、転写用パターンを備えたフォトマスクを用いて、被転写体上に形成したネガ型感光性材料膜に対して近接露光装置を用いて露光して、被転写体上に線幅Wpの第1デバイスパターンを形成する。例えば、このようなパターン転写方法を用いて、表示装置におけるブラックマトリクスを製造することができる。   The pattern transfer method according to the present embodiment uses a photomask provided with a transfer pattern to expose a negative photosensitive material film formed on a transfer target using a proximity exposure device, A first device pattern of line width Wp is formed on the transfer body. For example, such a pattern transfer method can be used to manufacture a black matrix in a display device.

このとき、透明基板上に少なくとも遮光膜が形成されてなる遮光領域と、遮光領域に囲まれて配置された抜きパターンであって、デバイスパターンに対応する、線幅Wmの第1抜きパターンと、を有する転写用パターンを備えた、一辺が300mm以上の主表面をもつフォトマスクを用い、被転写体上に、線幅Wpのデバイスパターンを形成するパターン転写方法において、デバイスパターンの線幅Wpと第1抜きパターンの線幅Wmとの関係が、下記式(1)及び式(2)を満たすように、適切な露光条件を適用して転写を行う転写方法により、パターンを転写することができる。
Wp<10μm・・・(1)
1≦(Wm−Wp)/2≦4(μm)・・・(2)
At this time, a light shielding region in which at least a light shielding film is formed on a transparent substrate, and a cutout pattern which is disposed so as to be surrounded by the light shielding region, and which corresponds to a device pattern, a first cutout pattern of a line width Wm; In a pattern transfer method for forming a device pattern of a line width Wp on a transfer target using a photomask having a main surface of 300 mm or more on one side, the device pattern has a line width Wp of the device pattern and a transfer pattern having a transfer pattern of The pattern can be transferred by a transfer method of performing transfer by applying appropriate exposure conditions such that the relationship with the line width Wm of the first cutout pattern satisfies the following formulas (1) and (2) .
Wp <10 μm (1)
1 ≦ (Wm−Wp) / 2 ≦ 4 (μm) (2)

本実施の形態に係るフォトマスクは、プロキシミティギャップを10〜200μmの範囲内とした近接露光に用いることが好ましい。プロキシミティギャップは、30〜150μmの範囲内とするとより好ましく、60〜150μmの範囲内とするとさらに好ましい。なお、プロキシミティギャップが、被転写体の面内位置によって相違する、すなわち面内ばらつきを有する場合であっても、面内のいずれの位置においてもプロキシミティギャップが上記範囲内であることが好ましい。   The photomask according to the present embodiment is preferably used for proximity exposure in which the proximity gap is in the range of 10 to 200 μm. The proximity gap is more preferably in the range of 30 to 150 μm, and further preferably in the range of 60 to 150 μm. In addition, even if the proximity gap differs depending on the in-plane position of the material to be transferred, that is, even when there is in-plane variation, it is preferable that the proximity gap is within the above range at any position in the plane. .

ここで、面内におけるプロキシミティギャップの分布、すなわちプロキシミティギャップの最大値と最小値との差が、30μmから100μmの範囲内である場合に、本発明の効果が顕著となる。すなわち、本実施の形態に係るフォトマスクは、面内におけるプロキシミティギャップの分布にばらつきが存在する系において、有用である。   Here, when the distribution of the proximity gap in the plane, that is, the difference between the maximum value and the minimum value of the proximity gap is in the range of 30 μm to 100 μm, the effect of the present invention becomes remarkable. That is, the photomask according to the present embodiment is useful in a system in which the distribution of the proximity gap in the plane is uneven.

本実施の形態に係るフォトマスクの転写用パターンを設計するに際しては、被転写体上にデバイスパターンが転写されたとき、プロキシミティギャップの存在下においても、これによる露光光の光強度ばらつきが抑えられ、面内のCD分布が、目標CD±10%、或いは、CDばらつきが1μm以下となるようにすることが好ましい。   When designing the transfer pattern of the photomask according to the present embodiment, when the device pattern is transferred onto the transfer target, the variation in the light intensity of the exposure light due to this is suppressed even in the presence of the proximity gap. Preferably, the in-plane CD distribution is such that the target CD ± 10% or the CD variation is 1 μm or less.

