光掩模的制造方法、光掩模及平板顯示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供光掩模的制造方法、光掩模及平板顯示器的制造方法，該光掩模具有微細且高精度的轉印用圖案。準備在透明基板上層疊下層膜、蝕刻阻止膜及上層膜而得到的光掩模坯體。下層膜利用能夠通過上層膜的蝕刻而進行蝕刻的材料形成，蝕刻阻止膜利用對上層膜的蝕刻具有耐性的材料形成。使用該光掩模坯體順序地進行上層膜預備蝕刻工序、蝕刻阻止膜蝕刻工序、下層膜蝕刻工序，然后進行上層膜側蝕刻工序，通過對上層膜進行側蝕刻，形成上層膜的邊緣比下層膜的邊緣后退了規(guī)定寬度量的緣部。
【專利說明】
光掩模的制造方法、光掩模及平板顯示器的制造方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及在向被轉印體的圖案轉印中使用的光掩模的制造方法、光掩模、W及 使用該光掩模的平板顯示器的制造方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，期望液晶面板等平板顯示器的配線圖案的微細化。運樣期望微細化的理 由不僅關系到平板顯示器的明亮度的提高、反應速度的提高運樣的圖像質量的提高，而且 從節(jié)能角度考慮也具備有利之處。隨之，對于在平板顯示器的制造中使用的光掩模，對于微 細圖案的線寬的精度的要求也提高。
[0003] 作為現有技術，例如在下述專利文獻1中記載了如下的相位移位掩模:對遮光膜進 行構圖（patterning)，W覆蓋遮光膜的方式形成使相對于i線具有180°的相位差的膜厚的 相位移位層，由此能夠實現微細且高精度的圖案形成。專利文獻1所記載的相位移位掩模的 制造方法是，對透明基板上的遮光層進行構圖，W覆蓋該遮光層的方式在透明基板上形成 相位移位層，并對該相位移位層進行構圖。還記載了通過相位的反轉作用而形成光強度達 到最小的區(qū)域，使曝光圖案更加清晰。
[0004] 另外，在下述專利文獻2中記載了光掩模及其制造方法，所述光掩模具備包括對透 明基板上的下層膜和上層膜分別進行構圖而形成的透光部、遮光部、半透光部的轉印用圖 案，其特征在于，所述透光部通過將所述透明基板露出而得到，所述遮光部通過在所述透明 基板上的所述下層膜上層疊形成上層膜而得到，所述半透光部通過在所述透明基板上形成 所述下層膜而得到，而且具有與所述遮光部的邊緣相鄰形成的1.OwnW下的固定線寬的部 分。因此，能夠提供具備微細且高精度的轉印用圖案的光掩模。
[0005] 【專利文獻1】日本特開2011-13283號公報
[0006] 【專利文獻2】日本特開2013-134435號公報

【發(fā)明內容】

[0007] 發(fā)明要解決的問題
[000引但是，由于單純地將光掩模的轉印用圖案微細化，因而不容易將平板顯示器的配 線圖案微細化。
[0009] 根據上述專利文獻1所公開的相位移位掩模，遮光層形成于透明基板上，相位移位 層形成于該遮光層的周圍，相對于300nmW上SOOnmW下的復合波長區(qū)域的任意一種光能夠 具有180°的相位差。雖然能夠得到基于運樣的相位移位層的相位移位效果，但是實際上得 到運樣的相位移位掩模并非易事。根據專利文獻1的相位移位掩模的制造方法，遮光層和相 位移位層的相對位置關系受到兩次的描畫相互間的對準偏差的影響。因此，在遮光層的周 圍形成的相位移位層的寬度不固定，有可能產生相位移位效果存在偏差的問題。
[0010] 另一方面，在上述專利文獻2所公開的光掩模的制造方法中，通過一次的描畫而形 成的抗蝕劑圖案決定了上層膜和下層膜的圖案的位置。因此，具有能夠穩(wěn)定且正確地形成 細幅（I.O皿W下）的固定寬度部分（W下也稱為"緣部(rim)")的優(yōu)點。根據本發(fā)明人的研 究，在實施兩次描畫工序的情況下，有時產生約0.1~0.5WI1的相互間的對準偏差，完全消除 該偏差是很困難的。因此，根據專利文獻2所公開的光掩模，能夠解決W往不能正確形成尺 寸較小的圖案的問題。
[0011] 但是，根據專利文獻2的光掩模的制造方法，下層膜和上層膜的蝕刻特性不同很重 要，即，使另一方對一方的蝕刻具有耐性很重要。在運種情況下，雖然能夠穩(wěn)定地形成緣部， 但是在下層膜和上層膜具有共同的蝕刻特性的情況下，存在難W形成緣部的問題。
[0012] 在此，參照示出上述專利文獻2的光掩模的制造方法的圖8對該問題進行說明。本 申請的圖8是轉述了專利文獻2的圖3的圖。
[0013] 假定圖8(D)所示的下層膜20p和上層膜30a具有共同的蝕刻特性。在運種情況下， 通常在圖8化）的上層膜構圖工序中，在對上層膜30a進行側蝕刻來形成緣部時，下層膜20p 與上層膜30a同時被蝕刻而溶出。其結果是，可W預想到不能形成如圖8(F)所示的、下層膜 2化露出的細幅的緣部。即，在需要采用專利文獻2的方法時，認為下層膜和上層膜需要采用 蝕刻特性彼此不同的材料。本發(fā)明人關注了運一點。
