相移掩膜的制造方法及相移掩膜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能够形成微细且高精度的曝光图案的相移掩膜的制造方法及相移掩 膜。特别涉及在平板显示器的制造中使用的技术。
[0002] 本申请基于2013年4月17日于日本申请的特愿2013-086982号主张优先权，在 此引用其内容。
【背景技术】
[0003] 在半导体领域，为了进行高密度安装，图案的微细化已进行过很长时间。为此，在 缩短曝光波长的同时，还研宄了曝光方法的改善等各种各样的方法。
[0004] 为了在光掩膜上也进行图案微细化，从采用复合波长对遮光膜进行图案形成而得 到的光掩膜开始，已达到在图案边缘利用光干涉并采用单一波长而能够形成更微细的图案 的相移掩膜被使用。在以上所示的半导体用相移掩膜中，如专利文献1所示，使用了采用i 线单一波长的边缘增强型相移掩膜，而为了实现进一步的微细化，如专利文献2所示，将曝 光波长缩短至ArF单一波长，并且使用了半透射型相移掩膜。
[0005] 另一方面，在平板显示器领域，为了实现价格低廉化，需要以较高的生产能力来进 行生产，关于曝光波长，也是利用g线、h线、i线的复合波长下的曝光来进行图案形成。
[0006] 最近，即使在上述平板显示器领域，为了形成高清晰的画面，图案分布也被进一步 微细化，已达到如专利文献3所示使用边缘增强型相移掩膜，而并非以往一直使用的对遮 光膜进行图案化而得到的光掩膜。
[0007] 平板用的边缘增强型相移掩膜已处于如下状况：成为复合波长区域内的曝光，存 在着在除了产生相移效果之外的波长下相移效果变得并不充分的问题，期待能够获得更高 效率的相移效果的相移掩膜。
[0008] 在上述边缘增强型相移掩膜中，除了在对遮光膜进行图案化后形成相移掩膜，进 而对相移掩膜进行图案化的专利文献3中所记载的上置型相移掩膜之外，还存在下置型相 移掩膜，该下置型相移掩膜是从基板开始依次形成相移膜、蚀刻终止膜、遮光膜并依次进行 图案化而成的相移掩膜。但是，在所述下置型相移掩膜中也具有同样的问题，在由相移层形 成的半透射膜所构成的单层型相移掩膜中也存在同样的问题。
[0009] 专利文献1 :日本专利公开平08-272071号公报
[0010] 专利文献2 :日本专利公开2006-78953号公报
[0011] 专利文献3 :日本专利公开2011-13283号公报
[0012] 此外，在作为边缘增强型相移掩膜的图案区域中，优选相移图案从遮光图案中露 出的宽幅形状，但是在湿式蚀刻处理中，以规定厚度形成的相移图案会下陷（夂> 3 )，也 就是说，厚度的减少程度与所设定的形状不同，结果是，依赖于相移层厚度的光强度为零的 位置与所期望的状态不同，因此，存在如下问题：由于存在图案线宽（宽度尺寸）变粗等作 为掩膜的高精细性降低的可能性，故而并不理想。
[0013] 进而，已处于如下状况：在形成平板的图案时，虽然使用复合波长区域内的曝光， 但是由于无法获得充分利用了所有复合波长后的相移效果，因此在形成进一步的微细图案 上存在限制，期待着在复合波长区域内的曝光中也充分发挥相移效果而实现微细化的工 〇
[0014] 伴随着近年来平板显示器的配线图案的微细化，对于在平板显示器的制造中使用 的光掩膜而言，对微细的线宽精度的要求也提高了。但是，仅仅通过对针对光掩膜微细化的 曝光条件、显影条件等的研宄是非常难以应对的，开始寻求用于实现进一步微细化的新技 术。
[0015] 从在曝光中能够应用上述波长范围的复合波长也就是曝光强度这一观点出发，也 要求能够同时使用不同波长的光并且能够同时维持高精细性。
【发明内容】
[0016] 本发明的方式的目的在于，提供一种适合在平板显示器的制造中使用，能够形成 微细且高精度的曝光图案并能够应用复合波长，并且能够更为有效地实现相移效果的相移 掩膜的制造方法及相移掩膜。