例えば、図20を参照すると、プロキシミティギャップが、70μmから130μmまで変動し、プロキシミティギャップの分布が60μmである場合に(図20A参照)、CDばらつきは0.9μm以下に抑えられている(図20B参照)。図21Bにおいて、CDばらつきは0.8μm以下、図22Bにおいて、CDばらつきは0.7μm以下(ただし、光強度分布によるCD)となっている。   For example, referring to FIG. 20, when the proximity gap is varied from 70 μm to 130 μm and the distribution of the proximity gap is 60 μm (see FIG. 20A), the CD variation is suppressed to 0.9 μm or less (see FIG. 20). See FIG. 20B). In FIG. 21B, the CD variation is 0.8 μm or less, and in FIG. 22B, the CD variation is 0.7 μm or less (however, the CD due to the light intensity distribution).

(実施例)
本発明の実施の形態に係るフォトマスクによる転写性を確認するために、図16に示すモデルを用いて光学シミュレーションを行った。
(Example)
In order to confirm the transferability by the photomask according to the embodiment of the present invention, an optical simulation was performed using a model shown in FIG.

図16Aは、透光部を有するフォトマスク(バイナリマスク)50を示している。フォトマスク50は、遮光部50aと、線幅Wmの透光部で構成される抜きパターン50bと、を有している。また、図16Bは、半透光部を有するフォトマスク(ハーフトーンマスク)51を示している。フォトマスク51は、遮光部51aと、線幅Wmの半透光部で構成される抜きパターン51bと、を有している。   FIG. 16A shows a photomask (binary mask) 50 having a light transmitting portion. The photomask 50 has a light shielding portion 50 a and a cutout pattern 50 b formed of a light transmitting portion with a line width Wm. Further, FIG. 16B shows a photomask (halftone mask) 51 having a semi-transmissive portion. The photomask 51 has a light shielding portion 51 a and a cutout pattern 51 b formed of a semi-transparent portion with a line width Wm.

(比較例)
図16Aに示すフォトマスク50において、被転写体上に形成すべきデバイスパターンの線幅Wpを5μm、フォトマスク50における抜きパターン50bの線幅Wmを5μmとした場合、すなわちバイアスβをゼロとした場合に、プロキシミティギャップを変動させて、CD変動及び光強度のピークを求めた。ここでは、プロキシミティギャップ100μmの場合を基準化して、この値において目標CDが得られる場合について調べた。
(Comparative example)
In the photomask 50 shown in FIG. 16A, the line width Wp of the device pattern to be formed on the transfer target is 5 μm, and the line width Wm of the punched pattern 50b in the photomask 50 is 5 μm, that is, the bias β is zero. In some cases, the proximity gap was varied to determine the peak of CD variation and light intensity. Here, the case of a proximity gap of 100 μm was normalized to investigate the case where a target CD was obtained at this value.

図17Aは、被転写体上に形成される光強度分布を示すグラフである。図17Aにおいて、横軸はマスク上の位置、縦軸は光強度を示している。プロキシミティギャップは、70μmから130μmの間で5μmずつ変動させた。図17Aにおいて、グラフ170aはプロキシミティギャップ70μmのグラフを示し、グラフ170bはプロキシミティギャップ130μmのグラフを示し、グラフ170cはプロキシミティギャップ100μmのグラフを示している。   FIG. 17A is a graph showing a light intensity distribution formed on a transferee. In FIG. 17A, the horizontal axis represents the position on the mask, and the vertical axis represents the light intensity. The proximity gap was varied by 5 μm between 70 μm and 130 μm. In FIG. 17A, a graph 170a shows a graph of the proximity gap 70 μm, a graph 170b shows a graph of the proximity gap 130 μm, and a graph 170c shows a graph of the proximity gap 100 μm.

図17Bは、プロキシミティギャップと形成されるパターンのCDとの関係を示すグラフである。図17Bにおいて、横軸はプロキシミティギャップ、縦軸はCD[μm]を示している。また、図17Cは、プロキシミティギャップとピークの光強度との関係を示すグラフである。図17Cにおいて、横軸はプロキシミティギャップ、縦軸は光強度を示している。   FIG. 17B is a graph showing the relationship between the proximity gap and the CD to be formed. In FIG. 17B, the horizontal axis represents the proximity gap, and the vertical axis represents the CD (μm). FIG. 17C is a graph showing the relationship between the proximity gap and the light intensity of the peak. In FIG. 17C, the horizontal axis represents the proximity gap, and the vertical axis represents the light intensity.

図17Bに示すように、プロキシミティギャップが70μmから130μmまで変動したとき、すなわち60μm変動する間において、2.3μm程度のCD変動が生じた。また、図17Cに示すように、プロキシミティギャップが70μmから130μmまで変動したとき、すなわち60μmの変動において、0.35単位(相対値)のピークの光強度変動が生じた。   As shown in FIG. 17B, when the proximity gap fluctuates from 70 μm to 130 μm, that is, while it fluctuates by 60 μm, a CD fluctuation of about 2.3 μm occurs. Further, as shown in FIG. 17C, when the proximity gap fluctuates from 70 μm to 130 μm, that is, at a fluctuation of 60 μm, a light intensity fluctuation of a peak of 0.35 units (relative value) occurs.

