專利名稱：四級光掩模制造方法和其中所使用的光掩模坯料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于制造液晶顯示器(此后稱為LCD)等的薄膜晶體管(此后稱為TFT)的四級光掩模的制造方法，另外還涉及在這種制造方法中所使用的光掩模坯料。
背景技術：
例如日本未審查的專利申請公開物(JP-A)No.H09-146259(此后稱為專利文獻1)披露了一種多級的光掩模，其中透光率在多級，即三級或更多級改變。在形成光學元件的折射面或反射面時要用到多級光掩模。
專利文獻1中所披露的多級光掩模通過如下方式來制造。首先，在形成在透明襯底上的金屬化合物等的膜上形成抗蝕膜，并且對所述抗蝕膜進行曝光/寫入和顯影，由此形成第一抗蝕圖案。然后，使用第一抗蝕圖案作為掩模對金屬化合物等的膜進行蝕刻。之后，在金屬化合物等的膜上再次形成抗蝕膜，并且對所述抗蝕膜進行曝光/寫入和顯影，由此形成第二抗蝕圖案。然后，使用第二抗蝕圖案作為掩模對金屬化合物等的膜再次進行蝕刻。通過重復形成抗蝕圖案和蝕刻預定次數(shù)的金屬化合物等的膜，從而得到多級光掩模。

發(fā)明內容
然而，由于在專利文獻1所披露的多級光掩模制造方法中，蝕刻金屬化合物等的膜的次數(shù)與用于形成所述蝕刻的抗蝕圖案的曝光/寫入次數(shù)彼此相等，所以增加了曝光/寫入的次數(shù)。例如，為了制造適于在四個級別上改變透光率的四級光掩模，有必要進行三次曝光/寫入。
因此，本發(fā)明的目的在于，提出一種四級光掩模制造方法，其可通過光刻以較少次數(shù)寫入而制造四級光掩模，并且另外還提出在這種制造方法中所使用的光掩模坯料。
(第一方面)制造四級光掩模的方法包括遮光部分、光透射部分和具有不同透光率的第一與第二光半透射部分。所述方法包括準備光掩模坯料的步驟，其中以指定的順序在透明的襯底上形成由對彼此的蝕刻具有抗蝕性的材料制成的第一光半透射膜和遮光膜，并且在光掩模坯料的遮光膜上形成第一抗蝕圖案。第一抗蝕圖案具有與光透射部分和第二光半透射部分相對應的敞開區(qū)域。所述方法另外還包括如下步驟使用第一抗蝕圖案作為掩模來蝕刻遮光膜，然后蝕刻第一光半透射膜，之后將第一抗蝕圖案剝除。所述方法還進一步包括如下步驟在透明的襯底和遮光膜上形成第二光半透射膜，并且在第二光半透射膜上形成第二抗蝕圖案。第二抗蝕圖案具有與光透射部分和第一光半透射部分相對應的敞開區(qū)域。此外所述方法還包括如下步驟使用第二抗蝕圖案作為掩模來蝕刻第二光半透射膜和遮光膜，然后將第二抗蝕圖案去除，由此形成光透射部分、遮光部分、第一光半透射部分和第二光半透射部分。
(第二方面)制造四級光掩模的方法包括遮光部分、光透射部分和具有不同透光率的第一與第二光半透射部分。所述方法包括準備光掩模坯料的步驟，其中以指定的順序在透明的襯底上形成由對彼此的蝕刻具有抗蝕性的材料制成的第一光半透射膜和遮光膜，并且在光掩模坯料的遮光膜上形成第一抗蝕圖案。第一抗蝕圖案具有與光透射部分和第二光半透射部分相對應的敞開區(qū)域。所述方法另外還包括如下步驟使用第一抗蝕圖案作為掩模來蝕刻遮光膜，然后將第一抗蝕圖案剝除，之后使用遮光膜作為掩模來蝕刻第一光半透射膜。所述方法還進一步包括如下步驟在透明的襯底和遮光膜上形成第二光半透射膜，并且在第二光半透射膜上形成第二抗蝕圖案。第二抗蝕圖案具有與光透射部分和第一光半透射部分相對應的敞開區(qū)域。此外所述方法還包括如下步驟使用第二抗蝕圖案作為掩模來蝕刻第二光半透射膜和遮光膜，然后將第二抗蝕圖案去除，由此形成光透射部分、遮光部分、第一光半透射部分和第二光半透射部分。
(第三方面)在根據(jù)第一或第二方面的方法中，優(yōu)選第二光半透射膜由能夠通過與遮光膜的蝕刻相同的蝕刻而被蝕刻的材料制成。
