本發(fā)明涉及光掩模坯料、光掩模坯料的制造方法、光掩模的制造方法及顯示裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，對于以lcd(液晶顯示器，liquid?crystal?display)為代表的fpd(平板顯示器，flat?panel?display)等顯示裝置而言，不僅正在快速進(jìn)行大畫面化、寬視角化，而且正在快速進(jìn)行高精細(xì)化、高速顯示化。為了該高精細(xì)化、高速顯示化，需要的要素之一是制造微細(xì)且尺寸精度高的元件、布線等電子電路圖案。該顯示裝置用電子電路的圖案化大多使用光刻法。因此，需要形成有微細(xì)且高精度圖案的顯示裝置制造用的相移掩模、二元掩模這樣的光掩模。

2、例如，專利文獻(xiàn)1中公開了在透明基板上具備相位反轉(zhuǎn)膜的相位反轉(zhuǎn)掩模坯料。在該掩模坯料中，相位反轉(zhuǎn)膜由包含氧(o)、氮(n)、碳(c)中的至少1種輕元素物質(zhì)的金屬硅化物化合物所形成的2層以上的多層膜構(gòu)成，并使得其對包含i線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)的復(fù)合波長的曝光光具有35％以下的反射率及1％～40％的透射率，并且在形成圖案時急劇地形成圖案截面的梯度，金屬硅化物化合物是以包含上述輕元素物質(zhì)的反應(yīng)性氣體與非活性氣體為0.5:9.5～4:6的比率注入而形成的。

3、另外，專利文獻(xiàn)2中公開了一種相移掩模坯料，其具備透明基板、光半透射膜、以及蝕刻掩模膜，所述光半透射膜具有改變曝光光的相位的性質(zhì)且由金屬硅化物類材料構(gòu)成，所述蝕刻掩模膜由鉻系材料構(gòu)成。在該相移掩模坯料中，在光半透射膜與蝕刻掩模膜的界面形成了組成梯度區(qū)域。在組成梯度區(qū)域中，減慢光半透射膜的濕法蝕刻速度的成分的比例沿深度方向增加。而且，組成梯度區(qū)域中的氧的含量為10原子％以下。

4、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)1：韓國授權(quán)專利第1801101號

7、專利文獻(xiàn)2：日本專利第6101646號

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的課題

2、作為近年在高精細(xì)(1000ppi以上)的面板制作中使用的相移掩模，為了轉(zhuǎn)印高分辨率的圖案，要求形成有孔徑為6μm以下、線寬為4μm以下的微細(xì)相移膜圖案的相移掩模。具體而言，要求形成有孔徑為1.5μm的微細(xì)相移膜圖案的相移掩模。

3、另外，為了實(shí)現(xiàn)更高分辨率的圖案轉(zhuǎn)印，要求具有對曝光光的透射率為15％以上的相移膜的相移掩模坯料、以及形成有對曝光光的透射率為15％以上的相移膜圖案的相移掩模。需要說明的是，在相移掩模坯料、相移掩模的耐清洗性(化學(xué)特性)方面，要求由相移膜、相移膜圖案的膜減少、表面的組成變化導(dǎo)致的光學(xué)特性變化得到抑制的相移掩模坯料及相移掩模，所述相移掩模坯料形成有具有耐清洗性的相移膜，所述相移掩模形成有具有耐清洗性的相移膜圖案。

4、為了滿足對曝光光的透射率的要求和耐清洗性的要求，提高構(gòu)成相移膜的金屬硅化物化合物(金屬硅化物類材料)中金屬與硅的原子比率中的硅的比率是有效的，但存在濕法蝕刻速度大幅延遲(濕法蝕刻時間長)、發(fā)生濕法蝕刻液對基板的損傷、透明基板的透射率降低等問題。

5、而且，對于具備含有過渡金屬和硅的遮光膜的二元掩模坯料而言，在通過濕法蝕刻在遮光膜上形成遮光圖案時，也存在對耐清洗性的要求，存在與上述相同的問題。

6、因此，本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，本發(fā)明的目的在于提供在含有過渡金屬和硅的相移膜、遮光膜這樣的圖案形成用薄膜上通過濕法蝕刻形成轉(zhuǎn)印圖案時能夠縮短濕法蝕刻時間，從而能夠形成具有良好的截面形狀的轉(zhuǎn)印圖案的光掩模坯料、光掩模坯料的制造方法、光掩模的制造方法及顯示裝置的制造方法。

