CN102262354A - 多色调光掩模的制造方法和图案转印方法 - Google Patents

多色调光掩模的制造方法和图案转印方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供多色调光掩模的制造方法和图案转印方法，既能利用抗蚀剂图案的减膜来削减绘图和显影的次数，又能提高疏密部分之间的抗蚀剂图案的减膜速度的面内均匀性。所述制造方法具有如下工序：形成第1抗蚀剂图案，该第1抗蚀剂图案覆盖遮光部的形成区域和半透光部的形成区域，且半透光部的形成区域中的抗蚀剂膜的厚度比遮光部的形成区域中的抗蚀剂膜的厚度薄；以及向第1抗蚀剂图案供给活性氧，对第1抗蚀剂图案进行减膜，其中，通过露出的半透光膜来消耗提供给第1抗蚀剂图案的活性氧的一部分。

Description

多色调光掩模的制造方法和图案转印方法
技术领域
本发明涉及在制造例如液晶显示装置等的平板显示器(Flat Panel Display：以下称作FPD)等时使用的多色调光掩模的制造方法和使用了所述多色调光掩模的图案转印方法。
背景技术
例如FPD用的薄膜晶体管(Thin Film Transistor：以下称作TFT)基板，是使用在透明基板上形成有由遮光部和透光部构成的转印图案的光掩模，经过例如5次～6次的光刻工序而制造出来的。近年来，为了削减光刻工序数，已开始使用在透明基板上形成有包含遮光部、半透光部以及透光部的转印图案的多色调光掩模。
在上述多色调光掩模中，例如可构成为：遮光部是在透明基板上按顺序依次形成半透光膜和遮光膜而得到的，半透光部是在透明基板上形成半透光膜而得到的，透光部是使透明基板露出而得到的。另外，这里“按顺序”是指，只要不妨碍蚀刻，在膜之间也可以存在其它膜。这样的多色调光掩模需要对半透光膜和遮光膜分别实施预定的构图，因此，绘图和显影至少要各进行2次才能制造出来。具体地说，例如，首先，准备在透明基板上按顺序依次层叠有半透光膜、遮光膜以及第1抗蚀剂膜的光掩模坯体(blank)。然后，对第1抗蚀剂膜实施第1次绘图和显影，形成覆盖遮光部的形成区域和半透光部的形成区域的第1抗蚀剂图案，将第1抗蚀剂图案作为掩模对遮光膜和半透光膜进行蚀刻。接着，去除第1抗蚀剂图案而形成第2抗蚀剂膜，对第2抗蚀剂膜实施第2次绘图和显影，形成覆盖遮光部的形成区域的第2抗蚀剂图案。进而，将第2抗蚀剂图案作为掩模对遮光膜进行蚀刻，去除第2抗蚀剂图案。
但是，制造例如FPD用的TFT基板等时使用的光掩模比半导体制造用的光掩模大，例如一个边为500mm以上的方形、乃至一个边超过1000mm的方形的光掩模最近也不少见，因而绘图需要较长时间。另一方面，提高这样的FPD制品的生产效率从而降低价格这样的呼声也较高。
为此，发明人已把目光放在针对绘图和显影至少各进行2次的上述方法，要求提高其生产性的方面。此外，在上述方法中，要在第1次绘图与第2次绘图之间进行显影、构图(蚀刻)工序，因而需要将从绘图机上取下的在上述工序中处理后的光掩模中间体再次放到绘图机上。在此情况下，为了消除第1次与第2次绘制的图案之间的偏差而进行绘图，要由绘图机读入形成在掩模上的对准标记，以该对准标记的位置为基准由绘图机实施恰当的校正来进行绘图(将其称作对准绘图)，即便如此，完全防止位置偏差仍很困难。例如，根据本发明人的研究，这样的对准绘图时产生的位置偏差有时为0.1μm～0.5μm左右。在该情况下，转印图案的形成精度降低。例如，在想要利用这样的多色调光掩模制作液晶显示装置用的TFT时，原本具有作为设计值的相同线宽的遮光图案由于上述位置偏差而成为不同的线宽，从而在面内，线宽产生了与上述位置偏差量相应的分布。
进而，就本发明人所知，通过形成抗蚀剂残膜值因位置而不同的抗蚀剂图案，并利用该抗蚀剂图案的减膜，能够削减绘图和显影的次数。具体地说，首先，准备在透明基板上按照半透光膜、遮光膜以及第1抗蚀剂膜的顺序进行层叠后的光掩模坯体。然后，对第1抗蚀剂膜实施绘图和显影，形成第1抗蚀剂图案，该第1抗蚀剂图案覆盖遮光部的形成区域和半透光部的形成区域，且半透光部的形成区域中的抗蚀剂膜的厚度比遮光部的形成区域中的抗蚀剂膜的厚度薄。将该第1抗蚀剂图案作为掩模对遮光膜和半透光膜进行蚀刻。接着，对第1抗蚀剂图案进行减膜，去除半透光部的形成区域中的第1抗蚀剂图案，由此使遮光膜露出，形成覆盖遮光部的形成区域的第2抗蚀剂图案。进而，将第2抗蚀剂图案作为掩模对遮光膜进行蚀刻，然后，去除第2抗蚀剂图案。如果采用这样的方法，则在制造具有透光部、半透光部以及遮光部的(即3色调的)多色调光掩模时，能够使得绘图工序仅为1次。
但是，为了将其应用于现实的生产工序，存在几个难点。其一，在面向大型光掩模坯体的绘图工序中，涉及根据位置改变曝光量的技术。光掩模用的绘图曝光装置一般不需要绘制包含中间色调的图案，因而，在进行绘图用的光束扫描的同时改变曝光量十分不容易。
作为针对上述问题的解决方法，具有以下方法。在日本特开2002-189280号公报(专利文献1)中记载有如下工序：在光掩模坯体上，针对形成透光部的部分，以能够使抗蚀剂完全感光的曝光量对抗蚀剂膜进行曝光，而且针对形成半透光部的部分，以比能够使抗蚀剂完全感光的曝光量小的曝光量对抗蚀剂膜进行曝光。此外，在日本特开2005-024730号公报(专利文献2)中，记载有包含如下步骤的抗蚀剂膜曝光工序：针对形成半透光部的部分，使用电子射线绘图机或者激光绘图机，利用所述绘图机的解像度极限以下的图案的绘图数据进行绘图。
但是，根据本发明人的研究发现，不仅是绘图工序，而且对通过绘图、显影而形成的抗蚀剂图案进行减膜的工序也很困难，存在技术课题。例如，在对抗蚀剂膜进行减膜的工序中，必须对光掩模坯体的形成了抗蚀剂膜的面内整体进行均匀的减膜。当由于面内位置而发生不均匀的减膜时，抗蚀剂的残膜量变得不均匀，由下一工序的蚀刻形成的遮光部或者半透光部的线宽相对于设计值发生变动。由于大型掩模面积大，因此，不容易维持面内的均匀性。作为损害减膜的面内均匀性的一个原因，可举出：影响减膜的面内均匀性的、抗蚀剂的减膜量取决于转印用图案的形状。具体地说，在所要得到的转印用图案中，往往与作为最终制品的器件相应地，存在遮光部和半透光部的疏密分布，或者，遮光部和半透光部的面积比率存在分布。在该情况下，有时，例如在第1抗蚀剂图案的稀疏区域(每单位面积中的开口面积的比例较大的区域)中，减膜速度较大，而在第1抗蚀剂图案的密集区域(每单位面积中的开口面积的比例较小的区域)中，减膜速度较小。结果，很难准确地进行减膜的形状控制，有时导致转印图案的形成精度降低。尤其是在FPD用光掩模中抗蚀剂图案的疏密差较大，因而存在容易出现减膜速度不均匀的倾向。
发明内容
本发明的目的在于，既能利用抗蚀剂图案的减膜削减绘图和显影的次数，又能提高抗蚀剂图案的减膜速度的面内均匀性，提高转印图案的形成精度。