(実施例1)
図16Aに示すフォトマスク50において、比較例の場合と同様に被転写体上に形成すべきデバイスパターンの線幅Wpを5μmとしたまま、フォトマスク50における抜きパターン50bの線幅Wmを6μm,7μmとして同様のシミュレーションを行った。すなわち、バイアスβの値は、それぞれ0.5μm,1.0μmであり、Wm/Wpは、それぞれ1.2,1.4である。
Example 1
In the photomask 50 shown in FIG. 16A, the line width Wm of the cutout pattern 50b in the photomask 50 is 6 μm, while the line width Wp of the device pattern to be formed on the transfer target is 5 μm as in the case of the comparative example. A similar simulation was performed with 7 μm. That is, values of the bias β are 0.5 μm and 1.0 μm, respectively, and Wm / Wp is 1.2 and 1.4, respectively.

シミュレーションの結果を図18に示す。図18Aは、プロキシミティギャップとCDとの関係を示すグラフである。図18Aにおいて、横軸はプロキシミティギャップ、縦軸はCD[μm]を示している。また、図18Bは、プロキシミティギャップとピークの光強度との関係を示すグラフである。図18Bにおいて、横軸はプロキシミティギャップ、縦軸は光強度を示している。   The simulation results are shown in FIG. FIG. 18A is a graph showing the relationship between the proximity gap and the CD. In FIG. 18A, the horizontal axis represents the proximity gap, and the vertical axis represents the CD (μm). FIG. 18B is a graph showing the relationship between the proximity gap and the light intensity of the peak. In FIG. 18B, the horizontal axis represents the proximity gap, and the vertical axis represents the light intensity.

図18A,図18Bにおいて、グラフ180aは抜きパターン50bの線幅Wmが5μmのグラフを示し、グラフ180bは抜きパターン50bの線幅Wmが6μmのグラフを示し、グラフ180cは抜きパターン50bの線幅Wmが7μmのグラフを示している。   18A and 18B, the graph 180a shows a graph in which the line width Wm of the cutout pattern 50b is 5 μm, the graph 180b shows a graph in which the line width Wm of the cutout pattern 50b is 6 μm, and the graph 180c shows the line width of the cutout pattern 50b. The graph shows that Wm is 7 μm.

図18Aに示すように、グラフ180b,180cにおいては、双方1μm程度のCD変動が生じた。図18Bに示すように、バイアスβの値が大きくなるほど、同一プロキシミティギャップにおけるピークの光強度は大きくなった。特に、線幅Wmを7μmとしたグラフ180cでは、グラフ180aが示す比較例よりも大幅にピークの光強度が増加した。光強度の増加は、ネガ型感光性材料の架橋反応を十分に生じさせる点で有利である。   As shown in FIG. 18A, in the graphs 180 b and 180 c, a CD fluctuation of about 1 μm occurred. As shown in FIG. 18B, the larger the value of the bias β, the larger the light intensity of the peak in the same proximity gap. In particular, in the graph 180c in which the line width Wm is 7 μm, the light intensity of the peak increases significantly as compared with the comparative example indicated by the graph 180a. The increase in light intensity is advantageous in that the crosslinking reaction of the negative photosensitive material is sufficiently generated.

(実施例2)
図16Bに示すフォトマスク51を用いた場合の、フォトマスク50との相違について検討した。
(Example 2)
The difference from the photomask 50 in the case of using the photomask 51 shown in FIG. 16B was examined.

図19は、被転写体上に形成される光強度分布を示すグラフである。図19において、横軸はマスク上の位置、縦軸は光強度を示している。図19において、グラフ190aは比較例を示し、グラフ190bは図16Bに示すフォトマスク51において、被転写体上に形成すべきデバイスパターンの線幅Wpを5μm、フォトマスク51における抜きパターン51bの線幅Wmを8μmとし、抜きパターン51bを構成する半透光膜の透過率を55%とした場合のグラフを示す。このようにすることで、比較例を示すグラフ190aと、グラフ190bとの光強度分布のピーク強度を同程度に揃えた。   FIG. 19 is a graph showing the light intensity distribution formed on the transfer target. In FIG. 19, the horizontal axis indicates the position on the mask, and the vertical axis indicates the light intensity. In FIG. 19, a graph 190a shows a comparative example, and a graph 190b is a photomask 51 shown in FIG. 16B. The line width Wp of the device pattern to be formed on the transfer target is 5 μm, and the line of the removal pattern 51b in the photomask 51 is The graph shows a case where the width Wm is 8 μm and the transmittance of the semi-transparent film forming the removal pattern 51 b is 55%. By doing this, the peak intensities of the light intensity distributions of the graph 190a showing the comparative example and the graph 190b are made to be the same.

