[发明专利]光掩模、图案转印方法以及平板显示器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够通过转印转印用图案而将微细的图案转印到被转印体上的光掩模、图案转印方法以及平板显示器的制造方法。

背景技术

在液晶显示装置所代表的平板显示器的制造中，存在通过形成更微细的图案来实现图像画质的提高的需求。在专利文献1中记载了形成有由与线条（line and space）对应的半透光部和透光部构成的转印用图案的光掩模。

专利文献1：日本特开2009－42753号公报

平板显示器的布线图案的微细化不仅能够提高平板显示器的亮度以及反应速度这样的图像质量，而且从节省能源的观点出发也存在有利的方面，因此备受瞩目。因此，近年来，期望平板显示器的布线图案的进一步微细化。伴随于此，对于在平板显示器的制造中使用的光掩模，也存在期待能够得到微细的线宽精度的倾向。

但是，即便单纯地使具备由遮光部和透光部构成的转印用图案的所谓的二元掩模的图案线宽微细化，也无法使平板显示器的布线图案微细化。以下，参照图1的（a）、（b）以及图2的（a）～（e）对该情况下的问题点进行详细说明。

图1的（a）是示出作为二元掩模的转印用图案的、构成线条图案的遮光部和透光部的示意图。此处，示出具备由遮光部构成且具有线宽ML的线部以及由透光部构成且具有空间宽度MS的空间部的线条图案。一组遮光部和透光部的重复单位的宽度是线条图案的间距宽度P。

图1的（b）是示出在使图1的（a）的线条图案的间距宽度P变化的情况下，照射至形成于被转印体上的抗蚀剂膜上的透射光的光强度曲线的图表。纵轴表示透射率（%），横轴表示掩模上的位置（μm）。

在图1的（a）所示的二元掩模的转印用图案中，如果逐渐减小线条图案的遮光部以及透光部的各宽度ML、MS（即减小间距宽度P），则如图1的（b）所示，存在经由透光部照射至抗蚀剂膜的透射光的光强度降低这样的问题。

本发明人以图1的（b）所示的设定条件，使线条图案的间距宽度从P=8μm（线宽ML=4.8μm、空间宽度MS=3.2μm）逐渐微细化到间距宽度P=4μm（线宽ML=2.8μm、空间宽度MS=1.2μm），并将线宽ML和空间宽度MS相对于间距宽度P分别设定为P/2+0.8（μm）、P/2－0.8（μm），对此时的透射光的光强度变化进行仿真。结果，如图1的（b）光强度曲线所示，可知：线条图案的线宽越微细化，则光强度的波形曲线的峰值位置越显著降低。另外，条件设定如下，数值孔径NA：0.08、相干因数σ：0.8、曝光光波长：g/h/i=1/1/1、基板：石英玻璃基板、正性抗蚀剂（P/R）膜厚：1.5μm、正性抗蚀剂：酚醛类正型抗蚀剂，此处，“g/h/i”表示曝光光所含的g线、h线、i线的各波长的强度比。

此外，在图2的（a）、（b）、（c）、（d）中分别示出将图1的（b）的光强度曲线中的、间距宽度P=8μm、7μm、6μm、5μm的线条图案的透射光照射到被转印体上的正性抗蚀剂（P/R）膜时所形成的抗蚀剂图案的截面形状。其中，上述的照射光量（Eop）被标准化为100mJ。

如上述附图所示，线条图案的线宽越小，则透射空间宽度MS的光的强度越不足，在图2的（d）的间距宽度P=5μm的情况下，抗蚀剂膜的线间不分离，难以形成线条形状的抗蚀剂图案。这样就无法在后续工序中作为用于形成微细的布线图案的蚀刻掩膜加以使用。

因此，作为提高转印时的析像度以便进行更微细的图案化的方法，考虑以往作为用于制造LSI的技术开发的扩大曝光装置的数值孔径、使用单一波长且短波长的光进行的曝光。但是，在应用上述技术的情况下，需要巨大的投资和技术开发，无法获得与市场上提供的液晶显示装置的价格的一致性。

然而，如图2的（d）所示，针对伴随着图案的微细化而光强度的波形曲线的峰值位置显著下降的现象，作为用于弥补该光量不足的方法，考虑使曝光装置的照射光量增加。如果照射光量增加，则透射空间部的光量增大，因此，认为能够使抗蚀剂图案的形状良好，即、能够使抗蚀剂图案的形状分离成线条图案的形状。但是，为此将曝光装置的光源变更为大光量是不现实的，不得不大幅度增加曝光时的扫描曝光时间。

实际上，在图2的（e）中示出通过使照射光量增加而使抗蚀剂图案良好地分离的情况。此处，需要设定成图2的（a）～（d）所使用的照射量的1.5倍的照射光量。