[0014] 另一方面，在使用蝕刻特性相同的下層膜和上層膜對運兩個膜分別進行構圖來形 成轉印用圖案的情況下，可W考慮在運兩個膜之間介入蝕刻阻止膜。該蝕刻阻止膜使用具 有與下層膜和上層膜不同的蝕刻特性的材料，并且對下層膜和上層膜的蝕刻具有耐性。如 果將運樣的蝕刻阻止膜介入在下層膜和上層膜之間，并通過適合彼此的蝕刻依次對下層膜 和上層膜進行蝕刻，能夠對下層膜和上層膜分別形成所期望的圖案。
[0015] 因此，考慮準備光掩模巧體并應用上述專利文獻2記載的方法進行沒有對準偏差 的構圖，該光掩模巧體通過在透明基板上順序地層疊下層膜、蝕刻阻止膜及上層膜，并在其 表面形成光致抗蝕劑膜而得到。本申請的圖9是示出該工序的參考圖。
[0016] 首先，準備如圖9(a)所示的在透明基板1上順序地層疊了下層膜2、蝕刻阻止膜3及 上層膜4的光掩模巧體。
[0017] 該光掩模巧體通過在透明基板1上形成半透光膜作為下層膜2,在下層膜2上形成 蝕刻阻止膜3,再形成遮光膜作為上層膜4而得到。在最上層涂覆形成有正(positive)性的 光致抗蝕劑膜5。其中，半透光膜用于使在光掩模的曝光時使用的曝光光束一部分透射，遮 光膜將曝光光束實際遮光。并且，例如如果將半透光膜和遮光膜都作為含有化的材料，則能 夠通過化用的蝕刻(此處是采用濕式蝕刻，因而是指蝕刻液)進行蝕刻。另一方面，蝕刻阻止 膜利用對化用蝕刻具有耐性的材料、此處是含有娃化鋼(molybdenum SiIicide)的材料形 成。
[0018] 然后，使用激光描畫裝置對該光掩模巧體進行描畫并進行顯影，由此形成抗蝕劑 圖案5a(參照圖9(b))。
[0019] 然后，將該形成的抗蝕劑圖案5a作為掩模，對上層膜4進行蝕刻而形成上層膜圖案 4 a (參照圖9 (C))。其中，作為化用蝕刻液，使用含有硝酸姉錠的蝕刻液。
[0020] 然后，將蝕刻液換成氣酸系（7、;/酸系）的蝕刻液，對蝕刻阻止膜3進行蝕刻而形成 蝕刻阻止膜3a(參照圖9(d))。
[0021] 再次使用Cr用的蝕刻液對下層膜2進行蝕刻(參照圖9(e))。使透明基板1 一部分露 出而形成透光部。
[0022] 然后，與專利文獻2的化)工序(參照本申請的圖8化））一樣，為了形成緣部，再使用 Cr用的蝕刻液進行追加蝕刻。此時，上述抗蝕劑圖案5a成為掩模，上層膜4a的側蝕刻持續(xù)進 行(參照圖9(f))。另外，同樣也對與上層膜4a相同的Cr系的下層膜2a進行側蝕刻。
[0023] 并且，繼續(xù)進行追加蝕刻，使側蝕刻繼續(xù)進行(參照圖9(g))。
[0024] 然后，將抗蝕劑圖案5a剝離去除(參照圖9化)）。
[0025] 最后，在蝕刻去除蝕刻阻止膜3a時，如圖9(i)所示，與圖8(F)所示的下層膜20h不 同，沒有形成僅下層膜2c露出的緣部。
[0026] 因此，在下層膜和上層膜的蝕刻特性相同的情況下，可W預想到不能使用專利文 獻2的制造方法通過一次的描畫將兩個膜構圖成為彼此不同的尺寸。另外，根據在對一方的 膜進行構圖后對另一方的膜進行成膜而進行構圖的方法(專利文獻1的方法），與膜材料無 關，都能夠對各個膜進行構圖，但是產生兩次的描畫的對準偏差，因而不能形成具有微細的 寬度的圖案。
[0027] 因此，本發(fā)明的目的在于，提供在下層膜和上層膜的蝕刻特性相同時也能夠穩(wěn)定 且正確地形成細幅的緣部的方法，由此提供具備微細且高精度的轉印用圖案的光掩模、其 制造方法及平板顯示器的制造方法。
[00%]用于解決問題的手段
[0029] 為了解決上述問題，本發(fā)明人關注于下層膜和上層膜的側蝕刻特性進行認真研究 的結果，發(fā)現通過具有W下的結構的發(fā)明能夠解決上述問題，并完成了本發(fā)明。
[0030] 旨P，本發(fā)明具有W下的結構。
[0031] (結構 1)
[0032] 本發(fā)明的光掩模的制造方法是具備轉印用圖案的光掩模的制造方法，該轉印用圖 案是通過對在透明基板上形成的下層膜、蝕刻阻止膜及上層膜分別進行構圖而形成的，其 特征在于，具有W下工序:準備光掩模巧體的工序，所述光掩模巧體是在所述透明基板上順 序地層疊所述下層膜、所述蝕刻阻止膜及所述上層膜而得到的；上層膜預備蝕刻工序，將在 所述上層膜上形成的抗蝕劑圖案作為掩模來蝕刻所述上層膜;蝕刻阻止膜蝕刻工序，至少 將被蝕刻后的所述上層膜作為掩模來蝕刻所述蝕刻阻止膜;下層膜蝕刻工序，至少將被蝕 刻后的所述蝕刻阻止膜作為掩模來蝕刻所述下層膜；W及上層膜側蝕刻工序，至少將所述 抗蝕劑圖案作為掩模來對所述上層膜進行側蝕刻，由此形成所述上層膜的邊緣比所述下層 膜的邊緣后退了規(guī)定寬度量的緣部，所述下層膜由能夠通過所述上層膜的蝕刻劑而進行蝕 刻的材料形成，所述蝕刻阻止膜由對所述上層膜的蝕刻劑具有耐性的材料形成。
[0033] (結構 2)
[0034] 本發(fā)明的結構2是根據結構1所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在所述上層 膜側蝕刻工序之后，將所述上層膜作為掩模來蝕刻所述蝕刻阻止膜，使得在所述緣部露出 所述下層膜的表面。
