CN101548238A - 光掩模用基板以及光掩模和该光掩模的制造方法 - Google Patents

光掩模用基板以及光掩模和该光掩模的制造方法 Download PDF

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CN101548238A CN200780001862A CN200780001862A CN101548238A CN 101548238 A CN101548238 A CN 101548238A CN 200780001862 A CN200780001862 A CN 200780001862A CN 200780001862 A CN200780001862 A CN 200780001862A CN 101548238 A CN101548238 A CN 101548238A
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Abstract

本发明提供一种通过湿式蚀刻可高精度地形成微细图案的光掩模用基板、光掩模以及该光掩模的制造方法。一种光掩模用基板(2),其具备透明基板(10)、具有半透射性的半透射层(20)、形成于该半透射层(20)上且对照射光实质上遮光的遮光层(33),其中,半透射层(20)由氮化钛(TiNx:在此,0<x<1.33)形成,该氮化钛与遮光层(33)相比,相对于蚀刻液(A)为不溶性或难溶性,并且相对于蚀刻液(B)为易溶性。另一方面,遮光层(33)由金属铬(Cr)形成,该金属铬(Cr)与半透射层(20)相比,相对于蚀刻液(A)为易溶性,并且相对于蚀刻液(B)为不溶性或难溶性。由于各层相对于蚀刻液的蚀刻耐性不同,故可不对其它层造成损伤地选择性地蚀刻半透射层(20)和遮光层(33)。

Description

光掩模用基板以及光掩模和该光掩模的制造方法
技术领域
本发明涉及具有半透射层的光掩模用基板以及光掩模和该光掩模的制造方法,特别是涉及LSI等微细图案化、LCD、PDP、EL等平板型显示用设备的显示用元件、利用了微细漫射凹凸的防反射板、微粒子有无的扩散反射板、微透镜阵列、其它阵列状凹凸形成等的表面改质等所使用的图案形成用的光掩模用基板以及光掩模和该光掩模的制造方法。
背景技术
随着液晶显示元件(反射型、透射型及半透射型)、等离子显示元件、有机EL(电致发光)显示元件、其它平板型显示元件的发展,在这些显示元件的生产现场,使用尺寸、图案等不同的各种光掩模。
例如在液晶显示元件的形成中的TFT(Thin Film Transistor)制造工序中,虽然制造方法不同,但通常需要3~5片左右不同的图案化用光掩模。另外,即使在与液晶显示元件对置配置的滤光器侧,也需要黑底形成用、着色层形成用、分别对应于液晶显示元件的光掩模。
在为形成LSI等微细图案而使用的光掩模中,以提高图案精度为目的而使用半色调掩模(例如专利文献1~9)。半色调掩模是在透射部和遮光部之间形成有半透射层(半色调)的光掩模。该半透射层如下设计膜厚,与使用的曝光波长一致,将相位翻转λ/2,或者移位±λ/4。由此,防止在与相邻的图案之间产生的光的衍射,在掩模的遮光部的边缘部分和透射部之间明确光强度差。另外,由于网纹干扰或晕光难以产生,故可提高析像度。另外,也有通过形成微细的连续的条纹图案,从而得到与半色调掩模相同的效果的方法(色调掩膜)。
作为这样的带半色调掩模的光掩模的制造方法,已知有如下方法,首先在形成有第一层(半透射层或遮光层)的光掩模用基板(光掩模用坯料Blanks)上覆盖抗蚀剂并进行曝光,由此进行一次图案化,之后将抗蚀剂除去进行清洗,再次利用真空装置等形成第二层(遮光层或半透射层),之后利用光刻工序对第二次形成的第二层进行图案化(例如参照专利文献3、9)。另外,作为其它制造方法,已知有如下方法,首先形成具有同质或异质的多层构造的薄膜,接着利用干式蚀刻形成各自的图案(例如参照专利文献2、5)。
专利文献1:日本特开平7-209849号公报;
专利文献2:日本特开平9-127677号公报;
专利文献3:日本特开2001-27801号公报;
专利文献4:日本特开2001-83687号公报;
专利文献5:日本特开2001-312043号公报;
专利文献6:日本特开2003-29393号公报;
专利文献7:日本特开2003-322949号公报;
专利文献8:日本特开2004-29746号公报;
专利文献9:日本特开2006-18001号公报。
发明内容
该现有方法中,由于需要在对使用真空装置等成膜得到的第一层进行图案化之后,再次使用真空装置等成膜第二层并进行图案化,故需要将使用真空装置等的成膜工序至少进行两次。因此,存在制造光掩模所需的工艺增多,导致制造成本上升的不良情况。
另外,要进行光掩模的图案形成通常有如下两种蚀刻法,即,利用反应性气体等的等离子或激光对光掩模用基板上的层照射离子来进行蚀刻的干式蚀刻;通过腐蚀性蚀刻液(药液)对层进行化学性蚀刻的湿蚀刻(也称作湿式蚀刻)。其中,通常在光掩模的图案形成中使用干式蚀刻法。
但是,干式蚀刻中,存在伴随光掩模的大型化或大量制造的各种技术的课题。例如,在干式蚀刻的直接绘图工艺中,由于伴随光掩模的大型化,绘图面积增大,故电子束及激光等的绘图时间延长,从而难以提高光掩模制造的生产节拍时间。另外,伴随光掩模的大型化,真空罐及气体种类的切换装置等的设备也需要大型化,从而也存在设备层面的负担增大,光掩模的制造所需要的成本增加的不良情况。另外,由于可一次性处理的基板的片数有限,故也不能面向大量生产。
另一方面,湿式蚀刻中,通常设备及蚀刻液廉价,或者与干式蚀刻相比,基于蚀刻的图案形成可以在短时间进行,因此,与干式蚀刻相比较,对大型光掩模的制造、光掩模的大量生产及短时间的生产有利。
但是,在湿式蚀刻中,蚀刻层叠的层的任一层时会将其它层的一部分溶解,或者在其它层和蚀刻液的界面及粒界构成其它层的物质和蚀刻液发生反应,化学上变质为异质构造,由此会对其它层造成损伤,因此,难以进行精度高的微细加工。特别是在制造如层叠相位移位层及遮光层而成的半色调掩模那样的层叠不同种类的层而成的掩模时,对其它层不造成损伤而只是选择性地蚀刻目的层在技术上是困难的。
本发明是鉴于上述课题而构成的,其目的在于,提供一种光掩模用基板,利用在现有的光掩模制造技术中困难的湿式蚀刻法,可以在短时间内以低的成本在透明基板的表面形成两种微细的图案。
另外,本发明的其它目的在于,提供一种光掩模及其制造方法,所述光掩模具有两种微细的图案,该图案通过湿式蚀刻而顺序蚀刻光掩模用基板,由此可以在短时间内以低的成本形成。
所述课题如下解决,根据本发明的光掩模用基板,其具备透明基板、形成于该透明基板上且相对于照射光具有半透射性的第一层、以及形成于该第一层上且对照射光实质上遮光的第二层,该光掩模用基板可形成由该第二层形成的遮光图案在表面露出的遮光部、由所述第一层形成的半透射图案在表面露出的半透射部、以及所述透明基板在表面露出的透明部,其中,所述第一层与所述第二层相比,相对于第一蚀刻液为不溶性或难溶性,并且相对于第二蚀刻液为易溶性,所述第二层与所述第一层相比,相对于所述第一蚀刻液为易溶性,并且相对于所述第二蚀刻液为不溶性或难溶性。
这样,根据本发明的光掩模用基板,第一层与第二层相比,相对于第一蚀刻液为不溶性或难溶性,并且相对于第二蚀刻液为易溶性,另一方面,第二层与第一层相比,相对于第一蚀刻液为易溶性,并且相对于第二蚀刻液为不溶性或难溶性。因此,可使用第一蚀刻液选择性地蚀刻第二层,且可使用第二蚀刻液选择性地蚀刻第一层。
而且,通过利用不同的蚀刻液选择性地蚀刻第一层和第二层,可在透明基板上形成半透射图案和遮光图案这两种图案,且可通过采用了蚀刻液的湿式蚀刻形成遮光图案露出的遮光部、半透射图案露出到表面的半透射部、以及透明基板露出到表面的透明部这三个区域。
这样,在本发明的光掩模用基板上,第一层和第二层分别具有相对于不同蚀刻液的耐性,通过利用该耐性的差异,第二层几乎不会因可融化第一层的第二蚀刻液而改质或受到损伤,相反,第一层几乎不会因可融化第二层的第一蚀刻液而改质或受到损伤。因此,能够制造形成有精度高的微细图案的光掩模。
另外,优选所述第一层直接在所述透明基板上形成。
通常,在透明基板和第一层之间,为提高两者的粘附性而设有金属化合物层等,但通过在透明基板上直接形成第一层,从而不必设置金属化合物层。因此,可减少用于在透明基板的表面上形成金属化合物层的工序数及用于其的材料,从而可提高光掩模用基板的生产效率。
优选所述第一层隔着透射率为70%以上未满100%的金属化合物层形成于所述透明基板上。
这样,通过隔着透射率为70%以上未满100%的金属化合物层在透明基板上形成第一层,可使透过透明基板的光几乎不反射,能够在提高透明基板和第一层的粘附性的同时,在制造光掩模时保护透明基板的表面不受蚀刻液的损伤。
更优选此时的金属化合物层的折射率与基板的折射率相同、或比基板的折射率低。
另外,优选所述第一蚀刻液为硝酸铈铵、高氯酸及水的混合液。
另外,优选所述第二蚀刻液为氢氧化钾、过氧化氢及水的混合液。
另外,优选所述第一层以选自钛、钛氮化物及钛氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分。
进而优选所述第二层以选自铬、铬氧化物、铬氮化物及铬氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分。
