半色调掩模和半色调掩模坯制造技术

在现有的多灰阶的半色调掩模中，利用缺陷检查装置检测半透膜上形成的针孔缺陷，并进行修正，因此难以对于例如检测极限以下的细微的针孔缺陷进行修复。本发明专利技术提供一种半色调掩模，通过将半色调掩模的半透膜相对于透明基板的相位差设为60度～90度、相对于透明基板的透射率设为20％～50％，能够防止作为被转印体的光致抗蚀剂因特定大小以下的半透膜的针孔而感光，能够降低产品中产生图案缺陷的风险。

Half tone mask and half tone mask

In half tone gray-scale of the existing mask, pinhole defect formation defect inspection system using the detection and correction of semipermeable membrane, so it is difficult to repair, such as the detection limit for the following small pinhole defects. The invention provides a half tone mask, the semi half tone mask with respect to the phase difference of the transparent substrate is set to 60 degrees to 90 degrees, relative to the transmittance of the transparent substrate is set from 20% to 50%, as the body is transferred to prevent photoresist by semipermeable membrane specific size below the pin hole sensitive, can reduce the risk of product defect pattern is produced.

【技术实现步骤摘要】
半色调掩模和半色调掩模坯
本专利技术涉及平板显示器等所使用的多灰阶的半色调掩模和半色调掩模坯。
技术介绍
在平板显示器等
中，半透膜不使用移相器，而是使用具有利用其透射率来限制曝光量的功能的被称作半色调掩模(或灰色调掩模)的多灰阶的光掩模。通过使用半色调掩模，能够通过单次曝光形成膜厚不同的光致抗蚀剂图案，能够削减平板显示器的制造工序中的光刻的工序数量，降低制造成本。关于这样的半透膜，以提高细微图案的分辨率为目的而将半透膜作为基于遮光膜实现的图案的辅助图案，实质上具有与二元掩模所使用的“移相器”完全不同的功能。这种用途的半色调掩模利用具有透明基板和遮光膜之间的透射率的半透膜，能够通过透明基板、半透膜、遮光膜而实现3灰阶。此外，还能够使用多种透射率的半透膜而实现4灰阶以上的半色调掩模。一般在光掩模的制造过程中，当由于例如成膜时的异物、形成光掩模图案时的显影液雾沫等而产生针孔等偶发的缺陷时，该缺陷在使用光掩模的光刻工序中被作为被转印体的光致抗蚀剂感光。因此，光掩模在完成后进行缺陷检查，在必要的情况下进行光掩模的修复。在半色调掩模的情况下，在缺陷检查工序中检测到半透膜的针孔缺陷时，通过使用FIB装置(聚焦离子束装置)在针孔部分处形成碳膜来修复该缺陷，这是公知的技术。在专利文献1中公开了通过缺陷检查装置识别针孔缺陷的坐标、并使用FIB装置在针孔部分处形成碳的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-256759号
技术实现思路
在伴随平板显示器的高画质化，图案向细微化发展时，针对细微针孔所引起的曝光不良的对策变得越来越重要。但是，一般来讲，半色调掩模的缺陷检测比二元掩模困难。即，缺陷检查是以光学方式检测缺陷，虽然针对遮光膜能够通过光的对比度来进行缺陷的检测，但是，针对半透膜，由于存在光的透射，因此对于像针孔那样半透膜的一部分缺失而成的“白色缺陷”的检测是困难的。因此，当残留了缺陷检查装置未检测到的微小的针孔(白色缺陷)时，通过半色调掩模使光致抗蚀剂感光，结果，在针孔部使光致抗蚀剂感光，存在光致抗蚀剂膜厚局部地比预期的膜厚薄的危险性。文献1公开了通过FIB装置在针孔部分处形成与半透膜的透射率对应的碳膜的修复技术，但是存在修复工序复杂、当缺陷大小较小时修复困难的技术问题。此外，通过FIB装置形成碳膜的修复技术对于由缺陷检查装置检测到的缺陷进行修复，因此无法修复缺陷检查装置的灵敏度极限以下的缺陷，特别是针对半透膜的白色缺陷，存在对于细微缺陷的检测本身就困难的技术问题。因此，需要再次检查通过半色调掩模曝光的光致抗蚀剂有无缺陷。鉴于上述技术问题，本专利技术提供如下的半色调掩模和用于制造该半色调掩模的半色调掩模坯，该半色调掩模能够防止由于特定大小以下、例如检测困难的细微的半透膜的针孔(白色缺陷)引起的光致抗蚀剂膜的曝光不良。本专利技术提供一种半色调掩模，其特征在于，该半色调掩模在透明基板上具有遮光膜的图案和半透膜的图案，上述半透膜相对于上述透明基板的透射率为20％～50％，上述半透膜相对于上述透明基板的相位差为60度～90度。