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CN101989043A - 多色调光掩模、光掩模坯体、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、光掩模坯体、多色调光掩模的制造方法和图案转印方法 Download PDF

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CN101989043A CN2010102435442A CN201010243544A CN101989043A CN 101989043 A CN101989043 A CN 101989043A CN 2010102435442 A CN2010102435442 A CN 2010102435442A CN 201010243544 A CN201010243544 A CN 201010243544A CN 101989043 A CN101989043 A CN 101989043A
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Abstract

本发明涉及多色调光掩模及其制造方法，所述多色调光掩模在透明基板上形成有规定的转印图案，所述规定的转印图案包含遮光部、透光部和半透光部。遮光部是在透明基板上依次层积具有导电性的蚀刻平衡膜、半透光膜和遮光膜而成，半透光部是在透明基板上依次层积蚀刻平衡膜和半透光膜而成，透光部是透明基板露出而成的。

Description

多色调光掩模、光掩模坯体、多色调光掩模的制造方法和图案转印方法
技术领域
本发明涉及用于制造例如液晶显示装置等平板显示器(Flat Panel Display：以下称为FPD)等的多色调光掩模、用于制造该多色调光掩模的光掩模坯体(フォトマスクブランク)、该多色调光掩模(多階調フォトマスク)的制造方法和使用该多色调光掩模的图案转印方法。
背景技术
例如，液晶显示装置中使用的TFT(薄膜晶体管)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的。近年来，为了减少光刻工序数，开始使用在透明基板上形成有包含遮光部、半透光部、透光部的转印图案(転パタ一ン)的多色调光掩模(参照日本特开2007-249198号公报)。
发明内容
对于作为多色调光掩模的用户的FPD制造商来说，减小形成于多色调光掩模的转印图案的线宽(CD)的面内分布，在实现优异的FPD性能方面是极其重要的。因此，制造多色调光掩模时，例如需要相对于设计值严格控制线宽(
Figure BSA00000214858200012
幅)偏差。例如，要求达到如下的规格：相对于设计线宽，中心值为±0.1μm、更优选±0.05μm的范围，面内分布为0.1μm，更优选面内分布为0.05μm的范围。
制造上述多色调光掩模时，例如可以应用如下工序：准备在透明基板上依次层积有半透光膜和遮光膜的光掩模坯体的工序；在所述光掩模坯体上形成覆盖遮光部的形成预定区域的第1抗蚀剂图案，以所述第1抗蚀剂图案为掩模，对所述遮光膜进行蚀刻，形成遮光膜图案的工序；除去所述第1抗蚀剂图案，在所述光掩模坯体上形成至少覆盖半透光部的形成预定区域的第2抗蚀剂图案，以所述遮光膜图案和所述第2抗蚀剂图案为掩模，对所述半透光膜进行蚀刻，形成半透光膜图案的工序。
FPD制造用的光掩模尺寸较大，例如是边长(1边)为300mm以上的方形，为了实现提高面板制造効率，最近的产品采用边长为1000mm以上的方形。因此，作为遮光膜的蚀刻方法，不需要真空蚀刻室的湿式蚀刻是有利的。但是本发明人发现，上述多色调光掩模的制造方法中，进行遮光膜的湿式蚀刻时，即使在面内的一部分中完成了蚀刻，而在另一部分中有时蚀刻却没有完成至达到规定的线宽(CD)，会出现线宽的面内偏差。这种情况下难以确定蚀刻的终点。即，如果在蚀刻速度快的部分的蚀刻完成时刻结束蚀刻，则其他部分会出现遮光图案的线宽大于设计值这样的缺陷。并且，如果延长蚀刻时间以适合蚀刻速度慢的部分，则对蚀刻速度快的部分进一步进行侧面蚀刻，导致CD小于设计值。
换而言之，本发明人发现，在上述多色调光掩模的制造方法中难以抑制光掩模坯体的面内的蚀刻速率的局部变化。经过详细的研究，观察到根据所要形成的转印图案的形状，遮光膜的蚀刻速率倾向于向较大侧变化或向较小侧变化。其结果，会出现遮光膜图案的线宽与设计值的差异(CD Shift)增大、或者局部产生遮光膜的蚀刻不良(遮光膜的脱落(抜け)不良)，从而出现了多色调光掩模的品质下降，制造成品率恶化的情况。
本发明的目的在于提供多色调光掩模、用于制造该多色调光掩模的光掩模坯体、该多色调光掩模的制造方法，其中，所述多色调光掩模能够使在遮光膜面内的蚀刻速率均匀而不取决于转印图案的形状，提高多色调光掩模的品质，提高制造成品率。并且，本发明的目的在于提供一种能够通过使用所述多色调光掩模来改善FPD等制造成品率的图案转印方法。
本发明的第1方案是一种多色调光掩模，其是在透明基板上形成有规定的转印图案的多色调光掩模，所述规定的转印图案包含遮光部、透光部和半透光部，其中，所述遮光部在所述透明基板上依次层积具有导电性的蚀刻平衡膜(ェッチングバランサ膜)、半透光膜和遮光膜而成，所述半透光部在所述透明基板上依次层积所述蚀刻平衡膜和所述半透光膜而成，所述透光部是所述透明基板露出而成的。
本发明的第2方案是一种多色调光掩模，其是在透明基板上形成有规定的转印图案的多色调光掩模，所述规定的转印图案包含遮光部、透光部和半透光部，其特征在于，所述遮光部在所述透明基板上依次层积具有导电性的蚀刻平衡膜、半透光膜和遮光膜而成，所述半透光部在所述透明基板上依次层积所述蚀刻平衡膜和所述半透光膜而成，所述透光部是形成于所述透明基板上的所述蚀刻平衡膜的至少一部分露出而成的。
本发明的第3方案是第1或第2方案所述的多色调光掩模，其中，所述蚀刻平衡膜具有表面电阻(シ一ト抵抗(sheet resistance))值为10kΩ/□(或kΩ/sq)以下的导电性。
本发明的第4方案是第1～第3任一方案所述的多色调光掩模，其中，所述蚀刻平衡膜由金属或金属化合物形成。
本发明的第5方案是第1～第4任一方案所述的多色调光掩模，其中，所述蚀刻平衡膜对曝光光的膜透射率为60％以上。
本发明的第6方案是第1～第5任一方案所述的多色调光掩模，其中，所述转印图案所含有的所述遮光部的图案线宽与所述遮光部的设计值之差为50mm以下。
本发明的第7方案是第1～第6任一方案所述的多色调光掩模，其中，所述半透光部具有的所述半透光膜的膜厚小于所述遮光部具有的所述半透光膜的膜厚。