7、解決問題的方法

8、本發(fā)明人對用于解決這些問題的對策進(jìn)行了深入研究。首先，制成圖案形成用薄膜中的過渡金屬與硅的原子比率為過渡金屬∶硅＝1:3以上的材料，為了縮短圖案形成用薄膜的利用濕法蝕刻液進(jìn)行濕法蝕刻的時間，對導(dǎo)入成膜室內(nèi)的濺射氣體中包含的氧氣進(jìn)行調(diào)整，使得圖案形成用薄膜中包含大量氧(o)，形成了圖案形成用薄膜。其結(jié)果是，盡管用于形成轉(zhuǎn)印圖案的濕法蝕刻速度變快，但對于相移掩模坯料中的相移膜而言，對曝光光的折射率降低，因此，用于獲得希望的相位差(例如180°)所需要的膜厚增厚。另外，對于二元掩模坯料中的遮光膜而言，為了降低對曝光光的消光系數(shù)，用于獲得希望的遮光性能(例如，光密度(od)為3以上)所需要的膜厚增厚。圖案形成用薄膜的膜厚增厚對于利用濕法蝕刻進(jìn)行的圖案形成是不利的，而且由于膜厚增厚，縮短濕法蝕刻時間的效果存在限制。另一方面，在設(shè)為上述的過渡金屬與硅的原子比率(過渡金屬∶硅＝1:3以上)時，具有可提高圖案形成用薄膜的耐清洗性等優(yōu)點(diǎn)，因此，從該觀點(diǎn)考慮，不優(yōu)選脫離上述的過渡金屬與硅的組成比。

9、因此，本發(fā)明人轉(zhuǎn)變想法，研究了調(diào)整成膜室內(nèi)的濺射氣體的壓力來改變膜結(jié)構(gòu)。在基板上成膜圖案形成用薄膜時，通常將成膜室內(nèi)的濺射氣體壓力設(shè)為0.1～0.5pa。然而，本發(fā)明人有意將濺射氣體壓力設(shè)為大于0.5pa，成膜了圖案形成用薄膜。然后，以0.7pa以上且3.0pa以下的濺射壓力、優(yōu)選以0.8pa以上且3.0pa以下的濺射氣體壓力成膜了圖案形成用薄膜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不僅具備作為薄膜的適宜特性，而且在通過濕法蝕刻在圖案形成用薄膜上形成轉(zhuǎn)印圖案時能夠大幅縮短蝕刻時間，從而可以形成具有良好的截面形狀的轉(zhuǎn)印圖案。而且，這樣成膜的圖案形成用薄膜具有通常的圖案形成用薄膜所沒有的柱狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是以上的深入研究的結(jié)果，具有以下的構(gòu)成。

10、(方案1)一種光掩模坯料，其在透明基板上具有圖案形成用薄膜，其中，

11、所述光掩模坯料是用于形成光掩模的原版，所述光掩模是通過對所述圖案形成用薄膜進(jìn)行濕法蝕刻而得到的在所述透明基板上具有轉(zhuǎn)印圖案的光掩模，

12、所述圖案形成用薄膜含有過渡金屬和硅，

13、所述圖案形成用薄膜具有柱狀結(jié)構(gòu)。

14、(方案2)根據(jù)方案1中記載的光掩模坯料，其中，所述圖案形成用薄膜的空間頻譜分布中，存在相對于與空間頻率的原點(diǎn)對應(yīng)的最大信號強(qiáng)度具有1.0％以上的信號強(qiáng)度的空間頻譜，

15、所述空間頻譜分布如下得到：對于以80000倍的倍率用掃描電子顯微鏡觀察所述光掩模坯料的截面而得到的圖像，對包含所述圖案形成用薄膜的厚度方向的中心部的區(qū)域提取縱64像素×橫256像素的圖像數(shù)據(jù)，對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換。

