光掩模和光掩模坯以及光掩模的制造方法技术

提供能够兼顾图案的细微化和多灰阶的半色调掩模。在透明基板上具有相移膜和半透膜的层叠区域、以及由曝光光的光透过率比上述层叠区域高的半透膜构成的半透过区域，上述层叠区域具有与上述半透过区域和/或露出透明基板的透明区域接触的边界部，上述相移膜使曝光光的相位偏移，而且，上述层叠区域相对于曝光光的光透过率为1～8％。在上述边界部，曝光光的强度分布急剧变化，能够改善被曝光的光致抗蚀剂图案的剖面形状。

【技术实现步骤摘要】
光掩模和光掩模坯以及光掩模的制造方法
本专利技术涉及在平板显示器等中使用的具有多灰阶的半色调掩模功能的光掩模和光掩模坯以及光掩模的制造方法。
技术介绍
在平板显示器等的
中，使用被称作半色调掩模的多灰阶光掩模，其具有利用半透膜的光透过率限制曝光量的功能。半色调掩模通过透明基板、遮光膜、以及具有它们之间的光透过率的半透膜，能够实现3灰阶或其以上的多灰阶光掩模。在专利文献1中公开了如下方法：对在透明基板上形成有遮光膜的光掩模坯进行加工，在形成遮光膜的图案后，形成半透膜，通过使遮光膜和半透膜形成图案，而形成半色调掩模。这样的半色调掩模有时用于如下情况，例如在平板显示器的制造工序中，在TFT(薄膜晶体管)的沟道区域和源极/漏极电极形成区域中，通过单次曝光工序形成膜厚分别不同的光致抗蚀剂图案，从而削减光刻工序。另一方面，为了实现平板显示器的高画质化，布线图案的细微化需求越来越高。专利文献2中公开了设置有移相部件的相移掩模，在想利用投影曝光机对接近分辨率极限的图案进行曝光的情况下，为了确保曝光余量，该移相部件在遮光区域的边缘部使相位反转。现有技术文献专利文献【专利文献1】日本专利公开公报特开2005-257712号【专利文献2】日本专利公开公报特开2011-13283号
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在半色调掩模中，在半透膜和遮光膜的边界部分处的曝光光强度的变化比较缓和，在使用半色调掩模进行曝光后的光致抗蚀剂中，在这样的边界部分处的剖面形状显示出平缓的倾斜，处理余量降低，其结果是，难以形成细微的图案。通过使用相移掩模来提高分辨率，能够实现图案进一步的细微化，但是，不可能像半色调掩模一样削减光刻工序。因此，在用于平板显示器的制造的情况下，无助于制造成本的降低。与半色调掩模方式不同的、细微图案类型的灰色调掩模虽然能够在遮光部和半透过部之间得到比较陡峻的曝光光强度分布，但是存在焦点深度变浅的问题。这样，在以往的光掩模中，不可能同时兼顾平板显示器等的制造成本的削减和分辨率的问题。鉴于上述课题，本专利技术的目的在于，提供能够兼顾光刻工序的削减和图案的进一步细微化的光掩模和其制造方法。用于解决问题的手段本专利技术的光掩模的特征在于，该光掩模具有：在透明基板上由半透膜构成的半透过区域；从所述透明基板侧依次层叠使曝光光的相位反转的相移膜和所述半透膜的层叠区域；以及露出所述透明基板的透明区域，所述层叠区域具有与所述半透过区域相接的边界部或与所述透明区域相接的边界部，或者，具有与所述半透过区域相接的边界部和与所述透明区域相接的边界部，所述半透过区域对于曝光光的光透过率大于所述层叠区域对于曝光光的光透过率，小于所述透明基板对于曝光光的光透过率，所述半透膜的相移角是0.1度以上20度以下。通过采用这样的光掩模的结构，层叠区域和透明区域之间的曝光光的相位差大致为180度，使用光掩模通过曝光得到的光致抗蚀剂的剖面形状在相当于层叠区域和透明区域之间的边界部的部位处变化急剧，能够得到良好的矩形性。此外，本专利技术的光掩模的特征在于，所述层叠区域对于曝光光的光透过率为1％～8％。通过采用这样的光掩模的结构，在由半透膜构成的半透过区域与半透膜和相移膜层叠的区域(层叠区域)的边界部，能够得到急剧变化的曝光光的强度分布。其结果是，使用光掩模通过单次曝光得到的光致抗蚀剂，其能够对应光透过率不同的各个区域而同时形成膜厚不同的光致抗蚀剂，并且，在不同膜厚的光致抗蚀剂的边界部，膜厚变化急剧，剖面形状的矩形性提高。本专利技术的光掩模的特征在于，在所述层叠区域与所述透明区域相接的边界部，所述层叠区域中的相移膜的侧壁的至少一部分被所述半透膜覆盖。通过采用这样的光掩模的结构，在针对层叠区域形成图案时，能够防止在层叠区域中由于侧面蚀刻而使半透膜的端部比相移膜的端部后退。其结果是，在所述层叠区域与所述透明区域相接的边界部，能够得到所期望的光学特性，能够实现良好的光致抗蚀剂的剖面形状。本专利技术的光掩模的制造方法的特征在于，其包括以下工序：在透明基板上形成使曝光光的相位反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第1光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第1光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第1光致抗蚀剂图案的工序；第1蚀刻工序，将所述第1光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述相移膜进行蚀刻，使所述透明基板露出并形成所述相移膜的图案；去除所述第1光致抗蚀剂的工序；以覆盖所述相移膜的图案的方式形成半透膜的工序；在所述半透膜上形成第2光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