本发明的第8方案是第1～第7任一方案所述的多色调光掩模，其中，所述半透光部具有第1半透光部和第2半透光部，所述第1半透光部在所述透明基板上依次层积所述蚀刻平衡膜和所述半透光膜而成，所述第2半透光部是形成于所述透明基板上的所述蚀刻平衡膜露出而成的。
本发明的第9方案是一种光掩模坯体，其通过在透明基板上依次层积半透光膜和遮光膜，并对所述半透光膜和所述遮光膜分别实施构图(パタ一ニング)，由此在所述透明基板上形成包含遮光部、透光部和半透光部的规定的转印图案，其中，在所述半透光膜和所述透明基板之间形成有具有导电性的蚀刻平衡膜。
本发明的第10方案是第9方案所述的光掩模坯体，其中，所述蚀刻平衡膜具有表面电阻值为10kΩ/□以下的导电性。
本发明的第11方案是第9或第10方案所述的光掩模坯体，其中，所述蚀刻平衡膜由金属或金属化合物形成。
本发明的第12方案是一种多色调光掩模的制造方法，其是在透明基板上形成有包含遮光部、透光部和半透光部的规定的转印图案的多色调光掩模的制造方法，其中，所述多色调光掩模的制造方法具有如下工序：
准备光掩模坯体的工序，所述光掩模坯体在所述透明基板上依次层积有具有导电性的蚀刻平衡膜、半透光膜和遮光膜；
第1蚀刻工序，其中，以在所述光掩模坯体上形成的第1抗蚀剂图案为掩模，至少对所述遮光膜进行蚀刻；和
第2蚀刻工序，其中，除去所述第1抗蚀剂图案后在进行了所述第1蚀刻的光掩模坯体上形成第2抗蚀剂图案，至少以所述第2抗蚀剂图案为掩模，对所述遮光膜或所述半透光膜进行蚀刻，
所述第1蚀刻工序中，通过所述蚀刻平衡膜使所形成的所述遮光膜图案的面内电位分布均匀。
本发明的第13方案是一种多色调光掩模的制造方法，其中，在所述第12方案中包括如下工序：第1蚀刻工序，其中，在所述光掩模坯体上形成覆盖所述遮光部的形成预定区域的第1抗蚀剂图案，以所述第1抗蚀剂图案为掩模，对所述遮光膜进行蚀刻，形成遮光膜图案；和第2蚀刻工序，其中，除去所述第1抗蚀剂图案后，在进行了所述第1蚀刻的光掩模坯体上形成至少覆盖所述半透光部的形成预定区域的第2抗蚀剂图案，至少以所述第2抗蚀剂图案为掩模，对所述半透光膜进行蚀刻，形成半透光膜图案。
本发明的第14方案是一种图案转印方法，其具有如下工序：利用第1～第8任一方案所述的多色调光掩模、用第9～第11任一方案所述的光掩模坯体制造出的多色调光掩模、或基于第12～第13方案的制造方法的多色调光掩模，向被转印体照射曝光光，将所述转印图案转印至在所述被转印体上形成的抗蚀剂膜。
根据本发明的多色调光掩模、光掩模坯体、多色调光掩模的制造方法，能够使遮光膜的蚀刻速率在面内均匀而与转印图案的形状无关，提高多色调光掩模在线宽精度等方面的品质，提高制造成品率。并且，根据本发明的图案转印方法，能够通过使用所述多色调光掩模来改善FPD等的制造成品率。
附图说明
图1A是本发明的一实施方式涉及的多色调光掩模的部分截面图(示意图)，图1B是通过使用该多色调光掩模的图案转印工序而形成在被转印体上的抗蚀剂图案的部分截面图。
图2是例示本发明的一实施方式涉及的多色调光掩模的制造工序的流程的概略图。
图3A是本发明的另一实施方式涉及的多色调光掩模的部分截面图(示意图)，图3B是通过使用该多色调光掩模的图案转印工序而形成在被转印体上的抗蚀剂图案的部分截面图。
图4是例示本发明的另一实施方式涉及的多色调光掩模的制造工序的流程的概略图。
图5是本发明的再一实施方式涉及的多色调光掩模的部分截面图(示意图)。
图6是显示在本发明的一实施方式涉及的多色调光掩模的制造工序中通过蚀刻平衡膜使遮光膜的蚀刻速率均匀的状况的概略图。
图7是显示在现有的多色调光掩模的制造工序中遮光膜的蚀刻速率根据转印图案的形状而发生局部变化的状况的概略图。
图8是显示在对遮光膜进行蚀刻时半透光膜的露出面积小的情况的示意图，图8(a)表示对在透明基板上依次层积有蚀刻平衡膜、半透光膜和遮光膜的样品1进行蚀刻的情况，图8(b)表示对在透明基板上依次层积有半透光膜和遮光膜的样品2进行蚀刻的情况，图8(c)表示对在透明基板上形成有遮光膜的样品3进行蚀刻的情况。
图9是显示对遮光膜进行蚀刻时半透光膜的露出面积大的情况的示意图，图9(a)表示对在透明基板上依次层积有蚀刻平衡膜、半透光膜和遮光膜的样品4进行蚀刻的情况，图9(b)表示对在透明基板上依次层积有半透光膜和遮光膜的样品5进行蚀刻的情况，图9(c)表示对在透明基板上形成有遮光膜的样品6进行蚀刻的情况。
图10是表示遮光膜图案的线宽与设计值的差异的测定结果的曲线图。
图11是显示浸渍在电解液中的异种金属的接合影响蚀刻速率的效果的概略图，图11(a)表示蚀刻速率的测定体系，图11(b)表示Cr单体板(单体板)、构成Cr-Mo重合板(重ね板)的Cr板、构成Cr-Mo重合板的Mo板、Mo单体板的各蚀刻速率的测定结果。
具体实施方式
<本发明的一实施方式>
以下主要参照图1A、图1B、图2、图6对本发明的一实施方式进行说明。
图1A是本实施方式涉及的多色调光掩模的部分截面图(示意图)，图1B是通过使用该多色调光掩模的图案转印工序而在被转印体上形成的抗蚀剂图案的部分截面图。图2是显示本实施方式涉及的多色调光掩模的制造工序的流程的概略图。图6是显示在本实施方式涉及的多色调光掩模的制造工序中通过蚀刻平衡膜使遮光膜的蚀刻速率均匀的状况的概略图。
(1)多色调光掩模的构成
图1A所示的多色调光掩模100用于在制造例如液晶显示装置(LCD)的薄膜晶体管(TFT)、滤色器、等离子显示面板(PDP)等之际。其中，图1A例示光掩模的层积结构，实际的图案不限于与此相同。
多色调光掩模100具有转印图案，该转印图案包含：在使用该多色调光掩模100时遮住曝光光(光透射率大致为0％)的遮光部121；将曝光光的透射率降低至例如5～60％(设充分宽的透光部的透射率为100％时)的半透光部122；使曝光光100％透过的透光部123。上述中，充分宽是指相对于曝光光学体系的分辨度(解像度)充分宽，即图案的线宽变化不对透射率产生影响的宽度，例如指20μm见方以上的宽度。
遮光部121在透明基板110上依次层积具有导电性的蚀刻平衡膜111、半透光膜112和遮光膜113而成。并且，半透光部122在透明基板110上依次层积蚀刻平衡膜111和半透光膜112而成，并且是半透光膜112的上表面露出而成的。并且，透光部123是透明基板110露出而成的。此处，在不损害本发明的效果的范围内，可以在上述膜之间或上下存在其他膜。构成遮光部121的遮光膜113的上表面不限于露出的情况，也可以在遮光膜113上形成其他膜。并且，如后述那样，也可以在透光部123可以残留透射率高的蚀刻平衡膜111，而透明基板110的上表面不露出。其中，关于蚀刻平衡膜111、半透光膜112和遮光膜113被构图的状况将后述。
