CN101408725A - 灰色调掩模的制造方法和灰色调掩模以及图案转印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种灰色调掩模的制造方法、灰色调掩模及图案转印方法。其中，准备在透明基板上依次具有半透光膜和遮光膜的灰色调掩模板，对该灰色调掩模板施加第一次构图，在包含被构图的遮光膜和露出的半透光膜的透明基板整个表面上形成抗蚀剂膜之后，通过进行第二次构图，在该半透光膜和该遮光膜上分别进行预定构图，从而形成灰色调掩模。并且，相对于所述第一次构图时的描绘光的所述遮光膜的表面反射率和相对于所述第二次构图时的描绘光的所述半透光膜的表面反射率的差，被调整为35％以下。

Description

灰色调掩模的制造方法和灰色调掩模以及图案转印方法
技术领域
本发明涉及在被转印体上的光敏抗蚀剂上使用掩模而形成具有不同抗蚀剂膜厚部分的转印图案的图案转印方法、该图案转印方法所使用的灰色调掩模及其制造方法。
背景技术
现在在液晶显示装置(Liquid Crystal Display：以下称为LCD)的领域中，薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display：以下称为TFT-LCD)与CRT(阴极射线管)相比，具有容易薄型化、消耗电力低的优点，因此现在商品化被急速推进。TFT-LCD具有以下大致结构：在排列成矩阵状的各像素上排列TFT的构造的TFT基板、和与各像素对应地排列红、绿和蓝的像素图案的彩色滤色器在液晶相夹设的状态下重合。在TFT-LCD中，制造工序多，即使只制造TFT基板就使用5～6个光掩模。这种状况下，提供一种通过使用具有遮光部、透光部和半透光部的光掩模(称为灰色调掩模)，可以减少在TFT基板的制造中使用的掩模数量的方法(例如专利文献1：特开2005-37933号公报)。这里，半透光部指的是：使用掩模在被转印体上转印图案时，使透过的曝光光线的透射率降低预定量，控制在被转印体上的光敏抗蚀剂膜的显影后的残膜量(残膜值)的部分。
这里，所谓灰色调掩模指具有：透明基板露出的透光部；在透明基板上形成用于遮挡曝光光线的遮光膜的遮光部；在透明基板上形成遮光膜或半透光膜的、假定透明基板的光透射率为100％时透过降低了透射光量的预定量的光的半透光部(以下称为灰色调部分)。作为这种灰色调掩模，作为半透光部，具有预定光透射率，并形成半透光膜；或者，在遮光膜或半透光膜上，形成在曝光条件下分辨极限以下的微细图案；或者，能形成具有预定光透射率的半透光膜。
图1是用于说明使用灰色调掩模的图案转印方法的剖面图。图1中所示的灰色调掩模20用于在被转印体30上形成膜厚阶梯性地不同的抗蚀剂图案33。而且，图1中的符号32A、32B表示在被转印体30上的基板31上层叠的膜。
图1中所示的灰色调掩模20包括：在使用该灰色调掩模20时遮挡曝光光线(透射率为大约0％)的遮光部21；透明基板24的表面的、使曝光光线透过的透光部22；以及在透光部22的曝光光线透射率为100％时使透射率降低到10～80％左右的半透光部23。图1所示的半透光部23尽管是由在透明基板24上形成的光半透射性的半透光膜26构成，也可以通过在使用掩模时的曝光条件下形成超过分辨极限的微细图案而构成。遮光部21这里是通过在半透光膜26上层叠遮光膜25构成的。
在使用上述的灰色调掩模20时，在遮光部21基本上不使曝光光线透过，在半透光部23降低曝光光线。因此，被转印体30上涂敷的抗蚀剂膜(正型光敏抗蚀剂膜)在转印后，经过显影时，对应遮光部21的部分的膜厚变厚，对应半透光部23的部分的膜厚变薄，对应透光部22的部分没有膜(基本上不产生残膜)，由此可以形成膜厚呈阶梯性不同(也就是，有梯度)的抗蚀剂图案33。