16、(方案3)根據(jù)方案2中記載的光掩模坯料，其中，在所述圖案形成用薄膜中，將最大空間頻率設(shè)為100％時，所述具有1.0％以上的信號強(qiáng)度的信號位于與空間頻率的原點(diǎn)相距2.0％以上的空間頻率。

17、(方案4)根據(jù)方案1～3中任一項(xiàng)記載的光掩模坯料，其中，所述圖案形成用薄膜中包含的所述過渡金屬與所述硅的原子比率為過渡金屬∶硅＝1:3以上且1:15以下。

18、(方案5)根據(jù)方案1～4中任一項(xiàng)記載的光掩模坯料，其中，所述圖案形成用薄膜至少含有氮或氧。

19、(方案6)根據(jù)方案5中記載的光掩模坯料，其中，所述圖案形成用薄膜含有氮，該圖案形成用薄膜中包含的所述過渡金屬與所述硅的原子比率為過渡金屬∶硅＝1:3以上且1:15以下，

20、所述圖案形成用薄膜的由納米壓痕法得到的壓痕硬度為18gpa以上且23gpa以下。

21、(方案7)根據(jù)方案6中記載的光掩模坯料，其中，所述氮的含有率為35原子％以上且60原子％以下。

22、(方案8)根據(jù)方案1～7中任一項(xiàng)記載的光掩模坯料，其中，所述過渡金屬為鉬。

23、(方案9)根據(jù)方案1～8中任一項(xiàng)記載的光掩模坯料，其中，所述圖案形成用薄膜為相移膜，其具備以下光學(xué)特性：對曝光光的代表波長的透射率為1％以上且80％以下、相位差為160°以上且200°以下。

24、(方案10)根據(jù)方案1～9中任一項(xiàng)記載的光掩模坯料，其在所述圖案形成用薄膜上具備對該圖案形成用薄膜的蝕刻選擇性不同的蝕刻掩模膜。

25、(方案11)根據(jù)方案10中記載的光掩模坯料，其中，所述蝕刻掩模膜由含有鉻但實(shí)質(zhì)上不含硅的材料形成。

26、(方案12)一種光掩模坯料的制造方法，其是通過濺射法在透明基板上形成含有過渡金屬和硅的圖案形成用薄膜的光掩模坯料的制造方法，該方法包括：

27、在成膜室內(nèi)使用包含過渡金屬和硅的過渡金屬硅化物靶材，并在供給了濺射氣體的所述成膜室內(nèi)的濺射氣體壓力為0.7pa以上且3.0pa以下形成所述圖案形成用薄膜。

28、(方案13)根據(jù)方案12中記載的光掩模坯料的制造方法，其中，所述過渡金屬硅化物靶材中所述過渡金屬與硅的原子比率為過渡金屬∶硅＝1:3以上且1:15以下。

29、(方案14)根據(jù)方案12或13中記載的光掩模坯料的制造方法，其中，使用濺射靶材在所述圖案形成用薄膜上形成蝕刻掩模膜，所述濺射靶材由對該圖案形成用薄膜的蝕刻選擇性不同的材料形成。

30、(方案15)根據(jù)方案14中記載的光掩模坯料的制造方法，其中，使用直列型濺射裝置形成所述圖案形成用薄膜及所述蝕刻掩模膜。

31、(方案16)一種光掩模的制造方法，該方法具有：

32、準(zhǔn)備方案1～9中任一項(xiàng)記載的光掩模坯料、或者通過方案12或13中記載的光掩模坯料的制造方法制造的光掩模坯料的工序；以及

33、在所述圖案形成用薄膜上形成抗蝕膜，以由所述抗蝕膜形成的抗蝕膜圖案作為掩模，對所述圖案形成用薄膜進(jìn)行濕法蝕刻，在所述透明基板上形成轉(zhuǎn)印用圖案的工序。