透明基板110作为由例如石英(SiO2)玻璃、含有SiO2、Al2O3、B2O3、RO、R2O等的低膨胀玻璃等构成的平板构成。透明基板110的主面(正面(表面)及背面(裏面))以通过研磨等变得平坦而平滑的方式构成。对于透明基板110，可以形成例如边长为300mm以上的方形，并且可以形成例如边长为1000～2400mm的矩形。透明基板110的厚度例如可以为3mm～20mm。
蚀刻平衡膜111以具有表面电阻值例如为10kΩ/□以下、优选5kΩ/□以下、更优选2kΩ/□以下的导电性的膜的形式构成。蚀刻平衡膜111的膜厚可以为例如
Figure BSA00000214858200071
优选
Figure BSA00000214858200072
蚀刻平衡膜111可以构成为由金属或金属化合物形成的膜。作为金属，可以使用Cr、Al、CoW、Ni、Mn等，作为金属化合物，可以使用所述金属的氧化物、氮化物、碳化物、氧氮化物(酸化窒化物)、碳氮化物(炭化窒化物)、碳氧氮化物(酸化窒化炭化物)等。其中，金属含量过低时，难以确保上述的导电性，因此优选确保规定的金属含量的组成。并且，优选对在半透光膜112的蚀刻中使用的蚀刻液(或蚀刻气体)具有蚀刻耐性。这种情况下，如后述那样，蚀刻平衡膜111能够起到蚀刻半透光膜112时的蚀刻阻挡层的作用。
对用于蚀刻平衡膜111的膜的曝光光透射率没有特别限制。其中，对于蚀刻平衡膜111，可以在分别将遮光膜113和半透光膜112构图、完成作为蚀刻平衡膜的作用之后，将在透光部123残留的部分除去。另一方面，也可以保留在透光部123残留的蚀刻平衡膜111的至少一部分，用作多色调光掩模100的一部分。这种情况下，优选用于蚀刻平衡膜111的膜的曝光光透射率为60％以上。例如，可以使蚀刻平衡膜111保持原状残留、或保持使减膜后的一部分残留的状态下，用作多色调光掩模100的透光部123。这种情况下，优选蚀刻平衡膜111使用相对于透明基板110具有80％以上的曝光光透射率的膜。作为此时可用的透射率高的膜材料，例如可以使用ITO(氧化铟锡)、AS(含锑氧化锡)、氧化锌、锑锡(ァンチモン锡)、氢氧化镁、氧化锡(酸化锡)等。这种情况下，优选蚀刻平衡膜111针对曝光光的透射率相对于透明基板为85％以上。
需要说明的是，本实施方式中具备在透明基板110上层积有蚀刻平衡膜111、半透光膜112和遮光膜113的遮光部121；层积有蚀刻平衡膜111和半透光膜112的半透光部122；露出透明基板110的透光部123，但在此基础上还可以具备在透明基板110上残留有蚀刻平衡膜111的至少一部分的第2半透光部。即，如后述那样，适当选择蚀刻平衡膜111的曝光光透射率，就能够用作4色调光掩模，通过选择其膜厚，还能够调整透射率。这种情况下的蚀刻平衡膜111的透射率取决于欲使用该多色调光掩模100制造的器件(デバィス)的加工条件，例如可以在5～80％的范围选择。
半透光膜112由铬化合物、硅化钼或其化合物构成，例如可以由CrO、CrN、CrC、MoSix、MoSiN、MoSiON、MoSiCON等构成。半透光膜112以能够使用氟(F)系的蚀刻液(或蚀刻气体)进行蚀刻的方式构成。并且，半透光膜112优选对上述的铬用蚀刻液(或蚀刻气体)具有蚀刻耐性。这种情况下，如后述那样，在使用铬用蚀刻液对遮光膜113进行蚀刻时，半透光膜112可以起到蚀刻阻挡层(ェッチングストッパ
Figure BSA00000214858200081
)的作用。需要说明的是，也可以进行减膜以使构成半透光部122的半透光膜112的厚度小于构成遮光部121的半透光膜112的厚度。由此能够将半透光部122的透射率精确地调整至所期望的值。
半透光膜112对曝光光的膜透射率优选为5～80％。更优选为7～70％。通过这样的透射率，能够提高形成FPD等显示装置时的加工效率。该膜透射率可以通过选择上述材料的选择和膜厚来获得。
遮光膜113实质上以铬(Cr)为主成分。其中，在遮光膜113的表面设置Cr化合物(CrO、CrC、CrN等)的层时，可以使其表面具有反射抑制功能。遮光膜113构成为可以使用例如含有硫酸铈(IV)铵((NH4)2Ce(NO3)6)和高氯酸(HClO4)的铬用蚀刻液进行蚀刻。
图1B例示出通过使用多色调光掩模100的图案转印工序而在被转印体1上形成的抗蚀剂图案4p的部分截面图。抗蚀剂图案4p通过如下方式形成：隔着多色调光掩模100对在被转印体1上形成的正性抗蚀剂膜4照射曝光光，并进行显影，由此形成抗蚀剂图案4p。被转印体1具有基板2和在基板2上依次层积的金属薄膜、绝缘层、半导体层等任意的被加工层3a～3c，正性抗蚀剂膜4预先以均匀的厚度形成在被加工层3c上。其中，可以构成为被加工层3b对被加工层3c的蚀刻具有耐性、被加工层3a对被加工层3b的蚀刻具有耐性。
隔着多色调光掩模100对正性抗蚀剂膜4照射曝光光时，在遮光部121不透射曝光光，并且，曝光光的光量按照半透光部122、透光部123的顺序阶梯式地增加。于是，在分别对应遮光部121、半透光部122的区域，正性抗蚀剂膜4的膜厚依次变薄，在对应遮光部123的区域正性抗蚀剂膜4被除去。如此地，在被转印体1上形成膜厚呈阶梯式不同的抗蚀剂图案4p。
形成抗蚀剂图案4p后，可以从表面侧起将在未被抗蚀剂图案4p覆盖的区域(对应透光部123的区域)露出的被加工层3c～3a依次蚀刻除去(第1蚀刻)。并且，对抗蚀剂图案4p进行灰化(减膜)，将膜厚最薄的区域(对应半透光部122的区域)除去，将新露出的被加工层3c、3b依次蚀刻除去(第2蚀刻)。如此地，通过使用膜厚呈阶梯式不同的抗蚀剂图案4p，可以实施以往需要2张光掩模的工序，可以减少掩模张数，可以简化光刻工序。
(2)多色调光掩模的制造方法
接着，参照图2对本实施方式涉及的多色调光掩模100的制造方法进行说明。
(光掩模坯体准备工序)
首先，准备光掩模坯体100b，该光掩模坯体100b如图2(a)所示，在透明基板110上依次层积具有导电性的蚀刻平衡膜111、半遮光膜112、和遮光膜113而成。如此地，本实施方式涉及的光掩模坯体100b具备具有某种程度的导电性的材料相互的导通部分(此处为由硅化钼或其化合物(硅化钼或其化合物是指至少含有Si和Mo的化合物)形成的半透光膜112与以Cr为主成分的遮光膜113的接触面)。
遮光膜113上形成有第1抗蚀剂膜131。第1抗蚀剂膜131可以由正性光致抗蚀剂材料或负性光致抗蚀剂材料构成。以下的说明中，设第1抗蚀剂膜131由正性光致抗蚀剂材料形成。第1抗蚀剂膜131例如可以使用旋涂、狭缝涂布等方法来形成。
(第1蚀刻工序)