接着，在图1所示的抗蚀剂图案33的没膜部分，对被转印体30的例如膜32A和32B进行第一次蚀刻，在通过灰化等方法除去抗蚀剂图案33的膜厚的薄部分的这个部分，对被转印体30的例如膜32B进行第二次蚀刻。这样，通过使用一个灰色调掩模20在被转印体30上形成膜厚阶梯性不同的抗蚀剂图案33，就实施现有的2个光掩模的工序，减少了掩模数量。
这种光掩模极有效地适用于制造显示装置、特别是液晶显示装置的薄膜晶体管。例如，通过遮光部21，可以形成源极、漏极部，通过半透光部23，可以形成沟道部。
发明内容
因此，一般情况下，使用光掩模，在被转印体上曝光时，必须考虑因曝光光线的反射产生的不良影响。例如，曝光光线在透射光掩模之后由被转印体表面反射，并由光掩模表面(图案形成面)或背面反射，再次照射被转印体，或者曝光光线在曝光机内的任何部位反射，在光掩模表面反射，再照射被转印体上等产生杂散光时，在被转印体上，产生不是本意的转印，阻害了正确的图案转印。因此，一般对于曝光机的光学系统施行曝光时的杂散光对策。另外，在曝光机中，例如，相对于曝光光线的光掩模的表面反射率如果为10±5％则没有杂散光的影响，可以设定进行转印的基准。此外，即使在双掩模等的光掩模中，通过实施在构成最上层的遮光膜上设置反射防止膜等的反射防止措施，可以使用完全满足上述表面反射率15％以下的基准的光掩模。
另一方面，为了在被转印体上形成具有膜厚阶梯性或连续的不同的部分的抗蚀剂图案的目的，知道根据图案上的特定部位选择地降低曝光光线的透射率，可以控制曝光光线的透射的光掩模即灰色调掩模如上所述。还知道在这种灰色调掩模中，在透过曝光光线的一部分的半透光部中使用半透光膜。在这种半透光部中使用半透光膜的灰色调掩模中，通过在掩模上形成的图案结构在掩模最上层露出这个半透光膜。从在所希望的透射率范围内透射曝光光线的必要性出发，这个半透光膜不适用于原样层叠像上述双掩模的反射防止膜。此外，在使用半透光膜的灰色调掩模中，由于其组成和膜厚，也存在相对于曝光光线的半透光部的表面反射率不能避免超过10％的情况。
另一方面，使用这种灰色调掩模，在被转印体上进行图案转印的情况下，作为被转印体上的抗蚀剂，通过使用与通常的双掩模(也就是不存在半透光部)等的光掩模相比，感度的曝光光量相关性小，或者显影特性的曝光光量相关性也低的抗蚀剂，从而很容易将抗蚀剂的残膜量控制在所希望的范围内。在这种抗蚀剂中，由于相对于其光量的光感度的变化小，因此考虑因曝光时的杂散光导致向图案上写时的影响比较小。因此，由发明人发现必须用与上述双掩模不同的观点检查这种灰色调掩模的反射特性。
尽管由于相对于上述曝光光线的半透光膜的表面反射率而使杂散光的影响小，但是在制造灰色调掩模的阶段，相对于在构图时使用的描绘光的表面反射率是很重要的。例如，在半透光膜上形成的抗蚀剂膜上，通过描绘光描绘图案时，如果半透光膜表面的表面反射率过高，则不能正确地描绘图案的尺寸。
特别是，在灰色调掩模的制造工序中，通常需要两次以上的描绘工序。例如，为了形成透光部、遮光部和半透光部(这里由一种半透光部构成)，由于需要分别在遮光部和半透光膜上进行预定的构图，使用光敏抗蚀剂，因此需要两次光刻工序。在使用具有两种以上的透射率的半透光膜的多掩模的情况下，也存在进一步增加描绘次数的情况。
在多次描绘中，即使描绘的能量(ド-ズ量)相同时，作为描绘的对象的膜的表面反射率如果不同，则存在发生线宽(CD)不均匀的悬念。例如，如果相对于描绘光的半透光膜的表面反射率大，则在对在半透光膜上形成的抗蚀剂膜进行图案描绘时，在灰色调掩模板的抗蚀剂膜内，容易发生由于描绘光产生的驻波，因此相对于表面反射率不同的膜的描绘由于容易产生驻波而产生差别，由此图案的剖面形状产生差别。此外，在对灰色调掩模板进行图案描绘时，如果抗蚀剂膜与其下层的半透光膜的界面上的描绘光的反射光量大，则这个部位附近的抗蚀剂的曝光量也变大，结果是线宽也变大。在相对于表面反射率不同的膜进行描绘时，出现这种影响的程度也不同。
