具体实施方式

＜本发明的第1实施方式＞

本发明的光掩模是中紫外曝光用的光掩模，是用于将中紫外光用作曝光用光的光掩模。在此，所谓中紫外光，是指具有如下的波长区域的曝光用光：所述波长区域包含位于波长200～400nm的波长区域的多个波长且不包含小于200nm及超过400nm的波长。作为上述曝光用光的光源，例如能够适当地使用高压水银灯所具有的波长区域的适当的部分。在该情况下，例如优选应用包含具有强度峰值的313nm、334nm、365nm(i线)中的2个以上的宽波段波长，但不包含h线、g线。需要说明的是，在本说明书中，“A～B”是指“A以上且B以下”的数值范围。

这样的曝光用光与以往用于显示装置制造用的曝光装置且包含i线、h线、g线的波长区域相比，能够成为具有向短波长侧偏移的波长区域的宽波段光。根据本发明人的研究，这种曝光用光在用于形成孔图案时，在分辨率方面特别有利，而且不会产生单一波长曝光那样的无效率(例如，生产效率降低)。

本发明的光掩模是中紫外曝光用的光掩模，用于在被转印体上形成尺寸为Dp(μm)(其中，Dp≤3)的孔图案，

在透明基板上具有包含孔图案的转印用图案，

所述转印用图案中的孔图案由被半调(halftone)区域包围的透光部构成，

对于用于对上述光掩模进行曝光的中紫外曝光用光中包含的基准波长的光，上述透光部的透射光与上述半调区域的透射光的相位差θ大致为180度，并且，

所述半调区域对所述基准波长的光的透射率T(％)为10≤T≤35。

图1例示了本发明的第1光掩模10。第1光掩模10的转印用图案具有由被半调区域11包围的透光部12构成的孤立孔图案。另外，所谓孤立孔图案，是指在从1个孔图案起的规定的接近距离(详细后述)以内的区域不存在其他的孔图案。

另外，在图2的(a)中例示出本发明的第2光掩模20。第2光掩模20由被半调区域11包围的透光部12构成，具有排列设置有以规定的接近距离分离的多个孔图案而成的接近孔图案。在图2的(a)中，排列配置有以接近距离分离的2个孔图案。这样的孔图案也称为双孔图案。在此，例示出2个孔图案以彼此相同的形状(正方形)、相同的尺寸排列配置的情况。图2的(b)是通过对本发明的第2光掩模20进行曝光而形成的抗蚀剂图案的截面形状的一例。

所谓接近距离，是指在接收了曝光用光时，孔图案彼此的透射光会相互产生光学相互作用的程度的距离。

另外，以下，为了将光掩模的转印用图案所具有的孔图案与在被转印体上形成的孔图案相区别，有时称为掩模孔图案。

通过利用具有上述曝光用光的光源的曝光装置对本实施方式的光掩模的掩模孔图案进行曝光，能够在被转印体(显示面板基板等)上形成具有尺寸Dp(μm)的孔图案。在此，在形成Dp≤3那样的微细孔的情况下，显著地得到本发明的效果。另外，随着进一步的微细化动向的发展，在Dp≤2或Dp≤1.5的孔的形成中，也能够有用地应用本发明。另外，优选为0.5≤Dp。

这样的转印用图案对于用于得到显示装置(包括液晶、有机EL)的显示面板基板的结构所需的接触孔的层(例如，孔层)是有用的。在形成于被转印体上的孔图案为圆形的情况下，设其直径为Dp，在其他形状的情况下，设将其近似(换算)为形状和面积相同的圆形时的直径为Dp。

在Dp超过3μm的情况下，通过使用以往的光掩模(例如二元掩模)得到用于利用以往的显示装置制造用的曝光装置在被转印体上得到期望的孔图案的、规定的分辨性能。然而，本发明人着眼于在欲在被转印体上得到的孔图案的尺寸Dp为3μm以下的情况下，产生无法在以往的光掩模中得到具有充分的分辨率的转印像这样的课题。