本发明的第1方式提供一种多色调光掩模的制造方法，该制造方法在透明基板上形成包含遮光部、半透光部以及透光部的转印图案，其中，该制造方法通过以下工序来形成所述透光部、所述半透光部以及所述遮光部：准备光掩模坯体，该光掩模坯体是在所述透明基板上按顺序依次层叠半透光膜、遮光膜以及抗蚀剂膜而得到的；对所述抗蚀剂膜实施绘图和显影，形成第1抗蚀剂图案，该第1抗蚀剂图案覆盖所述遮光部的形成区域和所述半透光部的形成区域，且所述半透光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度比所述遮光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度薄；第1蚀刻工序，将所述第1抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻；以及第2蚀刻工序，使用对所述第1抗蚀剂图案进行减膜而形成的第2抗蚀剂图案进行蚀刻，并且，在所述透光部的形成区域中露出所述半透光膜或所述抗蚀剂膜的状态下，进行所述第1抗蚀剂图案的减膜。
本发明的第2方式提供一种多色调光掩模的制造方法，该制造方法在透明基板上形成包含遮光部、半透光部以及透光部的转印图案，其中，该制造方法具有以下工序：准备光掩模坯体，该光掩模坯体是在所述透明基板上按顺序依次层叠半透光膜、遮光膜以及抗蚀剂膜而得到的；对所述抗蚀剂膜实施绘图和显影，形成第1抗蚀剂图案，该第1抗蚀剂图案覆盖所述遮光部的形成区域和所述半透光部的形成区域，且所述半透光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度比所述遮光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度薄；第1蚀刻工序，将所述第1抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻，使所述半透光膜的一部分露出；对所述第1抗蚀剂图案进行减膜，使所述半透光部的形成区域中的所述遮光膜露出，形成覆盖所述遮光部的形成区域的第2抗蚀剂图案；第2蚀刻工序，将所述第2抗蚀剂图案和露出的所述遮光膜作为掩模对所述半透光膜进行蚀刻，使所述透明基板的一部分露出；第3蚀刻工序，将所述第2抗蚀剂图案作为掩模对露出的所述遮光膜进行蚀刻，使所述半透光膜的一部分露出；以及去除所述第2抗蚀剂图案。
本发明的第3方式提供一种多色调光掩模的制造方法，该制造方法在透明基板上形成包含遮光部、半透光部以及透光部的转印图案，其中，该制造方法通过以下工序来形成所述透光部、所述半透光部以及所述遮光部：准备光掩模坯体，该光掩模坯体是在所述透明基板上按顺序依次层叠半透光膜、遮光膜以及抗蚀剂膜而得到的；对所述抗蚀剂膜实施绘图和显影，形成第1抗蚀剂图案，该第1抗蚀剂图案覆盖所述遮光部的形成区域和所述半透光部的形成区域，且所述半透光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度比所述遮光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度薄；第1蚀刻工序，将所述第1抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻；以及第2蚀刻工序，使用对所述第1抗蚀剂图案进行减膜而形成的第2抗蚀剂图案进行蚀刻，并且，在形成所述第1抗蚀剂图案的工序中，在所述透光部的形成区域中形成不包含在所述转印图案中的暂定抗蚀剂图案，在所述第1蚀刻工序中，将所述暂定抗蚀剂图案作为掩模，形成暂定遮光膜图案，在所述第2蚀刻工序中，去除所述暂定抗蚀剂图案和所述暂定遮光膜图案。
本发明的第4方式提供一种多色调光掩模的制造方法，该制造方法在透明基板上形成包含遮光部、半透光部以及透光部的转印图案，其中，该制造方法具有以下工序：准备光掩模坯体，该光掩模坯体是在所述透明基板上按顺序依次层叠半透光膜、遮光膜以及抗蚀剂膜而得到的；对所述抗蚀剂膜实施绘图和显影，在所述透光部的形成区域中形成暂定抗蚀剂图案，并且，形成覆盖所述遮光部的形成区域和所述半透光部的形成区域的第1抗蚀剂图案，其中所述半透光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度比所述遮光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度薄；第1蚀刻工序，将所述第1抗蚀剂图案和所述暂定抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻，使所述半透光膜的一部分露出；对所述第1抗蚀剂图案进行减膜，使所述半透光部的形成区域中的所述遮光膜露出，形成覆盖所述遮光部的形成区域的第2抗蚀剂图案；第2蚀刻工序，将所述第2抗蚀剂图案和露出的所述遮光膜作为掩模对所述半透光膜进行蚀刻，去除所述暂定抗蚀剂图案，并且，使所述透光部的形成区域中的所述透明基板露出；第3蚀刻工序，将所述第2抗蚀剂图案作为掩模对露出的所述遮光膜进行蚀刻，使所述半透光膜的一部分露出；以及去除所述第2抗蚀剂图案。
本发明的第5方式是在第4方式所述的多色调光掩模的制造方法中，通过与所述半透光膜的蚀刻相伴的剥离来去除所述暂定抗蚀剂图案。
本发明的第6方式是在第5方式所述的多色调光掩模的制造方法中，关于所述暂定抗蚀剂图案的尺寸，线宽为1μm以下。
本发明的第7方式是在第4方式～第6方式中任意一种方式所述的多色调光掩模的制造方法中，所述暂定抗蚀剂图案的膜厚与所述遮光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度相等。
本发明的第8方式是在第4方式～第6方式中任意一种方式所述的多色调光掩模的制造方法中，所述暂定抗蚀剂图案的膜厚与所述半透光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度相等。
本发明的第9方式是在第1方式～第8方式中任意一种方式所述的多色调光掩模的制造方法中，所述半透光膜由含硅的材料构成。
本发明的第10方式提供一种图案转印方法，该图案转印方法具有以下工序：隔着通过第1方式～第9方式中任意一种方式所述的制造方法制造出的多色调光掩模，向形成在被转印体上的被转印抗蚀剂膜照射曝光光，由此将所述转印图案转印到所述被转印抗蚀剂膜上。
根据本发明，既能利用抗蚀剂图案的减膜削减绘图和显影的次数，又能提高抗蚀剂图案的减膜速度的面内均匀性，提高转印图案的形成精度。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的多色调光掩模的制造工序的流程图。
图2是表示使用了本发明的第1实施方式的多色调光掩模的图案转印方法的截面图。
图3是本发明的第2实施方式的多色调光掩模的制造工序的流程图。
图4是表示本发明的第1实施方式的抗蚀剂图案减膜工序的原理的截面图。
