相移掩模坯料、相移掩模及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種適用于大批量制造邊緣增強(qiáng)型的相移掩模的相移掩模坯料。所述相移掩模坯料（MB）具有：玻璃基板（S）；形成在玻璃基板表面上的、主要成分為Cr的相移層（11）；以從玻璃基板朝向相移層的方向?yàn)樯?，在相移層上形成的、以從Ni、Co、Fe、Ti、Si、Al、Nb、Mo、W及Hf中選出的至少一種的金屬為主要成分的蝕刻阻擋層（12）；以及在蝕刻阻擋層上形成的、主要成分為Cr的遮光層（13）。
【專利說(shuō)明】相移掩模坯料、相移掩模及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種相移掩模坯料、相移掩模及其制造方法，更詳細(xì)地說(shuō)是涉及一種適用于制造平板顯示器(以下稱為“FPD”)的產(chǎn)品。

【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件或FPD的制造過(guò)程中，為了將精細(xì)圖案曝光、轉(zhuǎn)移到硅或玻璃等構(gòu)成的基板上形成的抗蝕膜上，現(xiàn)在使用的是相移掩模。由于Fro用的玻璃基板與半導(dǎo)體用的硅基板相比面積大，所以為了以足夠的曝光量對(duì)Fro用的基板進(jìn)行曝光，現(xiàn)在使用的是g線、h線及i線的復(fù)合波長(zhǎng)的曝光光線。使用這樣的曝光光線時(shí)，一直以來(lái)使用的是邊緣增強(qiáng)型相移掩模(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]然而，在上述現(xiàn)有例中，使遮光層成膜在透明基板上，蝕刻并使該遮光層圖形化，以覆蓋已圖形化的遮光層的方式使相移層成膜，通過(guò)蝕刻并使該相移層圖形化制造相移掩模。像這樣交替進(jìn)行成膜和圖形化的話，在裝置間的搬運(yùn)時(shí)間或等待處理時(shí)間變長(zhǎng)，生產(chǎn)率顯著下降。而且，在具有規(guī)定的開(kāi)口圖案的單一掩模擋板上，無(wú)法使相移層和遮光層連續(xù)并進(jìn)行蝕刻，需要用兩步來(lái)形成掩模(抗蝕圖案)，制造步驟數(shù)增加。從而，存在無(wú)法大批量制造相移掩模的問(wèn)題。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:專利公開(kāi)2011-13283號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008]鑒于以上情況，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于大批量制造邊緣增強(qiáng)型的相移掩模的相移掩模坯料、由該相移掩模坯料制成的相移掩模及其制造方法。
[0009]解決技術(shù)問(wèn)題的手段
[0010]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的相移掩模坯料，其特征在于包括:透明基板；形成在透明基板表面上的、主要成分為Cr的相移層；以從透明基板朝向相移層的方向?yàn)樯?，在相移層上形成的、以從N1、Co、Fe、T1、S1、Al、Nb、Mo、W及Hf中選出的至少一種的金屬為主要成分的蝕刻阻擋層；以及在蝕刻阻擋層上形成的、以Cr為主要成分的遮光層。另外，在本發(fā)明中，所謂以Cr為主要成分，是指由Cr以及Cr的氧化物、氮化物、碳化物、氧氮化物、碳氮化物及氧碳氮化物中選出的任意一種而構(gòu)成。
[0011]再有，由上述相移掩模坯料制成的本發(fā)明的相移掩模，其特征在于:在具有規(guī)定的開(kāi)口圖案的單一掩模擋板上依次蝕刻所述遮光層和所述蝕刻阻擋層，形成遮光圖案和蝕刻阻擋層圖案，在所述掩模擋板上蝕刻所述相移層形成相移圖案，所述遮光圖案的開(kāi)口寬度比該相移圖案的開(kāi)口寬度更寬。
[0012]再有，由上述相移掩模坯料制造相移掩模的本發(fā)明的相移掩模的制造方法，其特征在于包含:在遮光層上形成具有規(guī)定的開(kāi)口圖案的單一掩模的步驟；在已形成的掩模擋板上依次蝕刻所述遮光層和所述蝕刻阻擋層形成遮光圖案和蝕刻阻擋層圖案步驟；在所述掩模擋板上蝕刻所述相移層形成相移圖案的步驟；以及進(jìn)一步蝕刻所述蝕刻阻擋層圖案的步驟。這種情況下，優(yōu)選在所述蝕刻阻擋層的蝕刻中使用含硝酸的蝕刻液。