(第四方面)在根據(jù)第一或第二方面的方法中，優(yōu)選第一光半透射膜由含有硅化鉬作為主要成分的材料制成，并且遮光膜和第二光半透射膜中的每一個都由含有鉻作為主要成分的材料制成。
(第五方面)在根據(jù)第一或第二方面的方法中使用光掩模坯料。所述光掩模坯料具有在透明襯底上的形成圖案的膜，所述膜包括堆疊在一起的第一光半透射膜和遮光膜，以及在所述形成圖案的膜上形成的第二光半透射膜。
(第六方面)制造四級光掩模的方法包括遮光部分、光透射部分和具有不同透光率的第一與第二光半透射部分。所述方法包括準備光掩模坯料的步驟，其中以指定的順序在透明的襯底上形成第一光半透射膜、第二光半透射膜和遮光膜。第一光半透射膜和遮光膜由使二者對第二光半透射膜的材料的蝕刻具有抗蝕性的材料制成。所述方法還包括在光掩模坯料的遮光膜上形成第一抗蝕圖案的步驟。第一抗蝕圖案具有與光透射部分和第一光半透射部分相對應的敞開區(qū)域。所述方法另外還包括如下步驟使用第一抗蝕圖案作為掩模來蝕刻遮光膜，然后蝕刻第二光半透射膜，之后將第一抗蝕圖案剝除。所述方法還進一步包括如下步驟形成具有與光透射部分和第二光半透射部分相對應的敞開區(qū)域的第二抗蝕圖案，并且使用第二抗蝕圖案作為掩模來蝕刻遮光膜和第一光半透射膜，然后將第二抗蝕圖案去除，由此形成光透射部分、遮光部分、第一光半透射部分和第二光半透射部分。
(第七方面)制造四級光掩模的方法包括遮光部分、光透射部分和具有不同透光率的第一與第二光半透射部分。所述方法包括準備光掩模坯料的步驟，其中以指定的順序在透明的襯底上形成第一光半透射膜、第二光半透射膜和遮光膜。第一光半透射膜和遮光膜由使二者對第二光半透射膜的材料的蝕刻具有抗蝕性的材料制成。所述方法還包括在光掩模坯料的遮光膜上形成第一抗蝕圖案的步驟。第一抗蝕圖案具有與光透射部分和第一光半透射部分相對應的敞開區(qū)域。所述方法另外還包括如下步驟使用第一抗蝕圖案作為掩模來蝕刻遮光膜，然后將第一抗蝕圖案剝除，之后使用遮光膜作為掩模來蝕刻第二光半透射膜。所述方法還進一步包括如下步驟形成具有與光透射部分和第二光半透射部分相對應的敞開區(qū)域的第二抗蝕圖案，并且使用第二抗蝕圖案作為掩模來蝕刻遮光膜和第一光半透射膜，然后將第二抗蝕圖案去除，由此形成光透射部分、遮光部分、第一光半透射部分和第二光半透射部分。
(第八方面)在根據(jù)第六或第七方面的方法中，優(yōu)選第一光半透射膜和遮光膜能夠通過相同的蝕刻劑而被蝕刻。
(第九方面)在根據(jù)第八方面的方法中，優(yōu)選第二光半透射膜由含有硅化鉬作為主要成分的材料制成，并且第一光半透射膜和遮光膜中的每一個都由含有鉻作為主要成分的材料制成。
(第十方面)在根據(jù)第六、七或九方面中的任一方面的方法中使用光掩模坯料。以指定的順序在透明的襯底上堆疊第一光半透射膜、第二光半透射膜和遮光膜。
根據(jù)本發(fā)明的第一至第四方面，以指定的順序在透明襯底上形成由對彼此的蝕刻具有抗蝕性的材料制成的第一光半透射膜和遮光膜，并且在所述遮光膜上形成有第二光半透射膜，其優(yōu)選由能夠通過與遮光膜的蝕刻相同的蝕刻而被蝕刻的材料制成。因此，通過對彼此的蝕刻具有抗蝕性的膜和對彼此的蝕刻不具有抗蝕性的膜的組合，可以采用光刻以減少的寫入次數(shù)來制造四級光掩模。
根據(jù)本發(fā)明的第六至第九方面，以指定的順序在透明襯底上形成第一光半透射膜、第二光半透射膜和遮光膜。第一光半透射膜和遮光膜由能夠采用相同的蝕刻而被蝕刻的材料制成，而第二光半透射膜由對第一光半透射膜和遮光膜的材料具有抗蝕性的材料制成。因此，通過對彼此的蝕刻具有抗蝕性的膜和對彼此的蝕刻不具有抗蝕性的膜的組合，可以采用光刻以減少的寫入次數(shù)來制造四級光掩模。