[0035] (結構 3)
[0036] 本發(fā)明的結構3是根據結構1或者結構2所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在 所述上層膜側蝕刻工序中，對于所形成的所述緣部，將所述規(guī)定寬度作為緣寬，當設該緣寬 為 W(皿)時，0<W< 1.0。
[0037] (結構 4)
[0038] 本發(fā)明的結構4是根據結構I~結構3中任意一種結構所述的光掩模的制造方法， 其特征在于，在設所述下層膜的膜厚為A (A)時，300。
[0039] (結構 5)
[0040] 本發(fā)明的結構5是根據結構1~結構4中任意一種結構所述的光掩模的制造方法， 其特征在于，在所述上層膜側蝕刻工序中，每單位時間的所述上層膜的平均側蝕刻量為所 述下層膜的平均側蝕刻量的1.5倍W上。
[0041 ](結構 6)
[0042] 本發(fā)明的結構6是根據結構1~結構5中任意一種結構所述的光掩模的制造方法， 其特征在于，在設所述下層膜的膜厚為A CA)、設所述上層膜的膜厚為B (A)時，B>2A。
[0043] (結構 7)
[0044] 本發(fā)明的結構7是根據結構1~結構6中任意一種結構所述的光掩模的制造方法， 其特征在于，所述轉印用圖案包括所述透明基板表面露出而形成的透光部，在所述透明基 板上層疊所述下層膜、所述蝕刻阻止膜和所述上層膜而得到的遮光部，W及在所述透明基 板上形成所述下層膜、或者所述下層膜和所述蝕刻阻止膜的層疊膜而形成的半透光部，所 述緣部是被夾著位于所述透光部和所述遮光部之間的固定寬度的所述半透光部。
[0045] (結構8)
[0046] 本發(fā)明的結構8是根據結構1~結構7中任意一種結構所述的光掩模的制造方法， 其特征在于，所述下層膜是針對在所述光掩模的曝光時使用的曝光光束的透射率為5%~ 80%的半透光膜。
[0047] (結構 9)
[004引本發(fā)明的結構9是根據結構1~結構8中任意一種結構所述的光掩模的制造方法， 其特征在于，所述轉印用圖案包括線與間隔圖案。
[0049] (結構 10)
[0050] 本發(fā)明的結構10是根據結構1~結構8中任意一種結構所述的光掩模的制造方法， 其特征在于，所述轉印用圖案包括孔圖案或者點圖案。
[0化1](結構11)
[0052]本發(fā)明的結構11是根據結構1~結構10中任意一種結構所述的光掩模的制造方 法，其特征在于，所述下層膜對于下述光的相位移位量為60度W下，該光是指在所述光掩模 的曝光時使用的曝光光束中包含的代表波長的光。
[0化3](結構12)
[0054]本發(fā)明的光掩模是在透明基板上具備轉印用圖案的光掩模，其特征在于，所述轉 印用圖案包括:所述透明基板的表面露出而形成的透光部，在所述透明基板上層疊下層膜、 蝕刻阻止膜和上層膜而得到的遮光部，W及與所述遮光部相鄰且形成為規(guī)定寬度的緣部， 該緣部是在所述透明基板上形成所述下層膜、或者所述下層膜和所述蝕刻阻止膜的層疊膜 而成，所述下層膜由能夠通過所述上層膜的蝕刻劑而進行蝕刻的材料形成，所述蝕刻阻止 膜由對所述上層膜的蝕刻劑具有耐性的材料形成。
[0化5](結構13)
[0056]本發(fā)明的結構13是根據結構12所述的光掩模，其特征在于，在設所述緣部的寬度 為 W(皿)時，0<W< 1.0。
[0057] (結構 14)
[0058] 本發(fā)明的結構14是根據結構12或者結構13所述的光掩模，其特征在于，在設所述 下層膜的膜厚為A (A)時，A< 300。
[0059] (結構 15)
[0060] 本發(fā)明的結構15是根據結構12~結構14中任意一種結構所述的光掩模，其特征在 于，在設所述下層膜的膜厚為A (A)、設所述上層膜的膜厚為B (A)時，B > 2A。
[006U (結構 16)
[0062]本發(fā)明的結構16是根據結構12~結構15中任意一種結構所述的光掩模，其特征在 于，所述轉印用圖案包括線與間隔圖案。
[006；3](結構 17)
[0064] 本發(fā)明的結構17是根據結構12~結構15中任意一種結構所述的光掩模，其特征在 于，所述轉印用圖案包括孔圖案或者點圖案。
[0065] (結構 18)
[0066] 本發(fā)明的結構18是平板顯示器的制造方法，準備利用結構1~結構11中任意一種 結構所述的光掩模的制造方法制造的光掩模、或者結構12~結構17中任意一種結構所述的 光掩模，通過曝光裝置將所述轉印用圖案轉印在被轉印體上。
[0067] 發(fā)明效果
[0068] 根據本發(fā)明，即使是下層膜和上層膜的蝕刻特性相同的情況下，也能夠穩(wěn)定且正 確地形成細幅的緣部。根據本發(fā)明，能夠緩解有關光掩模所使用的下層膜和上層膜的材料 的制約，并且穩(wěn)定且正確地形成細幅的圖案。
[0069] 并且，由此能夠提供具備微細且高精度的轉印用圖案的光掩模及其制造方法。而 且，通過使用根據本發(fā)明而得到的光掩模制造平板顯示器，能夠實現平板顯示器的配線圖 案的微細化。