[0013]根據(jù)上述內(nèi)容，如果以在相移掩模坯料的遮光層上形成抗蝕圖案作為具有規(guī)定的開(kāi)口圖案的單一掩模的情況為例進(jìn)行說(shuō)明的話，則通過(guò)在該抗蝕圖案擋板上蝕刻遮光層，形成規(guī)定寬度的遮光圖案。進(jìn)而，通過(guò)在上述抗蝕圖案擋板上蝕刻蝕刻阻擋層，形成蝕刻阻擋層圖案。此時(shí)，遮光圖案的側(cè)面雖然露出，但由于遮光圖案是由與蝕刻阻擋層圖案不同的材料構(gòu)成的，不會(huì)被蝕刻，所以遮光圖案與蝕刻阻擋層圖案寬度相同。接著，通過(guò)在上述抗蝕圖案擋板上蝕刻相移層，形成與蝕刻阻擋層圖案寬度相同的相移圖案。此時(shí)，由于由Cr系材料構(gòu)成的遮光圖案與相移圖案一樣也被蝕刻，所以遮光圖案的開(kāi)口寬度比相移圖案的寬度更寬。最后，通過(guò)進(jìn)一步蝕刻蝕刻阻擋層圖案，遮光圖案與蝕刻阻擋層圖案變?yōu)橥粚挾?。通過(guò)經(jīng)過(guò)以上的步驟，得到遮光圖案的開(kāi)口寬度比相移圖案的開(kāi)口寬度還寬的邊緣增強(qiáng)型的相移掩模。另外，只要是在相移圖案的形成之后，抗蝕圖案可以在任意的定時(shí)去除。像這樣，因?yàn)橹煌ㄟ^(guò)在單一的掩模擋板上將相移掩模坯料圖形化就可以制造相移掩模，所以與像以往例那樣交替進(jìn)行成膜與圖形化的情況相比可以高效生產(chǎn)，而且，由于與以往例相比可減少制造步驟數(shù)，所以可大批量制造相移掩模。
[0014]在本發(fā)明中，以Cr為主要成分的相移層是選自上述Cr的氧化物、氮化物、碳化物、氧氮化物、碳氮化物及氧碳氮化物的任意一種而構(gòu)成的，設(shè)定為使相移效果充分發(fā)揮的薄膜厚度。為了具有這樣的使相移效果充分發(fā)揮的薄膜厚度，雖然蝕刻時(shí)間變長(zhǎng)為超過(guò)遮光層的蝕刻時(shí)間一倍，但由于各層間的結(jié)合強(qiáng)度足夠高，所以可形成線粗糙度為大致直線狀，且圖案剖面變?yōu)榇笾麓怪?、是良好的光掩模的圖案。
[0015]再有，通過(guò)使用含Ni的膜作為蝕刻阻擋層，可充分提高與含Cr的遮光膜及含Cr的相移層的結(jié)合強(qiáng)度。因此，用濕蝕刻液蝕刻遮光層、蝕刻阻擋層及相移層時(shí)，由于蝕刻液不從遮光層與蝕刻阻擋層的界面或蝕刻阻擋層與相移層的界面滲入，所以可提高形成的遮光圖案、相移圖案的CD精度，且可使膜的剖面形狀成為作為光掩模來(lái)說(shuō)質(zhì)量良好的近似垂直的形狀。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的相移掩模坯料的示意剖面圖。
[0017]圖2 (a)?(e)是用于說(shuō)明由圖1所示的相移掩模坯料制造相移掩模的相移掩模制造方法步驟的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]參照?qǐng)D1，MB是本發(fā)明的實(shí)施方式的相移掩模坯料。相移掩模坯料MB由透明基板S、在該透明基板S上形成的相移層11、在相移層11上形成的蝕刻阻擋層12、在該蝕刻阻擋層12上形成的遮光層13構(gòu)成。
[0019]對(duì)于透明基板S可使用玻璃基板。相移層11及遮光層13是以Cr為主要成分的產(chǎn)品，具體而言可由選自Cr單體以及Cr的氧化物、氮化物、碳化物、氧氮化物、碳氮化物及氧碳氮化物中的一種而構(gòu)成，再有，也可從它們中選出的兩種以上來(lái)疊層構(gòu)成。相移層11形成為可帶給300nm以上500nm以下的波長(zhǎng)區(qū)域的任一的光線(例如波長(zhǎng)是365nm的i線)180°的位相差的厚度(例如90?170nm)。遮光層13形成為可得到規(guī)定的光學(xué)特性的厚度(例如80nm?200nm)。作為蝕刻阻擋層12，可使用以選自N1、Co、Fe、T1、S1、Al、Nb、Mo、W及Hf中的至少一種金屬為主要成分的產(chǎn)品，例如可使用N1-T1-Nb-Mo膜。這些相移層11、蝕刻阻擋層12及遮光層13可通過(guò)例如濺鍍法、電子束蒸鍍法、激光蒸鍍法、ALD法等成膜。
