本发明涉及在平板显示器等中使用的具有多灰阶的半色调掩模功能的光掩模和光掩模坯以及光掩模的制造方法。
背景技术：
在平板显示器等的技术领域中，使用被称作半色调掩模的多灰阶光掩模，其具有利用半透膜的光透过率限制曝光量的功能。
半色调掩模通过透明基板、遮光膜、以及具有它们之间的光透过率的半透膜，能够实现3灰阶或其以上的多灰阶光掩模。
在专利文献1中公开了如下方法：对在透明基板上形成有遮光膜的光掩模坯进行加工，在形成遮光膜的图案后，形成半透膜，通过使遮光膜和半透膜形成图案，而形成半色调掩模。
这样的半色调掩模有时用于如下情况，例如在平板显示器的制造工序中，在TFT(薄膜晶体管)的沟道区域和源极/漏极电极形成区域中，通过单次曝光工序形成膜厚分别不同的光致抗蚀剂图案，从而削减光刻工序。
另一方面，为了实现平板显示器的高画质化，布线图案的细微化需求越来越高。专利文献2中公开了设置有移相部件的相移掩模，在想利用投影曝光机对接近分辨率极限的图案进行曝光的情况下，为了确保曝光余量，该移相部件在遮光区域的边缘部使相位反转。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本专利公开公报特开2005-257712号
【专利文献2】日本专利公开公报特开2011-13283号
技术实现要素：
发明要解决的技术问题
在半色调掩模中，在半透膜和遮光膜的边界部分处的曝光光强度的变化比较缓和，在使用半色调掩模进行曝光后的光致抗蚀剂中，在这样的边界部分处的剖面形状显示出平缓的倾斜，处理余量降低，其结果是，难以形成细微的图案。
通过使用相移掩模来提高分辨率，能够实现图案进一步的细微化，但是，不可能像半色调掩模一样削减光刻工序。因此，在用于平板显示器的制造的情况下，无助于制造成本的降低。
与半色调掩模方式不同的、细微图案类型的灰色调掩模虽然能够在遮光部和半透过部之间得到比较陡峻的曝光光强度分布，但是存在焦点深度变浅的问题。
这样，在以往的光掩模中，不可能同时兼顾平板显示器等的制造成本的削减和分辨率的问题。
鉴于上述课题，本发明的目的在于，提供能够兼顾光刻工序的削减和图案的进一步细微化的光掩模和其制造方法。
用于解决问题的手段
本发明的光掩模的特征在于，该光掩模具有：在透明基板上由半透膜构成的半透过区域；从所述透明基板侧依次层叠使曝光光的相位反转的相移膜和所述半透膜的层叠区域；以及露出所述透明基板的透明区域，所述层叠区域具有与所述半透过区域相接的边界部或与所述透明区域相接的边界部，或者，具有与所述半透过区域相接的边界部和与所述透明区域相接的边界部，所述半透过区域对于曝光光的光透过率大于所述层叠区域对于曝光光的光透过率，小于所述透明基板对于曝光光的光透过率，所述半透膜的相移角是0.1度以上20度以下。
通过采用这样的光掩模的结构，层叠区域和透明区域之间的曝光光的相位差大致为180度，使用光掩模通过曝光得到的光致抗蚀剂的剖面形状在相当于层叠区域和透明区域之间的边界部的部位处变化急剧，能够得到良好的矩形性。
此外，本发明的光掩模的特征在于，所述层叠区域对于曝光光的光透过率为1％～8％。
通过采用这样的光掩模的结构，在由半透膜构成的半透过区域与半透膜和相移膜层叠的区域(层叠区域)的边界部，能够得到急剧变化的曝光光的强度分布。其结果是，使用光掩模通过单次曝光得到的光致抗蚀剂，其能够对应光透过率不同的各个区域而同时形成膜厚不同的光致抗蚀剂，并且，在不同膜厚的光致抗蚀剂的边界部，膜厚变化急剧，剖面形状的矩形性提高。
本发明的光掩模的特征在于，在所述层叠区域与所述透明区域相接的边界部，所述层叠区域中的相移膜的侧壁的至少一部分被所述半透膜覆盖。
通过采用这样的光掩模的结构，在针对层叠区域形成图案时，能够防止在层叠区域中由于侧面蚀刻而使半透膜的端部比相移膜的端部后退。其结果是，在所述层叠区域与所述透明区域相接的边界部，能够得到所期望的光学特性，能够实现良好的光致抗蚀剂的剖面形状。
