灰阶掩模坯料,灰阶掩模的制造方法和灰阶掩模及图案转写方法技术

本发明专利技术提供一种灰阶掩模坯料，在根据部位选择性地降低对被转写体的曝光光的照射量，在被转写体上的光刻胶上形成包含残膜值不同的部分的期望转写图案的灰阶掩模的制造中使用，在透明基板上依次具有半透光膜和遮光膜，分别在该半透光膜和该遮光膜上实施规定的图案化，从而形成遮光部、透光部和半透光部，作为灰阶掩模。遮光膜在膜厚方向上的组成变化，降低对图案化时采用的绘制光的表面反射率，半透光膜对图案化时采用的绘制光的表面反射率调整为在面内不超过４５％。

【技术实现步骤摘要】
,灰阶掩模的制造方法和灰阶掩模及图案转写方法
本专利技术涉及采用掩膜在被转写体上的光刻胶上形成设置了不同的抗 蚀膜厚部分的转写图案的图案转写方法，在该图案转写方法中使用的灰阶 掩模及其制造方法，和在该灰阶掩模的制造中使用的(blank)。
技术介绍
目前，在液晶显示装置(Liquid Crystal Display:下面称为LCD)的 领域中，薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display:下面称为TFT—LCD)与CRT (阴极射线管)相比，由于容易制 造成薄型且消耗功率低等优点，所以被飞速地应用到现代商品中。TFT_ LCD具有在矩阵状排列的各像素中配置有TFT的结构的TFT基板和与各 像素对应地排列红色、绿色和蓝色像素图案的滤色器在液晶相的介入下重 合的简要结构。TFT—LCD的制造步骤繁多，仅制造TFT基板就要使用5 6个光掩膜。在这种情况下，提出了通过采用具有遮光部、透光部和半透 光部的光掩膜(称为灰阶掩模)，减少在TFT基板制造中使用的掩膜数量 的方法(例如特开2005 — 37933号公报)。在此，所谓的灰阶掩模是指具有露出透明基板的透光部，在透明基板 上形成有遮挡曝光光的遮光膜的遮光部，在透明基板上形成遮光膜或半透 光膜且将透明基板的光透过率作为100°/。时使透过的光量比该透光率减少 而透过规定量的光的半透光部(下面称为灰阶部)的掩模。此外，所谓的 半透光部是在使用掩膜而将图案转写在被转写体上时，使透过的曝光光的 透过量减少规定量且控制在被转写体上的光刻胶膜显像之后的膜残留量 的部分。作为这样的灰阶掩模，作为半透光部，在透明基板上具有规定的光透过率，形成半透光膜，或者，在透明基板上的遮光膜或半透光膜上、 在曝光的条件下、形成解像限度以下的微细图案。图1是用于说明采用了灰阶掩模的图案转写方法的截面图。在图1中示出的灰阶掩模20用于在被转写体30上形成膜厚分阶段不同的抗蚀图案 33。在图1中示出使用灰阶掩模20在被转写体30上形成膜厚不同的抗蚀 图案33的状态。另外，在图1中，符号32A、 32B示出在被转写体30中 的基板31上层叠的膜。在图1中示出的灰阶掩模20具有在使用该灰阶掩模20时遮挡曝光光 (透过率大约为0%)的遮光部21，使露出透明基板24的表面的曝光光透 过的透光部22，以及将透光部的曝光光透过率作为100%时使透光率减小 为10 80%左右的半透光部23。在图1中示出的半透光部23由在透明基 板24上形成的光半透过性半透光膜构成，但是也可以由在使用掩膜时的 曝光条件下形成超过解像限度的微细图案而构成。在使用如上所述的灰阶掩模20时，由遮光部21实质上地不使曝光光 透过，由半透光部23使曝光光减少。由此，在被转写体30上涂敷的抗蚀 膜(正片型光刻胶膜)在转写后、经过显像时，在与遮光部21对应的部 分上具有厚的膜厚，在与半透光部23对应的部分上具有薄的膜厚，在与 透光部22对应的部分上没有膜(即实质上没有产生残膜)，从而形成抗 蚀图案33。 g卩，抗蚀图案33具有分阶段不同(即存在高低差)的膜厚。并且，在图1中示出的抗蚀图案33的没有膜的部分中，在被转写体 30的例如膜32A和32B上实施第一蚀刻，并且通过抛光(ashing)等去除 抗蚀图案33的膜厚薄的部分，在该部分中，在被转写体30的例如膜32B 上实施第二蚀刻。这样，通过采用一个灰阶掩模20在被转写体30上形成 膜厚分阶段不同的抗蚀图案33，实施现有的两个光掩膜步骤，减少了掩膜 的数量。这样的光掩膜在显示装置中，特别是液晶显示装置的薄膜晶体管的制 造中，被非常有效的应用。例如，可以通过遮光部21形成源极、漏极部， 通过半透光部23形成沟道部。