図19に示すように、ハーフトーンマスクを用いた本実施例(グラフ190b)では、同一のピーク強度を得るにあたり、ピーク形状がバイナリマスク(グラフ190a)に比べてよりシャープであった。すなわち、より微細なパターンが形成できるのみならず、光強度の傾斜角が大きく、垂直に近くなった。これは、実際に転写に用いた際に、得られるレジストパターンの断面形状が垂直に近づくことを意味し、後工程での加工精度が高くなるという優れた効果をもつことを示す。すなわち、カラーフィルタ等の中間製品、さらには、表示装置などの最終製品における性能の安定性、歩留まりの向上に寄与することがわかる。   As shown in FIG. 19, in the present example (graph 190 b) using a halftone mask, the peak shape is sharper than that of the binary mask (graph 190 a) in obtaining the same peak intensity. That is, not only a finer pattern could be formed, but also the inclination angle of the light intensity became large and close to perpendicular. This means that, when actually used for transfer, the cross-sectional shape of the obtained resist pattern approaches vertical, and has an excellent effect that the processing accuracy in the later steps is increased. That is, it is understood that it contributes to the stability of the performance in the intermediate product such as the color filter and the final product such as the display device and the improvement of the yield.

(実施例3)
実施例2の結果を踏まえて、図16Bに示すフォトマスク51において、被転写体上に形成すべきデバイスパターンの線幅Wpを5μm、フォトマスク51における抜きパターン50bの線幅Wmを7μm、半透光膜の透過率を55%とした場合に、プロキシミティギャップを変動させて、CD変動及び光強度のピークを求めた。ここでは、プロキシミティギャップ100μmの場合を基準化して、この値において目標CDが得られる場合について調べた。
(Example 3)
Based on the result of Example 2, in the photomask 51 shown in FIG. 16B, the line width Wp of the device pattern to be formed on the transfer target is 5 μm, and the line width Wm of the punched pattern 50b in the photomask 51 is 7 μm, When the transmittance of the light transmitting film was 55%, the proximity gap was varied to determine the peak of the CD variation and the light intensity. Here, the case of a proximity gap of 100 μm was normalized to investigate the case where a target CD was obtained at this value.

図20Aは、被転写体上に形成される光強度分布を示すグラフである。図20Aにおいて、横軸はマスク上の位置、縦軸は光強度を示している。プロキシミティギャップは、70μmから130μmの間で5μmずつ変動させた。図20Aにおいて、グラフ200aはプロキシミティギャップ70μmのグラフを示し、グラフ200bはプロキシミティギャップ130μmのグラフを示し、グラフ200cはプロキシミティギャップ100μmのグラフを示している。   FIG. 20A is a graph showing a light intensity distribution formed on a transferee. In FIG. 20A, the horizontal axis represents the position on the mask, and the vertical axis represents the light intensity. The proximity gap was varied by 5 μm between 70 μm and 130 μm. In FIG. 20A, a graph 200a shows a graph of the proximity gap 70 μm, a graph 200b shows a graph of the proximity gap 130 μm, and a graph 200c shows a graph of the proximity gap 100 μm.

図20Bは、プロキシミティギャップと形成されるパターンのCDとの関係を示すグラフである。図20Bにおいて、横軸はプロキシミティギャップ、縦軸はCD[μm]を示している。また、図20Cは、プロキシミティギャップとピークの光強度との関係を示すグラフである。図20Cにおいて、横軸はプロキシミティギャップ、縦軸は光強度を示している。   FIG. 20B is a graph showing the relationship between the proximity gap and the CD to be formed. In FIG. 20B, the horizontal axis represents the proximity gap, and the vertical axis represents the CD (μm). FIG. 20C is a graph showing the relationship between the proximity gap and the light intensity of the peak. In FIG. 20C, the horizontal axis represents the proximity gap, and the vertical axis represents the light intensity.

図20Bに示すように、プロキシミティギャップが70μmから130μmまで変動したとき、すなわち60μm変動する間において、CD変動は1μm未満であった。また、図20Cに示すように、プロキシミティギャップが70μmから130μmまで変動したとき、すなわち60μmの変動において、0.25単位(相対値)のピークの光強度変動が生じた。   As shown in FIG. 20B, the CD variation was less than 1 μm when the proximity gap varied from 70 μm to 130 μm, that is, while the 60 μm variation occurred. In addition, as shown in FIG. 20C, when the proximity gap fluctuates from 70 μm to 130 μm, that is, with a fluctuation of 60 μm, a light intensity fluctuation of a peak of 0.25 unit (relative value) occurs.

