TWI592738B - 相位偏移光罩及其製造方法 - Google Patents

Description

相位偏移光罩及其製造方法

本發明係關於一種可形成微細且高精度之曝光圖案之相位偏移光罩及其製造方法，尤其係關於一種較佳用於平板顯示器之製造之技術。

本案基於2012年12月27日於日本申請之日本專利特願2012-285845號並主張優先權，並將其內容引用至此。

於半導體器件或平板顯示器(FPD，flat panel display)之製造步驟中，為了對形成於包含矽或玻璃等之基板之光阻膜曝光、轉印微細圖案而使用相位偏移光罩。

於FPD中，近來已發展到藉由提高圖案化之精度而使線寬尺寸更加微細，從而大幅度提高圖像之品質。若光罩之線寬精度、轉印側之基板之線寬精度變得更加微細，則曝光時之光罩與基板之間隙會變得更小。用於平板之玻璃基板成為超過300mm之較大之尺寸，故而玻璃基板之起伏或表面粗糙度會成為較大之值，而處於易於受到焦點深度之影響之狀況。

由於玻璃基板為大型尺寸，故而FPD之曝光使用g射線(436nm)、h射線(405nm)、i射線(365nm)之複合波長，且使用等倍靠近曝光法(例如參照專利文獻1)。

另一方面，於半導體中，進行利用ArF(193nm)之單一波長之圖案化，使用半色調式相位偏移光罩作為用以達成更加微細化之方法(例如參照專利文獻2)。根據該方法，藉由利用193nm使相位成為180°，可設定光強度成為零之部位從而提高圖案化精度。又，藉由存在光強度成為零之部位，可較大地設定焦點深度，從而實現放寬曝光條件或提高圖案化之良率。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2007-271720號公報(段落[0031])

[專利文獻2]日本專利特開2006-78953號公報(段落[0002]、[0005])

伴隨近年來之FPD之配線圖案之微細化，對用於FPD之製造之光罩亦要求微細之線寬精度。然而，僅進行對於光罩之微細化之曝光條件、顯影條件等之研究會非常難以應對，從而趨於要求用以達成更加微細化之新技術。

尤其是，如上所述般使用g射線、h射線、i射線之複合波長時，針對各個波長之光罩中之透過率不同，故而於如FPD般以大面積作為對象而進行曝光處理之情形時，於高精細化之圖案化中會產生因遮光或相位偏移而產生之不良，結果產生無法應對高精細之問題。

又，於欲應對高精細而限定特定之波長而欲進行應對高精細之處理之情形時，無法有效率地利用其他波長區域之光，而存在處理效率降低且製造成本增大之問題。

本發明之態樣係為了解決上述問題而完成者，其目的在於提供一種如FPD製造般可有效率地形成大面積、微細且高精度之曝光圖案 之相位偏移光罩及其製造方法。

(1)本發明之一態樣之相位偏移光罩之製造方法包括如下步驟：於透明基板上形成經圖案化之以Cr為主成分之遮光層；以及藉由在含有惰性氣體、氮化性氣體、及氧化性氣體之混合氣體之環境下濺鍍鉻系材料之靶，而形成以Cr為主成分之相位偏移層並進行圖案化，且該相位偏移層具有對於i射線為大致180°之相位差，並且可將上述混合氣體中之上述氧化性氣體設為6.5%以上且10.4%以下、上述混合氣體中之氮化性氣體設為40%以上且90%以下，可將g射線之透過率與上述i射線之透過率之差設為5%以下。

(2)於上述(1)之態樣中，上述相位偏移層亦可將上述混合氣體中之氧化性氣體設為9.2%以上且10.4%以下、上述混合氣體中之氮化性氣體設為40%以上且70%以下而形成。

(3)於上述(1)或(2)之態樣中，上述相位偏移光罩之製造方法具備下述步驟者較佳：於上述透明基板之表面形成上述遮光層，於該遮光層上形成上述相位偏移層，或者於上述透明基板之表面形成上述相位偏移層，於該相位偏移層上形成以選自Ni、Co、Fe、Ti、Si、Al、Nb、Mo、W及Hf中之至少1種之金屬為主成分之蝕刻終止層，且於該蝕刻終止層上形成上述遮光層。

