TW201502693A - 相位移光罩之製造方法及相位移光罩 - Google Patents

相位移光罩之製造方法及相位移光罩 Download PDF

Info

Publication number
TW201502693A
TW201502693A TW103114106A TW103114106A TW201502693A TW 201502693 A TW201502693 A TW 201502693A TW 103114106 A TW103114106 A TW 103114106A TW 103114106 A TW103114106 A TW 103114106A TW 201502693 A TW201502693 A TW 201502693A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
phase shift
layer
pattern
phase
thickness
Prior art date
Application number
TW103114106A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI609233B (zh
Inventor
Satoru Mochizuki
Daisuke Nakamura
Yoshinori Kobayashi
Kagehiro Kageyama
Original Assignee
Ulvac Coating Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=51731448&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=TW201502693(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Ulvac Coating Corp filed Critical Ulvac Coating Corp
Publication of TW201502693A publication Critical patent/TW201502693A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI609233B publication Critical patent/TWI609233B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/28—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof with three or more diverse phases on the same PSM; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/29—Rim PSM or outrigger PSM; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/80—Etching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

於本發明之相位移光罩之相位移層形成步驟中，藉由設定氛圍氣體中之氧化性氣體之流量比而形成多階區域。

Description

相位移光罩之製造方法及相位移光罩
本發明係關於一種可形成微細且高精度之曝光圖案的相位移光罩之製造方法及相位移光罩。尤其是關於一種平板顯示器之製造所使用之技術。
本案係基於2013年4月17日於日本提出申請之日本專利特願2013-086982號且主張優先權，並將其內容援用於本文中。
於半導體中，為了進行高密度安裝，而花費較長時間使圖案微細化。因此，使曝光波長短波長化，並且研究了改善曝光方法等各種各樣之手法。
於光罩中亦為進行圖案微細化，而由使用複合波長且採用形成遮光膜圖案之光罩，以至於在圖案緣使用光干涉並使用單波長且採用可形成更微細之圖案的相位移光罩。於上述所示之半導體用相位移光罩中，如專利文獻1所示採用了使用有i射線單波長之邊緣加強型之相位移光罩，但為了進一步之微細化，而如專利文獻2所示使曝光波長縮短至ArF單波長且使用半透過型之相位移光罩。
另一方面，於平板顯示器中，為了實現低價格化，必須以較高之產能進行生產，就曝光波長而言，亦利用g射線、h射線、i射線之複合波長下之曝光進行圖案形成。
最近，於上述平板顯示器中亦為了形成高精細之畫面而使圖案分佈更微細化，以至於如專利文獻3所示使用邊緣加強型之相位移光罩，而並非先前以來使用之將遮光膜圖案化而成之光罩。
就平板用之邊緣加強型之相位移光罩而言，現狀為，於複合波長區域內曝光，於具有相位移效果以外之波長下存在相位移效果變得並不充分之問題，從而期待可獲得更高效率之相位移效果的相位移光罩。
上述邊緣加強型相位移光罩中，除了於將遮光膜圖案化後形成相位移膜、進而將相位移膜圖案化之專利文獻3中記載之上置型相位移光罩以外，還存在自基板依序形成相位移膜、蝕刻終止膜、遮光膜並依序圖案化之下置型相位移光罩。然而，於上述下置型相位移光罩中亦具有同樣之問題，於含有包含相位移層之半透過膜的單層型相位移光罩中亦存在同樣之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平08-272071號公報
[專利文獻2]日本專利特開2006-78953號公報
[專利文獻3]日本專利特開2011-13283號公報
又，較佳為，於作為邊緣加強型之相位移光罩之圖案區域內，相位移圖案自遮光圖案露出寬幅之形狀，但於濕式蝕刻處理中，以特定厚度形成之相位移圖案塌陷、即厚度之減少程度與所設定之形狀不同，結果，依存於相位移層之厚度的光強度變為零之部位與所期望之狀態不同，由此，有如下問題：因存在圖案線寬(寬度尺寸)變粗等作為光罩之高精細性降低之可能性，故而欠佳。
進而，現狀為，於形成平板之圖案時，使用複合波長區域內之曝光，但無法獲得活用所有複合波長之相位移效果，故而於形成進一步微細之圖案時存在限制，於複合波長區域內之曝光中亦期待充分發揮相位移效果而實現微細化之製程。
近年來，伴隨平板顯示器之配線圖案之微細化，對平板顯示器之製造所使用之光罩而言，微細之線寬精度之要求亦提高。然而，僅依靠光罩之微細化之曝光條件、顯影條件等之研究係非常難以應對，從而尋求用以達成進一步之微細化之新技術。
就於曝光中可應用上述波長範圍之複合波長、即曝光強度之觀點而言，要求可同時使用不同波長之光並且可同時維持高精細性。
本發明之態樣之目的在於提供一種適宜用於平板顯示器之製造，可形成微細且高精度之曝光圖案且可應用複合波長，並且可更有效率地獲得相位移效果的相位移光罩之製造方法及相位移光罩。
本發明之一態樣之相位移光罩之製造方法之特徵在於：其係製造相位移光罩之方法，該相位移光罩包括：透明基板；及相位移層，其具有於至少上述透明基板之表面以固定厚度形成之部分且以Cr為主成分，可對300nm以上且500nm以下之波長區域之任一種光具有180°之相位差；且該相位移光罩之製造方法包括如下步驟：於上述透明基板上多階地形成上述相位移層；及對上述相位移層進行濕式蝕刻，並以上述相位移層與上述透明基板於俯視時具有邊界部分之方式將上述相位移層圖案化，而形成相位移圖案；且於俯視時之上述相位移層與上述透明基板之邊界部分，形成將上述相位移層之厚度變化設定為多階之多階區域。
於上述態樣之製造方法中，於上述相位移層之形成步驟中，藉由設定成膜氛圍氣體中氧化性氣體之流量比，而可分別設定上述相位移層中之各階之蝕刻速率。
於上述態樣之製造方法中，於上述相位移層之多階區域內，上述各階之厚度可以於不同波長之光中具有180°之相位差之方式對應。
於上述態樣之製造方法中，作為上述相位移層中之各階之成膜氛圍的成膜氣體包含惰性氣體、氮化性氣體及氧化性氣體，或者包含氮化性氣體與氧化性氣體，且相對於總氣體流量，氧化性氣體之流量比選自3.68%~24.89%之範圍，進而，相對於每層之總氣體流量的氧化性氣體比率亦可不同。
於上述態樣之製造方法中，包括於在上述透明基板上形成相位移膜後形成圖案之步驟，或者包括由遮光層形成遮光圖案，並於上述遮光圖案上由相位移層形成相位移圖案的步驟，或者進而亦可包括如下步驟：於上述透明基板上形成相位移層，於上述相位移層上介隔以選自Ni、Co、Fe、Ti、Si、Al、Nb、Mo、W及Hf中之至少1種金屬為主成分之蝕刻終止層形成，於上述蝕刻終止層上形成遮光層，並利用圖案形成而形成相位移圖案。