[0070] 標號說明
[0071] 1透明基板;2下層膜;3蝕刻阻止膜;4上層膜;5抗蝕劑膜;200光掩模巧體;300光掩 模。
【附圖說明】
[0072] 圖1是按照工序順序示出本發(fā)明的一實施方式的光掩模的制造方法的掩模巧體等 的剖面結構圖。
[0073] 圖2是示出半透光膜的膜厚430A時的蝕刻時間和遮光膜(上層膜)及半透光膜(下 層膜)的側蝕刻量的相關關系的圖。
[0074] 圖3是示出半透光膜的膜厚280A時的蝕刻時間和遮光膜(上層膜)及半透光膜(下 層膜)的側蝕刻量的相關關系的圖。
[0075] 圖4是示出半透光膜的膜厚210A時的蝕刻時間和遮光膜(上層膜)及半透光膜(下 層膜)的側蝕刻量的相關關系的圖。
[0076] 圖5是示出半透光膜的膜厚1佛A肘的蝕刻時間和遮光膜(上層膜)及半透光膜(下 層膜)的側蝕刻量的相關關系的圖。
[0077] 圖6是示出化系半透光膜的透射率和膜厚的相關關系的圖。
[0078] 圖7的(a)、(b)、（c)分別是示出光掩模的轉印用圖案例的俯視圖。
[0079] 圖8是示出現有文獻所公開的光掩模的制造工序的圖。
[0080] 圖9是示出使用了現有文獻所記載的方法的光掩模的制造工序的參考圖。
【具體實施方式】
[0081] 下面，參照【附圖說明】用于實施本發(fā)明的方式。
[0082] 圖1是按照工序順序示出本發(fā)明的一實施方式的光掩模的制造方法的掩模巧體等 的剖面結構圖。
[0083] 首先，如圖1(a)所示準備光掩模巧體200。該光掩模巧體200具有與上述的圖9(a) 相同的結構。即，在透明基板1上順序地層疊有下層膜2、蝕刻阻止膜3及上層膜4,在最表面 形成有抗蝕劑膜5。
[0084] 作為本實施方式的光掩模200所使用的透明基板1，可W使用將玻璃等透明材料研 磨成平坦、平滑狀的基板。作為平板顯示器等顯示裝置制造用的光掩模200,優(yōu)選主平面為 一邊300mm W上的光掩模。
[0085] 在本實施方式中，下層膜2為半透光膜，上層膜4為遮光膜。
[0086] 在上述半透光膜的材料使用Cr系的情況下，除Cr單體W外，還可W使用Cr化合物 (Cr的氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化物、碳氧氮化物等）。該Cr系的半透光膜能 夠通過化用的蝕刻劑(例如包含硝酸姉錠的蝕刻液)進行蝕刻。
[0087] 另外，上述半透光膜也可W是Si系的膜。在運種情況下，可W使用Si的化合物 (SiON等）、或者過渡金屬娃化物(MoSi等）的化合物。作為MoSi的化合物，可W示例MoSi的氮 化物、氮氧化物、碳氧氮化物等。
[0088] 根據光掩模的用途，選擇半透光膜具有的光學特性。例如，半透光膜的透射率相對 于在光掩模的曝光中使用的曝光光為5~80%。更優(yōu)選10~60%，而且相位移位量為90度W 下、更優(yōu)選5~60度。
[0089] 或者，半透光膜的透射率相對于在光掩模的曝光中使用的曝光光為2~30%。更優(yōu) 選3~10%，而且相位移位量為90~270度、更優(yōu)選150~210度。
[0090] 另外，作為在光掩模的曝光中使用的曝光光，優(yōu)選包含i線、h線、g線中任意一種線 的曝光光，更優(yōu)選使用包含所有的i線、h線、g線的波長區(qū)域的曝光光，由此能夠得到充足的 照射量。在運種情況下，適合將針對波長區(qū)域中包含的代表波長(例如h線）的透射率及相位 移位量設在上述范圍內。
[0091] 并且，在本發(fā)明中，在設半透光膜的膜厚為A (A)時，優(yōu)選A含300。關于運一點在 后面進行說明。
[0092] 在上述掩模巧體200中，在上述半透光膜(下層膜2)上形成有蝕刻阻止膜3。該蝕刻 阻止膜3是蝕刻特性與上述半透光膜不同的膜，即具有蝕刻選擇性的膜。因此，在半透光膜 是Cr系時，蝕刻阻止膜3可W是Si系的膜，在半透光膜是Si系時，蝕刻阻止膜3可W是化系的 膜。作為蝕刻阻止膜3的材料的具體例，可W舉出與作為上述半透光膜的材料而列舉出的材 料相同的材料。
[0093] 另外，在上述蝕刻阻止膜3上形成有遮光膜作為上層膜4。遮光膜的材料是具有與 上述半透光膜相同的蝕刻特性的材料。在本實施方式中，在半透光膜是Cr系時，遮光膜也是 Cr系的膜。作為遮光膜的材料，可W舉出與作為上述半透光膜的材料而列舉出的材料相同 的材料。另外，優(yōu)選在遮光膜的表面形成具有防止反射功能的表層(防止反射層），例如可W 優(yōu)選舉出化化合物層(例如化的氧化物等）。
[0094]另外，在本實施方式中，半透光膜和透光膜都是Cr系的膜，蝕刻阻止膜是Si系的 膜。
[00M]上述下層膜2、蝕刻阻止膜3、上層膜4等的成膜方法可W使用瓣射法等公知的方 法。各個膜除由單層構成的情況W外，也可W層疊構成。并且，在不妨礙本發(fā)明的作用效果 的范圍內，也可W在下層膜2、蝕刻阻止膜3、上層膜4任意一方的上面、下面或者中間存在其 它的結構膜。