图5是表示本发明的第2实施方式的抗蚀剂图案减膜工序的原理的截面图。
图6是表示参考例的抗蚀剂图案减膜工序的原理的截面图。
图7是表示参考例的多色调光掩模的制造方法的说明图。
图8是表示本发明的第1实施方式的针对光掩模坯体的一个绘图方法的图，(a)是表示由遮光部数据、透光部数据以及半透光部数据构成的合成数据的平面图，(b)是表示从(a)所示的合成数据中分离出的遮光部数据和透光部数据的平面图，(c)是表示从(a)所示的合成数据中分离出的半透光部数据的平面图。
图9是表示本发明的第1实施方式的、在光掩模坯体的抗蚀剂膜上绘制图8的(a)的绘图图案时的曝光量分布的平面图。
图10是图9的I-I截面图，(a)是在抗蚀剂膜上绘制了绘图图案后的光掩模坯体的截面图，(b)是对抗蚀剂膜进行显影后的光掩模坯体的截面图。
图11是表示本发明的第1实施方式的针对光掩模坯体的另一绘图方法的流程图。
图12是表示本发明的第1实施方式的针对光掩模坯体的另一绘图方法中使用的绘图图案的图。
标号说明
10：多色调光掩模；10b：光掩模坯体；100：透明基板；101：半透光膜；102：遮光膜；103：抗蚀剂膜；103p：第1抗蚀剂图案；104p：第2抗蚀剂图案；110：遮光部；115：半透光部；120：透光部。
具体实施方式
如前所述，在多色调光掩模的制造方法中，为了实现例如3种色调(透光部、遮光部以及半透光部)，需要对形成在透明基板上的2种膜实施构图，在现有的制造方法中，需要至少2次的绘图和显影工序。而且，对于4色调以上的多色调光掩模，需要至少2次或者更多次的绘图/显影工序。因此，期望改善生产效率和制造成本。而且，因多次绘图引起的图案彼此的位置偏差会导致转印图案的形成精度降低。因此，本发明人为了解决上述课题而致力于削减绘图和显影工序的次数。
首先，如图7的(a)所例示的，准备光掩模坯体10b′，该光掩模坯体10b′在透明基板100′上按顺序依次形成有半透光膜101′和遮光膜102′，并在最上层形成有抗蚀剂膜103′。然后，如图7的(b)的103p′的实线所例示的，对光掩模坯体10b′具有的抗蚀剂膜103′实施曝光/显影，形成具有例如2种厚度的第1抗蚀剂图案103p′。
第1抗蚀剂图案103p′被形成为覆盖遮光部110′的形成区域和半透光部115′的形成区域，且半透光部115′的形成区域中的抗蚀剂膜103′的厚度比遮光部110′的形成区域中的抗蚀剂膜103′的厚度薄。另外，所谓遮光部110′、半透光部115′的形成区域，是指在所要得到的多色调光掩模中要形成遮光部110′、半透光部115′的区域。
然后，将第1抗蚀剂图案103p′作为掩模对遮光膜102′和半透光膜101′进行蚀刻。接着，如图7的(b)的104p′的虚线和部分实线所示，对第1抗蚀剂图案103p′进行减膜，形成覆盖遮光部110′的形成区域的第2抗蚀剂图案104p′。然后，在图7的(c)中，例示出将第2抗蚀剂图案104p′作为掩模对半透光膜101′进行蚀刻后，去除完第2抗蚀剂图案104p′时的状态。根据该方法，能够分别将绘图和显影工序的次数削减至1次，从而能够解决上述课题。这里，所谓减膜，是指：例如从抗蚀剂图案103p′所露出的上部(表面)起，在垂直方向上消除期望量的抗蚀剂图案103p′，从而减小膜厚。
在上述说明中，第1抗蚀剂图案103p′的减膜例如可通过如下方式来进行：使用等离子体灰化(plasma ashing)法，向第1抗蚀剂图案103p′供给由等离子体产生的活性物质，例如活性氧，使构成抗蚀剂膜103′的有机物分解而灰化(ashing)。但是，根据本发明人的研究可知，在该方法下，第1抗蚀剂图案103p′的减膜速度的面内均匀性不够充分。结果可知，很难准确地进行减膜中的抗蚀剂图案的形状控制，例如，如图7的(c)的125所示，有时，一部分转印图案的尺寸形成得比预定区域小。
因此，本发明人就减膜速度的面内均匀性降低的原因进行了深刻研究。
以下参照附图来说明减膜速度的面内均匀性降低的原因。
图6是表示第1抗蚀剂图案103p′的减膜原理的截面图。在图6中，(b1)表示减膜前的第1抗蚀剂图案103p′的结构，(b2)表示利用活性氧对第1抗蚀剂图案103p′进行减膜的状态，(b3)表示将通过减膜得到的第2抗蚀剂图案104p′作为掩模对遮光膜进行蚀刻、从而形成了转印图案后的状态。
如图6的(b1)所示，第1抗蚀剂图案103p′具有稀疏区域(例如每单位面积中的开口面积的比例大的区域)和密集区域(例如每单位面积中的开口面积的比例小的区域)。具体地说，例如透光部120′(参照图7的(c))的形成区域相当于稀疏区域，遮光部110′(参照图7的(c))和半透光部115′(参照图7的(c))的形成区域相当于密集区域。
这里，在稀疏区域中，成为减膜对象的抗蚀剂材料(第1抗蚀剂图案103p′)较少，因此，活性氧的消耗不怎么多。因此，在稀疏区域中，容易成为这样的状态：提供给第1抗蚀剂图案103p′的每单位面积中的活性氧的供给量比对第1抗蚀剂图案103p′进行减膜而消耗的每单位面积中的活性氧的消耗量多。即，在稀疏区域中，第1抗蚀剂图案103p′的减膜速度比较容易增大。
相比之下，在密集区域中，成为减膜对象的抗蚀剂材料(第1抗蚀剂图案103p′)比较丰富，因此，活性氧的消耗量变多。因此，在密集区域中，容易成为这样的状态：与对第1抗蚀剂图案103p′进行减膜而消耗的每单位面积中的活性氧的消耗量相比，提供给第1抗蚀剂图案103p′的每单位面积中的活性氧的供给量不充分。即，在密集区域中，第1抗蚀剂图案103p′的减膜速度比较容易减小。
由此可知，减膜速度会受到成为减膜对象的第1抗蚀剂图案103p′的形状的影响，有时导致减膜速度的面内均匀性降低。在该情况下，由于减膜速度的面内均匀性降低，因而很难准确地进行减膜的形状控制，如图6的(b3)所示，导致转印图案的形成精度降低。尤其是在FPD用光掩模中，抗蚀剂图案的疏密差较大，因此，存在减膜速度的不均匀容易显著地显现的趋势。另外，减膜速度的面内均匀性的降低不仅在抗蚀剂图案的疏密差大时会显著地显现，而且在抗蚀剂图案的开口面积自身之差大的情况下，也会显著地显现。
因此，本发明人就提高减膜速度的面内均匀性的方法进一步进行了深刻研究。结果发现了在减膜处理工序中，使活性氧的消耗量在面内均匀的方法。即，得出了以下观点：在活性氧相对容易过剩的区域(抗蚀剂膜的露出少的区域)中露出与活性氧反应的材料，由此，能够消耗提供给第1抗蚀剂图案103p′的活性氧的一部分，提高减膜速度的面内均匀性。
根据本发明人的研究，通过采用这样的方法，能够使形成于多色调光掩模的半透光部和遮光部的图案线宽(即，半透光膜图案和遮光膜图案的线宽)接近由掩模的设计数据给出的设计值。此外，即使在设计值与实际的线宽之间产生了预定的差异，也能够使该产生的差异在面内均匀。
本发明正是基于本发明人得出的上述观点而完成的。
<本发明的第1实施方式>