圖1A至1I為特別用于闡明按照根據(jù)本發(fā)明的四級光掩模制造方法中的第一實施方式的四級灰度掩模制造過程的視圖；圖2A和2B分別為通過圖1A至1I的制造過程而制造的四級灰度掩模的俯視圖和側剖視圖，其中圖2B一起示出了四級灰度掩模和轉印目標；圖3A至3G為特別用于闡明按照根據(jù)本發(fā)明的四級光掩模制造方法中的第二實施方式的四級灰度掩模制造過程的視圖；圖4A和4B分別為通過圖3A至3G的制造過程而制造的四級灰度掩模的俯視圖和側剖視圖，其中圖4B一起示出了四級灰度掩模和轉印目標。
具體實施例方式
下面將對照附圖對本發(fā)明的一些實施方式加以闡述。
(第一實施方式)圖1A至1I為特別地示出按照根據(jù)本發(fā)明的四級光掩模制造方法中的第一實施方式的四級灰度掩模制造過程的視圖。圖2A和2B分別為通過圖1A至1I的制造過程而制造的四級灰度掩模的俯視圖和側剖視圖。
在圖2A和2B中所示的灰度掩模10例如用于制造液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示板(PDP)等的薄膜晶體管(TFT)或濾色器，并且適于在轉印目標11上形成抗蝕圖案12，所述抗蝕圖案12的厚度逐步地或連續(xù)地變化。在圖2B中，符號19A、19B和19C分別指代在轉印目標11上堆疊的膜。也就是說，根據(jù)本實施方式，轉印目標11通過以指定的順序在襯底19上堆疊膜19A、19B和19C而形成。
灰度掩模10包括遮光部分13，其適于遮擋曝光光線(透光率幾乎為0％)；光透射部分14，其適于幾乎100％地透射曝光光線；第一光半透射部分15A和第二光半透射部分15B，其中的每一個都適于在使用灰度掩模10時將曝光光線的透光率減小到大約20％至50％。上述除了遮光部分13和光透射部分14之外還具有一個或多個光半透射部分的光掩模稱為灰度掩模。第一光半透射部分15A和第二光半透射部分15B具有不同的透光率，并且根據(jù)本實施方式，第一光半透射部分15A的透光率被設置得低于第二光半透射部分15B的透光率。因此，灰度掩模10被配置為四級灰度掩模，其中曝光光線的透光率在四個級別不同。
第一光半透射部分15A通過在諸如玻璃襯底的透明襯底16的表面上形成光半透射的第一光半透射膜17A來實現(xiàn)。第二光半透射部分15B通過在透明襯底16的表面上形成光半透射的第二光半透射膜17B來實現(xiàn)。遮光部分13通過以指定的順序在光透射的襯底16的表面上堆疊第一光半透射膜17A、遮光膜18和第二光半透射膜17B而形成。
第一光半透射膜17A是含有金屬和硅的薄膜，并且優(yōu)選是含有作為主要成分的硅化鉬(MoSi)的膜。例如，含有MoSi(MoSi2)、MoSiN、MoSiON、MoSiCON等等。第二光半透射膜17B和遮光膜18中的每一個都是含有作為主要成分的鉻的膜，其中鉻對于遮光膜18來說是優(yōu)選的，而氮化鉻、氧化鉻、氮氧化鉻、氟化鉻等對于第二光半透射膜17B來說是優(yōu)選的。第一光半透射部分15A的透光率基于對第一光半透射膜17A的材料和厚度的選取來設定。第二光半透射部分15B的透光率基于對第二光半透射膜17B的材料和厚度的選取來設定。遮光部分13的透光率基于對第一光半透射膜17A、第二光半透射膜17B和遮光膜18的材料和厚度的選取來設定。