[0096] 在使用激光描畫裝置作為描畫裝置的情況下，在上述掩模巧體200的最表面形成 的抗蝕劑膜5為光致抗蝕劑膜。光致抗蝕劑膜既可W是正性的也可W是負性的，在本實施方 式中設為正性的膜進行說明。
[0097] 然后，使用描畫裝置在上述掩模巧體200描畫期望的圖案后進行顯影，由此形成抗 蝕劑圖案5a(參照圖1(b))。
[0098] 然后，將所形成的抗蝕劑圖案5a作為掩模來蝕刻(預備蝕刻)上層膜4的遮光膜(參 照圖1(c))。由此形成上層膜圖案4曰。其中，遮光膜是化系的膜，因而利用化用的蝕刻液進行 濕式蝕刻。
[0099] 然后，至少將被蝕刻后的遮光膜(上層膜圖案4a)作為掩模，蝕刻液采用緩沖氨氣 酸對蝕刻阻止膜3進行蝕刻(參照圖1(d))。由此形成蝕刻阻止膜圖案3a。
[0100] 然后，至少將被蝕刻后的蝕刻阻止膜(蝕刻阻止膜圖案3a)作為掩模，再次利用Cr 用蝕刻液對下層膜2的半透光膜進行蝕刻(參照圖1(e))。由此形成下層膜圖案2a，并且將透 明基板1的一部分露出而形成透光部。
[0101] 然后，利用化用蝕刻液進行追加蝕刻(上層膜的側蝕刻）（參照圖1(f))。此時，上述 抗蝕劑圖案5a成為掩模，遮光膜被側蝕刻，由此遮光膜的邊緣比抗蝕劑圖案5a的邊緣向內 側移動（后退），形成遮光膜圖案4b。因此，遮光膜的邊緣比蝕刻阻止膜3a的邊緣W及半透光 膜化的邊緣都向內側移動(后退）。此時，半透光膜的邊緣也與蝕刻液接觸，因而也產生半透 光膜的側蝕刻。但是，實際上與上述遮光膜相比，通過側蝕刻而形成的半透光膜邊緣的后退 量極小。
[0102] 并且，繼續(xù)進行追加蝕刻(參照圖1(g))。在上述透光部形成(上述圖He)工序)后， 在經過了 160秒的時刻結束蝕刻。
[0103] 其結果是，通過遮光膜的側蝕刻，遮光膜的邊緣進一步向內側移動（后退），形成遮 光膜圖案4c。形成了沿著遮光膜的邊緣溢出較細且固定寬度的半透光膜及蝕刻阻止膜的形 狀的緣部。其中，在設遮光膜的邊緣和半透光膜的邊緣的間隔為緣寬時，在本實施方式中緣 寬為1皿W下。
[0104] 然后，剝離去除抗蝕劑圖案5a(參照圖1化））。
[0105] 但是，在蝕刻去除蝕刻阻止膜的情況下（參照下述說明），也可W在其之后去除抗 蝕劑圖案。即，也可W在所有的蝕刻工序完成之后進行抗蝕劑圖案的去除。
[0106] 并且，在上述的工序之后，將表面的遮光膜(上層膜圖案4c)作為掩模，蝕刻液采用 緩沖氨氣酸來蝕刻去除所露出的部分的蝕刻阻止膜3a，由此成為緣部(Rl、化）的半透光膜 表面露出的狀態(tài)(參照圖l(i))。
[0107] 運樣得到的本實施方式的光掩模300是具有轉印用圖案的光掩模，該轉印用圖案 具有:將透明基板1露出而得到的透光部，在透明基板1上層疊半透光膜(下層膜2)、蝕刻阻 止膜3及遮光膜(上層膜4)而得到的遮光部，W及在透明基板1上形成有半透光膜但沒有形 成遮光膜的細幅的緣部(RU化）。另外，在圖7中示例了俯視觀察本實施方式的光掩模具有 的轉印用圖案時的圖，將在后面對其進行說明。
[0108] 另外，有時也在上述的半透光膜蝕刻工序（圖1(e))中開始上層側的遮光膜的側蝕 亥IJ，該處理不存在任何問題。根據本發(fā)明的優(yōu)選的方式，半透光膜的膜厚足夠小，半透光膜 蝕刻工序的時間短，因而在該階段產生的遮光膜的側蝕刻量極小。無論怎樣，在上述的追加 蝕刻工序(圖l(f)、（g))中，能夠調整最終的遮光膜的側蝕刻量，得到期望的緣寬。
[0109] 另外，上述的用于蝕刻去除蝕刻阻止膜3a的工序（圖Ui))也可W省略。即，也能夠 將蝕刻阻止膜殘留在緣部。在運種情況下，蝕刻阻止膜3作為使光透射的部件，適當選擇其 透射率等光學特性即可。
[0110] 另外，也可W不設置上述蝕刻阻止膜的蝕刻去除工序，而在其它的工序(例如在所 有的蝕刻工序結束后將抗蝕劑圖案剝離，或者清洗所完成的光掩模的工序等）中將蝕刻阻 止膜的露出部分去除。
[0111] 雖然可W如上所述將蝕刻阻止膜殘留在緣部，但更優(yōu)選在任意一個工序中進行去 除。
[0112] 前面說明了在下層膜和上層膜的蝕刻特性相同的情況下，極難采用專利文獻2的 制造方法通過一次描畫將兩個膜分別構圖成為不同的尺寸。但是，實際上如在上述工序中 所明確的那樣，通過使用具有如圖1(a)所示的層疊構造的光掩模巧體200,并利用一次描畫 (圖1(b)工序)和上層膜的側蝕刻（圖1(f)、（g)工序），能夠形成將在透明基板1上形成的半 透光膜(下層膜2)的表面或者半透光膜和蝕刻阻止膜的層疊膜的表面露出規(guī)定寬度的半透 光部。運是通過本發(fā)明人認真研究的結果首次發(fā)現的。
[0113] 該半透光部是沿著遮光部的周緣W固定寬度形成的，因而是相當于緣部的部位。 另外，該半透光部位于被遮光部和透光部夾持的位置，因而也能夠認為是在透光部的周緣 形成的緣部。在緣部中，將遮光膜的邊緣（即遮光部的邊緣)和半透光膜的邊緣的間隔作為 緣寬。
[0114] 在圖Hf)~(g)的工序中確認到，盡管半透光膜和遮光膜都是利用Cr系蝕刻液進 行蝕刻的材料，但是半透光膜的每單位時間的側蝕刻進行的尺寸(側蝕刻量)小于遮光膜的 尺寸。其結果是，能夠形成上述緣部。