[0020]上述相移掩模坯料MB例如通過(guò)在玻璃基板S上用DC濺鍍法按順序使主要成分是Cr的相移層11、主要成分是Ni的蝕刻阻擋層12及主要成分是Cr的遮光層13成膜而制成的。以下對(duì)由上述相移掩模坯料MB制造相移掩模M的相移掩模的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0021]如圖2(a)所示，在是上述相移掩模坯料MB的最上層的遮光層13上，用光刻技術(shù)，形成抗蝕圖案RP作為具有規(guī)定的開(kāi)口的單一掩模。接著，如圖2 (b)所示，在該抗蝕圖案RP擋板上用第一蝕刻液濕蝕刻遮光層13。作為第一蝕刻液，可使用含硝酸鈰銨的蝕刻液，例如優(yōu)選使用含有硝酸或高氯酸等的酸的硝酸鈰銨。此處，由于蝕刻阻擋層12對(duì)第一蝕刻液具有高耐受性，所以只有遮光層13被圖形化形成遮光圖案13a。接著，在上述抗蝕圖案RP擋板上用第二蝕刻液濕蝕刻蝕刻阻擋層12。作為第二蝕刻液，可優(yōu)選采用向硝酸中添加選自冰醋酸、高氯酸、過(guò)氧化氫溶液及鹽酸中的至少一種的制品。此處，由于遮光層13及相移層11對(duì)第二蝕刻液具有高耐受性，所以只有蝕刻阻擋層12被圖形化形成蝕刻阻擋層圖案 12a。
[0022]接著，如圖2 ( c )所示，在上述抗蝕圖案RP擋板上用上述第一蝕刻液濕蝕刻相移層11。此處，由于遮光圖案13a與相移層11相同由Cr系材料構(gòu)成，遮光圖案13a的側(cè)面露出，所以相移層11被圖形化形成相移圖案11a，并且遮光圖案13a也被蝕刻。其結(jié)果是遮光圖案13a的開(kāi)口寬度d2比相移圖案Ila的開(kāi)口寬度dl更寬。
[0023]而且，如圖2 Cd)所示，用上述第二蝕刻液進(jìn)一步濕蝕刻蝕刻阻擋層圖案12a。由此，蝕刻阻擋層圖案12b的開(kāi)口寬度變?yōu)榕c遮光圖案13b的開(kāi)口寬度d2相同。
[0024]最后，如果去除抗蝕圖案RP的話，則如圖2 Ce)所示，可得到遮光圖案13b (及蝕刻阻擋層圖案12b)的開(kāi)口寬度d2比相移圖案Ila的開(kāi)口寬度dl更寬的邊緣增強(qiáng)型的相移掩模M。在去除抗蝕圖案RP的過(guò)程中，由于可以使用公知的抗蝕劑剝離液，所以此處省略詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]另外，在遮光圖案13b的外側(cè)露出的相移圖案Ila的寬度(d2_dl)由濕蝕刻相移層11時(shí)的遮光圖案13a的蝕刻速度來(lái)決定。此處，該遮光圖案13a的蝕刻速度受到遮光層13的組成或蝕刻阻擋層12和遮光層13的界面狀態(tài)的影響。例如用以鉻為主要成分的層和以氧化鉻為主要成分的層的兩層膜構(gòu)成遮光層13的情況下，如果升高以鉻為主要成分的層的鉻成分的比例則可提高蝕刻速度，另一方面如果降低鉻成分的比例可降低蝕刻速度。作為遮光圖案13a的蝕刻量，例如可設(shè)置在200nm?100nm的范圍內(nèi)。
[0026]采取上述實(shí)施方式，在透明基板S上將相移層11、蝕刻阻擋層12及遮光層13按該順序疊層構(gòu)成相移掩模坯料MB。在該相移掩模坯料MB的遮光層13上形成抗蝕圖案RP，通過(guò)在該抗蝕圖案RP擋板上濕蝕刻各層，可制造邊緣增強(qiáng)型的相移掩模M。從而，由于與重復(fù)成膜和蝕刻的以往例相比可減少制造步驟數(shù)，并提高生產(chǎn)率，所以可大批量制造相移掩模M ο
[0027]再有，相移層11是由選自Cr的氧化物、氮化物、碳化物、氧氮化物、碳氮化物及氧碳氮化物中的任意一種構(gòu)成的，具有使相移效果充分發(fā)揮的薄膜厚度。為了具有這樣的相移效果充分發(fā)揮的薄膜厚度，雖然蝕刻時(shí)間變長(zhǎng)為超過(guò)遮光層13的蝕刻時(shí)間一倍，但由于各層間的結(jié)合強(qiáng)度足夠高，所以可形成線粗糙度為大致直線狀，且圖案剖面變?yōu)榇笾麓怪?、是良好的光掩模的圖案。