这样,通过适当选择第一蚀刻液、第二蚀刻液、第一层及第二层,可提高蚀刻液相对于各层的选择性,可形成更高精度且微细的图案。
特别是,选自钛、钛氮化物及钛氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分相对于第一蚀刻液即硝酸铈铵、高氯酸及水的混合液为不溶性或难溶性,相对于第二蚀刻液即氢氧化钾、过氧化氢及水的混合液为易溶性。另一方面,选自铬、铬氧化物、铬氮化物及铬氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分相对于第一蚀刻液即硝酸铈铵、高氯酸及水的混合液为易溶性,相对于第二蚀刻液即氢氧化钾、过氧化氢及水的混合液为不溶性或难溶性。
因此,通过采用钛或钛化合物作为第一层、采用铬或铬化合物作为第二层,可提高它们相对于蚀刻液的选择性,可形成更高精度且微细的图案。
特别是钛氮化物由于相对于酸及碱等药品的耐性高,故难以受到抗蚀剂除去液等蚀刻工序中使用的药剂的损伤。因此,能够顺畅地进行选择蚀刻,并且可形成高精度且微细的图案。
另外,优选所述第二层具备遮光层、和比该遮光层靠表面侧形成的防反射层。
这样,由于第二层具备防反射层,从而可得到防反射效果,且防止了掩模曝光时照射光的反射所引起的晕光等,故优选之。
另外,由于第二层由遮光层和防反射层形成,故可一并地蚀刻遮光层和防反射层,且能够容易地形成在表面形成有防反射层图案的遮光图案。
该情况下,优选所述防反射层以选自铬氧化物、铬氮化物及铬氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分。
这样,由于防反射层由以选自反射率低的铬氧化物、铬氮化物及铬氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分的层形成,故可得到高的防反射效果,且防止了掩模曝光时照射光的反射所引起的晕光等,故优选之。
另外,所述第一层为以选自铬、铬氧化物、铬氮化物及铬氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分的层,所述第二层为以选自钛、钛氮化物及钛氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分的层,所述第一蚀刻液为氢氧化钾、过氧化氢及水的混合液,所述第二蚀刻液为硝酸铈铵、高氯酸及水的混合液,即使这样,通过与上述相同的作用,也能够提高各自相对于蚀刻液的选择性,从而可形成精度较高且微细的图案。
另外,优选所述第一层及所述第二层通过溅射法、离子镀敷法或蒸镀法形成。
这样,由于第一层和第二层通过溅射法等成膜技术制造,从而可适当调节膜厚等而作成具有所希望的光学特性的光掩模用基板,因此,可形成具有所希望的光学特性的光掩模。另外,通过利用溅射法等成膜技术进行制造,可适当调节光掩模用基板的耐药品性及坚固性等物理特性。
上述课题如下解决,根据本发明的光掩模,其由具备透明基板、形成于该透明基板上且相对于照射光具有半透射性的第一层、以及形成于该第一层上且对照射光实质上遮光的第二层的光掩模用基板形成,其中,所述第一层与所述第二层相比,相对于第一蚀刻液为不溶性或难溶性,并且相对于第二蚀刻液为易溶性,所述第二层与所述第一层相比,相对于所述第一蚀刻液为易溶性,并且相对于所述第二蚀刻液为不溶性或难溶性,在所述光掩模上形成有:遮光部,其在表面露出利用所述第一蚀刻液蚀刻所述第二层而形成的遮光图案;半透射部,其在表面露出利用所述第二蚀刻液蚀刻所述第一层而形成的半透射图案;透明部,其利用所述第一蚀刻液及所述第二蚀刻液分别蚀刻所述第二层及所述第一层,在表面露出所述透明基板。
这样,根据本发明的光掩模用基板,第一层与第二层相比,相对于第一蚀刻液为不溶性或难溶性,并且相对于第二蚀刻液为易溶性,另一方面,第二层与第一层相比,相对于第一蚀刻液为易溶性,并且相对于第二蚀刻液为不溶性或难溶性。因此,可使用第一蚀刻液选择性地蚀刻第二层,且可使用第二蚀刻液选择性地蚀刻第一层。
而且,通过利用不同的蚀刻液选择性地蚀刻第一层和第二层,可在透明基板上形成半透射图案和遮光图案这两种图案,且可用采用了蚀刻液的湿式蚀刻形成遮光图案露出的遮光部、半透射图案露出到表面的半透射层、以及透明基板露出到表面的透明部这三种区域。
这样,根据本发明的光掩模,由于利用第一层和第二层的相对于蚀刻液的耐性的差异,故第二层几乎不会因第一层的蚀刻液而改质或受到损伤,相反,第一层几乎不会因第二层的第一蚀刻液而改质或受到损伤,从而可制造形成有高精度且微细的图案的光掩模。
上述课题如下解决,根据本发明的光掩模的制造方法,进行如下工序:在所述第二层的表面覆盖抗蚀剂的第一抗蚀剂覆盖工序;隔着形成有第一掩模图案的掩模对在所述第一抗蚀剂覆盖工序中覆盖的所述抗蚀剂进行曝光的第一曝光工序;在所述第一曝光工序之后,将所述抗蚀剂中被曝光的部分除去的第一抗蚀剂除去工序;利用所述第一蚀刻液对在除去了所述抗蚀剂的区域露出的所述第二层进行蚀刻而形成所述遮光图案的第一蚀刻工序;将在所述第一抗蚀剂除去工序中残存的所述抗蚀剂剥离的第一抗蚀剂剥离工序;再次在表面覆盖抗蚀剂的第二抗蚀剂覆盖工序;隔着形成有第二掩模图案的掩模对在所述第二抗蚀剂覆盖工序中覆盖的所述抗蚀剂进行曝光的第二曝光工序;在所述第二曝光工序之后将所述抗蚀剂中被曝光的部分除去的第二抗蚀剂除去工序;利用所述第二蚀刻液对在除去了所述抗蚀剂的区域露出的所述第一层进行蚀刻而形成所述半透射图案的第二蚀刻工序;将在所述第二抗蚀剂除去工序中残存的所述抗蚀剂剥离的第二抗蚀剂剥离工序。
这样,根据本发明的光掩模的制造方法,使用形成有第一掩模图案的掩模对抗蚀剂进行曝光,并将抗蚀剂中被曝光的部分除去,利用第一蚀刻液蚀刻第二层,接着,利用形成有第二掩模图案的掩模对抗蚀剂进行曝光,并将抗蚀剂中被曝光的部分除去,利用第二蚀刻液蚀刻第一层,由此可在透明基板的表面形成多个图案形成区域。
即,通过利用第一层和第二层的相对于蚀刻液的耐性的差异,几乎不会因其它层的蚀刻所使用的蚀刻液而改质或受到损伤,从而可高精度地形成微细的图案。
根据本发明的光掩模用基板,由于可利用第一蚀刻液选择性地蚀刻第二层,利用第二蚀刻液选择性地蚀刻第一层,故第一层和第二层不会因彼此的蚀刻液而改质及受到损伤,从而可通过目前困难的湿式蚀刻制造形成有精度高且微细的图案的光掩模。
另外,根据本发明的光掩模及其制造方法,由于可利用第一蚀刻液选择性地蚀刻第二层,利用第二蚀刻液选择性地蚀刻第一层,故第一层和第二层不会因彼此的蚀刻液而改质及受到损伤,因此,可通过目前困难的湿式蚀刻形成具有精度高且微细的图案的光掩模。
因此,根据本发明,由于可利用适于大型光掩模的制造及光掩模的大量生产的湿式蚀刻进行图案化,故与现有的基于干式蚀刻的图案化相比,能够在短时间内且以低的成本进行光掩模的制造。
附图说明
图1是本发明一实施方式的光掩模用基板的纵剖面图;
图2是本发明一实施方式的光掩模的纵剖面图;
图3是表示从光掩模用基板图案化光掩模的工序的说明图;
图4是表示图案化光掩模的工序的说明图;
图5是本发明其它实施方式的光掩模用基板的纵剖面图;
图6是拍摄了形成遮光图案后的光掩模的纵剖面和平面的电子显微镜照片;
图7是拍摄了形成交叉图案后的平面的光学显微镜照片;
图8是拍摄了形成半透射图案后的光掩模的纵剖面和平面的电子显微镜照片。
符号说明
1  光掩模
2  光掩模用基板
1a 遮光部
1b 半透射部
1c 透明部
10 透明基板
20 半透射层(第一层)
20a半透射图案
30 复合层(第二层)
30a遮光图案
33 遮光层
33a遮光层图案
35 防反射层
35a 防反射层图案
50  抗蚀剂
60  掩模原版
70  抗蚀剂
80  掩模原版
90  金属化合物层
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明一实施方式。另外,下面说明的构件、配置、顺序等不限定本发明,按照本发明的主旨可进行各种改变是理所当然的。
图1是本发明一实施方式的光掩模用基板的纵剖面图,图2是本发明一实施例的光掩模的纵剖面图,图3是表示从光掩模用基板图案化光掩模的工序的说明图,图4是表示图案化光掩模的工序的说明图,图5是本发明其它实施方式的光掩模用基板的纵剖面图,图6是拍摄了形成遮光图案后的光掩模的纵剖面和平面的电子显微镜照片,图7是拍摄了形成交叉图案后的平面的光学显微镜照片,图8是拍摄了形成半透射图案后的光掩模的纵剖面和平面的电子显微镜照片。另外,图1~图5中,为便于理解本发明,通过将各层的膜厚绘图为比实际的厚度厚,示意性地表示光掩模用基板、光掩模及光掩模的制造工序。
如图1所示,本例的光掩模用基板(也称作光掩模用坯料)2由透明基板10、透明基板10的表面形成的半透射层20、半透射层20的表面形成的遮光层33构成。另外,在遮光层33的表面形成有防反射层35。光掩模用基板2是用于制造光掩模1的作为坯料的基板,在后述的蚀刻工序及光刻工序中,使用不同的蚀刻液顺序蚀刻光掩模用基板2进行图案化,由此可制造光掩模1。半透射层20相当于本发明的第一层,由遮光层33及防反射层35构成的复合层30相当于本发明的第二层。
如图2所示,本例的光掩模1由透明基板10、透明基板10的表面形成的半透射图案20a、半透射图案20a的表面形成的遮光层图案33a、遮光层图案33a的表面形成的防反射层图案35a形成。半透射图案20a是蚀刻光掩模用基板2的半透射层20而形成的图案,遮光层图案33a是蚀刻遮光层33而形成的图案,防反射层图案35a是蚀刻防反射层35而形成的图案。利用遮光层图案33a及防反射层图案35a形成本发明的遮光图案30a。