根據上述(1)之態樣，包括如下步驟：於透明基板上形成經圖案化之以Cr為主成分之遮光層；以及藉由在含有惰性氣體、氮化性氣體、及氧化性氣體之混合氣體之環境下濺鍍鉻系材料之靶，而形成以Cr為主成分之相位偏移層並進行圖案化，且該相位偏移層可針對上述i射線使其具有大致180°之相位差，並且將上述混合氣體中之上述氧化性氣體設為6.5%以上且10.4%以下、上述混合氣體中之氮化性氣體設為40%以上且90%以下，將上述g射線之透過率與上述i射線之透過 率之差設為5%以下，藉此，可提供一種針對300nm以上且500nm以下之複合波長區域中之任一種光而透過率大致相等之相位偏移光罩坯料及可製造相位偏移光罩之製造方法。

上述相位偏移光罩坯料可作為用於利用包含g射線(436nm)、h射線(405nm)、i射線(365nm)之複合波長之曝光處理之光罩用相位偏移光罩坯料。

於上述(2)之情形時，上述相位偏移層係將上述混合氣體中之氧化性氣體設為9.2%以上且10.4%以下、上述混合氣體中之氮化性氣體設為40%以上且70%以下而形成。藉由設為含有10.4%以下之氧化性氣體之混合氣體環境，可穩定形成具有所需之透過率及折射率之濺鍍膜。只要氧化性氣體為9.2%以上，便可獲得所需之折射率，故而g射線、h射線、i射線之透過率變高，相位偏移效果變高，因而較佳。另一方面，於氮化性氣體未達40%之情形時，無法抑制靶之氧化，而使穩定之濺鍍變得困難。又，若氮化性氣體超過70%，則變得難以獲得所需之透過率及折射率等膜特性。因此，氮化性氣體以40%以上且70%以下較佳。

於上述(3)之情形時，上述相位偏移光罩之製造方法可包含於上述透明基板之表面形成上述遮光層，於該遮光層上形成上述相位偏移層，或者於上述透明基板之表面形成上述相位偏移層，於該相位偏移層上形成以選自Ni、Co、Fe、Ti、Si、Al、Nb、Mo、W及Hf中之至少1種之金屬為主成分之蝕刻終止層，且於該蝕刻終止層上形成上述遮光層。

根據本發明之態樣，可製造降低因波長而引起之透過率之差之相位偏移光罩坯料，故而可提供一種可製造可於FPD等具有大面積之被處理體中減少於曝光處理之不良且良率良好地製造高精細之被處理 物之相位偏移光罩之製造方法及相位偏移光罩坯料及其製造方法。

1、2‧‧‧相位偏移光罩

10‧‧‧透明基板

11、11P1、11P2‧‧‧遮光層

12、14‧‧‧光阻層

12a‧‧‧區域

12P1、12P2、14P1、14P2‧‧‧光阻圖案

13、13P1、13P2‧‧‧相位偏移層

圖1(a)~(h)、(j)、(k)、(m)、(n)係說明本發明之第1實施形態之相位偏移光罩之製造方法之步驟圖。

圖2係表示上述相位偏移光罩之相位偏移層之透過率與透過光波長之關係之曲線圖。

圖3(a)、(b)係表示上述相位偏移光罩之相位偏移層之成膜條件與光學特性之關係之實驗結果。

圖4(A)~(J)係說明本發明之第2實施形態之相位偏移光罩之製造方法之步驟圖。

於本發明之製造方法中，可包含使透明基板上之遮光層圖案化之步驟。於上述透明基板上以被覆上述遮光層之方式形成相位偏移層。上述相位偏移層藉由在至少含有惰性氣體、40%以上且90%以下之氮化性氣體、及10.4%以下之氧化性氣體之混合氣體之環境下，更佳為於含有40%以上且70%以下之氮化性氣體及9.2%以上且10.4%以下之氧化性氣體之混合氣體之環境下，對鉻系材料之靶進行濺鍍而形成。上述相位偏移層係以如下厚度而形成，即，可針對300nm以上且500nm以下之波長區域中之任一種光、包含g射線(436nm)、h射線(405nm)、i射線(365nm)之複合波長之光使其具有180°之相位差，且將上述g射線之透過率、上述h射線之透過率及上述i射線之透過率之差均設為5%以下。進而，所形成之上述相位偏移層被圖案化成特定形狀。

