[发明专利]显示装置制造用光掩模和图案转印方法

说明书

技术领域

本发明涉及适用于显示装置的制造的光掩模以及使用该光掩模的图案转印方法。

背景技术

专利文献1中记载有如下带辅助图案的相移掩模，该带辅助图案的相移掩模具有：透明基板；遮光膜，其设于该透明基板上，具有透光性的主图案和形成于该主图案周围的透光性的辅助图案；以及相移层，其设于该遮光膜的上述辅助图案形成部位，使通过辅助图案的曝光光的相位进行位移。专利文献1中记载有以下内容：在制造半导体装置时，对形成在半导体基板上的覆膜形成接触孔等不具有重复性的孤立图案的情况下使用该相移掩模，通过的曝光光表现出陡峻的光强度分布。

在专利文献2中记载有具有孔图案、辅助图案、半色调区域和遮光区域的半色调相移掩模。专利文献2中记载有以下内容：该半色调相移掩模是用于在半导体晶片上形成图案的曝光掩模，通过该半色调相移掩模能够充分地得到孤立图案的焦点深度。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平6-282064号公报

专利文献2：日本特开2009-80143号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1和2中记载的发明所属于的半导体装置制造用光掩模的领域中，为了得到分辨率而与高NA（Numerical Aperture：数值孔径）（例如0.2以上）的光学系统一起，开发了利用相移作用的相移掩模。相移掩模为单一波长，并且与波长较短的光源（KrF或ArF的准分子激光器等）一起使用。由此，能够应对高集成度和伴随于此的图案的细微化。

另一方面，在显示装置制造用的光刻领域中，一般不应用上述那样的方法来提高分辨率和增大焦点深度。可举出如下理由：显示装置中的图案的集成度和细微度没有半导体制造领域那么高。

实际上，显示装置制造用的曝光机｛一般公知有LCD（Liquid Crystal Display：液晶显示器）曝光装置或者液晶曝光装置等｝中所搭载的光学系统和光源也与半导体装置制造用的曝光机大不相同，相比于分辨率和焦点深度，更加重视生产效率（例如，扩大光源的波长范围而增大光量，缩短生产周期（takt）（production cycle time：生产周期时间）等）。

此外，在制造使用液晶、有机EL（Electro-Luminescence：电致发光）等的显示装置时，通过层叠实施了所需的图案形成的多个导电膜和绝缘膜来形成晶体管等元件。在这些层叠构造中大多利用以下工序：适当地重复进行成膜和图案形成，使用光掩模对所层叠的各个膜应用光刻工序来进行图案形成。

例如，对于有源矩阵方式的液晶显示装置中所使用的薄膜晶体管（Thin Film Transistor，以下简单记作“TFT”）而言，有些具有如下结构：在构成TFT的多个图案中，形成于钝化层（绝缘层）的接触孔贯穿绝缘层，与位于其下层侧的连接部导通。此时，如果没有使上层侧与下层侧的图案准确地定位，并且没有可靠地形成接触孔的形状，则无法保证显示装置的正确动作。

作为这样的显示装置的最近的动向，以足够的动作速度对明亮且精细的图像进行显示、并且使消耗电力降低的需求日益增大。为了满足这样的要求，要求显示装置的结构部件和元件越来越细微化且高集成化。伴随于此，在这些制造中使用的光掩模所具有的转印用图案的设计也越来越细微化。

当光掩模的转印用图案细微化时，将其准确地转印到被转印体（要进行蚀刻加工的薄膜等）的工序变得困难。在转印工序中实际所使用的曝光机的分辨极限被设为3μm左右，但是，在显示设备所需要的转印用图案中，需要CD（Critical Dimension：临界尺寸）（线宽）已经接近该极限、或者低于该极限的尺寸的转印用图案。

例如考虑如下情况：使用具有在接触孔等中应用的孔图案的光掩模，将该孔图案转印到被转印体上。以往，如果是直径超过3μm的孔图案，则可不那么困难地进行转印。然而，如果要转印3μm以下的孔图案，则要能够实现在被转印体上面内均匀地可靠地形成孔的高精度的转印并不容易。更何况要形成具有2.5μm以下直径的孔更是极其困难。

其主要理由是受到在转印中使用的曝光机的性能上的制约。现行的大多数LCD曝光机使用具有包含i线、h线、g线的波段（以下也称作宽波长）的曝光光，如上所述，分辨极限是3μm左右。在该状况下，例如在光掩模的转印用图案中，要形成直径为2.5μm以下，进而直径为2.0μm以下的孔图案，当然是困难的。但是，考虑在不久的将来，还期望转印具有低于该直径的1.5μm以下直径的孔图案。