接着，利用激光绘图仪(レ一ザ描機)等进行描图曝光，使第1抗蚀剂膜131的一部分感光，利用喷雾方式等方法向第1抗蚀剂膜131供给显影液来显影，形成覆盖遮光部121的形成预定区域的第1抗蚀剂图案131p。图2(b)例示出了形成有第1抗蚀剂图案131p的状态。
接着，以形成的第1抗蚀剂图案131p为掩模对遮光膜113进行蚀刻，形成遮光膜图案113p的同时，部分地露出半透光膜112的上表面。图2(c)例示出了形成有遮光膜图案113p的状态。使用含有硫酸铈(IV)铵((NH4)2Ce(NO3)6)和高氯酸(HClO4)的上述铬用蚀刻液进行蚀刻。该蚀刻液具有导电性，起到电解液的作用。
其中，伴随着遮光膜113的蚀刻的进行，半透光膜112露出，异种金属(遮光膜113和半透光膜112各自含有的金属)在相互具有接合部分的状态下浸渍于电解液(蚀刻液)中。
其中，如上所述，使用现有的光掩模坯体(透明基板上依次层积半透光膜和遮光膜且不具有蚀刻平衡膜的光掩模坯体)的情况下，存在遮光膜的蚀刻速率在面内不一致的情况。特别是，会发现根据转印图案的形状蚀刻速率局部降低或上升的现象。根据发明人研究的结果发现，从开始蚀刻到露出半透光膜112之前的遮光膜113的湿式蚀刻行为，从之后进行蚀刻而露出半透光膜112的时刻起，发生变化。即，认为是受到从露出半透光膜112的时刻产生的、电池形成所致的新的因素的影响(电子供给状态的变化)，蚀刻行为转移至不同的状态。据认为，该新的状态与面内的图案形状的差异、密度的差异、或遮光部与半透光部的面积比的差异之中的至少一种有关。
并且，发明人认为，由于上述的影响，遮光膜图案的线宽局部不同于设计值，或局部产生遮光膜的蚀刻不良(遮光膜的脱落不良)，从而存在多色调光掩模的品质下降、制造成品率恶化的情况。
与此相对，本实施方式涉及的光掩模坯体100b中，在半透光膜112的下层侧具备具有导电性的蚀刻平衡膜111。由此使遮光膜113的蚀刻速率始终稳定均匀，而不取决于转印图案的形状(抑制遮光膜113的蚀刻速率的局部变化)。由此，只要适当选择蚀刻终点，就能够防止遮光膜图案113p的线宽与设计值局部不同或局部产生遮光膜113的蚀刻不良(遮光膜113的脱落不良)的现象。其中，对蚀刻平衡膜111带来的蚀刻速率均匀效果将后述。
遮光膜图案113p的形成结束后，将第1抗蚀剂图案131p剥离除去。然后，形成分别对残留的遮光膜113(遮光膜图案113p)和露出的半透光膜112的上表面进行覆盖的第2抗蚀剂膜132。第2抗蚀剂膜132可以由正性光致抗蚀剂材料或负性光致抗蚀剂材料构成。以下的说明中，设第2抗蚀剂膜132由正性光致抗蚀剂材料形成。第2抗蚀剂膜132例如可以利用旋涂、狭缝涂布等方法来形成。图2(d)例示出了形成有第2抗蚀剂膜132的状态。
(第2蚀刻工序)
接着，利用激光绘图仪等进行描图曝光，使第2抗蚀剂膜132的一部分感光，利用喷雾方式等方法向第2抗蚀剂膜132供给显影液来显影，形成至少覆盖半透光部122的形成预定区域的第2抗蚀剂图案132p。图2(e)例示出了形成有第2抗蚀剂图案132p的状态。需要说明的是，如图2(e)所例示，第2抗蚀剂图案132p可以以覆盖遮光膜图案113p的部分或全部而不仅覆盖半透光部122的形成预定区域的方式形成。
接着，以形成的遮光膜图案113p和第2抗蚀剂图案132p为掩模，依次对半透光膜112和蚀刻平衡膜111进行蚀刻，在形成半透光膜图案112p和蚀刻平衡膜图案111p的同时使透光基板110部分露出。其中，半透光膜112的蚀刻可以使用上述的氟(F)系蚀刻液(或蚀刻气体)来进行。并且，蚀刻平衡膜111的蚀刻可以利用根据构成蚀刻平衡膜111的材料适当选择的蚀刻液(或蚀刻气体)来进行。
然后，将第2抗蚀剂图案132p剥离除去，结束本实施方式涉及的多色调光掩模100的制造方法。
(3)蚀刻平衡膜带来的效果
如上所述，实施第1蚀刻工序时，随着蚀刻的进行，遮光膜113被部分除去，由此部分露出半透光膜112，遮光膜113和半透光膜112在相互具有接合部分的状态下处于分别浸渍于电解液(蚀刻液)中的状态。此处，遮光膜113和半透光膜112是分别含有不同金属的材料，具有一定程度的导电性，因此，浸渍于电解液中的遮光膜和半透光膜构成例如类似于伽伐尼电池(ガルバノ電池)的化学电池，从这一时刻开始，遮光膜113的蚀刻行为受到所形成的电池的电子移动的支配。并且，其结果会出现蚀刻速率降低或上升的情况。关于对浸渍于电解液中的、相互具有接合部分的异种金属的蚀刻速率产生影响的效果(也将其称为电池效果)，利用图11进行说明。
图11(a)表示蚀刻速率的测定体系，示出了在上述铬用蚀刻液中分别浸渍由Cr构成的Cr单体板、由Mo构成的Mo单体板、Cr板和Mo板重合而成的Cr-Mo重合板(异种金属接触而导通)的状态。
图11(b)是表示Cr单成分(单体)板、Cr-Mo重合板、Mo单体板的各蚀刻速率的测定结果的曲线图。根据图11(b)可知，Cr-Mo重合板中Cr的蚀刻速率减少至Cr单体板的Cr蚀刻速率的一半以下。并且可知，Cr-Mo重合板中Mo的蚀刻速率与Mo单体板的Mo的蚀刻速率相比有所增加。即可知，若将相互导通的异种金属浸渍于电解液中，则会影响蚀刻速率，离子化倾向小的金属(此处为Cr)的蚀刻速率降低，同时，离子化倾向大的金属(此处为钼)的蚀刻速率增加。根据以上结果可以理解，对多色调光掩模100进行湿式蚀刻时，含有相互不同金属的遮光膜113和半透光膜112具有各自规定的导电性，并且两者在导通的状态下与蚀刻液接触时，会产生与仅遮光膜113浸渍于蚀刻液时不同的蚀刻行为，导致蚀刻速率发生变化。
此处，通过实施上述的第1蚀刻工序产生的半透光膜112的露出面积根据转印图案的形状而局部不同。即，根据转印图案的形状，露出的半透光膜112的面积有的地方大，有的地方小。根据发明人等的认知，在现有的多色调光掩模的制造工序中，半透光膜112的露出面积、与蚀刻过程中的遮光膜113图案的面积比、相互的距离、各自形状的差异会引起上述电池效果的强弱，由此产生遮光膜113的蚀刻速率在面内变得不均匀的问题。即，根据转印图案的形状，既存在遮光膜113的蚀刻速率的变化大的部位，也存在遮光膜113的蚀刻速率变化小的部位，蚀刻的终点在面内并不恒定。对于这种现象，图7给出了发明人对此进行讨论的模型。
图7是显示在现有的多色调光掩模的制造工序中遮光膜113的蚀刻速率根据转印图案的形状而发生局部变化的状态的概略图。图7中，由MoSi形成的半透光膜112和由Cr形成的遮光膜113依次层积在透明基板110上而不通过蚀刻平衡膜111。然后，以在遮光膜113上形成的抗蚀剂图案131p为掩模，使用上述的铬用蚀刻液(电解液)对遮光膜113进行蚀刻，形成遮光膜图案113p，同时部分地露出半透光膜112的上表面。其中，图中右侧以半透光膜112的露出面积大的方式构成，图中左侧以半透光膜112的露出面积小的方式构成。
