多色調光掩模的制造方法和圖案轉印方法

專利名稱：多色調光掩模的制造方法和圖案轉印方法
技術領域：
本發明涉及在制造例如液晶顯示裝置等的平板顯示器(Flat Panel Display:以下稱作FPD)等時使用的多色調光掩模的制造方法和使用了所述多色調光掩模的圖案轉印方法。
背景技術：
例如FPD用的薄膜晶體管(Thin Film Transistor 以下稱作TFT)基板，是使用在透明基板上形成有由遮光部和透光部構成的轉印圖案的光掩模，經過例如5次 6次的光刻工序而制造出來的。近年來，為了削減光刻工序數，已開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轉印圖案的多色調光掩模。在上述多色調光掩模中，例如可構成為遮光部是在透明基板上按順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，這里“按順序”是指，只要不妨礙蝕刻，在膜之間也可以存在其它膜。這樣的多色調光掩模需要對半透光膜和遮光膜分別實施預定的構圖，因此，繪圖和顯影至少要各進行2次才能制造出來。具體地說，例如，首先，準備在透明基板上按順序依次層疊有半透光膜、遮光膜以及第1抗蝕劑膜的光掩模坯體(blank)。然后，對第1抗蝕劑膜實施第1次繪圖和顯影，形成覆蓋遮光部的形成區域和半透光部的形成區域的第1抗蝕劑圖案，將第1抗蝕劑圖案作為掩模對遮光膜和半透光膜進行蝕刻。接著，去除第1抗蝕劑圖案而形成第2抗蝕劑膜，對第2抗蝕劑膜實施第2次繪圖和顯影，形成覆蓋遮光部的形成區域的第2抗蝕劑圖案。進而，將第2抗蝕劑圖案作為掩模對遮光膜進行蝕刻，去除第2 抗蝕劑圖案。但是，制造例如FPD用的TFT基板等時使用的光掩模比半導體制造用的光掩模大， 例如一個邊為500mm以上的方形、乃至一個邊超過IOOOmm的方形的光掩模最近也不少見， 因而繪圖需要較長時間。另一方面，提高這樣的FPD制品的生產效率從而降低價格這樣的呼聲也較高。為此，發明人已把目光放在針對繪圖和顯影至少各進行2次的上述方法，要求提高其生產性的方面。此外，在上述方法中，要在第1次繪圖與第2次繪圖之間進行顯影、構圖(蝕刻)工序，因而需要將從繪圖機上取下的在上述工序中處理后的光掩模中間體再次放到繪圖機上。在此情況下，為了消除第1次與第2次繪制的圖案之間的偏差而進行繪圖， 要由繪圖機讀入形成在掩模上的對準標記，以該對準標記的位置為基準由繪圖機實施恰當的校正來進行繪圖(將其稱作對準繪圖)，即便如此，完全防止位置偏差仍很困難。例如，根據本發明人的研究，這樣的對準繪圖時產生的位置偏差有時為0. 1 μ m 0. 5 μ m左右。在該情況下，轉印圖案的形成精度降低。例如，在想要利用這樣的多色調光掩模制作液晶顯示裝置用的TFT時，原本具有作為設計值的相同線寬的遮光圖案由于上述位置偏差而成為不同的線寬，從而在面內，線寬產生了與上述位置偏差量相應的分布。進而，就本發明人所知，通過形成抗蝕劑殘膜值因位置而不同的抗蝕劑圖案，并利用該抗蝕劑圖案的減膜，能夠削減繪圖和顯影的次數。具體地說，首先，準備在透明基板上按照半透光膜、遮光膜以及第1抗蝕劑膜的順序進行層疊后的光掩模坯體。然后，對第1抗蝕劑膜實施繪圖和顯影，形成第1抗蝕劑圖案，該第1抗蝕劑圖案覆蓋遮光部的形成區域和半透光部的形成區域，且半透光部的形成區域中的抗蝕劑膜的厚度比遮光部的形成區域中的抗蝕劑膜的厚度薄。將該第1抗蝕劑圖案作為掩模對遮光膜和半透光膜進行蝕刻。接著， 對第1抗蝕劑圖案進行減膜，去除半透光部的形成區域中的第1抗蝕劑圖案，由此使遮光膜露出，形成覆蓋遮光部的形成區域的第2抗蝕劑圖案。進而，將第2抗蝕劑圖案作為掩模對遮光膜進行蝕刻，然后，去除第2抗蝕劑圖案。如果采用這樣的方法，則在制造具有透光部、 半透光部以及遮光部的(即3色調的)多色調光掩模時，能夠使得繪圖工序僅為1次。但是，為了將其應用于現實的生產工序，存在幾個難點。其一，在面向大型光掩模坯體的繪圖工序中，涉及根據位置改變曝光量的技術。光掩模用的繪圖曝光裝置一般不需要繪制包含中間色調的圖案，因而，在進行繪圖用的光束掃描的同時改變曝光量十分不容易ο作為針對上述問題的解決方法，具有以下方法。在日本特開2002_18擬80號公報 (專利文獻1)中記載有如下工序在光掩模坯體上，針對形成透光部的部分，以能夠使抗蝕劑完全感光的曝光量對抗蝕劑膜進行曝光，而且針對形成半透光部的部分，以比能夠使抗蝕劑完全感光的曝光量小的曝光量對抗蝕劑膜進行曝光。此外，在日本特開2005-0M730 號公報(專利文獻幻中，記載有包含如下步驟的抗蝕劑膜曝光工序針對形成半透光部的部分，使用電子射線繪圖機或者激光繪圖機，利用所述繪圖機的解像度極限以下的圖案的繪圖數據進行繪圖。但是，根據本發明人的研究發現，不僅是繪圖工序，而且對通過繪圖、顯影而形成的抗蝕劑圖案進行減膜的工序也很困難，存在技術課題。例如，在對抗蝕劑膜進行減膜的工序中，必須對光掩模坯體的形成了抗蝕劑膜的面內整體進行均勻的減膜。當由于面內位置而發生不均勻的減膜時，抗蝕劑的殘膜量變得不均勻，由下一工序的蝕刻形成的遮光部或者半透光部的線寬相對于設計值發生變動。由于大型掩模面積大，因此，不容易維持面內的均勻性。作為損害減膜的面內均勻性的一個原因，可舉出影響減膜的面內均勻性的、抗蝕劑的減膜量取決于轉印用圖案的形狀。具體地說，在所要得到的轉印用圖案中，往往與作為最終制品的器件相應地，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積比率存在分布。在該情況下，有時，例如在第1抗蝕劑圖案的稀疏區域(每單位面積中的開口面積的比例較大的區域)中，減膜速度較大，而在第1抗蝕劑圖案的密集區域(每單位面積中的開口面積的比例較小的區域)中，減膜速度較小。結果，很難準確地進行減膜的形狀控制，有時導致轉印圖案的形成精度降低。尤其是在FPD用光掩模中抗蝕劑圖案的疏密差較大，因而存在容易出現減膜速度不均勻的傾向。

發明內容