在使用上述四級灰度掩模10時，曝光光線在遮光部分13不透射，曝光光線在第二光半透射部分15B減少，曝光光線在第一光半透射部分15A比在第二光半透射部分15B進一步減少。由此，被敷在轉印目標11上的抗蝕膜(正性光刻膠膜)形成下面的抗蝕圖案12?？刮g圖案12被如此配置在與遮光部分13相對應的部分處的抗蝕膜厚度T1最大，并且在與第一光半透射部分15A相對應的部分處的抗蝕膜厚度T2小于抗蝕膜厚度T1，但大于在與第二光半透射部分15B相對應的部分處的抗蝕膜厚度T3?？刮g圖案12在與光透射部分14相對應的部分處沒有抗蝕膜。
對具有上述抗蝕圖案12的轉印目標11進行如下處理。首先，在抗蝕圖案12的沒有抗蝕膜的部分處(與光透射部分14相對應的部分)，例如對轉印目標11上的膜19A、19B和19C進行第一次蝕刻。接著，通過灰化等將抗蝕圖案12的抗蝕膜厚度為T3的部分(與第二光半透射部分15B相對應的部分)去除，在所述部分處，例如對轉印目標11上的膜19B和19C進行第二次蝕刻。然后，通過灰化等將抗蝕圖案12的抗蝕膜厚度為T2的部分(與第一光半透射部分15A相對應的部分)去除，在所述部分處，例如對轉印目標11上的膜19C進行第三次蝕刻。通過這種方式，只用單個的灰度掩模10即可進行與采用三個慣常的光掩模實現(xiàn)的處理相當?shù)奶幚?，由此減少了掩模的數(shù)量。
現(xiàn)在將參照圖1A至1I對制造上述四級灰度掩模10的制造過程加以闡述。
首先，以指定的順序在透明襯底16的表面上形成第一光半透射膜17A和遮光膜18，由此形成和準備光掩模坯料20(圖1A)。第一光半透射膜17A和遮光膜18中的每一個在灰度掩模10的制造過程中都具有對另一個的蝕刻的抗蝕性。例如，第一光半透射膜17A由對鉻蝕刻氣體或液體具有抗蝕性的材料制成，而遮光膜18由對MoSi蝕刻氣體或液體具有抗蝕性的材料制成。
然后，在光掩模坯料20的遮光膜18上形成抗蝕膜(正性光刻膠膜)，并且利用電子束或激光寫入設備將所述抗蝕膜曝光/寫入并隨后顯影，由此形成第一抗蝕圖案21(圖1B)。第一抗蝕圖案21被形成的形狀具有與將被制造的灰度掩模10的光透射部分14和第二光半透射部分15B相對應的敞開區(qū)域。
之后，使用鉻蝕刻氣體或液體并使用第一抗蝕圖案21作為掩模對形成有第一抗蝕圖案21的光掩模坯料20的遮光膜18進行干式蝕刻或濕式蝕刻(圖1C)。通過所述蝕刻，遮光膜18被形成遮光膜圖案22。由于第一光半透射膜17A具有對鉻蝕刻氣體或液體的抗蝕性，所以很難在遮光膜18的蝕刻期間對第一光半透射膜17A進行蝕刻。
在形成遮光膜圖案22之后，將第一抗蝕圖案21剝除(圖1D)。然后，使用MoSi蝕刻氣體或液體并使用遮光膜圖案22作為掩模對第一光半透射膜17A進行干式蝕刻或濕式蝕刻，由此形成第一光半透射膜圖案23(圖1E)。可以在以后將圖1D中的第一抗蝕圖案21剝除。也就是說，可以規(guī)定，在形成遮光膜圖案22之后，通過使用第一抗蝕圖案21和遮光膜圖案22作為掩模對第一光半透射膜17A進行干式蝕刻或濕式蝕刻，由此形成第一光半透射膜圖案23，然后將第一抗蝕圖案21剝除。由于遮光膜18具有對MoSi蝕刻氣體或液體的抗蝕性，所以在第一光半透射膜17A的蝕刻期間不會對遮光膜18進行蝕刻。利用例如含有從氫氟酸、硅氫氟酸和氟化氫銨中選取的至少一種氟化合物和從過氧化氫、硝酸和硫酸中選取的至少一種氧化劑的蝕刻液體作為MoSi蝕刻液體。
在形成上述第一光半透射膜圖案23之后，在遮光膜18和被曝光的透明襯底16上形成第二光半透射膜17B，由此形成另一光掩模坯料24(圖1F)。第二光半透射膜17B由能夠通過與遮光膜18的蝕刻相同的蝕刻而被蝕刻的材料制成。因此，第二光半透射膜17B和遮光膜18中的每一個都僅具有對另一個的蝕刻的小的抗蝕性。如圖1E和1F所示，對光掩模坯料24進行如此配置，從而在透明襯底16上堆疊的第一光半透射膜17A和遮光膜18被分別形成第一光半透射膜圖案23和遮光膜圖案22，并且在這些形成圖案的膜上形成第二光半透射膜17B。
