專利名稱：光掩模和光掩模的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及各種電子器件的制造中使用的光掩模和制造這樣的光掩 模的光掩模的制造方法。
須指出的是，作為各種電子器件，列舉以平板顯示(FPD)裝置為代 表的顯示裝置，特別是液晶顯示裝置(LCD)等。本發(fā)明涉及在它們的制 造中，例如薄膜晶體管(TFT)和濾色器(CF)等的形成中有用的光掩模 和制造這樣的光掩模的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，在液晶顯示裝置(LCD)的領(lǐng)域中，具備薄膜晶體管(ThinFilm Transistor:以下稱作TFT)的液晶顯示裝置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display:以下稱作TFT-LCD)，由于與CRT (陰極射線管)相比而 易于薄型化且耗電低的優(yōu)點，所以其商品化急速進展。
TFT-LCD具有以下概略構(gòu)造，即，與排列為矩陣狀的各象素對應(yīng)排列 TFT的構(gòu)造的TFT襯底、和與各象素對應(yīng)排列紅、綠和藍的象素圖案的濾 色器，在夾著液晶層的狀態(tài)下被重疊。在這樣的TFT-LCD的制造中，制 造步驟數(shù)多，僅TFT襯底而言就要使用5到6個光掩模來進行制造。
在這樣的狀況下，提出使用4個光掩模制造TFT襯底的方法。該制造 方法使用具有遮光部、透光部和曝光光的一部分透過的半透光部(以下也 稱作灰色調(diào)部)的多灰度的光掩模(以下也稱作灰色調(diào)掩模)，能削減使 用的光掩模的個數(shù)。在灰色調(diào)掩模中除不僅具有遮光部、透光部并且具有 1種半透光部的這樣的三灰度的掩膜外，也能是具有給定的多個透過率的 4灰度以上的掩膜。
這里，半透光部是指使用光掩模在被復(fù)制體復(fù)制圖案時，把曝光光 減少給定量而使其一部分透光，并在曝光、顯影后，在被復(fù)制體上的抗蝕
劑膜上形成的抗蝕圖上的殘膜量(厚度)按照與透光部或遮光部對應(yīng)的部 分不同的方式迸行控制的部分。該部分的曝光光透過率在透光部為100% 時，例如能為10% 80%。據(jù)此，對于使用該光掩模，把圖案復(fù)制到被復(fù) 制體時形成的被復(fù)制體上的抗蝕劑膜，該部分的抗蝕劑殘膜量對于使用陽 性抗蝕劑時的遮光部或者使用陰性抗蝕劑時的透光部的抗蝕劑膜厚，例如
能為10%~80%。這樣的半透光部，能夠透光在透明襯底上形成半透光膜
來形成。這里，半透光膜是指曝光光的一部分透過的膜，通過對相對于由 曝光機的曝光條件決定的曝光波長或曝光機的析像度為足夠?qū)挼拿娣e的 膜的曝光光的透過率，能規(guī)定其透過特性。透明襯底的曝光光透過率為
100%時，在透明襯底上形成所述半透光膜，該足夠?qū)挼拿娣e的部分的透過 率在該膜固有的透過率的意思上，能作為膜透過率。
下面，說明使用這樣的灰色調(diào)掩模的TFT襯底的制造步驟。首先，在 玻璃襯底上形成柵極用金屬膜，通過使用光掩模的光刻工藝，形成柵極。 然后，形成柵絕緣膜、第一半導(dǎo)體膜(a-Si)、第二半導(dǎo)體膜(N+a-Si)、源 極漏極用金屬膜和正片型光致抗蝕劑膜。接著，使用灰色調(diào)掩模，把正片 型光致抗蝕劑膜曝光，顯影，覆蓋TFT溝道部形成區(qū)域、源極漏極形成區(qū) 域和數(shù)據(jù)線形成區(qū)域，并且在TFT溝道部形成區(qū)域，接照抗蝕劑膜厚比源 極漏極形成區(qū)域更薄的方式，形成第一抗蝕圖。
接著，把第一抗蝕圖作為掩模，蝕刻源極漏極金屬膜、第一半導(dǎo)體膜 和第二半導(dǎo)體膜。然后，通過基于氧的灰化，除去TFT溝道部形成區(qū)域的
薄的抗蝕劑膜，形成第二抗蝕圖。然后，把該第二抗蝕圖作為掩模，蝕刻 源極漏極用金屬膜，形成源極和漏極，接著，蝕刻第二半導(dǎo)體膜，把最后 殘存的第二抗蝕圖剝離。這樣，使用比以往更少的光掩模來制造TFT襯底 的工序，在非專利文獻1 (月刊FPD < y亍U ^工1999.5)中被公開。

發(fā)明內(nèi)容
可是，在所述的灰色調(diào)掩模中，能通過濺射等眾所周知的成膜方法， 形成遮光膜、半透光膜。這里，通過選擇適當(dāng)?shù)哪そM成和膜厚，能取得對 曝光光的必要的遮光性、半透光性。在遮光膜，用一層形成遮光部時，為 一層，用與半透光膜的層疊形成時，還層疊蝕刻停止部等功能性的膜進行
形成時，優(yōu)選是合計光學(xué)濃度為3.0以上。而在半透光部，在成膜中使用 為了取得給定的透光光透過率而選擇的膜素材?？墒?，用于液晶裝置的襯
底是一邊300mm以上的大型物，最近大型化的傾向顯著。 一邊超過 1000mm的襯底不少，在不久的將來預(yù)定實施的第IO代的襯底中， 一邊成 為2000mm附近。對于這樣的大型襯底，難以形成均一的膜厚的膜。例如， 無法完全避免隨著濺射靶和被成膜襯底的相對位置而在形成的膜產(chǎn)生膜 厚傾斜的情況。 一邊旋轉(zhuǎn)濺射靶或襯底， 一邊成膜時，也存在以旋轉(zhuǎn)軸為 中心而產(chǎn)生膜厚變動之虞。并且，在根據(jù)成膜材料而使用多個濺射靶時， 按照各濺射靶和被成膜襯底的相對距離，有時在膜組成上產(chǎn)生傾斜。
而在以液晶制造裝置為代表的顯示裝置制造用光掩模中，主要在i線 到g線的波長范圍內(nèi)，使用給定波長區(qū)域作為曝光波長進行曝光。這里， 光掩模上形成的圖案尺寸近年具有微細化的傾向。例如，在薄膜晶體管 (TFT)制造用的光掩模中，由半透光部形成相當(dāng)于溝道部的部分，把隔 著它相鄰的相當(dāng)于源極、漏極的部分作為遮光部進行形成。為了提高液晶 的動作速度，或者提高亮度，溝道部的尺寸微細化(例如低于3um，低 于2ym)。由遮光部夾著的半透光部在曝光機的析像度下，在與遮光部的 邊界，受到遮光部的影響，表現(xiàn)比半透光膜的固有的透過率更低的透過率， 或者在與透光部的邊界，表現(xiàn)比半透光膜的固有的透過率更高的透過率。 這樣的影響，在溝道部的尺寸越小時就越顯著。換言之，發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)在 最近的微細化的灰色調(diào)掩模中，如果適當(dāng)調(diào)節(jié)相當(dāng)于半透光部的圖案的面 積或?qū)挾?，就能以相?dāng)?shù)淖杂啥?，控制該部分的透光光透過量。 以下，舉例說明。