本实施方式的光掩模能够是在将石英等透明材料平坦且平滑地加工而成的透明基板的主表面上形成有转印用图案的光掩模。

在本实施方式的第1光掩模10、第2光掩模20中，转印用图案所具有的掩模图案是四周被包围的四边形的留空图案，能够形成为透明基板露出的透光部12。需要说明的是，该四边形所具有的4个角无需为完全的90度，在不损害本发明的效果的范围内，该4个角及其附近也可以形成为圆弧状的形状。

掩模孔图案的形状优选为四边形(正方形或长方形)，更优选为正方形。在设该掩模孔图案的直径或1边的尺寸为Dm(μm)时，能够为Dm≤3.5。如果是正方形，则其一边的长度(例如CD-X)和与其垂直的一边的长度(CD-Y)的数值相等，设该长度为Dm。另外，如果是长方形，则设其长边(例如CD-X)为Dm。Dm≤2.0时，本发明的效果显著。另外，在四边形的掩模孔图案中，在CD-X和CD-Y均为2μm以下时，能特别显著地得到本发明的效果。另外，CD也记载为Critical Dimension(特征尺寸)，在本说明书中，CD-X是指X方向的图案的尺寸，CD-Y是指Y方向的图案的尺寸。在此，X方向是指光掩模的主表面上的一个方向，Y方向是指与该X方向垂直的其他方向。

另外，该掩模孔图案(第1光掩模10所例示的孤立孔图案、或第2光掩模20所例示的接近孔图案)在上述透明基板上被半调区域11包围。本实施方式的半调区域11在透明基板的主表面上形成有相移膜，该相移膜相对于基准波长λ1(nm)的曝光用光具有大致180度的相移量。因此，透光部12和半调区域11对于基准波长λ1的曝光用光具有大致180度的相位差θ。在此，大致180度是在180±60度的范围内，更优选在180±30度的范围内，进一步优选在180±15度的范围内。相位差θ(相移膜所具有的相移量)只要是大致180度即可，但尤其是180度(正好180度的意思)则更进一步优选。关于基准波长λ1，将在后面详细叙述。

另外，半调区域11对于基准波长λ1的曝光用光的透射率T(％)满足10≤T≤35。即，本实施方式的半调区域11中的相移膜对于基准波长λ1的曝光用光具有透射率T。若T的值过度大，则容易产生由于光掩模的曝光而在被转印体上形成的抗蚀剂图案受到损伤的不良情况，若T的值过小，则存在所需的曝光量变大的倾向。半调区域11对于基准波长λ1的曝光用光的透射率T(％)优选为12≤T≤30，更优选为14≤T≤25。需要说明的是，本说明书中的透射率(％)只要没有特别记载，则是指将透明基板的透射率换算为基准(100％)而得到的值。

在包含孤立孔图案的转印用图案的情况下(例如，第1光掩模10)，优选为10≤T≤35，更优选为10≤T≤25，进一步优选为12≤T≤25。另外，在包含接近孔图案的转印用图案的情况下(例如，第2光掩模20)，更优选为10≤T≤22。即，在一个光掩模所具备的转印用图案中，若考虑包含孤立孔图案和接近孔图案两者的情况，则半调区域11的透射率优选为10≤T≤22，更优选为12≤T≤22，进一步优选为15≤T≤22。

在上述中，作为相移量和透射率的基准波长λ1，可以设为包含在上述的中紫外曝光用光的波长区域(200～400nm)中的任意波长。基准波长λ1可以更优选为250nm≤λ1≤400nm，进一步优选为250nm＜λ1＜400nm。基准波长λ1优选为比i线短的波长。具体而言，基准波长λ1可以为λ1＜365nm，优选为200nm≤λ1＜365nm，更优选为250nm≤λ1＜365nm，进一步优选为250nm＜λ1＜365nm。在本实施方式中，作为一例，将334nm的波长设为基准波长λ1。该波长接近考虑了上述中紫外光的波长区域的强度分布后的加权平均，并且在高压水银灯的光谱中，在具有规定的强度(峰值高度)这一点上，不仅作为与相移效果相关的基准是适当的，而且在获得后述的DOF(焦深)提高效果的方面也是最有利的。另外，基准波长λ1也可以设为313nm。

本实施方式的转印用图案在如第2光掩模20那样包含接近孔图案的情况下，能够得到特别显著的效果。在该接近孔图案中，掩模孔图案彼此的距离设为优选使两者的重心间距离(以下，也称为间距P(μm))为9μm以下，更优选为2≤P≤9。更优选的是，间距P为2≤P≤6，间距P为2≤P≤4时，本发明的优点更大。