以下，参照图1和图2说明本发明的第1实施方式。图1是本第1实施方式的多色调光掩模10的制造工序的流程图。图2是表示使用了多色调光掩模10的图案转印方法的截面图。
(1)多色调光掩模的制造方法
(光掩模坯体准备工序)
首先，如图1的(a)所例示，准备光掩模坯体10b，该光掩模坯体10b在透明基板100上按顺序依次形成有半透光膜101和遮光膜102，且在最上层形成有抗蚀剂膜103。
透明基板100例如构成为平板，其由石英(SiO2)玻璃、或者包含SiO2、Al2O3、B2O3、RO(R是碱土金属)、R2O(R2是碱金属)等的低膨胀玻璃等构成。透明基板100的主面(正面和背面)通过研磨等而变得平坦且平滑。透明基板100例如可以是一个边为2000mm～2400mm左右的方形。透明基板100的厚度例如可以是3mm～20mm左右。
半透光膜101由包含钼(Mo)、钽(Ta)等金属材料和硅(Si)的材料构成，例如，由MoSi、MoSix、MoSiN、MoSiON、MoSiCON、TaSix等构成。半透光膜101构成为可使用氟(F)系蚀刻液(或者蚀刻气)进行蚀刻。此外，半透光膜101具有针对由含有硝酸铈铵((NH4)2Ce(NO3)6)和高氯酸(HClO4)的纯水构成的铬用蚀刻液的耐蚀刻性，作为如后所述使用铬用蚀刻液对遮光膜102进行蚀刻时的蚀刻阻挡层发挥功能。
遮光膜102实质上由铬(Cr)构成。另外，如果在遮光膜102的表面层叠Cr化合物(CrO、CrC、CrN等)(未图示)，则能够使遮光膜102的表面具有反射抑制功能。遮光膜102构成为可使用上述铬用蚀刻液进行蚀刻。
抗蚀剂膜103可由正性光致抗蚀剂材料或者负性光致抗蚀剂材料构成。在以下说明中，假定抗蚀剂膜103由正性光致抗蚀剂材料形成。抗蚀剂膜103例如可使用狭缝涂布机或旋转涂布机等来形成。
(第1抗蚀剂图案形成工序)
接着，通过激光绘图机等对光掩模坯体10b进行绘图曝光，使抗蚀剂膜103感光，向抗蚀剂膜103供给显影液实施显影，形成覆盖遮光部110的形成区域和半透光部115的形成区域的第1抗蚀剂图案103p。图1的(b)例示出形成第1抗蚀剂图案103p后的状态。如图1的(b)所示，第1抗蚀剂图案103p形成为，半透光部115的形成区域中的抗蚀剂膜103的厚度比遮光部110的形成区域中的抗蚀剂膜103的厚度薄。另外，遮光部110、半透光部115的形成区域是指在所要得到的多色调光掩模10中要形成遮光部110、半透光部115的区域。
在这样形成厚度不同的第1抗蚀剂图案103p时，例如可使用以下方法。根据以下方法，能够通过1次绘图和1次显影处理来形成具有2种以上的残膜量的第1抗蚀剂图案103p。具体地说，在准备上述光掩模坯体10b而进行绘图时，在形成透光部120的区域中应用使抗蚀剂膜103完全感光的曝光量，而在形成半透光部115的区域中应用比使抗蚀剂膜103完全感光少的曝光量。以下，举2个例子详细描述相应的绘图方法。
(a)基于halfdose绘图的方法
如图8的(a)所示，将以下情况举为例子：组入有遮光部110、透光部120以及半透光部115的全部图案数据的掩模图案的合成数据由遮光部数据110d、透光部数据120d以及半透光部数据115d构成。在该情况下，将掩模图案的合成数据分离成图8的(b)所示的遮光部数据110d和透光部数据120d、图8的(c)所示的半透光部数据115d。这里，在分离上述数据时，遮光部数据110d也可包含在图8的(c)的半透光部数据侧。在使用正性抗蚀剂的情况下，遮光部数据110d是不进行绘图的部分，因此，不管通过怎样的数据分离方法，在以后的绘图工序中都示出相同的结果，因而不存在问题。然后，以能够完全去除抗蚀剂膜103的曝光量(100％)绘制透光部120的形成区域，之后，以使抗蚀剂膜103完全感光的曝光量的大约一半的曝光量绘制半透光部115的形成区域，由此，能够绘制出图8的(a)所示的图案。另外，透光部120的形成区域和半透光部115的形成区域的绘制顺序也可以为不同顺序，谁在前都没有关系。在抗蚀剂膜103上(正性抗蚀剂的绘图例)绘制上述图8的(a)所示的绘图图案时的曝光量的分布如图9所示。即，区域C(透光部120的形成区域)的曝光量为100％，区域A(半透光部115的形成区域)的曝光量为50％，区域B(遮光部110的形成区域)的曝光量为0％(未曝光)。半透光部的曝光量不限于上述值，例如可设为30％以上70％以下。如果在该范围内，则抗蚀剂残膜量作为蚀刻时的掩模不会产生不良状况，能够在明确保持抗蚀剂膜厚的部分与薄的部分之间的边界的状态下进行高精度的减膜。
接着，如作为图9的I-I截面图的图10的(a)所示，在以图9所示的曝光分布进行了绘图的情况下，区域B未曝光，针对区域A，调节绘图时的曝光量，使得曝光/显影后的膜厚为区域B的残膜值的大约一半。对于区域C，给与在进行了抗蚀剂构图时将将能够完全去除抗蚀剂的曝光量。例如，作为此时的绘图方法，利用激光绘图机以曝光量100％的光量进行了区域C的绘图之后，以曝光量50％左右的光量进行区域A的绘图。关于区域A、区域C的绘图顺序，谁在前都没有关系。
接着，如图10的(b)所示，以具有膜厚差的方式对抗蚀剂膜103进行显影。此时，关于抗蚀剂膜103的膜厚，区域A是区域B的大约一半左右，区域C成为抗蚀剂膜103被完全去除的状态。另外，虽然这里将半透光部115的形成区域(区域A)的曝光量设为50％，但可根据期望的残膜值在例如20％～80％左右的范围内进行变更。通过这样地变更曝光量，能够使区域A在显影后形成为期望的残膜值。在本第1实施方式中，能够这样地通过一个工序连续地进行绘图。
(b)基于未解像图案绘制的方法
接着，说明另一个抗蚀剂图案形成方法。在该方法中，也使用上述光掩模坯体10b，利用激光绘图机等进行绘图。作为一例，如图12所示，绘图图案具有遮光部图案110a、110b、透光部图案120p以及半透光部图案115p。在此，半透光部图案115p是形成有由所使用的绘图机的解像度极限以下的微细图案(线和间隙：line and space)构成的遮光图案115a和透射图案115b的区域。例如，如果所使用的激光绘图机的解像度极限为2.0μm，则可以将图12中半透光部图案115p中的透射图案115b的间隙宽度设为小于2.0μm、将遮光图案115a的线宽设为小于绘图机的解像度极限以下的2.0μm。另外，对于线和间隙而言，能够根据线宽为怎样的值，来调节经由该图案进行曝光时的曝光量，最终能够控制形成半透光部115的部分处的抗蚀剂膜103的残膜值。例如，可以将线宽设为小于绘图机的解像度最小线宽的1/2，例如1/8～1/3。
