專利名稱：光掩模坯、光掩模以及光掩模制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在液晶或PDP等的FPD襯底上形成圖形時所使用的相移光掩模的結(jié)構(gòu) 及其制造方法。
背景技術(shù)：
對于現(xiàn)有的相移光掩模來說，一般地是在玻璃襯底上將Cr遮光膜進行成膜，曝光 以及刻蝕目的圖形，從而進行制作。
近年來，為了較細并且準確地形成圖形線寬，在很多情況下利用層疊了 Cr遮光膜 和Cr的氧化膜或氮化膜即半透光膜(相移膜)的結(jié)構(gòu)，在掩模上形成由大體上對光進行遮 光的部分、使光透過一半左右的部分以及大體上使光透過的部分構(gòu)成的圖形。
這在玻璃襯底上首先利用濺射法將Cr遮光膜進行成膜，在其上涂敷抗蝕劑、利用 激光照射進行感光后，除去不需要部分的抗蝕劑，形成圖形，利用濕法刻蝕除去不需要部分 的Cr遮光膜。
然后，經(jīng)過如下復(fù)雜的工序進行制造利用濺射法在該襯底上將Cr氧化膜或氮化 膜即半透光膜再次進行成膜，同樣地利用濕法刻蝕除去不需要部分的半透光膜的部分。
因此，多次使用進行各工藝的處理裝置，成為顆粒附著在掩模上的幾率高并且使 成品率惡化的主要原因。
另一方面，考慮如下方法在玻璃襯底上將半透光膜和遮光膜連續(xù)成膜，涂敷抗蝕 劑，首先，形成用于形成半透光部的抗蝕劑圖形，利用濕法刻蝕，僅對遮光膜進行濕法刻蝕， 將抗蝕劑除去之后，形成用于形成透光部的抗蝕劑圖形，利用濕法刻蝕除去下層的半透光膜。
專利文獻1特開平6-95358號公報
專利文獻2特開2007-96295號公報
但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)的方法中，遮光膜以及半透光膜都是Cr類的材料，所以，遮 光膜和半透光膜同時被最初的濕法刻蝕進行了刻蝕，在目的位置形成半透光部是困難的。 對未被Cr類的刻蝕液刻蝕的半透光膜材料進行了各種研究，但是還沒有結(jié)果。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種光掩模坯，具有透明襯底和配置在所述透明 襯底上的掩模層，其特征在于，所述掩模層具有配置在所述透明襯底上的半透明的相移 層；配置在所述相移層上的刻蝕停止層；以及配置在所述刻蝕停止層上的具有遮光性的遮 光層，所述刻蝕停止層由含有碳并且能夠燃燒的材料構(gòu)成，并且，由不被對所述遮光層進行 刻蝕的遮光層刻蝕液刻蝕的材料形成。
此外，在本發(fā)明的光掩模坯中，所述相移層由氧化鉻膜構(gòu)成，所述刻蝕停止層由碳 膜構(gòu)成，所述遮光層由金屬鉻膜或氮化鉻膜的任意一種構(gòu)成。
此外，在本發(fā)明的光掩模坯中，在所述相移層和所述刻蝕停止層之間，與所述相移層和所述刻蝕停止層緊貼配置有由鉻薄膜構(gòu)成的粘接層。
此外，本發(fā)明提供一種光掩模，具有透明襯底和配置在所述透明襯底上的掩模層， 在所述掩模層上形成有對曝光光線進行遮光的遮光區(qū)域、使所述曝光光線透過的透光區(qū) 域、使所述曝光光線的相位發(fā)生偏移的相移區(qū)域，其特征在于，所述掩模層具有配置在所 述透明襯底上的半透明的相移層；配置在所述相移層上的刻蝕停止層；以及配置在所述刻 蝕停止層上的具有遮光性的遮光層，所述刻蝕停止層由含有碳并且能夠燃燒的材料構(gòu)成， 并且，由不被對所述遮光層進行刻蝕的遮光層刻蝕液刻蝕的材料形成，在所述襯底上，由殘 留有所述遮光層的部分形成所述遮光區(qū)域，在所述襯底上，由所述遮光層、所述刻蝕停止層 以及所述相移層被除去的部分形成所述透光區(qū)域，在所述襯底上，由殘留有所述遮光層并 且殘留有所述相移層的部分形成所述相移區(qū)域。