本发明的光掩模的制造方法的特征在于，其包括以下工序：在透明基板上形成使曝光光的相位反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第1光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第1光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第1光致抗蚀剂图案的工序；第1蚀刻工序，将所述第1光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述相移膜进行蚀刻，使所述透明基板露出并形成所述相移膜的图案；去除所述第1光致抗蚀剂的工序；以覆盖所述相移膜的图案的方式形成半透膜的工序；在所述半透膜上形成第2光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第2光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第2光致抗蚀剂图案的工序；第2蚀刻工序，将所述第2光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述半透膜和所述相移膜进行蚀刻，形成使所述透明基板露出的透明区域、所述半透膜的图案、以及所述相移膜和所述半透膜的层叠图案；以及去除所述第2光致抗蚀剂的工序，所述半透膜的相移角为0.1度以上20度以下，并且，在所述相移膜上形成有所述半透膜的层叠部分与在所述透明基板上直接形成所述半透膜然后成为所述透明区域的部分相邻的区域中，所述第2光致抗蚀剂图案的端部从所述第2蚀刻工序前的所述相移膜的图案的端部起向作为所述层叠图案的一侧后退了规定的距离。
此外，本发明的光掩模的制造方法的特征在于，所述规定的距离为对所述第2光致抗蚀剂进行曝光的绘图装置的重合误差以上。
通过这样的光掩模的制造方法，能够形成相移膜和半透膜的层叠图案以及半透膜的图案，并且，能够容易地形成上述层叠图案和由半透膜构成的图案在边界部相接的图案。
此外，能够在层叠图案的透明区域(透明基板露出的区域)侧的端部使相移膜的端部和半透膜的端部的位置一致。因此，层叠图案即使在与透明区域相接的端部也能够维持层叠了相移膜和半透膜的结构，具有作为层叠而成的膜的光学特性。
本发明的光掩模的制造方法的特征在于，其包括以下工序：在透明基板上形成使曝光光的相位反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第3光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第3光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第3光致抗蚀剂图案的工序；将所述第3光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述相移膜进行蚀刻，使所述透明基板露出并形成所述相移膜的图案的工序；去除所述第3光致抗蚀剂的工序；以覆盖所述相移膜的图案的方式形成半透膜的工序；在所述半透膜上形成第4光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第4光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第4光致抗蚀剂图案的工序；将所述第4光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述半透膜和所述相移膜进行蚀刻，形成使所述透明基板露出的透明区域、所述半透膜的图案、以及所述相移膜和所述半透膜的层叠图案的工序；以及去除所述第4光致抗蚀剂的工序，所述半透膜的相移角为0.1度以上20度以下，并且，所述第3光致抗蚀剂图案在形成所述半透膜的图案的区域中具有开口部。
通过这样的光掩模的制造方法，缓和了在形成层叠图案和半透膜图案在边界部相接的图案时的第3光致抗蚀剂图案的设计上的制约，容易进行光掩模的制造。