使用这样的具有遮光部图案110a、110b、透光部图案120p以及半透光部图案115p的图案的绘图数据(图12的图案的情况下，例如优选利用由透光部图案120p的数据和半透光部图案115p的数据合成的一种数据)，进行一次绘图。此时的曝光量为能够使形成透光部120的区域的抗蚀剂膜103充分感光的曝光量。于是，在形成透光部120的区域(图11所示的区域C)中，抗蚀剂膜103得到充分感光，而在形成遮光部110的区域(图11所示的区域B)中，抗蚀剂膜103处于未曝光(未进行曝光的)状态。而且，由于在形成半透光部115的区域(图11所示的区域A)中，绘图机无法对所述遮光图案115a进行解像，因而不能绘制其线宽，而作为整体，曝光量不足。即，在半透光部115的形成区域中，能够得到与减小该形成区域整体的曝光量而对抗蚀剂膜103进行曝光相同的效果。在绘图后利用预定的显影液对其进行显影时，在掩模坯体10b上，形成了在遮光部110(区域B)和半透光部115(区域A)中抗蚀剂膜103的残膜值不同的第1抗蚀剂图案103p(参照图11的(b))。在半透光部115的形成区域中，实际的曝光量比能够使抗蚀剂膜103完全感光的曝光量小，因而在对抗蚀剂膜103进行显影时，抗蚀剂膜103不会完全溶解，以比未曝光的遮光部110中的抗蚀剂膜103薄的膜厚残留下来。另外，在透光部120中，成为抗蚀剂膜103被完全去除的状态。
此外，具有2种以上的残膜量的抗蚀剂图案的形成方法不限于以上方法。也可以通过一边进行绘图机的光束扫描一边根据扫描区域变更其强度的方法等、上述方法以外的方法，来实施曝光量随抗蚀剂膜103的位置而不同的绘图。
(第1蚀刻工序)
接着，如图1的(c)所示，将所形成的第1抗蚀剂图案103p作为掩模对遮光膜102进行蚀刻，形成遮光膜图案102p。关于遮光膜102的蚀刻，可通过喷射方式等手法向遮光膜102供给上述铬用蚀刻液，进行湿法蚀刻。此时，底层的半透光膜101作为蚀刻阻挡层发挥功能。图1的(c)示出这样地形成遮光膜图案102p后的状态。
(第2蚀刻图案形成工序)
接着，对第1抗蚀剂图案103p进行减膜，使半透光部115的形成区域中的遮光膜102露出。此时，在抗蚀剂膜103厚的遮光部110的形成区域中残留抗蚀剂膜103。由此，形成了覆盖遮光部110的形成区域的第2抗蚀剂图案104p。图1的(d)例示出该状态。
可使第1抗蚀剂图案103p灰化来进行第1抗蚀剂图案103p的减膜。例如，产生氧(O2)气等反应性气体的等离子体，利用产生的活性氧将作为有机物的抗蚀剂分解成COx、H2O等而去除，由此能够进行减膜。当这样地向第1抗蚀剂图案103p供给活性氧时，能够使构成抗蚀剂膜103的有机物分解而进行减膜。作为反应性气体，例如可使用O3气或O2气。关于O3气，例如，可通过公知的真空紫外线(VacuumUltra-Violet：以下称作VUV)照射装置、准分子UV灯、低压汞灯等的光照射、等离子体照射，使空气中的氧(O2)成为臭氧(O3)，从而产生O3气。
在此，活性氧除了O3自身以外，例如还指包括等离子化的O3气、O2气中包含的羟基(HO·)、反应性气体中存在的具有足够与抗蚀剂膜103进行反应的活性的氧原子(O)在内的全部化学物质。
但是，在如上所述通过供给活性氧来对第1抗蚀剂图案103p进行减膜的情况下，有时由于第1抗蚀剂图案103p的形状，导致活性氧的供给量与消耗量的平衡在面内不均匀，从而减膜速度的面内均匀性降低。即，有时在第1抗蚀剂图案103p稀疏的区域中，减膜速度相对地增大。
对此，在本第1实施方式中，在抗蚀剂膜103露出较少的区域中，在露出具有消耗活性氧的效应的半透光膜101的状态下，对第1抗蚀剂图案103p进行减膜。由此，消耗掉提供给第1抗蚀剂图案103p的活性氧的一部分，无论抗蚀剂图案的疏密，均能够使活性氧的供给量与消耗量的平衡在面内变得均匀，能够提高减膜速度的面内均匀性。图4是表示本第1实施方式的第1抗蚀剂图案103p的减膜原理的截面图。在图4中，(b1)表示减膜前的第1抗蚀剂图案103p的结构，(b2)表示利用活性氧对第1抗蚀剂图案103p进行减膜的状态，(b3)表示将通过减膜而得到的第2抗蚀剂图案104p作为掩模而形成转印图案后的状态。如图4所示，根据本第1实施方式，通过使半透光膜101露出地配置在稀疏区域中，能够抑制稀疏区域与密集区域中分别消耗的每单位面积的活性氧的消耗量之差。即，通过露出的半透光膜101，消耗掉提供给第1抗蚀剂图案103p的活性氧的一部分。并且，能够利用由半透光膜101消耗的每单位面积的活性氧的消耗量，补偿对第1抗蚀剂图案103p进行减膜而消耗的每单位面积的活性氧的消耗量的面内差。结果，能够提高减膜速度的面内均匀性，更准确地进行通过减膜而形成的第2抗蚀剂图案104p的形状控制。另外，半透光膜101所具有的活性氧的消耗效应，是通过使半透光膜101中含有的Si与活性氧反应、使得活性氧被Si捕捉而产生的，或者，是通过活性氧与半透光膜101表面之间产生的相互作用使得活性氧失去活性而产生的。
(第2蚀刻工序)
接着，将第2抗蚀剂图案104p和露出的遮光膜102作为掩模，对半透光膜101进行蚀刻，形成半透光膜图案101p，使透明基板100的一部分露出。半透光膜101的蚀刻可通过向半透光膜101供给氟(F)系的蚀刻液(或者蚀刻气)来进行。图1的(e)例示出这样形成半透光膜图案101p后的状态。
(第3蚀刻工序)
接着，将第2抗蚀剂图案104p作为掩模，进一步对遮光膜102进行蚀刻，使半透光膜101露出。遮光膜102的蚀刻可通过向遮光膜102供给前述的铬用蚀刻液来进行。此时，底层的半透光膜101作为蚀刻阻挡层发挥功能。图1的(f)例示出实施了第3蚀刻工序后的状态。
(第2抗蚀剂图案去除工序)
然后，去除第2抗蚀剂图案104p，完成本第1实施方式的多色调光掩模10的制造。第2抗蚀剂图案104p可通过使第2抗蚀剂图案104p与剥离液等接触来去除。图1的(g)例示出去除了第2抗蚀剂图案后的状态。
由此，图1的(g)所例示的多色调光掩模10的制造工序结束。图1的(g)所示的多色调光掩模10例如可用于平板显示器(FPD)用的薄膜晶体管(TFT)基板的制造等。其中，图1的(g)例示出多色调光掩模的层叠构造，而实际的图案不限于与之相同。
多色调光掩模10具有的遮光部110、半透光部115以及透光部120构成为，对于具有例如i线～g线的范围内的代表波长的曝光光，分别具有预定范围内的透射率。即，构成为：遮光部110对曝光光进行遮光(光透射率大致为0％)，透光部120使曝光光大致100％透过。而且，半透光部115构成为，例如使曝光光的透射率降低至20％～80％(将足够宽的透光部120的透射率设为100％。以下相同)，优选降低至30％～60％左右。另外，i线(365nm)、h线(405nm)、g线(436nm)是汞(Hg)的主要发光光谱，这里所说的代表波长是指i线、h线、g线中的任意一个波长。另外，更优选对于i线～g线中的任意一个波长都具有上述透射率。
(2)针对被转印体的图案转印方法
图2例示出通过使用了多色调光掩模10的图案转印工序形成在被转印体30上的抗蚀剂图案302p(实线部)的局部截面图。抗蚀剂图案302p是隔着多色调光掩模10向形成在被转印体30上的作为被转印抗蚀剂膜的正性抗蚀剂膜302(虚线部和部分实线部)照射曝光光进行显影而形成的。被转印体30具有基板300和按顺序层叠在基板300上的金属薄膜、绝缘膜、半导体层等任意的被加工层301，假定在被加工层301上以均匀的厚度预先形成了正性抗蚀剂膜302。另外，构成被加工层301的各个层也可以构成为对于各个层的上层的蚀刻液(或者蚀刻气)具有耐性。
