TWI838928B - 光罩坯料的製造方法以及光罩的製造方法 - Google Patents

光罩坯料的製造方法以及光罩的製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明所欲解決的問題在於提供一種光罩坯料的製造方法以及光罩的製造方法，在光罩的製造時容易進行圖案的尺寸控制，能夠在光罩中提高圖案的尺寸精度。該光罩坯料的製造方法用於製造光罩坯料，將透明基板的表面劃分為第一圖案區域和第二圖案區域，在第一圖案區域形成有第一功能性膜，在第二圖案區域形成有第二功能性膜。

Description

光罩坯料的製造方法以及光罩的製造方法
本發明關於一種光罩坯料的製造方法以及光罩的製造方法。
作為微影技術，已知有相移遮罩、半色調遮罩。相移遮罩是在透明基板的一部分具備相移膜，具有藉由改變通過該部分的光的相位、強度，來提高解析度的功能、改善焦深（DOF）的功能的光罩。半色調遮罩是在透明基板的一部分上具備半色調膜，具有藉由改變通過該部分的光的強度而實現三灰階以上的多灰階功能的光罩。
這種光罩經過如下步驟製造：i）準備在透明基板之上形成有遮光膜之光罩坯料的步驟；ii）在遮光膜上形成抗蝕劑膜的步驟；iii）在抗蝕劑膜上描繪規定的抗蝕劑圖案，藉由顯影去除不需要的抗蝕劑膜，形成規定的抗蝕劑圖案的步驟；iv）將抗蝕劑圖案作為遮罩，藉由蝕刻去除遮光膜的露出部分的步驟；v）去除殘存的抗蝕劑膜的步驟；vi）在去除了遮光膜之透明基板的露出部分以及遮光膜上形成相移膜或半色調膜的步驟；vii）在相移膜或者半色調膜上形成抗蝕劑膜的步驟；viii）在抗蝕劑膜上描繪規定的抗蝕劑圖案，藉由顯影去除不需要的抗蝕劑膜，形成規定的抗蝕劑圖案的步驟；ix）將抗蝕劑圖案作為遮罩，藉由蝕刻去除相移膜或半色調膜的露出部分以及遮光膜的露出部分的步驟；x）去除殘存的抗蝕劑膜的步驟。例如，在專利文獻1中，作為步驟vi），記載了形成半色調膜之光罩的製造方法。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2005-257712號公報
[發明所欲解決的問題] 根據上述以往的光罩的製造方法，遮光部由遮光膜和相移膜或半色調膜的層疊部構成。因此，在對遮光部進行圖案化時，需要對相移膜或半色調膜和遮光膜這兩者進行蝕刻。但是，在兩者的蝕刻速率不同的情況下，在相移膜或半色調膜和遮光膜之間，側蝕刻量產生差異。其結果是，在遮光部的邊緣產生邊緣粗糙，而難以按照預期對遮光部的尺寸精度（遮光部相對於透射部的邊緣位置精度）進行精加工。此外，由於是層疊部，所以蝕刻時間有時也比單層的情況長，而使遮光部的尺寸控制（遮光部相對於透射部的邊緣位置控制（CD（Critical Dimension：臨界尺寸）控制）變得困難。
因此，本發明是鑒於上述情況而完成的，其所欲解決的問題在於提供一種光罩坯料的製造方法以及光罩的製造方法，在光罩的製造時容易進行圖案的尺寸控制，並能夠在光罩中提高圖案的尺寸精度。 [用以解決問題之手段]
本發明的光罩坯料的製造方法，是將透明基板的表面劃分為第一圖案區域和第二圖案區域，在第一圖案區域形成有第一功能性膜，在第二圖案區域形成有第二功能性膜，該光罩坯料的製造方法，包括： 光罩坯料準備步驟，準備在透明基板之上形成有第一功能性膜之第一次光罩坯料； 第一圖案化步驟，以與第一圖案區域對應的圖案對第一功能性膜進行圖案化，去除第二圖案區域中的第一功能性膜； 功能性膜形成步驟，在去除了第一功能性膜之透明基板的露出部分以及第一功能性膜之上形成第二功能性膜；及， 第二圖案化步驟，以與第二圖案區域對應的圖案對第二功能性膜進行圖案化，去除第一圖案區域中的第二功能性膜。
在此，作為本發明的光罩坯料的製造方法的一種實施方式，可以採用如下構成： 第二圖案化步驟包括：抗蝕劑膜形成步驟，在第二功能性膜之上形成抗蝕劑膜； 抗蝕劑圖案形成步驟，藉由將抗蝕劑圖案的邊緣位置向外偏移，而形成以規定的重疊量在第一功能性膜以及第二功能性膜的層疊部的邊緣部進行重疊的抗蝕劑圖案，該抗蝕劑圖案與第二圖案區域對應；及， 蝕刻步驟，將抗蝕劑圖案作為遮罩，藉由蝕刻去除第二功能性膜在第一圖案區域中的露出部分。
這種情況下，可以採用如下的構成： 還包括：精加工步驟，去除由於規定的重疊量的重疊而殘留的第二功能性膜的殘渣。
此外，作為本發明的光罩坯料的製造方法的其他實施方式，可以採用如下構成： 作為第一次光罩坯料，使用一種光罩坯料，在透明基板之上形成有第一功能性膜且在第一功能性膜之上形成有具有與第一功能性膜不同的蝕刻特性的中間膜； 作為第二功能性膜，使用具有與第一功能性膜相同的蝕刻特性的膜。