(実施例4)
フォトマスク51における抜きパターン50bの線幅Wmを8μmとして、実施例3と同様のシミュレーションを行った。
(Example 4)
A simulation similar to that of Example 3 was performed, with the line width Wm of the punched pattern 50 b in the photomask 51 set to 8 μm.

図21Aは、被転写体上に形成される光強度分布を示すグラフである。図21Aにおいて、横軸はマスク上の位置、縦軸は光強度を示している。プロキシミティギャップは、70μmから130μmの間で5μmずつ変動させた。図21Aにおいて、グラフ210aはプロキシミティギャップ70μmのグラフを示し、グラフ210bはプロキシミティギャップ130μmのグラフを示し、グラフ210cはプロキシミティギャップ100μmのグラフを示している。   FIG. 21A is a graph showing a light intensity distribution formed on a transferee. In FIG. 21A, the horizontal axis represents the position on the mask, and the vertical axis represents the light intensity. The proximity gap was varied by 5 μm between 70 μm and 130 μm. In FIG. 21A, a graph 210a shows a graph of the proximity gap 70 μm, a graph 210b shows a graph of the proximity gap 130 μm, and a graph 210c shows a graph of the proximity gap 100 μm.

図21Bは、プロキシミティギャップと形成されるパターンのCDとの関係を示すグラフである。図21Bにおいて、横軸はプロキシミティギャップ、縦軸はCD[μm]を示している。また、図21Cは、プロキシミティギャップとピークの光強度との関係を示すグラフである。図21Cにおいて、横軸はプロキシミティギャップ、縦軸は光強度を示している。   FIG. 21B is a graph showing the relationship between the proximity gap and the CD of the formed pattern. In FIG. 21B, the horizontal axis represents the proximity gap, and the vertical axis represents the CD (μm). FIG. 21C is a graph showing the relationship between the proximity gap and the light intensity of the peak. In FIG. 21C, the horizontal axis represents the proximity gap, and the vertical axis represents the light intensity.

図21Bに示すように、プロキシミティギャップが70μmから130μmまで変動したとき、すなわち60μm変動する間において、CD変動はさらに小さくなり、0.8μm未満であった。また、図21Cに示すように、ピークの光強度は実施例3と比較して増加した。   As shown in FIG. 21B, when the proximity gap was varied from 70 μm to 130 μm, ie, while it was varied by 60 μm, the CD variation was further reduced to less than 0.8 μm. Further, as shown in FIG. 21C, the light intensity of the peak was increased as compared to Example 3.

(実施例5)
フォトマスク51における抜きパターン50bの線幅Wmを9μmとして、実施例3と同様のシミュレーションを行った。
(Example 5)
A simulation similar to that of Example 3 was performed, with the line width Wm of the punched pattern 50b in the photomask 51 set to 9 μm.

図22Aは、被転写体上に形成される光強度分布を示すグラフである。図22Aにおいて、横軸はマスク上の位置、縦軸は光強度を示している。プロキシミティギャップは、70μmから130μmの間で5μmずつ変動させた。図22Aにおいて、グラフ220aはプロキシミティギャップ70μmのグラフを示し、グラフ220bはプロキシミティギャップ130μmのグラフを示し、グラフ220cはプロキシミティギャップ100μmのグラフを示している。   FIG. 22A is a graph showing a light intensity distribution formed on a transferee. In FIG. 22A, the horizontal axis represents the position on the mask, and the vertical axis represents the light intensity. The proximity gap was varied by 5 μm between 70 μm and 130 μm. In FIG. 22A, a graph 220a shows a graph of the proximity gap 70 μm, a graph 220b shows a graph of the proximity gap 130 μm, and a graph 220c shows a graph of the proximity gap 100 μm.

図22Bは、プロキシミティギャップと形成されるパターンのCDとの関係を示すグラフである。図22Bにおいて、横軸はプロキシミティギャップ、縦軸はCD[μm]を示している。また、図22Cは、プロキシミティギャップとピークの光強度との関係を示すグラフである。図22Cにおいて、横軸はプロキシミティギャップ、縦軸は光強度を示している。   FIG. 22B is a graph showing the relationship between the proximity gap and the CD to be formed. In FIG. 22B, the horizontal axis represents the proximity gap, and the vertical axis represents the CD (μm). FIG. 22C is a graph showing the relationship between the proximity gap and the light intensity of the peak. In FIG. 22C, the horizontal axis represents the proximity gap, and the vertical axis represents the light intensity.