本發明之另一態樣之相位移光罩之特徵在於：其係藉由上述任一記載之製造方法而製造，且包括：透明基板；及相位移層，其具有於至少上述透明基板之表面以固定厚度形成之部分且以Cr為主成分，可對300nm以上且500nm以下之波長區域之任一種光具有180°之相位差；且 於上述相位移層，形成有俯視時具有相對於上述透明基板之邊界部分的相位移圖案，於俯視時之上述相位移層與上述透明基板之邊界部分，具有使上述相位移層之厚度多階地變化之多階區域。
於上述態樣之相位移光罩中，於上述相位移層之多階區域內，上述各階之厚度可以不同波長之光具有相位差之方式對應。
於上述態樣之相位移光罩中，上述相位移層之多階區域厚度可採用於g射線、h射線、i射線中具有180°之相位差的方法，或者上述相位移層之多階區域厚度可採用於h射線、i射線中具有180°之相位差的方法。
作為以具有180°之相位差之方式設定之波長，如上所述可以包含g射線、h射線、i射線之方式設定，但亦可以包含h射線、i射線而不含g射線之方式設定。
本發明之另一態樣之相位移光罩之製造方法係包括透明基板、及相位移層之相位移光罩之製造方法，該相位移層具有於至少上述透明基板之表面以固定厚度形成之部分且以Cr為主成分，可對300nm以上且500nm以下之波長區域之任一種光具有180°之相位差，且該製造方法包括如下步驟：於上述透明基板上多階地形成上述相位移層；及對上述相位移層進行濕式蝕刻，並以上述相位移層與上述透明基板於俯視時具有邊界部分之方式將上述相位移層圖案化，而形成相位移圖案；且於俯視時之上述相位移層與上述透明基板之邊界部分，形成將上述相位移層之厚度變化設定為多階之多階區域，藉此，至少於透明基板上之相位移圖案之單層部分，形成以厚度朝向露出之透明基板表 面減少之方式將厚度變化設定為多階之多階區域，藉此，該多階區域於曝光所使用之各特定波長之光中與光強度變為零之厚度對應的部位沿相位移圖案之輪廓以特定之寬度尺寸形成。同時，與對應於成為上述波長區域之複合波長之光的厚度對應之部位係如對相位移圖案之輪廓呈相似形般以特定之寬度尺寸形成，藉此，針對與於曝光中上述波長範圍之複合波長中之各適合波長對應的厚度尺寸，於多階區域之各階中，各厚度尺寸於寬度方向上持續，藉此，該等各階可具有對應於各複合波長中之特定波長而將光強度設為零的特定之寬度。
藉此，將上述波長範圍之複合波長同時用於曝光，可確實地獲得相位移效果，因此，可製造一種能夠實現更進一步之高精細化、曝光時間之縮短、曝光效率之提高的相位移光罩。
於上述態樣之製造方法中，於上述相位移層形成步驟中，藉由設定成膜氛圍氣體中氧化性氣體之流量比，而可分別設定上述相位移層中之各階之蝕刻速率，藉此，於俯視時之上述相位移層與上述透明基板之邊界部分，可形成將上述相位移層之厚度變化設定為多階之多階區域，且至少於透明基板上之相位移圖案之單層部分，可形成以厚度朝向露出之透明基板表面減少之方式將厚度變化設定為多階之多階區域。
於上述態樣之製造方法中，於上述相位移層之多階區域內，上述各階之厚度以於不同波長之光中具有180°之相位差之方式對應，藉此，階可具有對應於各複合波長中之特定波長而將光強度設為零之特定之寬度。因此，可於各波長中將光強度設為零，容易應對高精細化。
於上述態樣之製造方法中，作為上述相位移層中之各階之成膜氛圍的成膜氣體包含惰性氣體、氮化性及氧化性氣體、或者氮化性氣體與氧化性氣體，且相對於 總氣體流量，氧化性氣體之流量比選自3.68%~24.89%之範圍，藉此，可將上述多階區域中之膜厚狀態控制為所期望之狀態。藉此，以上述多階區域之各階之膜厚分別與於上述波長範圍之複合波長之光中光強度變為零之厚度對應的方式控制膜厚，可將上述波長範圍之複合波長同時用於曝光。
於上述態樣之製造方法中，包括於在上述透明基板上形成相位移膜後形成圖案之步驟，或者包括由遮光層形成遮光圖案，並於上述遮光圖案上由相位移層形成相位移圖案的步驟，或者進而可包括於上述透明基板上形成相位移層，於上述相位移層上介隔以選自Ni、Co、Fe、Ti、Si、Al、Nb、Mo、W及Hf中之至少1種金屬為主成分之蝕刻終止層形成，於上述蝕刻終止層上形成遮光層，並利用圖案形成而形成相位移圖案的步驟，藉此，於曝光區域內，可對應於包含相位移層單層之相位移光罩、相位移層位於上側且遮光層位於其下側之所謂上置型相位移光罩、相位移層位於下側且介隔蝕刻終止層而使遮光層位於其上側之所謂下置型相位移光罩。再者，於任一情形時，包含多階區域之上述邊界部分被設為包含相位移層單層者。
本發明之另一態樣之相位移光罩係藉由上述任一記載之製造方法而製造，且包括：透明基板；及相位移層，其具有於至少上述透明基板之表面以固定厚度形成之部分且以Cr為主成分，可對300nm以上且500nm以下之波長區域之任一種光具有180°之相位差；且於上述相位移層形成俯視時與上述透明基板具有邊界部分之相位移圖案， 於俯視時之上述相位移層與上述透明基板之邊界部分，具有使上述相位移層之厚度多階地變化之多階區域，藉此，至少於透明基板上之相位移圖案之單層部分，以厚度朝向露出之透明基板表面減少之方式將厚度變化設定為多階的多階區域於用於曝光之各特定波長之光中與光強度變為零之厚度對應的部位沿相位移圖案之輪廓具有特定之寬度尺寸，故而可確實地獲得相位移效果，可應對更進一步之高精細化。
同時，與對應於成為上述波長區域之複合波長之光的厚度對應之部位係如對相位移圖案之輪廓呈相似形般以特定之寬度尺寸形成，藉此，針對與於曝光中上述波長範圍之複合波長中之各適合波長對應的厚度尺寸，於多階區域之各階中，各厚度尺寸於寬度方向上持續，該等各階可具有對應於各複合波長中之特定波長而將光強度設為零之特定之寬度，故而將上述波長範圍之複合波長同時用於曝光，可確實地獲得相位移效果，因此，可製造一種能夠實現更進一步之高精細化、曝光時間之縮短、曝光能量之效率化等曝光效率之提高的相位移光罩。
於上述態樣之相位移光罩中，於上述相位移層之多階區域內，上述各階之厚度係以不同波長之光具有相位差之方式對應，藉此，將上述波長範圍之複合波長同時用於曝光，可確實地獲得相位移效果，因此，可製造一種能夠實現更進一步之高精細化、曝光時間之縮短、曝光能量之效率化等曝光效率之提高的相位移光罩。
於上述態樣之相位移光罩中，上述相位移層之多階區域厚度可於g射線、h射線、i射線中具有180°之相位差，可將與於複合波長之光中光強度變為零之部位對應的相位移層之多階區域中的各階厚度設定為對應於g射線、h射線、i射 線之145.0nm、133.0nm、120.0nm。各階之膜厚並不僅限於上述值，亦可於140~150nm、128~138nm、115~125nm之範圍內獲得相位差180°。
根據本發明之態樣，可提供一種適宜用於平板顯示器之製造，可形成微細且高精度之曝光圖案的相位移光罩之製造方法及相位移光罩。
11‧‧‧相位移層
11a‧‧‧相位移圖案
11b、11b1‧‧‧上層
11c、11c1‧‧‧中層
11d、11d1‧‧‧下層
11e‧‧‧上層
11f‧‧‧中硬層
11g‧‧‧中層
11h‧‧‧下硬層
11i‧‧‧下層
11sh、11si、11t、11u‧‧‧端部
12‧‧‧蝕刻終止層
12a、12b‧‧‧蝕刻終止圖案
13‧‧‧遮光層
13a、13b‧‧‧遮光圖案
13s‧‧‧傾斜面
14‧‧‧光阻層
14a‧‧‧光阻圖案
14p‧‧‧光阻層之曝光及顯影區域
B1‧‧‧邊界部分
B1a‧‧‧均勻厚度區域
B1b‧‧‧多階區域
B1bh、B1bi‧‧‧階部
B2、B3‧‧‧遮光區域
C‧‧‧露出部分
M1、M2、M3‧‧‧相位移光罩
MB‧‧‧相位移空白光罩
S‧‧‧玻璃基板(透明基板)
T11、Tg、Th、Ti‧‧‧厚度
圖1(a)、(b)係表示本發明之第1實施形態之相位移光罩之模式剖面圖。
圖2(a)~(j)係對本發明之第1實施形態之相位移光罩之製造步驟進行說明的步驟圖。
圖3(a)~(d)係對本發明之第1實施形態之相位移光罩之製造步驟中之相位移層製造步驟進行說明的步驟圖。
圖4(a)~(d)係對本發明之第1實施形態之相位移光罩之製造步驟中之相位移層製造步驟進行說明的步驟圖。
圖5係表示本發明之第2實施形態之相位移光罩之模式剖面圖。
圖6(a)~(g)係對本發明之第2實施形態之相位移光罩之製造步驟進行說明的步驟圖。