本發明的目的在于，既能利用抗蝕劑圖案的減膜削減繪圖和顯影的次數，又能提高抗蝕劑圖案的減膜速度的面內均勻性，提高轉印圖案的形成精度。本發明的第1方式提供一種多色調光掩模的制造方法，該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轉印圖案，其中，該制造方法通過以下工序來形成所述透光部、所述半透光部以及所述遮光部準備光掩模坯體，該光掩模坯體是在所述透明基板上按順序依次層疊半透光膜、遮光膜以及抗蝕劑膜而得到的；對所述抗蝕劑膜實施繪圖和顯影，形成第1抗蝕劑圖案，該第1抗蝕劑圖案覆蓋所述遮光部的形成區域和所述半透光部的形成區域，且所述半透光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度比所述遮光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度薄；第1蝕刻工序，將所述第1抗蝕劑圖案作為掩模進行蝕刻；以及第2蝕刻工序，使用對所述第1抗蝕劑圖案進行減膜而形成的第2抗蝕劑圖案進行蝕刻，并且，在所述透光部的形成區域中露出所述半透光膜或所述抗蝕劑膜的狀態下，進行所述第1抗蝕劑圖案的減膜。本發明的第2方式提供一種多色調光掩模的制造方法，該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轉印圖案，其中，該制造方法具有以下工序準備光掩模坯體，該光掩模坯體是在所述透明基板上按順序依次層疊半透光膜、遮光膜以及抗蝕劑膜而得到的；對所述抗蝕劑膜實施繪圖和顯影，形成第1抗蝕劑圖案，該第1抗蝕劑圖案覆蓋所述遮光部的形成區域和所述半透光部的形成區域，且所述半透光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度比所述遮光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度薄；第1蝕刻工序，將所述第1抗蝕劑圖案作為掩模對所述遮光膜進行蝕刻，使所述半透光膜的一部分露出；對所述第1抗蝕劑圖案進行減膜，使所述半透光部的形成區域中的所述遮光膜露出，形成覆蓋所述遮光部的形成區域的第2抗蝕劑圖案；第2蝕刻工序，將所述第2抗蝕劑圖案和露出的所述遮光膜作為掩模對所述半透光膜進行蝕刻，使所述透明基板的一部分露出；第 3蝕刻工序，將所述第2抗蝕劑圖案作為掩模對露出的所述遮光膜進行蝕刻，使所述半透光膜的一部分露出；以及去除所述第2抗蝕劑圖案。本發明的第3方式提供一種多色調光掩模的制造方法，該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轉印圖案，其中，該制造方法通過以下工序來形成所述透光部、所述半透光部以及所述遮光部準備光掩模坯體，該光掩模坯體是在所述透明基板上按順序依次層疊半透光膜、遮光膜以及抗蝕劑膜而得到的；對所述抗蝕劑膜實施繪圖和顯影，形成第1抗蝕劑圖案，該第1抗蝕劑圖案覆蓋所述遮光部的形成區域和所述半透光部的形成區域，且所述半透光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度比所述遮光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度薄；第1蝕刻工序，將所述第1抗蝕劑圖案作為掩模進行蝕刻；以及第2蝕刻工序，使用對所述第1抗蝕劑圖案進行減膜而形成的第2抗蝕劑圖案進行蝕刻，并且，在形成所述第1抗蝕劑圖案的工序中，在所述透光部的形成區域中形成不包含在所述轉印圖案中的暫定抗蝕劑圖案，在所述第1蝕刻工序中，將所述暫定抗蝕劑圖案作為掩模，形成暫定遮光膜圖案，在所述第2蝕刻工序中，去除所述暫定抗蝕劑圖案和所述暫定遮光膜圖案。本發明的第4方式提供一種多色調光掩模的制造方法，該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轉印圖案，其中，該制造方法具有以下工序準備光掩模坯體，該光掩模坯體是在所述透明基板上按順序依次層疊半透光膜、遮光膜以及抗蝕劑膜而得到的；對所述抗蝕劑膜實施繪圖和顯影，在所述透光部的形成區域中形成暫定抗蝕劑圖案，并且，形成覆蓋所述遮光部的形成區域和所述半透光部的形成區域的第1抗蝕劑圖案，其中所述半透光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度比所述遮光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度薄；第1蝕刻工序，將所述第1抗蝕劑圖案和所述暫定抗蝕劑圖案作為掩模對所述遮光膜進行蝕刻，使所述半透光膜的一部分露出；對所述第1抗蝕劑圖案進行減膜，使所述半透光部的形成區域中的所述遮光膜露出，形成覆蓋所述遮光部的形成區域的第2抗蝕劑圖案；第2蝕刻工序，將所述第2抗蝕劑圖案和露出的所述遮光膜作為掩模對所述半透光膜進行蝕刻，去除所述暫定抗蝕劑圖案，并且，使所述透光部的形成區域中的所述透明基板露出；第3蝕刻工序，將所述第2抗蝕劑圖案作為掩模對露出的所述遮光膜進行蝕刻，使所述半透光膜的一部分露出；以及去除所述第2抗蝕劑圖案。本發明的第5方式是在第4方式所述的多色調光掩模的制造方法中，通過與所述半透光膜的蝕刻相伴的剝離來去除所述暫定抗蝕劑圖案。本發明的第6方式是在第5方式所述的多色調光掩模的制造方法中，關于所述暫定抗蝕劑圖案的尺寸，線寬為ι μ m以下。本發明的第7方式是在第4方式 第6方式中任意一種方式所述的多色調光掩模的制造方法中，所述暫定抗蝕劑圖案的膜厚與所述遮光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的
厚度相等。本發明的第8方式是在第4方式 第6方式中任意一種方式所述的多色調光掩模的制造方法中，所述暫定抗蝕劑圖案的膜厚與所述半透光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度相等。本發明的第9方式是在第1方式 第8方式中任意一種方式所述的多色調光掩模的制造方法中，所述半透光膜由含硅的材料構成。本發明的第10方式提供一種圖案轉印方法，該圖案轉印方法具有以下工序隔著通過第1方式 第9方式中任意一種方式所述的制造方法制造出的多色調光掩模，向形成在被轉印體上的被轉印抗蝕劑膜照射曝光光，由此將所述轉印圖案轉印到所述被轉印抗蝕劑膜上。根據本發明，既能利用抗蝕劑圖案的減膜削減繪圖和顯影的次數，又能提高抗蝕劑圖案的減膜速度的面內均勻性，提高轉印圖案的形成精度。


圖1是本發明的第1實施方式的多色調光掩模的制造工序的流程圖。圖2是表示使用了本發明的第1實施方式的多色調光掩模的圖案轉印方法的截面圖。圖3是本發明的第2實施方式的多色調光掩模的制造工序的流程圖。圖4是表示本發明的第1實施方式的抗蝕劑圖案減膜工序的原理的截面圖。圖5是表示本發明的第2實施方式的抗蝕劑圖案減膜工序的原理的截面圖。圖6是表示參考例的抗蝕劑圖案減膜工序的原理的截面圖。圖7是表示參考例的多色調光掩模的制造方法的說明圖。圖8是表示本發明的第1實施方式的針對光掩模坯體的一個繪圖方法的圖，(a)是表示由遮光部數據、透光部數據以及半透光部數據構成的合成數據的平面圖，(b)是表示從 (a)所示的合成數據中分離出的遮光部數據和透光部數據的平面圖，(c)是表示從(a)所示的合成數據中分離出的半透光部數據的平面圖。圖9是表示本發明的第1實施方式的、在光掩模坯體的抗蝕劑膜上繪制圖8的(a)的繪案時的曝光量分布的平面圖。圖10是圖9的I-I截面圖，(a)是在抗蝕劑膜上繪制了繪案后的光掩模坯體的截面圖，(b)是對抗蝕劑膜進行顯影后的光掩模坯體的截面圖。圖11是表示本發明的第1實施方式的針對光掩模坯體的另一繪圖方法的流程圖。圖12是表示本發明的第1實施方式的針對光掩模坯體的另一繪圖方法中使用的繪案的圖。標號說明10 多色調光掩模；IOb 光掩模坯體；100 透明基板；101 半透光膜；102 遮光膜；103 抗蝕劑膜；103p 第1抗蝕劑圖案；104p 第2抗蝕劑圖案；110 遮光部；115 半透光部；120 透光部。