第2光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第2光致抗蚀剂图案的工序；第2蚀刻工序，将所述第2光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述半透膜和所述相移膜进行蚀刻，形成使所述透明基板露出的透明区域、所述半透膜的图案、以及所述相移膜和所述半透膜的层叠图案；以及去除所述第2光致抗蚀剂的工序，所述半透膜的相移角为0.1度以上20度以下，并且，在所述相移膜上形成有所述半透膜的层叠部分与在所述透明基板上直接形成所述半透膜然后成为所述透明区域的部分相邻的区域中，所述第2光致抗蚀剂图案的端部从所述第2蚀刻工序前的所述相移膜的图案的端部起向作为所述层叠图案的一侧后退了规定的距离。此外，本专利技术的光掩模的制造方法的特征在于，所述规定的距离为对所述第2光致抗蚀剂进行曝光的绘图装置的重合误差以上。通过这样的光掩模的制造方法，能够形成相移膜和半透膜的层叠图案以及半透膜的图案，并且，能够容易地形成上述层叠图案和由半透膜构成的图案在边界部相接的图案。此外，能够在层叠图案的透明区域(透明基板露出的区域)侧的端部使相移膜的端部和半透膜的端部的位置一致。因此，层叠图案即使在与透明区域相接的端部也能够维持层叠了相移膜和半透膜的结构，具有作为层叠而成的膜的光学特性。本专利技术的光掩模的制造方法的特征在于，其包括以下工序：在透明基板上形成使曝光光的相位反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第3光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第3光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第3光致抗蚀剂图案的工序；将所述第3光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述相移膜进行蚀刻，使所述透明基板露出并形成所述相移膜的图案的工序；去除所述第3光致抗蚀剂的工序；以覆盖所述相移膜的图案的方式形成半透膜的工序；在所述半透膜上形成第4光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第4光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第4光致抗蚀剂图案的工序；将所述第4光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述半透膜和所述相移膜进行蚀刻，形成使所述透明基板露出的透明区域、所述半透膜的图案、以及所述相移膜和所述半透膜的层叠图案的工序；以及去除所述第4光致抗蚀剂的工序，所述半透膜的相移角为0.1度以上20度以下，并且，所述第3光致抗蚀剂图案在形成所述半透膜的图案的区域中具有开口部。通过这样的光掩模的制造方法，缓和了在形成层叠图案和半透膜图案在边界部相接的图案时的第3光致抗蚀剂图案的设计上的制约，容易进行光掩模的制造。此外，本专利技术的光掩模的制造方法的特征在于，其包括以下工序：在透明基板上形成使曝光光的相位反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第1光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第1光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第1光致抗蚀剂图案的工序；将所述第1光致抗蚀剂图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光掩模，其特征在于，该光掩模具有：在透明基板上由半透膜构成的半透过区域；从所述透明基板侧依次层叠使曝光光的相位反转的相移膜和所述半透膜的层叠区域；以及露出所述透明基板的透明区域，所述层叠区域具有与所述半透过区域相接的边界部或与所述透明区域相接的边界部，或者，具有与所述半透过区域相接的边界部和与所述透明区域相接的边界部，所述半透过区域对于曝光光的光透过率大于所述层叠区域对于曝光光的光透过率，小于所述透明基板对于曝光光的光透过率，所述半透膜的相移角是0.1度以上20度以下。

【技术特征摘要】
2017.04.04 JP 2017-074539;2017.10.12 JP 2017-198261.一种光掩模，其特征在于，该光掩模具有：在透明基板上由半透膜构成的半透过区域；从所述透明基板侧依次层叠使曝光光的相位反转的相移膜和所述半透膜的层叠区域；以及露出所述透明基板的透明区域，所述层叠区域具有与所述半透过区域相接的边界部或与所述透明区域相接的边界部，或者，具有与所述半透过区域相接的边界部和与所述透明区域相接的边界部，所述半透过区域对于曝光光的光透过率大于所述层叠区域对于曝光光的光透过率，小于所述透明基板对于曝光光的光透过率，所述半透膜的相移角是0.1度以上20度以下。2.根据权利要求1所述的光掩模，其特征在于，在将所述透明基板对于曝光光的光透过率设为100％的情况下，所述层叠区域对于曝光光的光透过率为1％～8％。3.