如图7所示，由于半透光膜112露出而与蚀刻液(电解液)接触，形成半透光膜112的Mo离子化，发生例如
Figure BSA00000214858200131
这样的反应。与露出面积小的图中左侧的半透光膜112相比，在露出面积大的图中右侧的半透光膜112中产生了更多的电子。通过Mo的离子化产生的电子(e-)由半透光膜112供给至遮光膜113。即，与图中左侧的遮光膜113(遮光膜图案113p)相比，图中右侧的遮光膜113(遮光膜图案113p)被供给了更多的电子。其结果，产生了Cr的离子化反应难以进行的状况。由上述Mo向此时形成的各遮光膜图案113p供给电子的状态不同，因此各遮光图案113P的电位变得不均匀，遮光膜113的蚀刻速率局部变得不均匀。例如，在图中右侧，遮光膜113的蚀刻速率的降低比图中左侧的遮光膜113的蚀刻速率的降低要明显。
于是，发明人对于减少根据转印图案的形状所产生的电池效果的强弱(即根据相对于作为蚀刻对象的遮光膜113的面积的、附近的半透光膜112的露出面积的大小所产生的遮光膜图案113p的电位差)的方法进行了深入的研究。结果发现，通过在半透光膜112的下层侧设置具有导电性的蚀刻平衡膜111，能够使形成的各遮光膜图案113p的电位均匀，抑制遮光膜113的蚀刻速率的局部变化。即，发现了通过设置蚀刻平衡膜111，遮光膜113面内的任意部分的电位都变得实质性相同，能够使蚀刻Cr时离子化的倾向变得均匀。
图6显示了在本实施方式涉及的多色调光掩模100的制造工序中遮光膜113的蚀刻速率通过蚀刻平衡膜111而均匀化的模型(遮光膜图案113p的电位通过蚀刻平衡膜111而均匀化的状况)。图6中，在透明基板110上依次层积有具有规定的导电性的下述膜：由金属或金属化合物形成的蚀刻平衡膜111、由MoSi形成的半透光膜112、以Cr为主成分的遮光膜113。然后，与图7同样地，以在遮光膜113上形成的抗蚀剂图案131p为掩模，使用上述的铬用蚀刻液(电解液)对遮光膜113进行蚀刻，形成遮光膜图案113p。然后，随着蚀刻的进行，半透光膜112的上表面部分地露出。并且，与图7同样地，图中右侧构成为半透光膜112的露出面积大，图中左侧构成为半透光膜112的露出面积小。
如图6所示，由于半透光膜112露出而与蚀刻液(电解液)接触，因此形成半透光膜112的Mo离子化，发生例如
Figure BSA00000214858200141
这样的反应。与露出面积小的图中左侧的半透光膜112相比，在露出面积大的图中右侧的半透光膜112中产生了更多的电子。通过Mo的离子化产生的电子(e-)由半透光膜112流至遮光膜113。此处，由于蚀刻平衡膜111具有导电性，图中右侧产生的电子不仅流入图中右侧的遮光膜113(遮光膜图案113p)，还通过蚀刻平衡膜111、图中左侧的半透光膜112流入图中左侧的遮光膜113(遮光膜图案113p)。由此，形成的各遮光膜图案113p的电位得以均匀，遮光膜113的蚀刻速率在局部得以均匀。
对于支持上述效果的测定结果，利用图8～10进行说明。
图8是显示对遮光膜113进行蚀刻时，蚀刻中产生的半透光膜112的露出面积比作为蚀刻对象的遮光膜面积小的情况的示意图，图8(a)表示对在透明基板110上依次层积有蚀刻平衡膜111、半透光膜112和遮光膜113的样品1(具备与本实施方式涉及的光掩模坯体100b相同的层积结构的样品)进行蚀刻的情况，图8(b)表示对在透明基板110上依次层积有半透光膜112和遮光膜113的样品2(具备与现有的多色调用光掩模坯体相同的层积结构的样品)进行蚀刻的情况，图8(c)表示对在透明基板110上形成有遮光膜113的样品3(具备与现有的二元光掩模坯体相同的层积结构的样品)进行蚀刻的情况。其中，蚀刻时，在各样品的表面涂布抗蚀剂膜，形成仅除去蚀刻部抗蚀剂的抗蚀剂图案后，将Cr蚀刻液供给至露出的遮光膜113，由此进行蚀刻。
并且，图9是显示对遮光膜113进行蚀刻时，在蚀刻部的附近露出面积比该蚀刻部的面积大的半透光膜112(图中以符号201表示的部位)的情况的示意图，图9(a)表示对在透明基板110上依次层积有蚀刻平衡膜111、半透光膜112和遮光膜113的样品4(具备与本实施方式涉及的光掩模坯体100b相同的层积结构的样品)进行蚀刻的情况，图9(b)表示对在透明基板110上依次层积有半透光膜112和遮光膜113的样品5(具备与现有的多色调用光掩模坯体相同的层积结构的样品)进行蚀刻的情况，图9(c)表示对在透明基板110上形成有遮光膜113的样品6(具备与现有的二元光掩模坯体(バィナリフォトマスクブランク)相同的层积结构的样品)进行蚀刻的情况。其中，蚀刻时，与图8同样地在各样品的表面涂布抗蚀剂膜，形成仅除去蚀刻部抗蚀剂的抗蚀剂图案后，将Cr蚀刻液供给至露出的遮光膜113，由此进行蚀刻。
其中，本测定中，由于明确地掌握了蚀刻平衡膜111的作用，对蚀刻条件和图案进行了设计(工夫)。即，通过使蚀刻时间长于实际的蚀刻时间、并且如图8、9那样进行图案的配置，由此选择能明显掌握由蚀刻平衡膜111的存在与否所致的后述的CD Shift的差异的条件。
图10是对于上述样品1～6表示遮光膜图案113p的测定部200的线宽(图8、9中蚀刻部的线宽)与设计值的差异(称为CD shift)的曲线图。图10中的记号◇、记号△、记号□分别表示图8的样品1、2、3的CDshift(μm)。并且，图11中的记号◆、记号▲、记号■分别表示图9的样品4、5、6的CD shift(μm)。
如图10所示，对上述样品1～6各实施3次关于遮光膜113的蚀刻的验证试验，每一次验证分别测定CD shift(μm)。结果可知，具有与本实施方式涉及的光掩模坯体100b相同的层积结构的样品1(记号◇)、样品4(记号◆)中，CD shift总为0.100(μm)以下而与半透光膜112的露出面积无关。与此相对，具有与不带有蚀刻平衡膜111的现有的多色调用光掩模坯体相同的层积结构的样品2(记号△)、样品5(记号▲)中，随着半透光膜112的露出面积的增大，CD shift由0.0500(μm)增大到0.300(μm)。其中，具有与现有的二元光掩模坯体相同的层积结构的样品3(记号□)、样品6(记号■)中，由于不产生电池效果，CD shift总为0.1000(μm)以下。
需要说明的是，如上所述确认到，本测定中对CD shift能够被控制在0.1μm以下，但实际的TFT制造用光掩模中，CD Shift能够控制为0.05μm以下，进而，还能够制造具有CD Shift为0.03μm以下的规格的光掩模。
如上所述，根据本实施方式，通过设置蚀刻平衡膜111，能够使遮光膜113的蚀刻速率的变化均匀而与转印图案的形状无关，提高多色调光掩模100的品质，提高制造成品率。并且，根据使用本实施方式涉及的多色调光掩模100的图案转印方法，能够改善FPD等的制造成品率。