具體實施例方式如前所述，在多色調光掩模的制造方法中，為了實現例如3種色調(透光部、遮光部以及半透光部)，需要對形成在透明基板上的2種膜實施構圖，在現有的制造方法中，需要至少2次的繪圖和顯影工序。而且，對于4色調以上的多色調光掩模，需要至少2次或者更多次的繪圖/顯影工序。因此，期望改善生產效率和制造成本。而且，因多次繪圖引起的圖案彼此的位置偏差會導致轉印圖案的形成精度降低。因此，本發明人為了解決上述課題而致力于削減繪圖和顯影工序的次數。首先，如圖7的(a)所例示的，準備光掩模坯體IOb'，該光掩模坯體IOb'在透明基板100'上按順序依次形成有半透光膜101'和遮光膜102'，并在最上層形成有抗蝕劑膜103'。然后，如圖7的(b)的103p'的實線所例示的，對光掩模坯體IOb'具有的抗蝕劑膜103'實施曝光/顯影，形成具有例如2種厚度的第1抗蝕劑圖案103p'。第1抗蝕劑圖案103p'被形成為覆蓋遮光部110'的形成區域和半透光部115' 的形成區域，且半透光部115'的形成區域中的抗蝕劑膜103'的厚度比遮光部110'的形成區域中的抗蝕劑膜103'的厚度薄。另外，所謂遮光部110'、半透光部115'的形成區域，是指在所要得到的多色調光掩模中要形成遮光部110'、半透光部115'的區域。然后，將第1抗蝕劑圖案103p'作為掩模對遮光膜102'和半透光膜101'進行蝕刻。接著，如圖7的(b)的104p'的虛線和部分實線所示，對第1抗蝕劑圖案103p'進行減膜，形成覆蓋遮光部110'的形成區域的第2抗蝕劑圖案104p'。然后，在圖7的(c) 中，例示出將第2抗蝕劑圖案104p'作為掩模對半透光膜101'進行蝕刻后，去除完第2抗蝕劑圖案104p'時的狀態。根據該方法，能夠分別將繪圖和顯影工序的次數削減至1次，從而能夠解決上述課題。這里，所謂減膜，是指例如從抗蝕劑圖案103p'所露出的上部(表面)起，在垂直方向上消除期望量的抗蝕劑圖案103p'，從而減小膜厚。在上述說明中，第1抗蝕劑圖案103p'的減膜例如可通過如下方式來進行使用等離子體灰化(Plasma ashing)法，向第1抗蝕劑圖案103p'供給由等離子體產生的活性物質，例如活性氧，使構成抗蝕劑膜103'的有機物分解而灰化(ashing)。但是，根據本發明人的研究可知，在該方法下，第1抗蝕劑圖案103p'的減膜速度的面內均勻性不夠充分。 結果可知，很難準確地進行減膜中的抗蝕劑圖案的形狀控制，例如，如圖7的(c)的125所示，有時，一部分轉印圖案的尺寸形成得比預定區域小。
因此，本發明人就減膜速度的面內均勻性降低的原因進行了深刻研究。以下參照附圖來說明減膜速度的面內均勻性降低的原因。圖6是表示第1抗蝕劑圖案103p'的減膜原理的截面圖。在圖6中，(bl)表示減膜前的第1抗蝕劑圖案103p'的結構，( )表示利用活性氧對第1抗蝕劑圖案103p'進行減膜的狀態，(b3)表示將通過減膜得到的第2抗蝕劑圖案104p'作為掩模對遮光膜進行蝕刻、從而形成了轉印圖案后的狀態。如圖6的(bl)所示，第1抗蝕劑圖案103p'具有稀疏區域(例如每單位面積中的開口面積的比例大的區域)和密集區域(例如每單位面積中的開口面積的比例小的區域)。具體地說，例如透光部120'(參照圖7的(C))的形成區域相當于稀疏區域，遮光部 110'(參照圖7的(C))和半透光部115'(參照圖7的(C))的形成區域相當于密集區域。這里，在稀疏區域中，成為減膜對象的抗蝕劑材料(第1抗蝕劑圖案103p')較少，因此，活性氧的消耗不怎么多。因此，在稀疏區域中，容易成為這樣的狀態提供給第1 抗蝕劑圖案103p'的每單位面積中的活性氧的供給量比對第1抗蝕劑圖案103p'進行減膜而消耗的每單位面積中的活性氧的消耗量多。即，在稀疏區域中，第1抗蝕劑圖案103p' 的減膜速度比較容易增大。相比之下，在密集區域中，成為減膜對象的抗蝕劑材料(第1抗蝕劑圖案103p') 比較豐富，因此，活性氧的消耗量變多。因此，在密集區域中，容易成為這樣的狀態與對第 1抗蝕劑圖案103p'進行減膜而消耗的每單位面積中的活性氧的消耗量相比，提供給第1 抗蝕劑圖案103p'的每單位面積中的活性氧的供給量不充分。即，在密集區域中，第1抗蝕劑圖案103p'的減膜速度比較容易減小。由此可知，減膜速度會受到成為減膜對象的第1抗蝕劑圖案103p'的形狀的影響，有時導致減膜速度的面內均勻性降低。在該情況下，由于減膜速度的面內均勻性降低， 因而很難準確地進行減膜的形狀控制，如圖6的(b!3)所示，導致轉印圖案的形成精度降低。 尤其是在FPD用光掩模中，抗蝕劑圖案的疏密差較大，因此，存在減膜速度的不均勻容易顯著地顯現的趨勢。另外，減膜速度的面內均勻性的降低不僅在抗蝕劑圖案的疏密差大時會顯著地顯現，而且在抗蝕劑圖案的開口面積自身之差大的情況下，也會顯著地顯現。因此，本發明人就提高減膜速度的面內均勻性的方法進一步進行了深刻研究。結果發現了在減膜處理工序中，使活性氧的消耗量在面內均勻的方法。即，得出了以下觀點 在活性氧相對容易過剩的區域(抗蝕劑膜的露出少的區域)中露出與活性氧反應的材料， 由此，能夠消耗提供給第1抗蝕劑圖案103p'的活性氧的一部分，提高減膜速度的面內均勻性。根據本發明人的研究，通過采用這樣的方法，能夠使形成于多色調光掩模的半透光部和遮光部的圖案線寬(即，半透光膜圖案和遮光膜圖案的線寬)接近由掩模的設計數據給出的設計值。此外，即使在設計值與實際的線寬之間產生了預定的差異，也能夠使該產生的差異在面內均勻。本發明正是基于本發明人得出的上述觀點而完成的。〈本發明的第1實施方式〉以下，參照圖1和圖2說明本發明的第1實施方式。圖1是本第1實施方式的多色調光掩模10的制造工序的流程圖。圖2是表示使用了多色調光掩模10的圖案轉印方法的截面圖。(1)多色調光掩模的制造方法(光掩模坯體準備工序)首先，如圖1的(a)所例示，準備光掩模坯體10b，該光掩模坯體IOb在透明基板 100上按順序依次形成有半透光膜101和遮光膜102，且在最上層形成有抗蝕劑膜103。透明基板100例如構成為平板，其由石英(SiO2)玻璃、或者包含Si02、Al203、&03、 RO(R是堿土金屬)、10( 是堿金屬)等的低膨脹玻璃等構成。透明基板100的主面(正面和背面)通過研磨等而變得平坦且平滑。透明基板100例如可以是一個邊為2000mm MOOmm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由包含鉬(Mo)、鉭(Ta)等金屬材料和硅(Si)的材料構成，例如， 由MoSi, MoSix, MoSiN, MoSiON, MoSiCON, TaSix等構成。半透光膜101構成為可使用氟 (F)系蝕刻液(或者蝕刻氣)進行蝕刻。此外，半透光膜101具有針對由含有硝酸鈰銨 ((NH4)2Ce(NO3)6)和高氯酸(HClO4)的純水構成的鉻用蝕刻液的耐蝕刻性，作為如后所述使用鉻用蝕刻液對遮光膜102進行蝕刻時的蝕刻阻擋層發揮功能。