另外，转印用图案的设计并不限定于第1光掩模10、第2光掩模20所具有的转印用图案的设计。特别是，在光掩模具有接近孔图案的情况下，除了上述的双孔图案之外，还可以形成有附加的接近孔图案。例如，3个以上的相同形状的接近孔图案可以以间距P在一个方向上规则地排列，或者，它们也可以以一定的间距P二维地规则地排列。或者，间距P也可以不一定固定。

另外，除了各个孔图案的尺寸相同的情况以外，也可以混合存在尺寸不同的孔图案。

但是，如上所述，在接近孔图案彼此的重心间距离(间距P)为9μm以下的情况下，发明的效果更大。

另外，孔图案必须彼此不接触，但优选孔图案彼此的边缘(外缘)的最短间隔距离d为0.5～2.0μm。

本实施方式的第1光掩模10、第2光掩模20是显示装置制造用的光掩模，例如，能够在一个边为300～1800mm、厚度为5～16mm的四边形的透明基板的主表面上形成有转印用图案。

该光掩模用于通过显示装置制造用的曝光装置进行曝光。例如，曝光装置的投影光学系统的数值孔径NA为0.08～0.20左右，该曝光用光的光源具有如上所述的中紫外区域。

本实施方式的光掩模可以是通过对在透明基板上形成的相移膜进行图案化而形成与掩模孔图案对应的留空图案而得到的光掩模。例如，在图2的(a)的第2光掩模20中，形成有2个留空图案接近的双孔图案。掩模孔图案部分是透明基板露出的透光部12，其周围是在透明基板上形成相移膜而成的半调区域11。

本实施方式的掩模孔图案的尺寸Dm优选大于Dp(Dm＞Dp)。即，优选形成相对于在被转印体上形成的孔图案的尺寸Dp而附加了掩模偏置β(μm)后的尺寸的Dm(β＝Dm-Dp)。

掩模偏置例如可以设定为Dm/Dp为1.1～1.8。特别是在包含接近孔图案(在此为双孔)的转印用图案的情况下，优选Dm/Dp为1.2～1.7，更优选为1.25～1.65。此时，相移膜的透射率T优选为10～22％，更优选为12～22％。由此，在对该光掩模进行曝光时，不仅DOF、必要曝光量成为优选的范围，而且如图2的(b)所示，在形成于被转印体上的抗蚀剂图案(在此为正型的光致抗蚀剂)中，在双孔图案之间形成的分隔壁13(详细后述)没有损伤，不易产生双孔图案相连的不良情况。

[实施例1]

将图2的(a)所示的第2光掩模20作为实施例1，为了与图3的(a)所示的参考例1的二元掩模、图4的(a)所示的参考例2的半调型相移掩模(设基准波长为i线的掩模)进行比较，因此进行了关于各自的转印特性的光学模拟。

在实施例1的第2光掩模20中，半调区域11中使用的相移膜是对于中紫外的曝光波长(基准波长334nm)具有180度的相移量和透射率为16.1％的相移膜(参照图5的“中紫外PSM(Phase Shift Mask)”)。

另外，参考例1的光掩模在与实施例1中的半调区域11对应的区域(遮光区域14)，不是形成相移膜，而是形成遮光膜(实质上不透射曝光用光的膜)。

参考例2的光掩模在实施例1的半调区域11形成了对于作为基准波长的i线(365nm)具有180度的相移量和透射率5.2％的相移膜。这参考了在上述专利文献2中相移膜的透射率为5～6％左右的情况。

用于评价上述膜结构的光掩模的转印性能的转印用图案的设计为接近(双孔)掩模孔图案。而且，以在被转印体上形成直径的尺寸为1.5μm的双孔图案为目标，关于以下的项目进行了评价。实施例1、参考例1及参考例2所具有的各转印用图案的形状分别示于图2的(a)、图3的(a)及图4的(a)。半调区域11(参考例1的二元掩模中为遮光区域14)的膜的特性分别如图5所示。

(1)曝光量(m J/cm²)