因此，根据膜的表面反射率，考虑改变描绘时的能量。但是，在灰色调掩模中，为了根据其用途，求得各种透射率的灰色调掩模，其膜组成有多种选择，对其求得最合适的描绘条件，并设定描绘条件，这非常麻烦，不是有效的。
例如，在液晶显示装置制造用的灰色调掩模中，尽管多数情况下图案线宽(以下简称为CD)变化在±0.35μm以下作为标准规格，特别是，在薄膜晶体管的沟道部等的部位，对应其图案微细化，实质上要求达到CD变化在±0.20μm左右。特别是，在薄膜晶体管制造用的灰色调掩模中，在沟道部的线宽小于2μm的情况下，要求这种严格规定。
鉴于上述现有技术的问题，本发明的第一目的是提供一种可以在灰色调掩模制作时降低上述CD变化的灰色调掩模的制造方法及灰色调掩模。
本发明的另一目的是提供一种使用这种灰色调掩模、在被转印体上可以形成高精度的转印图案的图案转印方法。
为了解决上述课题，本发明具有以下结构。
(结构1)
一种灰色调掩模的制造方法，所述灰色调掩模使曝光光线对被转印体的照射量按照部位选择地降低，并对被转印体上的光敏抗蚀剂形成含有残膜值不同的部分的所希望的转印图案，且该灰色调掩模具有透光部、遮光部以及透过曝光光线的一部分的半透光部，，其特征在于：所述灰色调掩模的制造方法，准备在透明基板上依次具有半透光膜和遮光膜的灰色调掩模板，对该灰色调掩模板施加第一次构图，在包含被构图的遮光膜和露出的半透光膜的基板整个表面上形成抗蚀剂膜之后，通过实施第二次构图，对该半透光膜和该遮光膜分别进行预定的构图，从而形成灰色调掩模，并且，相对于所述第一次构图时的描绘光的所述遮光膜的表面反射率与相对于所述第二次构图时的描绘光的所述半透光膜的表面反射率的差被调整为35％以下。
(结构2)
一种灰色调掩模的制造方法，所述灰色调掩模使曝光光线对被转印体的照射量按照部位选择地降低，并对被转印体上的光敏抗蚀剂形成含有残膜值不同的部分的所希望的转印图案，且该灰色调掩模具有透光部、遮光部以及透过曝光光线的一部分的半透光部，其特征在于：
所述灰色调掩模的制造方法，对在透明基板上形成遮光膜的灰色调掩模板施加第一次构图，在包含被构图的遮光膜的基板整个表面上形成半透光膜，形成该半透光膜之后，通过实施第二次构图，对该半透光膜和该遮光膜分别进行预定的构图，从而形成灰色调掩模，并且，相对于所述第一次构图时的描绘光的所述遮光膜的表面反射率与相对于所述第二次构图时的描绘光的所述半透光膜的表面反射率的差被调整为35％以下。
(结构3)
根据结构1或2记载的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：相对于所述第一次构图时的描绘光的所述遮光膜的表面反射率与相对于所述第二次构图时的描绘光的所述半透光膜的表面反射率的差被调整为20％以下。
(结构4)
根据结构1～3中任一个记载的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述半透光膜将相对于使用所述灰色调掩模时适用的曝光光线的表面反射率调整为10％以上。
(结构5)
根据结构1～4中任一个记载的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述半透光膜的相对于所述第二次构图时的描绘光的表面反射率被调整为45％以下。
(结构6)
根据结构5记载的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述半透光膜的相对于所述第二次构图时的描绘光的表面反射率被调整为30％以下。
(结构7)
根据结构1～6中任一个记载的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述半透光膜和所述遮光膜各自被构图时，相对于抗蚀剂膜使用的描绘光都是预定波长在300nm～450nm范围内的光。
(结构8)