遮光膜102實質上由鉻(Cr)構成。另外，如果在遮光膜102的表面層疊Cr化合物(CrO、CrC, CrN等)(未圖示)，則能夠使遮光膜102的表面具有反射抑制功能。遮光膜 102構成為可使用上述鉻用蝕刻液進行蝕刻。抗蝕劑膜103可由正性光致抗蝕劑材料或者負性光致抗蝕劑材料構成。在以下說明中，假定抗蝕劑膜103由正性光致抗蝕劑材料形成。抗蝕劑膜103例如可使用狹縫涂布機或旋轉涂布機等來形成。(第1抗蝕劑圖案形成工序)接著，通過激光繪圖機等對光掩模坯體IOb進行繪圖曝光，使抗蝕劑膜103感光， 向抗蝕劑膜103供給顯影液實施顯影，形成覆蓋遮光部110的形成區域和半透光部115的形成區域的第1抗蝕劑圖案103p。圖1的(b)例示出形成第1抗蝕劑圖案103p后的狀態。 如圖1的(b)所示，第1抗蝕劑圖案103p形成為，半透光部115的形成區域中的抗蝕劑膜 103的厚度比遮光部110的形成區域中的抗蝕劑膜103的厚度薄。另外，遮光部110、半透光部115的形成區域是指在所要得到的多色調光掩模10中要形成遮光部110、半透光部115 的區域。在這樣形成厚度不同的第1抗蝕劑圖案103p時，例如可使用以下方法。根據以下方法，能夠通過1次繪圖和1次顯影處理來形成具有2種以上的殘膜量的第1抗蝕劑圖案 103p。具體地說，在準備上述光掩模坯體IOb而進行繪圖時，在形成透光部120的區域中應用使抗蝕劑膜103完全感光的曝光量，而在形成半透光部115的區域中應用比使抗蝕劑膜 103完全感光少的曝光量。以下，舉2個例子詳細描述相應的繪圖方法。(a)基于half dose繪圖的方法如圖8的(a)所示，將以下情況舉為例子組入有遮光部110、透光部120以及半透光部115的全部圖案數據的掩模圖案的合成數據由遮光部數據110d、透光部數據120d以及半透光部數據115d構成。在該情況下，將掩模圖案的合成數據分離成圖8的(b)所示的遮光部數據IlOd和透光部數據120d、圖8的(c)所示的半透光部數據115d。這里，在分離
11上述數據時，遮光部數據IlOd也可包含在圖8的(c)的半透光部數據側。在使用正性抗蝕劑的情況下，遮光部數據IlOd是不進行繪圖的部分，因此，不管通過怎樣的數據分離方法， 在以后的繪圖工序中都示出相同的結果，因而不存在問題。然后，以能夠完全去除抗蝕劑膜 103的曝光量(100%)繪制透光部120的形成區域，之后，以使抗蝕劑膜103完全感光的曝光量的大約一半的曝光量繪制半透光部115的形成區域，由此，能夠繪制出圖8的(a)所示的圖案。另外，透光部120的形成區域和半透光部115的形成區域的繪制順序也可以為不同順序，誰在前都沒有關系。在抗蝕劑膜103上(正性抗蝕劑的繪圖例)繪制上述圖8的 (a)所示的繪案時的曝光量的分布如圖9所示。即，區域C(透光部120的形成區域) 的曝光量為100%，區域A(半透光部115的形成區域)的曝光量為50%，區域B(遮光部 110的形成區域)的曝光量為0% (未曝光)。半透光部的曝光量不限于上述值，例如可設為30%以上70%以下。如果在該范圍內，則抗蝕劑殘膜量作為蝕刻時的掩模不會產生不良狀況，能夠在明確保持抗蝕劑膜厚的部分與薄的部分之間的邊界的狀態下進行高精度的減膜。接著，如作為圖9的I-I截面圖的圖10的(a)所示，在以圖9所示的曝光分布進行了繪圖的情況下，區域B未曝光，針對區域A，調節繪圖時的曝光量，使得曝光/顯影后的膜厚為區域B的殘膜值的大約一半。對于區域C，給與在進行了抗蝕劑構圖時將將能夠完全去除抗蝕劑的曝光量。例如，作為此時的繪圖方法，利用激光繪圖機以曝光量100%的光量進行了區域C的繪圖之后，以曝光量50%左右的光量進行區域A的繪圖。關于區域A、區域 C的繪圖順序，誰在前都沒有關系。接著，如圖10的(b)所示，以具有膜厚差的方式對抗蝕劑膜103進行顯影。此時， 關于抗蝕劑膜103的膜厚，區域A是區域B的大約一半左右，區域C成為抗蝕劑膜103被完全去除的狀態。另外，雖然這里將半透光部115的形成區域(區域A)的曝光量設為50%， 但可根據期望的殘膜值在例如20% 80%左右的范圍內進行變更。通過這樣地變更曝光量，能夠使區域A在顯影后形成為期望的殘膜值。在本第1實施方式中，能夠這樣地通過一個工序連續地進行繪圖。(b)基于未解像圖案繪制的方法接著，說明另一個抗蝕劑圖案形成方法。在該方法中，也使用上述光掩模坯體10b， 利用激光繪圖機等進行繪圖。作為一例，如圖12所示，繪案具有遮光部圖案110a、 110b、透光部圖案120p以及半透光部圖案115p。在此，半透光部圖案115p是形成有由所使用的繪圖機的解像度極限以下的微細圖案(線和間隙line and space)構成的遮光圖案 11 和透射圖案11 的區域。例如，如果所使用的激光繪圖機的解像度極限為2. Ομπι，則可以將圖12中半透光部圖案115ρ中的透射圖案11 的間隙寬度設為小于2. Ομπι、將遮光圖案11 的線寬設為小于繪圖機的解像度極限以下的2. Ομπι。另外，對于線和間隙而言，能夠根據線寬為怎樣的值，來調節經由該圖案進行曝光時的曝光量，最終能夠控制形成半透光部115的部分處的抗蝕劑膜103的殘膜值。例如，可以將線寬設為小于繪圖機的解像度最小線寬的1/2，例如1/8 1/3。使用這樣的具有遮光部圖案110a、110b、透光部圖案120p以及半透光部圖案115p 的圖案的繪圖數據(圖12的圖案的情況下，例如優選利用由透光部圖案120p的數據和半透光部圖案115p的數據合成的一種數據)，進行一次繪圖。此時的曝光量為能夠使形成透光部120的區域的抗蝕劑膜103充分感光的曝光量。于是，在形成透光部120的區域(圖 11所示的區域C)中，抗蝕劑膜103得到充分感光，而在形成遮光部110的區域(圖11所示的區域B)中，抗蝕劑膜103處于未曝光(未進行曝光的)狀態。而且，由于在形成半透光部115的區域(圖11所示的區域A)中，繪圖機無法對所述遮光圖案11 進行解像，因而不能繪制其線寬，而作為整體，曝光量不足。即，在半透光部115的形成區域中，能夠得到與減小該形成區域整體的曝光量而對抗蝕劑膜103進行曝光相同的效果。在繪圖后利用預定的顯影液對其進行顯影時，在掩模坯體IOb上，形成了在遮光部110(區域B)和半透光部 115(區域A)中抗蝕劑膜103的殘膜值不同的第1抗蝕劑圖案103p(參照圖11的(b))。在半透光部115的形成區域中，實際的曝光量比能夠使抗蝕劑膜103完全感光的曝光量小，因而在對抗蝕劑膜103進行顯影時，抗蝕劑膜103不會完全溶解，以比未曝光的遮光部110中的抗蝕劑膜103薄的膜厚殘留下來。另外，在透光部120中，成為抗蝕劑膜103被完全去除的狀態。此外，具有2種以上的殘膜量的抗蝕劑圖案的形成方法不限于以上方法。也可以通過一邊進行繪圖機的光束掃描一邊根據掃描區域變更其強度的方法等、上述方法以外的方法，來實施曝光量隨抗蝕劑膜103的位置而不同的繪圖。(第1蝕刻工序)接著，如圖1的(c)所示，將所形成的第1抗蝕劑圖案103p作為掩模對遮光膜102 進行蝕刻，形成遮光膜圖案102p。