圖7係表示本發明之第3實施形態之相位移光罩之模式剖面圖。
圖8(a)~(l)係對本發明之第3實施形態之相位移光罩之製造步驟進行說明的步驟圖。
<第1實施形態>
以下，基於圖式，對本發明之相位移光罩之製造方法之第1實施形態進行說明。
圖1係表示本實施形態之相位移光罩之模式剖面圖(a)及表示多階區域之放大圖(b)。於圖中，M1為相位移光罩。
如圖1所示，本實施形態之相位移光罩M1具有相位移圖案11a，其設置於玻璃基板(透明基板)S表面，且包含可具有180°之相位差之相位移層11單層。構成為針對例如FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)用玻璃基板之圖案化用光罩。如下所述，於使用有該光罩之玻璃基板之圖案化中，曝光光可使用i射線、h射線及g射線之複合波長。
相位移光罩M1係於形成有曝光圖案之曝光區域內，於當俯視時為露出玻璃基板S之部分C、與所形成之相位移圖案11a的邊界部分B1，具有相位移圖案11a之厚度被設為固定值T11之均勻厚度區域(均勻區域)B1a、及該厚度自固定值T11起多階地減少之多階區域B1b。
相位移圖案11a係由蝕刻速率、折射率、透過率、反射率等不同之層積層而形成為多層，且均勻區域B1a及多階區域B1b之階部形狀對應於該層構成之厚度。
作為透明基板S，使用透明性及光學等向性優異之材料，例如可使用石英玻璃基板。透明基板S之大小並無特別限制，可根據使用該光罩進行曝光之基板(例如FPD用基板、半導體基板)而適當選定。於本實施形態中，可適用於直徑尺寸100mm左右之基板、或一邊為50~100mm左右至一邊為300mm以上之矩形基板，進而亦可使用縱450mm、橫550mm、厚度8mm之石英基板、或最大邊尺寸1000mm以上且厚度10mm以上之基板。
又，亦可藉由研磨透明基板S之表面而提高透明基板S之平坦度。透明基板S之平坦度例如可設為20μm以下。藉此，光罩之焦點深度變深，可大大有助於形成微細且高精度之圖案。進而若平坦度為10μm以下，則較小者更為良好。
相位移層11係以Cr為主成分者，具體而言，可由選自Cr單體、以 及Cr之氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、氮碳化物及氮碳氧化物中之1者構成。又，亦可積層選自該等中之2種以上而構成。
相位移層11係由蝕刻速率、折射率、透過率、反射率等不同之層積層而形成為多層。對應於該層構成之厚度而形成均勻區域B1a及多階區域B1b之階部形狀。
相位移層11係以可對300nm以上且500nm以下之波長區域之任一種光(例如，波長436nm之g射線、波長405nm之h射線、波長365nm之i射線)具有大致180°之相位差的厚度(例如，90~170nm)形成。相位移層11例如可藉由濺鍍法、電子束蒸鍍法、雷射蒸鍍法、ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沈積)法等成膜。
相位移圖案11a中，均勻厚度區域B1a之厚度T11與該邊界部分B1以外之相位移圖案11a之厚度相等，並且該厚度T11被設為與對應於g射線之光強度變為零之厚度Tg(例如145.0nm)對應之值。或者相位移層11中之均勻區域B1a之厚度T11被設為大於Tg之值，從而可使對應於Th、Ti之厚度與多階區域B1b對應。
相位移圖案11a具有均勻區域B1a，於多階區域B1b內具有厚度朝向露出部分C減少之階部B1bh與階部B1bi。具體而言，多階區域B1b之寬度方向尺寸被設為均勻區域B1a之厚度T11之端部11t至露出部分C(相位移層之厚度為零且露出玻璃基板S之部分)之端部11u。於多階區域B1b內，於厚度減少之方向上設置其厚度尺寸不同之階部B1bh與階部B1bi。
多階區域B1b包括具有h射線具有180°之相位差且光強度變為零之厚度Th(例如133.0nm)的階部B1bh、及具有對應於i射線之光強度變為零之厚度Ti(例如120.0nm)的階部B1bi。於多階區域B1b內，至均勻厚度區域(均勻區域)B1a之端部11t被設為厚度Tg，該端部11t至端部11sh之階部B1bh被設為厚度Th，該端部11sh至端部11si之階部B1bi成 為厚度Ti的方式設定多階區域B1b之厚度狀態。
具體而言，於多階區域B1b內，以厚度減少之距離B1b相對於相位移圖案11a之厚度T11之比成為-3≦B1b/T11≦3的方式設定。此處，所謂於多階區域B1b內厚度減少之距離B1b係俯視時之多階區域B1b之寬度尺寸。
於圖1(a)、(b)中，該距離B1b被設為相位移圖案11a之厚度T11之端部11t至厚度為零之端部11u，且將自均勻厚度區域B1a朝向玻璃基板S之露出部分C之方向設為正，將與自相位移圖案11a之厚度T11之端部11t朝向玻璃基板S之露出部分C之方向相反方向設為負。再者，於圖1(a)、(b)中，將自端部11t朝向右側之情形設為正，將朝向左側之情形設為負。
根據該相位移光罩M1，藉由將上述波長區域之光、尤其是包含g射線(436nm)、h射線(405nm)、i射線(365nm)之複合波長用作曝光光，根據相位之反轉作用而以光強度成為最小之方式形成圖案輪廓，從而可使曝光圖案更加鮮明。而且，針對該等寬之複合波長之光，任一波長均可獲得相位移效果。藉此，可大幅提高圖案精度，可形成微細且高精度之圖案。相位移層例如可由碳氮氧化鉻系材料形成，且上述相位移層之厚度可分別沿圖案輪廓形狀而形成對i射線、h射線或g射線同時具有大致180°之相位差之厚度。此處所謂「大致180°」意指180°或180°附近，例如為180°±10°以下、或180°±5°以下。根據該相位移光罩，藉由使用上述波長區域之光可基於相位移效果而實現圖案精度之提高，從而可形成微細且高精度之圖案。藉此，可製造高畫質之平板顯示器。
本實施形態之相位移光罩可構成為針對例如FPD用玻璃基板之圖案化用光罩。如下所述，於使用有該光罩之玻璃基板之圖案化中，曝光光可使用i射線、h射線及g射線之複合波長。
以下，對製造本實施形態之相位移光罩M1之相位移光罩之製造方法進行說明。
圖2係模式性地表示本實施形態之相位移光罩之製造方法之概略的步驟圖，圖3係表示相位移層之製造方法之步驟圖。
如圖2(j)所示，本實施形態之相位移光罩M1係於曝光區域之與外側接觸之周邊部具有位置對準用之對準標記，該對準標記由遮光層13a形成。再者，此處係形成遮光層作為對準標記用，但可無遮光層，即便為包含相位移層之半透過膜亦具有作為對準標記之功能。
首先，如圖2(a)所示，於玻璃基板S上形成以Cr為主成分之遮光層13。其次，如圖2(b)所示，於遮光層13上形成光阻層14。光阻層14可為正型亦可為負型。接著，如圖2(c)所示，藉由對光阻層14進行曝光及顯影，而於遮光層13上形成光阻圖案14a。光阻圖案14a係作為遮光層13之蝕刻遮罩而發揮功能，並可根據遮光層13之蝕刻圖案而適當決定形狀。於圖2(c)中，揭示有為了使遮光層遍及玻璃基板S之周緣之特定範圍內殘留而形成有光阻圖案14a之例。作為光阻層14，使用有液狀光阻劑。
接著，如圖2(d)所示，隔著該光阻圖案14a使用第1蝕刻液對遮光層13進行濕式蝕刻。作為第1蝕刻液，可使用包含硝酸鈰銨之蝕刻液，例如，較佳為使用含有硝酸或過氯酸等酸之硝酸鈰銨。
藉此，於玻璃基板S上形成圖案化為特定形狀之遮光層13a。於遮光層13a之圖案化後，如圖2(e)所示，光阻圖案14a被去除。於去除光阻圖案14a時，例如可使用氫氧化鈉水溶液。
其次，形成相位移層11。如圖2(f)所示，相位移層11係以被覆遮光層13a之方式形成於玻璃基板S上。
作為相位移層11，可形成均勻區域B1a、多階區域B1b中厚度Th之階部B1bh、厚度Ti之階部B1bi，且積層有各層之蝕刻速率不同之複 數層。
相位移層11例如包含碳氮氧化鉻系材料，且以DC(Direct Current，直流)濺鍍法成膜。該情形時，作為處理氣體，可使用惰性氣體、氮化性氣體、及氧化性氣體之混合氣體、或氮化性氣體與氧化性氣體之混合氣體。成膜壓力例如可設為0.1Pa~0.5Pa。作為惰性氣體，可應用鹵素、尤其是氬。
作為氧化性氣體，可使用CO、CO2、NO、N2O、NO2、O2等。作為氮化性氣體，可使用NO、N2O、NO2、N2等。作為惰性氣體，可使用Ar、He、或Xe等。典型而言，作為惰性氣體，使用有Ar。再者，於上述混合氣體中，亦可進而包含CH4等碳化性氣體。