然后，在光掩模坯料24的第二光半透射膜17B上形成抗蝕膜，并且以與上述相同的方式對所述抗蝕膜進行曝光/寫入和顯影，由此形成第二抗蝕圖案25(圖1G)。第二抗蝕圖案25被形成的形狀具有與光透射部分14和第一光半透射部分15A相對應的敞開區(qū)域。
之后，使用鉻蝕刻氣體或液體并使用第二抗蝕圖案25作為掩模對第二光半透射膜17B和遮光膜18進行干式蝕刻或濕式蝕刻(圖1H)。然后，通過將余下的第二抗蝕圖案25去除(剝除)，得到四級灰度掩模10，所述四級灰度掩模10具有堆疊在一起的光透射部分14、通過第一光半透射膜17A形成的第一光半透射部分15A、通過第二光半透射膜17B形成的第二光半透射部分15B、通過第一光半透射膜17A、遮光部分18和第二光半透射膜17B形成的遮光部分13(圖1I)。
根據(jù)前述實施方式得到下面的效果。根據(jù)灰度掩模10的制造過程，以指定的順序在光透射的襯底16上形成由對彼此的蝕刻具有抗蝕性的材料制成的第一光半透射膜17A和遮光膜18，并且在所述遮光膜18上形成有第二光半透射膜17B，所述第二光半透射膜17B由能夠通過與遮光膜18的蝕刻相同的蝕刻而被蝕刻的材料制成。因此，通過對彼此的蝕刻具有大的抗蝕性的膜和對彼此的蝕刻具有相對小的抗蝕性的膜的組合，可以將通過光刻的寫入的次數(shù)減少至兩次來制造四級光掩模10。
(第二實施方式)圖3A至3G為示出按照根據(jù)本發(fā)明的四級光掩模制造方法中的第二實施方式的四級灰度掩模制造過程的視圖。圖4A和4B分別為通過圖3A至3G的制造過程而制造的四級灰度掩模的俯視圖和側剖視圖。根據(jù)第二實施方式，相同的符號指代與前述第一實施方式中的那些部分相同的部分，因此省去其說明。
在圖4A和4B中所示的灰度掩模30同樣也例如用于制造液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示板(PDP)等的薄膜晶體管(TFT)或濾色器，并且適于在轉印目標31上形成抗蝕圖案32，所述抗蝕圖案32的厚度逐步地或連續(xù)地變化。
灰度掩模30包括遮光部分33，其適于遮擋曝光光線(透光率幾乎為0％)；光透射部分34，其適于幾乎100％地透射曝光光線；第一光半透射部分35A和第二光半透射部分35B，其中的每一個都適于在使用灰度掩模30時將曝光光線的透光率減小到大約20％至50％。第一光半透射部分35A和第二光半透射部分35B具有不同的透光率，并且根據(jù)本實施方式，第一光半透射部分35A的透光率被設置得高于第二光半透射部分35B的透光率。因此，如同第一實施方式的灰度掩模10，灰度掩模30同樣也是四級灰度掩模，其中曝光光線的透光率在四個級別不同。
第一光半透射部分35A通過在諸如玻璃襯底的透明襯底16的表面上形成光半透射的第一光半透射膜37A來實現(xiàn)。第二光半透射部分35B通過在透明襯底16的表面上堆疊第一光半透射膜37A和光半透射的第二光半透射膜37B來實現(xiàn)。遮光部分33通過以指定的順序在透明襯底16的表面上堆疊第一光半透射膜37A、第二光半透射膜37B和遮光膜38而形成。
第二光半透射膜37B是含有金屬和硅的薄膜，并且優(yōu)選是含有作為主要成分的硅化鉬(MoSi)的膜。例如，含有MoSi(MoSi2)、MoSiN、MoSiON、MoSiCON等等。第一光半透射膜37A和遮光膜38中的每一個都是含有作為主要成分的鉻的膜，其中鉻對于遮光膜38來說是優(yōu)選的，而氮化鉻、氧化鉻、氮氧化鉻、氟化鉻等對于第一光半透射膜37A來說是優(yōu)選的。第一光半透射部分35A的透光率基于對第一光半透射膜37A的材料和厚度的選取來設定。第二光半透射部分35B的透光率基于對第一光半透射膜37A和第二光半透射膜37B的材料和厚度的選取來設定。