[0017] 本发明的一方式所涉及的相移掩膜的制造方法是如下所示的相移掩膜的制造方 法，所述相移掩膜具有：透明基板；以及相移层，至少具有在所述透明基板的表面以固定厚 度形成的部分，并以Cr为主要成分，针对300nm以上且500nm以下的波长区域的任意一种 光能够具有180°相位差，
[0018] 其特征在于，所述相移掩膜的制造方法具有：
[0019] 在所述透明基板上将所述相移层形成为多级的工序；以及
[0020] 对所述相移层进行湿式蚀刻，并以使所述相移层与所述透明基板具有俯视观察到 的边界部分的方式，对所述相移层进行图案化以形成相移图案的工序，
[0021] 在俯视观察到的所述相移层与所述透明基板的边界部分中，形成将所述相移层的 厚度变化设定为多级的多级区域。
[0022] 在上述方式的制造方法中，
[0023] 在所述相移层的形成工序中，可以通过设定成膜气氛气体中的氧化性气体的流量 比，从而能够分别设定所述相移层中的各级的蚀刻速率。
[0024] 在上述方式的制造方法中，
[0025] 在所述相移层的多级区域中，所述各级的厚度可以以在不同波长的光中具有 180°相位差的方式相对应。
[0026] 在上述方式的制造方法中，
[0027] 作为所述相移层中的各级的成膜气氛的成膜气体含有惰性气体、氮化性气体以及 氧化性气体，或者含有氮化性气体和氧化性气体，相对于总气体流量，氧化性气体的流量比 选自3. 68%~24. 89%的范围，进而，
[0028] 每层的相对于总气体流量的氧化性气体比率也可以不同。
[0029]在上述方式的制造方法中，
[0030] 具有：在所述透明基板上形成相移膜后形成图案的工序，或具有：由遮光层形成 遮光图案，并在所述遮光图案上由相移层形成相移图案的工序，或者进一步地，
[0031]还可以具有：在所述透明基板上形成相移层，使以从Ni、Co、Fe、Ti、Si、Al、Nb、Mo、 W以及Hf中选择出的至少一种金属为主要成分的蚀刻终止层介于中间地形成在所述相移 层上，在所述蚀刻终止层上形成遮光层，并利用图案形成来形成相移图案的工序。
[0032] 本发明的另一方式所涉及的相移掩膜通过上述任意一个所记载的制造方法制造， 所述相移掩膜具有：
[0033] 透明基板；以及
[0034] 相移层，至少具有在所述透明基板的表面以固定厚度形成的部分，并以Cr为主要 成分，针对300nm以上且500nm以下的波长区域的任意一种光能够具有180°相位差，
[0035] 其特征在于，
[0036] 在所述相移层形成有相移图案，所述相移图案具有相对于所述透明基板的俯视观 察到的边界部分，
[0037] 在俯视观察到的所述相移层与所述透明基板的边界部分中，具有使所述相移层的 厚度多级变化的多级区域。
[0038] 在上述方式的相移掩膜中，
[0039] 在所述相移层的多级区域中，所述各级的厚度可以以使不同波长的光具有相位差 的方式相对应。
[0040] 在上述方式的相移掩膜中，
[0041] 可以采用使所述相移层的多级区域厚度在g线、h线、i线中具有180°相位差的 方法，或者使所述相移层的多级区域厚度在h线、i线中具有180°相位差的方法。
[0042] 作为设定为具有180°相位差的波长，可以如上所述设定为包含g线、h线、i线， 但也可以设定为包含h线、i线而不包含g线。
[0043] 本发明的另一方式所涉及的相移掩膜的制造方法是如下所示的相移掩膜的制造 方法，所述相移掩膜具有：
[0044] 透明基板；以及
[0045] 相移层，至少具有在所述透明基板的表面以固定厚度形成的部分，并以Cr为主要 成分，针对300nm以上且500nm以下的波长区域的任意一种光能够具有180°相位差，
[0046] 所述相移掩膜的制造方法具有：
[0047] 在所述透明基板上将所述相移层形成为多级的工序；以及