圖8是對于在透明襯底103上按順序形成半透光膜102、及遮光膜105 的光掩模的大型光罩基板，對各膜進行圖案化，形成為灰色調(diào)掩模。如這 里所示，通過濺射，在透明襯底103上形成構(gòu)成多個半透光部101的半透 光膜102?？墒?，由于濺射時產(chǎn)生的半透光膜102的膜厚的不均一，如圖 8所示，沿任意方向在本透過膜102上產(chǎn)生膜厚傾斜。由于這樣的半透光 膜102的膜厚傾斜是由濺射靶和襯底之間的相對位置而產(chǎn)生的。此外，這 樣的半透光膜102的膜厚傾斜如圖9所示，有時成為在透明襯底103的中 央部和周邊部而半透光膜102的膜厚不同的放射狀的傾斜。須指出的是，
圖面是為了容易理解，夸張表現(xiàn)，與實際的縮小比例尺不同。
須指出的是，光掩模中，在透明襯底103上的半透光膜102上形成遮 光膜105，來構(gòu)成多個遮光部104;在透明襯底103上除去遮光膜105和 半透光膜102，來構(gòu)成多個透光部106。
在透明襯底103上形成這些半透光膜102時，如果在半透光膜102產(chǎn) 生膜厚傾斜，則多個半透光部101的曝光光的透過量就隨著灰色調(diào)掩模上 的位置而不同。這樣，無法把使用該灰色調(diào)掩模形成的被復(fù)制體上的抗蝕 圖的抗蝕劑膜厚控制為給定的膜厚。
因此，本發(fā)明的目的是鑒于所述的實情提出的，提供具有多個遮光部、 多個透光部和多個半透光部(灰色調(diào)部)的光掩模(灰色調(diào)掩模)，是即 使在構(gòu)成多個半透光部的半透光膜產(chǎn)生膜厚傾斜等膜厚的不均一時，多個 半透光部的曝光光的透過量不會隨著光掩模上的位置而受所述不均一的 影響，能良好控制使用該灰色調(diào)掩模形成的抗蝕圖的抗蝕劑膜厚的光掩 模。
此外，本發(fā)明的目的在于，提供能制造這樣的光掩模的光掩模的制造 方法。
本發(fā)明的目的還在于，提供在具有多個同一單位圖案的光掩模中，即 使在半透光膜的膜厚產(chǎn)生所述不均一，在該多個單位圖案中，可將多個半 透光部的曝光光透過率控制為固定的光掩模、光掩模的制造方法。
此外，本發(fā)明的目的在于，提供在灰色調(diào)掩模中，即使形成的多個半 透光部的曝光光透過率偏離所期望的值，使用該灰色調(diào)掩模形成的抗蝕圖 的抗蝕劑膜厚也能控制為所期望值的光掩模、光掩模的制造方法。
為了解決所述的課題，實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明具有以下的結(jié)構(gòu)的任意 一個。
一種光掩模，使用在以下工序中，即，在對要被蝕刻加工的被加工層 上形成的抗蝕劑膜，使用光掩模在給定的曝光條件下進行曝光，而將該抗 蝕劑膜形成為蝕刻加工中作為掩模的抗蝕圖的工序中，上述光掩模，通過 在透明襯底上形成遮光膜和半透光膜，并對該遮光膜和半透光膜分別進行 圖案化，由此形成多個遮光部、多個透光部和曝光光的一部分透過的多個
半透光部，其特征在于，半透光膜隨著膜面的位置而曝光光的膜透過率不 同；按照在所述曝光條件下所述多個半透光部的有效透過率變?yōu)榇笾戮?的方式，進行所述圖案化。
在具有結(jié)構(gòu)1的本發(fā)明的光掩模中，半透光膜隨著膜面的位置而曝光 光的膜透過率不同，但是按照在曝光條件下多個半透光部的有效透過率變 為大致均一的方式進行了圖案化，所以通過使用該光掩模在給定曝光條件 下對被復(fù)制體進行曝光，能良好均一地控制與各半透光部對應(yīng)的區(qū)域的抗 蝕劑膜厚。
一種光掩模，使用在以下工序中，即，在對要被蝕刻加工的被加工層 上形成的抗蝕劑膜，使用光掩模在給定的曝光條件下進行曝光，而將該抗 蝕劑膜形成為蝕刻加工中作為掩模的包含多個同一形狀的抗蝕劑單位圖 案的抗蝕圖的工序中，所述光掩模，通過在透明襯底上形成遮光膜和半透 光膜，并對該遮光膜和半透光膜分別進行圖案化，由此形成多個遮光部、 多個透光部和曝光光的一部分透過的多個半透光部，其特征在于，半透光
膜隨著膜面的位置而曝光光的膜透過率不同；按照在曝光條件下多個抗蝕 劑單位圖案所對應(yīng)的光掩模的多個半透光部的有效透過率變?yōu)榇笾戮?的方式，進行圖案化。
在具有結(jié)構(gòu)2的本發(fā)明的光掩模中，半透光膜隨著膜面的位置而曝光 光的膜透過率不同，但是按照在曝光條件下多個抗蝕劑單位圖案所對應(yīng)的 光掩模的多個半透光部的有效透過率變?yōu)榇笾戮坏姆绞竭M行圖案化，所 以通過使用該光掩模在給定曝光條件下對被復(fù)制體進行曝光，能良好均一 地控制多個抗蝕劑單位圖案所對應(yīng)的光掩模的單位圖案中的對應(yīng)的多個 半透光部所對應(yīng)的區(qū)域的抗蝕劑膜厚。
在具有結(jié)構(gòu)2的光掩模中，就圖案化而言，與多個抗蝕劑單位圖案對
應(yīng)的光掩模的單位圖案中的多個半透光部的圖案形狀，不是相同的。
在具有結(jié)構(gòu)3的本發(fā)明的光掩模中，就圖案化而言，與多個抗蝕劑單
位圖案對應(yīng)的光掩模的單位圖案的多個半透光部的圖案形狀，不是相同 的，所以能使多個單位圖案中對應(yīng)的多個半透光部的有效透過率大致均
在具有結(jié)構(gòu)3的光掩模中，光掩模的單位圖案的多個半透光部的每一 個，具有由2個遮光部的平行的邊緣夾著的部分，該2個邊緣之間的距離 隨著襯底上的位置而不相同，由此光掩模的多個單位圖案中的多個半透光 部的圖案形狀是不相同的。
在具有結(jié)構(gòu)4的本發(fā)明的光掩模中，光掩模的單位圖案的多個半透光 部的每一個，具有由2個遮光部的平行的邊緣夾著的部分，該2個邊緣之 間的距離隨著襯底上的位置而不相同，由此光掩模的多個單位圖案的多個 半透光部的圖案形狀是不相同的，所以通過使用該光掩模在給定曝光條件 下對被復(fù)制體進行曝光，能良好地控制光掩模的多個單位圖案的對應(yīng)的多 個半透光部所對應(yīng)的區(qū)域的抗蝕劑膜厚。
在具有結(jié)構(gòu)1 結(jié)構(gòu)4中的任意一個的光掩模中，光掩模是薄膜晶體管 制造用的光掩模，多個半透光部分別形成薄膜晶體管的溝道部。
本發(fā)明的光掩模如結(jié)構(gòu)5那樣，是薄膜晶體管制造用的光掩模，多個 半透光部能分別構(gòu)成薄膜晶體管的溝道部。
一種光掩模的制造方法，該光掩膜使用在以下工序中，即，在對要被 蝕刻加工的被加工層上形成的抗蝕劑膜，使用光掩模在給定的曝光條件下 進行曝光，而將該抗蝕劑膜形成為蝕刻加工中作為掩模的包含多個同一形 狀的抗蝕劑單位圖案的抗蝕圖的工序中，所述光掩模的制造方法具有以下 工序，即，通過在透明襯底上形成遮光膜和半透光膜，并對該遮光膜和半 透光膜分別進行圖案化，由此形成多個遮光部、多個透光部和曝光光的一 部分透過的多個半透光部的工序，其特征在于，半透光膜隨著膜面的位置 而曝光光的膜透過率不同；在圖案化之前，按照在曝光條件下多個抗蝕劑 單位圖案對應(yīng)的光掩模的多個半透光部的有效透過率為大致均一的方式， 決定圖案化的形狀。