此外，在本發(fā)明的光掩模中，所述相移層由氧化鉻膜構(gòu)成，所述刻蝕停止層由碳膜 構(gòu)成，所述遮光層由金屬鉻膜或氮化鉻膜的任意一種構(gòu)成。
此外，在本發(fā)明的光掩模中，在位于所述遮光區(qū)域的所述相移層和所述刻蝕停止 層之間，與所述相移層和所述刻蝕停止層緊貼配置有由鉻薄膜形成的粘接層，在所述相移 區(qū)域，所述粘接層被氧化后的薄膜露出。
此外，本發(fā)明提供一種光掩模制造方法，在透明襯底上形成半透明的相移層，在所 述相移層上，形成由含有碳并且能夠燃燒的材料構(gòu)成的刻蝕停止層，在所述刻蝕停止層上， 形成具有遮光性并且由不刻蝕所述刻蝕停止層的遮光層刻蝕液刻蝕的遮光層，利用所述遮 光層刻蝕液部分地刻蝕除去所述遮光層，形成所述刻蝕停止層在底面露出的多個開口，將 在所述開口底面露出的所述刻蝕停止層與氧進行化和而除去，由抗蝕劑膜覆蓋一部分開 口，利用所述相移層刻蝕液刻蝕除去位于其他的開口底面的所述相移層。
此外，在本發(fā)明的光掩模制造方法中，由氧化鉻膜構(gòu)成所述相移層，由碳膜構(gòu)成所 述刻蝕停止層，由金屬鉻膜或氮化鉻膜的任意一種構(gòu)成所述遮光層。
此外，在本發(fā)明的光掩模制造方法中，在所述相移層表面形成由鉻薄膜構(gòu)成的粘 接層之后，在所述粘接層表面形成所述刻蝕停止層。
在本發(fā)明中，能夠在將襯底放置在真空環(huán)境中的狀態(tài)下，形成相移層、粘接層、刻 蝕停止層、遮光層。
特別是在利用濺射法形成各層的情況下，濺射裝置在排氣為真空內(nèi)或者返回到大 氣壓時，卷起室內(nèi)的顆粒，成為使顆粒附著在襯底上的主要原因，因此，向真空環(huán)境的搬入 搬出1次就足夠，從而能夠大幅度減少顆粒，其結(jié)果是，能夠?qū)a(chǎn)品的成品率維持得較高。
另外，原來在光掩模制作工序中，為了在濕法刻蝕之前使襯底表面的濕潤性變好， 進行被稱為清除浮渣的氧的光灰化(light ashing)，因此，若由能夠在氧等離子體中燃燒 的含碳膜構(gòu)成刻蝕停止層，則不新需要專用的灰化裝置。


圖1(a) (d)是用于說明本發(fā)明的光掩模的制造工序的圖。
圖2(e) (g)是用于說明本發(fā)明的光掩模的制造工序的圖。
附圖標記
3......光掩模坯
8. · · · ·光掩模
10......透明襯底
11......相移層
12... · ·粘接層
13......刻蝕停止層
14......遮光層
22... · ·抗蝕劑膜
24...…開口
26......透光區(qū)域
27......遮光區(qū)域
28(24)相移區(qū)域具體實施方式
實施例1
將由玻璃襯底構(gòu)成的透明襯底搬入到濺射裝置的真空槽內(nèi)，一邊對真空槽內(nèi)進行 真空排氣，一邊將由Ar氣體構(gòu)成的濺射氣體和&氣體構(gòu)成的第一反應(yīng)性氣體導(dǎo)入到真空 槽內(nèi)，對Cr靶進行濺射，利用反應(yīng)性濺射法在透明襯底表面形成由膜厚為25nm的氧化物膜 (此處為氧化鉻=Cr2O3膜)構(gòu)成的半透明的相移層11。
然后，停止向真空槽內(nèi)導(dǎo)入第一反應(yīng)性氣體( 氣體)，利用所述濺射氣體對相同 的Cr靶進行濺射，在相移層11表面形成由金屬Cr膜構(gòu)成的粘接層12。
然后，一邊向真空槽內(nèi)導(dǎo)入濺射氣體，一邊對相同的真空槽內(nèi)的石墨靶進行濺射， 在粘接層表面形成由膜厚為IOnm的碳薄膜構(gòu)成的刻蝕停止層13。