[0115] 將與此相關聯的、Cr用蝕刻液的蝕刻時間和遮光膜(上層膜)及半透光膜(下層膜） 的側蝕刻量的相關關系在圖2~圖5中示出。圖2~圖5分別是準備在透明基板上順序地層疊 了半透光膜、蝕刻阻止膜及遮光膜而得到的光掩模巧體，在實施了圖1(a)~（e)的工序后， 測定在利用Cr用蝕刻液進行側蝕刻時的半透光膜和遮光膜各自的側蝕刻量(邊緣后退的尺 寸)的圖。
[0116] 在圖2~圖5中，半透光膜的膜厚不同。具體地講，半透光膜的膜厚是在圖2中為 43(iA(相當于對h線的透射率為10%)、在圖3中為2撕A(相當于該透射率為20%)、在圖4中 為210A (相當于該透射率為30%)、在圖5中為16.0A (相當于該透射率為40%)。另外，Cr系 半透光膜的透射率和膜厚的相關關系如圖6所示。但是，關于化系半透光膜的透射率和膜厚 的相關關系，通過變更半透光膜的組成，能夠得到與圖6不同的相關關系。例如，在通過瓣射 法進行成膜的情況下，能夠根據導入的氣體種類(氮氣、氧氣、二氧化碳等)及其流量進行調 整。
[0117] 另一方面，遮光膜的膜厚都是1200A (光學濃度3 W上）。
[0118] 其中，在圖2(半透光膜的膜厚為430A)的情況下，遮光膜的側蝕刻速度為平均 96nm/min、半透光膜的側蝕刻速度為平均67nm/min，兩個膜的側蝕刻速度的差異較小。并 且，經過160秒后的兩個膜的側蝕刻量的差異(相當于將半透光膜表面露出而形成的緣部的 寬度(緣寬））約為77nm。
[0119] 另一方面，在圖5(半透光膜的膜厚為160A)的情況下，遮光膜的側蝕刻速度增加為 平均116nm/min，而半透光膜的側蝕刻速度停留在平均58nm/min，經過160秒后的兩個膜的 側蝕刻量的差異約為153nm。
[0120] 目P，根據圖2~圖5的結果可知，在半透光膜的膜厚達到某種程度W下時，半透光膜 和遮光膜的側蝕刻量的差異明確，其結果是形成如圖l(i)所示的緣寬W的緣部(Rl、Rr)。
[0121] 在本發(fā)明中，優(yōu)選緣寬W(Mi)為0<W < 1.0。更優(yōu)選0<W < 0.8，特別優(yōu)選0.05<W < 0.6。根據本發(fā)明，能夠穩(wěn)定且正確地形成運樣細幅的緣部，因而本發(fā)明極其有用。
[0122] 根據本發(fā)明人的研究，為了使產生兩個膜的側蝕刻量的差異來形成上述緣部，例 如可W考慮選擇膜材料，但采用合適范圍的膜厚更加有利。
[0123] 如根據上述圖2~圖5的結果所預想的那樣，在半透光膜的膜厚為300A W下時，容 易得到兩個膜的側蝕刻速度的差異。
[0124] 并且，在本發(fā)明中，優(yōu)選遮光膜的膜厚大于半透光膜的膜厚，例如在設半透光膜 (下層膜)的膜厚為A CA)、設遮光膜(上層膜)的膜厚為目（1)時，優(yōu)選B含2A。具體地講，B > 800,更優(yōu)選B含1000。
[0125] 并且，根據本發(fā)明人的研究發(fā)現，將上述側蝕刻工序中的每單位時間的平均的側 蝕刻量設為"平均側蝕刻速度"，在設半透光膜的平均側蝕刻速度為化、設遮光膜的平均側 蝕刻速度為Vo時，在Vo含1.5化、更優(yōu)選Vo含1 .SVh的情況下，容易進行緣部的形成。此處的 側蝕刻是指沿與基板主面平行的方向進行的蝕刻。
[0126] 另外，如通過將圖2和圖3~圖5分別進行比較所理解的那樣，在半透光膜的膜厚較 小、并抑制側蝕刻時，觀察到遮光膜的側蝕刻量反而加快的傾向。
[0127] 根據本發(fā)明而形成的緣部的尺寸也受到通常所講的蝕刻速率的影響，該蝕刻速率 是指根據被蝕刻材料和蝕刻劑的組合而決定的蝕刻行進速度。但是，根據本發(fā)明人的研究 重新發(fā)現，即使是由于半透光膜和遮光膜的材料使得蝕刻速率產生較大的差異時，也能夠 形成緣部。
[0128] 作為實施本發(fā)明而采用的蝕刻方法，可W考慮干式蝕刻和濕式蝕刻，但為了得到 上述的側蝕刻的效果，優(yōu)選具有各向同性蝕刻的性質的濕式蝕刻。
[0129] 上述緣部是指在將形成于光掩模的轉印用圖案轉印在被轉印體上時發(fā)揮光學作 用的區(qū)域。例如，在緣部是使曝光光的代表波長的相位大致反轉的相位移位部的情況下 (即，緣部的光透射率為2~30%、相位移位量是90~270度的情況下），能夠進一步優(yōu)化透射 光掩模的光的強度分布，提高轉印像的對比度。并且，在上述緣部不將曝光光的代表波長的 相位反轉而使一部分透射的情況下（即，緣部的光透射率為5~80%、相位移位量是90度W 下的情況下），能夠增加透射光掩模的光量整體，可靠地感光被轉印體上的抗蝕劑膜。
[0130] 圖7的(a)~(C)示出本發(fā)明的具體的轉印用圖案例的俯視圖。