關于遮光膜102的蝕刻，可通過噴射方式等手法向遮光膜 102供給上述鉻用蝕刻液，進行濕法蝕刻。此時，底層的半透光膜101作為蝕刻阻擋層發揮功能。圖1的(c)示出這樣地形成遮光膜圖案102p后的狀態。(第2蝕刻圖案形成工序)接著，對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜，使半透光部115的形成區域中的遮光膜 102露出。此時，在抗蝕劑膜103厚的遮光部110的形成區域中殘留抗蝕劑膜103。由此， 形成了覆蓋遮光部110的形成區域的第2抗蝕劑圖案104p。圖1的(d)例示出該狀態。可使第1抗蝕劑圖案103p灰化來進行第1抗蝕劑圖案103p的減膜。例如，產生氧(O2)氣等反應性氣體的等離子體，利用產生的活性氧將作為有機物的抗蝕劑分解成COx、 H2O等而去除，由此能夠進行減膜。當這樣地向第1抗蝕劑圖案103p供給活性氧時，能夠使構成抗蝕劑膜103的有機物分解而進行減膜。作為反應性氣體，例如可使用O3氣或&氣。 關于O3氣，例如，可通過公知的真空紫外線(Vacuum Ultra-Violet 以下稱作VUV)照射裝置、準分子UV燈、低壓汞燈等的光照射、等離子體照射，使空氣中的氧(O2)成為臭氧(03)， 從而產生O3氣。在此，活性氧除了 O3自身以外，例如還指包括等離子化的O3氣、02氣中包含的羥基 (H0 ·)、反應性氣體中存在的具有足夠與抗蝕劑膜103進行反應的活性的氧原子(0)在內的全部化學物質。但是，在如上所述通過供給活性氧來對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜的情況下， 有時由于第1抗蝕劑圖案103p的形狀，導致活性氧的供給量與消耗量的平衡在面內不均勻，從而減膜速度的面內均勻性降低。即，有時在第1抗蝕劑圖案103p稀疏的區域中，減膜速度相對地增大。對此，在本第1實施方式中，在抗蝕劑膜103露出較少的區域中，在露出具有消耗活性氧的效應的半透光膜101的狀態下，對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜。由此，消耗掉提供給第1抗蝕劑圖案103p的活性氧的一部分，無論抗蝕劑圖案的疏密，均能夠使活性氧的供給量與消耗量的平衡在面內變得均勻，能夠提高減膜速度的面內均勻性。圖4是表示本第1實施方式的第1抗蝕劑圖案103p的減膜原理的截面圖。在圖4中，(bl)表示減膜前的第1抗蝕劑圖案103p的結構，(b2)表示利用活性氧對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜的狀態，(b!3)表示將通過減膜而得到的第2抗蝕劑圖案104p作為掩模而形成轉印圖案后的狀態。如圖4所示，根據本第1實施方式，通過使半透光膜101露出地配置在稀疏區域中， 能夠抑制稀疏區域與密集區域中分別消耗的每單位面積的活性氧的消耗量之差。即，通過露出的半透光膜101，消耗掉提供給第1抗蝕劑圖案103p的活性氧的一部分。并且，能夠利用由半透光膜101消耗的每單位面積的活性氧的消耗量，補償對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜而消耗的每單位面積的活性氧的消耗量的面內差。結果，能夠提高減膜速度的面內均勻性，更準確地進行通過減膜而形成的第2抗蝕劑圖案104p的形狀控制。另外，半透光膜101所具有的活性氧的消耗效應，是通過使半透光膜101中含有的Si與活性氧反應、使得活性氧被Si捕捉而產生的，或者，是通過活性氧與半透光膜101表面之間產生的相互作用使得活性氧失去活性而產生的。(第2蝕刻工序)接著，將第2抗蝕劑圖案104p和露出的遮光膜102作為掩模，對半透光膜101進行蝕刻，形成半透光膜圖案ιο ρ，使透明基板100的一部分露出。半透光膜101的蝕刻可通過向半透光膜101供給氟(F)系的蝕刻液(或者蝕刻氣)來進行。圖1的(e)例示出這樣形成半透光膜圖案IOlp后的狀態。(第3蝕刻工序)接著，將第2抗蝕劑圖案104p作為掩模，進一步對遮光膜102進行蝕刻，使半透光膜101露出。遮光膜102的蝕刻可通過向遮光膜102供給前述的鉻用蝕刻液來進行。此時， 底層的半透光膜101作為蝕刻阻擋層發揮功能。圖1的(f)例示出實施了第3蝕刻工序后的狀態。(第2抗蝕劑圖案去除工序)然后，去除第2抗蝕劑圖案104p，完成本第1實施方式的多色調光掩模10的制造。 第2抗蝕劑圖案104p可通過使第2抗蝕劑圖案104p與剝離液等接觸來去除。圖1的(g) 例示出去除了第2抗蝕劑圖案后的狀態。由此，圖1的(g)所例示的多色調光掩模10的制造工序結束。圖1的(g)所示的多色調光掩模10例如可用于平板顯示器(FPD)用的薄膜晶體管(TFT)基板的制造等。其中，圖1的(g)例示出多色調光掩模的層疊構造，而實際的圖案不限于與之相同。多色調光掩模10具有的遮光部110、半透光部115以及透光部120構成為，對于具有例如i線 g線的范圍內的代表波長的曝光光，分別具有預定范圍內的透射率。即，構成為遮光部Iio對曝光光進行遮光(光透射率大致為0%)，透光部120使曝光光大致100% 透過。而且，半透光部115構成為，例如使曝光光的透射率降低至20% 80% (將足夠寬的透光部120的透射率設為100%。以下相同)，優選降低至30% 60%左右。另外，i線 (365nm)、h線G05nm)、g線G36nm)是汞(Hg)的主要發光光譜，這里所說的代表波長是指 i線、h線、g線中的任意一個波長。另外，更優選對于i線 g線中的任意一個波長都具有上述透射率。(2)針對被轉印體的圖案轉印方法圖2例示出通過使用了多色調光掩模10的圖案轉印工序形成在被轉印體30上的抗蝕劑圖案302p (實線部)的局部截面圖。抗蝕劑圖案302p是隔著多色調光掩模10向形成在被轉印體30上的作為被轉印抗蝕劑膜的正性抗蝕劑膜302 (虛線部和部分實線部)照射曝光光進行顯影而形成的。被轉印體30具有基板300和按順序層疊在基板300上的金屬薄膜、絕緣膜、半導體層等任意的被加工層301，假定在被加工層301上以均勻的厚度預先形成了正性抗蝕劑膜302。另外，構成被加工層301的各個層也可以構成為對于各個層的上層的蝕刻液(或者蝕刻氣)具有耐性。當隔著多色調光掩模10向正性抗蝕劑膜302照射曝光光時，曝光光不會透過遮光部110，此外，曝光光的光量按照半透光部115、透光部120的順序而階段性地增加。并且， 正性抗蝕劑膜302的膜厚在與遮光部110、半透光部115分別對應的區域中依次變薄，在與透光部120對應的區域中被去除。由此，在被轉印體30上形成膜厚階段性地變化的抗蝕劑圖案302p。在形成抗蝕劑圖案302p后，從表面側起依次進行蝕刻而去除在未被抗蝕劑圖案 302p覆蓋的區域(與透光部120對應的區域)中露出的被加工層301。