根据结构1～7中任一个记载的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述遮光膜是通过组成不同的膜叠层而成的膜，或者是在膜厚方向上组成倾斜的膜。
(结构9)
根据结构1～8中任一个记载的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述灰色调掩模是相对于含有365nm～436nm范围内的预定区域的曝光光线而使用的。
(结构10)
一种灰色调掩模，是通过在结构1～9中任一项记载的灰色调掩模的制造方法所制造的。
(结构11)
根据结构10记载的灰色调掩模，其特征在于：相对于预定线宽的线宽偏差在±0.35μm以内。
(结构12)
根据结构11记载的灰色调掩模，其特征在于：相对于预定线宽的线宽偏差在±0.20μm以内。
(结构13)
一种图案转印方法，具有使用通过结构1～9中任一个记载的制造方法得到的灰色调掩模、或者使用结构10～12中任一个记载的灰色调掩模而对被转印体照射曝光光线的曝光工序，且在被转印体上形成含有残膜值不同的部分的预定转印抗蚀剂图案。
利用根据本发明的灰色调掩模的制造方法，准备在透明基板上依次具有半透光膜和遮光膜的灰色调掩模板，对该灰色调掩模板进行第一次构图，在包含被构图的遮光膜和露出的半透光膜的基板整个表面上形成抗蚀剂膜之后，通过进行第二次构图，对该半透光膜和该遮光膜分别进行预定构图，从而形成灰色调掩模，并且相对于所述第一次构图时的描绘光的所述遮光膜的表面反射率与相对于所述第二次构图时的描绘光的所述半透光膜的表面反射率的差被调整为35％以下。
此外，利用本发明的灰色调掩模的制造方法，对在透明基板上形成了遮光膜的灰色调掩模板进行第一次构图，在包含被构图的遮光膜的基板整个表面上形成半透光膜，形成该半透光膜之后，通过进行第二次构图，对该半透光膜和该遮光膜上别进行预定构图，从而形成灰色调掩模，并且相对于所述第一次构图时的描绘光的所述遮光膜的表面反射率与相对于所述第二次构图时的描绘光的所述半透光膜的表面反射率的差被调整为35％以下。
由此，通过掩模制作时的第一和第二次构图提高了线宽精度，可以充分满足严格的CD条件。
此外，通过使用得到的灰色调掩模对被转印体进行图案转印，可以提供线宽精度高的电子器件。
附图说明
图1是用于说明使用灰色调掩模的图案转印方法的剖面图。
图2是表示根据本发明第一实施方式的灰色调掩模的制造工序的剖面图。
图3是表示根据本发明第二实施方式的灰色调掩模的制造工序的剖面图。
图4是表示表面反射率和CD(线宽)的相关性的曲线。
图5是在本发明第二实施方式中所示的灰色调掩模的半透光膜的特性图。
具体实施方式
下面基于附图说明用于实施本发明的优选方式。
[第一实施方式]
图2是表示根据本发明第一实施方式的灰色调掩模的制造工序的剖面图。在第一实施方式中，制作包括遮光部、透光部和半透光部的TFT基板制造用的灰色调掩模。
第一实施方式中使用的灰色调掩模板，是在透明基板24上依次形成例如包含硅化钼的半透光膜26和例如以铬Cr为主成分的遮光膜25，并在其上涂敷抗蚀剂而形成抗蚀剂膜27(参照图2(a))。作为遮光膜25的材质，除了由上述Cr作主成分的材料以外，还可以列举Si、W、Al等。在第一实施方式中，遮光部的透射率由上述遮光膜25和后述的半透光膜26的叠层决定，通过选择各自的膜材质和膜厚，总和上可将光学浓度设定为3.0以上。
首先，进行第一次的描绘。描绘时，通常虽然多数使用电子线或光(短波长的光)，但是在第一实施方式中使用激光(300～450nm范围内的预定波长光，例如413nm、或355nm等)。作为上述抗蚀剂，使用正型光敏抗蚀剂。对遮光膜25上的抗蚀剂膜27描绘预定的器件图案(在对应遮光部的区域上形成抗蚀剂图案等图案)，通过描绘后进行显影，形成与遮光部的区域所对应的抗蚀剂图案27(参照图2(b))。