当隔着多色调光掩模10向正性抗蚀剂膜302照射曝光光时，曝光光不会透过遮光部110，此外，曝光光的光量按照半透光部115、透光部120的顺序而阶段性地增加。并且，正性抗蚀剂膜302的膜厚在与遮光部110、半透光部115分别对应的区域中依次变薄，在与透光部120对应的区域中被去除。由此，在被转印体30上形成膜厚阶段性地变化的抗蚀剂图案302p。
在形成抗蚀剂图案302p后，从表面侧起依次进行蚀刻而去除在未被抗蚀剂图案302p覆盖的区域(与透光部120对应的区域)中露出的被加工层301。然后，对抗蚀剂图案302p进行灰化(减膜)，去除膜厚较薄的区域(与半透光部115对应的区域)，依次进行蚀刻而去除新露出的被加工层301。由此，通过使用膜厚阶段性地变化的抗蚀剂图案302p，实施了现有的需要2个光掩模的工序，能够削减掩模数量，能够简化光刻工序。
(3)本第1实施方式的效果
根据本第1实施方式，能够起到以下所示的1个或多个效果。
根据本第1实施方式，通过利用第1抗蚀剂图案103p的减膜，能够削减绘图和显影工序的次数。由此，能够提高多色调光掩模10的生产性，降低制造成本。此外，在形成3色调转印图案时，能够防止2种(遮光膜构图与半透光膜构图)的图案之间的位置偏差，因此，能够抑制转印图案的形成精度的降低。
此外，根据本第1实施方式，在进行抗蚀剂减膜工序时，在面内整体配置有与活性氧反应的物质或者介质。即，在抗蚀剂膜103的露出较少的透光部120中，使半透光膜101露出，因此，如果该半透光膜101含有Si等能与活性氧反应的物质，则在面内所消耗的活性氧的量不会产生严重的不均匀。换言之，露出的半透光膜101代替第1抗蚀剂图案103p而消耗掉所产生的活性氧的一部分。此外，半透光膜101优选由含有Mo等金属材料和Si的材料构成。由此，能够利用由半透光膜101消耗的每单位面积的活性氧的消耗量，补偿对第1抗蚀剂图案103p进行减膜而消耗的每单位面积的活性氧的消耗量的面内差，同时对第1抗蚀剂图案103p进行减膜。此外，为了消耗掉提供给第1抗蚀剂图案103p的活性氧的一部分，可通过使活性氧与半透光膜101接触来进行。这是因为，通过利用半透光膜101中含有的Si捕捉活性氧或使活性氧失去活性，能够消耗掉活性氧的一部分。由此，能够局部地抑制稀疏区域的减膜速度，使之接近密集区域的减膜速度，能够提高减膜速度的面内均匀性。并且，能够提高第2抗蚀剂图案104p的形成精度，提高转印图案的形成精度。
此外，根据本第1实施方式，能够同时得到防止上述图案之间的位置偏差和提高转印图案的形成精度这2个效果，因此能够更有效地进行图案的线宽控制。具体地说，图案线宽不会远离设计值，并且，不会出现设计值与实际线宽的差异(不是零的情况)的面内偏差。换言之，实际线宽不会相对于设计值向正侧偏移或向负侧偏移，而且，差异的趋势在面内是固定的。即，半透光部与遮光部的重合精度得到提高，并且线宽的面内均匀性也能够得到提高。因此，对于TFT基板的图案等具有对称性的图案(例如在一个方向上按顺序依次排列有透光部、遮光部、半透光部、遮光部、透光部，且位于半透光部的两侧的遮光部的线宽与半透光部相同的情况等)，能够消除现有的方法中因利用2次绘图引起的位置偏差而无法维持其对称性的问题。此外，还能够抑制由图案疏密差和开口率引起的面内的线宽变动的偏差，因而，制造工序中对目标线宽的控制也变得容易。
<本发明的第2实施方式>
接着，使用图3说明本发明的第2实施方式。在第1实施方式中，所述第1抗蚀剂图案103p的减膜是在透光部120的形成区域中残留半透光膜101、而使得该半透光膜101露出的状态下进行的，但在本第2实施方式中，通过在透光部120的形成区域中配置暂定的抗蚀剂图案而使该抗蚀剂图案露出，来进行第1抗蚀剂图案103p的减膜。即，本第2实施方式与上述第1实施方式的不同点在于，在形成第1抗蚀剂图案103p时，同时在透光部120的形成区域中形成暂定图案(暂定抗蚀剂图案)103d，在通过构成暂定图案103d的抗蚀剂膜103消耗一部分活性氧的同时对第1抗蚀剂图案103p进行减膜。以下，参照图3详细说明与上述第1实施方式的不同点。
(1)多色调光掩模的制造方法
(光掩模用坯体准备工序)
在本第2实施方式的多色调光掩模10的制造工序中，如图3的(a)所示，也使用与上述第1实施方式相同的光掩模坯体10b。
(第1抗蚀剂图案形成工序)
采用与上述第1实施方式相同的手法，形成覆盖遮光部110的形成区域和半透光部115的形成区域的第1抗蚀剂图案。此时，在透光部120的形成区域形成暂定图案103d。暂定图案103d虽然并非作为最终的构造体、即转印图案而残留(不包含在所要得到的多色调光掩模10的转印图案中)，但在多色调光掩模10的制造工序中，能够起到提高图案形成精度的作用。该暂定图案103d具有作为辅助图案的作用，例如提高第2抗蚀剂图案形成工序中的第1抗蚀剂图案103p的减膜时的减膜速度的面内均匀性等。
此外，优选的是，暂定图案103d的线宽不要过大，使得在后述的暂定图案103d的去除工序中，能够与位于下层侧的半透光膜101的熔析同时地迅速剥离(lift off)。即，对于暂定图案103d，作为抗蚀剂图案的线宽希望为1μm以下，优选为0.5μm以下，更优选为0.1μm以下，作为相邻的图案与图案的间隙部分希望为1μm以上，优选为2μm～4μm左右。即，如果以线和间隙形成暂定图案103d，则优选将线部的线宽设为0.01μm～1.0μm，更优选设为0.01μm～0.5μm，进一步优选设为0.01μm～0.1μm。此外，可将间隙部分设为1μm～4μm左右。不过，暂定图案103d不限于线和间隙，可将具有相同大小的图案(点图案等)配置在透光部120的形成区域中。
另外，在本第2实施方式中，将剥离(lift off)设为以下方式：通过去除层叠的膜中的至少一个膜，能够包含该膜在内将形成在该膜的上层的膜去除。例如，在透明基板上按顺序依次形成有半透光膜、遮光膜以及抗蚀剂膜的情况下，通过蚀刻去除半透光膜，能够通过剥离将遮光膜和抗蚀剂膜与半透光膜一起去除。
此外，构成暂定图案103d的抗蚀剂膜103的目的在于，调整对第1抗蚀剂图案103p进行减膜时的活性氧的供给，因此，在对第1抗蚀剂图案103p进行减膜时，需要使第1抗蚀剂图案103p成为存在于透光部120的形成区域中而露出表面的状态，但是膜厚没有特别限制。因此，如后所述，可以是与遮光部110的形成区域相同(相对厚)的膜厚，也可以是与半透光部115的形成区域相同(相对薄)的膜厚。在此，例如假定具有与遮光部110的形成区域中的抗蚀剂膜103相同程度的厚度。图3的(b)例示出形成具有暂定图案103d的第1抗蚀剂图案103p后的状态。