在光掩模1上,自上面看时,形成有防反射层图案35a(即遮光图案30a)的局部露出到表面的遮光部1a、半透射图案20a的局部露出到表面的半透射部1b、透明基板10的局部露出到表面的透明部1c。
(透明基板10)
下面,对构成光掩模用基板2的各构件进行说明。
透明基板10是用于形成光掩模用图案的作为基地的透明基板。在本实施方式中,透明基板10是进行了充分研磨的石英基板。作为透明基板10,可使用天然石英玻璃、合成石英玻璃、透明树脂薄膜等材料。另外,这里所说的透明具体而言是指在350~500nm的波长区域带的透射率(AirReference)在80~95%的范围内。
(半透射层20)
在透明基板10的表面形成有半透射层20。本实施方式的半透射层20是在波长350~500nm的波长区域带的透射率包含在5~70%的范围内的具有相移功能的层,由以作为钛氮化物的氮化钛(TiNx:在此,0<x<1.33)为主成分的材料形成。
具有这种光学特性的膜基于波动光学理论,可通过将介电物质多层薄膜化而得到,但若考虑到图案化性,则从对于蚀刻液的选择性、与抗蚀剂的粘附性、生产节拍时间、图案精度等观点看,不能说一定是优选的。因此,如果在不为层叠构造的情况下能够得到半透射层20,则优选单层形成半透射层20。另外,也需要由图案化容易的物质来确保光学特性。另外,从光刻的观点来看,需要尽可能低地抑制反射率,从这一点来看,具有适度的光吸收性的薄膜好。
作为具备这种特性的物质,列举金属的氧化物、氮化物、氮氧化物等。另外,在后述的遮光层33中,作为其构成材料,也列举金属氧化物、氮化物、氮氧化物等。构成半透射层20和遮光层33的材料中的作为基本的元素可以同质也可以不同质,但适宜选择使用在现有的光掩模的制造工序及制造设备中可使用的材料。
本发明的半透射层20和遮光层33具有如下特征,彼此相对于不同的蚀刻液表现出耐性(不溶性或难溶性),同时显示可溶性。
即,半透射层20与遮光层33相比,相对于蚀刻液A(第一蚀刻液)具有不溶性或难溶性,同时相对于蚀刻液B(第二蚀刻液)具有易溶性。另一方面,遮光层33与半透射层20相比,相对于蚀刻液A具有易溶性,同时相对于蚀刻液B具有不溶性或难溶性。另外,在本实施方式中,具体而言,使用硝酸铈铵、高氯酸及水的混合液作为蚀刻液A,使用氢氧化钾、过氧化氢及水的混合液作为蚀刻液B。
这样,半透射层20和遮光层33,彼此相对于蚀刻液A的不溶性或难溶性不同,同时相对于蚀刻液B的易溶性不同,因此,可利用蚀刻液B选择性蚀刻半透射层20,可以利用蚀刻液A选择性蚀刻遮光层33。
该情况下,半透射层20与遮光层33相比,相对于蚀刻液A为不溶性或难溶性意味着,半透射层20相对于蚀刻液A的溶解度实质上为零、或远低于遮光层33的溶解度。
相反,半透射层20与遮光层33相比,相对于蚀刻液B为易溶性意味着,半透射层20相对于蚀刻液B的溶解度远高于遮光层33的溶解度。
另外,在遮光层33与半透射层20相比,相对于蚀刻液B为不溶性或难溶性的情况下,也意味着,遮光层33相对于蚀刻液B的溶解度实质上为零、或者远低于半透射层20的溶解度。
相反,遮光层33与半透射层20相比,相对于蚀刻液A为易溶性意味着,遮光层33相对于蚀刻液A的溶解度远高于半透射层20的溶解度。
具体而言,在本实施方式中,在蚀刻液A中以30℃浸渍约70秒时(即可完全蚀刻遮光层33的时间)的半透射层20在436nm下的透射率为浸渍到蚀刻液A之前的透射率的±0.5%以下。这显示的是,即使是遮光层33能够被蚀刻液A完全蚀刻的条件,半透射层20也几乎不会因蚀刻液A而变化(未被蚀刻)。
另外,在蚀刻液B中以30℃浸渍约120秒时(即可完全蚀刻半透射层20的时间)的遮光层33的光学浓度为-0.3以下。这显示的是,即使是半透射层20可被蚀刻液B完全蚀刻的条件,遮光层33也几乎不会因蚀刻液B而变化(未被蚀刻)。
这样,由于半透射层20和遮光层33的相对于蚀刻液的溶解度不同,故可利用其溶解度特性来选择性地蚀刻半透射层20和遮光层33。
发明者对几种金属的氧化物、氮化物、氮氧化物研究了其相对于蚀刻液A(硝酸铈铵、高氯酸及水的混合液)及蚀刻液B(氢氧化钾、过氧化氢及水的混合液)的可溶性。使用的金属是镍、钛、钽、铝、钼及铜。
其结果是,对于镍、钼、铜而言,无论氧化物、氮化物、氮氧化物的哪一种,在蚀刻液A中都为可溶性,且相对于蚀刻液B为不溶性。因此,可知用于与遮光层33的选择性蚀刻是不适合的。
另外,对铝、钽、钛的氧化物、氮化物、氮氧化物进行了研究,可知其相对于蚀刻液A都为不溶性,但相对于蚀刻液B,钛的氮化物和钛的氮氧化物为可溶性。
另外,对这些化合物进行基于蚀刻的图案形成,单独研究图案精度。其结果可知,钽的氧化物、氮化物、氮氧化物、和铝的氧化物、钛的氧化物不能进行图案形成或图案精度低,因此,对于湿式蚀刻是不适合的。
根据该调查结果,对具有相对于蚀刻液A的蚀刻耐性和光学特性的氮化钛(TiNx)膜探讨了蚀刻液的选定和可否图案化性。首先,对相对于各种药品的可溶性和蚀刻性反复进行了探讨,其结果可知,该氮化钛(TiNx)膜不仅具有在光刻工序中的碱(例如氢氧化钾(KOH))耐性,并且可溶于过氧化氢(H2O2)和氢氧化钾(KOH)和水的混合液,进而可形成微细图案。即,可知,氮化钛(TiNx)除具有可得到所希望的光学特性的特征,还相对于可将遮光层33熔化的蚀刻液A具有耐性,并且对于抗蚀剂除去液中所含的碱也具有耐性。因此,从与遮光层33的选择性的观点来看,可知通过选择氮化钛(TiNx)作为半透射层20的材料,其自身具有良好的蚀刻特性。
其次,对半透射层20相对于透明基板10的粘附性和相对于遮光层33的粘附性进行了探讨。对于半透射层20,需要确保相对于透明基板10的粘附性,并且在图案化工序中,需要在其与遮光层33之间不产生台阶或外伸等地进行蚀刻。要求半透射层20是兼具这些光学特性和上述的耐药品性(蚀刻液耐性、碱耐性等)的层。
对半透射层20的粘附性进行了试验,对半透射层20相对于透明基板10的粘附性进行了评价。具体而言,在透明基板10的表面形成氮化钛(TiNx)膜,用切割机以1mm的间隔切成格子状,加入切痕而形成多个分量(升目),在其上粘贴上粘贴带,并进行撕拉试验。其结果可知,在所有的分量未产生剥离,相对于透明基板10的粘附性良好。因此,氮化钛(TiNx)膜相对于透明基板10的粘附性高,可以说作为半透射层20的材料优选。另外,由于即使对透明基板10直接成膜,与透明基板10的粘附性也是良好的,故不经由金属化合物层等使粘附性提高的层,也能够在透明基板10的表面直接成膜。
这样,氮化钛(TiNx)膜具备光学特性、相对于蚀刻液A的耐性(不溶性或难溶性)及相对于蚀刻液B的可溶性(易溶性),进而相对于透明基板10的粘附性也良好,因此,可以说是作为半透射层20的最佳材料。
(遮光层33)
下面说明遮光层33。遮光层33具有相对于照射光大致100%遮光的性质,是在半透射层20的表面形成的层。本实施方式中,将金属铬(Cr)成膜为透射率在0.1%以下(光学浓度3.0以上)。作为遮光层33的材料,除铬以外,列举钛、钼、铝、镍、铜等金属、或这些金属的氧化物、氮化物、氮氧化物等、以及由这些金属或金属化合物中的两种以上构成的合金等。
遮光层33具有如下性质,与半透射层20相比,相对于蚀刻液A为易溶性,相对于蚀刻液B为不溶性或难溶性。因此,通过使用蚀刻液A,可不蚀刻半透射层20而只是选择性地蚀刻遮光层33。
(防反射层35)
下面说明防反射层35。防反射层35是形成于遮光层33的表面、用于降低其反射率的层。本实施方式中,作为防反射层35的材料,将作为铬氧化物的氧化铬(CrOx)用作主成分,但作为防反射层35的材料不限于此。
本发明中,防反射层35为任意的结构,且不需要一定设置防反射层35。但是,在使用将光掩模用基板2图案化而得到的光掩模1进行LSI等的微细图案形成时,通过防反射层35防止照射光的反射,由此可降低由反射光的干涉引起的网纹干扰或晕光。
防反射层35是波动光学地利用光的干涉得到防反射效果的薄膜。形成防反射层35的物质通过相对于照射光的折射率(n)和吸收系数(k)(在此,折射率和吸收是指,对于光在真空中的速度和在物质中(薄膜中)的相位速度之比即复折射率,通常由N=n—ik表示的折射率(n)和吸收系数(k))的组合而具有以下表1所示的特性。
该表的左栏(折射率)中,将防反射层35的相对于照射光的折射率与遮光层33进行比较并进行相对性表示(“低”、“同程度”、“高”的任一种)。另外,中央栏(吸收)中,将防反射层35的相对于照射光的吸收(在比遮光层33的吸收少的范围内)进行相对性表示(“少”、“中程度”、“多”的任一种)。
另外,右栏(反射率)表示反射率的相对特性,“↓”表示反射率低,“→”表示反射率处于中间,“↑”表示反射率高。另外,在该栏中,按照自效果低到高的顺序用“×”、“△”、“O”的标记表示对应于防反射效果的高低评价。
表1
Figure A200780001862D00181
根据该表可以说有如下表现。
与遮光层33相比相对于照射光的吸收少、即使在防反射层35中吸收也少(例如k的值为0.2~0.5)的物质的反射率低,防反射效果高。
与遮光层33相比相对于照射光的吸收少、即使在防反射层35中吸收也为中程度(例如k的值为0.5~1.0)的物质的反射率为中程度,防反射效果为中程度。
另一方面,满足以下主要条件的物质的防反射效果低,或几乎看不到防反射效果。