此外，本发明的光掩模的制造方法的特征在于，其包括以下工序：在透明基板上形成使曝光光的相位反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第1光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第1光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第1光致抗蚀剂图案的工序；将所述第1光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述相移膜进行蚀刻，使所述透明基板露出并形成所述相移膜的图案的工序；去除所述第1光致抗蚀剂的工序；以覆盖所述相移膜的图案的方式形成半透膜的工序；在所述半透膜上形成第2光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第2光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第2光致抗蚀剂图案的工序；将所述第2光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述半透膜进行蚀刻，形成使所述透明基板露出的透明区域、所述半透膜的图案、以及所述相移膜和所述半透膜的层叠图案的工序；以及去除所述第2光致抗蚀剂的工序，所述半透膜的相移角为0.1度以上20度以下，并且，在所述相移膜上形成有所述半透膜的层叠部分与在所述透明基板上直接形成所述半透膜然后成为所述透明区域的部分相邻的区域中，所述第2光致抗蚀剂图案的端部从所述相移膜的图案的端部起向作为所述透明区域的一侧突出了规定的距离。
此外，本发明的光掩模的制造方法的特征在于，所述规定的距离比所述层叠图案中的所述半透膜的侧面蚀刻量和对所述第2光致抗蚀剂进行曝光的绘图装置的重合误差都大。
通过这样的光掩模的制造方法，即使是在通过湿蚀刻这样的等向性蚀刻对半透膜进行蚀刻的情况下，也能够在层叠区域的端部防止半透膜的端部相对于相移膜的端部后退。
本发明的光掩模坯的特征在于，在透明基板上形成有具有使曝光光的相位反转的特性的相移膜。
通过使用在透明基板上预先具备具有使曝光光的相位反转的特性的相移膜的光掩模坯，能够缩短光掩模的制造交货时间并降低成本。
本发明的多灰阶光掩模的制造方法的特征在于，其包括以下工序：在透明基板上形成对曝光光的相位进行反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第1光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第1光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第1光致抗蚀剂图案的工序；第1蚀刻工序，将所述第1光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述相移膜进行蚀刻去除，使所述透明基板露出并形成所述相移膜的图案；去除所述第1光致抗蚀剂的工序；以覆盖所述相移膜的图案的方式形成半透膜的工序；在所述半透膜上形成第2光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第2光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第2光致抗蚀剂图案的工序；第2蚀刻工序，将所述第2光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述半透膜和所述相移膜进行蚀刻去除，形成使所述透明基板露出的透明区域、在所述透明基板上直接形成有所述半透膜的半透过区域、以及层叠了所述相移膜和所述半透膜的层叠区域；以及去除所述第2光致抗蚀剂的工序，所述半透膜的相移角为0.1度以上20度以下，所述半透膜的光透过率针对于g线、h线和i线的曝光光的变化为2％以内，在作为所述层叠区域的部分与作为所述透明区域的部分相邻的区域中，所述第2光致抗蚀剂图案的端部从所述第2蚀刻工序前的所述相移膜的图案的端部起向作为所述层叠区域的一侧后退了规定的距离。
通过这样的多灰阶光掩模的制造方法，能够提供如下的多灰阶光掩模：在由半透膜构成的半透过区域与层叠了半透膜和相移膜的区域(层叠区域)的边界部、以及露出透明基板的透明区域与层叠区域的边界部，曝光光的相位差均大致为180度，能够实现急剧变化的曝光光的强度分布。其结果是，使用所制造的多灰阶光掩模通过单次曝光得到的光致抗蚀剂，其能够对应光透过率不同的各个区域而同时形成膜厚不同的光致抗蚀剂，并且，在不同膜厚的光致抗蚀剂的边界部，膜厚变化急剧，能够提高剖面形状的矩形性。