在具有結(jié)構(gòu)6的本發(fā)明的光掩模的制造方法中，半透光膜隨著膜面的 位置而曝光光的膜透過率不同，在圖案化之前，按照在曝光條件下多個抗
蝕劑單位圖案所對應(yīng)的光掩模的多個半透光部的有效透過率為大致均一 的方式，決定圖案化的形狀，所以能制造通過給定曝光條件下對被復(fù)制體 的曝光，能良好、均一地控制光掩模的多個單位圖案的對應(yīng)的多個半透光 部所對應(yīng)的區(qū)域的抗蝕劑膜厚的光掩模。 [結(jié)構(gòu)7]
在具有結(jié)構(gòu)6的光掩模的制造方法中，在透明襯底上形成半透光膜后， 在半透光膜形成面的多個位置測定膜透過率，根據(jù)所測定的半透光膜的膜 透過率，決定光掩模的多個單位圖案的形狀，以所決定的圖案形狀對遮光 膜和半透光膜進行圖案化，由此多個單位圖案的對應(yīng)的多個半透光部的有 效透過率大致均一。
在具有結(jié)構(gòu)7的本發(fā)明的光掩模的制造方法中，在透明襯底上形成半 透光膜后，在半透光膜形成面的多個位置測定膜透過率，根據(jù)測定的半透 光膜的膜透過率，決定光掩模的多個單位圖案的形狀，以決定的圖案形狀 對遮光膜和半透光膜進行圖案化，由此多個單位圖案的對應(yīng)的多個半透光 部的有效透過率大致均一，所以能制造通過給定曝光條件下對被復(fù)制體的 曝光，能良好、均一地控制多個單位圖案的對應(yīng)的多個半透光部所對應(yīng)的 區(qū)域的抗蝕劑膜厚的光掩模。
在具有結(jié)構(gòu)6的光掩模的制造方法中，在圖案化之前，在測試襯底上 形成半透光膜，在該半透光膜形成面的多個位置測定膜透過率，根據(jù)測定 的半透光膜的膜透過率，決定光掩模的多個單位圖案，以決定的圖案形狀 對遮光膜和半透光膜進行圖案化，由此多個單位圖案的對應(yīng)的多個半透光 部的有效透過率大致均一。
在具有結(jié)構(gòu)8的本發(fā)明的光掩模的制造方法中，在圖案化之前，在測
試襯底上形成半透光膜，在該半透光膜形成面的多個位置測定膜透過率， 根據(jù)測定的半透光膜的膜透過率，決定光掩模的多個單位圖案，以決定的 圖案形狀對遮光膜和半透光膜進行圖案化，由此多個單位圖案的對應(yīng)的多 個半透光部的有效透過率大致均一 ，所以能制造通過在給定曝光條件對被 復(fù)制體的曝光，能良好、均一地控制多個單位圖案的對應(yīng)的多個半透光部 所對應(yīng)的區(qū)域的抗蝕劑膜厚的光掩模。
一種光掩模的制造方法，該光掩膜使用在以下工序中，即，在對要被 蝕刻加工的被加工層上形成的抗蝕劑膜，使用光掩模在給定的曝光條件下 進行曝光，而將該抗蝕劑膜形成為蝕刻加工中作為掩模的包含多個同一形 狀的抗蝕劑單位圖案的抗蝕圖的工序中，所述光掩膜的制造方法具有以下 工序，即，通過在透明襯底上形成遮光膜和半透光膜，并對該遮光膜和半 透光膜分別進行圖案化，由此形成多個遮光部、多個透光部和曝光光的一 部分透過的多個半透光部的工序，其特征在于，在透明襯底上形成半透光 膜后，在該半透光膜形成面的多個位置測定膜透過率，根據(jù)測定的半透光 膜的膜透過率，決定圖案化的形狀。
在具有結(jié)構(gòu)9的本發(fā)明的光掩模的制造方法中，在透明襯底上形成半
透光膜后，在該半透光膜形成面的多個位置測定膜透過率，根據(jù)測定的半 透光膜的膜透過率，決定圖案化的形狀，所以能制造通過在給定曝光條件 下對被復(fù)制體的曝光，能良好、均一地控制光掩模的多個單位圖案的對應(yīng) 的多個半透光部所對應(yīng)的區(qū)域的抗蝕劑膜厚的光掩模。
在具有結(jié)構(gòu)7~9中的任意一個的光掩模的制造方法中，根據(jù)膜透過率 的測定結(jié)果，決定形成在遮光膜的圖案。
在具有結(jié)構(gòu)10的本發(fā)明的光掩模的制造方法中，根據(jù)膜透過率的測 定結(jié)果，決定在遮光膜形成的圖案，所以能制造通過在給定曝光條件下對 被復(fù)制體的曝光，能良好、均一地控制光掩模的多個單位圖案的對應(yīng)的多 個半透光部所對應(yīng)的區(qū)域的抗蝕劑膜厚的光掩模。
在具有結(jié)構(gòu)6 9中的任意一個的光掩模的制造方法中，多個半透光部 分別具有由2個遮光部的平行的邊緣夾著的部分。
本發(fā)明的光掩模的制造方法如結(jié)構(gòu)11那樣，多個半透光部分別能具 有由2個遮光部的平行的邊緣夾著的部分。
在具有結(jié)構(gòu)6~9中的任意一個的光掩模的制造方法中，制造的光掩模 是薄膜晶體管制造用的光掩模，多個半透光部分別形成薄膜晶體管的溝道部。
本發(fā)明的光掩模的制造方法如結(jié)構(gòu)12那樣，制造的光掩模是薄膜晶 體管制造用的光掩模，多個半透光部分別能形成薄膜晶體管的溝道部。 [結(jié)構(gòu)13]
在具有結(jié)構(gòu)6~9中的任意一個的光掩模的制造方法中，具有在進行圖
案化后檢查多個半透光部的有效透過率的檢查工序；在檢查工序中，在近 似于曝光條件的曝光條件下，取得多個遮光部、多個透光部和多個半透光 部的透過光數(shù)據(jù)，測定多個半透光部的有效透過率。
在具有結(jié)構(gòu)13的本發(fā)明的光掩模的制造方法中，具有在進行圖案化
后檢查多個半透光部的有效透過率的檢查工序，在檢查工序中，在近似于 曝光條件的曝光條件下，取得多個遮光部、多個透光部和多個半透光部的 透過光數(shù)據(jù)，測定多個半透光部的有效透過率，所以能使給定曝光條件下 的各半透光部的有效透過率大致均一。
在本發(fā)明中，能通過半透光膜的成膜后的檢査，把握所述膜厚的不均 一引起的隨著襯底上的位置而曝光量透過率的不均一、或膜質(zhì)的不均一引 起的隨著襯底上的位置而曝光量透過率的不均一。
半透光膜的全體的膜透過率與所期望值不同時，在所述的灰色調(diào)掩模 中，通過圖案形狀可將半透光部的有效透過率調(diào)整為所期望值。
即本發(fā)明提供一種光掩模，是具有多個遮光部、多個透光部和多個半 透光部(灰色調(diào)部)的光掩模(灰色調(diào)掩模)，即使在形成多個半透光部 的半透光膜中產(chǎn)生膜厚傾斜等膜厚的不均一時，多個半透光部的曝光光的 透過量也不會隨著光掩模上的位置而受所述不均一影響，能良好控制使用 該灰色調(diào)掩模形成的抗蝕圖的抗蝕劑膜厚。此外，本發(fā)明能提供能制造這 樣的光掩模的光掩模的制造方法。
本發(fā)明提供一種光掩模和光掩模的制造方法，在具有多個同一單位圖 案的光掩模中，即使在半透光膜產(chǎn)生所述不均一，在該多個單位圖案中也 可將多個半透光部的曝光光透過率控制為固定的。