本發明之相位偏移光罩包含相位偏移層，且該相位偏移層可將上述g射線之透過率、上述h射線之透過率及上述i射線之透過率之差均設為5%以下，並且具有大致180°之相位差。因此，根據該相位偏 移光罩，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之光，可藉由相位之反轉作用而形成光強度成為最小之區域，從而使曝光圖案更加清晰。藉由此種相位偏移效果，可大幅度提高圖案精度，從而形成微細且高精度之圖案。上述g射線之透過率與上述i射線之透過率之差更佳為設為2.5%以上且5%以下。藉由減小上述g射線之透過率與上述i射線之透過率之差，而使各波長之透過率差異變小，從而提高各波長之相位偏移效果。

當利用氮氧化鉻系材料形成上述相位偏移層時，藉由設為含有10.4%以下之氧化性氣體之混合氣體環境，可穩定地形成具有所需之透過率及折射率之濺鍍膜。只要氧化性氣體為9.2%以上，便可獲得所需之折射率，故而g射線、h射線、i射線之透過率變高，相位偏移效果變高，因而較佳。然而，即便氧化性氣體未達9.2%，而使透過率值變低，相位偏移效果變小，但仍會看到效果，因而良好。只要氧化性氣體為6.5%以上便為良好。若氧化性氣體超過10.4%，則膜中之氧濃度會過高，無法獲得所需之透過率及折射率，並且無法抑制靶之氧化，而使穩定之濺鍍變得困難。另一方面，於氮化性氣體未達40%之情形時，無法抑制靶之氧化，而使穩定之濺鍍變得困難。又，若氮化性氣體超過70%，則變得難以獲得所需之透過率及折射率等膜特性。藉由在上述條件之混合氣體環境下成膜，可獲得例如對於i射線之透過率為1~20%之相位偏移層。即便i射線之透過率未達1%，亦可獲得若干相位偏移層之效果，因而為0.5%以上即可。

上述相位偏移層之厚度可設為具有對於i射線為大致180°之相位差之厚度。進而，亦能夠以可具有對於h射線或g射線為大致180°之相位差之厚度形成上述相位偏移層。

此處，所謂「大致180°」，係意指180°或180°附近，例如為180°± 10°以下。

上述相位偏移層之厚度可設為如下厚度，即，將上述g射線之透過率、上述h射線之透過率及上述i射線之透過率之差均設為5%以下，並且使賦予至i射線之相位差與賦予至g射線之相位差之差成為40°以下。

藉此，針對各波長光可獲得固定之相位偏移效果，藉此，可確保微細且高精度之圖案形成。

上述混合氣體亦可進而含有惰性氣體。

藉此，可穩定形成電漿。又，可容易地調整氮化性氣體及氧化性氣體之濃度。

作為使用本發明之相位偏移光罩之FPD之製造方法，包含在基板上形成光阻層之步驟。靠近上述光阻層配置相位偏移光罩。上述相位偏移光罩具有包含氮氧化鉻系材料之相位偏移層，且該相位偏移層可針對300nm以上且500nm以下之波長區域中之任一種光使其具有180°之相位差，且將上述g射線之透過率、上述h射線之透過率及上述i射線之透過率之差均設為5%以下。上述光阻層藉由將上述300nm以上且500nm以下之複合波長之光即包含g射線(436nm)、h射線(405nm)、i射線(365nm)之複合波長之光照射至上述相位偏移光罩而曝光。

上述相位偏移光罩具有相位偏移層，且該相位偏移層可將上述g射線之透過率、上述h射線之透過率及上述i射線之透過率之差均設為5%以下，並且針對300nm以上且500nm以下之波長區域中之任一種光使其具有180°之相位差。因此，根據上述製造方法，可藉由使用上述波長區域之光而實現基於相位偏移效果之圖案精度之提高，從而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。