然后，對抗蝕劑圖案302p進行灰化(減膜)，去除膜厚較薄的區域(與半透光部115對應的區域)，依次進行蝕刻而去除新露出的被加工層301。由此，通過使用膜厚階段性地變化的抗蝕劑圖案302p， 實施了現有的需要2個光掩模的工序，能夠削減掩模數量，能夠簡化光刻工序。(3)本第1實施方式的效果根據本第1實施方式，能夠起到以下所示的1個或多個效果。根據本第1實施方式，通過利用第1抗蝕劑圖案103p的減膜，能夠削減繪圖和顯影工序的次數。由此，能夠提高多色調光掩模10的生產性，降低制造成本。此外，在形成3 色調轉印圖案時，能夠防止2種(遮光膜構圖與半透光膜構圖)的圖案之間的位置偏差，因此，能夠抑制轉印圖案的形成精度的降低。此外，根據本第1實施方式，在進行抗蝕劑減膜工序時，在面內整體配置有與活性氧反應的物質或者介質。即，在抗蝕劑膜103的露出較少的透光部120中，使半透光膜101 露出，因此，如果該半透光膜101含有Si等能與活性氧反應的物質，則在面內所消耗的活性氧的量不會產生嚴重的不均勻。換言之，露出的半透光膜101代替第1抗蝕劑圖案103p而消耗掉所產生的活性氧的一部分。此外，半透光膜101優選由含有Mo等金屬材料和Si的材料構成。由此，能夠利用由半透光膜101消耗的每單位面積的活性氧的消耗量，補償對第1 抗蝕劑圖案103p進行減膜而消耗的每單位面積的活性氧的消耗量的面內差，同時對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜。此外，為了消耗掉提供給第1抗蝕劑圖案103p的活性氧的一部分，可通過使活性氧與半透光膜101接觸來進行。這是因為，通過利用半透光膜101中含有的Si捕捉活性氧或使活性氧失去活性，能夠消耗掉活性氧的一部分。由此，能夠局部地抑制稀疏區域的減膜速度，使之接近密集區域的減膜速度，能夠提高減膜速度的面內均勻性。 并且，能夠提高第2抗蝕劑圖案104p的形成精度，提高轉印圖案的形成精度。此外，根據本第1實施方式，能夠同時得到防止上述圖案之間的位置偏差和提高轉印圖案的形成精度這2個效果，因此能夠更有效地進行圖案的線寬控制。具體地說，圖案線寬不會遠離設計值，并且，不會出現設計值與實際線寬的差異(不是零的情況)的面內偏差。換言之，實際線寬不會相對于設計值向正側偏移或向負側偏移，而且，差異的趨勢在面內是固定的。即，半透光部與遮光部的重合精度得到提高，并且線寬的面內均勻性也能夠得到提高。因此，對于TFT基板的圖案等具有對稱性的圖案(例如在一個方向上按順序依次排列有透光部、遮光部、半透光部、遮光部、透光部，且位于半透光部的兩側的遮光部的線寬與半透光部相同的情況等)，能夠消除現有的方法中因利用2次繪圖引起的位置偏差而無法維持其對稱性的問題。此外，還能夠抑制由圖案疏密差和開口率引起的面內的線寬變動的偏差，因而，制造工序中對目標線寬的控制也變得容易。<本發明的第2實施方式>接著，使用圖3說明本發明的第2實施方式。在第1實施方式中，所述第1抗蝕劑圖案103p的減膜是在透光部120的形成區域中殘留半透光膜101、而使得該半透光膜101 露出的狀態下進行的，但在本第2實施方式中，通過在透光部120的形成區域中配置暫定的抗蝕劑圖案而使該抗蝕劑圖案露出，來進行第1抗蝕劑圖案103p的減膜。S卩，本第2實施方式與上述第1實施方式的不同點在于，在形成第1抗蝕劑圖案103p時，同時在透光部120 的形成區域中形成暫定圖案(暫定抗蝕劑圖案)103d，在通過構成暫定圖案103d的抗蝕劑膜103消耗一部分活性氧的同時對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜。以下，參照圖3詳細說明與上述第1實施方式的不同點。(1)多色調光掩模的制造方法(光掩模用坯體準備工序)在本第2實施方式的多色調光掩模10的制造工序中，如圖3的(a)所示，也使用與上述第1實施方式相同的光掩模坯體10b。(第1抗蝕劑圖案形成工序)采用與上述第1實施方式相同的手法，形成覆蓋遮光部110的形成區域和半透光部115的形成區域的第1抗蝕劑圖案。此時，在透光部120的形成區域形成暫定圖案103d。 暫定圖案103d雖然并非作為最終的構造體、即轉印圖案而殘留(不包含在所要得到的多色調光掩模10的轉印圖案中)，但在多色調光掩模10的制造工序中，能夠起到提高圖案形成精度的作用。該暫定圖案103d具有作為輔助圖案的作用，例如提高第2抗蝕劑圖案形成工序中的第1抗蝕劑圖案103p的減膜時的減膜速度的面內均勻性等。此外，優選的是，暫定圖案103d的線寬不要過大，使得在后述的暫定圖案103d的去除工序中，能夠與位于下層側的半透光膜101的熔析同時地迅速剝離(lift off)。即，對于暫定圖案103d，作為抗蝕劑圖案的線寬希望為1 μ m以下，優選為0. 5 μ m以下，更優選為 0. 1 μ m以下，作為相鄰的圖案與圖案的間隙部分希望為1 μ m以上，優選為2 μ m 4 μ m左右。即，如果以線和間隙形成暫定圖案103d，則優選將線部的線寬設為0. 01 μ m 1. 0 μ m， 更優選設為0. 01 μ m 0. 5 μ m，進一步優選設為0. 01 μ m 0. 1 μ m。此外，可將間隙部分設為Iym 4μπι左右。不過，暫定圖案103d不限于線和間隙，可將具有相同大小的圖案 (點圖案等)配置在透光部120的形成區域中。另外，在本第2實施方式中，將剝離(lift off)設為以下方式通過去除層疊的膜中的至少一個膜，能夠包含該膜在內將形成在該膜的上層的膜去除。例如，在透明基板上按順序依次形成有半透光膜、遮光膜以及抗蝕劑膜的情況下，通過蝕刻去除半透光膜，能夠通過剝離將遮光膜和抗蝕劑膜與半透光膜一起去除。此外，構成暫定圖案103d的抗蝕劑膜103的目的在于，調整對第1抗蝕劑圖案 103p進行減膜時的活性氧的供給，因此，在對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜時，需要使第1 抗蝕劑圖案103p成為存在于透光部120的形成區域中而露出表面的狀態，但是膜厚沒有特別限制。因此，如后所述，可以是與遮光部110的形成區域相同(相對厚)的膜厚，也可以是與半透光部115的形成區域相同(相對薄)的膜厚。在此，例如假定具有與遮光部110 的形成區域中的抗蝕劑膜103相同程度的厚度。圖3的(b)例示出形成具有暫定圖案103d 的第1抗蝕劑圖案103p后的狀態。(第1蝕刻工序)接著，采用與上述第1實施方式相同的手法，將所形成的第1抗蝕劑圖案103p作為掩模對遮光膜102進行蝕刻，形成遮光膜圖案102p。此時，還將暫定圖案103d作為掩模而形成暫定遮光膜圖案。圖3的(c)例示出形成遮光膜圖案102p后的狀態。(第2蝕刻圖案形成工序)接著，對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜，使半透光部115的形成區域中的遮光膜 102露出，形成覆蓋遮光部110的形成區域的第2抗蝕劑圖案104p。此時，在暫定圖案103d 中也對抗蝕劑膜103進行減膜。圖3的(d)例示出該狀態。