与遮光层33相比相对于照射光的吸收少、且在防反射层35中吸收多(例如k的值为1.0~2.0)的物质的反射率高,因此防反射效果低。
如上,防反射层35为对所使用波长的吸收比遮光层33少的物质,且形成为满足光学膜厚nd=p×λ/4(在此,λ为设计波长,p为1,n为折射率,d为实质膜厚)。
实际上,遮光层33及防反射层35分别具有折射率的波长分散,因此,p在不足0.5~1.0的范围形成。
另外,当进一步减少防反射层35的吸收时(例如k的值为0.01~0.1),与例如k=0.2~0.5时相比较,反射率向上升方向转移,防反射效果降低,因此,需要与遮光层33的光学特性一致地进行适当调节。
防反射层35具备与遮光层33相同的蚀刻特性。即,防反射层35与半透射层20相比,具有相对于蚀刻液A为易溶性,并且相对于蚀刻液B为不溶性或难溶性的性质。因此,通过使用蚀刻液A,可不蚀刻半透射层20而只是选择性地蚀刻防反射层35。另外,由于防反射层35和遮光层33层叠,故通过使用蚀刻液A,可将防反射层35和遮光层33一并进行蚀刻。
作为防反射层35的材料,考虑到上述的蚀刻特性或成膜的便利性,优选由与遮光层33同质的材料构成,但只要相对于蚀刻液A为易溶性,且相对于蚀刻液B为不溶性或难溶性,则也可以是其它材料。
其次,对本发明的光掩模1的制造方法进行说明。
本发明的光掩模1是如下制造的,即,使用将半透射层20、遮光层33及防反射层35通过成膜而顺序层叠于透明基板10的表面上的光掩模用基板2,通过湿式蚀刻而对各层形成规定的图案。作为成膜方法,例举溅射法、蒸镀法、离子镀敷法等利用真空的物理蒸镀(PVD)、或等离子CVD、热CVD等气相蒸镀(CVD)。
在通过溅射来成膜时,除通常的溅射之外,也可以利用反应性溅射。反应性溅射装置之一是具备溅射靶的成膜区域和通过反应性气体的等离子对成膜后的薄膜进行等离子处理的反应区域的装置。第二个是利用通常的溅射装置向成膜中导入反应性气体,利用基于溅射的等离子促进反应的装置。下面,对利用这第二个反应性溅射装置进行成膜、形成以氮化钛(TiNx)作为半透射层20、以金属铬(Cr)作为遮光层33、以氧化铬(CrOx)作为防反射层35的薄膜的例子进行说明。
(成膜工序)
首先,进行半透射层20的成膜。在半透射层20的成膜中,使用金属钛作为靶。在开始成膜之前,将透明基板10置于溅射装置的基板支架上。使溅射装置内部高真空,向靶导入惰性气体(Ar)和反应性气体(N2),通过对溅射电极施加电压,使从靶飞出的钛(Ti)在等离子中与反应性气体(N2)反应,由此在透明基板10的表面形成氮化钛(TiNx)的薄膜。由此,在透明基板10的表面形成半透射层20(半透射层成膜工序)。
其次,进行遮光层33的成膜。在进行遮光层33的成膜之前,将靶从金属钛更换为金属铬(Cr)。在该状态下,再次使溅射装置的内部成高真空状态,通过溅射靶,在半透射层20的表面形成由金属铬(Cr)构成的遮光层33(遮光层成膜工序)。
接着,进行防反射层35的成膜。防反射层35由于以与遮光层33相同的铬为主成分,故不用更换靶,可接着遮光层33的成膜进行成膜。
利用与成膜氮化钛时相同的思想方法,使用金属铬作为靶。在形成遮光层33后,向靶导入惰性气体(Ar)和反应性气体(O2),通过对溅射电极施加电压,使自靶飞出的铬(Cr)在等离子中与反应性气体(O2)反应,由此在遮光层33的表面形成氧化铬(CrOx)的薄膜。由此,在遮光层33的表面形成防反射层35(防反射层成膜工序)。
另外,在防反射层35由与遮光层33不同的金属材料构成的情况下,在进行了遮光层33的成膜后,更换靶,进行防反射层35的成膜。
接着,利用超声波清洗等对成膜后的光掩模用基板2进行清洗,将表面的异物去除。
(图案化工序)
使用光刻技术和蚀刻技术对这样形成的具有层叠构造的光掩模用基板2形成规定的图案。参照图3和图4说明该图案形成工序(图案化工序)。
首先,准备图案化前的光掩模用基板2(图3(a))。光掩模用基板2可使用上述的溅射等成膜技术制造。其次,使用旋涂等方法在光掩模用基板2的表面涂敷抗蚀剂50(图3(b))。抗蚀剂50为通过照射紫外线等而硬化的感光性的高分子材料。作为抗蚀剂涂敷方法,不限于旋涂,例如可以使用喷涂、滚涂等公知的方法。其次,通过加热器等使涂敷后的抗蚀剂50成为高温,进行预烘干(准硬化)。如上,在光掩模用基板2的表面覆盖抗蚀剂50(第一抗蚀剂覆盖工序)。
其次,使用掩模原版60在抗蚀剂50上形成掩模图案。掩模原版60是预先写入规定图案(第一掩模图案)、并用于将该图案转印到抗蚀剂50上的构件。隔着掩模原版60对抗蚀剂50照射紫外线进行曝光(图3(c))。由此,按照第一掩模图案使抗蚀剂50的表面感光(第一曝光工序)。
接着,将曝光后的抗蚀剂50浸渍于显影液中。由此,将抗蚀剂50中对紫外线感光的区域利用显影液除去,使该区域下的防反射层35露出到表面(图3(d))。在除去了抗蚀剂50的一部分后,使用加热器等将残留的抗蚀剂50加热成高温,进行后烘干(本硬化)。由此,将抗蚀剂50的一部分除去,利用残留的抗蚀剂50形成与第一掩模图案相同的图案(第一抗蚀剂除去工序)。
其次,使用蚀刻液A(即第一蚀刻液)蚀刻防反射层35和遮光层33。蚀刻液A为硝酸铈铵、高氯酸及水的混合液。将蚀刻液A注满浴槽,将除去抗蚀剂后露出的防反射层35完全浸渍到蚀刻液A中。在该状态下维持规定的蚀刻温度进行蚀刻。防反射层35和遮光层33由于对于蚀刻液A都为易溶性,故被蚀刻液A一并蚀刻,形成与抗蚀剂50的残存图案相同的图案。
另一方面,半透射层20由于对于蚀刻液A为不溶性或难溶性,故其具有作为蚀刻停止层的作用。因此,即使遮光层33被蚀刻液A蚀刻,半透射层20也可以不被蚀刻液A蚀刻而以原来的状态残存(图3(e))。由此,在半透射层20的表面形成由遮光层图案33a和防反射层图案35a构成的遮光图案30a(第一蚀刻工序)。
接着,利用剥离剂将表面残存的抗蚀剂50溶解,用纯水等清洗表面(图3(f))。由此,在透明基板10的表面残存与第一掩模图案相同的图案(第一抗蚀剂剥离工序)。
其次,在表面涂敷抗蚀剂70,并进行准硬化(图4(b))。该抗蚀剂70可以使用与之前的抗蚀剂50相同的材料,也可以使用硬化性能等不同的材料。由此,在表面覆盖抗蚀剂70(第二抗蚀剂覆盖工序)。
接着,使用掩模原版80,在抗蚀剂70上形成掩模图案。掩模原版80与掩模原版60相同,是预先写入了规定图案(第二掩模图案)的构件。隔着掩模原版80对抗蚀剂70照射紫外线进行曝光(图4(c))。由此,按照第二掩模图案使抗蚀剂70的表面感光(第二曝光工序)。
其次,将曝光后的抗蚀剂70浸渍到显影液中,将抗蚀剂70中的对紫外线感光的区域除去(图4(d))。由此,将抗蚀剂70的一部分除去,利用残留的抗蚀剂70形成与第二掩模图案相同的图案(第二抗蚀剂除去工序)。
接着,使用蚀刻液B(即第二蚀刻液)蚀刻半透射层20。蚀刻液B是氢氧化钾、过氧化氢及水的混合液。将蚀刻液B注满浴槽,将除去抗蚀剂后露出的半透射层20完全浸渍到蚀刻液B中。在该状态下维持规定的蚀刻温度进行蚀刻。半透射层20由于对于蚀刻液B为易溶性,故被蚀刻液B蚀刻,形成与抗蚀剂70的残存图案对应的图案。
另一方面,遮光层33和防反射层35由于对于蚀刻液B都为不溶性或难溶性,因此,由这些层形成的遮光图案30a未被蚀刻液B蚀刻(图4(e))。由此,在透明基板10的表面形成半透射图案20a(第二蚀刻工序)。
最后,利用剥离剂将表面残存的抗蚀剂70溶解,用纯水等清洗表面(图4(f))。由此,在透明基板10的表面残存与第二掩模图案相同的图案(第二抗蚀剂剥离工序)。
当利用该方法进行蚀刻时,如图2所示,在未按照第一掩模图案被曝光的部分,半透射层20、遮光层33、防反射层35都未被蚀刻,而形成防反射层35(不具备防反射层35时为遮光层33)露出到表面的区域(遮光部1a)。另外,在按照第一掩模图案曝光且未按照第二掩模图案曝光的部分,只是蚀刻遮光层33和防反射层35,形成半透射层20露出到表面的区域(半透射部1b)。进而在按照第一掩模图案和第二掩模图案这两者曝光的部分,半透射层20、遮光层33及防反射层35都被蚀刻,形成透明基板10露出到表面的区域(透明部1c)。
这样制造的光掩模1可作为制造TFT面板等时使用的多阶段掩模等进行利用。在TFT面板等的制造工序中,设置转印基板,使其与多阶段掩模的表面侧(防反射层35侧)对置,自透明基板10侧朝向转印基板照射转印光。当从透明基板10侧向防反射层35侧照射光时,在遮光部1a,照射光被遮光,在半透射部1b,中间光量(透光率5~70%)的光透过,在透明部1c,光以大致100%的透光率透过。因此,在对置的转印基板上,以基于遮光部1a的未曝光部分、基于半透射部1b的半曝光部分、基于透明部1c的完全曝光部分这三种不同的曝光程度进行曝光。
这样,通过将本发明的光掩模1在光刻技术中作为图案转印用掩模使用,可容易地形成曝光强度不同的多个转印图案。另外,通过改变照射的光的波长和强度,可进一步增加曝光的变化。
另外,本实施方式的半透射层20是直接涂敷在透明基板10上的。因此,不需要在透明基板10的表面事先形成用于增加半透射层20的粘附性的特别的层,从而可实现成膜工序的缩短。另外,半透射层20一并具有在进行曝光时使来自遮光层33的玻璃面侧的反射率降低的作用。由此,可实现相对于照射光的晕光的降低、在连续的微细条纹图案部等的网纹干扰现象的降低,从而可提高图案精度。