図22Bに示すように、プロキシミティギャップが70μmから130μmまで変動したとき、すなわち60μm変動する間において、CD変動はさらに小さくなり、0.7μm未満であった。また、図22Cに示すように、ピークの光強度は実施例4と比較して増加した。   As shown in FIG. 22B, when the proximity gap was varied from 70 μm to 130 μm, ie, while it was varied by 60 μm, the CD variation was further reduced to less than 0.7 μm. In addition, as shown in FIG. 22C, the light intensity of the peak was increased as compared to Example 4.

以上により、被転写体上に微細幅のパターンを形成する際に必要な、フォトマスクの抜きパターンを、これより大きな線幅とすることで、被転写体上に届く光量を調整できることがわかった。また、バイアス量(β)を調整し、更に好ましくはバイアス率Wm/Wpを調整することにより、プロキシミティギャップのばらつきに対する、転写パターンのCDばらつきを、効果的に抑えることができることがわかった。この点は、特に、量産上の意義が大きい。   From the above, it was found that the light amount reaching the transferred object can be adjusted by setting the punched pattern of the photomask necessary for forming the pattern of the minute width on the transferred object to a line width larger than this. . In addition, it was found that by adjusting the bias amount (β), and more preferably adjusting the bias ratio Wm / Wp, it is possible to effectively suppress the CD variation of the transfer pattern with respect to the proximity gap variation. This point is particularly significant in mass production.

なお、この効果は、フォトマスクの抜きパターンとして、被転写体上に形成する目標線幅より大きい線幅のパターンを用いることで近接露光ギャップによる光強度変化を小さくすることによる。そして更に、フォトマスクの抜きパターンに半透光膜を用いることによって、透過する光強度を適切に調整して露光することで、露光ギャップによる線幅バラツキを抑える作用を奏することによる。   This effect is due to the use of a pattern with a line width larger than the target line width formed on the transfer target as the cutout pattern of the photomask to reduce the change in light intensity due to the proximity exposure gap. Further, by using a semi-transparent film as the cutout pattern of the photomask, the light intensity to be transmitted is appropriately adjusted and exposed, thereby exerting the effect of suppressing the line width variation due to the exposure gap.

本発明によれば、いわゆる半導体製造用のプロジェクション露光装置や、位相シフトマスクといった技術に依存することなく、上記微細幅のパターンを形成することが可能である。   According to the present invention, it is possible to form a pattern of the above-mentioned fine width without relying on a technique such as a so-called projection exposure apparatus for semiconductor manufacture or a phase shift mask.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変さらが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変さらして実施可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications. In the above embodiment, the size, shape, and the like shown in the attached drawings are not limited to the above, and various modifications can be made as long as the effects of the present invention are exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

例えば、本発明は、ブラックマトリクスやブラックストライプに限られず、液晶表示装置のフォトスペーサ(PS)などに適用してもよい。この場合には、上記実施の形態における抜きパターンが、例えばホールパターンなどの異なる形状となるが、本発明の効果を妨げない。   For example, the present invention is not limited to the black matrix or the black stripe, and may be applied to a photo spacer (PS) of a liquid crystal display device or the like. In this case, the punched pattern in the above embodiment has a different shape such as a hole pattern, for example, but the effects of the present invention are not impaired.

10,12,14 フォトマスク
10a,12a,14a 透明基板
10b,12b,14b 遮光領域
10c,12c,14c 第1抜きパターン
14d 第2抜きパターン
11a 被転写体
11b 第1デバイスパターン
11c 第2デバイスパターン
110 露光装置
111 光源
112 楕円ミラー
113 インテグレータ
114 コリメーションレンズ
10, 12, 14 Photomasks 10a, 12a, 14a Transparent substrates 10b, 12b, 14b Light-shielded regions 10c, 12c, 14c First cut patterns 14d Second cut patterns 11a Transferred bodies 11b First device patterns 11c Second device patterns 110 Exposure apparatus 111 Light source 112 Elliptical mirror 113 Integrator 114 Collimation lens

Claims (21)