在使用上述四級灰度掩模30時，曝光光線在遮光部分33不透射，曝光光線在第一光半透射部分35A減少，曝光光線在第二光半透射部分35B比在第一光半透射部分35A進一步減少。由此，被敷在轉印目標31上的抗蝕膜(正性光刻膠膜)形成下面的抗蝕圖案32?？刮g圖案32被如此配置在與遮光部分33相對應的部分處的抗蝕膜厚度T11最大，并且在與第二光半透射部分35B相對應的部分處的抗蝕膜厚度T12小于抗蝕膜厚度T11，但大于在與第一光半透射部分35A相對應的部分處的抗蝕膜厚度T13?？刮g圖案32在與光透射部分34相對應的部分處沒有抗蝕膜。
對具有上述抗蝕圖案32的轉印目標31進行如下處理。首先，在抗蝕圖案32的沒有抗蝕膜的部分處(與光透射部分34相對應的部分)，例如對轉印目標31上的膜19A、19B和19C進行第一次蝕刻。接著，通過灰化等將抗蝕圖案32的抗蝕膜厚度為T13的部分(與第一光半透射部分35A相對應的部分)去除，在所述部分處，例如對轉印目標31上的膜19B和19C進行第二次蝕刻。然后，通過灰化等將抗蝕圖案32的抗蝕膜厚度為T12的部分(與第二光半透射部分35B相對應的部分)去除，在所述部分處，例如對轉印目標31上的膜19C進行第三次蝕刻。通過這種方式，只用單個的灰度掩模30即可進行與采用三個慣常的光掩模實現(xiàn)的那些處理相當?shù)奶幚?，由此減少了掩模的數(shù)量。
現(xiàn)在將參照圖3A至3G對制造上述四級灰度掩模30的制造過程加以闡述。
首先，以指定的順序在透明襯底16的表面上形成第一光半透射膜37A、第二光半透射膜37B和遮光膜38，由此形成和準備光掩模坯料40(圖3A)。第二光半透射膜37B和遮光膜38中的每一個在灰度掩模30的制造過程中都具有對另一個的蝕刻的抗蝕性。例如，第二光半透射膜37B由對鉻蝕刻氣體或液體的抗蝕性的材料制成，而遮光膜38由對MoSi蝕刻氣體或液體具有抗蝕性的材料制成。第一光半透射膜37A由能夠通過與遮光膜38的蝕刻相同的蝕刻而被蝕刻的材料制成。因此，第一光半透射膜37A和遮光膜38中的每一個都僅有對另一個的蝕刻的小的抗蝕性。
然后，在光掩模坯料40的遮光膜38上形成抗蝕膜(正性光刻膠膜)，并且利用電子束或激光寫入設備將所述抗蝕膜曝光/寫入并隨后顯影，由此形成第一抗蝕圖案41(圖3B)。第一抗蝕圖案41被形成的形狀具有與有將制造的灰度掩模30的光透射部分34和第一光半透射部分35A相對應的敞開區(qū)域。
之后，使用鉻蝕刻氣體或液體并使用第一抗蝕圖案41作為掩模對形成有第一抗蝕圖案41的光掩模坯料40的遮光膜38進行干式蝕刻或濕式蝕刻(圖3C)。通過所述蝕刻，遮光膜38被形成遮光膜圖案42。由于第二光半透射膜37B具有對鉻蝕刻氣體或液體的抗蝕性，所以防止了在遮光膜38的蝕刻期間使得第二光半透射膜37B被蝕刻。
在形成遮光膜圖案42之后，將第一抗蝕圖案41剝除，然后，使用MoSi蝕刻氣體或液體并使用遮光膜圖案42作為掩模對第二光半透射膜37B進行干式蝕刻或濕式蝕刻，由此形成第二光半透射膜圖案43(圖3D)。根據(jù)本實施方式，同樣也可以在以后將第一抗蝕圖案41剝除。也就是說，可以規(guī)定，在形成遮光膜圖案42之后，通過使用第一抗蝕圖案41和遮光膜圖案42作為掩模對第二光半透射膜37B進行干式蝕刻或濕式蝕刻，由此形成第二光半透射膜圖案43，然后將第一抗蝕圖案41剝除。由于遮光膜38和第一光半透射膜37A中的每一個都具有對MoSi蝕刻氣體或液體的抗蝕性，所以防止了所述這些膜在第二光半透射膜37B的蝕刻期間被蝕刻。