詳細而言，相位移層11係由蝕刻速率不同之層積層而形成為多層，且如下所述控制利用蝕刻之側面傾斜形成，以可形成多階區域B1b之方式成膜。因此，將混合氣體中之氮化性氣體及氧化性氣體之流量(濃度)設為重要之參數，決定相位移層11之蝕刻速率、及光學性質(透過率、折射率等)。藉由於成膜時調整氣體條件，而可使相位移層11中之各層蝕刻速率最佳化。此處，作為氧化性氣體，可列舉二氧化碳。
相位移層11如下所述對應於均勻區域B1a、階部B1bh及階部B1bi，可積層為至少3層、或5層、或其以上之多層。
相位移層11之均勻區域B1a之厚度T11係於端部區域B1內，被設為可對位於300nm以上且500nm以下之波長區域之g射線、h射線及i射線具有180°之相位差的厚度。被賦予180°之相位差之光係藉由相位反轉，利用與未透過相位移層11之光之間之干涉作用消除該光之強度。根據此種相位移效果，形成光強度成為最小(例如零)之區域故而曝光圖案鮮明，從而可高精度地形成微細圖案。相位移層11如下所述可對應於厚度Tg之均勻區域B1a、厚度Th之階部B1bh、及厚度Ti之階 部B1bi，設定各層之膜厚。
於本實施形態中，上述波長區域之光為i射線(波長365nm)、h射線(波長405nm)、及g射線(波長436nm)之複合光(多色光)，以可對設為目標之波長之光賦予180°之相位差的厚度形成相位移層11。上述設為目標之波長之光可為i射線、h射線、及g射線中之任一者，或者亦可為該等以外之波長區域之光。理應反轉相位之光越為短波長越可形成微細之圖案。
相位移層11之膜厚較佳為於透明基板S之面內於曝光區域內除邊界部分B1以外至少均勻。
相位移層11之反射率例如設為40%以下。藉此，於使用有該相位移光罩之被處理基板(平板基板或半導體基板)之圖案化時難以形成重影圖案，從而可確保良好之圖案精度。
相位移層11之透過率及反射率可根據成膜時之氣體條件而任意調整。根據上述混合氣體條件，關於i射線可獲得1%以上且20%以下之透過率、及40%以下之反射率。透過率亦可為0.5%以上。
進而，作為成膜為多階之相位移層11之成膜條件，藉由於使各階成膜時設定各成膜氛圍氣體中氧化性氣體之流量比，而設定均勻區域B1a端部及多階區域B1b之形狀。
藉由分別調節相位移層11之各階成膜時之氧化性氣體之流量，而分別控制相位移層11之各階之蝕刻狀態，從而以具有均勻區域B1a、階部B1bh及階部B1bi之方式設定多階區域B1b之形狀。
於使成膜為多階之相位移層11之各階成膜時，作為各成膜氛圍之成膜氣體包含惰性氣體、氮化性氣體及氧化性氣體、或氮化性氣體與氧化性氣體，相對於總氣體流量而氧化性氣體之流量比選自3.68%~24.89%之範圍，並且藉由減少氧化性氣體之流量比，而使相位移圖案11a中均勻區域B1a、階部B1bh及階部B1bi之側面之傾斜增大，並且藉 由增加氧化性氣體之流量比，而使階部B1bh與階部B1bi之側面之傾斜減小。藉由如此針對每層使氧化性氣體變化而可決定傾斜區域。
根據氧化性氣體之流量比，如下所述，可於蝕刻時控制均勻區域B1a、階部B1bh及階部B1bi之側面之傾斜狀態，控制對應於均勻區域B1a、階部B1bh及階部B1bi之多層膜之積層膜厚，於將包含g射線(436nm)、h射線(405nm)、i射線(365nm)之複合波長用作曝光光時，根據相位之反轉作用而以光強度成為最小之方式形成圖案輪廓，從而可以成為使曝光圖案更鮮明之均勻區域B1a、階部B1bh及階部B1bi之寬度尺寸及厚度尺寸的方式設定邊界部分B1之均勻區域B1a與多階區域B1b之形狀。
若舉例，則成膜壓力可設為0.4Pa，且可將濺鍍成膜時之混合氣體之流量比控制為Ar：N2：CO2=71：120：7.3~71：120：63.3。藉此，以上述傾斜區域之膜厚於上述波長範圍之複合波長之光中具有與光強度變為零之厚度對應之複數點的方式控制膜厚之減少程度，從而可將上述波長範圍之複合波長同時用於曝光。
接著，如圖2(g)所示，於相位移層11上形成光阻層14。其次，如圖2(h)所示，藉由對光阻層14進行曝光及顯影，而於相位移層11上形成光阻圖案14a。光阻圖案14a係作為相位移層11之蝕刻遮罩而發揮功能，並可根據相位移層11之蝕刻圖案而適當決定形狀。
接著，相位移層11被蝕刻為特定之圖案形狀。藉此，如圖2(i)所示，於玻璃基板S上形成圖案化為特定形狀之相位移圖案11a及玻璃基板S露出之部分C。
對相位移層11之利用蝕刻而實現的具有多階區域B1b之相位移圖案11a的形成更詳細地進行說明。
具體而言，如圖3(a)所示，於被設為多層膜之相位移層11上形成光阻層14。相位移層11自基板S側起積層有對應於階部B1bi之下層 11d、對應於階部B1bh之中層11c、對應於均勻區域B1a之上層11b。
下層11d係以對應於階部B1bi之方式具有厚度Ti，並且於該3層中具有最小之蝕刻速率。
中層11c係以對應於階部B1bh之方式具有厚度(Th-Ti)，並且具有大於下層11d之蝕刻速率。又，上層1b具有厚度(Tg-Th)，並且具有大於中層11c之蝕刻速率。
下層11d、中層11c、上層11b之蝕刻速率係對應於側面之傾斜形狀、及階差之寬度尺寸B1bh及寬度尺寸B1bi之大小而設定。
如圖3(b)所示，藉由對光阻層14進行曝光及顯影而形成光阻圖案14a。
其次，藉由將形成光阻圖案14a而去除光阻層14後之部分的相位移層11暴露於蝕刻液中，該部分之上層11b受到蝕刻，而如圖3(c)所示，俯視時成為沿光阻圖案14a之平面輪廓形狀，同時形成11b1、11c1、11d1。
此處，藉由以上層11b、中層11c、下層11d之蝕刻速率依序變小之方式設定，而於相位移層11受到蝕刻時，根據各自之蝕刻速率之差異而形成階差，從而可獲得如圖3(c)般包含上層11b1、中層11c1、下層11d1之形狀。
於相位移層11a之圖案化後，如圖3(d)、圖2(j)所示，光阻圖案14a被去除。於去除光阻圖案14a時，例如可使用氫氧化鈉水溶液。
於本實施形態中，於形成相位移層11之步驟中，根據氧化性氣體之流量比而可控制邊界部分B1之多階區域B1b內之厚度自固定值T11多階地減少之距離B1bh與距離B1bi，藉此，相位移圖案11a之輪廓可以成為具有特定之寬度尺寸之多階形狀之方式形成，因此，可形成具有於i射線、h射線、g射線之複合波長之光中與光強度變為零之厚度對應的均勻區域B1a、階部B1bh及階部B1bi的邊界部分B1。即，可更 準確地設定相位移圖案11a之線寬、即光罩之線寬。藉此，可製造更高精細化且利用濕式處理形成之光罩。
以下，對使用有本實施形態之相位移光罩M1的平板顯示器之製造方法進行說明。
首先，於形成有絕緣層及配線層之玻璃基板之表面形成光阻層。於形成光阻層時，例如使用旋轉塗佈機。光阻層係於實施加熱(烘焙)處理後，實施使用有相位移光罩M1之曝光處理。於曝光步驟中，接近光阻層而配置相位移光罩M1。然後，經由相位移光罩M1對玻璃基板之表面照射包含300nm以上且500nm以下之g射線(436nm)、h射線(405nm)、i射線(365nm)之複合波長。於本實施形態中，對上述複合波長之光使用g射線、h射線、及i射線之複合光。
藉此，將對應於相位移光罩M1之光罩圖案之曝光圖案轉印至光阻層。
根據本實施形態，相位移光罩M1具有可對300nm以上且500nm以下之波長區域之複合光具有180°之相位差的相位移層11a。因此，根據上述製造方法，藉由使用上述波長區域之光而可實現基於相位移效果之圖案精度之提高，進而可使焦點深度變深，可增強光之干涉而獲得使光強度為0、或接近於0之區域，故而可形成微細且高精度之圖案。藉此，可製造高畫質之平板顯示器。
根據本發明者等人之實驗，可確認，於使用不具有該相位移圖案11a之光罩進行曝光之情形時，對設為目標之線寬(2±0.5μm)產生30%以上之圖案寬度之偏差，但於使用本實施形態之相位移光罩M1進行曝光之情形時，可抑制為7%左右之偏差。又，可使曝光能量效率提高15%。
其次，對形成本實施形態之相位移層11並利用蝕刻形成具有多階區域B1b之相位移圖案11a之其他例更詳細地進行說明。
該例與上述例不同之方面在於相位移層11被設為更多之5層。
具體而言，如圖4(a)所示，作為相位移層11，自基板S側積層有下層11i、下硬層11h、中層11g、中硬層11f、上層11e。然後，於該被設為多層膜之相位移層11上形成光阻層14。