這種情況下，可以採用如下的構成： 作為第一功能性膜以及第二功能性膜，使用選自Cr(鉻)類、Ni(鎳)類、Ti(鈦)類、Si(矽)類、金屬矽化物類、以及調整了氮含量之金屬之中的材質的膜。
此外，作為本發明的光罩坯料的製造方法的其他實施方式，可以採用如下構成： 作為第一次光罩坯料，使用在透明基板之上形成有第一功能性膜之光罩坯料； 作為第二功能性膜，使用具有與第一功能性膜不同的蝕刻特性的膜。
此外，作為本發明的光罩坯料的製造方法的進一步的其他實施方式，可以採用如下構成： 作為第一功能性膜，使用具有調整曝光光源的光學特性的功能的膜； 作為第二功能性膜，使用具有調整曝光光源的光學特性的功能且功能和第一功能性膜不同的膜。
這種情況下，可以採用如下的構成： 作為第一功能性膜和第二功能性膜的任意一者，使用相移膜或者半色調膜； 作為第一功能性膜或者第二功能性膜的任意另一者，使用遮光膜。
此外，作為本發明的光罩坯料的製造方法的進一步的其他實施方式，可以採用如下構成： 調整第一功能性膜和第二功能性膜的任意一者或兩者，使其蝕刻速率與第一功能性膜或者第二功能性膜的任意另一者相同。
此外，本發明的光罩的製造方法，包括： 光罩坯料準備步驟，準備藉由上述任一項的光罩坯料的製造方法所製造的光罩坯料；及， 圖案化步驟，以規定的圖案對第一功能性膜以及第二功能性膜進行圖案化。
在此，作為本發明的光罩的製造方法的一種實施方式，可以採用如下構成： 圖案化步驟包括僅一次的描繪步驟。
此外，作為本發明的光罩的製造方法的其他實施方式，可以採用如下構成： 圖案化步驟包括： 抗蝕劑膜形成步驟，在光罩坯料的表面形成抗蝕劑膜； 抗蝕劑圖案形成步驟，形成考慮了第一功能性膜以及第二功能性膜的蝕刻速率的差異的抗蝕劑圖案，該抗蝕劑圖案為規定的圖案的抗蝕劑圖案；及， 蝕刻步驟，將抗蝕劑圖案作為遮罩，藉由蝕刻去除第一功能性膜以及第二功能性膜的露出部分。 (發明之效果)
根據本發明，可製造一種複合型光罩坯料，在透明基板上以第一功能性膜和第二功能性膜彼此邊緣相接並同一平面狀地排列的方式形成。在該光罩坯料中，不存在第一功能性膜以及第二功能性膜的實質上的層疊部，光罩的圖案邊緣分別被規定在實質上為單層的第一功能性膜和第二功能性膜上。這意味著在光罩的圖案的邊緣不容易產生邊緣粗糙，而且蝕刻時間變短。因此，根據本發明，在光罩的製造時容易進行圖案的尺寸控制，能夠在光罩中提高圖案的尺寸精度。
＜光罩的結構＞ 首先，對本發明的一個實施方式的光罩的結構進行說明。
如圖1所示，光罩1是具備透射部（空白部分）、半透射部（陰影部分）及遮光部（塗黑部分）之3灰階的多灰階光罩。透射部由透明基板3構成，半透射部由半透膜4構成，遮光部由遮光膜5構成。即，透明基板3的沒有層疊半透膜4以及遮光膜5的露出部分為透射部，在透明基板3上層疊半透膜4的部分為半透射部，在透明基板3上層疊遮光膜5的部分為遮光部。
半透射部以規定形狀（在本實施方式中為矩形）的單位要素（島）彼此具有規定間隔地進行二維排列的島圖案的形態形成。遮光部形成為填埋半透射部的區域以外的區域。透射部以孔圖案7的形態形成，該孔圖案7以規定形狀（在本實施方式中為矩形）的單位要素（孔7A、7B）彼此具有規定間隔，並且分別處於半透射部的區域以及遮光部的區域內的方式進行二維排列。
透明基板3是合成石英玻璃等的基板。透明基板3相對於在使用了光罩1的曝光步驟中使用的曝光光源所包含的代表波長（例如i線、h線或g線）具有95%以上的透射率。另外，曝光光源例如可以是i線、h線或g線，或者也可以是包含它們中的至少兩種光的混合光。或者，曝光光源也可以是相對於這些光，波段向短波長側和/或長波長側移位或者擴展的光。作為一個例子，曝光光源的波段可適用從365nm～436nm的頻寬擴展到300nm～450nm的光。但是，曝光光源並不限定於此。
半透膜4使用：Cr或Cr類化合物、Ni或Ni類化合物、Ti或Ti類化合物、Si類化合物、金屬矽化物化合物等公知材質中的Cr類材質。在本實施方式中，半透膜4使用Cr類化合物。半透膜4是相移膜。或者，半透膜4也可以是半色調膜。半透膜4被設定為，相對於曝光光源中所包含的代表波長具有比透明基板3的透射率低、比遮光膜5的透射率高的透射率，相對於代表波長為5%～70%的透射率。另外，半透膜4也可以是藉由調整氮含量來改善光罩1的面內的透射率分佈的半透射型金屬膜。此外，藉由使半透膜4含有其它元素，可改變半透射部的光密度（OD值）。半透膜4藉由濺射法、蒸鍍法等在透明基板3上成膜。
遮光膜5使用與半透膜4相同的材質。在本實施方式中，遮光膜5使用Cr類化合物。遮光膜5相對於曝光光源所包含的代表波長具有1%以下的透射率。或者，只要遮光部的光密度（OD值）滿足2.7以上即可。作為一例，遮光膜5是具有第一成膜層和第二成膜層之層疊結構。第一成膜層由Cr膜構成，目的是遮光性。第二成膜層由氧化鉻膜構成，目的是抑制反射。在此情況下，即使第一成膜層的透射率高於1%，只要第一成膜層以及第二成膜層的層疊透射率為1%以下即可。遮光膜5藉由濺射法、蒸鍍法等在透明基板3上成膜。