在形成上述第二光半透射膜圖案43之后，在遮光膜38和被曝光的第一光半透射膜37A上形成抗蝕膜。然后以與上述相同的方式對所述抗蝕膜進行曝光/寫入和顯影，由此形成第二抗蝕圖案44(圖3E)。第二抗蝕圖案44被形成的形狀具有與光透射部分34和第二光半透射部分35B相對應的敞開區(qū)域。
之后，使用鉻蝕刻氣體或液體并使用第二抗蝕圖案44作為掩模對遮光膜38和第一光半透射膜37A進行干式蝕刻或濕式蝕刻(圖3F)。然后，通過將余下的第二抗蝕圖案44去除(剝除)，得到四級灰度掩模30，所述四級灰度掩模30具有堆疊在一起的光透射部分34、通過第一光半透射膜37A形成的第一光半透射部分35A、通過堆疊在一起的第一光半透射膜37A和第二光半透射膜37B形成的第二光半透射部分35B、通過堆疊在一起的第一光半透射膜37A、第二光半透射膜37B和遮光膜38形成的遮光部分33(圖3G)。
根據(jù)前述實施方式得到下面的效果。根據(jù)灰度掩模30的制造過程，以指定的順序在透明的襯底16上形成第一光半透射膜37A、第二光半透射膜37B和遮光膜38，其中所述第一光半透射膜37A和遮光膜38由能夠通過同樣的蝕刻而被蝕刻的材料制成，而第二光半透射膜37B由對第一光半透射膜37A和遮光膜38的材料的蝕刻具有抗蝕性的材料制成。因此，通過對彼此的蝕刻具有抗蝕性的膜和對彼此的蝕刻不具有抗蝕性的膜的組合，可以將采用光刻的寫入的次數(shù)減少至兩次來制造四級光掩模30。
盡管已經(jīng)借助于兩個實施方式對本發(fā)明加以闡述，但本發(fā)明不限于此。
權利要求
1.一種制造四級光掩模的方法，所述四級光掩模包括遮光部分、光透射部分和具有不同透光率的第一與第二光半透射部分，所述方法包括如下步驟準備光掩模坯料，其中以指定的順序在透明的襯底上形成由對彼此的蝕刻具有抗蝕性的材料制成的第一光半透射膜和遮光膜；在所述光掩模坯料的所述遮光膜上形成第一抗蝕圖案，所述第一抗蝕圖案具有與所述光透射部分和所述第二光半透射部分相對應的敞開區(qū)域；使用所述第一抗蝕圖案作為掩模來蝕刻所述遮光膜，然后蝕刻所述第一光半透射膜，之后將所述第一抗蝕圖案剝除；在所述透明的襯底和所述遮光膜上形成第二光半透射膜；在所述第二光半透射膜上形成第二抗蝕圖案，所述第二抗蝕圖案具有與所述光透射部分和所述第一光半透射部分相對應的敞開區(qū)域；和使用所述第二抗蝕圖案作為掩模來蝕刻所述第二光半透射膜和所述遮光膜，然后將所述第二抗蝕圖案去除，由此形成所述光透射部分、所述遮光部分、所述第一光半透射部分和所述第二光半透射部分。
2.一種制造四級光掩模的方法，所述四級光掩模包括遮光部分、光透射部分和具有不同透光率的第一與第二光半透射部分，所述方法包括如下步驟準備光掩模坯料，其中以指定的順序在透明的襯底上形成由對彼此的蝕刻具有抗蝕性的材料制成的第一光半透射膜和遮光膜；在所述光掩模坯料的所述遮光膜上形成第一抗蝕圖案，所述第一抗蝕圖案具有與所述光透射部分和所述第二光半透射部分相對應的敞開區(qū)域；使用所述第一抗蝕圖案作為掩模來蝕刻所述遮光膜，然后將所述第一抗蝕圖案剝除，之后使用所述遮光膜作為掩模來蝕刻所述第一光半透射膜；在所述透明的襯底和所述遮光膜上形成第二光半透射膜；在所述第二光半透射膜上形成第二抗蝕圖案，所述第二抗蝕圖案具有與所述光透射部分和所述第一光半透射部分相對應的敞開區(qū)域；和使用所述第二抗蝕圖案作為掩模來蝕刻所述第二光半透射膜和所述遮光膜，然后將所述第二抗蝕圖案去除，由此形成所述光透射部分、所述遮光部分、所述第一光半透射部分和所述第二光半透射部分。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中所述第二光半透射膜由能夠通過與所述遮光膜的蝕刻相同的蝕刻而被蝕刻的材料制成。