本发明的多灰阶光掩模的制造方法的特征在于，其包括以下工序：在透明基板上形成使曝光光的相位反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第3光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第3光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第3光致抗蚀剂图案的工序；将所述第3光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述相移膜进行蚀刻去除，使所述透明基板露出并形成所述相移膜的图案；去除所述第3光致抗蚀剂的工序；以覆盖所述相移膜的图案的方式形成半透膜的工序；在所述半透膜上形成第4光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第4光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第4光致抗蚀剂图案的工序；将所述第4光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述半透膜和所述相移膜进行蚀刻去除，形成使所述透明基板露出的透明区域、在所述透明基板上直接形成有所述半透膜的半透过区域、以及层叠了所述相移膜和所述半透膜的层叠区域的工序；以及去除所述第4光致抗蚀剂的工序，所述半透膜的相移角为0.1度以上20度以下，所述半透膜的光透过率针对于g线、h线和i线的曝光光的变化为2％以内，所述第3光致抗蚀剂图案在作为所述半透过区域的部分中具有开口部。
通过这样的多灰阶光掩模的制造方法，缓和了在形成层叠图案和半透膜的图案在边界部相接的图案时的第3光致抗蚀剂图案的设计上的制约，容易进行光掩模的制造。
此外，本发明的多灰阶光掩模的制造方法的特征在于，其包括以下工序：在透明基板上形成使曝光光的相位反转的相移膜的工序；在所述相移膜上形成第1光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第1光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第1光致抗蚀剂图案的工序；第1蚀刻工序，将所述第1光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述相移膜进行蚀刻去除，使所述透明基板露出并形成所述相移膜的图案；去除所述第1光致抗蚀剂的工序；以覆盖所述相移膜的图案的方式形成半透膜的工序；在所述半透膜上形成第2光致抗蚀剂的工序；通过绘图装置对所述第2光致抗蚀剂进行曝光并形成图案，从而形成第2光致抗蚀剂图案的工序；第2蚀刻工序，将所述第2光致抗蚀剂图案作为掩模，对所述半透膜进行蚀刻去除，形成使所述透明基板露出的透明区域、在所述透明基板上直接形成有所述半透膜的半透过区域、以及层叠了所述相移膜和所述半透膜的层叠区域；以及去除所述第2光致抗蚀剂的工序，所述半透膜的相移角为0.1度以上20度以下，所述半透膜的光透过率针对于g线、h线和i线的曝光光的变化为2％以内，在作为所述层叠区域的部分与作为所述透明区域的部分相邻的区域中，所述第2光致抗蚀剂图案的端部从所述第2蚀刻工序前的所述相移膜的图案的端部起向作为所述透明区域的部分的一侧突出了规定的距离。
通过这样的多灰阶光掩模的制造方法，即使在使用湿蚀刻这样的等向性蚀刻来形成图案的情况下，也能够控制半透膜的侧面蚀刻量，形成细微的图案。
此外，本发明的多灰阶光掩模的制造方法的特征在于，所述规定的距离为对所述第2光致抗蚀剂进行曝光的绘图装置的重合误差以上。
通过这样的多灰阶光掩模的制造方法，能够在层叠图案的透明区域侧的端部防止半透膜的端部相对于相移膜的端部突出或后退，能够使相移膜的端部和半透膜的端部的位置一致。
因此，层叠图案在与透明区域相接的端部也能够维持层叠了相移膜和半透膜的结构，具有作为层叠而成的膜的光学特性。
发明的效果
根据本发明，能够实现同时兼顾半色调效果和相位偏移效果的光掩模，能够有助于图案的细微化和光刻的工时削减。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施方式1的光掩模的主要制造工序的剖视图。