34、(方案17)一種光掩模的制造方法，該方法具有：

35、準(zhǔn)備方案10或11中記載的光掩模坯料、或者通過方案14或15中記載的光掩模坯料的制造方法制造的光掩模坯料的工序；

36、在所述蝕刻掩模膜上形成抗蝕膜，以由所述抗蝕膜形成的抗蝕膜圖案作為掩模，對所述蝕刻掩模膜進(jìn)行濕法蝕刻，在所述圖案形成用薄膜上形成蝕刻掩模膜圖案的工序；以及

37、以所述蝕刻掩模膜圖案作為掩模，對所述圖案形成用薄膜進(jìn)行濕法蝕刻，在所述透明基板上形成轉(zhuǎn)印用圖案的工序。

38、(方案18)一種顯示裝置的制造方法，該方法具有：

39、將通過方案16或17中記載的光掩模的制造方法得到的光掩模放置于曝光裝置的掩模臺，將形成于所述光掩模上的所述轉(zhuǎn)印用圖案曝光轉(zhuǎn)印至形成于顯示裝置基板上的抗蝕劑的曝光工序。

40、另外，本發(fā)明人對于調(diào)整成膜室內(nèi)的濺射氣體的壓力而改變膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了以下的其它方案。如上所述，本發(fā)明人有意將濺射氣體壓力設(shè)為大于0.5pa，成膜了圖案形成用薄膜。而且發(fā)現(xiàn)，以0.7pa以上的濺射氣體壓力成膜了圖案形成用薄膜的結(jié)果是，能夠大幅縮短蝕刻時間，可以形成具有良好的截面形狀的轉(zhuǎn)印圖案，可以抑制透明基板的表面粗糙。另一方面可知，在將成膜時的濺射氣體壓力設(shè)置得過大時，圖案形成用薄膜無法獲得足夠的耐清洗性。本發(fā)明人深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過以0.7pa以上且2.4pa以下的濺射氣體壓力成膜圖案形成用薄膜，不僅具有作為圖案形成用薄膜的適宜特性，而且能夠形成具有良好的截面形狀的轉(zhuǎn)印圖案，可以抑制透明基板的表面粗糙，并且能夠提高圖案形成用薄膜的耐清洗性。

41、然后，本發(fā)明人進(jìn)一步對具有這樣優(yōu)異的特性的圖案形成用薄膜的物理性指標(biāo)進(jìn)行了探索。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，圖案形成用薄膜的壓痕硬度與濕法蝕刻速率相關(guān)。對這一點(diǎn)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過納米壓痕法得到的壓痕硬度為18gpa以上且23gpa以下時，不僅具有作為圖案形成用薄膜的適宜特性，而且在通過濕法蝕刻在圖案形成用薄膜上形成轉(zhuǎn)印圖案時能夠形成具有良好的截面形狀的轉(zhuǎn)印圖案，可以抑制透明基板的表面粗糙，并且能夠提高圖案形成用薄膜的耐清洗性。

42、(其它方案1)一種光掩模坯料，其是在透明基板上具有圖案形成用薄膜的光掩模坯料，其中，

43、所述光掩模坯料是用于形成光掩模的原版，所述光掩模通過對所述圖案形成用薄膜進(jìn)行濕法蝕刻而在所述透明基板上具有轉(zhuǎn)印圖案，

44、所述圖案形成用薄膜含有過渡金屬、硅及氮，該圖案形成用薄膜中包含的所述過渡金屬與所述硅的原子比率為過渡金屬∶硅＝1:3以上且1:15以下，

45、所述圖案形成用薄膜的通過納米壓痕法得到的壓痕硬度為18gpa以上且23gpa以下。

46、(其它方案2)根據(jù)其它方案1中記載的光掩模坯料，其中，所述過渡金屬為鉬。

47、(其它方案3)根據(jù)其它方案1或2中記載的光掩模坯料，其中，所述氮的含有率為35原子％以上且60原子％以下。

48、(其它方案4)根據(jù)其它方案1～3中任一項(xiàng)記載的光掩模坯料，其中，所述圖案形成用薄膜為相移膜，其具備以下光學(xué)特性：對曝光光的代表波長的透射率為1％以上且80％以下、相位差為160°以上且200°以下。

49、(其它方案5)根據(jù)其它方案1～4中任一項(xiàng)記載的光掩模坯料，其在所述圖案形成用薄膜上具備對該圖案形成用薄膜的蝕刻選擇性不同的蝕刻掩模膜。