半透膜4以及遮光膜5由於使用相同材質，因此蝕刻特性相同。然而，半透膜4以及遮光膜5和後述的中間膜6由於材質不同，因此蝕刻特性不同。即，半透膜4以及遮光膜5相對於中間膜6具有蝕刻選擇性，中間膜6相對於半透膜4以及遮光膜5具有蝕刻選擇性。
＜光罩坯料的結構＞ 接著，對本發明的一個實施方式的光罩坯料即作為光罩1的基礎的光罩坯料的結構進行說明。
如圖2所示，光罩坯料2是光罩1的孔圖案7形成之前的狀態的坯料。即，光罩坯料2以在透明基板3的表面（的有效區域）整個面上不具有透射部而使半透膜4以及遮光膜5彼此邊緣相接並排列在同一平面狀的方式而形成。另外，雖然是指同一平面狀，但半透膜4以及遮光膜5的各膜厚不一定是相同的厚度。例如，當然可以存在半透膜4的厚度小於遮光膜5的厚度的情況，或者相反的情況。
＜光罩坯料的第一製造方法＞ 接著，對本發明的實施方式1的光罩坯料2的製造方法（光罩坯料2的第一製造方法）進行說明。
概略地說，該製造方法是如下的光罩坯料2的製造方法，即，將透明基板3的表面劃分為第一圖案區域和第二圖案區域，在第一圖案區域形成有第一功能性膜，在第二圖案區域形成有第二功能性膜，其中，第一圖案區域為半透膜4的區域，第二圖案區域為遮光膜5的區域，第一功能性膜為半透膜4，第二功能性膜為遮光膜5。另外，功能性膜是指具有調整曝光光源的光學特性的功能的膜。功能性膜包括具有改變曝光光源的相位的功能的相移膜、具有調節曝光光源的透射率的功能的半透膜、具有遮蔽曝光光源的功能的遮光膜等。
具體而言，該製造方法包括： i）光罩坯料準備步驟（步驟1） ii）抗蝕劑膜形成步驟（步驟2） iii）描繪步驟（步驟3） iv）顯影步驟（步驟4） v）中間膜蝕刻步驟（步驟5） vi）半透膜蝕刻步驟（步驟6） vii）抗蝕劑膜去除步驟（步驟7） viii）遮光膜形成步驟（步驟8） ix）抗蝕劑膜形成步驟（步驟9） x）描繪步驟（步驟10） xi）顯影步驟（步驟11） xii）遮光膜蝕刻步驟（步驟12） xiii）中間膜蝕刻步驟（步驟13） xiv）抗蝕劑膜去除步驟（步驟14） xv）精加工步驟（步驟15）。
另外，將從抗蝕劑膜形成步驟（步驟2）到抗蝕劑膜去除步驟（步驟7）、從抗蝕劑膜形成步驟（步驟9）到抗蝕劑膜去除步驟（步驟14）分別稱為圖案化步驟。在前者的圖案化步驟中，對光罩坯料2的半透膜4進行圖案化，在後者的圖案化步驟中，對光罩坯料2的遮光膜5進行圖案化。
如圖3（a）所示，在光罩坯料準備步驟（步驟1）中，在透明基板3上形成半透膜4，在半透膜4上形成中間膜（蝕刻阻擋膜）6，由此，準備在透明基板3之上層疊形成有半透膜4以及中間膜6之光罩坯料（第一次光罩坯料）。中間膜6使用非Cr類的材質。在本實施方式中，中間膜6使用Ni、Ti或矽化鉬化合物。半透膜4和中間膜6分別藉由濺射法、蒸鍍法等成膜。
如圖3（b）所示，在第一次的抗蝕劑膜形成步驟（步驟2）中，抗蝕劑被均勻地塗佈到中間膜6之上，而形成抗蝕劑膜8。抗蝕劑藉由塗佈法或者噴霧法來進行塗佈。
如圖3（c）所示，在第一次描繪步驟（步驟3）中，使用描繪裝置的電子束或雷射向抗蝕劑膜8照射曝光光源，描繪與光罩坯料2的半透膜4的區域對應的抗蝕劑圖案。另外，在第一次描繪步驟（步驟3）中，除了描繪抗蝕劑圖案之外，還描繪用於使第二次描繪步驟（步驟10）中的描繪位置對準的標記（對準標記）。雖然未圖示，但對準標記例如在包圍抗蝕劑圖案的週邊區域的適當的3處或4處形成。
如圖3（d）所示，在第一次顯影步驟（步驟4）中，藉由顯影去除不需要的抗蝕劑膜8（部分8a），形成抗蝕劑圖案。顯影藉由浸漬於顯影液中來進行。另外，將描繪步驟（步驟3）和顯影步驟（步驟4）合稱為抗蝕劑圖案形成步驟。
如圖4（a）所示，在中間膜蝕刻步驟（步驟5）中，使用抗蝕劑圖案作為蝕刻處理用遮罩，藉由蝕刻去除中間膜6的露出部分。蝕刻可以是乾式蝕刻、濕式蝕刻中的任一種，但如果是大型尺寸的光罩，則較佳是濕式蝕刻。蝕刻劑使用蝕刻液或蝕刻氣體。無論是哪種蝕刻劑，都使用對中間膜6具有蝕刻選擇性的蝕刻劑（不蝕刻半透膜4的蝕刻劑）。
如圖4（b）所示，在半透膜蝕刻步驟（步驟6）中，將中間膜6作為蝕刻處理用遮罩，藉由蝕刻去除半透膜4的露出部分。蝕刻可以是乾式蝕刻、濕式蝕刻中的任一種，但如果是大型尺寸的光罩，則較佳是濕式蝕刻。蝕刻劑使用蝕刻液或蝕刻氣體。無論是哪種蝕刻劑，都使用對半透膜4具有蝕刻選擇性的蝕刻劑（不蝕刻中間膜6的蝕刻劑）。