图2是示出根据本发明的实施方式1的光掩模的主要制造工序的剖视图。
图3是示出根据本发明的实施方式1的光掩模的主要制造工序的剖视图。
图4是示出根据本发明的实施方式2的光掩模的主要制造工序的剖视图。
图5是示出根据本发明的实施方式2的光掩模的主要制造工序的剖视图。
图6是示出根据本发明的实施方式3的光掩模的主要制造工序的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，以下的实施方式均不在本发明的主旨的认定中给出限定性的解释。此外，有时对相同或同种部件标注相同的参照符号，省略说明。
(实施方式1)
以下，对本发明的光掩模的实施方式1的主要制造工序进行说明。
如图1(a)所示，准备光掩模坯10，该光掩模坯10是在合成石英玻璃等透明基板11上通过蒸镀法、溅射法、CVD法等形成相移膜12而形成的，相移膜12例如为膜厚120nm的铬(Cr)氧化膜。
另外，通过预先准备上述光掩模坯10，还能够缩短光掩模的制造工期。
相移膜12具有使曝光光的相位偏移的功能，具有通过单独膜使曝光光的相位反转(即相移角为大致180度)的性质。相移膜12的光透过率具有如下的光学特性即可，即，与后述的半透膜14的层叠区域对于曝光光的光透过率为1～8％，更优选为4～7％。
另一方面，半透膜的光透过率被设定为，当使用该光掩模通过投影曝光装置对FPD面板上的光致抗蚀剂膜等进行了转印曝光时，在被转印了半透过区域图案的部分，显影后的剩余膜厚成为所期望的值。具体而言，半透膜的光透过率大多被设定在20～60％的范围内。因此，例如，在半透膜的光透过率大约为50％的情况下，作为相移膜单独膜的光透过率例如设定在7～15％左右。由此，能够将层叠区域的光透过率设为1～8％的范围(优选4～7％)。
将层叠区域的光透过率设定在上述这样的范围的主要理由是为了兼顾如下两个目的，第1个目的是，通过充分发挥通过了相位偏移部的曝光光和透过了与相位偏移部相邻的其他部分(即半透过区域或透明区域)的曝光光之间的相互作用、即相位偏移效果，从而提高边界部的抗蚀剂形状的矩形性，第2个目的是，抑制在不与相位偏移部相邻的部分(即图3中的N、L或K的中央部)透过的曝光光的光量，确保显影后的抗蚀剂膜等的膜厚，耐受蚀刻工序。如果光透过率过低，则无法充分发挥相位偏移效果，相反，如果光透过率过高，则无法抑制曝光光的光量，无法确保显影后的抗蚀剂膜等的膜厚。
例如，通过使用铬氧化膜并调整其组成和膜厚，能够得到具有规定的光学特性的相移膜12。另外，在相移膜使用铬氧化膜的情况下，基于曝光光的相位反转的条件，能够调整光透过率的范围存在极限。如上所述，在半透膜的光透过率大约为20％的情况下，需要将相移膜的光透过率设定为大约20～40％，但是，通过铬氧化膜来实现其是不现实的。
这种情况下，还能够使用具有比铬氧化膜高的光透过率的膜作为相移膜。例如，可以举出二氧化硅、氟化镁、矾土(氧化铝)、二氧化钛(氧化钛)、二氧化锆(氧化锆)、氧化钽等作为一例。这些材质除了具有较高的光透过率以外，还具有良好的耐久性，经常被用作防反射膜等。此外，作为代表性的透明导电膜的材料、可以举出锡掺杂氧化铟(ITO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、锑掺杂氧化锡(ATI)、铌掺杂氧化钛(NTO)等。
作为相移膜的其他的可能性，能够使用氧氮化铬薄膜、其成分相对于膜厚方向变化的膜、层叠了不同成分的膜而得到的膜，但是不限于此。
另外，决定光透过率、相移角的值的曝光光是指在制造产品的光刻工序中用于使用光掩模而对光致抗蚀剂进行曝光的曝光光。
然后，如图1(b)所示，在相移膜12上通过涂布法等而形成第1光致抗蚀剂13。
然后，如图1(c)所示，例如通过光掩模绘图装置对第1光致抗蚀剂13进行曝光，然后通过进行显影而形成图案，形成第1光致抗蚀剂图案13a、13b、13c。
然后，如图1(d)所示，将第1光致抗蚀剂图案13a、13b、13c作为掩模，对相移膜12进行蚀刻，形成相移膜的图案12a、12b、12c，然后，通过灰化等去除第1光致抗蚀剂图案13a、13b、13c。
相移膜12的蚀刻法可以是湿蚀刻法也可以是干蚀刻法，但是，根据制造成本观点，能够优选使用湿蚀刻法。