另外，本發(fā)明一種光掩模及其制造方法，在灰色調(diào)掩模中，即使所形 成的多個半透過膜的曝光光透過率偏離所期望值，也能夠?qū)⑹褂迷摶疑{(diào) 掩模所形成的抗蝕圖中的抗蝕劑膜厚控制為所期望值。


圖1表示半透光膜形成在透明襯底上的本發(fā)明的光掩模的結(jié)構(gòu)，是表 示半透光膜的膜厚傾斜在一方向產(chǎn)生的狀態(tài)的剖視圖。
圖2表示遮光膜形成在透明襯底上的本發(fā)明的光掩模的結(jié)構(gòu)，是表示 半透光膜的膜厚傾斜在一方向產(chǎn)生的狀態(tài)的剖視圖。
圖3表示半透光膜形成在透明襯底上的本發(fā)明的光掩模的結(jié)構(gòu)，是表 示半透光膜的膜厚傾斜以放射狀產(chǎn)生的狀態(tài)的剖視圖。
圖4表示遮光膜形成在透明襯底上的本發(fā)明的光掩模的結(jié)構(gòu)，是表示 半透光膜的膜厚傾斜以放射狀產(chǎn)生的狀態(tài)的剖視圖。
圖5是表示在本發(fā)明的光掩模的制造方法中，半透光膜的透過率分布 的測定結(jié)果的平面圖和曲線圖。
圖6是表示在本發(fā)明的光掩模的制造方法中，由一對平行的遮光部的 邊緣夾著的半透光部的中央部的有效透過率的曲線圖。
圖7是表示本發(fā)明的光掩模的制造方法中使用的檢査裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè) 視圖。
圖8表示以往的光掩模的結(jié)構(gòu)，是表示半透光膜的膜厚傾斜在一方向 產(chǎn)生的狀態(tài)的剖視圖。
圖9表示以往的光掩模的結(jié)構(gòu)，是表示半透光膜的膜厚傾斜以放射狀 產(chǎn)生的狀態(tài)的剖視圖。
具體實施例方式
下面，說明用于實施本發(fā)明的優(yōu)選實施例。 (本發(fā)明的光掩模)
本發(fā)明的光掩模如圖1所示，是在透明襯底1上具有多個遮光部2、 多個透光部3和多個半透光部(灰色調(diào)(gray tone)部)4的灰色調(diào)掩模。 該光掩模使用在以下步驟中，即，在對要被蝕刻加工的被加工層上形成有 的抗蝕劑膜，通過曝光裝置進行曝光，把抗蝕劑膜形成成為蝕刻加工的掩 模的抗蝕圖的步驟中。
須指出的是，該光掩模特別適合作為薄膜晶體管制造用的光掩模使
用，這時，多個半透光部分別形成薄膜晶體管的溝道部。
本發(fā)明的光掩模能如以下進行制造。即首先，準(zhǔn)備在透明襯底l上順 次層疊有半透光膜5和遮光膜6的大型光罩基板。在該大型光罩基板上形
成與多個遮光部2和多個半透光部4對應(yīng)的區(qū)域的抗蝕圖，把該抗蝕圖作 為掩模，對露出的遮光膜6進行蝕刻(圖案化)。接著，把該抗蝕圖或遮 光膜6作為掩模，對露出的半透光膜5進行蝕刻(圖案化)，形成多個透 光部3。接著，至少在與包含多個遮光部2對應(yīng)的地方的區(qū)域形成抗蝕圖， 把該抗蝕圖作為掩模，蝕刻露出的遮光膜6 (圖案化)，形成多個半透光部 4和多個遮光部2。這樣，能取得光掩模，該光掩模在透明襯底1上形成 了形成有半透光膜5的多個半透光部4、形成有遮光膜6和半透光膜5 的層疊膜的多個遮光部2、和多個透光部3。
此外，本發(fā)明的光掩模如圖2所示，也能如下進行制作。即首先，準(zhǔn) 備在透明襯底1上形成遮光膜6的大型光罩基板。在該大型光罩基板上形 成與多個遮光部2對應(yīng)的區(qū)域的抗蝕圖，把該抗蝕圖作為掩模，對露出的 遮光膜6進行蝕刻(圖案化)，形成遮光膜圖案。接著，除去抗蝕圖，在 透明襯底1的整面上形成半透光膜5。然后，在與多個半透光部4或多個 半透光部4和多個遮光部2對應(yīng)的區(qū)域形成抗蝕圖，把該抗蝕圖作為掩模， 露出，對半透光膜5進行蝕刻(圖案化)，形成多個透光部3和多個半透 光部4。這樣，能取得光掩模，該光掩模在透明襯底1上形成了形成有 半透光膜5的多個半透光部4、形成有遮光膜6和半透光膜5的層疊膜的 多個遮光部2、和多個透光部3。
再有，本發(fā)明的光掩模也能如下進行制造。即首先，準(zhǔn)備在透明襯底 1上形成遮光膜6的大型光罩基板。在該大型光罩基板上形成與多個遮光 部2和多個透光部3對應(yīng)的區(qū)域的抗蝕圖，把該抗蝕圖作為掩模，對露出 的遮光膜6進行蝕刻(圖案化)，而使與多個半透光部4對應(yīng)的區(qū)域的透 明襯底1露出。接著，除去抗蝕圖，在透明襯底1的全面形成半透光膜5， 在與多個遮光部2和多個半透光部4對應(yīng)的區(qū)域形成抗蝕圖。把該抗蝕圖 作為掩模，對露出的半透光膜5乃至半透光膜5及遮光膜6進行蝕刻(圖 案化)，形成多個透光部3、多個遮光部2及多個半透光部4。
本發(fā)明不排除光掩模的所述以外的制造工藝的技術(shù)方案。
然后，在本發(fā)明的光掩模中，如圖1和圖2所示，半透光膜5的透過
率在面內(nèi)具有不均一的部分。在圖1和圖2中，在半透光膜5產(chǎn)生膜厚傾 斜，所以根據(jù)半透光膜5的位置，曝光光的透過率并非固定。此外，即使 半透光膜5的膜厚為固定，通過成膜時的條件也會產(chǎn)生根據(jù)面內(nèi)的位置而 膜組成不均一的情形。須指出的是，成膜能應(yīng)用濺射等眾所周知的方法。 這時，m過調(diào)整圖1的與多個半透光部4分別相鄰的2個遮光部2的 圖案，能使曝光條件下的各半透光部4的有效透過率大致均一。以下，詳 細描述。
這里，大致均一是指減少半透光膜5的位置引起的曝光光透過率的不 均一而使其均一化的情形。也就是，將多個半透光部4的有效透過率均一 化。例如，是薄膜晶體管制造用的光掩模的時候，優(yōu)選多個半透光部4的 曝光光有效透過率在掩模有效面(復(fù)制圖案的區(qū)域)內(nèi)是2%以內(nèi)。更優(yōu) 選是1%以內(nèi)。
為了這樣，在半透光膜5的膜透過率高的部分，進行減少該半透光部 4的有效透過量的調(diào)整，和/或在膜透過率低的部分進行增加該半透光部4 的有效透過量的調(diào)整。該調(diào)整是進行圖案形狀的調(diào)整，作為優(yōu)選，通過由 遮光膜6形成的遮光圖案的形狀(尺寸)，進行調(diào)整。
這樣，按照形成多個半透光部4的半透光膜5的膜透過率，調(diào)整遮光 膜圖案形狀，使得曝光裝置的曝光條件下的多個半透光部4的有效透過率 大致均一。
艮口，形成多個半透光部4的半透光膜5，由于在濺射等成膜時產(chǎn)生的 膜厚的不均一，由此在任意的方向在半透光膜5產(chǎn)生膜厚傾斜。在本說明 書中，把這樣的膜厚傾斜稱作"楔形膜厚傾斜"。即使具有隨著透明襯底l 上的位置的不同而由半透光膜5的膜厚的不同引起的膜透過率的差異，在 本發(fā)明中，按照該膜透過率的差異來調(diào)整多個遮光部2的圖案形狀，也能 將多個半透光部4的有效透過率變?yōu)榇笾戮弧?br> 各半透光部4的有效透過率，在曝光光于該半透光部4的透過光強度 為Ig，充分寬的透光部3的透過光強度為Iw，充分寬的遮光部2的透過 光強度為Ib時，是指以下的表達式表示的值。