作為上述複合波長之光，可使用包含g射線(436nm)、h射線(405 nm)、i射線(365nm)之光。

本發明之相位偏移光罩包括透明基板、遮光層、及相位偏移層。上述遮光層形成於上述透明基板上。上述相位偏移層形成於上述遮光層之周圍，包含氮氧化鉻系材料，且該氮氧化鉻系材料可將g射線、h射線及i射線之透過率之差均設為5%以下，並且針對300nm以上且500nm以下之複合波長區域中之任一種光使其具有180°之相位差。

根據上述相位偏移光罩，可藉由使用上述複合波長之光而實現基於相位偏移效果之圖案精度之提高，從而形成微細且高精度之圖案。上述效果藉由使用使於上述波長範圍內波長不同之光(例如，g射線(436nm)、h射線(405nm)、i射線(365nm))複合化之曝光技術，會更加顯著。

上述相位偏移層之厚度可設為如下厚度，即，將g射線、h射線及i射線之透過率之差均設為5%以下，並且使賦予至i射線之相位差與賦予至g射線之相位差之差成為30°以下。

藉此，針對各波長光可獲得固定之相位偏移效果，藉此，可確保微細且高精度之圖案形成。

<第1實施形態>

以下，基於圖式，對本發明之相位偏移光罩之製造方法之一實施形態進行說明。

圖1係模式性地表示本實施形態之相位偏移光罩之製造方法之步驟圖。

本實施形態之相位偏移光罩例如作為對於FPD用玻璃基板之圖案化用光罩而構成。如下述般，於使用該光罩之玻璃基板之圖案化中，曝光之光係使用i射線、h射線及g射線之複合波長。

於本實施形態之相位偏移光罩之製造方法中，首先，如圖1(a)所 示，於透明基板10上形成遮光層11。

作為透明基板10，使用透明性及光學等向性優異之材料，例如使用石英玻璃基板。透明基板10之大小並無特別限制，係根據使用該光罩曝光之基板(例如FPD用基板、半導體基板)而適當選定。於本實施形態中，可應用於直徑尺寸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之石英基板或基板尺寸為1000mm以上之基板。

又，亦可藉由研磨透明基板10之表面，而降低透明基板10之表面粗糙度。透明基板10之平坦度例如可設為50μm以下。藉此，可使光罩之焦點深度變深，從而大大促進微細且高精度之圖案形成。關於透明基板之平坦度，若為20μm以下，則更佳，若為10μm以下，則會更促進微細且高精細之圖案形成，故而較佳。

遮光層11包含金屬鉻或鉻化合物(以下，亦稱為鉻系材料)，但並不限於此，可應用金屬矽化物系材料(例如，MoSi、TaSi、TiSi、WSi)或其等之氧化物、氮化物、氮氧化物。遮光層11之厚度並無特別限制，只要為可獲得特定以上之光學濃度之厚度(例如，80~200nm)即可。成膜方法可應用電子束蒸鍍法、雷射蒸鍍法、原子層成膜法(ALD(atomic layer deposition，原子層沈積)法)、離子輔助濺鍍法等，尤其是於大型基板之情形時，可藉由DC(direct current，直流)濺鍍法實現膜厚均一性優異之成膜。

其次，如圖1(b)所示，於遮光層11上形成光阻層12。光阻層12既可為正型亦可為負型。作為光阻層12，使用液狀光阻，但亦可使用幹膜光阻。

繼而，如圖1(c)、(d)所示，藉由使光阻層12曝光及顯影，而去除區域12a並於遮光層11上形成光阻圖案12P1(圖1(c))。光阻圖案12P1作 為遮光層11之蝕刻光罩而發揮功能，可根據遮光層11之蝕刻圖案適當決定形狀。