接着，将上述抗蚀剂图案27作为蚀刻掩模，蚀刻遮光膜25，形成遮光膜图案25，而使半透光部和透光部区域上的半透光膜26露出。在使用由铬作为主成分的遮光膜25的情况下，作为蚀刻手段，尽管可以使用干蚀刻或湿蚀刻等，但在第一实施方式中使用湿蚀刻。除去残存的抗蚀剂图案(参照图2(c))。
然后，在包含上述遮光膜图案25和露出的半透光膜26的基板上的整个表面上形成与所述相同的抗蚀剂膜，进行第二次描绘。在第二次描绘中，描绘预定图案以在遮光部和半透光部上形成抗蚀剂图案。描绘之后，通过进行显影，在与遮光部和半透光部对应的区域上形成抗蚀剂图案28(参照图2(d))。
接下来，将上述抗蚀剂图案28作为蚀刻掩模，对露出的透光部区域上的半透光膜26进行蚀刻，形成透光部(参照图2(e))。之后，除去残存的抗蚀剂图案，从而完成在透明基板24上具有由半透光膜26和遮光膜25的层叠膜构成的遮光部21、露出透明基板24的透光部22以及由半透光膜26构成的半透光部23的灰色调掩模(参照图2(f))。
使用根据以上第一实施方式得到的、掩模图案的线宽CD精度良好形成的、且图案转印时的杂散光的影响能得以降低的上述灰色调掩模，通过进行如图1所示对被转印体30的图案转印，就能够在被转印体上形成高精度的转印图案(抗蚀剂图案33)。
而且，图1和图2所示的遮光部21、透光部22和半透光部23的图案形状只是代表性的一个例子，本发明不限于此。
如上所述，在第一实施方式中，使用在透明基板24上依次具有半透光膜26和遮光膜25的灰色调掩模板(也称灰色调掩模坯板)(图2(a))。上述灰色调掩模板(图2(a))中的半透光膜26具有相对于透明基板24的曝光光线的透射率的10～80％左右的透射率，优选为20～60％的透射率。
作为上述半透光膜26的材质，可以列举铬化合物、Mo化合物、Si、W、Al等。作为铬化合物，有氧化铬(CrOx)、氮化铬(CrNx)、氮氧化铬(CrOxN)、氟化铬(CrFx)、以及其中含有碳和氢的化合物，作为Mo化合物，除了MoSix之外，还包括MoSi的氮化物、氧化物、氮氧化物、碳化物等。此外，形成的掩模上的半透光部23的曝光光线透射率通过选择上述半透光膜26的膜材质和膜厚来设定。这里，图2(c)中，为了蚀刻半透光膜26上的遮光膜25，优选地，半透光膜26和遮光膜25具有相对于蚀刻剂的蚀刻选择性是有利的。因此，作为半透光膜26的素材，优选Mo化合物，使用MoSix(透射率50％)。
此外，遮光膜25的素材采用由Cr作主成分的材料。这里，遮光膜25优选在膜厚方向上其组成是不同的。例如，可以适用在由金属铬构成的层上层叠氧化铬(CrOx)，或者在由金属铬构成的层上层叠氮氧化铬(CrOxNy)，或者在由氮化铬(CrNx)构成的层上层叠金属铬、氧化铬(CrOx)等。这里，叠层可以是具有明确的边界的叠层，或者可以包含没有明确边界的组成倾斜的层。通过调整其组成和膜厚，可以降低相对于描绘光的表面反射率。相对于描绘光的遮光膜25的表面反射率可以为10～15％左右。而且，作为这种遮光膜，可以适用实施了相对于曝光光线的反射防止功能的公知的遮光膜。
在第一实施方式中，就上述半透光膜26而言，相对于描绘光的半透光膜26的表面反射率RF26(％)与相对于描绘光的遮光膜25的表面反射率RF25(％)的差为35％以下(RF25-RF26≤35％)。而且，这里适用的描绘光可以适用300～450nm的预定波长，可以使用适合于这个波长的光敏抗蚀剂。
这里，相对于描绘光的半透光膜26的表面反射率优选被调整为在面内为45％以下，特别优选调整为30％以下。
通过使用这种灰色调掩模板按照上述图2的工序制造灰色调掩模，掩模上的图案的CD通过二次描绘后不会过度不均匀，可以在容许范围内。特别是在包含微细图案的TFT沟道部制造用的掩模中，相对于描绘光的遮光膜25的表面反射率RF25和半透光膜26的表面反射率RF26的差优选为20％以下(RF25-RF26≤20％)。