如圖4（c）所示，在第一次抗蝕劑膜去除步驟（步驟7）中，去除抗蝕劑膜8。藉由灰化法或浸漬於抗蝕劑剝離液來去除抗蝕劑膜8。
如圖5（a）所示，在遮光膜形成步驟（步驟8）中，在去除了半透膜4之透明基板3的露出部分以及半透膜4上形成遮光膜5。遮光膜5藉由濺射法、蒸鍍法等成膜。
如圖5（b）所示，在第二次抗蝕劑膜形成步驟（步驟9）中，與第一次抗蝕劑膜形成步驟（步驟2）相同，在遮光膜5上塗佈抗蝕劑，形成抗蝕劑膜8。抗蝕劑藉由塗佈法或者噴霧法來進行塗佈。
如圖5（c）所示，在第二次描繪步驟（步驟10）中，與第一次描繪步驟（步驟3）相同，使用描繪裝置的電子束或雷射向抗蝕劑膜8照射曝光光源，描繪與光罩坯料2的遮光膜5的區域對應的抗蝕劑圖案。描繪裝置是與在第一次描繪步驟（步驟3）中使用的描繪裝置相同的裝置。在第二次描繪步驟（步驟10）中，描繪裝置檢測在第一次描繪步驟（步驟3）中形成的對準標記，進行透明基板3的對位。
但是，即使提高對準的精度，完全消除對準偏差也是非常困難的。因此，在第二次描繪步驟（步驟10）中，設定考慮了對準偏差的抗蝕劑圖案。具體而言，藉由將光罩坯料2的遮光膜5的邊緣向外偏移（+偏移），設定以重疊量L在半透膜4、中間膜6以及遮光膜5的層疊部的邊緣部進行重疊（lap）的這種抗蝕劑圖案。重疊量L例如為0.3μm以上且0.5μm以下的值。
如圖5（d）所示，在第二次顯影步驟（步驟11）中，與第一次顯影步驟（步驟4）相同，藉由顯影去除不需要的抗蝕劑膜8（部分8a），形成抗蝕劑圖案。顯影藉由浸漬於顯影液中來進行。另外，將描繪步驟（步驟10）和顯影步驟（步驟11）合稱為抗蝕劑圖案形成步驟。
如圖6（a）所示，在遮光膜蝕刻步驟（步驟12）中，將抗蝕劑圖案作為蝕刻處理用遮罩，藉由蝕刻去除遮光膜5的露出部分。蝕刻可以是乾式蝕刻、濕式蝕刻中的任一種，但如果是大型尺寸的光罩，則較佳是濕式蝕刻。蝕刻劑使用蝕刻液或蝕刻氣體。無論是哪種蝕刻劑，都使用對遮光膜5具有蝕刻選擇性的蝕刻劑（不蝕刻中間膜6的蝕刻劑）。
如圖6（b）所示，在中間膜蝕刻步驟（步驟13）中，使用遮光膜5（如果沒有殘留遮光膜5，則為抗蝕劑圖案）作為蝕刻處理用遮罩，藉由蝕刻去除中間膜6的露出部分。蝕刻可以是乾式蝕刻、濕式蝕刻中的任一種，但如果是大型尺寸的光罩，則較佳是濕式蝕刻。蝕刻劑使用蝕刻液或蝕刻氣體。無論是哪種蝕刻劑，都使用對中間膜6具有蝕刻選擇性的蝕刻劑（不蝕刻半透膜4的蝕刻劑）。
如圖6（c）所示，在第二次抗蝕劑膜去除步驟（步驟14）中，與第一次抗蝕劑膜去除步驟（步驟7）相同，去除抗蝕劑膜8。藉由灰化法或浸漬於抗蝕劑剝離液來去除抗蝕劑膜8。
如圖6（d）所示，在精加工步驟（步驟15）中，去除由於上述重疊而殘留的中間膜6以及遮光膜5的殘渣9。殘渣9由於寬度窄、剛性低，所以能夠藉由清洗等簡單地去除。或者，如果在遮光膜蝕刻步驟（步驟12）中對遮光膜5進行側蝕刻，並在中間膜蝕刻步驟（步驟13）中對中間膜6進行側蝕刻，從而不殘留殘渣9，則不需要精加工步驟（步驟15）。
經過以上的步驟1至步驟15，完成作為第二次光罩坯料的光罩坯料2。
＜光罩坯料的第二製造方法＞ 接著，對本發明的實施方式2的光罩坯料2的製造方法（光罩坯料2的第二製造方法）進行說明。
概略地說，該製造方法是如下的光罩坯料2的製造方法，即，將透明基板3的表面劃分為第一圖案區域和第二圖案區域，在第一圖案區域形成有第一功能性膜，在第二圖案區域形成有第二功能性膜，其中，第一圖案區域為遮光膜5的區域，第二圖案區域為半透膜4的區域，第一功能性膜為遮光膜5，第二功能性膜為半透膜4。
具體而言，該製造方法包括： i）光罩坯料準備步驟（步驟1） ii）抗蝕劑膜形成步驟（步驟2） iii）描繪步驟（步驟3） iv）顯影步驟（步驟4） v）中間膜蝕刻步驟（步驟5） vi）遮光膜蝕刻步驟（步驟6） vii）抗蝕劑膜去除步驟（步驟7） viii）半透膜形成步驟（步驟8） ix）抗蝕劑膜形成步驟（步驟9） x）描繪步驟（步驟10） xi）顯影步驟（步驟11） xii）半透膜蝕刻步驟（步驟12） xiii）中間膜蝕刻步驟（步驟13） xiv）抗蝕劑膜去除步驟（步驟14） xv）精加工步驟（步驟15）。
另外，將從抗蝕劑膜形成步驟（步驟2）到抗蝕劑膜去除步驟（步驟7）、從抗蝕劑膜形成步驟（步驟9）到抗蝕劑膜去除步驟（步驟14）分別稱為圖案化步驟。在前者的圖案化步驟中，對光罩坯料2的遮光膜5進行圖案化，在後者的圖案化步驟中，對光罩坯料2的半透膜4進行圖案化。
第二製造方法與第一製造方法的不同之處在於，在第一製造方法中，先對半透膜4進行圖案化，然後對遮光膜5進行圖案化，而在第二製造方法中，先對遮光膜5進行圖案化，然後對半透膜4進行圖案化。除了與此相關的事項以外，兩者相同。因此，以下說明不同點，對於相同點，作為與第一製造方法的說明相同而省略說明。