在使用铬氧化膜等铬系膜作为相移膜12的情况下，能够优选使用铈系的蚀刻液例如硝酸铈铵水溶液，但是不限于此。
然后，如图2(a)所示，通过蒸镀法、溅射法、CVD法等形成半透膜14，进而，在半透膜14上通过涂布法等形成第2光致抗蚀剂15。
半透膜14的光透过率针对曝光光设定为10～70％。此外，半透膜14的相移角例如是0.1度到80度，但是，优选设定为相比于180度为足够小的值，例如0.1度到20度。
例如采用膜厚4nm的Cr(铬)膜作为半透膜14，从而能够得到光透过率为50％、相移角为1.5度的较小的值。该情况下，针对g线、h线、i线的曝光光，能够使光透过率针对于曝光光的变化收敛在2％以内。即，能够减小对于曝光光的波长依赖性，因此，在使用本实施方式中得到的光掩模，在采用g线、h线、i线的混合波长作为曝光光的情况下，也能够得到稳定的宽范围的曝光条件。
进一步地，由于相移角与180度相比非常小，因此后述的相移膜12和半透膜14层叠的区域的相移角实质上仅由相移膜12的相移角而决定。其结果是，不需要考虑半透膜14的相移角，能够容易地设定相移膜12的材料和膜厚。
这样，通过采用Cr薄膜(膜厚0.5～50nm)作为半透膜14，从而能够针对g线、h线、i线的曝光光，使光透过率针对于曝光光的变化收敛在2％以内，并且，能够使相移角收敛在0.1～20度这样非常小的值，因此能够特别优选采用作为半透膜14。
此外，由于半透膜14的相移角的影响较小，因此能够预先准备好在透明基板11上形成有相移膜12的光掩模坯，并根据顾客的需求来设定半透膜14的光透过率。因此，还能够有助于缩短光掩模的交货时间、降低制造成本。
此外，还能够采用Cr氧化膜(膜厚1～15nm)作为半透膜14。此时，对于g、h、i线，产生4～8％左右的光透过率的差异，但是，相移角能够收敛在1～20度的范围内。在使用Cr氧化膜作为半透膜14的情况下，其成分与相移膜12接近，因此具有如下优点：在同一工序中对半透膜14和相移膜12进行蚀刻的情况下，容易使双方的蚀刻率一致。
另外，能够通过半透膜14的膜厚来调整光透过率，选择成为所期望的光透过率的膜厚即可。
此外，半透膜14的材料能够优选采用铬膜，但是不限于此，只要能够得到上述光学的特性，也可以使用其他材料。
然后，如图2(b)所示，例如通过光掩模绘图装置对第2光致抗蚀剂15进行曝光，然后通过进行显影而形成图案，形成第2光致抗蚀剂图案15a、15b。
此时，如图2(b)中所示，第2光致抗蚀剂图案15a的端部位置相对于相移膜的图案12b、12c的端部位置，向相移膜的图案12b、12c侧，即露出透明基板的区域(以下称作透明区域)的相反侧方向移动了规定的距离d。同样，第2光致抗蚀剂图案15b的端部位置相对于相移膜的图案12a的端部位置，向相移膜的图案12a侧，即透明区域的相反侧方向移动了距离d。
关于这样的第1、第2光致抗蚀剂图案的配置，通过调整第1光致抗蚀剂图案13a、13b、13c的图案宽度，能够使得在形成第1光致抗蚀剂图案13a、13b、13c的区域与形成第2光致抗蚀剂图案15a、15b的区域重叠的区域(后述的相移膜和半透膜的层叠区域)中，第1光致抗蚀剂图案13a、13b、13c的端部比第2光致抗蚀剂图案15a、15b的端部更向透明区域侧突出。
这里，将上述距离d的值设定为用于形成第2光致抗蚀剂图案15a、15b的光掩模绘图装置的重合误差以上的值。
其结果是，在对第2光致抗蚀剂15进行曝光的情况下，即使光掩模绘图装置产生针对相移膜的图案12a、12b、12c的重合偏离，第2光致抗蚀剂图案15a、15b的端部也不会比相移膜的图案12a、12b、12c更向透明区域侧突出。
另外，特别是在通过湿蚀刻法这样的等向性蚀刻对相移膜12进行蚀刻的情况下，如果相移膜12的侧面蚀刻量是相对于重合误差无法忽略的大小，则能够将距离d的值设定为将光掩模绘图装置的重合误差与相移膜12的侧面蚀刻量相加得到的值。但是，通过使相移膜12和半透膜14的蚀刻率一致，则不需要校正侧面蚀刻量。例如，作为使蚀刻率一致的方法，能够举出如下方法：调整成膜条件，使得在膜厚方向上，使表层的蚀刻速度较慢，而随着向下层进展使蚀刻速度变快。