另一方面,如图5所示,也可以在透明基板10的表面形成使其与半透射层20的粘附性提高的金属化合物层90。该情况下金属化合物层90优选照射光的透射率为70%以上未满100%。
这种金属化合物层90保护透明基板10的表面不受蚀刻液干扰,且由与半透射层20的粘附性高的物质形成。作为这种物质的示例,列举氧化硅、氧化铝、氧化钛、其它金属氧化物。
在成膜半透射层20之前,使用溅射等公知的成膜技术在透明基板10的表面形成金属化合物层90。
另外,在上述实施方式的说明中,对作为第一蚀刻液的蚀刻液A(硝酸铈铵、高氯酸及水的混合液)、作为第二蚀刻液的蚀刻液B(氢氧化钾、过氧化氢及水的混合液)、具有半透射性的第一层(以氮化钛为主成分的层)、将照射光实质上遮光的第二层(铬层)、防反射层(铬氧化物的层)的情况进行了记载,但即使在将第一层的材料和第二层的材料置换,且将第一蚀刻液和第二蚀刻液置换的情况下,也能够得到同样的效果及作用。
即,作为第一层,为以选自铬、铬氧化物、铬氮化物及铬氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分的层,作为第二层,为以选自钛、钛氮化物及钛氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分的层。而且,作为第一蚀刻液,使用氢氧化钾、过氧化氢及水的混合液,作为第二蚀刻液,使用硝酸铈铵、高氯酸及水的混合液。该情况下,也可以得到与上述实施方式相同的作用及效果。
实施例
下面,列举具体的实施例说明本发明的光掩模用基板2及采用了光掩模用基板2的光掩模1的制造方法。
(实施例1)
在本实施方式中,通过利用真空的成膜方法制造透明基板10的表面上的各层。具体而言,使用采用了氮气、氧气等反应性气体的反应性溅射装置(新科隆株式会社制1900,(株)シンクロン制1900)。
在本例中,首先将石英基板(透明基板10)置于溅射装置上,使用市售的金属钛靶(纯度99.99%以上)进行反应性溅射。在溅射工序中,边导入氮气边进行溅射,由此使钛氮化,形成氮化钛(TiNx:在此为0<x<1.33)的薄膜,从而形成半透射层20。此时,半透射层20成膜为在波长436nm下透射率为15%。
另外,此时的靶不限于如本例的使用金属钛靶的结构,也可以是结合了氮化钛的烧结体的结构。另外,氮化程度由于因装置而不同,故只要将成膜条件适当组合调节即可。
其次,将金属钛靶替换为金属铬靶,在半透射层20的表面成膜遮光层33,使其膜厚达到
Figure A200780001862D00241
(70.0nrm)。此时,不导入反应性气体,而在半透射层20的表面只成膜金属铬(Cr)。作为遮光层起作用的该遮光层33由于具有光学浓度(OD)为3.0以上的光学特性,故优选尽可能的在高真空下高速地溅射。但是,当膜厚因高速溅射而急剧增加时,形成遮光层33的铬膜的应力增加,因此,优选在适当的范围内进行高真空、高速溅射。
接着,将靶替换为其它新的金属铬靶,成膜防反射层35,使其膜厚达到
Figure A200780001862D00251
(30.0nm)。在溅射工序中,边导入氧气边进行溅射,由此将金属铬变换成氧化铬(CrOx:在此,0<x<1.5)。作为遮光层的铬的反射率通常为60%左右,为了降低该反射率,以根据装置具备适当的折射率和吸收的方式来进行成膜。
此时的通常的反射率在成膜防反射层35时,在波长为650nm时为25~30%,在430nm附近时最低为6~8%。通过层叠2~3层防反射层35,可将反射率抑制在平均百分数。
其次,将在上述溅射工序中成膜的光掩模用基板2从溅射装置2取出,在保存库中放置1周时间。然后,在由多个槽构成的具有碱洗剂、中性洗剂、纯水的各槽中对从保存库中取出的光掩模用基板2进行超声波清洗,之后在光掩模用基板2的整个表面涂敷抗蚀剂(AZ马泰利艾鲁兹电子株式会社制AZ RFP—230K2,AZエレクトロニツクマテリアルズ(株)制AZ RFP—230K2),进行准硬化。另外,在该抗蚀剂涂敷工序中,不用药品、等离子、紫外线等对光掩模用基板2的表面进行表面处理。下面对于同样的处理是相同的。
在抗蚀剂准硬化后,进行第二条纹图案的曝光(オ—ク制作所制、喷墨打印机:在光源CHM-2000超高压水银灯下进行16秒的曝光)、显影(东京应化(株)制PMER显影液:温度30℃、1分钟)、本硬化(大和科学制DX402干燥箱,ヤマト科学制DX402ドライオ—ブン:120℃、10分钟)。条纹图案使用线宽5μm和2μm这两种。接着,将其浸渍到作为第一蚀刻液的高氯酸、硝酸铈铵、水的混合液(高氯酸:硝酸铈铵:水=4:17:70、反应温度30℃、蚀刻时间:100秒)中,同时蚀刻遮光层33和防反射层35,由此形成由层叠遮光层图案33a和防反射层图案35a而成的遮光图案30a构成条纹图案。其次,利用规定的药液等除去抗蚀剂。
此时的结合了遮光层图案33a和防反射层图案35a的遮光图案30a的过度蚀刻尺寸在光学显微镜下不能进行测定,因此,将图案形成后(除去抗蚀剂后)的光掩模用基板2(下面简单地称作“基板”)沿纵向切断,用电子显微镜观察其截面和平面。图6中(a)~(c)表示拍摄到的电子显微镜照片。图6中(a)是表示直线图案的截面形状的截面照片,是以除去抗蚀剂前的状态拍摄到的电子显微镜照片,(b)是表示直线图案的截面形状的截面照片,是拍摄到的除去抗蚀剂后的状态的电子显微镜照片,(c)是将直线图案的边缘部放大拍摄到的正面照片,是拍摄到的除去光致抗蚀剂后的状态的电子显微镜照片。
其中,根据(a)和(b)的截面观察的结果可知,在透明基板10的表面层叠有半透射层20和遮光图案30a。另外,根据(a)的截面观察的结果可知,从抗蚀剂的端部朝向内侧过度蚀刻遮光图案30a。该过度蚀刻尺寸从(a)的照片可知为0.38μm。另外,根据(c)的正面观察的结果可知,在直线图案的边缘部有凹凸产生,其最大和最小的宽度为0.1μm以下。在该时刻,可知作为半透射层20的氮化钛(TiNx)膜未发现特别的变化,而是残存在透明基板10的表面。
其次,将除去抗蚀剂后的基板转动90度,再次在整个面上涂敷抗蚀剂使并其准硬化。之后,进行第一条纹图案的曝光(奥克制作所制(オ—ク制作所制)喷墨打印机:在光源CHM-2000超高压水银灯下进行16秒的曝光)、显影(东京应化(株)制PMER显影液:温度30℃、1分钟)、本硬化(大和科学制DX402干燥箱(ヤマト科学制DX402ドライオ—ブン):120℃、10分钟)。接着,将其浸渍到作为第二蚀刻液的过氧化氢、氢氧化钾、水的混合液(过氧化氢(35%水溶液):氢氧化钾(30%水溶液):水=16:1:32、反应温度30℃、蚀刻时间:150秒)中,蚀刻半透射层20,由此形成由半透射图案20a构成的条纹图案。由此,一个透明基板10的表面得到将层叠半透射图案20a和遮光图案30a而成的遮光部1a、只由半透射图案20a构成的半透射部1b交叉后的图案(参照图7)。
图7中左侧的照片表示进行了图案化以使图案的线宽为5μm的例子,右侧的照片表示进行了图案化以使线宽为2μm的例子。各照片的近人侧的直线图案(纵向的直线)为遮光图案30a,在遮光图案30a之下形成的直线图案(横向的直线)为半透射图案20a。位于半透射图案20a之下的分量状的区域为透明基板10的上面。
由图7的照片表明,即使在线宽短达2μm的情况下,各图案也具备良好的线形性。因此,根据本发明的光掩模的制造方法,可高精度地形成微细的图案。
其次,与形成遮光图案30a后测定过度蚀刻尺寸时相同,将基板沿纵向切断,用电子显微镜观察截面和平面。图8中(a)~(c)表示拍摄到的电子显微镜照片。图8中(a)是表示直线图案的截面形状的截面照片,是以除去抗蚀剂前的状态拍摄到的电子显微镜照片,(b)是表示直线图案的截面形状的截面照片,是拍摄到的除去抗蚀剂后的状态的电子显微镜照片,(c)是将直线图案的边缘部放大拍摄到的正面照片,是拍摄到的除去抗蚀剂后的状态的电子显微镜照片。
其中,根据图8中(a)和(b)的截面观察的结果可知,在透明基板10的表面形成有半透射图案20a。另外,根据(a)的截面观察的结果可知,从抗蚀剂的端部朝向内侧过度蚀刻半透射图案20a。该过度蚀刻尺寸从(a)的照片可知为0.37μm。另外,根据(c)的正面观察的结果可知,相对于直线图案,边缘部的凹凸尺寸相对于直线图案相对减小到0.05μm以下,充分确保了线形性。因此,对于图案的直线行而言,认为是看不到问题的程度。
利用未图案化的其它基板,用小西六照片工业社制的麦克贝斯浓度计(マクベス濃度計)测定光学浓度(OD),在利用由高氯酸、硝酸铈铵、水的混合液构成的蚀刻液A蚀刻了遮光层33和防反射层35之后,进一步进行清洗,利用自记分光光度计U—4000测定日立高科技(日立ハイテクノロジ—ズ)制的光学特性即分光透射率。其结果,得到的光学浓度为3.38,透射率在350nm时为6.91%,在436nm时为14.73%,在500nm时为18.29%。
利用交叉图案的一部分,通过艾鲁巴克(アルバツク)制的触针式表面形状测定器Dectak测定半透射图案20a和遮光图案30a。其结果是,半透射图案20a的膜厚为
Figure A200780001862D00271
(31.9nm),遮光图案30a的膜厚为
Figure A200780001862D00272
(102.0nm)。遮光层图案33a的膜厚设定为
Figure A200780001862D00273
防反射层图案35a为
Figure A200780001862D00274
(30.0nm)时,遮光图案30a的膜厚