然后，一邊向真空槽內(nèi)導(dǎo)入濺射氣體和由隊氣體構(gòu)成的第二反應(yīng)性氣體，一邊對 Cr靶進行濺射，在刻蝕停止層13表面形成由膜厚為SOnm的氮化鉻(CrN)膜構(gòu)成的遮光層 14，得到圖1(a)的光掩模坯3。并且，也能夠不向真空槽內(nèi)導(dǎo)入第二反應(yīng)性氣體而利用金屬 鉻膜構(gòu)成遮光層14。
在該圖中，附圖標記10是透明襯底，附圖標記11是相移層，附圖標記12是粘接 層，附圖標記13是刻蝕停止層，附圖標記14是遮光層。
將Cr靶和碳靶配置在相同的真空槽內(nèi)，并且，能夠向該真空槽內(nèi)導(dǎo)入濺射氣體和 第一、第二反應(yīng)性氣體，當在相同的真空槽內(nèi)形成相移層11、粘接層12、刻蝕停止層13以及 遮光層14時，與在真空環(huán)境中進行搬送的情況相比，能夠進一步減少顆粒的產(chǎn)生。
然后，如圖1(b)所示，在光掩模坯3的遮光層14上配置構(gòu)圖后的抗蝕劑膜21作 為處理對象物4，對遮光層14進行刻蝕，但是，當浸漬在不對刻蝕停止層13進行刻蝕的遮光 層刻蝕液(此處為硝酸鈰銨水溶液)中時，進行在形成于抗蝕劑膜21上的多個開口 23的 底面露出的遮光層14的刻蝕。
由于碳薄膜不在該刻蝕液中溶解，所以，如圖1(c)所示，抗蝕劑膜21的開口 23底 面的遮光層14被除去，刻蝕停止層13的表面露出，刻蝕結(jié)束。該圖中的附圖標記M表示 位于抗蝕劑膜21的開口 23的底面下并且形成在遮光層14上的開口。
然后，將該狀態(tài)下的處理對象物5搬入到灰化裝置內(nèi)，放置于真空環(huán)境中，導(dǎo)入&氣體，產(chǎn)生O2氣體等離子體。
若將處理對象物5曝露在&等離子體中2分鐘，則遮光層14表面的抗蝕劑膜21 和開口 23的底面所露出的刻蝕停止層13進行燃燒，成為二氧化碳等氣體而被除去，如圖 1(d)所示，在遮光層的開口 M底面下的刻蝕停止層13的一部分，形成與該開口 M連通的 開口 25。
若刻蝕停止層13被除去，則曝露在氧等離子體中。
此處，粘接層12是膜厚為IOnm以下的金屬鉻薄膜，若曝露在氧等離子體中，則變 化為半透明的氧化物膜(此處是與相移層相同的膜，是氧化鉻膜)16。
然后，如圖2 (e)所示，形成覆蓋遮光層14上和一部分開口 24、25的底面以及側(cè)面 的抗蝕劑膜22，其他的開口 24、25使氧化物膜16表面露出，若將該處理對象物6浸漬于刻 蝕相移層11和氧化物膜16的相移層刻蝕液(此處為硝酸鈰銨水溶液)中，則如圖2(f)所 示，未被抗蝕劑膜22覆蓋的開口 24、25底面的氧化物膜16和相移層11被刻蝕除去，形成 由透明襯底10表面露出的開口構(gòu)成的透光區(qū)域沈。
然后，若除去抗蝕劑膜22，則如圖2(g)所示，形成由殘留了遮光層14的部分構(gòu)成 的遮光區(qū)域27、以及相移層11與氧化物膜16的層疊膜位于在底面的相移區(qū)域觀，得到具 有透光區(qū)域沈、遮光區(qū)域27、相移區(qū)域28的光掩模8。
照射在該光掩模8的表面或背面的曝光光線通過透光區(qū)域沈入射到曝光對象物 上，但是，不能夠通過遮光區(qū)域27，被遮光區(qū)域27遮光。
通過了相移區(qū)域28的曝光光線的相位發(fā)生偏移，成為與通過了透光區(qū)域沈的曝 光光線相反的相位，能夠利用干涉進行邊緣的強調(diào)或像的分離。
在制作光掩模8后，測定各層的膜厚，相移層11為25nm，遮光層14為80nm，膜厚 與刻蝕前的光掩模坯3相同。
此外，光掩模8上的0. 3 μ m以上的顆粒增加數(shù)是0個。
比較例1