[0131] 圖7的（a)~（C)的轉印用圖案都包括透光部、遮光部、半透光部。透光部是指將透 明基板表面露出而形成的部位。遮光部是指在透明基板上層疊了下層膜和蝕刻阻止膜和上 層膜而形成的部位。半透光部是指在透明基板上形成有下層膜(或者下層膜和蝕刻阻止膜 的層疊膜）、而沒有形成上層膜的部位。所述緣部是由被夾持而位于所述透光部和遮光部之 間的固定寬度的半透光部形成的。
[0132] 另外，在本實施方式中，下層膜、上層膜分別設為半透光膜、遮光膜，當然不一定限 定于運種情況，也可W是構成光掩模的任意一種光學膜和功能膜。
[0133] 并且，作為半透光部，也可W在轉印用圖案內包含除緣部W外的半透光部，例如具 有大于緣部的寬度(例如超過Iwii的寬度)的半透光部。
[0134] 下面，對圖7所示的具體的轉印用圖案例進行更詳細的說明。
[OUS] 圖7(a)是線與間隔圖案（line-and-space pattern)的示例。
[0136] 其中，在兩側W規(guī)定的間距配置有由具有半透光部的緣部RU化的遮光部A構成的 線部、和由將透明基板露出而得到的透光部構成的空白部。本發(fā)明的由半透光部構成的緣 部尤其在將微細的圖案轉印在被轉印體上時特別有用，因而優(yōu)選線與間隔圖案的間距P(y m) (P =線寬L+空白部寬度S)是3~7皿，在線寬L是2~4皿、空白部寬度S也是2~4皿時，本發(fā) 明的效果顯著。
[0137] 其中，優(yōu)選緣寬W(皿)具有0<￥。.0的范圍內的固定寬度，如圖7(a)所示，在線部 的遮光部A的兩側對稱地配置有緣部。即，與遮光部A的正對著的兩側的兩個邊緣相鄰的各 緣部實質上是彼此相同的寬度。在將遮光部A的兩側的各緣部分別設為Rl、Rr、將其緣寬分 別設為Wl和Wr時，Wr能夠在Wl ±0.1皿的范圍內。
[0138] 并且，優(yōu)選的是，希望上述緣部的寬度尺寸在光掩模面內的偏差較小，在本發(fā)明 中，在設緣寬的中屯、值為Wc(皿)時，能夠設為Wc-0.05 ^ W < Wc+0.05。
[0139] 運樣，在本發(fā)明中，能夠在線部的遮光部A的兩側穩(wěn)定且正確地形成對稱而且寬度 尺寸的偏差較小的細幅的緣部的圖案。
[0140] 另外，圖7(b)是孔圖案的示例。
[0141] 其中，由中央的透光部構成的孔部H(例如孔徑約為2~20皿)與由半透光部構成的 緣部R相鄰且由其包圍，再被遮光部A包圍。其中，優(yōu)選緣寬W在與上述線與間隔圖案相同的 范圍內。并且，與透光部的正對著的兩個邊緣相鄰的例如兩側的緣部RU化的寬度實質上是 與上述線與間隔圖案相同的寬度。并且，與上述線與間隔圖案一樣，在光掩模面內的緣寬的 偏差較小。
[0142] 另外，圖7(b)示例的孔圖案是半透光部的緣部R包圍正方形的透光部的孔部H，再 由遮光部A包圍的形狀，但孔圖案不一定是正方形，也可W是正多邊形(正六邊形、正八邊形 等)及其它形狀。運種情況時的直徑能夠設為多邊形的內徑。
[0143] 另外，圖7(c)是點圖案的示例。
[0144] 其中，中央的遮光部A由半透光部的緣部R包圍而形成的點圖案(例如直徑約為2~ 20皿)又被透光部包圍。其中，優(yōu)選緣寬W在與上述線與間隔圖案相同的范圍內。并且，與中 央的遮光部的正對著的兩個邊緣相鄰的例如兩側的緣部RU化的寬度實質上是與上述線與 間隔圖案相同的寬度。并且，與上述線與間隔圖案一樣，在光掩模面內的緣寬的偏差較小。
[0145] 另外，圖7(c)示例的點圖案是半透光部的緣部R包圍正方形的遮光部A，再由透光 部包圍的形狀，但點圖案不一定是正方形，也可W是正多邊形(正六邊形、正八邊形等)及其 它形狀。運種情況時的直徑能夠設為多邊形的內徑。
[0146] W上在圖7(a)~(C)示出了本發(fā)明的光掩模具有的轉印用圖案的具體例，當然運 些圖案僅是示例，不能限定為運些圖案。
[0147] 并且，優(yōu)選在本發(fā)明的光掩模具有的轉印用圖案中沒有遮光部和透光部直接相鄰 的部分。并且，當在轉印用圖案內具有由半透光部構成的緣部W外的半透光部時，優(yōu)選該半 透光部不具有與透光部直接相鄰的部分。緣部W外的半透光部是根據與上述的側蝕刻不同 的形成方法得到的，在與透光部相鄰時，將不容易維持線寬精度。
[0148] 另外，本發(fā)明也提供平板顯示器的制造方法，該制造方法包括準備本發(fā)明的光掩 模，通過曝光裝置將轉印用圖案轉印在被轉印體上。通過使用根據本發(fā)明得到的光掩模制 造平板顯示器，能夠實現平板顯示器的配線圖案的微細化。
[0149] 本發(fā)明的光掩模能夠適合于通過平板顯示器用的曝光裝置轉印該轉印用圖案。例 如，能夠使用如下的等倍曝光用投影儀曝光裝置，該裝置具有包含i線、h線、g線作為曝光光 的光源(也稱為寬波長光源），光學系統(tǒng)的數值孔徑(NA)為0.08~0.15、相干因子(O)為0.4 ~0.9?；蛘?，也可W使用具有上述寬波長光源的接近式曝光裝置。
[0150] 本發(fā)明的光掩模的用途沒有限制。例如，線與間隔圖案適合用于液晶顯示裝置的 像素電極等，孔圖案、點圖案能夠用于液晶顯示裝置的濾色器等。在運些圖案中，通過具有 細幅的半透光部的緣部，能夠提高直徑和間距較小的微細的圖案的轉印性。并且，在本發(fā)明 中，能夠防止由于數次描畫而引起的對準偏差，因而具有坐標精度提高和能夠精致地轉印 微細線幅等優(yōu)點，對在被轉印體上與其它光掩模的重合精度極其有利。