Figure A200780001862D00275
(102.0nm)在测定器的误差范围内,可确认与目标值大致一致。表2表示其结果。
(实施例2)
实施例2与实施例1不同,为设计了半透射层20以使436nm下的透射率为20%的例子。本例中,通过调节半透射层20的膜厚来进行设计,以使照射光在436nm下的透射率达到约20%。除此以外的条件与实施例1相同。
表2
Figure A200780001862D00281
按照与实施例1相同的顺序,蚀刻遮光层33和防反射层35,形成由遮光图案30a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图6相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。从截面观察的结果可知,过度蚀刻尺寸为0.37μm。另外,从正面观察的结果可知,在直线图案的边缘部有凹凸产生,其最大和最小的宽度为0.1μm以下。在该时刻,可知作为半透射层20的氮化钛(TiNx)膜未发现特别的变化,而是残存在透明基板10的表面。
其次,按照与实施例1相同的顺序蚀刻半透射层20,形成由半透射图案20a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图8相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。其结果是,过度蚀刻尺寸为0.39μm。另外,可知相对于直线图案,边缘部的凹凸尺寸非常小,达到0.05μm以下。
另外,与实施例1相同地测定透射率等,其结果是,光学浓度为3.29、透射率在350nm时为12.85%,在436nm时为21.14%,在500nm时为25.53%。
另外,膜厚测定的结果是,半透射图案20a的膜厚为(26.0nm)、遮光图案30a的膜厚为
Figure A200780001862D00292
(101.5nm)。表2表示这些结果。
(实施例3)
实施例3与实施例1、2不同,为设计了半透射层20以使436nm时的透射率为30%的例子。本例中,通过调节半透射层20的膜厚来进行设计,以使照射光在436nm时的透射率达到约30%。除此以外的条件与实施例1、2相同。
按照与实施例1相同的顺序蚀刻遮光层33和防反射层35,形成由遮光图案30a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图6相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。从截面观察的结果可知,过度蚀刻尺寸为0.39μm。另外,从正面观察的结果可知,在直线图案的边缘部有凹凸产生,其最大和最小的宽度为0.1μm以下。在该时刻,可知作为半透射层20的氮化钛(TiNx)膜未发现特别的变化,而是残存在透明基板10的表面。
其次,按照与实施例1相同的顺序蚀刻半透射层20,形成由半透射图案20a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图8相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。其结果是,过度蚀刻尺寸为0.35μm。另外,可知相对于直线图案,边缘部的凹凸尺寸非常小,达到0.05μm以下。
另外,与实施例1相同地测定透射率等,其结果是,光学浓度为3.22、透射率在350nm时为18.79%,在436nm时为29.67%,在500nm时为32.78%。
另外,膜厚测定的结果是,半透射图案20a的膜厚为
Figure A200780001862D00293
(23.1nm)、遮光图案30a的膜厚为
Figure A200780001862D00294
(100.5nm)。表2表示这些结果。
(实施例4)
实施例4与实施例1~3不同,为设计了半透射层20以使436nm下的透射率为40%的例子。本例中,通过调节半透射层20的膜厚来进行设计,以使照射光在436nm下的透射率达到约40%。除此以外的条件与实施例1~3相同。
按照与实施例1相同的顺序,蚀刻遮光层33和防反射层35,形成由遮光图案30a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图6相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。从截面观察的结果可知,过度蚀刻尺寸为0.38μm。另外,从正面观察的结果可知,在直线图案的边缘部有凹凸产生,其最大和最小的宽度为0.1μm以下。在该时刻,可知作为半透射层20的氮化钛(TiNx)膜未发现特别的变化,而是残存在透明基板10的表面。
其次,按照与实施例1相同的顺序蚀刻半透射层20,形成由半透射图案20a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图8相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。其结果是,过度蚀刻尺寸为0.38μm。另外,可知相对于直线图案,边缘部的凹凸尺寸非常小,达到0.05μm以下。
另外,与实施例1相同地测定透射率等,其结果是,光学浓度为3.17、透射率在350nm时为28.05%,在436nm时为39.93%,在500nm时为48.18%。
另外,膜厚测定的结果是,半透射图案20a的膜厚为
Figure A200780001862D00301
(20.9nm)、遮光图案30a的膜厚为
Figure A200780001862D00302
(100.0nm)。表2表示这些结果。
(实施例5)
实施例5与实施例1~4不同,为设计了半透射层20以使436nm下的透射率为50%的例子。本例中,通过调节半透射层20的膜厚来进行设计,以使照射光在436nm下的透射率达到约50%。除此以外的条件与实施例1~4相同。
按照与实施例1相同的顺序,蚀刻遮光层33和防反射层35,形成由遮光图案30a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图6相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。从截面观察的结果可知,过度蚀刻尺寸为0.35μm。另外,从正面观察的结果可知,在直线图案的边缘部有凹凸产生,其最大和最小的宽度为0.1μm以下。在该时刻,可知作为半透射层20的氮化钛(TiNx)膜未发现特别的变化,而是残存在透明基板10的表面。
其次,按照与实施例1相同的顺序蚀刻半透射层20,形成由半透射图案20a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图8相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。其结果是,过度蚀刻尺寸为0.40μm。另外,可知相对于直线图案,边缘部的凹凸尺寸非常小,达到0.05μm以下。
另外,与实施例1相同地测定透射率等,其结果是,光学浓度为3.03、透射率在350nm时为40.01%,在436nm时为52.03%,在500nm时为59.59%。
另外,膜厚测定的结果是,半透射图案20a的膜厚为
Figure A200780001862D00311
(15.3nm)、遮光图案30a的膜厚为
Figure A200780001862D00312
(98.0nm)。表2表示这些结果。
(实施例6)
实施例6与实施例1~5不同,为设计了半透射层20以使436nm下的透射率为60%的例子。本例中,通过调节半透射层20的膜厚来进行设计,以使照射光在436nm下的透射率达到约60%。除此以外的条件与实施例1~5相同。
按照与实施例1相同的顺序,蚀刻遮光层33和防反射层35,形成由遮光图案30a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图6相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。从截面观察的结果可知,过度蚀刻尺寸为0.40μm。另外,从正面观察的结果可知,在直线图案的边缘部有凹凸产生,其最大和最小的宽度为0.1μm以下。在该时刻,可知作为半透射层20的氮化钛(TiNx)膜未发现特别的变化,而是残存在透明基板10的表面。
其次,按照与实施例1相同的顺序蚀刻半透射层20,形成由半透射图案20a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图8相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。其结果是,过度蚀刻尺寸为0.39μm。另外,可知相对于直线图案,边缘部的凹凸尺寸非常小,达到0.05μm以下。
另外,与实施例1相同地测定透射率等,其结果是,光学浓度为3.13、透射率在350nm时为48.06%,在436nm时为60.52%,在500nm时为68.30%。
另外,膜厚测定的结果是,半透射图案20a的膜厚为(11.8nm)、遮光图案30a的膜厚为
Figure A200780001862D00322
(101.0nm)。表2表示这些结果。