[0048] 对所述相移层进行湿式蚀刻，并以使所述相移层与所述透明基板具有俯视观察到 的边界部分的方式，对所述相移层进行图案化以形成相移图案的工序，
[0049] 通过在俯视观察到的所述相移层与所述透明基板的边界部分形成将所述相移层 的厚度变化设定为多级的多级区域，从而至少在透明基板上的相移图案的单层部分，形成 以厚度朝向露出的透明基板表面减少的方式将厚度变化设定为多级的多级区域，据此，该 多级区域被形成为，与在曝光所使用的各规定波长的光中光强度为零的厚度相对应的位置 沿着相移图案的轮廓而具有规定的宽度尺寸。同时，由于与成为上述波长区域的复合波长 的光对应的厚度所对应的位置被形成为相对于相移图案的轮廓犹如相似形一样而具有规 定的宽度尺寸，因此，对于在曝光中与上述波长范围的复合波长中的各适合波长相对应的 厚度尺寸，在多级区域的各级中，各厚度尺寸在宽度方向上持续，由此，上述各级能够具有 对应于各复合波长中的规定波长而使光强度为零的规定的宽度。
[0050] 据此，将上述波长范围的复合波长同时在曝光中使用，能够可靠地实现相移效果， 因此，能够制造出能够实现进一步的尚精细化、曝光时间的缩短、曝光效率的提尚的相移掩 膜。
[0051] 在上述方式的制造方法中，
[0052] 在所述相移层的形成工序中，通过设定成膜气氛气体中的氧化性气体的流量比， 从而能够分别设定所述相移层中的各级的蚀刻速率，据此，在俯视观察到的所述相移层与 所述透明基板的边界部分中，能够形成将所述相移层的厚度变化设定为多级的多级区域， 至少在透明基板上的相移图案的单层部分，能够形成以厚度朝向露出的透明基板表面减少 的方式将厚度变化设定为多级的多级区域。
[0053] 在上述方式的制造方法中，
[0054] 在所述相移层的多级区域中，所述各级的厚度以在不同波长的光中具有180°相 位差的方式相对应，据此，级能够具有对应于各复合波长中的规定波长而使光强度为零的 规定的宽度。因此，能够在各波长中使光强度为零，从而易于应对高精细化。
[0055] 在上述方式的制造方法中，
[0056] 作为所述相移层中的各级的成膜气氛的成膜气体含有惰性气体、氮化性气体以及 氧化性气体，或者含有氮化性气体和氧化性气体，相对于总气体流量，氧化性气体的流量比 选自3. 68%~24. 89%的范围，据此，能够将所述多级区域中的膜厚状态控制为所期望的 状态。由此，对膜厚进行控制，以使所述多级区域的各级的膜厚分别与在上述波长范围的复 合波长的光中光强度为零的厚度相对应，从而能够将上述波长范围的复合波长同时在曝光 中使用。
[0057] 在上述方式的制造方法中，
[0058] 可以具有：在所述透明基板上形成相移膜后形成图案的工序，或者，
[0059] 具有：由遮光层形成遮光图案，并在所述遮光图案上由相移层形成相移图案的工 序，或者进一步地，
[0060] 具有：在所述透明基板上形成相移层，使以从Ni、Co、Fe、Ti、Si、Al、Nb、Mo、W&& Hf中选择出的至少一种金属为主要成分的蚀刻终止层介于中间地形成在所述相移层上，在 所述蚀刻终止层上形成遮光层，并利用图案形成来形成相移图案的工序，据此，在曝光区域 中，能够对应于由相移层单层构成的相移掩膜、相移层位于上侧且遮光层位于该相移层下 侧的所谓上置型相移掩膜、相移层位于下侧且遮光层隔着蚀刻终止层而位于该相移层上侧 的所谓下置型相移掩膜。而且，无论在哪种情况下，含有多级区域的所述边界部分都被设为 由相移层单层构成。
[0061] 本发明的另一方式所涉及的相移掩膜通过上述任意一个所记载的制造方法制造， 所述相移掩膜具有：
[0062] 透明基板；以及
[0063] 相移层，至少具有在所述透明基板的表面以固定厚度形成的部分，并以Cr为主要 成分，针对300nm以上且500nm以下的波长区域的任意一种光能够具有180°相位差，
[0064] 在所述相移层形成有相移图案，所述相移图案与所述透明基板具有俯视观察到的 边界部分，