繼而，如圖1(e)所示，遮光層11被蝕刻成特定之圖案形狀。藉此，於透明基板10上形成圖案化成特定形狀之遮光層11P1。

遮光層11之蝕刻步驟可應用濕式蝕刻法或乾式蝕刻法，尤其是於基板10為大型之情形時，可藉由採用濕式蝕刻法而實現面內均一性較高之蝕刻處理。

可適當選擇遮光層11之蝕刻液，於遮光層11為鉻系材料之情形時，例如可使用硝酸鈰銨及過氯酸之水溶液。

該蝕刻液與玻璃基板之選擇比較高，故而於遮光層11之圖案化時可保護基板10。另一方面，於遮光層11包含金屬矽化物系材料之情形時，作為蝕刻液，例如可使用氟化氫銨。

於遮光層11P1之圖案化後，如圖1(f)所示，去除光阻圖案12P1。光阻圖案12P1之去除例如可使用氫氧化鈉水溶液。

其次，如圖1(g)所示，形成相位偏移層13。相位偏移層13係於透明基板10上以被覆遮光層11P1之方式而形成。

作為相位偏移層13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，可藉由採用DC濺鍍法，而實現膜厚均一性優異之成膜。再者，並不限於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。

相位偏移層13包含鉻系材料。尤其是於本實施形態中，相位偏移層13包含氧氮化鉻。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。再者，並不限於鉻系材料，例如亦可使用MoSi、TaSi、WSi、CrSi、NiSi、CoSi、ZrSi、NbSi、TiSi或其等之化合物等金屬矽化物系材料。進而，亦可使用Al、Ti、Ni或其等之化合物等。

於利用濺鍍法形成包含氮氧化鉻之相位偏移層13之情形時，可將氮化性氣體及氧化性氣體之混合氣體、或者惰性氣體、氮化性氣體及氧化性氣體之混合氣體用作處理氣體。成膜壓力例如可設為0.1Pa~0.5Pa。作為惰性氣體，可使用鹵氣、尤其是氬氣。

氧化性氣體包含CO、CO₂、NO、N₂O、NO₂、O₂等。氮化性氣體包含NO、N₂O、NO₂、N₂等。作為惰性氣體，可使用Ar、He、Xe等，典型而言，可使用Ar。再者，於上述混合氣體中亦可進而包含CH₄等碳化性氣體。

混合氣體中之氮化性氣體及氧化性氣體之流量(濃度)係於決定相位偏移層13之光學性質(透過率、折射率等)時重要之參數。於本實施形態中，係以氮化性氣體40%以上且70%以下及氧化性氣體9.2%以上且10.4%以下之條件，調整混合氣體。藉由調整氣體條件，可將相位偏移層13之折射率、透過率、反射率、厚度等設為最佳化。

於氧化性氣體未達9.2%之情形時，膜中之氧濃度過低而使透過率變得過低。又，若氧化性氣體超過10.4%，則膜中之氧濃度過高而使因光之波長而引起之透過率之不均變得過大，並且無法抑制靶之氧化，而使穩定之濺鍍變得困難。此處，作為氧化性氣體，可列舉二氧化碳。於氮化性氣體未達40%之情形時，無法抑制靶之氧化，而使穩定之濺鍍變得困難。又，若氮化性氣體超過90%，則膜中之氧濃度過低而難以獲得所需之折射率。此處，作為氮化氣體，可列舉氮氣。藉由在上述條件之混合氣體環境下成膜，可獲得例如對於i射線之透過率為1~20%之相位偏移層。透過率亦可為0.5%以上。

相位偏移層13之厚度係設為可針對位於300nm以上且500nm以下之波長區域之g射線、h射線及i射線中之任一種光使其具有180°之相位差之厚度。賦予180°之相位差之光藉由相位反轉，而利用與不透過相位偏移層13之光之間之干涉作用，抵消該光之強度。藉由此種相 位偏移效果，而形成光強度成為最小(例如零)之區域，故而曝光圖案變得清晰，從而可高精度地形成微細圖案。

於本實施形態中，上述波長區域之光係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)，以可對成為目標之波長之光賦予180°之相位差之厚度形成相位偏移層13。上述成為目標之波長之光可為i射線、h射線及g射線中之任一種，亦可為其等以外之波長區域之光。應使相位反轉之光越是為短波長，越可形成微細之圖案。