於該例中，下層11i及下硬層11h對應於階部B1bi，中層11g及中硬層11f對應於階部B1bh，上層11e對應於均勻區域B1a。
即，下層11i及下硬層11h具有厚度Ti，中層11g及中硬層11f具有厚度(Th-Ti)，上層11e具有厚度(Tg-Th)。
又，下硬層11h及中硬層11f相對於其他3層具有最小之蝕刻速率。
下硬層11h及中硬層11f如下所述具有將蝕刻速率變更之厚度即可，較理想為儘可能較薄。
下層11i係於該下層11i、中層11g、上層11e中具有最小之蝕刻速率。
中層11g具有大於下層11i之蝕刻速率。又，上層11e具有小於中層11g之蝕刻速率。
下層11i、中層11g、上層11e之蝕刻速率係對應於側面之傾斜形狀、及階差之寬度尺寸B1bh及寬度尺寸B1bi之大小而設定其比。
如圖4(b)所示，藉由對光阻層14進行曝光及顯影而形成光阻圖案14a。
其次，藉由將形成光阻圖案14a而去除光阻層14後之部分之相位移層11暴露於蝕刻液中，11e、11f、11g、11h、11i同時受到蝕刻，根據各層之蝕刻速率差異而可獲得如圖4(c)所示之形狀。
此處，中硬層11f、下硬層11h之蝕刻速率小於上層11e、中層11g、下層11i之蝕刻速率，故而該等作為蝕刻速率變更層發揮作用。因此，於進行位於較上層11e更下側之層之蝕刻時，將位於中硬層11f 之上側之上層11e自側方蝕刻，與中硬層11f相比向均勻區域B1a裏側凹下而可形成階差B1bh。又，於進行位於較中層11g更下側之層之蝕刻時，將位於下硬層11h之上側之中層11g自側方蝕刻，與下硬層11h相比向均勻區域B1a裏側凹下而可形成階差B1bi。
於相位移層11a之圖案化後，圖4(d)，光阻圖案14a被去除。於去除光阻圖案14a時，例如可使用氫氧化鈉水溶液。
根據該例，藉由以上層11e、中層11g、下層11i之蝕刻速率依序變大之方式設定，而於中層11g受到蝕刻時，上層11e亦受到蝕刻，又，於下層11i受到蝕刻時，上層11f及中層11g亦受到蝕刻，從而如圖4(d)所示，形成階部B1bh與階部B1bi。
於本實施形態中，如圖1~圖4所示，根據形成相位移層11時之氧化性氣體之流量比之設定而控制蝕刻速率，藉此，可形成為多階區域B1b之側面大致垂直、即側面未傾斜。該情形時，可使成為對應於h射線、i射線之厚度的階部B1bh、階部B1bi位於更狹小之範圍，因此可更進一步地提高曝光圖案形狀之準確性。
<第2實施形態>
以下，基於圖式對本發明之相位移光罩之製造方法之第2實施形態進行說明。
圖5係表示本實施形態之相位移光罩之模式剖面圖，圖6係模式性地表示本實施形態之相位移光罩之製造方法之步驟圖，於圖中，M2為相位移光罩。再者，於圖5、圖6中，對與圖1~圖4對應之部分標註同一符號而省略其說明。
如圖5所示，本實施形態之相位移光罩M2設置於玻璃基板(透明基板)S表面，且被設為可具有180°之相位差之相位移圖案11a位於下側、遮光圖案13b介隔蝕刻終止圖案12b位於其上側的所謂下置型之相位移光罩。
如圖5及圖6(g)所示，相位移光罩M2係於曝光圖案所形成之曝光區域內，具有俯視時為玻璃基板S之露出部分C與相位移圖案11a之邊界部分B1、及於相位移圖案11a之上側介隔蝕刻終止圖案12b而形成有遮光圖案13b之遮光區域B2。於遮光區域B2內，相位移圖案11a之厚度被設為固定值Tg，並且以俯視時包圍成為該曝光圖案之遮光區域B2之方式存在僅使相位移圖案11a成膜之邊界部分B1。於邊界部分B1，均勻厚度區域B1a位於遮光區域B2側，多階區域B1b位於玻璃基板S之露出部分C側。
如圖6(a)所示，本發明之相位移空白光罩MB係藉由於玻璃基板S上使用DC濺鍍法，使以Cr為主成分之相位移層11、以Ni為主成分之蝕刻終止層12及以Cr為主成分之遮光層13依序成膜而製造。該等各層係於玻璃基板S面內方向上，以均勻厚度成膜。
於該相位移空白光罩MB之各相之成膜時，相位移層11之成膜時之成膜條件被設為上述實施形態中之成膜條件，藉由設定成膜時之膜厚及設定氛圍氣體中之氧化性氣體之流量比，而可於作為下一步驟之蝕刻時控制多階區域B1b之多階形狀。
以下，對由上述相位移空白光罩MB製造相位移光罩M2之相位移光罩之製造方法進行說明。
其次，如圖6(b)所示，於作為相位移空白光罩MB之最上層之遮光層13上形成光阻層14。光阻層14可為正型亦可為負型。作為光阻層14，使用有液狀光阻劑。
接著，如圖6(c)所示，藉由對光阻層14進行曝光及顯影而於遮光層13上形成光阻圖案14a。光阻圖案14a係作為遮光層13之蝕刻遮罩而發揮功能，並可根據遮光層13之蝕刻圖案而適當決定形狀。作為一例，於相位移區域PS內，設定為具有對應於形成之相位移圖案之開口寬度尺寸的開口寬度之形狀。
其次，如圖6(d)所示，隔著該光阻圖案14a使用第1蝕刻液對遮光層13進行濕式蝕刻。作為第1蝕刻液，可使用包含硝酸鈰銨之蝕刻液，例如，較佳為使用含有硝酸或過氯酸等酸之硝酸鈰銨。此處，蝕刻終止層12對第1蝕刻液具有較高之耐受性，故而僅遮光層13經圖案化而形成遮光圖案13a。遮光圖案13a被設為具有對應於光阻圖案14a之開口寬度之形狀。
其次，如圖6(e)所示，隔著上述光阻圖案14a使用第2蝕刻液對蝕刻終止層12進行濕式蝕刻。作為第2蝕刻液，適宜使用硝酸中添加選自乙酸、過氯酸、過氧化氫水及鹽酸中之至少1種而成者。此處，遮光層13及相位移層11對第2蝕刻液具有較高之耐受性，故而僅蝕刻終止層12經圖案化而形成蝕刻終止圖案12a。蝕刻終止圖案12a被設為具有對應於遮光圖案13a及光阻圖案14a之開口寬度尺寸之開口寬度的形狀。
其次，如圖6(f)所示，隔著光阻圖案14a、即於未去除光阻圖案14a之狀態下，使用第1蝕刻液對相位移層11進行濕式蝕刻。此處，遮光圖案13a係由與相位移層11相同之Cr系材料所構成，遮光圖案13a之側面露出，故而相位移層11經圖案化而形成相位移圖案11a。同時，形成玻璃基板S露出之部分C。
此時，如圖3或圖4所示，形成為蝕刻速率不同之多層的相位移層11受到蝕刻，藉此，如圖5中揭示詳細情況般，成為形成有具有階部B1bh、階部B1bi之多階區域B1b之相位移圖案11a。同時，遮光圖案13a亦進而受到側面蝕刻，從而形成具有遮光區域B2之遮光圖案13b，該遮光區域B2具有大於相位移圖案11a之開口寬度尺寸之開口寬度。
其次，使用第2蝕刻液對自遮光圖案13b之側面露出之蝕刻終止層12a進行濕式蝕刻，形成具有對應於遮光圖案13b之開口寬度尺寸之 開口寬度之蝕刻終止圖案12b，並去除光阻圖案14a。於去除光阻圖案14a時，可使用公知之光阻劑剝離液，故而此處省略詳細之說明。
根據以上，如圖6(g)所示，以包圍遮光區域B2之方式形成僅由相位移圖案11a構成之邊界部分B1，且於邊界部分B1形成位於玻璃基板S之露出部分C側之多階區域B1b、及位於遮光區域B2側之均勻厚度區域B1a，從而可獲得遮光圖案13b(及蝕刻終止圖案12b)之開口寬度寬於相位移圖案11a之開口寬度的邊緣加強型之相位移光罩M2。
於圖6中，以垂直地形成相位移圖案11a之側面之方式表示，但實際如圖5所示，形成有階部B1bh及階部B1bi。又，於圖6中，以垂直地形成遮光圖案13b之側面之方式表示，但實際如圖5所示，形成有傾斜面13s。
根據本實施形態，於在透明基板S上依序積層相位移層11、蝕刻終止層12及遮光層13而構成相位移空白光罩MB時，藉由設定形成相位移層11時之氧化性氣體之流量比而控制蝕刻速率，藉此，可製造具有多階區域B1b之邊緣加強型之相位移光罩M2。因此，可製造高精細之視認性較高之相位移光罩M。
根據本實施形態，於在透明基板S上依序積層相位移圖案11a、蝕刻終止圖案12b及遮光圖案13b而成之相位移光罩M2中，形成僅積層有相位移圖案11a之邊界部分B1，且與上述單層之相位移光罩M1同樣地，藉由設定形成相位移層11時之氧化性氣體流量比，而將包含多階區域B1b之邊界部分B1之厚度設定以成為所期望之狀態之方式形成為多階，藉此，使於複合波長下對應於各波長之階部B1bh、階部B1bi位於沿遮光區域B2形狀(圖案輪廓)之特定之範圍而可製造高精細之邊緣加強型之相位移光罩M2。