就实施例1~6中的遮光图案30a的图案化性而言,从光学显微镜和电子显微镜的观察结果看,过度蚀刻尺寸为0.35~0.40um,直线图案的边缘部的凹凸尺寸为0.1μm以下。另外,在半透射图案20a中,过度蚀刻尺寸为0.35~0.40μm,对于图案边缘的直线性,相对于直线图案的凹凸尺寸为0.05μm以下。该凹凸尺寸相对于2μm的图案宽度小至1/40(0.05μm),可确认为直线性没有问题的程度。
另外,推测阻碍图案边缘的直线性的是,在薄膜粒界的与蚀刻液的反应、或不进行表面处理而进行图案化引起的与薄膜在抗蚀剂界面的粘附性不足。该粘附不足认为是放置薄膜形成后的光掩模用基板2而引起的薄膜表面的氧化、污染及其它原因。
(实施例7)
本实施例中,与实施例1~6不同,为将第一层(半透射层)的材料和第二层(遮光层)的材料置换,且将第一蚀刻液(蚀刻液A)和第二蚀刻液(蚀刻液B)置换的情况的例子。另外,成膜工序、图案化工序基本上为与实施例1~6相同的顺序。
与实施例1相同,首先将石英基板(透明基板10)置于溅射装置上,使用市售的铬金属靶(纯度99.99%以上),进行反应性溅射。在溅射工序中,通过边导入氧气和氮气边进行溅射,形成由铬和氧气及氮气构成的混合物(CrON)的薄膜,由此形成半透射层20。此时,半透射层20成膜为在波长436nm下的透射率为20%。
其次,将金属铬靶替换为金属钛靶,在半透射层20的表面成膜遮光层33,使其膜厚达到(70nm)。此时,不导入反应性气体,而在半透射层20的表面只成膜金属钛(Ti)。
接着,将靶替换为新的钛靶,成膜防反射层35,使其膜厚为(30nm)。在溅射工序中,边导入氧气和氮气边进行溅射,由此形成钛和氧气和氮气的混合物(TiON)。
此时的反射率在成膜防反射层35时,在波长650nm时为35~38%,在430nm附近时为9~10%。
其次,将在上述溅射工序中成膜的光掩模用基板2自溅射装置中取出,在保存库中放置1周时间,之后,利用蚀刻液B(氢氧化钾、过氧化氢、水的混合液)按照与实施例1相同的顺序,形成由层叠遮光层33和防反射层35而成的遮光图案30a构成的条纹图案。
将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图6相同的电子显微镜照片,观察截面及平面。从截面观察的结果可知,过度蚀刻尺寸为0.39μm。另外,从正面观察的结果可知,在直线图案的边缘部有凹凸产生,其最大和最小的宽度为0.1μm以下。在该时刻,可知作为半透射层20的氮氧化铬(CrON)膜未发现特别的变化,而是残存在透明基板10的表面。
其次,按照与实施例1相同的顺序用蚀刻液A(硝酸铈铵、高氯酸、水的混合液)蚀刻半透射层20,形成由半透射图案20a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图8相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。其结果是,过度蚀刻尺寸为0.38μm。另外,可知相对于直线图案,边缘部的凹凸尺寸非常小,达到0.1μm以下。
另外,与实施例1相同地测定透射率等,其结果是,光学浓度为3.07、透射率在350nm时为7.65%,在436nm时为18.97%,在500nm时为27.66%。
另外,膜厚测定的结果是,半透射图案20a的膜厚为
Figure A200780001862D00331
(48.7nm)、遮光图案30a的膜厚为
Figure A200780001862D00332
(100nm)。表2表示这些结果。
(实施例8)
实施例8与实施例7不同,为设计了半透射层20以使436nm下的透射率为40%的例子。本例中,通过调节半透射层20的膜厚来进行设计,以使照射光在436nm下的透射率达到约40%。除此以外的条件与实施例7相同。
按照与实施例7相同的顺序,形成由层叠遮光层33和防反射层35而成的遮光图案30a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图6相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。从截面观察的结果可知,过度蚀刻尺寸为0.39μm。另外,从正面观察的结果可知,在直线图案的边缘部有凹凸产生,其最大和最小的宽度为0.1μm以下。在该时刻,可知作为半透射层20的氮氧化铬(CrON)膜未发现特别的变化,而是残存在透明基板10的表面。
其次,按照与实施例7相同的顺序蚀刻半透射层20,形成由半透射图案20a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图8相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。其结果是,过度蚀刻尺寸为0.37μm。另外,可知相对于直线图案,边缘部的凹凸尺寸非常小,达到0.1μm以下。
另外,与实施例1相同地测定透射率等,其结果是,光学浓度为3.05、透射率在350nm时为29.03%,在436nm时为37.66%,在500nm时为43.48%。
另外,膜厚测定的结果是,半透射图案20a的膜厚为(28.7nm)、遮光图案30a的膜厚为
Figure A200780001862D00342
(102nm)。表2表示这些结果。
(实施例9)
实施例9与实施例7、8不同,为设计了半透射层20以使436nm下的透射率为60%的例子。本例中,通过调节半透射层20的膜厚来进行设计,以使照射光在436nm下的透射率达到约60%。除此以外的条件与实施例7、8相同。
按照与实施例7、8相同的顺序,形成由层叠遮光层33和防反射层35而成的遮光图案30a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图6相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。从截面观察的结果可知,过度蚀刻尺寸为0.38μm。另外,从正面观察的结果可知,在直线图案的边缘部有凹凸产生,其最大和最小的宽度为0.1μm以下。在该时刻,可知作为半透射层20的氮氧化铬(CrON)膜未发现特别的变化,而是残存在透明基板10的表面。
其次,按照与实施例7、8相同的顺序蚀刻半透射层20,形成由半透射图案20a构成的条纹图案。将形成后的基板纵向切断,拍摄与实施例1的图8相同的电子显微镜照片,观察其截面及平面。其结果是,过度蚀刻尺寸为0.36μm。另外,可知相对于直线图案,边缘部的凹凸尺寸非常小,达到0.1μm以下。
另外,与实施例1相同地测定透射率等,其结果是,光学浓度为3.03、透射率在350nm时为48.21%,在436nm时为59.05%,在500nm时为64.98%。
另外,膜厚测定的结果是,半透射图案20a的膜厚为(12.4nm)、遮光图案30a的膜厚为
Figure A200780001862D00352
(101nm)。表2表示这些结果。
如这些实施例7~9所示,即使在将作为第一层的半透射层的材料和作为第二层的遮光层的材料置换,且将作为第一蚀刻液的蚀刻液A和作为第二蚀刻液的蚀刻液B置换的情况下,也能够得到与实施例1~6相同的结果。
结果是,能够确认现状的液晶用显示元件及滤色器基板等所利用的黑底可充分作为光掩模使用。表2表示实施例1~9的评价结果。
下面,对比较例进行说明。
(比较例1)
比较例1与实施例1~9不同,是在透明基板10的表面按由氧化铬(CrOx)构成的第一防反射层、由金属铬(Cr)构成的遮光层、由(CrOx)构成的第二防反射层的顺序层叠了这三层的例子。该例的层叠构造与通常利用的光掩模的结构相同。即,通常的光掩模根据遮光层的吸收程度,多由氧化物、氮化物、氮氧化物等形成在遮光层的上下配置的层中的任一个或两个,或被它们夹持。在比较例1中,作为与上述各实施例进行比较的比较对象,采用用于形成普通光掩模的基板。
比较例1中,使用与实施例1相同的溅射装置,使用金属铬靶(纯度99.99%以上)代替实施例1的金属钛靶,使用氧气作为反应性气体,通过反应性溅射,在透明基板10的表面直接成膜作为第一防反射层的氧化铬(CrOx)。另外,氧化度因溅射装置而不同,因此,只要适当组合调节成膜条件即可。
其次,将金属铬靶替换为新的金属铬靶,通过溅射而在第一防反射层的表面成膜由金属铬(Cr)构成的遮光层。该遮光层为相对于照射光可遮蔽大致100%(OD>3.0)的膜厚。进而连续地在遮光层的表面形成由氧化铬(CrOx)构成的第二防反射层。
接着,将在上述溅射工序中成膜的层叠基板自溅射装置取出,在保存库中放置1周时间。接着,在由多个槽构成的具有碱洗剂、中性洗剂、纯水的各槽中对从保存库中取出的基板进行超声波清洗,之后在基板的整个表面涂敷与实施例1相同的抗蚀剂,进行准硬化。之后,使用实施例1中使用的图案进行曝光、显影、本硬化,使用作为第一蚀刻液的由高氯酸、硝酸铈铵、水构成的混合液一并地蚀刻第一防反射层、遮光层及第二防反射层,形成条纹图案。
与实施例1相同地通过使用电子显微镜观察截面及平面,评价了此时的由三个层构成的条纹图案的过度蚀刻。其结果是,从截面观察,过度蚀刻尺寸为0.40μm,从正面观察的结果可知,直线图案的边缘部的凹凸的宽度为0.1μm以下。
利用未图案化的其它基板,与实施例1相同地,用日立高科技(日立ハイテクノロジ—ズ)制的自记分光光度计U一4000测定光学浓度(OD)和作为光学特性的分光反射率。其结果得到的光学浓度为3.18,自基板面侧反射的反射率在436nm下为7.11%。