於本實施形態中，可以使賦予至i射線之相位差與賦予至g射線之相位差之差成為30°以下之厚度形成相位偏移層13。藉此，針對各波長之光可獲得固定之相位偏移效果。例如，可以可對作為上述複合波長中之中間之波長區域之h射線賦予大致180°(180°±10°)之相位差之膜厚形成相位偏移層。藉此，對i射線及g射線中之任何之光均可賦予接近180°之相位差，故而針對各個光可獲得同樣之相位偏移效果。

相位偏移層13之膜厚較佳為於透明基板10之面內均勻。

於本實施形態中，以針對g射線、h射線及i射線之各者之單一波長光，使基板面內之相位差之差量成為20°以下之膜厚差形成相位偏移層13。若該相位差之差量超過20°，則因複合波長中之光強度之重疊效果而使光強度之強弱變小，從而使圖案化精度降低。藉由將上述相位差之差量設為15°以下，進而10°以下，可實現圖案化精度之進一步提高。

相位偏移層13之透過率可設為例如對於i射線為1%以上且20%以下之範圍。透過率亦可為0.5%以上。於透過率未達0.5%之情形時，會變得難以獲得充分之相位偏移效果，故而會使高精度地曝光微細之圖案變得困難。又，於透過率超過20%之情形時，會降低成膜速度，從而使生產性劣化。

於上述範圍內，進而，透過率可設為2%以上且15%以下之範圍。進而，於上述範圍內，透過率可設為3%以上且10%以下。

相位偏移層13之反射率例如設為40%以下。藉此，於使用該相位偏移光罩之被處理基板(平板基板或半導體基板)之圖案化時，不易形成重影圖案，從而可確保良好之圖案精度。

相位偏移層13之透過率及反射率可根據成膜時之氣體條件任意地調整。根據上述混合氣體條件，可獲得對於i射線為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。

相位偏移層13之厚度可於可獲得上述光學特性之範圍內適當設定。換言之，藉由使相位偏移層13之厚度最佳化，可獲得上述光學特性。例如，可根據上述氣體條件獲得上述光學特性之相位偏移層13之膜厚例如為100nm以上且130nm以下。於該範圍內，進而相位偏移層13之膜厚可設為110nm以上且125nm以下之範圍。

舉例而言，於將濺鍍成膜時之混合氣體之流量比設為Ar：N₂：CO₂=71：21.5：120，將膜厚設為114nm之情形時，可將i射線之透過率設為3.10%，將i射線之相位差設為180°，將g射線之透過率設為7.95%，將相位差設為150°。

圖2、圖3係表示表示相位偏移層13之成膜時之成膜條件與各波長成分之相位差及i射線之透過率之關係之實驗結果。於本例中，將N₂用作氮化性氣體，將CO₂用作氧化性氣體，將Ar用作惰性氣體。成膜壓力設為0.4Pa。

如實驗例2所示，於含有9.2%以上且10.4%以下之氧化性氣體之混合氣體之條件下，可將i射線之透過率設為3.10%，將i射線之相位差設為180°，將g射線之透過率設為7.95%。又，藉由以可對i射線賦予180°±10°之相位差之厚度形成相位偏移層，可將i射線、h射線及g射線之間之透過率之差抑制為5%以下。進而，可將i射線之透過率設 定為1%以上且10%以下之範圍。

與此相對，於氧化性氣體不位於9.2%以上且10.4%以下之範圍內之條件之實驗例1中，膜之氧化度較小，即便增大膜厚，亦無法將i射線與g射線之間之透過率之差設定為所需之範圍內。於實驗例3及4中，雖然透過率較低，但可縮小i射線與g射線之透過率差異。

繼而，如圖1(h)所示，於相位偏移層13上形成光阻層14。光阻層14既可為正型亦可為負型。作為光阻層14，係使用液狀光阻。

其次，如圖1(j)、(k)所示，藉由使光阻層14曝光及顯影，而於相位偏移層13上形成光阻圖案14P1。光阻圖案14P1作為相位偏移層13之蝕刻光罩而發揮功能，可根據相位偏移層13之蝕刻圖案適當決定形狀。