Transimttance(有效透過率"(Ig/ (Iw-Ib) )XIOO (0/。) 須指出的是，在半透光部4的面積小之際，在半透光部4中曝光光的 透過率表現(xiàn)分布，但是這時，半透光部4的峰值的透過率是該半透光部4 的有效透過率。該值與被復(fù)制體的抗蝕劑殘膜值相關(guān)。
半透光部4夾持其間的遮光部2的圖案的調(diào)整按如下進行。如圖1和 圖2中用箭頭A所示，在半透光膜5的膜厚變薄而半透光膜5的透過率(膜 透過率)變高的半透光部4中，按照該半透光部4的面積(寬度)變窄的 方式進行調(diào)整。
此外，該光掩模的半透光膜5的膜厚傾斜如圖3和圖4所示，有時成 為在透明襯底1的中央部和周邊部而半透光膜5的膜厚不同的、放射狀的 傾斜的情況。在本說明書中，把這樣的膜厚傾斜稱作"山形膜厚傾斜"。 在這時，在光掩模中，如圖3和圖4中箭頭A所示，在半透光膜5的膜厚 變薄而半透光膜5的透過率(膜透過率)變高的半透光部4中，按照將該 半透光部4的面積(寬度)變窄的方式，對該半透光部4夾持其間的遮光 部2的圖案進行調(diào)整，而使多個半透光部4的有效透過率變?yōu)榇笾戮弧?br> 須指出的是，多個半透光部4分別具有由2個遮光部2的平行的邊緣 夾著的部分，在該部分中，根據(jù)這些邊緣之間的寬度，調(diào)整該半透光部4 的面積。
此外，本發(fā)明的光掩模也可以作為用于形成抗蝕圖的光掩模而被構(gòu) 成，該抗蝕圖是如在薄膜晶體管(TFT)和濾色器(CF)等的形成中使用 的抗蝕圖那樣，包含多個同一形狀的抗蝕劑單位圖案的抗蝕圖。這時，通 過與半透光部4相鄰的遮光部2的圖案按照形成半透光部4的半透光膜5 的透過率來進行調(diào)整，由此曝光裝置的曝光條件下的與多個抗蝕劑單位圖 案對應(yīng)的光掩模的單位圖案的多個半透光部4的有效透過率變?yōu)榇笾戮?一。即，這時，光掩模的多個單位圖案的多個半透光部4的圖案形狀變?yōu)?不相同。
在該光掩模中，多個單位圖案中對應(yīng)的多個半透光部4的半透光膜5 的膜透過率的差異，通過圖案化被抵消，光掩模的多個單位圖案中的對應(yīng) 的多個半透光部4的有效透過率變?yōu)榇笾戮弧?br> 須指出的是，在本發(fā)明的光掩模中，各半透光部4的有效透過率Ig 能為10%~80%，更優(yōu)選是20%~60%。在這樣的光掩模中，本發(fā)明的效果
是顯著的。
本發(fā)明中使用的半透光膜5，能使用作為膜的固有的曝光光透過率(膜
透過率)為10%~80°/。更優(yōu)選是20%~60°/。的膜。作為所述半透光膜5，可 列舉鉻化合物、Mo化合物、Si、 W、 Al等。其中，鉻化合物中有氧化鉻 (CrOx)、氮化鉻(CrNx)、氧氮化鉻(CrOxN)、氟化鉻(CrFx)、在它 們中有含有碳或氫的化合物。作為Mo化合物，除MoSix夕卜，還包含MoSi 的氮化物、氧化物、氧氮化物、碳化物等。此外，通過所述半透光膜5的 膜材料和膜厚的選定，可設(shè)定所形成的掩模上的多個半透光部4的透過率。
遮光膜6能使用以鉻為主成分的膜。或者遮光膜6也可以使用以鉻為 主成分的膜和鉻化合物(CrN、 CrC等)的反射防止膜的層疊膜。
可是，在使用所述光掩模的抗蝕圖的形成中，例如，使用具備在i線 g線具有波長范圍的光源的曝光裝置，對設(shè)置在被復(fù)制體上的抗蝕劑膜， 進行介由光掩模的曝光。由這樣的曝光取得的被復(fù)制體上的抗蝕圖，并非 一定為與光掩模的由多個遮光部2、多個透光部3和多個半透光部4構(gòu)成 的圖案始終相同的圖案。
例如，每個曝光裝置其光源的波長特性不同，此外，還存在曝光裝置 的光源的經(jīng)時變化，所以即使使用同一光掩模，透過它的曝光光的強度圖 案也不限于相同。
即，使用灰色調(diào)掩模時，根據(jù)曝光裝置的光源的分光特性，半透光部 4的透過率不同。這是因為由規(guī)定的半透光性的材料構(gòu)成的半透光膜5的 透過率具有波長依存性。因此，在本發(fā)明中，測定有效透過率時，優(yōu)選是 在實際的復(fù)制步驟中使用的曝光裝置的條件得到反映的條件下進行。
進而，關(guān)于圖案化后的光掩模的多個半透光部4，在評價其透過率時 需要留意以下方面。實際透過各半透光部4的曝光光的光量，不僅受曝光 裝置的光學(xué)系統(tǒng)的特性所影響也受灰色調(diào)掩模的圖案的形狀所影響，而進 行變動。例如，由于隨著曝光裝置的光源的分光特性而圖案的析像度改變， 所以透過各半透光部4的曝光光的光強度就變化。
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在處于溝道部微細化的傾向的TFT的制造中，無法忽略
曝光裝置的光學(xué)特性和圖案的形狀所引起的曝光光的透過特性的變動。 如上所述，在灰色調(diào)掩模中，各半透光部4的透過光強度為Ig，充分
寬的透光部3的透過光強度為IW，充分寬的遮光部2的透過光強度為Ib 時，由以下的表達式表示的值是該半透光部4的有效透過率。
Transimttance(有效透過率XIg/ (Iw-Ib) }X100 (%)
這樣的半透光部4的有效透過率，在半透光部4的面積相對于曝光裝 置的析像度而言為足夠大時，能認為與半透光部4的半透光膜5的固有的 膜透過率相等?？墒牵诎胪腹獠?的面積變?yōu)槲⑿r，勸于與半透光部 4相鄰的遮光部2或透光部3的影響，半透光部4的有效透過率就成為與 半透光膜5的固有的膜透過率不同的值。即，這時，無法把半透光膜5的 固有的膜透過率作為有效透過率處理。
例如，在薄膜晶體管制造用的灰色調(diào)掩模中，利用將相當(dāng)于溝道部的 區(qū)域作為半透光部4，并且將按夾著它的形式相鄰的相當(dāng)于源極和漏極的 區(qū)域由遮光部2構(gòu)成的灰色調(diào)掩模。在該灰色調(diào)掩模中，隨著溝道部的面 積(寬度)變小，與相鄰的遮光部2的邊界在實際的曝光條件下模糊(不 析像)，溝道部的曝光光的透過率比半透光膜5的固有的膜透過率更低。 并且，在與相鄰的透光部3的邊界，透過率得到提高。
因此，在沿襲所述事情的半透光部4的有效透過率的測定或評價時， 使用近似反應(yīng)了曝光條件的透過率測定方法和裝置是有效的。