(第1蚀刻工序)
接着，采用与上述第1实施方式相同的手法，将所形成的第1抗蚀剂图案103p作为掩模对遮光膜102进行蚀刻，形成遮光膜图案102p。此时，还将暂定图案103d作为掩模而形成暂定遮光膜图案。图3的(c)例示出形成遮光膜图案102p后的状态。
(第2蚀刻图案形成工序)
接着，对第1抗蚀剂图案103p进行减膜，使半透光部115的形成区域中的遮光膜102露出，形成覆盖遮光部110的形成区域的第2抗蚀剂图案104p。此时，在暂定图案103d中也对抗蚀剂膜103进行减膜。图3的(d)例示出该状态。
与上述第1实施方式同样，采用任意一种方法向第1抗蚀剂图案103p提供活性氧来进行第1抗蚀剂图案103p的减膜。在本第2实施方式中，在露出了具有与活性氧反应而消耗的效应的半透光膜101、并且在透光部120的形成区域中配置有暂定图案103d的状态下，对第1抗蚀剂图案103p进行了减膜。由此，消耗掉提供给第1抗蚀剂图案103p的活性氧的一部分，能够进一步提高减膜速度的面内均匀性。
图5是表示本第2实施方式的第1抗蚀剂图案103p的减膜原理的截面图。在图5中，(b1)表示减膜前的第1抗蚀剂图案103p的结构，(b2)表示利用活性氧对第1抗蚀剂图案103p进行减膜的状态，(b3)表示将通过减膜而得到的第2抗蚀剂图案104p作为掩模对遮光膜进行蚀刻而形成转印图案后的状态。如图5所示，根据本第2实施方式，通过在第1抗蚀剂图案103p原本稀疏的区域中配置暂定图案103d，能够使稀疏区域与密集区域中分别消耗的每单位面积的活性氧的消耗量均匀。即，利用构成暂定图案103d的抗蚀剂膜103，消耗所产生的活性氧的一部分。并且，能够利用由暂定图案103d的抗蚀剂膜103消耗的每单位面积的活性氧的消耗量，补偿对第1抗蚀剂图案103p进行减膜而消耗的每单位面积的活性氧的消耗量的面内差。结果，能够进一步提高减膜速度的面内均匀性，更准确地进行通过减膜而形成的第2抗蚀剂图案104p的形状控制。另外，由抗蚀剂膜103实现的活性氧的消耗，是指构成抗蚀剂膜103的材料与活性氧发生反应而分解，并且，该活性氧不能再与材料发生反应。
(第2蚀刻工序)
接着，采用与上述第1实施方式相同的手法，将第2抗蚀剂图案104p和露出的遮光膜102作为掩模，对半透光膜101进行湿法蚀刻，形成半透光膜图案101p。此时，暂定图案103d是线宽较小的图案，因此，在对位于其下层侧的半透光膜101进行湿法蚀刻时，通过剥离从基板上去除半透光膜上层的膜。此时，暂定图案103d下层的暂定遮光膜图案也一并被去除。由此，形成露出了透明基板100的透光部120。图3的(e)例示出该状态。如上所述，能够在第2蚀刻工序中消除暂定图案103d，因此，不需要另外进行用于去除暂定图案103d的工序。此外，能够形成具有预定透射率的透光部110。
(第3蚀刻工序)
接着，与上述第1实施方式相同，将第2抗蚀剂图案104p作为掩模，进一步对遮光膜102进行蚀刻，使半透光膜101重新露出。图3的(f)例示出实施了第3蚀刻工序后的状态。
(第2抗蚀剂图案去除工序)
然后，与上述第1实施方式相同，去除第2抗蚀剂图案104p，完成本第2实施方式的多色调光掩模10的制造。图3的(g)例示出去除了第2抗蚀剂图案后的状态。
由此，图3的(g)所例示的多色调光掩模10也具有与上述第1实施方式相同的形状、光学特性等。
(2)本第2实施方式的效果
在本第2实施方式中，也能够发挥与上述第1实施方式相同的效果。即，无论图案形状(疏密差、周边开口率)如何，都能得到面内均匀性极高的减膜效果。
此外，根据本第2实施方式，利用构成暂定图案103d的抗蚀剂膜103，消耗掉提供给第1抗蚀剂图案103p的活性氧的一部分。由此，能够利用由构成暂定图案103d的抗蚀剂膜103消耗的每单位面积的活性氧的消耗量，补偿对第1抗蚀剂图案103p进行减膜而消耗的每单位面积的活性氧的消耗量的面内差，同时对第1抗蚀剂图案103p进行减膜。由此，能够进一步提高减膜速度的面内均匀性，能够提高第2抗蚀剂图案104p的形成精度。
此外，根据本第2实施方式，在第2蚀刻工序中，通过位于暂定图案103d的下层侧的半透光膜101的湿法蚀刻，来剥离暂定图案103d。由此，不需要另外进行用于去除暂定图案103d的工序。
此外，根据本第1实施方式，通过如上所述地消除暂定图案103d，因此，能够在不给预定的透光部110的透射率留下任何影响的情况下，形成所要得到的转印图案。
<本发明的其它实施方式>
以上，具体地说明了本发明的实施方式，但是，本发明不限于上述第1实施方式、第2实施方式，可在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。
在上述第1实施方式、第2实施方式中，假定为半透光膜101由例如MoSi等的钼(Mo)材料构成，但是，也可以由例如硅化钨(WSi)、硅化镍(NiSi)等其它包含金属材料和硅(Si)的材料构成。除此以外，也可以由硅合金、硅的氮化物、氧化物、碳化物等或者将它们与前述材料复合而成的材料构成。
在上述第2实施方式中，假定为由多个细线构成暂定图案103d，但是，暂定图案103d的形状不限于此。例如也可以在透光部120的形成区域中存在多个点状的暂定图案103d。在该情况下，优选的是，点的尺寸为不会给第2蚀刻工序中的暂定图案103d的去除带来障碍的尺寸。
在上述第2实施方式中，假定为暂定图案103d所具有的抗蚀剂膜103具备与遮光部110的形成区域中的抗蚀剂膜103相同程度的厚度，不过，暂定图案103d所具有的抗蚀剂膜103的厚度也可以比其薄，例如可以是与半透光部115的形成区域中的抗蚀剂膜103相同程度的厚度。在该情况下，在对第1抗蚀剂图案103p进行减膜的期间去除暂定图案103d的抗蚀剂膜103，在此后的第2蚀刻工序中消除暂定图案103d时，能够降低例如抗蚀剂材料再次附着到光掩模坯体10b上的危险。
在通过活性氧等活性物质进行抗蚀剂图案的减膜时，因抗蚀剂图案的疏密差而使得所消耗的活性物质的量不同，因此，本发明用于阻止产生减膜速度的面内不均匀。因此，不仅能够应用于等离子体灰化，而且能够应用于具有上述课题的抗蚀剂灰化方法。例如，还能够应用于使用了臭氧或活性氧的向抗蚀剂图案供给臭氧水的灰化方法、向抗蚀剂图案供给臭氧气体的灰化方法、向抗蚀剂图案照射紫外线或真空紫外线的灰化方法、或者将它们组合而成的灰化方法。
例如，在使用了臭氧水的灰化方法中，可在2ppm～150ppm的范围内调整臭氧水的浓度，可进行减膜量的调整。为了更加精确地控制减膜量，优选为2ppm～50ppm的范围，更优选为2ppm～30ppm。通过将臭氧设为这样的浓度，能够容易地控制减膜量，能够进行控制了线宽的更精确的抗蚀剂图案的减膜。按照光掩模的每单位面积换算此时的臭氧水供给量时，成为20.0ml/cm2·min～0.10ml/cm2·min左右。更优选可设为20.0ml/cm2·min～0.50ml/cm2·min。如果为该范围的供给量，则即使在臭氧浓度低的情况下，也能够使活性氧的供给量成为过剩状态，十分理想。此外，该供给量例如可通过将供给的臭氧水的量除以进行处理的光掩模坯体基板的面积来求出。此外，可通过利用了臭氧吸光度等的公知的测定装置来测定臭氧浓度，能够测定即将提供给抗蚀剂图案之前的浓度。