由此，由于可以降低因相对于描绘光的膜的反射率不同而导致的CD变化的影响，结果是，可以以所希望的值正确地再现掩模图案的CD，容易达到与图案的微细化的要求对应的预定标准规格。此外，使用得到的灰色调掩模向被转印体上进行图案转印时，可以降低因曝光光线的反射产生的杂散光的影响。
[第二实施方式]
图3是表示根据第二实施方式的灰色调掩模的制造工序的剖面图。即使在第二实施方式中，也制作包括遮光部、透光部和半透光部的TFT基板制造用的灰色调掩模。
使用的掩模板在透明基板24上形成例如由铬Cr作主成分的遮光膜25，在其上涂敷抗蚀剂而形成抗蚀剂膜27(参照图3(a))。作为遮光膜25的材质，除了由上述Cr作主成分的材料之外，还可列举Si、W、Al等。在第二实施方式中，遮光部的透射率由上述遮光膜25和后述的半透光膜的叠层来决定，通过选择各自的膜材质和膜厚，总和上将光学浓度设定为3.0以上。
此外，在第二实施方式中，如以下说明的，在形成上述遮光膜25的图案之后，在包含该遮光膜图案的基板整个表面上形成半透光膜。
首先，进行第一次的描绘。作为上述蚀刻剂，使用正型光敏蚀刻剂。此外，对抗蚀剂膜27描绘预定器件图案(形成与遮光部和透光部的区域对应的抗蚀剂图案等的图案)。
描绘后通过进行显影，形成对应遮光部和透光部的抗蚀剂图案27(参照图3(b))。
接着，将上述抗蚀剂图案27作为蚀刻掩模，蚀刻遮光膜25，形成遮光膜图案。在使用由铬作主成分的遮光膜25的情况下，作为蚀刻手段，尽管可以使用干蚀刻或湿蚀刻等，但在第二实施方式中使用湿蚀刻。
除去残存的抗蚀剂图案之后(参照图3(c))，在透明基板24上的包含遮光膜图案25的整个表面上形成半透光膜26(参照图(3d))。半透光膜26具有相对于透明基板24的曝光光线的透射率的10～80％左右的透射率，更优选具有20～60％的透射率。第二实施方式中采用包含由溅射成膜所形成的氧化铬的半透光膜(曝光光线透射率40％)。
这里，与第一实施方式相同，上述遮光膜25可以适用实施了降低表面反射率的措施的膜。此外，调整上述半透光膜26，使得相对于描绘光的半透光膜26的表面反射率RF26(％)与相对于描绘光的遮光膜25的表面反射率RF25(％)的差为35％以下(RF25-RF26≤35％)。此外，相对于描绘光的半透光膜26的表面反射率被调整为在面内为45％以下。
接着，在上述灰色调掩模板的半透光膜26上形成与所述相同的抗蚀剂膜，进行第二次描绘。在第二次描绘中，描绘预定图案，从而在遮光部和半透光部上形成抗蚀剂图案。描绘之后，通过进行显影，在与遮光部和半透光部对应的区域上形成抗蚀剂图案28(参照图3(e))。此外，这里，作为描绘光，可以使用与上述第一次描绘相同的描绘光。
此外，在本发明中，在上述第一次描绘和第二次描绘中使用波长不同的描绘光的情况下，相对于第一次描绘时使用的描绘光的上述遮光膜25的表面反射率和相对于第二次描绘时使用的描绘光的上述半透光膜26的表面反射率的差被调整为35％以下即可。
接着，将上述抗蚀剂图案28作为蚀刻掩模，对露出的半透光膜26和遮光膜25的层叠膜进行蚀刻而形成透光部。作为这种情况下的蚀刻手段，在第二实施方式中使用湿蚀刻。然后，除去残存的抗蚀剂图案，完成在透明基板24上具有由遮光膜25和半透光膜26的层叠膜构成的遮光部21、露出透明基板24的透光部22以及由半透光膜26构成的半透光部23的灰色调掩模(参照图2(f))。
此外，在上述第一和第二实施方式中，在由本发明人所做的检查时，在通常使用的光掩模中，相对于描绘光的表面反射率对线宽CD施加的影响如下所述。
图4中，示出了相对于表面反射率的线宽CD的变化倾向。作为上述构图时使用的描绘光，使用300～450nm的激光，例如适用413nm波长。图4中使用的是接近于这个波长的436nm波长。使用这个波长光时，条件是在表面反射率的容许范围内，通过表面反射率和线宽的关系进行检验。