除了不形成刻蝕停止層13和粘接層12、不進行利用了 O2等離子體的處理之外，作 成相同結(jié)構(gòu)的光掩模坯，作成了殘留有遮光層14的遮光區(qū)域27、殘留有相移層11并除去了 遮光層14的相移區(qū)域28、除去了這二者的透光區(qū)域26 (刻蝕液為硝酸鈰銨水溶液)，遮光 層H(CrN)的膜厚與刻蝕前相同，是80nm，但是，對于相移層Il(Cr2C)3膜)來說，在對遮光 層14進行刻蝕時在厚度方向全部利用刻蝕被除去，所以，相移層11的膜厚為Onm。
比較例2
代替碳薄膜，形成了由膜厚為IOnm的金屬鈦薄膜構(gòu)成的刻蝕停止層13，除此之 外，作成與上述實施例相同結(jié)構(gòu)的光掩模坯，作成了遮光區(qū)域27、相移區(qū)域觀、透光區(qū)域 26 (刻蝕液為硝酸鈰銨水溶液)，遮光層H(CrN)的膜厚與刻蝕前相同，是80nm，但是，相移 層IKCr2O3膜)為12nm，約為刻蝕前的膜厚的一半。
這是因為，在Ti膜中，作為針對硝酸鈰銨水溶液的刻蝕停止層13的功能不充分， 在對遮光層14進行刻蝕時，相移層11的表面部分也被刻蝕。
比較例3
利用濺射法，將由CrN膜構(gòu)成的遮光層在由玻璃構(gòu)成的透明襯底上成膜，將從真 空環(huán)境中取出并且構(gòu)圖后的抗蝕劑膜進行配置、刻蝕，在形成透明襯底露出的多個開口之后，除去抗蝕劑膜，利用濺射法形成由Cr2O3膜構(gòu)成的相移層。
將再次從真空環(huán)境中取出并且構(gòu)圖后的抗蝕劑膜進行配置、刻蝕，形成除去抗蝕 劑膜而使透明襯底表面在開口底面露出的透光部、相移層位于開口內(nèi)并且相移層和透明襯 底緊貼的相移區(qū)域、遮光膜所在的遮光區(qū)域，使各層分別獨自地進行刻蝕，所以，相移層的 膜厚和遮光層的膜厚分別與刻蝕前相同，是25nm和80nm，但是，0. 3 μ m以上的顆粒增加數(shù) 為135個，缺陷數(shù)較多，所以，作為光掩模是不良的。
實施例
實施例2
在將與上述實施例相同結(jié)構(gòu)的光掩模坯3的刻蝕停止層13除去一部分而使相移 層11表面露出時，代替利用A等離子體進行的燃燒，利用200W的UV燈，使由碳薄膜構(gòu)成 的刻蝕停止層13露出一部分，在大氣中照射UV光10分鐘，使刻蝕停止層13的露出部分進 行燃燒而除去。
其他工序相同，作成了光掩模8，相移層Il(Cr2C)3膜)為25nm，遮光層14(CrN膜) 為80nm，與刻蝕前相同。此外，光掩模上的0. 3 μ m以上的顆粒增加數(shù)為0個。
并且，對于本發(fā)明的刻蝕停止層13來說，除了僅由碳構(gòu)成的碳薄膜以外，還包括 含有與氫進行了化和的碳的碳薄膜；含有與氮進行了化和的碳的碳薄膜；包含與氫和氮進 行了化和的碳的碳薄膜。總之，作為與氧進行化和并產(chǎn)生二氧化碳或其他氣體而被除去的 碳薄膜，包含發(fā)揮刻蝕停止功能的薄膜。
為了使碳薄膜與氧進行化和，除了氧等離子體或UV光照射以外，也可以是加熱、 臭氧照射或者氧基(Oxygen Radical)照射。
對于遮光膜來說，除了金屬鉻膜、氮化鉻膜以外，也能夠使用鉻的碳化膜。
權(quán)利要求
1.一種光掩模坯，具有透明襯底和配置在所述透明襯底上的掩模層，其特征在于， 所述掩模層具有配置在所述透明襯底上的半透明的相移層； 配置在所述相移層上的刻蝕停止層；以及 配置在所述刻蝕停止層上的具有遮光性的遮光層，所述刻蝕停止層由含有碳并且能夠燃燒的材料構(gòu)成，并且，由不被對所述遮光層進行 刻蝕的遮光層刻蝕液刻蝕的材料形成。
2.如權(quán)利要求1的光掩模坯，其特征在于，所述相移層由氧化鉻膜構(gòu)成，所述刻蝕停止層由碳膜構(gòu)成，所述遮光層由金屬鉻膜或 氮化鉻膜的任意一種構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2的任意一項的光掩模坯，其特征在于，在所述相移層和所述刻蝕停止層之間，與所述相移層和所述刻蝕停止層緊貼配置有由 鉻薄膜構(gòu)成的粘接層。