另外,利用蚀刻后的条纹图案的一部分测定由第一防反射层和遮光层以及第二防反射层构成的图案的膜厚,其结果是,这些膜厚合计为
Figure A200780001862D0036095513QIETU
(128.0nm)。表2表示其结果。
(比较例2)
比较例2与实施例1~9及比较例1不同,是在透明基板10的表面按作为防反射层的氧化铬(CrOx)层和作为遮光层的金属铬(Cr)层的顺序层叠了这两层的例子。该例中,为提高液晶显示元件等的显示品质,具备与设于各像素外周(例如滤色器的红、绿、蓝等像素的外周)的黑底用薄膜、及几个微米~数十微米等级的光掩模中使用的2层类型的光掩模相同的结构。在黑底的情况下,为降低自掩模的相反侧的识别侧反射的反射率,而在基板侧配置了作为防反射层的氧化铬(CrOx)。
本例中,按照与实施例1相同的顺序,层叠氧化铬(CrOx),使其膜厚达到
Figure A200780001862D00361
(30.0nm)。接着,在其上层叠金属铬(Cr),使其膜厚达到
Figure A200780001862D00362
(79.0nm)。
其次,按照与实施例1相同的顺序,进行曝光、显影、本硬化,使用作为第一蚀刻液的由高氯酸、硝酸铈铵、水构成的混合液一并地蚀刻氧化铬(CrOx)层和金属铬(Cr)层,形成条纹图案。
与实施例1相同地通过使用电子显微镜观察截面及平面,评价了此时的由作为防反射层的氧化铬(CrOx)层和作为遮光层的金属铬(Cr)层构成的条纹图案的过度蚀刻。其结果是,从截面观察,过度蚀刻尺寸为0.38μm,从正面观察的结果可知,直线图案的边缘部的凹凸的宽度为0.1μm以下。
利用未图案化的其它基板,与实施例1相同,用日立高科技(日立ハイテクノロジ—ズ)制的自记分光光度计U—4000测定光学浓度(OD)和作为光学特性的分光反射率。其结果,得到的光学浓度为3.04,自基板面侧反射的反射率在436nm下为7.53%。
另外,利用蚀刻后的条纹图案的一部分测定由遮光层和防反射层构成的图案的膜厚,其结果是,这些膜厚合计为
Figure A200780001862D00371
(98.0nm)。表2表示其结果。
(比较例3)
比较例3与实施例1~9及比较例1、2不同,是在透明基板10的表面只是形成了氧化铬(CrOx)层的例子。由于氧化铬(CrOx)用与金属铬(Cr)相同的蚀刻液蚀刻,故在现有方法中,在制作半色调掩模时,遮光性的金属铬(Cr)层和半透射性的氧化铬(CrOx)层分别(即分二次)成膜。因此,在比较例3中,采用只形成了仅具有作为半透射层作用的氧化铬(CrOx)层的例子来作为与上述各实施例进行比较的比较对象。
在本例中,按照与实施例1相同的顺序,形成氧化铬(CrOx),使其膜厚达到(30.0nm)。
其次,按照与实施例1相同的顺序,进行曝光、显影、本硬化,使用作为第一蚀刻液的由高氯酸、硝酸铈铵、水构成的混合液蚀刻氧化铬(CrOx)层,形成条纹图案。
与实施例1相同地通过使用电子显微镜观察截面及平面,评价了此时的由氧化铬(CrOx)层构成的图案的过度蚀刻。其结果是,从截面观察,过度蚀刻尺寸为0.38μm,从正面观察的结果可知,直线图案的边缘部的凹凸的宽度为0.1μm以下。
利用未图案化的其它基板,与实施例1相同,用日立高科技(日立ハイテクノロジ—ズ)制的自记分光光度计U—4000测定光学浓度(OD)和作为光学特性的分光反射率。其结果,得到的光学浓度为0.39,透射率在436nm下为40.64%。
另外,利用蚀刻后的条纹图案的一部分测定图案的膜厚,其结果是,膜厚为
Figure A200780001862D00381
(29.0nm)。表2表示其结果。
(比较例4)
比较例4与实施例1~9及比较例1~3不同,是在透明基板10的表面只形成了金属铬(Cr)层的例子。由于金属铬(Cr)的反射率高,在包含配线的电极或反光镜等中利用,因此,在与实施例比较图案化性后作为参考。
在本例中,按照与实施例1相同的顺序,形成金属铬(Cr),使其膜厚达到(70.0nm)。
其次,按照与实施例1相同的顺序,进行曝光、显影、本硬化,使用作为第一蚀刻液的由高氯酸、硝酸铈铵、水构成的混合液蚀刻金属铬(Cr)层,形成条纹图案。
与实施例1相同地通过使用电子显微镜观察截面及平面,评价了此时的由金属铬(Cr)层构成的图案的过度蚀刻。其结果是,从截面观察,过度蚀刻尺寸为0.35μm,从正面观察的结果可知,直线图案的边缘部的凹凸的宽度为0.05μm以下。
利用未图案化的其它基板,与实施例1相同,用日立高科技(日立ハイテクノロジ—ズ)制的自记分光光度计U一4000测定光学浓度(OD)和作为光学特性的分光反射率和透射率。其结果,得到的光学浓度为3.02,透射率在436nm下为0.092%,反射率为59.71%。
另外,利用蚀刻后的条纹图案的一部分测定图案的膜厚,其结果是,膜厚合计为
Figure A200780001862D00383
(72.0nm)。表2表示其结果。

Claims (13)

1、一种光掩模用基板,其具备透明基板、形成于该透明基板上且相对于照射光具有半透射性的第一层、以及形成于该第一层上且对照射光实质上遮光的第二层,该光掩模用基板可形成由该第二层形成的遮光图案在表面露出的遮光部、由所述第一层形成的半透射图案在表面露出的半透射部、以及所述透明基板在表面露出的透明部,其特征在于,
所述第一层与所述第二层相比,相对于第一蚀刻液为不溶性或难溶性,并且相对于第二蚀刻液为易溶性,
所述第二层与所述第一层相比,相对于所述第一蚀刻液为易溶性,并且相对于所述第二蚀刻液为不溶性或难溶性。
2、如权利要求1所述的光掩模用基板,其特征在于,所述第一层直接在所述透明基板上形成。
3、如权利要求1所述的光掩模用基板,其特征在于,所述第一层隔着透射率为70%以上未满100%的金属化合物层形成于所述透明基板上。
4、如权利要求1~3中任一项所述的光掩模用基板,其特征在于,所述第一蚀刻液为硝酸铈铵、高氯酸及水的混合液。
5、如权利要求1~4中任一项所述的光掩模用基板,其特征在于,所述第二蚀刻液为氢氧化钾、过氧化氢及水的混合液。
6、如权利要求1~5中任一项所述的光掩模用基板,其特征在于,所述第一层以选自钛、钛氮化物及钛氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分。
7、如权利要求1~6中任一项所述的光掩模用基板,其特征在于,所述第二层以选自铬、铬氧化物、铬氮化物及铬氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分。
8、如权利要求1~7中任一项所述的光掩模用基板,其特征在于,所述第二层具备遮光层、和比该遮光层靠表面侧形成的防反射层。
9、如权利要求8所述的光掩模用基板,其特征在于,所述防反射层以选自铬氧化物、铬氮化物及铬氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分。
10、如权利要求1~3、8、9中任一项所述的光掩模用基板,其特征在于,
所述第一层为以选自铬、铬氧化物、铬氮化物及铬氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分的层,
所述第二层为以选自钛、钛氮化物及钛氮氧化物构成的组中的1或2种以上的成分为主成分的层,
所述第一蚀刻液为氢氧化钾、过氧化氢及水的混合液,
所述第二蚀刻液为硝酸铈铵、高氯酸及水的混合液。
11、如权利要求1~10中任一项所述的光掩模用基板,其特征在于,所述第一层及所述第二层通过溅射法、离子镀敷法或蒸镀法形成。
12、一种光掩模,其由具备透明基板、形成于该透明基板上且相对于照射光具有半透射性的第一层、以及形成于该第一层上且对照射光实质上遮光的第二层的光掩模用基板形成,所述光掩模的特征在于,
所述第一层与所述第二层相比,相对于第一蚀刻液为不溶性或难溶性,并且相对于第二蚀刻液为易溶性,
所述第二层与所述第一层相比,相对于所述第一蚀刻液为易溶性,并且相对于所述第二蚀刻液为不溶性或难溶性,
在所述光掩模上形成有:
遮光部,其在表面露出利用所述第一蚀刻液蚀刻所述第二层而形成的遮光图案;
半透射部,其在表面露出利用所述第二蚀刻液蚀刻所述第一层而形成的半透射图案;
透明部,其利用所述第一蚀刻液及所述第二蚀刻液分别蚀刻所述第二层及所述第一层,在表面露出所述透明基板。
13、一种光掩模的制造方法,制造权利要求12所述的光掩模,其特征在于,进行如下工序:
在所述第二层的表面覆盖抗蚀剂的第一抗蚀剂覆盖工序;
隔着形成有第一掩模图案的掩模对在所述第一抗蚀剂覆盖工序中覆盖的所述抗蚀剂进行曝光的第一曝光工序;
在所述第一曝光工序之后,将所述抗蚀剂中被曝光的部分除去的第一抗蚀剂除去工序;
利用所述第一蚀刻液对在除去了所述抗蚀剂的区域露出的所述第二层进行蚀刻而形成所述遮光图案的第一蚀刻工序;
将在所述第一抗蚀剂除去工序中残存的所述抗蚀剂剥离的第一抗蚀剂剥离工序;
再次在表面覆盖抗蚀剂的第二抗蚀剂覆盖工序;
隔着形成有第二掩模图案的掩模对在所述第二抗蚀剂覆盖工序中覆盖的所述抗蚀剂进行曝光的第二曝光工序;
在所述第二曝光工序之后将所述抗蚀剂中被曝光的部分除去的第二抗蚀剂除去工序;
利用所述第二蚀刻液对在除去了所述抗蚀剂的区域露出的所述第一层进行蚀刻而形成所述半透射图案的第二蚀刻工序;
将在所述第二抗蚀剂除去工序中残存的所述抗蚀剂剥离的第二抗蚀剂剥离工序。
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