又，相位移層11係由選自Cr之氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、氮碳化物及氮碳氧化物中之任1種所構成，且具有以特定寬度具 有充分發揮相位移效果之膜厚的多階區域B1b。為了具有此種充分發揮相位移效果之膜厚，蝕刻時間以相對於遮光層13之蝕刻時間超過1倍之方式變長，但由於各層間之附著強度充分高，故而線粗糙度為大致直線狀，且就針對被設為複合波長之光之光學性而言，形成具有圖案剖面垂直地對應之階部B1bh、階部B1bi的多階區域B1b(邊界部分B1)。因此，作為光罩而可進行良好之圖案之形成。
又，藉由使用包含Ni之膜作為蝕刻終止層12，而可充分提高與包含Cr之遮光層13及包含Cr之相位移層11之附著強度。
因此，於以濕式蝕刻液對遮光層13、蝕刻終止層12及相位移層11進行蝕刻時，蝕刻液未自遮光層13與蝕刻終止層12之界面、或蝕刻終止層12與相位移層11之界面滲入，因此，可提高所形成之遮光圖案13b、相位移圖案11a之CD精度，且可將膜之剖面形狀設為具有呈現對光罩而言良好之相位移效果之階部B1bh、階部B1bi的多階區域B1b(邊界部分B1)形狀。
進而，遮光圖案13a之蝕刻速度受到遮光層13之組成或蝕刻終止層12與遮光層13之界面狀態之影響。例如於由以鉻為主成分之層及以氧化鉻為主成分之層之2層膜構成遮光層13的情形時，若提高以鉻為主成分之層之鉻成分之比率則可提高蝕刻速度，另一方面，若降低鉻成分之比率則可降低蝕刻速度。作為遮光圖案13a之蝕刻量，例如可於200nm~1000nm之範圍內設定。
同時，藉由設定形成相位移層11時之氧化性氣體之流量比而可將蝕刻終止層12與遮光層13、蝕刻終止層12與相位移層11之各界面中的遮光層13與相位移層11之蝕刻速率設定為較佳之範圍。因此，控制遮光層13與蝕刻終止層12之界面、或蝕刻終止層12與相位移層11之界面附近之蝕刻量，可提高所形成之遮光圖案13b、相位移圖案11a之CD精度，且可將膜之剖面形狀設為具有對光罩而言良好之多階區域B1b 之形狀。
根據本實施形態，相位移光罩M1具有可對300nm以上且500nm以下之波長區域之任一種光具有180°之相位差之形成有具有階部B1bh、階部B1bi之多階區域B1b的相位移圖案11a。因此，根據上述製造方法，藉由使用上述波長區域之光而可實現基於相位移效果之圖案精度之提高，進而可使焦點深度變深，從而可形成微細且高精度之圖案。藉此，可製造高畫質之平板顯示器。
又，於本實施形態中，於使遮光層13於玻璃基板S之整個表面成膜後，藉由對必要部位進行蝕刻而形成經圖案化而成之遮光層(遮光圖案)13，但代替此，亦可於形成遮光層13之形成區域開口之光阻圖案後，形成遮光層13。藉由在形成遮光層13後去除上述光阻圖案，而可於必要區域形成遮光層13(剝離法)。
於本發明之相位移光罩中，該相位移光罩具備透明基板、形成於該透明基板之表面之以Cr為主成分之相位移層、形成於自上述透明基板離開之側之上述相位移層表面的以選自Ni、Co、Fe、Ti、Si、Al、Nb、Mo、W及Hf中之至少1種金屬為主成分之蝕刻終止層、及形成於遠離上述相位移層之側之上述蝕刻終止層上的以Cr為主成分之遮光層，且較俯視時形成於上述相位移層之相位移圖案之線寬而較窄地設定形成於上述遮光層之遮光圖案之線寬，且該相位移光罩之製造方法包括如下步驟：於上述透明基板形成上述相位移層、上述蝕刻終止層及上述遮光層；於上述遮光層上形成具有特定之開口圖案之光罩；隔著該形成之光罩依次對上述遮光層與上述蝕刻終止層進行蝕刻而形成遮光圖案與蝕刻終止圖案；隔著上述光罩對上述相位移層進行濕式蝕刻而形成具有多階區域B1b之相位移圖案；及進而對上述蝕刻終止層進行蝕刻；且藉由設定上述相位移層之蝕刻速率之上述透明基板側與上述蝕刻終止層側中之比，並控制蝕刻處理時間，而可將上述相位 移層之俯視時側面之寬度尺寸相對於厚度尺寸的比設定為特定之範圍。
<第3實施形態>
以下，基於圖式對本發明之相位移光罩之製造方法之第3實施形態進行說明。
圖7係表示本實施形態之相位移光罩之模式剖面圖。圖8係模式性地表示本實施形態之相位移光罩之製造方法之步驟圖，於圖中，M3為相位移光罩。再者，於圖7、圖8中，對與圖1~圖6對應之部分標註同一符號而省略其說明。
如圖7所示，本實施形態之相位移光罩M3設置於玻璃基板(透明基板)S表面，且被設為可具有180°之相位差之相位移圖案11a位於上側、遮光圖案13a位於其下側之所謂上置型之相位移光罩。
如圖7及圖8(l)所示，相位移光罩M3係於曝光圖案所形成之曝光區域內，具有俯視時為玻璃基板S之露出部分C與相位移圖案11a之邊界部分B1、及於相位移圖案11a之下側形成有遮光圖案13a之遮光區域B3。於遮光區域B3內，相位移圖案11a之厚度被設為固定值T11，並且以俯視時包圍成為該曝光圖案之遮光區域B3之方式存在僅由相位移圖案11a構成之邊界部分B1。於邊界部分B1，被設為厚度Tg之均勻區域B1a位於遮光區域B3側，多階區域B1b位於玻璃基板S之露出部分C側。
於本實施形態之相位移光罩之製造方法中，首先，如圖8(a)所示，於玻璃基板S上形成遮光層13。
其次，如圖8(b)所示，於遮光層13上形成光阻層14。接著，如圖8(c)、(d)所示，藉由對光阻層14進行曝光及顯影而去除光阻層14之區域14p並於遮光層13上形成光阻圖案14a。光阻圖案14a係作為遮光層13之蝕刻遮罩而發揮功能，並可根據遮光層13之蝕刻圖案而適當決定 形狀。
接著，如圖8(e)所示，藉由蝕刻將遮光層13圖案化為特定之圖案形狀。藉此，於玻璃基板S上形成特定形狀之遮光圖案13a。於遮光層13之蝕刻步驟中，可應用濕式蝕刻法或乾式蝕刻法，尤其是於基板S為大型之情形時，由於基板較大故而就成本方面而言採用濕式蝕刻法。遮光層13之蝕刻液可適當選擇，於遮光層13為鉻系材料之情形時，例如可使用硝酸鈰銨與過氯酸之水溶液。該蝕刻液與玻璃基板之選擇比較高，故而於遮光層13之圖案化時可保護玻璃基板S。另一方面，於遮光層13由金屬矽化物系材料所構成之情形時，作為蝕刻液，例如可使用氟化氫銨。
於遮光層13之圖案化後，如圖8(f)所示，光阻圖案14a被去除。於去除光阻圖案14a時，例如可使用氫氧化鈉水溶液。
其次，如圖8(g)所示，形成相位移層11。相位移層11係以被覆遮光圖案13a之方式形成於玻璃基板S之大致整個表面。
作為相位移層11之成膜方法，可應用電子束(EB)蒸鍍法、雷射蒸鍍法、原子層成膜(ALD)法、離子輔助濺鍍法等，尤其是於大型基板之情形時，藉由採用DC濺鍍法而實現膜厚均勻性優異之成膜。再者，不限於DC濺鍍法，亦可應用AC(Alternating Current，交流)濺鍍法或RF(Radio Frequency，射頻)濺鍍法。
相位移層11係由鉻系材料所構成。尤其是於本實施形態中，相位移層11例如由碳氧氮化鉻所構成。根據鉻系材料，尤其是於大型之基板上可獲得良好之圖案化性。
於相位移層11之成膜中，以與上述實施形態中之成膜條件同樣之方式，設定氧化性氣體(二氧化碳氣體)之氛圍氣體中之流量比，藉此，控制蝕刻步驟中之相位移層11之蝕刻速率，控制傾斜面11s之傾斜狀態。
接著，如圖8(h)所示，於相位移層11上形成光阻層14。其次，如圖8(i)、(j)所示，藉由對光阻層14進行曝光及顯影而於相位移層11上形成光阻圖案14a。光阻圖案14a係作為相位移層11之蝕刻遮罩而發揮功能，並可根據相位移層11之蝕刻圖案而適當決定形狀。
接著，如圖8(k)所示，將相位移層11蝕刻成特定之圖案形狀。藉此，於玻璃基板S上形成特定形狀之相位移圖案11a及玻璃基板S露出之部分C。相位移層11之蝕刻步驟尤其是於基板S為大型之情形時，就處理之面內均勻性及成本方面而言採用濕式蝕刻法。相位移層11之蝕刻液可適當選擇，於本實施形態中，可使用硝酸鈰銨與過氯酸之水溶液。該蝕刻液與玻璃基板之選擇比較高，故而於相位移層11之圖案化時可保護玻璃基板S。
此時，如圖2或圖3所示，形成為蝕刻速率不同之多層的相位移層11受到蝕刻，藉此，如圖5中揭示詳細情況般，成為形成有具有階部B1bh、階部B1bi之多階區域B1b之相位移圖案11a。
於形成相位移圖案11a後去除光阻圖案14a，如圖8(l)所示，製造本實施形態之相位移光罩M3。於去除光阻圖案14a時，例如可使用氫氧化鈉水溶液。
根據本實施形態，於透明基板S上之曝光區域內，依序積層作為遮光區域B3之遮光圖案13a、相位移圖案11a而成之相位移光罩M3形成僅使相位移圖案11a成膜之邊界部分B1，且與上述僅相位移圖案之相位移光罩M1或下置型之相位移光罩M2同樣地，藉由設定形成相位移層11時之氧化性氣體流量比，而可將包含多階區域B1b之邊界部分B1之厚度及多階形狀以成為所期望之狀態之方式控制。藉此，使於複合波長下對應於各波長之厚度部位位於沿遮光區域B3形狀(圖案輪廓)之特定之範圍而可製造高精細之邊緣加強型之相位移光罩M3。