其中，能够明显观察到本实施方式的效果的是半透光膜112和遮光膜113均具有一定程度的导电性的情况。这是因为，这样的情况下，在第1蚀刻工序(湿式蚀刻工序)中构成了电池。例如，当半透光膜112和遮光膜113均由10kΩ/□以下、进而为5kΩ/□以下的导电性材料构成时，能够明显地获得本实施方式涉及的效果。
并且，本实施方式涉及的蚀刻平衡膜111只要是具有如下程度的导电性的膜即可：起到用于使面内的蚀刻行为均匀的电子传输作用、供给作用的程度的导电性。其中，更优选其具有比半透光膜112或遮光膜113所具有的导电性高的导电性(低表面电阻值)。进一步优选本实施方式涉及的蚀刻平衡膜111所具有的表面电阻值为半透光膜112或遮光膜113各自具有的表面电阻值的1/5以下。由此，即使转印图案在面内具有各种各样的形状分布、密度分布，也能充分实现电子供给顺利进行的效果，能够缩小转印图案整体的面内的电位差。
<本发明的其他实施方式>
与上述实施方式的不同点在于，本实施方式涉及的多色调光掩模100’构成为4色调光掩模。
图3A是本实施方式涉及的多色调光掩模100’的部分截面图(示意图)，图3B是通过使用该多色调光掩模100’的图案转印工序而在被转印体1上形成的抗蚀剂图案的部分截面图。图4是显示本实施方式涉及的多色调光掩模100’的制造工序的流程的概略图。
(1)多色调光掩模的构成
本实施方式涉及的多色调光掩模100’具有转印图案，该转印图案包括：使用该多色调光掩模100’时遮住曝光光(光透射率大致为0％)的遮光部121；将曝光光的透射率降低至5％～70％(设充分宽的透光部123的透射率为100％时。以下相同)、优选5％～50％程度的第1半透光部122a；将曝光光的透射率降低至5％～80％、优选7％～70％程度的第2半透光部122b；100％透过曝光光的透光部123。上述中，充分宽是指相对于曝光光学体系的分辨度充分宽，即图案的线宽变化不对透射率产生影响的宽度，例如指20μm见方以上的宽度。
与上述实施方式同样，遮光部121在透明基板110上依次层积具有导电性的蚀刻平衡膜111、半透光膜112和遮光膜113而成。并且，第1半透光部122a与上述实施方式的半透光部122同样，在透明基板110上依次层积蚀刻平衡膜111和半透光膜112而成。第2半透光部122b是形成于透明基板110上的蚀刻平衡膜111露出而成的。并且，透光部123与上述实施方式同样，是透明基板110部分露出而成的。此处，构成遮光部121的遮光膜113的上表面不限于露出的情况，在遮光膜113上形成其他膜也没有关系。其中，关于蚀刻平衡膜111、半透光膜112和遮光膜113被构图后的状况将后述。
透明基板110、蚀刻平衡膜111、半透光膜112、遮光膜113的构成与上述实施方式相同。其中，也可以进行减膜以使构成第2半透光部122b的蚀刻平衡膜111的厚度小于构成遮光部121、第1半透光部122a的蚀刻平衡膜111的厚度。由此能够将第2半透光部122b的透射率精确地调整至所期望的值。
图3(b)例示出通过使用多色调光掩模100’的图案转印工序而在被转印体1上形成的抗蚀剂图案4p’的部分截面图。抗蚀剂图案4p’通过如下方式形成：隔着多色调光掩模100’对在被转印体1上形成的正性抗蚀剂膜4照射曝光光，并进行显影，由此形成抗蚀剂图案4p’。被转印体1具有基板2和在基板2上依次层积的金属薄膜、绝缘层、半导体层等任意的被加工层3a～3c，正性抗蚀剂膜4预先以均匀的厚度在被加工层3c上形成。其中，可以以被加工层3b对被加工层3c的蚀刻具有耐性、被加工层3a对被加工层3b的蚀刻具有耐性的方式构成。
隔着多色调光掩模100’对正性抗蚀剂膜4照射曝光光时，在遮光部121不透过曝光光，并且，曝光光的光量按照第1半透光部122a、第2半透光部122b、透光部123的顺序阶梯式地增加。于是，正性抗蚀剂膜4在分别对应遮光部121、第1半透光部122a、第2半透光部122b的区域膜厚依次变薄，在对应透光部123的区域被除去。如此地，在被转印体1上形成膜厚呈阶梯式不同的抗蚀剂图案4p’。
形成抗蚀剂图案4p’后，可以从表面侧起将在未被抗蚀剂图案4p’覆盖的区域(对应透光部123的区域)露出的被加工层3c～3a依次蚀刻除去(第1蚀刻)。并且，对抗蚀剂图案4p’进行灰化(减膜)，将膜厚最薄的区域(对应第2半透光部122b的区域)除去，将新露出的被加工层3c、3b依次蚀刻除去(第2蚀刻)。并且，进一步对抗蚀剂图案4p’进行灰化(减膜)，将膜厚第二薄的区域(对应第1半透光部122a的区域)除去，将新露出的被加工层3c蚀刻除去(第3蚀刻)。如此地，通过使用膜厚呈阶梯式不同的抗蚀剂图案4p’，可以实施以往需要3张光掩模的工序，可以减少所使用的掩模张数，可以简化光刻工序。
(2)多色调光掩模的制造方法
接着，参照图4对本实施方式涉及的多色调光掩模100’的制造方法进行说明。
(光掩模坯体准备工序)
首先，准备光掩模坯体100b，该光掩模坯体100b如图4(a)所示，在透明基板110上依次层积具有导电性的蚀刻平衡膜111、半透光膜112和遮光膜113而成。遮光膜113上形成有第1抗蚀剂膜131。
(第1蚀刻工序)
接着，利用激光绘图仪等进行描图曝光，使第1抗蚀剂膜131的一部分感光，利用喷雾方式等方法向第1抗蚀剂膜131供给显影液来显影，形成覆盖遮光部121的形成预定区域的第1抗蚀剂图案131p。图4(b)例示出了形成有第1抗蚀剂图案131p的状态。
接着，以形成的第1抗蚀剂图案131p为掩模对遮光膜113进行蚀刻，形成遮光膜图案113p的同时，部分地露出半透光膜112的上表面。图4(c)例示出了形成有遮光膜图案113p的状态。通过上述的铬用蚀刻液来进行蚀刻。该蚀刻液具有导电性，起到电解液的作用。
并且，将第1抗蚀剂图案131p通过剥离等除去后，形成分别对残留的遮光膜113和露出的半透光膜112的上表面进行覆盖的第2抗蚀剂膜132。图4(d)例示出了形成有第2抗蚀剂膜132的状态。
(第2蚀刻工序)
接着，利用激光绘图仪等进行描图曝光，使第2抗蚀剂膜132的一部分感光，利用喷雾(スプレ一)方式等方法向第2抗蚀剂膜132供给显影液来显影，形成至少覆盖第1半透光部122a的形成预定区域的第2抗蚀剂图案132p。图4(e)例示出了形成有第2抗蚀剂图案132p的状态。需要说明的是，如图4(e)所示，第2抗蚀剂图案132p可以以覆盖遮光膜图案113p的部分或全部而不仅覆盖第1半透光部122a的形成预定区域的方式形成。
接着，以形成的遮光膜图案113p和第2抗蚀剂图案132p为掩模，对半透光膜112进行蚀刻，在形成半透光膜图案112p的同时部分露出蚀刻平衡膜111的上表面。