被転写体上に、線幅Wpのデバイスパターンを近接露光によって形成するための転写用パターンを備えた、一辺が300mm以上の主表面をもつ表示装置製造用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、
透明基板上に少なくとも遮光膜が形成されてなる遮光領域と、
前記遮光領域に挟まれて配置された抜きパターンであって、前記デバイスパターンに対応する、線幅Wmの第1抜きパターンと、を有し、
前記第1抜きパターンは、前記透明基板上に半透光膜が形成された半透光部からなり、
前記半透光膜の露光光透過率は、20〜60%であり、かつ、
前記デバイスパターンの線幅Wpと前記第1抜きパターンの線幅Wmとの関係は、下記式(1)及び式(3)を満たすものであることを特徴とする、フォトマスク。
Wp≦8μm ・・・(1)
1.0≦(Wm−Wp)/2 ≦ 3.0(μm) ・・・(3)
A photomask for manufacturing a display device, having a main surface of 300 mm or more on one side, provided with a transfer pattern for forming a device pattern of line width Wp by proximity exposure on a transfer target,
The transfer pattern is
A light shielding area formed by forming at least a light shielding film on a transparent substrate;
And a first extraction pattern having a line width Wm corresponding to the device pattern, the extraction pattern being interposed between the light shielding regions.
The first blanking pattern comprises a semi-transparent portion in which a semi-transparent film is formed on the transparent substrate,
The exposure light transmittance of the semi-transparent film is 20 to 60%, and
A photomask characterized in that the relationship between the line width Wp of the device pattern and the line width Wm of the first open pattern satisfies the following formulas (1) and (3).
Wp ≦ 8 μm (1)
1.0 ≦ (Wm−Wp) /2≦3.0 (μm) (3)
前記転写用パターンは、線幅Wmのライン形状をもつ前記第1抜きパターンを複数有し、幅方向において隣り合う前記第1抜きパターン間に、幅(3×Wm)以上の前記遮光領域が介在する部分を有することを特徴とする、請求項1に記載のフォトマスク。   The transfer pattern has a plurality of first punching patterns having a line shape with a line width Wm, and the light shielding region having a width (3 × Wm) or more is interposed between the first punching patterns adjacent in the width direction. The photomask according to claim 1, characterized in that 前記転写用パターンは、更に透光部を有することを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のフォトマスク。   The photomask according to claim 1, wherein the transfer pattern further has a light transmitting portion. 前記転写用パターンは、線幅Wn(Wn>Wm)の第2抜きパターンをさらに有し、前記第2抜きパターンは、透光部で構成されることを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれかに記載のフォトマスク。   The transfer pattern further includes a second open pattern having a line width Wn (Wn> Wm), and the second open pattern is formed of a light transmitting portion. The photomask in any one of 3. 10μm≦Wnであることを特徴とする、請求項4に記載のフォトマスク。   The photomask according to claim 4, wherein 10 μm ≦ Wn. 前記半透光部と前記透光部の、透過光の位相差が90度以下であることを特徴とする、
請求項3から請求項のいずれかに記載のフォトマスク。
A phase difference between transmitted light between the semi-transparent portion and the transparent portion is 90 degrees or less.
The photomask according to any one of claims 3 to 5 .
前記半透光部と前記透光部の、透過光の位相差が60度以下であることを特徴とする、
請求項3から請求項のいずれかに記載のフォトマスク。
A phase difference between transmitted light between the semi-transparent portion and the transparent portion is 60 degrees or less.
The photomask according to any one of claims 3 to 5 .
前記遮光領域は、前記透明基板上に、前記半透光膜と前記遮光膜が、この順に積層されてなることを特徴とする、請求項1から請求項のいずれかに記載のフォトマスク。 The photomask according to any one of claims 1 to 7 , wherein the light shielding region is formed by laminating the semi-transparent film and the light shielding film in this order on the transparent substrate. 前記フォトマスクは、プロキシミティギャップを10〜200μmの範囲内とした、近接露光に用いるフォトマスクであることを特徴とする、請求項1から請求項のいずれかに記載のフォトマスク。 The photomask according to any one of claims 1 to 8 , wherein the photomask is a photomask used for proximity exposure, in which a proximity gap is in a range of 10 to 200 m. 前記転写用パターンは、ブラックマトリックス又はブラックストライプ製造用であることを特徴とする、請求項1から請求項のいずれかに記載のフォトマスク。 The photomask according to any one of claims 1 to 9 , wherein the transfer pattern is for producing a black matrix or a black stripe. 前記転写用パターンは、カラーフィルタ製造用であることを特徴とする、請求項1から請求項10のいずれかに記載のフォトマスク。 The photomask according to any one of claims 1 to 10 , wherein the transfer pattern is for manufacturing a color filter. 前記デバイスパターンの線幅Wpは、3μm≦Wp≦8μmを満たすことを特徴とする、請求項10に記載のフォトマスク。 