光掩模的制造方法以及光掩模基板的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過對形成于透明基板上的光學膜進行圖案形成而形成轉印用圖案的光掩模的制造方法、以及該制造方法所使用的光掩模基板。本發(fā)明特別是涉及一種有利于用于顯示裝置制造用光掩模的制造方法及其所使用的光掩?；濉Ａ硗?，本發(fā)明涉及一種使用通過該光掩模的制造方法制造出的光掩模的顯示裝置的制造方法。
【背景技術】
[0002]隨著顯不裝置等電子設備廣品的尚精細化等，對于具備用于上述廣品的制造的光掩模的轉印用圖案，不斷提高更加精確地控制尺寸的要求。
[0003]與此相關，在專利文獻I中記載了對于遮光膜的圖案進行更加準確的尺寸控制的方法。即，在專利文獻I中記載了一種方法，在該方法中，將抗蝕劑圖案作為掩模進行遮光膜的蝕刻，去除未被抗蝕劑圖案所覆蓋的遮光膜，停止蝕刻后，從基板的背面照射光，使未被遮光膜遮光的抗蝕劑感光、顯影，由此掌握遮光膜的邊緣位置，決定追加蝕刻時間。
[0004]專利文獻1:日本特開2010-169750號公報
[0005]目前，顯示裝置(例如，智能手機，平板電腦等移動終端)所要求的畫質(清晰、明亮)、動作速度、省電性能前所未有地不斷提高。為了滿足這種需求，強烈希望用于顯示裝置的制造的光掩模的轉印用圖案的微細化、高密度化。
[0006]在顯示裝置的制造中，利用光刻工序制造具備所希望的轉印用圖案的光掩模。即，在成膜于透明基板上的光學膜上形成抗蝕劑膜，對于該抗蝕劑膜利用能量線(激光等)進行描繪，將通過顯影所得到的抗蝕劑圖案作為掩模，對光學膜施加蝕刻。根據(jù)需要，進一步成膜其他光學膜，反復上述光刻工序，形成最終的轉印用圖案。此處的光學膜例如包括對向光掩模的曝光用光進行遮光的遮光膜、透射一部分曝光用光的半透光膜、或者相移膜、蝕刻阻擋膜等功能膜等。
[0007]顯示裝置制造用光掩模與半導體制造用光掩模(通常為5?6英寸)相比尺寸較大(例如一邊為300mm以上)，并且存在多種尺寸。因此在制造顯示裝置制造用光掩模時的光學膜的蝕刻中，與需要真空室的干式蝕刻相比，應用濕式蝕刻的情況具有蝕刻裝置、蝕刻工序的負擔小且控制簡單的優(yōu)點。
[0008]但是，經由上述工序精密地控制最終所得到的轉印用圖案的尺寸精度并不容易。例如，對于相對于目標尺寸的允許范圍而言，若相對于目標值具有± 10nm左右的允許范圍，則通過描繪、顯影、蝕刻等各工序的嚴格管理，能夠將其實現(xiàn)而不會有很大的困難，但即使這樣，對于相對于目標值形成為±50nm左右的允許范圍內，進一步，相對于目標值形成為±20nm左右的允許范圍內的情況，會產生新的技術課題。
[0009]例如，用圖1(a)?圖1(e)的流程說明制造具備具有透光部與遮光部的轉印用圖案的二元掩模的工序。
[0010]首先，如圖1(a)所示，準備在透明基板上通過濺射法等成膜方法成膜光學膜，并在其表面涂敷光致抗蝕劑膜而成的帶抗蝕劑光掩模坯料(帶抗蝕劑光掩模基板)。應予說明，此處，光學膜為以鉻為主要成分的遮光膜。
[0011]接下來，如圖1(b)所示，使用激光描繪裝置，在光致抗蝕劑膜描繪規(guī)定的圖案。此處，作為描繪光，使用搭載于FPD (平板顯示器:Flat Panel Display)用描繪裝置的光源所產生的波長413nm的激光。
[0012]接下來，如圖1(c)所示，給圖案描繪后的抗蝕劑膜顯影，形成抗蝕劑圖案。