本發(fā)明的光掩模的制造方法是制造本發(fā)明的光掩模的方法，如上所 述，具有在透明襯底1上形成遮光膜6和半透光膜5，對它們進行圖案化， 形成多個遮光部2、多個透光部3和多個半透光部4的步驟。然后，按照 形成該半透光部4的半透光膜5的膜透過率，調(diào)整與各半透光部4相鄰的 遮光部2的圖案，曝光裝置的曝光條件下的多個半透光部4的有效透過率 變?yōu)榇笾戮弧?br> 此外，如上所述，在制造用于形成包含多個同一形狀的抗蝕劑單位圖 案的抗蝕圖的光掩模時，按照形成該半透光部4的半透光膜5的膜透過率， 調(diào)整與各半透光部4相鄰的遮光部2的圖案，曝光裝置的曝光條件下的多 個抗蝕劑單位圖案所對應(yīng)的光掩模的單位圖案的多個半透光部4的有效透 過率變?yōu)榇笾戮弧?br> 這樣的半透光部4夾持其間的遮光部2的圖案的調(diào)整按如下進行。如
圖1和圖3所示，在透明襯底1上形成半透光膜5且在該半透光膜5上形 成遮光膜6的光掩模中，首先在透明襯底1上形成半透光膜5后，測定該 半透光膜5的透過率。該透過率的測定優(yōu)選是測定在光掩模的有效區(qū)域(進 行復(fù)制的區(qū)域)中的透過率的面內(nèi)分布。而且，在實施圖案化時，根據(jù)測 定的半透光膜5的膜透過率(透過率分布)，按照與多個透過率對應(yīng)的光 掩模的單位圖案的多個半透光部4的半透光膜5的半透光膜5變?yōu)榇笾戮?一的方式進行決定。例如半透光膜5的位置所引起的膜透過率的差異相抵 消的圖案得到?jīng)Q定。
然后，用這樣決定的圖案形狀對遮光膜6和半透光膜5進行圖案化， 能把光掩模的多個單位圖案的對應(yīng)的多個半透光部4的有效透過率大致均
以上的步驟例如如下。
(1) 在透明襯底l上形成半透光膜5。
(2) 在半透光膜5上形成遮光膜6。
(3) 作為最上層，涂敷抗蝕劑膜，生成帶抗蝕劑膜的大型光罩基板。
(4) 在(3)的大型光罩基板，通過激光等描畫第一圖案并且將其進 行顯影，形成第一抗蝕圖。
(5) 把(4)的抗蝕圖作為掩模，蝕刻遮光膜6來形成遮光膜圖案。 這里，可以應(yīng)用干蝕刻，也可以應(yīng)用濕蝕刻。
(6) 把所述抗蝕圖或遮光膜圖案作為掩模，蝕刻半透光膜5來形成 半透光膜圖案。
(7) 除去抗蝕圖后，新涂敷抗蝕劑膜，通過激光等描畫第二圖案并
且將其進行顯影。
(8) 把形成的第二抗蝕圖作為掩模，蝕刻遮光膜6。
(9) 除去抗蝕圖，成為光掩模。
這里，在(1)的步驟后，測定膜透過率，能把握襯底1上的有效區(qū)
域內(nèi)的透過率分布。這時，作為優(yōu)選，使用檢查裝置，使用實際使用光掩
模時應(yīng)用的波長區(qū)域的曝光光。而且，有效區(qū)域內(nèi)存在透過率的分布時(例 如，對于目標(biāo)透過率A土a。/。，即使面內(nèi)的平均值進入A± a的范圍，其
離散偏差也超過2%時)，決定用于抵消該面內(nèi)離散偏差的遮光膜圖案。如
果是薄膜晶體管制造用光掩模，就生成以下圖案數(shù)據(jù)，即相當(dāng)于溝道部的 由2個遮光部邊緣夾著的半透光部4的寬度在抵消所述離散偏差的方向上
隨著面內(nèi)的位置而增減的圖案數(shù)據(jù)。在所述例子中，在所述生成所述第2
圖案的描畫數(shù)據(jù)時，進行它。
須指出的是，在所述例子中，用第一圖案的圖案化劃分多個透光部3， 用第二圖案的圖案化劃分多個半透光部4和多個遮光部2，但是也可以例 如，首先用第一圖案的圖案化劃分多個半透光部4，接著，劃分多個透光 部3和多個遮光部2。這時，面內(nèi)的透過率分布的測定結(jié)果在第一圖案的 描畫數(shù)據(jù)中被利用。
此外，遮光部2的圖案的調(diào)整能按以下那樣進行。即如圖2和圖4所 示，在透明襯底1上形成遮光膜6，在該遮光膜6上形成半透光膜5的光 掩模中，通過以下的步驟，能調(diào)整圖案。
(1) 在透明襯底1上形成遮光膜6。
(2) 在遮光膜6上形成抗蝕膜。
(3) 在(2)的抗蝕劑膜上，通過激光等描畫第一圖案并將其進行顯 影，形成第一抗蝕圖。
(4) 把所述抗蝕圖作為掩模，蝕刻遮光膜6，形成遮光膜圖案。
(5) 除去抗蝕圖后，在包含遮光膜圖案上的全面形成半透光膜5。
(6) 涂敷抗蝕劑膜。
(7) 在(6)的抗蝕劑膜上，用激光等描畫第二圖案并將其進行顯影， 形成第二抗蝕圖。
(8) 把第二抗蝕圖作為掩模，蝕刻半透光膜5。
(9) 除去抗蝕圖，作為光掩模。
這里，在(5)的步驟后，即使測定半透光膜5的透過面內(nèi)分布，也 無法把該結(jié)果反映到遮光膜圖案。因為遮光膜圖案已經(jīng)形成在透明襯底1 上。可是，在與所述半透光膜5相同的條件下，預(yù)先在測試襯底形成同組 成的半透光膜，測定該膜透過率分布，就能定量地把握所述成膜條件引起 的成膜上的透過率面內(nèi)離散偏差要素。
也可以用該透過率分布數(shù)據(jù)，預(yù)先生成所述第一圖案的描畫中使用的 描畫數(shù)據(jù)。即在有效區(qū)域內(nèi)存在透過率的離散偏差時，按照抵消該離散偏 差而有效面內(nèi)的半透光部4的透過率變?yōu)榇笾戮坏姆绞?，生成修正?shù)據(jù)。 例如，在光掩模包含同一形狀的單位圖案的規(guī)格的時候，能生成在它
們之間、對應(yīng)的半透光部4的有效透過率變?yōu)榇笾戮坏膱D案數(shù)據(jù)。在仿
真中，也能利用后面描述的裝置。
須指出的是，在本發(fā)明的光掩模的制造方法中，進行圖案化后，也可
以設(shè)置檢查多個半透光部4的有效透過率的檢査步驟。在該檢査步驟中，
在近似曝光裝置的曝光條件的曝光條件下，取得多個遮光部2、多個透光 部3和多個半透光部4的透過數(shù)據(jù)，能測定多個半透光部4的有效透過率。 [本發(fā)明的光掩模的制造方法的圖案化的調(diào)整]
在光掩模的制造方法中，具體而言，遮光部2的圖案的調(diào)整如下進行。 即如圖5所示，透明襯底1或者在測試襯底上形成半透光膜5，測定該半 透光膜5的透過率分布。就該透過率分布的測定而言，產(chǎn)生近似曝光裝置 的曝光條件的曝光條件，在該曝光條件下進行測定。
制造本發(fā)明的光掩模后，通過檢査，評價該透過特性時，能夠在近似 曝光裝置的曝光條件的曝光條件下，通過攝像裝置捕捉、檢査通過曝光而 被復(fù)制到被復(fù)制體上的圖案。進而，使用具有給定的圖案的灰色調(diào)掩模， 在被復(fù)制體形成抗蝕圖時，關(guān)于多個灰色調(diào)掩模，預(yù)先把握關(guān)于形成怎樣 的抗蝕圖的相關(guān)關(guān)系，作為數(shù)據(jù)庫。據(jù)此，能容易生成用于通過使半透光 膜5中產(chǎn)生的透過率分布相抵消而形成大致同一透過率的圖案數(shù)據(jù)。
曝光裝置的曝光條件所近似的曝光條件，是指曝光波長近似，例如， 當(dāng)曝光光具有波段時，是指光強度最大的曝光波長相同。此外，這樣的曝 光條件是指光學(xué)系統(tǒng)近似，是指例如成像系統(tǒng)的NA (數(shù)值孔徑)大致同 一，或者o (相干)大致同一。這里，NA大致同一可列舉對于實際的曝 光裝置的NA而言為±0.005的情況。此外，o大致同一可列舉對于實施 的曝光裝置的o而言為士0.05的范圍。須指出的是，優(yōu)選不僅成像光學(xué)系 統(tǒng)，照明光學(xué)系統(tǒng)的NA也大致同一。