如圖7（a）所示，在光罩坯料準備步驟（步驟1）中，在透明基板3上形成遮光膜5，在遮光膜5上形成中間膜（蝕刻阻擋膜）6，由此，準備在透明基板3之上層疊形成有遮光膜5以及中間膜6之光罩坯料（第一次光罩坯料）。
如圖7（c）所示，在第一次描繪步驟（步驟3）中，描繪與光罩坯料2的遮光膜5的區域對應的抗蝕劑圖案。
如圖8（a）所示，在中間膜蝕刻步驟（步驟5）中，使用抗蝕劑圖案作為蝕刻處理用遮罩，藉由蝕刻去除中間膜6的露出部分。蝕刻劑使用對中間膜6具有蝕刻選擇性的蝕刻劑（不蝕刻遮光膜5的蝕刻劑）。
如圖8（b）所示，在遮光膜蝕刻步驟（步驟6）中，將中間膜6作為蝕刻處理用遮罩，藉由蝕刻去除遮光膜5的露出部分。蝕刻劑使用對遮光膜5具有蝕刻選擇性的蝕刻劑（不蝕刻中間膜6的蝕刻劑）。
如圖9（a）所示，在半透膜形成步驟（步驟8）中，在去除了遮光膜5之透明基板3的露出部分以及遮光膜5上形成半透膜4。
如圖9（c）所示，在第二次描繪步驟（步驟10）中，描繪與光罩坯料2的半透膜4的區域對應的抗蝕劑圖案。但是，抗蝕劑圖案是藉由將光罩坯料2的半透膜4的邊緣向外偏移（+偏移），設定以重疊量L在遮光膜5、中間膜6以及半透膜4的層疊部的邊緣部進行重疊（lap）的這種抗蝕劑圖案。
如圖10（a）所示，在半透膜蝕刻步驟（步驟12）中，將抗蝕劑圖案作為蝕刻處理用遮罩，藉由蝕刻去除半透膜4的露出部分。蝕刻劑使用對半透膜4具有蝕刻選擇性的蝕刻劑（不蝕刻中間膜6的蝕刻劑）。
如圖10（b）所示，在中間膜蝕刻步驟（步驟13）中，使用半透膜4（如果沒有殘留半透膜4，則為抗蝕劑圖案）作為蝕刻處理用遮罩，藉由蝕刻去除中間膜6的露出部分。蝕刻劑使用對中間膜6具有蝕刻選擇性的蝕刻劑（不蝕刻遮光膜5的蝕刻劑）。
＜光罩坯料的第三製造方法＞ 接著，對本發明的實施方式3的光罩坯料2的製造方法（光罩坯料2的第三製造方法）進行說明。
概略地說，該製造方法是如下的光罩坯料2的製造方法，即，將透明基板3的表面劃分為第一圖案區域和第二圖案區域，在第一圖案區域形成有第一功能性膜，在第二圖案區域形成有第二功能性膜，其中，第一圖案區域為半透膜4的區域，第二圖案區域為遮光膜5的區域，第一功能性膜為半透膜4，第二功能性膜為遮光膜5。
具體而言，該製造方法包括： i）光罩坯料準備步驟（步驟1） ii）抗蝕劑膜形成步驟（步驟2） iii）描繪步驟（步驟3） iv）顯影步驟（步驟4） v）半透膜蝕刻步驟（步驟5） vi）抗蝕劑膜去除步驟（步驟6） vii）遮光膜形成步驟（步驟7） viii）抗蝕劑膜形成步驟（步驟8） ix）描繪步驟（步驟9） x）顯影步驟（步驟10） xi）遮光膜蝕刻步驟（步驟11） xii）抗蝕劑膜去除步驟（步驟12） xiii）精加工步驟（步驟13）。
另外，將從抗蝕劑膜形成步驟（步驟2）到抗蝕劑膜去除步驟（步驟6）、從抗蝕劑膜形成步驟（步驟8）到抗蝕劑膜去除步驟（步驟12）分別稱為圖案化步驟。在前者的圖案化步驟中，對光罩坯料2的半透膜4進行圖案化，在後者的圖案化步驟中，對光罩坯料2的遮光膜5進行圖案化。
第三製造方法與第一製造方法的不同之處在於，在第三製造方法中，i）使用未層疊中間膜6而在透明基板3上僅形成有半透膜4之光罩坯料作為第一次光罩坯料，以及相應地，不存在第一製造方法的中間膜蝕刻步驟（步驟5）以及中間膜蝕刻步驟（步驟13）；ii）半透膜4或者遮光膜5中的任何一者例如使用Cr類材質的膜，任意另一者使用非Cr類材質的膜，由此，半透膜4以及遮光膜5由於材質不同而蝕刻特性不同，以及相應地，所使用的蝕刻劑不同。除了與此相關的事項以外，兩者相同。因此，關於第三製造方法，作為與第一製造方法的說明相同而省略說明。
＜光罩坯料的第四製造方法＞ 接著，對本發明的實施方式4的光罩坯料2的製造方法（光罩坯料2的第四製造方法）進行說明。
概略地說，該製造方法是如下的光罩坯料2的製造方法，即，將透明基板3的表面劃分為第一圖案區域和第二圖案區域，在第一圖案區域形成有第一功能性膜，在第二圖案區域形成有第二功能性膜，其中，第一圖案區域為遮光膜5的區域，第二圖案區域為半透膜4的區域，第一功能性膜為遮光膜5，第二功能性膜為半透膜4。
具體而言，該製造方法包括： i）光罩坯料準備步驟（步驟1） ii）抗蝕劑膜形成步驟（步驟2） iii）描繪步驟（步驟3） iv）顯影步驟（步驟4） v）遮光膜蝕刻步驟（步驟5） vi）抗蝕劑膜去除步驟（步驟6） vii）半透膜形成步驟（步驟7） viii）抗蝕劑膜形成步驟（步驟8） ix）描繪步驟（步驟9） x）顯影步驟（步驟10） xi）半透膜蝕刻步驟（步驟11） xii）抗蝕劑膜去除步驟（步驟12） xiii）精加工步驟（步驟13）。