此外，本专利技术的半色调掩模的特征在于，上述半透膜相对于上述透明基板的透射率为30％，上述半透膜相对于上述透明基板的相位差为80度～90度。通过使半色调掩模中的半透膜具有特定的相位差，由于透明区域与半透膜区域的特定宽度的边界处的干涉效果，能够使半色调掩模的半透膜上的特定大小以下的针孔不在光致抗蚀剂上解像，或者使光致抗蚀剂产生的膜厚变动处于曝光余量的容许范围内的程度。本专利技术的半色调掩模的特征在于，上述遮光膜是铬膜，上述半透膜是铬的氧化膜、氮化膜或氮氧化膜。通过对铬的氧化膜、氮化膜或氮氧化膜的组成和膜厚进行控制及调整，能够在半色调掩模上形成具有预期的透射率和相位差的半透膜的图案。本专利技术的半色调掩模的特征在于，上述半透膜的图案的尺寸相对于设计值缩小规定的校正量。通过形成这样的半透膜的图案，能够排除由于特定大小以下的细微针孔引起的光致抗蚀剂的缺陷，并且形成依照设计值的光致抗蚀剂图案。本专利技术提供一种半色调掩模坯，其特征在于，该半色调掩模坯在透明基板上具有半透膜和遮光膜，上述半透膜相对于上述透明基板的透射率为20％～50％，上述半透膜相对于上述透明基板的相位差为60度～90度。此外，本专利技术的半色调掩模坯的特征在于，上述半透膜相对于上述透明基板的透射率为30％，上述半透膜相对于上述透明基板的相位差为80度～90度。通过使用这样的半色调掩模坯，选择与规格对应的半透膜来制造半色调掩模，可以以低成本制造能够避免半透膜的特定大小以下的细微针孔解像的半色调掩模。根据本专利技术，可以以低成本提供一种即使针对特定大小以下的针孔、特别是在现有技术中难以修复的检测极限以下的针孔，也能够防止由于转印而引起的图案异常的半色调掩模坯和半色调掩模。结果，可以提供在使用本专利技术的半色调掩模的光刻工序中，能够降低产品产生图案缺陷的风险的半色调掩模。附图说明图1是3灰阶的半色调掩模的剖视图。图2是示出针孔部的曝光光强度的相位差依赖性的图。图3是示出光致抗蚀剂的表面形状的针孔直径依赖性的图。图4是示出光致抗蚀剂的剖面形状的相位差依赖性的图。图5是示出使用半色调掩模的曝光光强度和光致抗蚀剂膜厚分布的相位差依赖性的图。图6是示出透明基板与半透膜边界附近的光致抗蚀剂膜厚分布的相位差依赖性的图。图7是示出半色调掩模的半透膜的尺寸校正的俯视图。图8是示出半透膜的尺寸校正量的透射率和NA依赖性的图。标号说明1：透明基板；2：遮光膜；3：半透膜。具体实施方式(解决技术问题的原理)根据本专利技术的半色调掩模，通过针对对曝光光具有规定的透射率的半透膜，在特定的区域设定与透明基板之间的相位差，从而避免特定大小以下的针孔在光致抗蚀剂上被解像，由此，能够防止光致抗蚀剂产生由于针孔引起的缺陷而不需要对半透膜的针孔进行修复。即，由于透明区域与半透膜区域的曝光光的干涉效果，使透明区域与半透过区域的边界附近的曝光光的透射强度减小，由此将对于半透膜的孔形状的解像下限值设定为作为对象的特定的针孔大小以上，由此，防止特定的针孔大小以下的针孔在光致抗蚀剂上解像而导致光致抗蚀剂开孔(膜厚成为零或容许下限以下)。此外，另一方面，在针孔附近区域中，特别是在包围针孔的半透膜区域中，曝光光强度减小，因此有时抗蚀剂膜厚会变厚。因此，针对半透膜的透射率，并且针对通过光刻工序形成图案的光致抗蚀剂，将半透膜的相位偏移的范围设定在最佳的范围内，使得与半透膜的针孔附近相当的部位的光致抗蚀剂膜厚达到容许范围，由此，进行半透膜的针孔缺陷的应对。因此，通过与现有技术那样检测光掩模的半透膜的针孔并对该针孔进行修复的方法完全不同的技术构思，来防止光致抗蚀剂产生缺陷。这样，解决本专利技术的技术问题的方法是通过调整针孔附近的分辨率来防止光致抗蚀剂的缺陷，因此，半透膜的相位偏移的最佳范围还依赖于作为对象的半透膜的针孔大小。作为一例，半透膜的透射率根据所需的光致抗蚀剂的膜厚来确定，半色调掩模的半透膜的透射率通常被设定为30％左右的值，因此，以下以透射率30％的情况为例详细进行说明。此外，作为针孔大小，着眼于与现有的缺陷检查装置的下限值对应的大小，由此，针对利用现有技术在原理上不可能修复的半透膜的针孔，也能够避免因针孔而引起的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半色调掩模，其特征在于：该半色调掩模在透明基板上具有遮光膜的图案和半透膜的图案，所述半透膜相对于所述透明基板的透射率为20％～50％，所述半透膜相对于所述透明基板的相位差为60度～90度。

【技术特征摘要】
2016.07.06 JP 2016-1341071.一种半色调掩模，其特征在于：该半色调掩模在透明基板上具有遮光膜的图案和半透膜的图案，所述半透膜相对于所述透明基板的透射率为20％～50％，所述半透膜相对于所述透明基板的相位差为60度～90度。2.根据权利要求1所述的半色调掩模，其特征在于：所述半透膜相对于所述透明基板的透射率为30％，所述半透膜相对于所述透明基板的相位差为80度～90度。3.根据权利要求1或2所述的半色调掩模，其特征在于：所述遮...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐藤隆史，
申请(专利权)人：株式会社SK电子，
类型：发明
国别省市：日本,JP