根据权利要求1或2所述的光掩模，其特征在于，在所述层叠区域与所述透明区域接触的边界部，所述层叠区域中的相移膜的侧壁的至少一部分被所述半透膜覆盖。4.一种光掩模的制造方法，其特征在于，该光掩模的制造方法包括以下工序：在透明基板上形成使曝光光的相位反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第1光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第1光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第1光致抗蚀剂图案的工序；第1蚀刻工序，将所述第1光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述相移膜进行蚀刻，使所述透明基板露出并形成所述相移膜的图案；去除所述第1光致抗蚀剂的工序；以覆盖所述相移膜的图案的方式形成半透膜的工序；在所述半透膜上形成第2光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第2光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第2光致抗蚀剂图案的工序；第2蚀刻工序，将所述第2光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述半透膜和所述相移膜进行蚀刻，形成使所述透明基板露出的透明区域、所述半透膜的图案、以及所述相移膜和所述半透膜的层叠图案；以及去除所述第2光致抗蚀剂的工序，所述半透膜的相移角为0.1度以上20度以下，并且，在所述相移膜上形成有所述半透膜的层叠部分与在所述透明基板上直接形成所述半透膜然后成为所述透明区域的部分相邻的区域中，所述第2光致抗蚀剂图案的端部从所述第2蚀刻工序前的所述相移膜的图案的端部起向作为所述层叠图案的一侧后退了规定的距离。5.根据权利要求4所述的光掩模的制造方法，其特征在于，所述规定的距离为对所述第2光致抗蚀剂进行曝光的绘图装置的重合误差以上。6.一种光掩模的制造方法，其特征在于，该光掩模的制造方法包括以下工序：在透明基板上形成使曝光光的相位反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第3光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第3光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第3光致抗蚀剂图案的工序；将所述第3光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述相移膜进行蚀刻，使所述透明基板露出并形成所述相移膜的图案的工序；去除所述第3光致抗蚀剂的工序；以覆盖所述相移膜的图案的方式形成半透膜的工序；在所述半透膜上形成第4光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第4光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第4光致抗蚀剂图案的工序；将所述第4光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述半透膜和所述相移膜进行蚀刻，形成使所述透明基板露出的透明区域、所述半透膜的图案、以及所述相移膜和所述半透膜的层叠图案的工序；以及去除所述第4光致抗蚀剂的工序，所述半透膜的相移角为0.1度以上20度以下，并且，所述第3光致抗蚀剂图案在形成所述半透膜的图案的区域中具有开口部。7.一种光掩模的制造方法，其特征在于，该光掩模的制造方法包括以下工序：在透明基板上形成使曝光光的相位反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第1光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第1光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第1光致抗蚀剂图案的工序；将所述第1光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述相移膜进行蚀刻，使所述透明基板露出并形成所述相移膜的图案的工序；去除所述第1光致抗蚀剂的工序；以覆盖所述相移膜的图案的方式形成半透膜的工序；在所述半透膜上形成第2光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第2光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第2光致抗蚀剂图案的工序；将所述第2光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述半透膜进行蚀刻，形成使所述透明基板露出的透明区域、所述半透膜的图案、以及所述相移膜和所述半透膜的层叠图案；以及去除所述第2光致抗蚀剂的工序，所述半透膜的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田慎吾，森山久美子，美作昌宏，
申请(专利权)人：株式会社SK电子，
类型：发明
国别省市：日本,JP