繼而，如圖1(m)所示，相位偏移層13被蝕刻成特定之圖案形狀。藉此，於透明基板10上形成圖案化成特定形狀之相位偏移層13P1。

相位偏移層13之蝕刻步驟可應用濕式蝕刻法或乾式蝕刻法，尤其是於基板10為大型之情形時，可藉由採用濕式蝕刻法而實現面內均一性較高之蝕刻處理。

相位偏移層13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，故而於相位偏移層13之圖案化時可保護基板10。

於相位偏移層13P1之圖案化後，如圖1(n)所示，去除光阻圖案14P1。光阻圖案14P1之去除例如可使用氫氧化鈉水溶液。

以如上方式，製造本實施形態之相位偏移光罩1。根據本實施形態之相位偏移光罩1，於遮光層圖案11P1之周圍形成有上述構成之相位偏移層13P1。藉此，於使用包含g射線(436nm)、h射線(405nm)、i射線(365nm)之複合波長之光之對被曝光基板之曝光圖案之形成時，將i射線、h射線及g射線之間之透過率之差抑制為5%以下，可實現基 於相位偏移效果之圖案精度之提高，從而可形成微細且高精度之圖案。尤其是，根據本實施形態，藉由使用使於上述波長範圍內波長不同之光(g射線、h射線及i射線)複合化之曝光技術，會變得更加顯著。

以下，對使用本實施形態之相位偏移光罩1之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。光阻層之形成例如係使用旋轉塗佈。光阻層經加熱(烘乾)處理後，實施使用相位偏移光罩1之曝光處理。於曝光步驟中，靠近光阻層配置相位偏移光罩1。而且，經由相位偏移光罩1，使300nm以上且500nm以下之包含g射線(436nm)、h射線(405nm)、i射線(365nm)之複合波長照射至玻璃基板之表面。於本實施形態中，上述複合波長之光係使用g射線、h射線及i射線之複合光。藉此，將對應於相位偏移光罩1之光罩圖案之曝光圖案轉印至光阻層。

根據本實施形態，相位偏移光罩1包含相位偏移層13P1，該相位偏移層13P1可將i射線、h射線及g射線之間之透過率之差抑制為5%以下，並且針對300nm以上且500nm以下之波長區域中之任一種光使其具有180°之相位差。因此，根據上述製造方法，藉由使用上述波長區域之光，可實現基於相位偏移效果之圖案精度之提高，進而可加深焦點深度，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，確認到：於使用不包含該相位偏移層之光罩而進行曝光之情形時，對於目標之線寬(2μm)會產生30%以上之圖案寬度之偏移，但於使用本實施形態之相位偏移光罩1而進行曝光之情形時，可抑制為7%左右之偏移。

<第2實施形態>

圖4係說明本發明之第2實施形態之相位偏移光罩之製造方法之 步驟圖。再者，於圖4中，對與圖1相對應之部分標註相同符號，並省略其詳細說明。

本實施形態之相位偏移光罩2(圖4(J))於周邊部包含位置對準用對準標記，該對準標記係由遮光層11P2形成。以下，對相位偏移光罩2之製造方法進行說明。

首先，於透明基板10上形成遮光層11(圖4(A))。其次，於遮光層11上形成光阻層12(圖4(B))。光阻層12既可為正型亦可為負型。繼而，藉由使光阻層12曝光及顯影，而於遮光層11上形成光阻圖案12P2(圖4(C))。

光阻圖案12P2係作為遮光層11之蝕刻光罩而發揮功能，可根據遮光層11之蝕刻圖案適當決定形狀。於圖4(C)中，表示為了遍及基板10之周緣之特定範圍內使遮光層殘留，而形成有光阻圖案12P2之例。

繼而，遮光層11被蝕刻成特定之圖案形狀。藉此，於透明基板10上形成圖案化成特定形狀之遮光層11P2(圖4(D))。於遮光層11P2之圖案化後，去除光阻圖案12P2(圖4(E))。光阻圖案12P2之去除例如可使用氫氧化鈉水溶液。