[0028]再有，通過(guò)使用含Ni的膜作為蝕刻阻擋層12，可充分提高與含Cr的遮光層13及含Cr的相移層11的結(jié)合強(qiáng)度。因此，以濕蝕刻液蝕刻遮光層13、蝕刻阻擋層12及相移層11時(shí)，由于蝕刻液不從遮光層13和蝕刻阻擋層12的界面或蝕刻阻擋層12和相移層11的界面滲透，所以可提高形成的遮光圖案13b、相移圖案Ila的CD精度，且可使膜的剖面形狀成為作為光掩模來(lái)說(shuō)質(zhì)量良好的近似垂直的形狀。
[0029]為了確認(rèn)上述效果，進(jìn)行接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)，即在玻璃基板S上通過(guò)濺鍍法形成厚度為120nm的作為相移層11的鉻的氧氮碳化膜，形成厚度為30nm的作為蝕刻阻擋層12的N1-T1-Nb-Mo膜，形成合計(jì)厚度為10nm的作為遮光層13的鉻主要成分的層和氧化鉻主要成分的層的兩層構(gòu)成的膜，得到相移掩模坯料MB。在該相移掩模坯料MB上形成抗蝕圖案RP，在該抗蝕圖案RP擋板上用硝酸鈰銨和高氯酸的混合蝕刻液蝕刻遮光層13形成遮光圖案13a，進(jìn)而用硝酸和高氯酸的混合蝕刻液蝕刻蝕刻阻擋層12形成蝕刻阻擋層圖案12a。接著，在上述抗蝕圖案RP擋板上用硝酸鈰銨和高氯酸的混合蝕刻液蝕刻相移層11形成相移圖案11a，并側(cè)蝕遮光圖案13a形成遮光圖案13b。接著，通過(guò)用硝酸和高氯酸的混合蝕刻液蝕刻蝕刻阻擋層圖案12a形成蝕刻阻擋層圖案12b，去除抗蝕圖案RP，得到邊緣增強(qiáng)型的相移掩模M。使用像這樣得到的相移掩模M，用g線、h線及i線的復(fù)合波長(zhǎng)的曝光光線曝光，測(cè)量已曝光的圖案的線寬，求出相對(duì)目標(biāo)線寬(2.5 μπι)的偏差，結(jié)果確認(rèn)可抑制在10%左右。由此，可知可大批量制造的相移掩模M可在FPD中使用。
[0030]另外，本發(fā)明并不受上述實(shí)施方式限制。例如在上述實(shí)施方式中，對(duì)形成蝕刻阻擋層圖案12后去除抗蝕圖案RP的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但只要是在相移層11的蝕刻之后，可在任何的定時(shí)去除。
[0031]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0032]MB…相移掩模坯料、S...玻璃基板(透明基板)、11…相移層、Ila…相移圖案、12...蝕刻阻擋層、12a，12b…蝕刻阻擋層圖案、13...遮光層、13a，13b…遮光圖案。
【權(quán)利要求】
1.一種相移掩模坯料，其特征在于具有: 透明基板； 形成在透明基板表面上的、主要成分為Cr的相移層； 以從透明基板朝向相移層的方向?yàn)樯?，在相移層上形成的、以從N1、Co、Fe、T1、S1、Al、Nb、Mo、W及Hf中選出的至少一種金屬為主要成分的蝕刻阻擋層；以及 在蝕刻阻擋層上形成的、主要成分為Cr的遮光層。
2.一種相移掩模，是由根據(jù)權(quán)利要求1所述的相移掩模坯料制造的相移掩模，其特征在于: 在具有規(guī)定的開(kāi)口圖案的單一掩模擋板上依次蝕刻所述遮光層和所述蝕刻阻擋層，形成遮光圖案和蝕刻阻擋層圖案，在所述掩模擋板上蝕刻所述相移層形成相移圖案，所述遮光圖案的開(kāi)口寬度比該相移圖案的開(kāi)口寬度更寬。
3.一種相移掩模的制造方法，是由根據(jù)權(quán)利要求1所述的相移掩模坯料制造相移掩模的方法，其特征在于包含: 在遮光層上形成具有規(guī)定的開(kāi)口圖案的單一掩模的步驟； 在已形成的掩模擋板上依次蝕刻所述遮光層和所述蝕刻阻擋層形成遮光圖案和蝕刻阻擋層圖案的步驟； 在所述掩模擋板上蝕刻所述相移層形成相移圖案的步驟；以及 進(jìn)一步蝕刻所述蝕刻阻擋層圖案的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相移掩模的制造方法，其特征在于:在所述蝕刻阻擋層的蝕刻中使用含硝酸的蝕刻液。
【文檔編號(hào)】G03F1/29GK104471478SQ201380002495
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月20日
【發(fā)明者】影山景弘, 中村大介 申請(qǐng)人:愛(ài)發(fā)科成膜株式會(huì)社