这里的曝光量表示用于在被转印体上得到目标尺寸的图案的必要曝光量。该必要曝光量优选较小，例如优选为50m J/cm²以下。

(2)DOF(μm)

这里的DOF表示相对于目标CD值在±10％以内的焦深。DOF优选较大，例如优选为15μm以上。

(3)MEEF(Mask Error Enhancement Factor：掩模误差增大系数)

MEEF表示在被转印体上形成的转印像的CD误差相对于光掩模的CD误差的比率。MEEF优选较小。另外，光掩模的CD误差是指相对于光掩模上的目标CD值的、实际的光掩模上的CD误差(偏移量)。另外，在被转印体上形成的转印像的CD误差是指相对于在被转印体上形成的转印像的目标CD值的、实际的转印像的CD误差(偏移量)。

将实施例1、参考例1和参考例2中的转印特性的光学模拟结果示于图6。另外，在实施例1、参考例1和参考例2中，在被转印体上形成的抗蚀剂图案的截面形状分别如图2的(b)、图3的(b)和图4的(b)所示。

参考例1(二元掩模)是作为参考的掩模，以后有时也记载为参考值。如图3的(b)所示，在参考例1的光掩模中，在形成于被转印体上的抗蚀剂图案(在此为正型光致抗蚀剂图案)中，在双孔图案彼此之间形成有足够的高度、厚度的间隔(以下称为分隔壁13)。另一方面，如图6所示，在参考例1的光掩模中，DOF小于15μm，显示装置制造上的工艺富裕度不充分。

在参考例2中，与现有的半调型相移掩模所得到的效果同样地，发现DOF的改善效果。然而，在参考例2中，必要曝光量为参考例1的150％左右，显示装置的生产效率降低，因此不能说适合量产。

在实施例1中，在得到充分的DOF的基础上，作为曝光量，与参考例1、2相比也能够大幅降低(50m J/cm²以下)，另外，如图2的(b)所示，在抗蚀剂图案截面形状中，也能够适当地形成位于接近孔之间的分隔壁13，因此可知极其有用。在实施例1中，对于MEEF的数值也确认到降低效果。另外，在实施例1中，相对于在被转印体上形成的目标孔尺寸1.5μm，掩模上的孔尺寸为2.1μm。即，得到了Dm/Dp成为1.4这样的掩模偏置β。

在此，为了确认，关于参考例1、参考例2，也在得到了与实施例1同样的偏置的情况下，验证转印性是否提高。在参考例1中，将通过赋予偏置而使掩模孔图案的尺寸为2.1μm的情况作为参考例3(图7的(a))，在参考例2中，将同样地赋予了偏置的情况作为参考例4(图8的(a))，进行各自的转印性能的光学模拟的结果也在图6中示出。

根据与该参考例3以及参考例4相关的光学模拟结果，在参考例3中，能够通过偏置施加来实现曝光量的降低，但DOF降低到了低于参考值(参考例1)的程度。另外，如图7的(b)所示，若观察参考例3中的抗蚀剂图案的剖面，则未能充分地形成双孔图案间的分隔壁13，双孔图案彼此连结。另外，根据参考例4可知，不仅DOF的改善效果仍然比参考值小，如图8的(b)所示，从抗蚀剂图案剖面观察，双孔图案间的分隔壁13非常薄，容易被破坏。在想要得到的显示装置中，为了得到没有不良的电路图案，最优选上述抗蚀剂图案的分隔壁13不丧失抗蚀剂的初始厚度，优选在分隔壁13中相对于初始厚度残留至少50％以上的厚度，更优选残留60％以上的厚度。

通过上述可以确认，本实施方式的光掩模的转印性能非常优异。

[实施例2]

图9的(a)所示的参考例5的光掩模、以及图10的(a)所示的参考例6的光掩模是具有接近(双)孔图案的光掩模，除了使半调区域11的相移膜的透射率变化以外，其他与上述实施例1同样地形成。在参考例5和参考例6中，与上述实施例1同样地，以在被转印体上形成1.5μm尺寸的接近(双)孔图案为目标。

关于参考例5和参考例6，也与实施例1同样地进行转印性能的光学模拟。该光学模拟中的评价项目与实施例1相同。该光学模拟结果如图11所示。另外，在参考例5和参考例6中，在被转印体上形成的抗蚀剂图案的截面形状分别如图9的(b)和图10的(b)所示。