[0151] 并且，本發(fā)明的光掩模除具有上述緣部的線與間隔圖案等的轉印用圖案W外，也 可W具有其它的轉印用圖案。在運種情況下，不妨礙在形成本發(fā)明的轉印用圖案之前或者 在其中途或者在其之后實施其它轉印用圖案形成用的附加的其它工序。
【主權項】
1. 一種光掩模的制造方法，該光掩模具備如下轉印用圖案，該轉印用圖案是通過對在 透明基板上形成的下層膜、蝕刻阻止膜及上層膜分別進行構圖而形成的，其特征在于，該制 造方法具有以下工序： 準備光掩模坯體的工序，所述光掩模坯體是在所述透明基板上順序地層疊所述下層 膜、所述蝕刻阻止膜及所述上層膜而得到的； 上層膜預備蝕刻工序，將在所述上層膜上形成的抗蝕劑圖案作為掩模來蝕刻所述上層 膜； 蝕刻阻止膜蝕刻工序，至少將被蝕刻后的所述上層膜作為掩模來蝕刻所述蝕刻阻止 膜； 下層膜蝕刻工序，至少將被蝕刻后的所述蝕刻阻止膜作為掩模來蝕刻所述下層膜；以 及 上層膜側蝕刻工序，至少將所述抗蝕劑圖案作為掩模來對所述上層膜進行側蝕刻，由 此形成所述上層膜的邊緣比所述下層膜的邊緣后退了規(guī)定寬度量的緣部， 所述下層膜由能夠通過所述上層膜的蝕刻劑進行蝕刻的材料形成， 所述蝕刻阻止膜由對所述上層膜的蝕刻劑具有耐性的材料形成。2. 根據權利要求1所述的光掩模的制造方法，其特征在于， 在所述上層膜側蝕刻工序之后，將所述上層膜作為掩模來蝕刻所述蝕刻阻止膜，使得 在所述緣部露出所述下層膜的表面。3. 根據權利要求1所述的光掩模的制造方法，其特征在于， 在所述上層膜側蝕刻工序中，對于所形成的所述緣部，將所述規(guī)定寬度作為緣寬，當設 該緣寬為W(ym)時，OK 1.0。4. 根據權利要求1所述的光掩模的制造方法，其特征在于， 在設所述下層膜的膜厚為A (A)時，A <300。5. 根據權利要求1所述的光掩模的制造方法，其特征在于， 在所述上層膜側蝕刻工序中，每單位時間的所述上層膜的平均側蝕刻量為所述下層膜 的平均側蝕刻量的1.5倍以上。6. 根據權利要求1所述的光掩模的制造方法，其特征在于， 在設所述下層膜的膜厚為A (A)、設所述上層膜的膜厚為B (A)時，B22A。7. 根據權利要求1~6中任意一項所述的光掩模的制造方法，其特征在于，所述轉印用 圖案包括： 所述透明基板表面露出而形成的透光部； 在所述透明基板上層疊所述下層膜、所述蝕刻阻止膜和所述上層膜而得到的遮光部； 以及 在所述透明基板上形成所述下層膜、或者所述下層膜和所述蝕刻阻止膜的層疊膜而形 成的半透光部， 所述緣部是被夾著位于所述透光部和所述遮光部之間的固定寬度的所述半透光部。8. 根據權利要求1~6中任意一項所述的光掩模的制造方法，其特征在于， 所述下層膜是針對在所述光掩模的曝光時使用的曝光光束的透射率為5%~80%的半 透光膜。9. 根據權利要求1~6中任意一項所述的光掩模的制造方法，其特征在于， 所述轉印用圖案包括線與間隔圖案。10. 根據權利要求1~6中任意一項所述的光掩模的制造方法，其特征在于， 所述轉印用圖案包括孔圖案或者點圖案。11. 根據權利要求1~6中任意一項所述的光掩模的制造方法，其特征在于， 所述下層膜對于下述的光的相位移位量為60度以下，該光是指在所述光掩模的曝光時 使用的曝光光束中包含的代表波長的光。12. -種光掩模，該光掩模在透明基板上具備轉印用圖案，其特征在于， 所述轉印用圖案包括： 所述透明基板的表面露出而形成的透光部， 在所述透明基板上層疊下層膜、蝕刻阻止膜和上層膜而得到的遮光部，以及 與所述遮光部相鄰且形成為規(guī)定寬度的緣部，該緣部是在所述透明基板上形成所述下 層膜、或者所述下層膜和所述蝕刻阻止膜的層疊膜而成的， 所述下層膜由能夠通過所述上層膜的蝕刻劑進行蝕刻的材料形成， 所述蝕刻阻止膜由對所述上層膜的蝕刻劑具有耐性的材料形成。13. 根據權利要求12所述的光掩模，其特征在于， 在設所述緣部的寬度為W(ym)時，OK 1.0。14. 根據權利要求12所述的光掩模，其特征在于， 在設所述下層膜的膜厚為A. CA)時，A <300。15. 根據權利要求12所述的光掩模，其特征在于， 在設所述下層膜的膜厚為A (A)、設所述上層膜的膜厚為；B (A)時，B2 2A。16. 根據權利要求12所述的光掩模，其特征在于， 所述轉印用圖案包括線與間隔圖案。17. 根據權利要求12所述的光掩模，其特征在于， 所述轉印用圖案包括孔圖案或者點圖案。18. -種平板顯示器的制造方法，該制造方法包括： 準備權利要求12~17中任意一項所述的光掩模的工序；以及 通過曝光裝置將所述轉印用圖案轉印在被轉印體上的工序。
【文檔編號】G03F1/26GK106019807SQ201610146972
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】山口昇
【申請人】Hoya株式會社