通過進行這樣的推測，如圖6所示，能取得與對于半透光部4的區(qū)域 的尺寸(由遮光部2夾著的半透光部4的寬度等)的變化的半透光部4的
有效透過率的變化(曝光光的透過量變化)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明中，根據(jù)關(guān)于多個半透光部4的有效透過率的數(shù)據(jù)、半透光
膜5的膜透過率分布的數(shù)據(jù)，能決定由一對平行的遮光部2的邊緣夾著的
半透光部4的形狀、該一對平行的遮光部2的邊緣間的間隔。即通過調(diào)整 夾著該半透光部4的一對平行的遮光部2的邊緣的間隔，能使半透光膜5 的膜透過率的差異相抵消。
即如圖6所示，當(dāng)由一對平行的遮光部2的邊緣夾著的半透光部4的 寬度變窄時，該半透光部4的有效透過率就降低。相反，當(dāng)由一對平行的 遮光部2的邊緣夾著的半透光部4的寬度變寬時，該半透光部4的有效透 過率就提高。因此，半透光膜5的膜透過率比所需的透過率更高(膜厚薄) 時，進行把該半透光部4的寬度(一對平行的遮光部2的邊緣間的距離) 變窄的修正。相反，半透光膜5的膜透過率比所需的透過率更低(膜厚厚) 時，進行把該半透光部4的寬度(一對平行的遮光部2的邊緣間的距離) 變寬的調(diào)整。須指出的是，各半透光部4的寬度和半透光部4的關(guān)系如圖 6所示，由于隨著曝光條件而變化，所以使用給定的曝光條件的數(shù)據(jù)，進 行調(diào)整。
另外，如上述那樣，也能夠根據(jù)半透光部4的寬度在光掩膜有效區(qū)域 全域范圍對半透光部4的曝光光透光率進行調(diào)整。也就是，也可以在透明 襯底1上形成半透光膜5后測定膜透過率并根據(jù)所測定的透過率來決定用 于獲得具有期望的有效透過率的半透光部4的圖案形狀。
在本發(fā)明的光掩模的制造方法中，在進行所述的圖案的調(diào)整時，如圖 7所示，能使用檢查裝置。在該檢查裝置中，透明襯底l或測試襯底由保 持部件13保持。該檢査裝置具有發(fā)出給定波長的光束的光源11。作為光 源ll，例如能使用鹵素?zé)簟⒔饘冫u化物燈、UHP燈(超高壓水銀燈)等。
此外，該檢查裝置具有引導(dǎo)來自光源11的檢査光并對由保持部件 13保持的透明襯底1或測試襯底照射檢查光的照明光學(xué)系統(tǒng)12。該照明 光學(xué)系統(tǒng)12為了數(shù)值孔徑(NA)可變，所以具有光闌機構(gòu)。作為優(yōu)選， 該照明光學(xué)系統(tǒng)12具有用于調(diào)整透明襯底1或測試襯底的檢査光的照射 范圍的視場光闌。經(jīng)過該照明光學(xué)系統(tǒng)12的檢査光通過光源選擇濾光器 16而照射由保持部件13保持的透明襯底1或測試襯底。
照射到透明襯底1或測試襯底的檢查光，透過該透明襯底1或測試襯
底，入射到物鏡系統(tǒng)14。物鏡系統(tǒng)14具有光闌機構(gòu)，而使數(shù)值孔徑(NA) 可變。該物鏡系統(tǒng)14例如具有第一群(仿真透鏡)14a，其入射透過透 明襯底1或測試襯底的檢査光，對該光束進行無限遠修正而將其變?yōu)槠叫?光；和第二群(成像透鏡)14b，其使經(jīng)過第一群(仿真透鏡)14a的光 束成像。
在檢査裝置中，照明光學(xué)系統(tǒng)12的數(shù)值孔徑和物鏡系統(tǒng)14的數(shù)值孔 徑分別可變，所以照明光學(xué)系統(tǒng)12的數(shù)值孔徑對物鏡系統(tǒng)14的數(shù)值孔徑 之比即o值(o:相干)可變。
經(jīng)過物鏡系統(tǒng)14的光束由攝像裝置15接收。攝像裝置15拍攝透明 襯底1或測試襯底的像。作為攝像裝置15，例如能使用CCD等攝像元件。
而且，在該檢査裝置中，設(shè)置控制部件和顯示部件，其進行由攝像裝 置15取得的拍攝圖像有關(guān)的圖像處理、計算、與給定的閾值的比較和顯 示，沒有對它們圖示。
此外，在該檢査裝置中，針對使用給定的曝光光取得的拍攝圖像、或 者根據(jù)它取得的光強度分布，通過控制部件進行給定的計算，能求出使用 其他曝光光的條件下的拍攝圖像或者光強度分布。例如，在該檢査裝置中， 在g線、h線和i線為同一強度比的曝光條件下，取得光強度分布時，能 求出g線、h線和i線為l: 2: 1的強度比的曝光條件下曝光后的光強度 分布。據(jù)此，在該檢査裝置中，也包含曝光裝置中使用的照明光源的種類、 個體差異或曝光裝置中使用的照明裝置的經(jīng)時變化引起的各波長的強度 變動，能進行再現(xiàn)實際使用的曝光裝置的曝光條件的評價，此外，假定所 期望的抗蝕劑的殘膜量時，能簡便求出能實現(xiàn)它的最適合的曝光條件。
在該檢査裝置中，照明光學(xué)系統(tǒng)12與物鏡系統(tǒng)14及攝像裝置15分 別配置在夾持以主平面大致垂直保持的透明襯底1或者測試襯底而對峙的 位置，在兩者的光軸一致的狀態(tài)下，進行檢查光的照射和接收。這些照明 光學(xué)系統(tǒng)12、物鏡系統(tǒng)14和攝像裝置15由未圖示的移動操作部件以可移 動操作的方式支承。該移動部件能使照明光學(xué)系統(tǒng)12、物鏡系統(tǒng)14和攝 像裝置15不僅各自的光軸相互一致并且對于透明襯底1或者測試襯底的 主平面而平行移動。
而且，在該檢查裝置中，通過控制部件，能將物鏡系統(tǒng)14和攝像裝
置15分別沿光軸方向移動操作，這些物鏡系統(tǒng)14和攝像裝置15能彼此 獨立地改變對透明襯底l或者測試襯底的相對距離。在該檢查裝置中，物
鏡系統(tǒng)14和攝像裝置15能獨立地沿光軸方向移動，能進行接近使用透明
襯底1或者測試襯底進行曝光的曝光裝置的狀態(tài)下的攝像。此外，把物鏡
系統(tǒng)14的聚焦偏置，通過攝像裝置15，能拍攝透明襯底1或者測試襯底 ltf模糊的像。通過評價模糊的像，也能判斷灰色調(diào)掩模的性能和缺陷的有無。
須指出的是，在上述的本發(fā)明的實施例中，列舉膜厚傾斜為楔形膜厚 傾斜和山形膜厚傾斜的情形，進行說明，但是膜厚傾斜當(dāng)然并不局限于此。
權(quán)利要求