與上述第1實施方式同樣，采用任意一種方法向第1抗蝕劑圖案103P提供活性氧來進行第1抗蝕劑圖案103P的減膜。在本第2實施方式中，在露出了具有與活性氧反應而消耗的效應的半透光膜101、并且在透光部120的形成區域中配置有暫定圖案103d的狀態下，對第1抗蝕劑圖案103p進行了減膜。由此，消耗掉提供給第1抗蝕劑圖案103p的活性氧的一部分，能夠進一步提高減膜速度的面內均勻性。圖5是表示本第2實施方式的第1抗蝕劑圖案103p的減膜原理的截面圖。在圖 5中，(bl)表示減膜前的第1抗蝕劑圖案103p的結構，(b2)表示利用活性氧對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜的狀態，(b3)表示將通過減膜而得到的第2抗蝕劑圖案104p作為掩模對遮光膜進行蝕刻而形成轉印圖案后的狀態。如圖5所示，根據本第2實施方式，通過在第 1抗蝕劑圖案103p原本稀疏的區域中配置暫定圖案103d，能夠使稀疏區域與密集區域中分別消耗的每單位面積的活性氧的消耗量均勻。即，利用構成暫定圖案103d的抗蝕劑膜103， 消耗所產生的活性氧的一部分。并且，能夠利用由暫定圖案103d的抗蝕劑膜103消耗的每單位面積的活性氧的消耗量，補償對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜而消耗的每單位面積的活性氧的消耗量的面內差。結果，能夠進一步提高減膜速度的面內均勻性，更準確地進行通過減膜而形成的第2抗蝕劑圖案104p的形狀控制。另外，由抗蝕劑膜103實現的活性氧的消耗，是指構成抗蝕劑膜103的材料與活性氧發生反應而分解，并且，該活性氧不能再與材料發生反應。(第2蝕刻工序)接著，采用與上述第1實施方式相同的手法，將第2抗蝕劑圖案104p和露出的遮光膜102作為掩模，對半透光膜101進行濕法蝕刻，形成半透光膜圖案101p。此時，暫定圖案103d是線寬較小的圖案，因此，在對位于其下層側的半透光膜101進行濕法蝕刻時，通過剝離從基板上去除半透光膜上層的膜。此時，暫定圖案103d下層的暫定遮光膜圖案也一并被去除。由此，形成露出了透明基板100的透光部120。圖3的(e)例示出該狀態。如上
17所述，能夠在第2蝕刻工序中消除暫定圖案103d，因此，不需要另外進行用于去除暫定圖案 103d的工序。此外，能夠形成具有預定透射率的透光部110。(第3蝕刻工序)接著，與上述第1實施方式相同，將第2抗蝕劑圖案104p作為掩模，進一步對遮光膜102進行蝕刻，使半透光膜101重新露出。圖3的(f)例示出實施了第3蝕刻工序后的狀態。(第2抗蝕劑圖案去除工序)然后，與上述第1實施方式相同，去除第2抗蝕劑圖案104p，完成本第2實施方式的多色調光掩模10的制造。圖3的(g)例示出去除了第2抗蝕劑圖案后的狀態。由此，圖3的(g)所例示的多色調光掩模10也具有與上述第1實施方式相同的形狀、光學特性等。(2)本第2實施方式的效果在本第2實施方式中，也能夠發揮與上述第1實施方式相同的效果。即，無論圖案形狀(疏密差、周邊開口率)如何，都能得到面內均勻性極高的減膜效果。此外，根據本第2實施方式，利用構成暫定圖案103d的抗蝕劑膜103，消耗掉提供給第1抗蝕劑圖案103p的活性氧的一部分。由此，能夠利用由構成暫定圖案103d的抗蝕劑膜103消耗的每單位面積的活性氧的消耗量，補償對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜而消耗的每單位面積的活性氧的消耗量的面內差，同時對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜。由此， 能夠進一步提高減膜速度的面內均勻性，能夠提高第2抗蝕劑圖案104p的形成精度。此外，根據本第2實施方式，在第2蝕刻工序中，通過位于暫定圖案103d的下層側的半透光膜101的濕法蝕刻，來剝離暫定圖案103d。由此，不需要另外進行用于去除暫定圖案103d的工序。此外，根據本第1實施方式，通過如上所述地消除暫定圖案103d，因此，能夠在不給預定的透光部110的透射率留下任何影響的情況下，形成所要得到的轉印圖案。<本發明的其它實施方式>以上，具體地說明了本發明的實施方式，但是，本發明不限于上述第1實施方式、 第2實施方式，可在不脫離其要旨的范圍內進行各種變更。在上述第1實施方式、第2實施方式中，假定為半透光膜101由例如MoSi等的鉬 (Mo)材料構成，但是，也可以由例如硅化鎢(WSi)、硅化鎳(NiSi)等其它包含金屬材料和硅 (Si)的材料構成。除此以外，也可以由硅合金、硅的氮化物、氧化物、碳化物等或者將它們與前述材料復合而成的材料構成。在上述第2實施方式中，假定為由多個細線構成暫定圖案103d，但是，暫定圖案 103d的形狀不限于此。例如也可以在透光部120的形成區域中存在多個點狀的暫定圖案 103d。在該情況下，優選的是，點的尺寸為不會給第2蝕刻工序中的暫定圖案103d的去除帶來障礙的尺寸。在上述第2實施方式中，假定為暫定圖案103d所具有的抗蝕劑膜103具備與遮光部110的形成區域中的抗蝕劑膜103相同程度的厚度，不過，暫定圖案103d所具有的抗蝕劑膜103的厚度也可以比其薄，例如可以是與半透光部115的形成區域中的抗蝕劑膜103 相同程度的厚度。在該情況下，在對第1抗蝕劑圖案103p進行減膜的期間去除暫定圖案103d的抗蝕劑膜103，在此后的第2蝕刻工序中消除暫定圖案103d時，能夠降低例如抗蝕劑材料再次附著到光掩模坯體IOb上的危險。在通過活性氧等活性物質進行抗蝕劑圖案的減膜時，因抗蝕劑圖案的疏密差而使得所消耗的活性物質的量不同，因此，本發明用于阻止產生減膜速度的面內不均勻。因此， 不僅能夠應用于等離子體灰化，而且能夠應用于具有上述課題的抗蝕劑灰化方法。例如，還能夠應用于使用了臭氧或活性氧的向抗蝕劑圖案供給臭氧水的灰化方法、向抗蝕劑圖案供給臭氧氣體的灰化方法、向抗蝕劑圖案照射紫外線或真空紫外線的灰化方法、或者將它們組合而成的灰化方法。例如，在使用了臭氧水的灰化方法中，可在2ppm 150ppm的范圍內調整臭氧水的濃度，可進行減膜量的調整。為了更加精確地控制減膜量，優選為2ppm 50ppm的范圍，更優選為2ppm 30ppm。通過將臭氧設為這樣的濃度，能夠容易地控制減膜量，能夠進行控制了線寬的更精確的抗蝕劑圖案的減膜。按照光掩模的每單位面積換算此時的臭氧水供給量時，成為 20. Oml/cm2 · min 0. IOml/cm2 · min 左右。更優選可設為 20. Oml/cm2 · min 0. 50ml/cm2 · min。如果為該范圍的供給量，則即使在臭氧濃度低的情況下，也能夠使活性氧的供給量成為過剩狀態，十分理想。此外，該供給量例如可通過將供給的臭氧水的量除以進行處理的光掩模坯體基板的面積來求出。此外，可通過利用了臭氧吸光度等的公知的測定裝置來測定臭氧濃度，能夠測定即將提供給抗蝕劑圖案之前的濃度。
權利要求