接着，如图3所示，将第2光致抗蚀剂图案15a、15b作为掩模，通过干蚀刻法或湿蚀刻法对半透膜14和相移膜的图案12a、12b、12c进行蚀刻，形成半透膜的图案14a、14b和相移膜的图案12d、12e、12f。
半透膜14和相移膜的图案12a、12b、12c的蚀刻可以在同一工序中进行，也可以在不同的工序中进行。
然后，通过灰化法等去除第2光致抗蚀剂图案15a、15b。
这样，通过同一第2光致抗蚀剂图案15a、15b对半透膜14和相移膜的图案12a、12b、12c进行蚀刻。因此，在相移膜12和半透膜14层叠的区域(层叠区域)与透明区域接触的边界部，相移膜12的端部的位置和半透膜14的端部的位置一致。
因此，在这样的端部中保持了层叠有相移膜和半透膜的结构，具有作为层叠而成的膜的光学特性。
另外，半透膜14的蚀刻法可以是湿蚀刻法也可以是干蚀刻法，但是，根据制造成本的观点，能够优选使用湿蚀刻法。
在使用铬膜作为半透膜14的情况下，能够优选使用作为铈系的蚀刻液，例如硝酸铈铵水溶液，但不限于此。
但是，在使用湿蚀刻法的情况下，在层叠区域中，越是上层部则湿蚀刻量越多。因此，层叠区域的图案的剖面严格来讲成为上层较窄的锥形，成为半透膜14的端部相对于相移膜12的端部向层叠区域的一侧后退的倾向。因此，干蚀刻法虽然制造成本增大，但是具有能够形成更细微的图案的优点。
此外，在通过相同的蚀刻液或蚀刻气体进行半透膜14的蚀刻和相移膜的图案12a、12b、12c的蚀刻的情况下，能够在同一工序中进行蚀刻处理，能够降低制造成本并缩短工期。例如，能够采用铬系的膜作为半透膜14和相移膜，使用硝酸铈铵水溶液等作为蚀刻液，利用同一蚀刻工序进行蚀刻。
另外，通过调整添加剂、蚀刻温度等，能够使半透膜14和相移膜的蚀刻速度一致，从而能够使用市面销售的蚀刻液。
通过上述的相移膜12的光学特性，层叠了半透膜14和相移膜12而得到的膜与半透膜14的单独膜之间的相位差根据相移膜12的光学特性而成为大致180度。
并且，在半透膜14的相移角是例如20度以下的(相对于180度)较小值的情况下，层叠了半透膜14和相移膜12而得到的膜的相移角实质上基本根据相移膜12的相移角而决定。因此，能够使半透膜14和相移膜12的层叠区域与透明区域之间的相位差为大致180度。即，能够使半透膜14和相移膜12的层叠区域与半透膜14单独膜的区域之间的相位差、以及半透膜14和相移膜12的层叠区域与透明区域之间的相位差均大致为180度。此时，为了使前述的2个相位差大致为180度，也可以根据需要，通过膜厚等对相移膜12的相移角进行微调。
另外，在本说明书中，大致180度意味着180±20度，是指能够充分得到曝光光的干涉效果的曝光光的相位差。
在图3中，通过相移膜的图案12d和半透膜的图案14b的层叠区域(区域K)、相移膜的图案12e和半透膜的图案14a的层叠区域(区域L)以及相移膜的图案12f和半透膜的图案14a的层叠区域(区域N)来表示半透膜14和相移膜12的层叠区域。
将在露出透明基板的部分的曝光光的光透过率设为100％的情况下，上述各层叠区域的曝光光的光透过率为1～8％，由半透膜14构成的区域的曝光光的光透过率为10～70％，由于透明基板11的曝光光的光透过率为100％，因此能够得到3灰阶的光掩模。
在使用本实施方式的光掩模对光致抗蚀剂进行曝光的情况下，能够通过单次曝光处理，对应于上述层叠区域、由半透膜构成的区域和透明区域分别形成光致抗蚀剂的膜厚相对较厚的区域、较薄的区域和没有光致抗蚀剂的区域。
在使用通过本实施方式制造出的光掩模对光致抗蚀剂进行曝光时，在区域L和半透膜14a的区域(由区域M表示，称作半透过区域)相接的边界部、以及区域N和区域M相接的边界部，曝光光的相位差大致为180度。
上述区域L和区域N具有比零大的光透过率，因此，曝光光的一部分透过区域L和区域N。透过了区域L和区域N的曝光光和透过了区域M的曝光光之间的相位差为大致180度，根据光的干涉效果，在上述边界部分，曝光光强度急剧地变化。
此外，如果半透膜14的相移角足够小，则例如在相移膜的图案12d和半透膜的图案14b的层叠区域(区域K)与透明区域(区域P，区域Q)相接的边界部、区域N与透明区域(区域R)相接的边界部、以及区域L与透明区域(区域Q)接触的边界部，曝光光的相位差大致为180度。因此，在该边界部的曝光光的强度急剧变化，与该边界部对应的部位的光致抗蚀剂的膜厚急剧变化，矩形性提高。并且，由于区域K的光透过率被设定为1～8％，因此在无法得到相位偏移效果的N、L、K区域的中央部(与透明区域或半透膜区域的边界部以外的部分)，能够抑制光致抗蚀剂的感光，充分确保显影后的光致抗蚀剂的膜厚。