然后，将第2抗蚀剂图案132p通过剥离等除去后，形成分别对残留的遮光膜113、半透光膜112和露出的蚀刻平衡膜111的上表面进行覆盖的第3抗蚀剂膜133。图4(f)例示出了形成有第3抗蚀剂膜133的状态。
(第3构图工序)
接着，利用激光绘图仪等进行描图曝光，使第3抗蚀剂膜133的一部分感光，利用喷雾方式等方法向第3抗蚀剂膜133供给显影液来显影，形成至少覆盖第2半透光部122b的形成预定区域的第3抗蚀剂图案133p。图4(g)例示出了形成有第3抗蚀剂图案133p的状态。需要说明的是，如图4(g)所示，第3抗蚀剂图案133p以覆盖遮光膜图案113p和半透光膜图案112p的部分或全部而不仅覆盖第2半透光部122b的形成预定区域的方式形成。
接着，以形成的第3抗蚀剂图案133p为掩模，对蚀刻平衡膜111进行蚀刻，在形成蚀刻平衡膜图案112p的同时，部分地露出透明基板110的上表面。然后，将第3抗蚀剂图案133p通过剥离等除去，结束本实施方式涉及的多色调光掩模100’的制造方法。
通过本实施方式，也能起到与上述的实施方式同样的效果。即，通过设置蚀刻平衡膜111，能够使遮光膜113的蚀刻速率的变化均匀而不取决于转印图案的形状，提高多色调光掩模100’的品质，提高制造成品率。并且，根据使用本实施方式涉及的多色调光掩模100’的图案转印方法，能够改善FPD等的制造成品率。
<本发明另外的实施方式>
以上对本发明的实施方式进行了具体的说明，但本发明并不限于上述的实施方式，可以在不脱离其要旨的范围进行各种变更。
例如，可以如图5所示那样，上述多色调光掩模100所具备的透光部123也可以被构成为形成于透明基板110上的蚀刻平衡膜111露出而成。

Claims (14)

1.一种多色调光掩模，其是在透明基板上形成有规定的转印图案的多色调光掩模，所述规定的转印图案包含遮光部、透光部和半透光部，
其特征在于，
所述遮光部是在所述透明基板上依次层积具有导电性的蚀刻平衡膜、半透光膜和遮光膜而成的，
所述半透光部是在所述透明基板上依次层积所述蚀刻平衡膜和所述半透光膜而成的，
所述透光部是所述透明基板露出而成的。
2.一种多色调光掩模，其在透明基板上形成有规定的转印图案，所述规定的转印图案包含遮光部、透光部和半透光部，
其特征在于，
所述遮光部是在所述透明基板上依次层积具有导电性的蚀刻平衡膜、半透光膜和遮光膜而成的，
所述半透光部是在所述透明基板上依次层积所述蚀刻平衡膜和所述半透光膜而成的，
所述透光部是形成于所述透明基板上的所述蚀刻平衡膜的至少一部分露出而成的。
3.如权利要求1或2所述的多色调光掩模，其特征在于，所述蚀刻平衡膜具有表面电阻值为10kΩ/□以下的导电性。
4.如权利要求1或2所述的多色调光掩模，其特征在于，所述蚀刻平衡膜由金属或金属化合物形成。
5.如权利要求1或2所述的多色调光掩模，其特征在于，所述蚀刻平衡膜对曝光光的透射率为60％以上。
6.如权利要求1或2所述的多色调光掩模，其特征在于，所述转印图案所含有的所述遮光部的图案线宽与所述遮光部的设计值的线宽之差为50nm以下。
7.如权利要求1或2所述的多色调光掩模，其特征在于，所述半透光部具有的所述半透光膜的膜厚小于所述遮光部具有的所述半透光膜的膜厚。
8.如权利要求1或2所述的多色调光掩模，其特征在于，所述半透光部具有第1半透光部和第2半透光部，
所述第1半透光部是在所述透明基板上依次层积所述蚀刻平衡膜和所述半透光膜而成的，所述第2半透光部是形成于所述透明基板上的所述蚀刻平衡膜露出而成的。
9.一种光掩模坯体，其通过在透明基板上依次层积半透光膜和遮光膜，并对所述半透光膜和所述遮光膜分别实施构图，由此在所述透明基板上形成包含遮光部、透光部和半透光部的规定的转印图案，该光掩模坯体的特征在于，
在所述半透光膜和所述透明基板之间形成有具有导电性的蚀刻平衡膜。
10.如权利要求9所述的光掩模坯体，其特征在于，所述蚀刻平衡膜具有表面电阻值为10kΩ/□以下的导电性。
11.如权利要求9或10所述的光掩模坯体，其特征在于，所述蚀刻平衡膜由金属或金属化合物形成。
12.一种多色调光掩模的制造方法，其是在透明基板上形成包含遮光部、透光部和半透光部的规定的转印图案的多色调光掩模的制造方法，
其特征在于，所述多色调光掩模的制造方法包括：
准备光掩模坯体的工序，所述光掩模坯体是在所述透明基板上依次层积有具有导电性的蚀刻平衡膜、半透光膜和遮光膜而成的；
第1蚀刻工序，其中，以在所述光掩模坯体上形成的第1抗蚀剂图案为掩模，至少对所述遮光膜进行蚀刻；和
第2蚀刻工序，其中，除去所述第1抗蚀剂图案后，在进行了所述第1蚀刻的光掩模坯体上形成第2抗蚀剂图案，至少以所述第2抗蚀剂图案为掩模，对所述遮光膜或所述半透光膜进行蚀刻，
所述第1蚀刻工序中，通过所述蚀刻平衡膜使所形成的所述遮光膜图案的面内电位分布均匀。
13.如权利要求12所述的多色调光掩模的制造方法，其特征在于，该方法包括：
第1蚀刻工序，其中，在所述光掩模坯体上形成覆盖所述遮光部的形成预定区域的第1抗蚀剂图案，以所述第1抗蚀剂图案为掩模，对所述遮光膜进行蚀刻，形成遮光膜图案；和
第2蚀刻工序，其中，除去所述第1抗蚀剂图案后，在进行了所述第1蚀刻的光掩模坯体上形成至少覆盖所述半透光部的形成预定区域的第2抗蚀剂图案，至少以所述第2抗蚀剂图案为掩模，对所述半透光膜进行蚀刻，形成半透光膜图案。
14.一种图案转印方法，其特征在于具有如下工序：采用多色调光掩模，向被转印体照射曝光光，将所述转印图案转印至在所述被转印体上形成的抗蚀剂膜，所述多色调光掩模是权利要求1或2所述的多色调光掩模、用权利要求9或10所述的光掩模坯体制造出的多色调光掩模、或由权利要求12或13的制造方法得到的多色调光掩模。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104423141A (zh) * 2013-08-30 2015-03-18 Hoya株式会社 光掩模及其制造方法、图案转印方法和显示装置制造方法
CN106406022A (zh) * 2015-07-27 2017-02-15 信越化学工业株式会社 光掩模坯和制备光掩模的方法
CN106502041A (zh) * 2015-09-03 2017-03-15 信越化学工业株式会社 光掩模坯

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5464186B2 (ja) * 2011-09-07 2014-04-09 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク、フォトマスク及びその製造方法