The photomask according to claim 10 , wherein the line width Wp of the device pattern satisfies 3 μm ≦ Wp ≦ 8 μm. 前記デバイスパターンの線幅Wpは、4μm≦Wp≦7μmを満たすことを特徴とする、請求項12に記載のフォトマスク。 The photomask according to claim 12 , wherein the line width Wp of the device pattern satisfies 4 μm ≦ Wp ≦ 7 μm. 前記転写用パターンは、フォトスペーサ製造用であることを特徴とする、請求項1に記載のフォトマスク。   The photomask of claim 1, wherein the transfer pattern is for manufacturing a photo spacer. 前記転写用パターンにおいては、一定形状の遮光領域が規則的に配列することを特徴とする、請求項1から請求項13のいずれかに記載のフォトマスク。 The photomask according to any one of claims 1 to 13 , wherein in the transfer pattern, light shielding regions having a predetermined shape are regularly arranged. 前記転写用パターンは、ネガ型感光材料への露光に適用するパターンであることを特徴とする、請求項1から請求項15のいずれかに記載のフォトマスク。 The photomask according to any one of claims 1 to 15 , wherein the transfer pattern is a pattern to be applied to exposure to a negative photosensitive material. 被転写体上に、線幅Wpのデバイスパターンを近接露光によって形成するための転写用パターンを備える表示装置製造用のフォトマスクの製造方法であって、
透明基板上に、少なくとも遮光膜を含む光学膜が形成されたフォトマスクブランクを形成し、前記光学膜に対してフォトリソグラフィ工程を施した後、ウェットエッチングを含むパターニングを行うことにより、前記転写用パターンを形成するステップを含み、
前記転写用パターンは、
前記透明基板上に少なくとも遮光膜が形成されてなる遮光領域と、
前記遮光領域に挟まれて配置された第1抜きパターンであって、前記デバイスパターンに対応する、線幅Wmの抜きパターンを有し、
前記第1抜きパターンは、前記透明基板上に半透光膜が形成された半透光部からなり、
前記半透光膜の露光光透過率は、20〜60%であり、かつ、
前記デバイスパターンの線幅Wpと前記第1抜きパターンの線幅Wmとの関係は、下記式(1)及び式(3)を満たすものであることを特徴とする、フォトマスクの製造方法。
Wp≦8μm・・・(1)
1.0≦(Wm−Wp)/2≦3.0(μm)・・・(3)
A method of manufacturing a photomask for manufacturing a display device, comprising a transfer pattern for forming a device pattern of a line width Wp by proximity exposure on a material to be transferred,
A photomask blank on which an optical film including at least a light shielding film is formed is formed on a transparent substrate, and the optical film is subjected to a photolithography process, and then patterning including wet etching is performed to perform the transfer. Including the steps of forming a pattern,
The transfer pattern is
A light shielding area formed by forming at least a light shielding film on the transparent substrate;
It is a first punching pattern disposed so as to be sandwiched between the light shielding regions, and has a punching pattern of a line width Wm corresponding to the device pattern,
The first blanking pattern comprises a semi-transparent portion in which a semi-transparent film is formed on the transparent substrate,
The exposure light transmittance of the semi-transparent film is 20 to 60%, and
A method of manufacturing a photomask, wherein a relationship between a line width Wp of the device pattern and a line width Wm of the first cutout pattern satisfies the following formulas (1) and (3).
Wp ≦ 8 μm (1)
1.0 ≦ (Wm−Wp) /2≦3.0 (μm) (3)
転写用パターンを備えたフォトマスクを用いて、近接露光によって、被転写体上に、線幅Wpのデバイスパターンを形成するためのパターン転写方法であって、
請求項1から請求項16のいずれかに記載のフォトマスク、又は請求項17に記載のフォトマスクの製造方法により製造したフォトマスクを用いて、前記被転写体上に形成したネガ型感光性材料膜に対して、近接露光装置を用いて露光することを特徴とする、パターン転写方法。
A pattern transfer method for forming a device pattern of a line width Wp on a transfer target by proximity exposure using a photomask provided with a transfer pattern,
The negative photosensitive material formed on the said to-be-transferred body using the photomask manufactured by the manufacturing method of the photomask according to any one of claims 1 to 16 or the photomask according to claim 17. A pattern transfer method comprising exposing a film using a proximity exposure apparatus.
請求項18に記載のパターン転写方法を用いることを特徴とする、カラーフィルタの製造方法。 A method of manufacturing a color filter, comprising using the pattern transfer method according to claim 18 . 請求項18に記載のパターン転写方法を用いることを特徴とする、ブラックマトリクス、又は、ブラックストライプの製造方法。 A method for producing a black matrix or a black stripe, characterized by using the pattern transfer method according to claim 18 . 請求項18に記載のパターン転写方法を用いることを特徴とする、表示装置の製造方法。
A method of manufacturing a display device, comprising using the pattern transfer method according to claim 18 .
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