1.一種光掩模，使用在以下工序中，即，在對要被蝕刻加工的被加工層上形成的抗蝕劑膜，使用光掩模在給定的曝光條件下進行曝光，而將該抗蝕劑膜形成為所述蝕刻加工中作為掩模的抗蝕圖的工序中，上述光掩模，通過在透明襯底上形成遮光膜和半透光膜，并對該透光膜和半透光膜分別進行圖案化，由此形成有多個遮光部、多個透光部和使曝光光的一部分透過的多個半透光部，其特征在于，所述半透光膜，隨著膜面的位置而曝光光的膜透過率不同；按照在所述曝光條件下所述多個半透光部的有效透過率為大致均一的方式，進行所述圖案化。
2. —種光掩模，使用在以下工序中，g卩，在對要被蝕刻加工的被加 工層上形成的抗蝕劑膜，使用光掩模在給定的曝光條件下進行曝光，而將 該抗蝕劑膜形成為所述蝕刻加工中作為掩模的包含多個同一形狀的抗蝕 劑單位圖案的抗蝕圖的工序中，所述光掩模，通過在透明襯底上形成遮光膜和半透光膜，并對該遮光膜和半透光膜分別進行圖案化，由此形成多個遮光部、多個透光部和使曝光光的一部分透過的多個半透光部，其特征在于，所述半透光膜，隨著膜面的位置而曝光光的膜透過率不同； 按照在曝光條件下多個抗蝕劑單位圖案所對應(yīng)的光掩模的單位圖案中的所述多個半透光部的有效透過率均大致均一的方式，進行所述圖案化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光掩模，其特征在于， 就所述圖案化而言，與所述多個抗蝕劑單位圖案對應(yīng)的光掩模的單位圖案中的所述多個半透光部的圖案形狀，是不相同的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光掩模，其特征在于， 所述光掩模的單位圖案中的所述多個半透光部的每一個，具有由2個遮光部的平行的邊緣夾著的部分，該2個邊緣之間的距離隨著襯底上的位 置而不相同，由此所述光掩模的多個單位圖案中的所述多個半透光部的圖 案形狀是不相同的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任意一項所述的光掩模，其特征在于， 所述光掩模是薄膜晶體管制造用的光掩模，所述多個半透光部分別形成所述薄膜晶體管的溝道部。
6. —種光掩模的制造方法，該光掩膜使用在以下工序中，即，在對 要被蝕刻加工的被加工層上形成的抗蝕劑膜，使用光掩模在給定的曝光條 件下迸行曝光，而將該抗蝕劑膜形成為所述蝕刻加工中作為掩模的包含多 個同一形狀的抗蝕劑單位圖案的抗蝕圖的工序中，所述光掩膜的制造方法具有以下工序，即，通過在透明襯底上形成遮 光膜和半透光膜，并對該遮光膜和半透光膜分別進行圖案化，由此形成多 個遮光部、多個透光部和使曝光光的一部分透過的多個半透光部的工序， 其特征在于，所述半透光膜隨著膜面的位置而曝光光的膜透過率不同； 在所述圖案化之前，按照在所述曝光條件下多個抗蝕劑單位圖案所對應(yīng)的光掩模的單位圖案的所述多個半透光部的有效透過率為大致均一的方式，決定所述圖案化的形狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光掩模的制造方法，其特征在于， 在所述透明襯底上形成所述半透光膜后，在該半透光膜形成面的多個位置測定膜透過率，，根據(jù)所測定的所述半透光膜的膜透過率，決定所述光掩模的多個單位 圖案的形狀；以所決定的所述圖案形狀對所述遮光膜和所述半透光膜進行圖案化， 由此所述多個單位圖案的對應(yīng)的所述多個半透光部的有效透過率大致均
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光掩模的制造方法，其特征在于 在所述圖案化之前，在測試襯底上形成半透光膜，在該半透光膜形成面的多個位置測定膜透過率；根據(jù)所測定的所述半透光膜的膜透過率，決定所述光掩模的多個單位 圖案；以所決定的所述圖案形狀對所述遮光膜和所述半透光膜進行圖案化，由此所述多個單位圖案的對應(yīng)的所述多個半透光部的有效透過率大致均
9. 一種光掩模的制造方法，該光掩膜使用在以下工序中，g卩，在對 要被蝕刻加工的被加工層上形成的抗蝕劑膜，使用光掩模在給定的曝光條 件下進行曝光，而將該抗蝕劑膜形成為所述蝕刻加工中作為掩模的包含多 個同一形狀的抗蝕劑單位圖案的抗蝕圖的工序中，所述光掩膜的制造方法具有以下工序，即，通過在透明襯底上形成遮 光膜和半透光膜，并對該遮光膜和半透光膜分別進行圖案化，由此形成多 個遮光部、多個透光部和曝光光的一部分透過的多個半透光部的工序，其 特征在于，在所述透明襯底上形成半透光膜后，在該半透光膜形成面的多個位置測定膜透過率；根據(jù)所測定的所述半透光膜的膜透過率，決定所述圖案化的形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7 9中的任意一項所述的光掩模的制造方法，其特征在于，根據(jù)所述膜透過率的測定結(jié)果，決定形成在所述遮光膜的圖案。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6 9中的任意一項所述的光掩模的制造方法，其特征在于，所述多個半透光部分別具有由2個遮光部的平行的邊緣夾著的部分。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6 9中的任意一項所述的光掩模的制造方法，其特 征在于，所制造的光掩模是薄膜晶體管制造用的光掩模，所述多個半透光部分 別形成所述薄膜晶體管的溝道部。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6 9中的任意一項所述的光掩模的制造方法，其特征在于具有在進行圖案化后檢查所述多個半透光部的有效透過率的檢查工序；在所述檢查工序中，在近似于所述曝光條件的曝光條件下，取得所述 多個遮光部、所述多個透光部和所述多個半透光部的透過光數(shù)據(jù)，測定所 述多個半透光部的有效透過率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光掩模，具有多個遮光部、多個透光部和多個半透光部(灰色調(diào)部)光掩模(灰色調(diào)掩模)，即使在形成多個半透光部的半透光膜中產(chǎn)生膜厚傾斜等膜厚的不均一之際，多個半透光部的曝光光的透過量也不隨著光掩模上的位置而受所述不均一影響，能良好控制在使用該灰色調(diào)掩模形成的抗蝕圖中的抗蝕劑膜厚。在透明襯底1上形成遮光膜(6)和半透光膜(5)，對遮光膜(6)和半透光膜(5)分別進行圖案化，形成多個遮光部(2)、多個透光部(3)和曝光光一部分透過的多個半透光部(4)。半透光膜(5)隨著膜面的位置而曝光光的透過率不同，按照在曝光條件下多個半透光部(4)的有效透過率變?yōu)榇笾戮坏姆绞竭M行所述圖案化。
文檔編號G03F1/68GK101373323SQ20081013087
公開日2009年2月25日 申請日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者井村和久, 吉田光一郎 申請人:Hoya株式會社