图4是表示作为描绘对象的光掩模板的表面反射率和与其相对的图案的CD的关系的图。这里，尽管在由Cr构成的遮光膜上涂敷抗蚀剂，并通过激光描绘进行实验，但是也可以使用其它材料的膜。伴随着增加表面反射率，形成的图案的CD有变粗倾向。若从图4进行换算，则可知在表面反射率1％的变化下，线宽变化10nm。
利用薄膜晶体管制造用的掩模，求得±0.35μm的CD精度。因此，相对于曝光光线的表面反射率的变化，通过多次曝光工序，必须在±35％以内。对于具有更严格的微细图案的TFT制造用的沟道部，求得±0.20μm的CD精度，因此表面反射率的变化应该不超过±20％。
如果使用不满足这种条件的灰色调掩模，在第一和第二次光刻工序中CD将发生变化，第二次(相对于半透光膜上的抗蚀剂进行描绘)时，产生描绘能量过大的倾向。
此外，在已有的双掩模中，由于由Cr构成的遮光膜的表面反射率为10～12％左右，由于上述变化导致容许的最大反射率在45％以内，更严格的标准是在30％以内。因此，即使是半透光膜，因其表面反射率的变化导致最大的表面反射率必须在45％以内，更严格地讲，必须在30％以内。换言之，如果使用成为这种调整后的半透光部的半透光膜，转印图案的精度应该满足市场要求。
上述遮光膜和半透光膜可以利用溅射法等公知手段形成。
在本发明的灰色调掩模板中，形成满足上述表面反射率的膜，还对所成膜的进一步进行检查、选择，可以只使用具有充分转印精度的光掩模板。相对于描绘光的半透光膜的表面反射率设计成不超过45％。而且，膜的表面反射率的下限优选相对于曝光光线为10％以上。在曝光机(掩模校准器(アライナ))上投入掩模时，为了检测它的存在和它的位置等，使用向膜的主表面所照射的光的反射光。这样，使用半透光膜露出的部分，可以进行掩模的确认、位置确认。
为了使表面反射率在上述范围内，可以通过由半透光膜的组成引起的折射率n以及膜厚进行设计。此外，由于半透光部的曝光光线的透射率必须为10～80％，优选在20～60％的范围内，考虑这些参数，可以利用公知的膜设计方法进行设计。
此外，即使本发明的半透光膜其表面反射率多少有变化(但不超过上述变化范围)，优选不能超过45％。因此，必须检查光掩模板。在检查表面反射率时，使用反射率测量器，在面内的多个部位，测量照射相当于描绘光的光时的表面反射率，使用确认满足上述基准的光掩模板。
图5中示出了在第二实施方式中记载的，半透光部的曝光光线透射率为40％、相对于描绘光的表面反射率为21.4％(面内最大表面反射率小于45％)的光掩模板的实施例。图5表示了通过溅射进行的成膜时间和通过俄歇电子分光法测量的半透光膜的剖面组成(膜厚方向的组成)。作为半透光膜，使用氧化铬。这里，由于相对于描绘光的遮光部的反射率为13％，相对于描绘光的遮光部和半透光部的表面反射率的差小于10％，可以提供良好的CD稳定性。
使用通过以上实施方式得到的、掩模图案的CD精度良好地形成的、且图案转印时的杂散光的影响能够得以降低的上述灰色调掩模，通过进行如图1所示对被转印体30的图案转印，就能够在被转印体上形成高精度的转印图案(抗蚀剂图案33)。
如上所述，本发明的灰色调掩模极有效地适用于薄膜晶体管(TFT)制造用的光掩模。特别是，伴随着TFT的动作高速化、小型化，沟道部的线宽倾向于更小，这种情况下，必须进行描绘图案的正确的转印。因此，本发明的效果得以显著发现。
此外，本发明的灰色调掩模不仅具有一种半透光部，还包含具有多个曝光光线透射率的多掩模的情况，此外，还包含用于制造这种掩模时使用的灰色调掩模板。

Claims (15)

1、一种灰色调掩模的制造方法，所述灰色调掩模使曝光光线对被转印体的照射量按照部位选择地降低，并对被转印体上的光敏抗蚀剂形成含有残膜值不同的部分的所希望的转印图案，且该灰色调掩模具有透光部、遮光部以及透过曝光光线的一部分的半透光部，所述灰色调掩模的制造方法，其特征在于：