[0013]接下來，如圖1(d)所示，將形成的抗蝕劑圖案作為掩模，進行光學膜的濕式蝕刻，形成光學膜圖案。以使成為透光部的部分的光學膜被充分去除蝕刻的方式設定蝕刻時間，而由此通過濕式蝕刻的性質來進行側面蝕刻。因此，正如圖1(d)所示，蝕刻后的光學膜圖案的邊緣(被蝕刻剖面)處于隱藏在抗蝕劑圖案之下的狀態(tài)。因此，在上述圖1(b)所示的工序中進行描繪時的描繪數(shù)據(jù)中，需要將由側蝕所引起的尺寸變化形成為預先采納的尺寸(預先設定尺寸)。
[0014]接下來，如圖1(e)所示，去除抗蝕劑圖案，進行清洗，完成具備由光學膜圖案所構成的轉印用圖案的二元掩模。
[0015]為了最終得到與目標尺寸一致的光學膜圖案，需要精確地決定蝕刻時間。因此，為了達到所希望的圖案尺寸，需要定量地掌握規(guī)定的光學膜的蝕刻率(單位時間的蝕刻量)。但是，即使能夠掌握蝕刻率，也并不容易準確地決定蝕刻終點。
[0016]在圖2中示出了成為蝕刻掩模的抗蝕劑圖案的一個例子。圖2表示對形成于光學膜(此處為遮光膜)上的抗蝕劑膜描繪圖案并顯影而形成的抗蝕劑圖案剖面的SEM照片。這相當于上述圖1(c)時的抗蝕劑圖案的形狀。
[0017]正如圖2所示，所形成的抗蝕劑圖案厚度為300?100nm左右，與光學膜相比相當厚。另外，抗蝕劑圖案的側面相對于基板不垂直，存在稍許的傾斜，并且在與光學膜的接觸部分的邊緣可以看到裙擺部。這種抗蝕劑圖案的立體形狀受到描繪時、顯影時的各種條件變動的影響，因而不一定具有完整的再現(xiàn)性。因此，將該抗蝕劑圖案作為掩模，進行預先設定的時間的蝕刻后，光學膜圖案的尺寸并不一定準確地達到目標尺寸。
[0018]為此，考慮在對光學膜進開始行蝕刻前，首先測定抗蝕劑圖案的尺寸，以此為基準，決定對光學膜的蝕刻時間。在抗蝕劑圖案的尺寸測定過程中，理論上能夠通過照射檢查光，檢測反射光或者透射光來判斷抗蝕劑圖案的邊緣位置。然而，如上所述，從抗蝕劑圖案的厚度、具有裙擺部的傾斜剖面形狀等來看，很難測定抗蝕劑圖案的光學尺寸，檢測出的檢查光表示光學膜上的哪個位置并不明確，測定精度的可靠性不足。
[0019]接下來，考慮將該抗蝕劑圖案作為掩模進行光學膜的濕式蝕刻，途中為止掌握進行蝕刻時的光學膜圖案的尺寸，根據(jù)掌握的尺寸與光學膜的蝕刻率決定對光學膜的追加蝕刻時間，對光學膜追加蝕刻。
[0020]通常情況下，干式蝕刻具有各向異性蝕刻的性質，與此相對，濕式蝕刻具有蝕刻各向同性地進行的性質。因此，如上所述，伴隨著沿厚度方向對蝕刻對象的光學膜進行蝕刻，從光學膜的側面沿與基板表面平行的方向也進行蝕刻。因此，在蝕刻將近結束時，光學膜圖案的尺寸與成為蝕刻掩模的抗蝕劑圖案的尺寸不一致，變得更小。即，光學膜圖案的邊緣與抗蝕劑圖案的邊緣相比，向抗蝕劑圖案側進入，成為隱藏于抗蝕劑圖案之下的狀態(tài)。在圖3中示出了將抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模的濕式蝕刻后的光學膜圖案(圖3所示的遮光膜的圖案)的剖面形狀的SEM照片。應予說明，該SEM照片與圖1(d)的剖面形狀相對應。
[0021]此時，即使要在測定如圖3所示的光學膜圖案的尺寸的情況下，從基板的表面?zhèn)?將基板的主面中的進行圖案形成的一側稱為表面或者第I主面。)照射檢查光，并檢測反射光或者透射光，抗蝕劑圖案也會成為妨礙，從而無法針對光學膜圖案的尺寸獲得足夠的讀取精度。因此，即使在要從背面?zhèn)?與基板的表面?zhèn)认喾吹囊粋鹊幕宓闹髅?照射檢查光，在表面?zhèn)葯z測透射光的情況下，抗蝕劑圖案還會成為妨礙。另外，在從背面?zhèn)日丈錂z查光，通過反射光的檢測測定光學膜圖案的尺寸的情況下，透明基板會成為妨礙。