另外，將從抗蝕劑膜形成步驟（步驟2）到抗蝕劑膜去除步驟（步驟6）、從抗蝕劑膜形成步驟（步驟8）到抗蝕劑膜去除步驟（步驟12）分別稱為圖案化步驟。在前者的圖案化步驟中，對光罩坯料2的遮光膜5進行圖案化，在後者的圖案化步驟中，對光罩坯料2的半透膜4進行圖案化。
第四製造方法與第三製造方法的不同點在於，在第三製造方法中，先對半透膜4進行圖案化，然後對遮光膜5進行圖案化，而在第四製造方法中，先對遮光膜5進行圖案化，然後對半透膜4進行圖案化。除了與此相關的事項以外，兩者相同。因此，關於第四製造方法，作為與第一製造方法以及第二製造方法的說明相同而省略說明。
＜光罩的製造方法＞ 接著，對本發明的一個實施方式的光罩1的製造方法進行說明。
該製造方法包括： i）光罩坯料準備步驟（步驟1） ii）抗蝕劑膜形成步驟（步驟2） iii）描繪步驟（步驟3） iv）顯影步驟（步驟4） v）膜蝕刻步驟（步驟5） vi）抗蝕劑膜去除步驟（步驟6）。
另外，將從抗蝕劑膜形成步驟（步驟2）到抗蝕劑膜去除步驟（步驟7）稱為圖案化步驟。在圖案化步驟中，對光罩1的透射部進行圖案化。
如圖15（a）所示，在光罩坯料準備步驟（步驟1）中，準備藉由上述光罩坯料2的任一種製造方法所製造的光罩坯料2（第二次光罩坯料）。
如圖15（b）所示，在抗蝕劑膜形成步驟（步驟2）中，抗蝕劑被均勻地塗佈到半透膜4以及遮光膜5之上，而形成抗蝕劑膜8。抗蝕劑藉由塗佈法或者噴霧法來進行塗佈。
如圖15（c）所示，在描繪步驟（步驟3）中，使用描繪裝置的電子束或雷射向抗蝕劑膜8照射曝光光源，描繪與光罩1的透射部（孔圖案7）的區域對應的抗蝕劑圖案。
但是，雖然半透膜4以及遮光膜5的蝕刻特性相同，但是在兩者的蝕刻速率不同的情況下，在膜蝕刻步驟（步驟5）中，半透膜4和遮光膜5在側蝕刻量方面會產生差異。其結果是，光罩1的孔圖案7中的位於半透射部的區域內的孔7A、……或者位於遮光部的區域內的孔7B、……中的至少一者的尺寸精度（光罩1的半透射部或者遮光部中的至少一者相對於透射部的邊緣位置精度）變差。因此，在描繪步驟（步驟3）中，設定考慮了蝕刻速率偏差的抗蝕劑圖案。具體地說，例如在半透膜4的蝕刻速率比遮光膜5高的情況下，設定如下的抗蝕劑圖案：相對於圖17（a）以及圖17（b）所示的孔7A、7B為本來的尺寸形狀，如圖17（c）所示，相對於位於半透射部的區域內的孔7A、……，使邊緣向內側偏移（-偏移）；或者如圖17（d）所示，相對於位於遮光部的區域內的孔7B、……，使邊緣向外側偏移（+偏移）。當然，在半透膜4以及遮光膜5的蝕刻速率相同或者近似的情況下，不需要進行偏移處理。
另外，作為關於蝕刻速率的另一種方法，可採用這樣的方法，即：以使半透膜4以及遮光膜5的蝕刻速率相同或近似的方式來形成（成膜）半透膜4以及遮光膜5。這是在光罩坯料2的製造階段，在半透膜4的膜厚方向改變含有化合物的組成比，藉由組成漸變來調整蝕刻速率。例如，能夠採用藉由在膜厚方向朝向蝕刻所進行的方向提高蝕刻難度來減慢蝕刻速率的方法。或者，也可以是與此相反的調整方法。
如圖15（d）所示，在顯影步驟（步驟4）中，藉由顯影去除不需要的抗蝕劑膜8（部分8a），形成抗蝕劑圖案。顯影藉由浸漬於顯影液中來進行。另外，將描繪步驟（步驟3）和顯影步驟（步驟4）合稱為抗蝕劑圖案形成步驟。
如圖16（a）所示，在膜蝕刻步驟（步驟5）中，將抗蝕劑圖案作為蝕刻處理用遮罩，藉由蝕刻去除半透膜4以及遮光膜5的露出部分。蝕刻可以是乾式蝕刻、濕式蝕刻中的任一種，但如果是大型尺寸的光罩，則較佳是濕式蝕刻。蝕刻劑使用蝕刻液或蝕刻氣體。
但是，在採用上述光罩坯料2的第三製造方法以及第四製造方法製造的光罩坯料2的情況下，由於半透膜4和遮光膜5的蝕刻特性不同，使用的蝕刻劑不同，因此膜蝕刻步驟（步驟5）分為圖16（b）所示的半透膜蝕刻步驟（步驟5-1）和圖16（c）所示的遮光膜蝕刻步驟（步驟5-2）。順序是哪個在前都可以。
如圖16（d）所示，在抗蝕劑膜去除步驟（步驟6）中，去除抗蝕劑膜8。藉由灰化法或浸漬於抗蝕劑剝離液來去除抗蝕劑膜8。
經過以上的步驟1至步驟6，完成光罩1。
＜實施方式的效果＞ 根據上述光罩坯料2的各製造方法，可製造一種複合型的光罩坯料2，其在透明基板3上以半透膜4以及遮光膜5彼此邊緣相接並同一平面狀地排列的方式形成，即，具有光學特性不同的兩個區域之光罩坯料2。在該光罩坯料2中，不存在半透膜4以及遮光膜5的實質上的層疊部，光罩1的圖案的邊緣分別被規定在實質上為單層的半透膜4以及遮光膜5上。即，光罩1的圖案在整體上膜厚小、縱橫比（圖案的尺寸與高度之比）小的光罩坯料2上進行圖案化。這意味著在光罩1的圖案的邊緣不容易產生邊緣粗糙，而且蝕刻時間變短。因此，在光罩1的製造時容易進行圖案的尺寸控制，能夠在光罩1中提高圖案的尺寸精度。