4.如權利要求1或2所述的方法，其中所述第一光半透射膜由含有硅化鉬作為主要成分的材料制成，并且所述遮光膜和所述第二光半透射膜中的每一個都由含有鉻作為主要成分的材料制成。
5.用在如權利要求1或2所述的方法中的光掩模坯料，所述光掩模坯料具有在所述透明的襯底上的形成圖案的膜，所述形成圖案的膜包括堆疊在一起的所述第一光半透射膜和所述遮光膜，以及在所述形成圖案的膜上形成的第二光半透射膜。
6.一種制造四級光掩模的方法，所述四級光掩模包括遮光部分、光透射部分和具有不同透光率的第一與第二光半透射部分，所述方法包括如下步驟準備光掩模坯料，其中以指定的順序在透明的襯底上形成第一光半透射膜、第二光半透射膜和遮光膜，所述第一光半透射膜和所述遮光膜由使二者對所述第二光半透射膜的材料的蝕刻具有抗蝕性的材料制成；在所述光掩模坯料的所述遮光膜上形成第一抗蝕圖案，所述第一抗蝕圖案具有與所述光透射部分和所述第一光半透射部分相對應的敞開區(qū)域；使用所述第一抗蝕圖案作為掩模來蝕刻所述遮光膜，然后蝕刻所述第二光半透射膜，之后將所述第一抗蝕圖案剝除；形成具有與所述光透射部分和所述第二光半透射部分相對應的敞開區(qū)域的第二抗蝕圖案；和使用所述第二抗蝕圖案作為掩模來蝕刻所述遮光膜和所述第一光半透射膜，然后將所述第二抗蝕圖案去除，由此形成所述光透射部分、所述遮光部分、所述第一光半透射部分和所述第二光半透射部分。
7.一種制造四級光掩模的方法，所述四級光掩模包括遮光部分、光透射部分和具有不同透光率的第一與第二光半透射部分，所述方法包括如下步驟準備光掩模坯料，其中以指定的順序在透明的襯底上形成第一光半透射膜、第二光半透射膜和遮光膜，所述第一光半透射膜和所述遮光膜由使二者對所述第二光半透射膜的材料的蝕刻具有抗蝕性的材料制成；在所述光掩模坯料的所述遮光膜上形成第一抗蝕圖案，所述第一抗蝕圖案具有與所述光透射部分和所述第一光半透射部分相對應的敞開區(qū)域；使用所述第一抗蝕圖案作為掩模來蝕刻所述遮光膜，然后將所述第一抗蝕圖案剝除，之后使用所述遮光膜作為掩模來蝕刻所述第二光半透射膜；形成具有與所述光透射部分和所述第二光半透射部分相對應的敞開區(qū)域的第二抗蝕圖案；和使用所述第二抗蝕圖案作為掩模來蝕刻所述遮光膜和所述第一光半透射膜，然后將所述第二抗蝕圖案去除，由此形成所述光透射部分、所述遮光部分、所述第一光半透射部分和所述第二光半透射部分。
8.如權利要求6或7所述的方法，其中所述第一光半透射膜和所述遮光膜可通過相同的蝕刻劑被蝕刻。
9.如權利要求8所述的方法，其中所述第二光半透射膜由含有硅化鉬作為主要成分的材料制成，并且所述第一光半透射膜和所述遮光膜中的每一個都由含有鉻作為主要成分的材料制成。
10.用在如權利要求6、7和9中任一項所述的方法中的光掩模坯料，其中以指定的順序在所述透明的襯底上堆疊所述第一光半透射膜、所述第二光半透射膜和所述遮光膜。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的制造方法，以指定的順序在透明襯底上形成第一光半透射膜和遮光膜，其由每個都具有對另一個的蝕刻的抗蝕性的材料制成，并且在所述遮光膜上形成有第二光半透射膜，其優(yōu)選由能夠通過與遮光膜的蝕刻相同的蝕刻而被蝕刻的材料制成。因此，通過每個都具有對另一個的蝕刻的抗蝕性的膜和每個都沒有對另一個的蝕刻的抗蝕性的膜的組合，可以以減少的采用光刻的寫入次數(shù)來制造四級光掩模。
文檔編號G03F1/50GK101025564SQ20071008413
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權日2006年2月20日
發(fā)明者佐野道明 申請人:Hoya株式會社