参考例5中，将半调区域11中使用的相移膜的透射率(以曝光用光的波长334nm为基准)设为8％。根据模拟结果，DOF的值、抗蚀剂图案的截面形状没有特别的问题，但几乎得不到降低必要曝光量的效果。

另外，参考例6中，将半调区域11的相移膜的透射率(以波长334nm为基准)设为25％时，在曝光量、DOF、MEEF中没有发现特别的问题。但是，在参考例6中，如图10的(b)所示，在抗蚀剂图案的截面形状中，无法充分地形成孔图案间的分隔壁13。

因此，优选接近(双)孔图案中的半调区域11的透射率比参考例6所示的透射率小(具体而言为22％以下)，另一方面，在孤立孔图案中，即使是参考例6所示的透射率(25％)左右的透射率，也可视为充分地具有可供实用的可能性。

上述第1光掩模10、第2光掩模20等所例示的本发明的光掩模能够利用光刻工序来制造。即，能够使用在由石英等透明材料构成的基板的主平面上成膜了相移膜的光掩模坯料来制造。在透明基板上形成相移膜时，使用溅射法等公知的方法即可。该相移膜(形成半调区域11)例如相对于中紫外的波长区域具有相位反转作用。然后，对该相移膜进行基于想要得到的器件的期望的图案化。

应用于第1光掩模10、第2光掩模20的相移膜的材料没有特别限制。例如，优选使用过渡金属的硅化物。例如，优选钼硅化物(MoSi)、其化合物(MoSiO、MoSiN、MoSiC、MoSiON、MoSiCN、MoSiCO、MoSiCON等)。

或者，相移膜的材料也可以是铬(Cr)或其化合物(CrO、CrN、CrC、CrON、CrCN、CrCO、CrCON等)。

进而，相移膜的材料作为金属成分，可例示包含Ta(钽)、Zr(锆)或Ti的物质(例如Zr硅化物、包含Mo及Zr的硅化物)、或它们的化合物(氧化物、氮化物、碳化物等上述所列举的化合物)。

本方式的第1光掩模10、第2光掩模20作为相移膜使用MoSi化合物的光掩模，进行了模拟。可以设该相移膜的膜厚为100～200nm，可以通过溅射法等公知的成膜方法形成。另外，在相移膜的图案化中，可以使用干式蚀刻也可以使用湿式蚀刻，但作为显示装置制造用的大型光掩模，有时湿式蚀刻是有利的。

另外，在上述的第1光掩模10、第2光掩模20中，均使用了在半调区域11中使中紫外区域的曝光用光反转的相移膜，但也可以是具有与它们不同的结构的光掩模。例如，半调区域11可以使用具有曝光用光的透射率为T％(例如10≤T≤35)、实质上没有相位反转作用的半透光膜。实质上没有相位反转作用是指对于基准波长λ1，相移量为90度以下，优选为60度以下。另一方面，构成掩模孔图案的透光部12能够形成为将透明基板的表面挖入规定厚度的挖入部。由此，能够使透光部12与半调区域11的相位差θ大致为180度(或正好180度)，在这样的光掩模中也能够得到本发明的作用效果。

另外，对于上述实施方式的光掩模，在不损害本发明的作用效果的范围内，也可以在透明基板上形成有附加的膜(反射控制膜、蚀刻阻止膜等)。

本发明包括使用上述光掩模制造显示装置的方法。在此，显示装置包括构成显示装置的设备。

在本发明的曝光中，可以使用进行NA为0.08～0.20左右的等倍或缩小曝光的投影曝光装置。NA可以优选为0.08～0.18、进一步优选为0.08～0.15。

曝光装置的照明系统能够使用通常照明。或者，也可以使用通常照明以外的、即变形照明(从向光掩模的入射光中除去了垂直入射成分后的照明)。

在近来的高画质的有机EL显示器(OLED)用电路中，由于电路的高精细化，具有双孔以上的接近孔图案的转印用图案的有用性变高。针对这样的新的技术课题，本发明的光掩模是支持的。

以上对本发明的实施方式进行了具体说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离其宗旨的范围内可以进行各种变更。