50、(其它方案6)根據(jù)其它方案5中記載的光掩模坯料，其中，所述蝕刻掩模膜由含有鉻但實(shí)質(zhì)上不含硅的材料形成。

51、(其它方案7)一種光掩模的制造方法，該方法具有：

52、準(zhǔn)備其它方案1～4中任一項(xiàng)記載的光掩模坯料的工序；以及

53、在所述圖案形成用薄膜上形成抗蝕膜，以由所述抗蝕膜形成的抗蝕膜圖案作為掩模，對所述圖案形成用薄膜進(jìn)行濕法蝕刻，在所述透明基板上形成轉(zhuǎn)印圖案的工序。

54、(其它方案8)一種光掩模的制造方法，該方法具有：

55、準(zhǔn)備其它方案5或6中記載的光掩模坯料的工序；

56、在所述蝕刻掩模膜上形成抗蝕膜，以由所述抗蝕膜形成的抗蝕膜圖案作為掩模，對所述蝕刻掩模膜進(jìn)行濕法蝕刻，在所述圖案形成用薄膜上形成蝕刻掩模膜圖案的工序；以及

57、以所述蝕刻掩模膜圖案作為掩模，對所述圖案形成用薄膜進(jìn)行濕法蝕刻，在所述透明基板上形成轉(zhuǎn)印圖案的工序。

58、(其它方案9)一種顯示裝置的制造方法，該方法具有：

59、將通過其它方案7或8中記載的光掩模的制造方法得到的光掩模放置于曝光裝置的掩模臺，將形成于所述光掩模上的所述轉(zhuǎn)印圖案曝光轉(zhuǎn)印至形成于顯示裝置基板上的抗蝕劑的曝光工序。

60、發(fā)明的效果

61、根據(jù)本發(fā)明的光掩模坯料或光掩模坯料的制造方法，通過對轉(zhuǎn)印圖案用薄膜進(jìn)行濕法蝕刻而形成要求的微細(xì)的轉(zhuǎn)印圖案時，從耐清洗性等觀點(diǎn)考慮，在圖案形成用薄膜由富含硅的金屬硅化物化合物制成的情況下，可以得到能夠在短的蝕刻時間內(nèi)形成具有良好的截面形狀的轉(zhuǎn)印圖案且不發(fā)生由濕法蝕刻液對基板的損傷導(dǎo)致的透明基板透射率降低的光掩模坯料。另外，根據(jù)本發(fā)明的其它方案的光掩模坯料，通過對轉(zhuǎn)印圖案用薄膜進(jìn)行濕法蝕刻而形成要求的微細(xì)的轉(zhuǎn)印圖案時，可以得到能夠形成具有良好的截面形狀的轉(zhuǎn)印圖案、可以抑制透明基板的表面粗糙、且能夠提高轉(zhuǎn)印圖案用薄膜的耐清洗性的光掩模坯料。

62、另外，根據(jù)本發(fā)明的光掩模的制造方法，使用上述的光掩模坯料制造光掩模。因此，從耐清洗性等觀點(diǎn)考慮，在圖案形成用薄膜由富含硅的金屬硅化物化合物制成的情況下，可以制造具有良好轉(zhuǎn)印精度的轉(zhuǎn)印圖案且不發(fā)生由濕法蝕刻液對基板的損傷導(dǎo)致的透明基板透射率降低的光掩模。該光掩模能夠應(yīng)對線和間隙圖案、接觸孔的微細(xì)化。另外，根據(jù)本發(fā)明的其它方案的光掩模的制造方法，可以制造能夠形成具有良好的截面形狀的轉(zhuǎn)印圖案、能夠抑制透明基板的表面粗糙、且能夠提高轉(zhuǎn)印圖案用薄膜的耐清洗性的光掩模。

63、另外，根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的制造方法，使用光掩模制造顯示裝置，所述光掩模使用上述的光掩模坯料制造，或者通過上述的光掩模的制造方法而得到。因此，能夠制造具有微細(xì)的線和間隙圖案、接觸孔的顯示裝置。