准备在透明基板上依次具有半透光膜和遮光膜的灰色调掩模板，对该灰色调掩模板施加第一次构图，在包含被构图的遮光膜和露出的半透光膜的透明基板整个表面上形成抗蚀剂膜之后，通过实施第二次构图，对该半透光膜和该遮光膜分别进行预定的构图，从而形成灰色调掩模，
相对于所述第一次构图时的描绘光的所述遮光膜的表面反射率与相对于所述第二次构图时的描绘光的所述半透光膜的表面反射率的差被调整为35％以下。
2、一种灰色调掩模的制造方法，所述灰色调掩模使曝光光线对被转印体的照射量按照部位选择地降低，并对被转印体上的光敏抗蚀剂形成含有残膜值不同的部分的所希望的转印图案，且该灰色调掩模具有透光部、遮光部以及透过曝光光线的一部分的半透光部，所述灰色调掩模的制造方法，其特征在于：
对在透明基板上形成有遮光膜的灰色调掩模板施加第一次构图，在包含被构图的遮光膜的透明基板整个表面上形成半透光膜，形成该半透光膜之后，通过实施第二次构图，对该半透光膜和该遮光膜分别进行预定的构图，从而形成灰色调掩模，
相对于所述第一次构图时的描绘光的所述遮光膜的表面反射率与相对于所述第二次构图时的描绘光的所述半透光膜的表面反射率的差被调整为35％以下。
3、根据权利要求1或2所述的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：相对于所述第一次构图时的描绘光的所述遮光膜的表面反射率和相对于所述第二次构图时的描绘光的所述半透光膜的表面反射率的差被调整为20％以下。
4、根据权利要求1或2所述的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述半透光膜将相对于使用所述灰色调掩模时适用的曝光光线的表面反射率调整为10％以上。
5、根据权利要求1或2所述的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述半透光膜的相对于所述第二次构图时的描绘光的表面反射率被调整为45％以下。
6、根据权利要求5所述的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述半透光膜的相对于所述第二次构图时的描绘光的表面反射率被调整为30％以下。
7、根据权利要求1或2所述的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述半透光膜和所述遮光膜各自被构图时，相对于抗蚀剂膜所使用的描绘光都是预定波长在300nm～450nm范围内的光。
8、根据权利要求1或2所述的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述遮光膜是通过组成不同的膜的层叠而成的膜，或者是在膜厚方向上组成倾斜的膜。
9、根据权利要求1或2所述的灰色调掩模的制造方法，其特征在于：所述灰色调掩模是对于含有365nm～436nm范围内的预定区域的曝光光线而使用的。
10、一种灰色调掩模，是通过根据权利要求1或2所述的灰色调掩模的制造方法所制造的。
11、根据权利要求10所述的灰色调掩模，其特征在于：相对于预定线宽的线宽偏差在±0.35μm以内。
12、根据权利要求11所述的灰色调掩模，其特征在于：相对于预定线宽的线宽偏差在±0.20μm以内。
13、一种图案转印方法，具有使用权利要求1或2所述的制造方法所得到的灰色调掩模而对被转印体照射曝光光线的曝光工序，且在被转印体上形成含有残膜值不同的部分的预定转印抗蚀剂图案。
14、一种图案转印方法，具有使用权利要求11所述的灰色调掩模而对被转印体照射曝光光线的曝光工序，并在被转印体上形成含有残膜值不同的部分的预定转印抗蚀剂图案。
15、一种图案转印方法，具有使用权利要求12所述的灰色调掩模对被转印体照射曝光光线的曝光工序，并在被转印体上形成含有残膜值不同的部分的预定转印抗蚀剂图案。
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