具體而言，如圖18所示，半透膜4以及遮光膜5分別實質上是單層的，光罩1的孔圖案7的孔7A、……在半透膜4的區域形成，孔7B、……在遮光膜5的區域形成。因此，在光罩1中，各孔7A的尺寸SA以及各孔7B的尺寸SB忠實於設計而完成。由此，與在層疊部上形成孔圖案的情況相比，能夠提高各孔7A、7B的尺寸精度，能夠圖案化出忠實於設計的高精度的孔圖案7。
此外，根據上述光罩1的製造方法，藉由一次圖案化步驟而在半透膜4形成孔7A、……的圖案和在遮光膜5形成孔7B、……的圖案，而並非分開的圖案化步驟。因此，當然不會產生對準偏差，在光罩1中，相鄰的孔7A、7B的距離D的這樣的各孔7A、7B的相對位置關係忠實於設計而完成。由此，能夠提高各孔7A、7B的位置精度，在這一點上，也能夠圖案化出忠實於設計的高精度的孔圖案7。
此外，根據上述光罩坯料2的第一製造方法以及第二製造方法，使用Cr類材質的膜作為半透膜4以及遮光膜5。Cr類具有耐高壓性以及耐化學品性，並且具有膜強度。因此，能夠得到與普通的光罩同等的耐清洗性。
＜其他實施方式＞ 另外，本發明並不限定於上述各實施方式，可在不脫離本發明的要旨的範圍內進行各種改變。
在上述光罩坯料2的第一製造方法以及第二製造方法中，作為第一功能性膜以及第二功能性膜，選擇蝕刻特性相同的膜（另外，在整個本說明書中，涉及蝕刻特性“相同”、膜的材質“相同”時，包括“近似”的概念）。但是，本發明並非限定於此。例如，i）作為第一功能性膜，可以選擇蝕刻特性分別與第二功能性膜、中間膜不同的膜，作為第二功能性膜，可以選擇蝕刻特性分別與第一功能性膜、中間膜不同的膜。或者，ii）作為第一功能性膜，可以選擇蝕刻特性分別與第二功能性膜、中間膜不同的膜，作為第二功能性膜，可以選擇蝕刻特性與第一功能性膜不同但是蝕刻特性與中間膜相同的膜。
此外，在上述光罩坯料2的各製造方法中，殘渣9被去除，層疊部完全消失。但是，本發明並非限定於此。例如，在光罩中，如果是圖案的邊緣不相關（不經過）的部位，則如圖19所示，也可以殘留層疊部10。在該情況下，重疊量L設定得較大，例如為1μm以上且10μm以下的值。另外，圖19是與上述光罩坯料2的第一製造方法對應的圖。
此外，作為光罩坯料，也可以在上述光罩坯料2之上進一步形成具有不同透射率的半透膜。在此情況下，下層的半透膜4（第一半透膜）的透射率，藉由上層的半透膜（第二半透膜）被重新調整。即，第二半透膜用作透射率調整膜。
此外，作為光罩坯料，也可以在上述光罩坯料2上形成相移膜。在此情況下，下層的半透膜4可以設置為不影響相移效果的程度，即，可以將相移量設置為0度以上且20度以下。
此外，在上述實施方式中，光罩1的圖案是孔圖案7。但是，孔圖案不過是一個例子，本發明並不限於此。作為光罩的圖案可以包括：圖案的邊緣不通過第一功能性膜的區域（第一圖案區域）和第二功能性膜的區域（第二圖案區域）的邊界而設定在第一功能性膜的區域以及第二功能性膜的區域的各區域內之圖案、以及圖案的邊緣通過第一功能性膜的區域和第二功能性膜的區域的邊界而橫跨第一功能性膜的區域和第二功能性膜的區域而設定之圖案這兩者，並可以適當採用各種圖案。
此外，在上述實施方式中，第一功能性膜和第二功能性膜的任意一者是半透膜4，任意另一者是遮光膜5。但是，本發明並非限定於此。作為第一功能性膜以及第二功能性膜，可以從各種功能性膜中選擇適當的功能性膜。例如，也可以是不作為半透膜的用途的相移膜。
另外，只要不是物理上的干擾，將以上記載的技術特徵應用於其他實施方式乃至例子、將以上記載的技術特徵置換為其他實施方式乃至例子的技術特徵、將以上記載的技術特徵彼此組合等當然也是可能的，這是本發明的當然意圖。
1:光罩 2:光罩坯料 3:透明基板 4:半透膜 5:遮光膜 6:中間膜（蝕刻阻擋膜） 7:孔圖案 7A:半透射部中的孔 7B:遮光部中的孔 8:抗蝕劑膜 8a:部分 9:殘渣 10:層疊部
圖1（a）是本發明的一實施方式的光罩的主要部分放大俯視圖；圖1（b）是圖1（a）的A-A線剖視圖。 圖2（a）是本發明的一個實施方式的光罩坯料，是成為圖1的光罩的基礎的光罩坯料的主要部分放大俯視圖；圖2（b）是圖2（a）的B-B線剖視圖。 圖3（a）～（d）是本發明的實施方式1的光罩坯料的製造方法的說明圖。 圖4（a）～（c）是接著圖3的說明圖。 圖5（a）～（d）是接著圖4的說明圖。 圖6（a）～（d）是接著圖5的說明圖。 圖7（a）～（d）是本發明的實施方式2的光罩坯料的製造方法的說明圖。 圖8（a）～（c）是接著圖7的說明圖。 圖9（a）～（d）是接著圖8的說明圖。 圖10（a）～（d）是接著圖9的說明圖。 圖11（a）～（d）是本發明的實施方式3的光罩坯料的製造方法的說明圖。 圖12（a）～（b）是接著圖11的說明圖。 圖13（a）～（d）是接著圖12的說明圖。 圖14（a）～（c）是接著圖13的說明圖。 圖15（a）～（d）是本發明的一個實施方式的光罩的製造方法的說明圖。 圖16（a）～（d）是接著圖15的說明圖。 圖17（a）～（d）是圖15（c）的步驟3的補充說明圖。 圖18是圖1（a）以及圖16（d）的局部放大剖視圖。 圖19（a）～（d）是本發明的其他實施方式的光罩坯料的製造方法的說明圖。