4.一種光掩模，具有透明襯底和配置在所述透明襯底上的掩模層，在所述掩模層上形 成有對曝光光線進行遮光的遮光區(qū)域、使所述曝光光線透過的透光區(qū)域、使所述曝光光線 的相位發(fā)生偏移的相移區(qū)域，其特征在于，所述掩模層具有配置在所述透明襯底上的半透明的相移層； 配置在所述相移層上的刻蝕停止層；以及 配置在所述刻蝕停止層上的具有遮光性的遮光層，所述刻蝕停止層由含有碳并且能夠燃燒的材料構(gòu)成，并且，由不被對所述遮光層進行 刻蝕的遮光層刻蝕液刻蝕的材料形成，在所述襯底上，由殘留有所述遮光層的部分形成所述遮光區(qū)域， 在所述襯底上，由所述遮光層、所述刻蝕停止層以及所述相移層被除去的部分形成所 述透光區(qū)域，在所述襯底上，由殘留有所述遮光層并且殘留有所述相移層的部分形成所述相移區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4的光掩模，其特征在于，所述相移層由氧化鉻膜構(gòu)成，所述刻蝕停止層由碳膜構(gòu)成，所述遮光層由金屬鉻膜或 氮化鉻膜的任意一種構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4或5的任意一項的光掩模，其特征在于，在位于所述遮光區(qū)域的所述相移層和所述刻蝕停止層之間，與所述相移層和所述刻蝕 停止層緊貼配置有由鉻薄膜形成的粘接層，在所述相移區(qū)域，所述粘接層被氧化后的薄膜露出。
7.一種光掩模制造方法，其特征在于， 在透明襯底上形成半透明的相移層，在所述相移層上，形成由含有碳并且能夠燃燒的材料構(gòu)成的刻蝕停止層， 在所述刻蝕停止層上，形成具有遮光性并且由不刻蝕所述刻蝕停止層的遮光層刻蝕液 刻蝕的遮光層，利用所述遮光層刻蝕液部分地刻蝕除去所述遮光層，形成所述刻蝕停止層在底面露出 的多個開口，將在所述開口底面露出的所述刻蝕停止層與氧進行化和而除去， 由抗蝕劑膜覆蓋一部分開口，利用所述相移層刻蝕液刻蝕除去位于其他的開口底面的 所述相移層。
8.如權(quán)利要求7的光掩模制造方法，其特征在于，由氧化鉻膜構(gòu)成所述相移層，由碳膜構(gòu)成所述刻蝕停止層，由金屬鉻膜或氮化鉻膜的 任意一種構(gòu)成所述遮光層。
9.如權(quán)利要求7或8的任意一項的光掩模制造方法，其特征在于，在所述相移層表面形成由鉻薄膜構(gòu)成的粘接層之后，在所述粘接層表面形成所述刻蝕停止層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不附著顆粒的光掩模及其制造方法。在相移層(11)上層疊粘接層(12)、刻蝕停止層(13)、遮光層(14)，在利用刻蝕液部分地對遮光層(14)進行刻蝕時，利用刻蝕停止層(13)阻止刻蝕的進行，然后，利用氧等離子體除去在遮光層(14)上形成的開口底面的刻蝕停止層。用抗蝕劑覆蓋成為相移區(qū)域的開口(24)，利用刻蝕液除去成為透光區(qū)域的開口底面的相移區(qū)域(11)。由殘留有遮光層(14)的部分形成遮光區(qū)域，得到光掩模。將各層(11)～(14)全部形成之后，進行使用了刻蝕液的刻蝕，所以，不存在顆粒的附著。
文檔編號G03F7/00GK102033417SQ20101029845
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者三村壽文, 中村久三, 清田淳也, 谷典明, 鈴木壽弘 申請人:株式會社愛發(fā)科