[0022]然而，在專利文獻I中記載了如下方法，即、在如圖3所示的狀態(tài)下，從基板的背面?zhèn)冗M行曝光，對從背面?zhèn)扔^察時從光學膜的端部露出的部分的抗蝕劑進行感光，通過顯影使之溶出，使抗蝕劑圖案與光學膜的邊緣位置一致，在此基礎上，進行線寬測定。
[0023]在該情況下，由于理論上來說形成為與抗蝕劑圖案形狀相同形狀的光學膜圖案形狀，所以若從抗蝕劑圖案側測定尺寸，并基于其尺寸測定結果，計算追加蝕刻時間，則能夠得到目標尺寸的光學膜圖案。
[0024]然而，即使通過該方法也不易滿足如今的顯示裝置所要求的極為嚴格的尺寸精度。這是因為:在利用專利文獻I的方法的光學膜圖案的尺寸測定中，并非直接測定光學膜的尺寸，而是根據(jù)抗蝕劑圖案尺寸間接地得出光學膜的尺寸，因此并不一定具有足夠的測定精度。應予說明，在通過從下方(基板背面?zhèn)?照射檢查光并檢測反射光的反射測定來進行該光學膜圖案的尺寸測定時，透明基板的厚度還是會成為測定的妨礙。
[0025]由于抗蝕劑圖案的形狀會受抗蝕劑的顯影溫度、顯影劑濃度等影響，所以難以始終將上述條件保持為一定。若考慮上述的現(xiàn)狀，則為了進行尺寸精度高的圖案形成，得到一種不易受到上述變動重要因素的影響，掌握直到蝕刻終點的正確的蝕刻時間(即，符合對于光學膜來說必要的蝕刻量的蝕刻時間)的方法是非常有用的。
[0026]正如上述所提及的，在以液晶、有機EL為代表的顯示裝置中，具有比以往還要精細的構造的裝置有增加的趨勢。雖然該趨勢是薄膜晶體管(TFT)基板、濾色器(間隙控制材料、色版)等顯示裝置的部件所共同的趨勢，然而在這些顯示裝置中，關系到圖像的精細、動作的速度、亮度、省電等的需求。
[0027]伴隨著上述情況，顯示裝置制造用光掩模所具有的轉印用圖案的⑶(CriticalDimens1n臨界尺寸:以下，用于表示圖案線寬的意思)的精度要求變得嚴格。不論是直線間隔圖案還是孔型圖案、或者是TFT基板用溝槽構造都相同。例如，要求將轉印用圖案的CD精度形成為目標值±50nm以下，更進一步根據(jù)規(guī)格形成為目標值±20nm以下，其結果是，圖案尺寸的內表面分布形成為10nm以下，更加優(yōu)選形成為40nm以下。

【發(fā)明內容】

[0028]為了滿足這種要求，需要抑制在轉印用圖案形成中的、內表面的CD不勻的情況，并且其絕對值必須完全按照設計的尺寸進行加工。換言之，形成的轉印用圖案的CD的中心值需要高精度地符合目標值。因此，本發(fā)明的目的在于得到一種能夠形成高尺寸精度的轉印用圖案的光掩模的制造方法。
[0029]為了解決上述課題，通過在各向同性蝕刻中，使被進行圖案形成的光學膜尺寸的CD中心值達到目標值的同時停止蝕刻，由此能夠實現(xiàn)。因此，準確地檢測停止蝕刻的時機(終點檢測)成為關鍵。
[0030]因此，為了解決上述課題，本發(fā)明具有以下的技術方案。本發(fā)明是以下述的技術方案I?5以及9?12為特征的光掩模的制造方法、以下述的技術方案7、8、13以及14為特征的光掩模基板、以及以下述的技術方案6、15為特征的顯示裝置的制造方法。
[0031](技術方案I)
[0032]本發(fā)明的技術方案I涉及一種光掩模的制造方法，其特征在于，具有:準備帶抗蝕劑光掩模