但是， 一般，采用光掩膜曝光被转写体时，需要考虑由曝光光的反射 导致的不良影响。例如，存在曝光光透过掩膜之后在被转写体表面反射，并由掩膜表面(图案形成表面)或内表面反射而再次照射到被转写体上的 情况。此外，曝光光在曝光设备内的任何一个部位反射，并且由光掩膜表 面反射而照射到被转写体上等，从而还存在产生散射光的情况。在这样的 情况下，在被转写体上产生不期望的写入，而防碍了正确的图案转写。因 此，在曝光设备的光学系统中一般实施应对曝光时的散射光的措施。进一 步地，在曝光设备中，例如对曝光光的掩膜表面反射率如果在10±5%，则 不会受到散射光的影响，设定为进行转写时的基准。此外，在二元掩膜等 中，在没有半透光膜的光掩膜中，通过实施在作为最上层的遮光膜上设置 反射防止膜等反射防止措施，也需要使用完全满足上述的反射率在15%以 下的基准的掩膜。另一方面，如上所述，通过在被转写体上形成具有膜厚分阶段地或连 续地不同的部分的抗蚀图案的目的，已知作为选择性地降低图案上特定部 位的曝光光的透过率并可以控制曝光光的透过的光掩膜即灰阶掩模。在这 样的灰阶掩模中，已知在透过一部分曝光光的半透光部上采用半透光膜。 在该半透光部上采用半透光膜的灰阶掩模中，通过在掩膜上形成的图案结 构，该半透光膜代替遮光膜，存在露出掩膜的最上层的部分，如图1所示。 该半透光膜根据在期望的透过率范围内透过曝光光的必要性，不能直接层 叠使用上述二元掩膜这样的反射防止膜。此外，在釆用半透光膜的灰阶掩 模中，半透光部对曝光光的表面反射率由于其组成和膜厚，不能避免超过10%的情况。再一方面，采用这样的灰阶掩模，在被转写体上进行图案转写的情况 下，作为被转写体上的抗蚀剂，与不存在半透光部的一般的二元掩膜等的 光掩膜相比，也可以采用感光度对曝光光量的依赖性小或者显像特性对曝 光光量的依赖性低的抗蚀剂。这样，通过采用曝光光量依赖性低的抗蚀剂， 可以容易地将抗蚀剂的残膜量控制在期望的范围内。并且，认为对于曝光 光量依赖性低的抗蚀剂，由于其对光量的光感度变化小，所以由曝光时的 散射光导致的图案写入的影响比较小。但是，专利技术人发现需要以与上述二 元掩膜不同的观点检验这样的灰阶掩模的反射特性。具体地来说，虽然如上所述由半透光膜的曝光光反射率导致的散射光 的影响小，但是在制造灰阶掩模的阶段，确定对于在图案化中采用的绘制8光的表面反射率是重要的。这是因为在半透光膜上形成的抗蚀膜中通过绘 制光绘制图案时，在半透光膜表面上的表面反射率过高时，不能正确地绘 制图案的尺寸。也就是说，发现在对绘制光的半透光膜的表面反射率大时，针对在半 透光膜上形成的抗蚀膜的图案绘制时，在的抗蚀膜内，容易 产生由绘制光引起的驻波，并且由于在抗蚀膜的厚度方向上曝光量不均 匀，所以形成的抗蚀图案的截面形状乱，线宽会不均匀。进一步地，确定 将具有不均匀线宽的抗蚀图案作为掩膜而形成的半透光膜的图案或者进 一步在其下的遮光膜的图案的线宽精度容易恶化。此外，向 绘制图案时，在抗蚀膜及其下层(在此例如半透光膜)的界面上的绘制光 的反射光量大时，发现该部位附近的抗蚀剂的曝光量变大。实际上，这种 效果的表现方式由实验确定，也受到膜的折射率和膜厚的影响，在影响表 现大的情况下，结果导致图案线宽变化。例如，在液晶显示装置制造用的灰阶掩模中，虽然多将图案线宽(下面简称为CD)变动在士0.35pm以下作为标准规格，但是这种变动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灰阶掩模坯料，在根据部位选择性地降低对被转写体的曝光光的照射量，在被转写体上的光刻胶上形成包含残膜值不同的部分的期望的转写图案的灰阶掩模的制造中使用，　该灰阶掩模坯料在透明基板上依次具有半透光膜和遮光膜，分别在该半透光膜和该遮光膜 上实施规定的图案化，从而形成遮光部、透光部和半透光部，形成灰阶掩模，　所述遮光膜在膜厚方向上的组成变化，图案化时对在该遮光膜上形成的抗蚀膜进行图案曝光时采用的绘制光的表面反射率被降低，　所述半透光膜在图案化时对在该半透光膜上形成 的抗蚀膜进行图案曝光时采用的绘制光的表面反射率调整为在面内不超过４５％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐野道明，井村和久，三井胜，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]