其次，形成相位偏移層13。相位偏移層13係於透明基板10上以被覆遮光層11P2之方式而形成(圖4(F))。相位偏移層13包含氮氧化鉻系材料，且利用DC濺鍍法而成膜。於此情形時，可將氮化性氣體及氧化性氣體之混合氣體、或者惰性氣體、氮化性氣體及氧化性氣體之混合氣體用作處理氣體。相位偏移層13係以與上述第1實施形態相同之成膜條件而形成。

繼而，於相位偏移層13上形成光阻層14(圖4(G))。

其次，藉由使光阻層14曝光及顯影，而於相位偏移層13上形成光阻圖案14P2(圖4(H))。光阻圖案14P2係作為相位偏移層13之蝕刻光罩而發揮功能，可根據相位偏移層13之蝕刻圖案適當決定形狀。

繼而，相位偏移層13被蝕刻成特定之圖案形狀。藉此，於透明基板10上形成圖案化成特定形狀之相位偏移層13P2(圖4(I))。於相位偏移層13P2之圖案化後，去除光阻圖案14P2(圖4(J))。光阻圖案14P2之去除例如可使用氫氧化鈉水溶液。

以上述方式，製造本實施形態之相位偏移光罩2。根據本實施形態之相位偏移光罩2，對準標記係由遮光層11P2形成，故而於光學上易於辨識出對準標記，從而實現高精度之位置對準。

本實施形態可與上述第1實施形態組合實施。

又，相位偏移層13可作為半色調層(半透過層)而發揮功能。於此情形時，可利用透過相位偏移層13之光與未透過之光使曝光量產生差異。

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，可基於本發明之技術思想進行各種變化。

例如，於以上第1實施形態中，係於遮光層之圖案化後進行相位偏移層之成膜及圖案化，但並不限於此，亦可於相位偏移層之成膜及圖案化之後，進行遮光層之成膜及圖案化。即，可變更遮光層與相位偏移層之積層順序。於此情形時，較佳為於遮光層與相位偏移層之間設置有以選自Ni、Co、Fe、Ti、Si、Al、Nb、Mo、W及Hf中之至少1種之金屬為主成分之未圖示之蝕刻終止層。

又，於以上之實施形態中，係於基板10之整個面使遮光層11成膜後，藉由蝕刻必要部位而形成遮光層11P1，但亦可取代其，而於形成遮光層11P1之形成區域開口之光阻圖案之後，形成遮光層11。於遮光層11之形成後，藉由去除上述光阻圖案，可於必要區域形成遮光層11P1(剝離法)。

以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限定於此，可於不脫離發明之主旨之範圍內進行適當變更。

Claims (3)

1. 一種相位偏移光罩之製造方法，其特徵在於包括如下步驟：於透明基板上形成經圖案化之以Cr為主成分之遮光層；以及藉由在含有惰性氣體、氮化性氣體、及氧化性氣體之混合氣體之環境下濺鍍鉻系材料之靶，而形成以Cr為主成分之相位偏移層並進行圖案化，且該相位偏移層具有對於i射線為大致180°之相位差，並且可將上述混合氣體中之上述氧化性氣體設為6.5%以上且10.4%以下、上述混合氣體中之氮化性氣體設為40%以上且90%以下，可將g射線之透過率與上述i射線之透過率之差設為5%以下。
2. 如請求項1之相位偏移光罩之製造方法，其中上述相位偏移層係將上述混合氣體中之氧化性氣體設為9.2%以上且10.4%以下、上述混合氣體中之氮化性氣體設為40%以上且70%以下而形成。
3. 如請求項1或2之相位偏移光罩之製造方法，其包括如下步驟：於上述透明基板之表面形成上述遮光層，於該遮光層上形成上述相位偏移層，或者於上述透明基板之表面形成上述相位偏移層，於該相位偏移層上形成以選自Ni、Co、Fe、Ti、Si、Al、Nb、Mo、W及Hf中之至少1種之金屬為主成分之蝕刻終止層，及於該蝕刻終止層上形成上述遮光層。