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2:光罩坯料
3:透明基板
4:半透膜
5:遮光膜

Claims (12)

  1. 一種光罩坯料的製造方法，是製造複合型光罩坯料的方法，該複合型光罩坯料係將透明基板的表面劃分為第一圖案區域和第二圖案區域，在第一圖案區域形成有第一功能性膜，在第二圖案區域形成有第二功能性膜，在透明基板上以第一功能性膜和第二功能性膜彼此邊緣相接並同一平面狀地排列的方式形成，該光罩坯料的製造方法的特徵在於，包括：光罩坯料準備步驟，準備在透明基板之上形成有第一功能性膜之第一次光罩坯料；第一圖案化步驟，以與第一圖案區域對應的圖案對第一功能性膜進行圖案化，去除第二圖案區域中的第一功能性膜；功能性膜形成步驟，在去除了第一功能性膜之透明基板的露出部分以及第一功能性膜之上形成第二功能性膜；及，第二圖案化步驟，以與第二圖案區域對應的圖案對第二功能性膜進行圖案化，去除第一圖案區域中的第二功能性膜。
  2. 如請求項1所述之光罩坯料的製造方法，其中，第二圖案化步驟包括：抗蝕劑膜形成步驟，在第二功能性膜之上形成抗蝕劑膜；抗蝕劑圖案形成步驟，藉由將抗蝕劑圖案的邊緣位置向 外偏移，而形成以規定的重疊量在第一功能性膜以及第二功能性膜的層疊部的邊緣部進行重疊的抗蝕劑圖案，該抗蝕劑圖案與第二圖案區域對應；及，蝕刻步驟，將抗蝕劑圖案作為遮罩，藉由蝕刻去除第一圖案區域中的第二功能性膜的露出部分。
  3. 如請求項2所述之光罩坯料的製造方法，其中，還包括：精加工步驟，去除由於規定的重疊量的重疊而殘留的第二功能性膜的殘渣。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之光罩坯料的製造方法，其中，作為第一次光罩坯料，使用一種光罩坯料，在透明基板之上形成有第一功能性膜且在第一功能性膜之上形成有具有與第一功能性膜不同的蝕刻特性的中間膜；作為第二功能性膜，使用具有與第一功能性膜相同的蝕刻特性的膜。
  5. 如請求項4所述之光罩坯料的製造方法，其中，作為第一功能性膜以及第二功能性膜，使用選自Cr類、Ni類、Ti類、Si類、金屬矽化物類、以及調整了氮含量之金屬之中的材質的膜。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之光罩坯料的製造方法，其中，作為第一次光罩坯料，使用在透明基板之上形成有第一功能性膜之光罩坯料；作為第二功能性膜，使用具有與第一功能性膜不同的蝕刻特性的膜。
  7. 如請求項1至3中任一項所述之光罩坯料的製造方法，其中，作為第一功能性膜，使用具有調整曝光光源的光學特性的功能的膜；作為第二功能性膜，使用具有調整曝光光源的光學特性的功能且功能和第一功能性膜不同的膜。
  8. 如請求項7所述之光罩坯料的製造方法，其中，作為第一功能性膜和第二功能性膜的任意一者，使用相移膜或者半色調膜；作為第一功能性膜或者第二功能性膜的任意另一者，使用遮光膜。
  9. 如請求項1至3中任一項所述之光罩坯料的製造方法，其中，調整第一功能性膜和第二功能性膜的任意一者或兩者，使其蝕刻速率與第一功能性膜或者第二功能性膜的任意另一者相同。
  10. 一種光罩的製造方法，其特徵在於，包括：光罩坯料準備步驟，準備藉由請求項1至9中任一項所述之光罩坯料的製造方法所製造的光罩坯料；及，圖案化步驟，以規定的圖案對第一功能性膜以及第二功能性膜進行圖案化。
  11. 如請求項10所述之光罩的製造方法，其中，圖案化步驟包括僅一次的描繪步驟。
  12. 如請求項10或11所述之光罩的製造方法，其中，圖案化步驟包括：抗蝕劑膜形成步驟，在光罩坯料的表面形成抗蝕劑膜； 抗蝕劑圖案形成步驟，形成考慮了第一功能性膜以及第二功能性膜的蝕刻速率的差異的抗蝕劑圖案，該抗蝕劑圖案為規定的圖案的抗蝕劑圖案；及，蝕刻步驟，將抗蝕劑圖案作為遮罩，藉由蝕刻去除第一功能性膜以及第二功能性膜的露出部分。
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