以上，對本發明之實施形態進行了說明，但當然本發明並不限 定於此，基於本發明之技術思想可進行各種變化。
尤其是關於邊界部分B1中之多階區域B1b，藉由設定形成相位移層11時之氧化性氣體流量比而如圖1、圖3~圖5、圖7般，設為具有階部B1bh及階部B1bi之2階作為膜厚自均勻區域B1a減少之多階區域B1b的側面形狀，但此始終為對應於包含g射線、h射線、i射線之3種波長之複合波長之光者，於用於曝光之波長與該3種波長不同之情形時，並不限於此。同時，對應於所應用之波長而該等階部之厚度設定亦變化。又，就光學性相位調整之必要性而言，亦可將該等階部之厚度控制為所期望之狀態。
[實施例]
作為對應於上述第1實施形態之實施例，進行以下實驗。即，於玻璃基板S上藉由濺鍍法，使相位移層11之鉻之碳氮氧化膜以145nm之厚度成膜。
於該相位移層11上形成光阻圖案14a，並隔著該光阻圖案14a使用硝酸鈰銨與過氯酸之混合蝕刻液對相位移層11進行蝕刻而形成相位移圖案11a，藉此，獲得如下之邊緣加強型之相位移光罩M1。
於上述製造步驟中，作為相位移層11之成膜條件而使氛圍氣體之氧化性氣體流量變化，測定蝕刻後之多階區域之寬度尺寸B1b之值。
將其結果以相對於相位移層11之厚度T11之比、與作為惰性氣體之Ar、作為氮化性氣體之N2及作為氧化性氣體之CO2之流量的關係進行表示。
同時，以相對於相位移層11之厚度T11之比、與作為惰性氣體之Ar、作為氮化性氣體之N2及作為氧化性氣體之CO2之流量比的關係表示。
此處，所謂流量比，係二氧化碳流量/(Ar氣體流量+N2氣體流量+CO2氣體流量)×100之 值，
所謂距離/膜厚，係(俯視時之傾斜面11s之寬度B1b)/(相位移層11之厚度T11)之值。
表1係作為對應於圖1所示之第1實施形態之具體例，為對i射線、h射線之2種波長之曝光具有效果的多階積層狀態之例。
表2、表3係作為對應於圖3所示之第1實施形態之具體例，表2、3中為對i射線、h射線、g射線之3種波長之曝光具有效果的多階積層狀態之例。
根據表1~表3所示之結果可知，並不僅限於本實施例，蝕刻速率變更後之蝕刻速率變更層之厚度亦可設為1.0nm以外，又，蝕刻速率變更層成膜時之氧化性氣體之量係於以下條件下有效。且關於對應於曝光波長之膜厚之層、關於氣體條件均並不限定於表1~3之條件。
作為氣體流量之最佳範圍，可知於包含多階區域B1b之邊界部分B1之側面成為垂直、即成為剖面垂直之CO2低之條件下較佳為7.3-25sccm(即3.68%~11.60%)之範圍，於包含多階區域B1b之邊界部分B1之側面成為垂直、即成為剖面水平之CO2高之條件下較佳為25-63.3sccm(11.60%~24.89%)之範圍。
11a‧‧‧相位移圖案
11sh、11si、11t、11u‧‧‧端部
B1‧‧‧邊界部分
B1a‧‧‧均勻厚度區域
B1b‧‧‧多階區域
B1bh、B1bi‧‧‧階部
C‧‧‧露出部分
M1‧‧‧相位移光罩
S‧‧‧玻璃基板(透明基板)
T11、Tg、Th、Ti‧‧‧厚度

Claims (9)

  1. 一種相位移光罩之製造方法，其特徵在於：其係製造相位移光罩之方法，該相位移光罩包括：透明基板；及相位移層，其具有於至少上述透明基板之表面以固定厚度形成之部分且以Cr為主成分，可對300nm以上且500nm以下之波長區域之任一種光具有180°之相位差；且該相位移光罩之製造方法包括如下步驟：於上述透明基板上多階地形成上述相位移層；及對上述相位移層進行濕式蝕刻，並以上述相位移層與上述透明基板於俯視時具有邊界部分之方式將上述相位移層圖案化，而形成相位移圖案；且於俯視時之上述相位移層與上述透明基板之邊界部分，形成將上述相位移層之厚度變化設定為多階之多階區域。
  2. 如請求項1之相位移光罩之製造方法，其中於上述相位移層之形成步驟中，藉由設定成膜氛圍氣體中氧化性氣體之流量比，而可分別設定上述相位移層中之各階之蝕刻速率。
  3. 如請求項1或2之相位移光罩之製造方法，其中於上述相位移層之多階區域內，各階之厚度係以於不同波長之光中具有180°之相位差之方式對應。
  4. 如請求項1至3中任一項之相位移光罩之製造方法，其中作為上述相位移層中之各階之成膜氛圍的成膜氣體包含惰性氣體、氮化性氣體及氧化性氣體，或者包含氮化性氣體與氧化性氣體，且相對於總氣體流量，上述氧化性氣體之流量比選自3.68%~ 24.89%之範圍。
  5. 如請求項1至4中任一項之相位移光罩之製造方法，其包括於上述透明基板上由遮光層形成遮光圖案，並於上述遮光圖案上由上述相位移層形成上述相位移圖案的步驟，或者包括如下步驟：於上述透明基板上形成上述相位移層，於上述相位移層上介隔以選自Ni、Co、Fe、Ti、Si、Al、Nb、Mo、W及Hf中之至少1種金屬為主成分之蝕刻終止層形成，於上述蝕刻終止層上形成上述遮光層，並利用圖案形成而形成上述相位移圖案。
  6. 一種相位移光罩，其特徵在於：其係藉由如請求項1至5中任一項之相位移光罩之製造方法而製造，且包括：透明基板；及相位移層，其具有於至少上述透明基板之表面以固定厚度形成之部分且以Cr為主成分，可對300nm以上且500nm以下之波長區域之任一種光具有180°之相位差；且於上述相位移層，形成有俯視時具有相對於上述透明基板之邊界部分的相位移圖案，於俯視時之上述相位移層與上述透明基板之邊界部分，具有使上述相位移層之厚度多階地變化之多階區域。
  7. 如請求項6之相位移光罩，其中於上述相位移層之上述多階區域內，各階之厚度以不同波長之光具有相位差之方式對應。
  8. 如請求項7之相位移光罩，其中上述相位移層之多階區域厚度於g射線、h射線、i射線中具有180°之相位差。
  9. 如請求項7之相位移光罩，其中上述相位移層之多階區域厚度於h射線、i射線中具有180°之相位差。
TW103114106A 2013-04-17 2014-04-17 相位移光罩之製造方法及相位移光罩 TWI609233B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013086982 2013-04-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201502693A true TW201502693A (zh) 2015-01-16
TWI609233B TWI609233B (zh) 2017-12-21

Family

ID=51731448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103114106A TWI609233B (zh) 2013-04-17 2014-04-17 相位移光罩之製造方法及相位移光罩

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5948495B2 (zh)
KR (1) KR101760337B1 (zh)
CN (1) CN104937490B (zh)
TW (1) TWI609233B (zh)
WO (1) WO2014171512A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI686663B (zh) * 2018-05-08 2020-03-01 南韓商S&S技術股份有限公司 相移空白罩幕
TWI690767B (zh) * 2017-06-28 2020-04-11 日商阿爾貝克成膜股份有限公司 光罩基底、相位偏移光罩、半調光罩、光罩基底之製造方法、及相位偏移光罩之製造方法
TWI767053B (zh) * 2017-11-14 2022-06-11 日商阿爾貝克成膜股份有限公司 光罩基底、相位偏移光罩、光罩基底之製造方法、及相位偏移光罩之製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6815731B2 (ja) * 2016-01-27 2021-01-20 アルバック成膜株式会社 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク
JP6812236B2 (ja) * 2016-12-27 2021-01-13 Hoya株式会社 位相シフトマスクブランク及びこれを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法
JP6999460B2 (ja) * 2018-03-23 2022-01-18 Hoya株式会社 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク中間体及びこれらを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法
JP7402002B2 (ja) * 2019-09-19 2023-12-20 アルバック成膜株式会社 マスクブランクス、位相シフトマスク、製造方法
KR102598440B1 (ko) * 2019-12-20 2023-11-07 주식회사 에스앤에스텍 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토 마스크

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2865685B2 (ja) * 1988-03-16 1999-03-08 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法
JP2967150B2 (ja) * 1990-10-31 1999-10-25 ホーヤ株式会社 位相シフトマスク及びその製造方法並びに露光装置
JPH04254855A (ja) * 1991-02-07 1992-09-10 Hitachi Ltd ホトマスクおよびその製造方法
JPH05134389A (ja) * 1991-11-14 1993-05-28 Mitsubishi Electric Corp 露光用マスク
KR100311704B1 (ko) * 1993-08-17 2001-12-15 기타오카 다카시 하프톤위상쉬프트포토마스크,하프톤위상쉬프트포토마스크용블랭크스및그블랭크스의제조방법
JP3332230B2 (ja) * 1993-08-17 2002-10-07 大日本印刷株式会社 ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス
JPH11184063A (ja) * 1997-12-25 1999-07-09 Ulvac Seimaku Kk 位相シフトフォトマスクブランクス及び位相シフトフォトマスクの製造方法並びにサイドエッチング量の制御方法
US7022436B2 (en) * 2003-01-14 2006-04-04 Asml Netherlands B.V. Embedded etch stop for phase shift masks and planar phase shift masks to reduce topography induced and wave guide effects
JP2004333652A (ja) * 2003-05-01 2004-11-25 Shin Etsu Chem Co Ltd 位相シフトマスクブランク及び位相シフトフォトマスク
JP5588633B2 (ja) * 2009-06-30 2014-09-10 アルバック成膜株式会社 位相シフトマスクの製造方法、フラットパネルディスプレイの製造方法及び位相シフトマスク
JP5465502B2 (ja) * 2009-09-29 2014-04-09 株式会社アルバック フォトマスク、フォトマスク製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI690767B (zh) * 2017-06-28 2020-04-11 日商阿爾貝克成膜股份有限公司 光罩基底、相位偏移光罩、半調光罩、光罩基底之製造方法、及相位偏移光罩之製造方法
TWI767053B (zh) * 2017-11-14 2022-06-11 日商阿爾貝克成膜股份有限公司 光罩基底、相位偏移光罩、光罩基底之製造方法、及相位偏移光罩之製造方法
TWI686663B (zh) * 2018-05-08 2020-03-01 南韓商S&S技術股份有限公司 相移空白罩幕

Also Published As

Publication number Publication date
TWI609233B (zh) 2017-12-21
WO2014171512A1 (ja) 2014-10-23
JPWO2014171512A1 (ja) 2017-02-23
KR101760337B1 (ko) 2017-07-21
JP5948495B2 (ja) 2016-07-06
KR20150094690A (ko) 2015-08-19
CN104937490A (zh) 2015-09-23
CN104937490B (zh) 2019-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI609233B (zh) 相位移光罩之製造方法及相位移光罩
TWI470342B (zh) 相位移光罩的製造方法、平面顯示器的製造方法、及相位移光罩
KR101042468B1 (ko) 포토마스크 블랭크, 포토마스크, 및 이들의 제조 방법
US20200150524A1 (en) Mask blank, transfer mask, method for manufacturing transfer mask, and method for manufacturing semiconductor device
JP5690023B2 (ja) マスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法
US10527931B2 (en) Mask blank, transfer mask, method for manufacturing transfer mask, and method for manufacturing semiconductor device
TWI547752B (zh) 光罩基板、光罩之製造方法、及相位移光罩之製造方法
JP2018087998A (ja) マスクブランク、転写用マスクの製造方法及び半導体装置の製造方法
TW201409165A (zh) 半色調相位移光罩基板及半色調相位移光罩之製造方法
KR20150026779A (ko) 표시 장치 제조용 포토마스크, 그 포토마스크의 제조 방법, 패턴 전사 방법 및 표시 장치의 제조 방법
TW201546537A (zh) 空白遮罩、相位移轉遮罩之製造方法、相位移轉遮罩、以及半導體元件之製造方法（二）
JP6544964B2 (ja) マスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び、半導体デバイスの製造方法
JP2017033004A (ja) 表示装置製造用フォトマスク、該フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法
JP6233873B2 (ja) 位相シフトマスクの製造方法
TWI758382B (zh) 相移光罩基底、相移光罩之製造方法、及顯示裝置之製造方法
JP2014211501A (ja) 位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスク
TWI592738B (zh) 相位偏移光罩及其製造方法
JP5934434B2 (ja) 位相シフトマスクの製造方法、位相シフトマスク、及び位相シフトマスクの製造装置
JP7062377B2 (ja) 位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスク
TW202235996A (zh) 相移光罩基底、相移光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法
JP6207006B2 (ja) 位相シフトマスクの製造方法