1.一種多色調光掩模的制造方法，該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轉印圖案，其特征在于，該制造方法通過以下工序來形成所述透光部、所述半透光部以及所述遮光部 準備光掩模坯體，該光掩模坯體是在所述透明基板上按順序依次層疊半透光膜、遮光膜以及抗蝕劑膜而得到的；對所述抗蝕劑膜實施繪圖和顯影，形成第1抗蝕劑圖案，該第1抗蝕劑圖案覆蓋所述遮光部的形成區域和所述半透光部的形成區域，且所述半透光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度比所述遮光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度薄； 第1蝕刻工序，將所述第1抗蝕劑圖案作為掩模進行蝕刻；以及第2蝕刻工序，使用對所述第1抗蝕劑圖案進行減膜而形成的第2抗蝕劑圖案進行蝕刻，并且，在所述透光部的形成區域中露出所述半透光膜或所述抗蝕劑膜的狀態下，進行所述第 1抗蝕劑圖案的減膜。
2.一種多色調光掩模的制造方法，該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轉印圖案，其特征在于，該制造方法具有以下工序準備光掩模坯體，該光掩模坯體是在所述透明基板上按順序依次層疊半透光膜、遮光膜以及抗蝕劑膜而得到的；對所述抗蝕劑膜實施繪圖和顯影，形成第1抗蝕劑圖案，該第1抗蝕劑圖案覆蓋所述遮光部的形成區域和所述半透光部的形成區域，且所述半透光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度比所述遮光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度薄；第1蝕刻工序，將所述第1抗蝕劑圖案作為掩模對所述遮光膜進行蝕刻，使所述半透光膜的一部分露出；對所述第1抗蝕劑圖案進行減膜，使所述半透光部的形成區域中的所述遮光膜露出， 形成覆蓋所述遮光部的形成區域的第2抗蝕劑圖案；第2蝕刻工序，將所述第2抗蝕劑圖案和露出的所述遮光膜作為掩模對所述半透光膜進行蝕刻，使所述透明基板的一部分露出；第3蝕刻工序，將所述第2抗蝕劑圖案作為掩模對露出的所述遮光膜進行蝕刻，使所述半透光膜的一部分露出；以及去除所述第2抗蝕劑圖案。
3.一種多色調光掩模的制造方法，該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轉印圖案，其特征在于，該制造方法通過以下工序來形成所述透光部、所述半透光部以及所述遮光部 準備光掩模坯體，該光掩模坯體是在所述透明基板上按順序依次層疊半透光膜、遮光膜以及抗蝕劑膜而得到的；對所述抗蝕劑膜實施繪圖和顯影，形成第1抗蝕劑圖案，該第1抗蝕劑圖案覆蓋所述遮光部的形成區域和所述半透光部的形成區域，且所述半透光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度比所述遮光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度薄； 第1蝕刻工序，將所述第1抗蝕劑圖案作為掩模進行蝕刻；以及第2蝕刻工序，使用對所述第1抗蝕劑圖案進行減膜而形成的第2抗蝕劑圖案進行蝕刻，并且，在形成所述第1抗蝕劑圖案的工序中，在所述透光部的形成區域中形成不包含在所述轉印圖案中的暫定抗蝕劑圖案，在所述第1蝕刻工序中，將所述暫定抗蝕劑圖案作為掩模，形成暫定遮光膜圖案， 在所述第2蝕刻工序中，去除所述暫定抗蝕劑圖案和所述暫定遮光膜圖案。
4.一種多色調光掩模的制造方法，該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轉印圖案，其特征在于，該制造方法具有以下工序準備光掩模坯體，該光掩模坯體是在所述透明基板上按順序依次層疊半透光膜、遮光膜以及抗蝕劑膜而得到的；對所述抗蝕劑膜實施繪圖和顯影，在所述透光部的形成區域中形成暫定抗蝕劑圖案， 并且，形成覆蓋所述遮光部的形成區域和所述半透光部的形成區域的第1抗蝕劑圖案，其中，在第1抗蝕劑圖案中，所述半透光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度比所述遮光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度薄；第1蝕刻工序，將所述第1抗蝕劑圖案和所述暫定抗蝕劑圖案作為掩模對所述遮光膜進行蝕刻，使所述半透光膜的一部分露出；對所述第1抗蝕劑圖案進行減膜，使所述半透光部的形成區域中的所述遮光膜露出， 形成覆蓋所述遮光部的形成區域的第2抗蝕劑圖案；第2蝕刻工序，將所述第2抗蝕劑圖案和露出的所述遮光膜作為掩模對所述半透光膜進行蝕刻，去除所述暫定抗蝕劑圖案，并且，使所述透光部的形成區域中的所述透明基板露出；第3蝕刻工序，將所述第2抗蝕劑圖案作為掩模對露出的所述遮光膜進行蝕刻，使所述半透光膜的一部分露出；以及去除所述第2抗蝕劑圖案。
5.根據權利要求4所述的多色調光掩模的制造方法，其特征在于， 通過與所述半透光膜的蝕刻相伴的剝離來去除所述暫定抗蝕劑圖案。
6.根據權利要求5所述的多色調光掩模的制造方法，其特征在于， 關于所述暫定抗蝕劑圖案的尺寸，線寬為Iym以下。
7.根據權利要求4 6中任意一項所述的多色調光掩模的制造方法，其特征在于， 所述暫定抗蝕劑圖案的膜厚與所述遮光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度相等。
8.根據權利要求4 6中任意一項所述的多色調光掩模的制造方法，其特征在于， 所述暫定抗蝕劑圖案的膜厚與所述半透光部的形成區域中的所述抗蝕劑膜的厚度相等。
9.根據權利要求1 6中任意一項所述的多色調光掩模的制造方法，其特征在于， 所述半透光膜由含硅的材料構成。
10.一種圖案轉印方法，其特征在于，該圖案轉印方法具有以下工序隔著通過權利要求1 9中任意一項所述的制造方法制造出的多色調光掩模，向形成在被轉印體上的被轉印抗蝕劑膜照射曝光光，由此將所述轉印圖案轉印到所述被轉印抗蝕劑膜上。
全文摘要
本發明提供多色調光掩模的制造方法和圖案轉印方法，既能利用抗蝕劑圖案的減膜來削減繪圖和顯影的次數，又能提高疏密部分之間的抗蝕劑圖案的減膜速度的面內均勻性。所述制造方法具有如下工序形成第1抗蝕劑圖案，該第1抗蝕劑圖案覆蓋遮光部的形成區域和半透光部的形成區域，且半透光部的形成區域中的抗蝕劑膜的厚度比遮光部的形成區域中的抗蝕劑膜的厚度薄；以及向第1抗蝕劑圖案供給活性氧，對第1抗蝕劑圖案進行減膜，其中，通過露出的半透光膜來消耗提供給第1抗蝕劑圖案的活性氧的一部分。
文檔編號G03F7/00GK102262354SQ20111013551
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月24日 優先權日2010年5月24日
發明者長島獎 申請人:Hoya株式會社