Claims (10)

1.一种多色调光掩模的制造方法，该制造方法在透明基板上形成包含遮光部、半透光部以及透光部的转印图案，其特征在于，
该制造方法通过以下工序来形成所述透光部、所述半透光部以及所述遮光部：
准备光掩模坯体，该光掩模坯体是在所述透明基板上按顺序依次层叠半透光膜、遮光膜以及抗蚀剂膜而得到的；
对所述抗蚀剂膜实施绘图和显影，形成第1抗蚀剂图案，该第1抗蚀剂图案覆盖所述遮光部的形成区域和所述半透光部的形成区域，且所述半透光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度比所述遮光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度薄；
第1蚀刻工序，将所述第1抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻；以及
第2蚀刻工序，使用对所述第1抗蚀剂图案进行减膜而形成的第2抗蚀剂图案进行蚀刻，并且，
在所述透光部的形成区域中露出所述半透光膜或所述抗蚀剂膜的状态下，进行所述第1抗蚀剂图案的减膜。
2.一种多色调光掩模的制造方法，该制造方法在透明基板上形成包含遮光部、半透光部以及透光部的转印图案，其特征在于，
该制造方法具有以下工序：
准备光掩模坯体，该光掩模坯体是在所述透明基板上按顺序依次层叠半透光膜、遮光膜以及抗蚀剂膜而得到的；
对所述抗蚀剂膜实施绘图和显影，形成第1抗蚀剂图案，该第1抗蚀剂图案覆盖所述遮光部的形成区域和所述半透光部的形成区域，且所述半透光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度比所述遮光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度薄；
第1蚀刻工序，将所述第1抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻，使所述半透光膜的一部分露出；
对所述第1抗蚀剂图案进行减膜，使所述半透光部的形成区域中的所述遮光膜露出，形成覆盖所述遮光部的形成区域的第2抗蚀剂图案；
第2蚀刻工序，将所述第2抗蚀剂图案和露出的所述遮光膜作为掩模对所述半透光膜进行蚀刻，使所述透明基板的一部分露出；
第3蚀刻工序，将所述第2抗蚀剂图案作为掩模对露出的所述遮光膜进行蚀刻，使所述半透光膜的一部分露出；以及
去除所述第2抗蚀剂图案。
3.一种多色调光掩模的制造方法，该制造方法在透明基板上形成包含遮光部、半透光部以及透光部的转印图案，其特征在于，
该制造方法通过以下工序来形成所述透光部、所述半透光部以及所述遮光部：
准备光掩模坯体，该光掩模坯体是在所述透明基板上按顺序依次层叠半透光膜、遮光膜以及抗蚀剂膜而得到的；
对所述抗蚀剂膜实施绘图和显影，形成第1抗蚀剂图案，该第1抗蚀剂图案覆盖所述遮光部的形成区域和所述半透光部的形成区域，且所述半透光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度比所述遮光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度薄；
第1蚀刻工序，将所述第1抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻；以及
第2蚀刻工序，使用对所述第1抗蚀剂图案进行减膜而形成的第2抗蚀剂图案进行蚀刻，并且，
在形成所述第1抗蚀剂图案的工序中，在所述透光部的形成区域中形成不包含在所述转印图案中的暂定抗蚀剂图案，
在所述第1蚀刻工序中，将所述暂定抗蚀剂图案作为掩模，形成暂定遮光膜图案，
在所述第2蚀刻工序中，去除所述暂定抗蚀剂图案和所述暂定遮光膜图案。
4.一种多色调光掩模的制造方法，该制造方法在透明基板上形成包含遮光部、半透光部以及透光部的转印图案，其特征在于，
该制造方法具有以下工序：
准备光掩模坯体，该光掩模坯体是在所述透明基板上按顺序依次层叠半透光膜、遮光膜以及抗蚀剂膜而得到的；
对所述抗蚀剂膜实施绘图和显影，在所述透光部的形成区域中形成暂定抗蚀剂图案，并且，形成覆盖所述遮光部的形成区域和所述半透光部的形成区域的第1抗蚀剂图案，其中，在第1抗蚀剂图案中，所述半透光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度比所述遮光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度薄；
第1蚀刻工序，将所述第1抗蚀剂图案和所述暂定抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻，使所述半透光膜的一部分露出；
对所述第1抗蚀剂图案进行减膜，使所述半透光部的形成区域中的所述遮光膜露出，形成覆盖所述遮光部的形成区域的第2抗蚀剂图案；
第2蚀刻工序，将所述第2抗蚀剂图案和露出的所述遮光膜作为掩模对所述半透光膜进行蚀刻，去除所述暂定抗蚀剂图案，并且，使所述透光部的形成区域中的所述透明基板露出；
第3蚀刻工序，将所述第2抗蚀剂图案作为掩模对露出的所述遮光膜进行蚀刻，使所述半透光膜的一部分露出；以及
去除所述第2抗蚀剂图案。
5.根据权利要求4所述的多色调光掩模的制造方法，其特征在于，
通过与所述半透光膜的蚀刻相伴的剥离来去除所述暂定抗蚀剂图案。
6.根据权利要求5所述的多色调光掩模的制造方法，其特征在于，
关于所述暂定抗蚀剂图案的尺寸，线宽为1μm以下。
7.根据权利要求4～6中任意一项所述的多色调光掩模的制造方法，其特征在于，
所述暂定抗蚀剂图案的膜厚与所述遮光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度相等。
8.根据权利要求4～6中任意一项所述的多色调光掩模的制造方法，其特征在于，
所述暂定抗蚀剂图案的膜厚与所述半透光部的形成区域中的所述抗蚀剂膜的厚度相等。
9.根据权利要求1～6中任意一项所述的多色调光掩模的制造方法，其特征在于，
所述半透光膜由含硅的材料构成。
10.一种图案转印方法，其特征在于，
该图案转印方法具有以下工序：隔着通过权利要求1～9中任意一项所述的制造方法制造出的多色调光掩模，向形成在被转印体上的被转印抗蚀剂膜照射曝光光，由此将所述转印图案转印到所述被转印抗蚀剂膜上。
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