WO2013094756A1 (ja) * 2011-12-21 2013-06-27 大日本印刷株式会社 大型位相シフトマスクおよび大型位相シフトマスクの製造方法
JP6229466B2 (ja) * 2013-12-06 2017-11-15 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク
JP6189242B2 (ja) * 2014-03-28 2017-08-30 Hoya株式会社 フォトマスクの製造方法、フォトマスク及び表示装置の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05165190A (ja) * 1991-12-12 1993-06-29 Hoya Corp 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク並びにその製造方法
KR20000047011A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 윤종용 박막의 사진 식각 방법 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 박막트랜지스터 기판의 제조 방법
CN101010631A (zh) * 2004-09-10 2007-08-01 信越化学工业株式会社 光掩模坯件、光掩膜及其制造方法
CN101025564A (zh) * 2006-02-20 2007-08-29 Hoya株式会社 四级光掩模制造方法和其中所使用的光掩模坯料

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5579447A (en) * 1978-12-09 1980-06-14 Dainippon Printing Co Ltd Photomask substrate and photomask
JP3250415B2 (ja) * 1995-04-28 2002-01-28 凸版印刷株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法
JP3894503B2 (ja) * 1995-06-01 2007-03-22 Ｈｏｙａ株式会社 帯電防止膜、この膜を用いるリソグラフィー用マスクブランク及びリソグラフィー用マスク
TW517286B (en) * 2000-12-19 2003-01-11 Hoya Corp Gray tone mask and method for producing the same
JP4393290B2 (ja) * 2003-06-30 2010-01-06 Ｈｏｙａ株式会社 グレートーンマスクの製造方法及び薄膜トランジスタ基板の製造方法
JP4570632B2 (ja) * 2006-02-20 2010-10-27 Ｈｏｙａ株式会社 ４階調フォトマスクの製造方法、及びフォトマスクブランク加工品
JP5433925B2 (ja) * 2006-02-23 2014-03-05 大日本印刷株式会社 マスクブランクおよび階調マスク
JP4919259B2 (ja) * 2006-03-30 2012-04-18 Ｈｏｙａ株式会社 マスクブランク及びフォトマスク
JP4737426B2 (ja) * 2006-04-21 2011-08-03 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク
KR101255616B1 (ko) * 2006-07-28 2013-04-16 삼성디스플레이 주식회사 다중톤 광마스크, 이의 제조방법 및 이를 이용한박막트랜지스터 기판의 제조방법
JP4840879B2 (ja) * 2007-08-10 2011-12-21 エスアンドエス テック カンパニー リミテッド グレートーンブランクマスク及びグレートーンフォトマスク並びにそれらの製造方法
JP5407125B2 (ja) * 2007-08-29 2014-02-05 大日本印刷株式会社 階調マスク
JP2009086383A (ja) * 2007-09-29 2009-04-23 Hoya Corp グレートーンマスク、パターン転写方法、及びグレートーンマスクブランク
JP2011102913A (ja) * 2009-11-11 2011-05-26 Hoya Corp 多階調フォトマスクの製造方法、及び多階調フォトマスク

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05165190A (ja) * 1991-12-12 1993-06-29 Hoya Corp 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク並びにその製造方法
KR20000047011A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 윤종용 박막의 사진 식각 방법 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 박막트랜지스터 기판의 제조 방법
CN101010631A (zh) * 2004-09-10 2007-08-01 信越化学工业株式会社 光掩模坯件、光掩膜及其制造方法
CN101025564A (zh) * 2006-02-20 2007-08-29 Hoya株式会社 四级光掩模制造方法和其中所使用的光掩模坯料

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104423141A (zh) * 2013-08-30 2015-03-18 Hoya株式会社 光掩模及其制造方法、图案转印方法和显示装置制造方法
CN106406022A (zh) * 2015-07-27 2017-02-15 信越化学工业株式会社 光掩模坯和制备光掩模的方法
CN106502041A (zh) * 2015-09-03 2017-03-15 信越化学工业株式会社 光掩模坯
CN106502041B (zh) * 2015-09-03 2021-03-26 信越化学工业株式会社 光掩模坯

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