在使用本实施方式的光掩模例如在用于加工平板显示器的TFT的光致抗蚀剂的曝光工序中进行应用的情况下，能够通过单次曝光，利用区域M形成沟道区域的光致抗蚀剂图案，利用区域L和区域N形成源极/漏极电极形成区域的光致抗蚀剂图案。该情况下，与沟道区域的光致抗蚀剂图案相比，能够使源极/漏极电极形成区域的光致抗蚀剂图案的膜厚较厚。
并且，由于沟道区域与源极/漏极电极形成区域的边界部的光致抗蚀剂的剖面形状陡峻，因此能够精确地控制沟道长度，进而能够精确地控制源极/漏极电极形成区域，因此，与以往的使用遮光膜和半透膜的光掩模相比，能够制造细微的TFT。
(实施方式2)
以下，参照图4、5对其他实施方式的光掩模的制造方法进行说明。
在本实施方式中，在相移膜的图案中，不需要考虑到光掩模的绘图装置的重合误差而扩大图案。其结果是，具有缓和了图案设计的制约并消减了设计的劳力的效果。
如图4(a)所示，在透明基板11上通过蒸镀法、溅射法、CVD法等形成相移膜12，由此准备光掩模坯10。
然后，在相移膜12上通过涂布法等形成第3光致抗蚀剂16。
另外，本实施方式2的相移膜12能够使用与实施方式1相同的相移膜。
然后，如图4(b)所示，例如通过光掩模绘图装置对第3光致抗蚀剂16进行曝光，使得在形成由半透膜的单独膜构成的图案的区域(区域M)具有开口部，然后通过进行显影形成图案，形成第3光致抗蚀剂图案16a、16b。
在由实施方式1的图1(c)所示的工序中，在形成被夹在相邻的相移膜12和半透膜14的层叠区域(图3中区域L和区域K)中的透明区域(图3中区域Q)的区域中，在第1光致抗蚀剂13中设有开口部。但是，在图4(b)的第3光致抗蚀剂16中，不需要对与区域Q相当的区域Q’(参照图5(c))进行开口。
另外，在第3光致抗蚀剂16的开口部中，不仅是只形成图5(c)的区域M’所示的半透过区域的情况，例如也可以像多个半透过区域相邻且在这些区域之间存在透明区域的情况(由半透膜的单独膜构成的线和空间(L/S)图案等)、或在半透过区域和层叠区域之间存在透明区域的情况那样，形成存在半透过区域和透明区域的图案。
此外，例如，为了形成用于在蚀刻后检查膜厚的监测部、或为了控制干蚀刻的蚀刻率而调整开口面积等特殊的目的，不妨碍针对第3光致抗蚀剂16在作为透明区域的区域中设置开口部。
然后，如图4(c)所示，将第3光致抗蚀剂图案16a、16b作为掩模，通过干蚀刻法或湿蚀刻法对相移膜12进行蚀刻，形成相移膜的图案12g、12h。
然后，通过灰化法等去除第3光致抗蚀剂图案16a、16b。
然后，如图5(a)所示，通过蒸镀法、溅射法、CVD法等形成半透膜14，进而，在半透膜14上通过涂布法等形成第4光致抗蚀剂17。
另外，本实施方式2的半透膜14能够使用与实施方式1相同的半透膜。
然后，如图5(b)所示，例如通过光掩模绘图装置对第4光致抗蚀剂17进行曝光，然后，通过进行显影形成图案，形成第4光致抗蚀剂图案17a、17b。
该情况下，第4光致抗蚀剂图案17a、17b能够使用与第2光致抗蚀剂图案15a、15b同样的图案。
然后，如图5(c)所示，将第4光致抗蚀剂图案17a、17b作为掩模，通过干蚀刻法或湿蚀刻法对半透膜14和相移膜的图案12g、12h进行蚀刻，形成半透膜的图案14a、14b和相移膜的图案12i、12j、12k。
半透膜14和相移膜的图案12g、12h的蚀刻可以在同一工序中进行，也可以在不同的工序中进行。
然后，通过灰化法等去除第4光致抗蚀剂图案17a、17b。
在图5(c)中，在半透膜14和相移膜12能够通过相同的湿蚀刻液或蚀刻气体进行蚀刻的情况下，能够在同一工序中进行蚀刻，能够削减制造工序。
在使用本实施方式2的光掩模对光致抗蚀剂进行曝光的情况下，与实施方式1同样，能够得到具有陡峻的剖面形状的光致抗蚀剂图案。
在本实施方式2中，不需要考虑光掩模绘图装置的重合误差而扩大在相移膜12上形成的第3光致抗蚀剂图案16a、16b，能够缓和第3光致抗蚀剂图案设计的制约，容易进行第3光致抗蚀剂图案设计。
并且，在实施方式1中，第1光致抗蚀剂图案13a和第1光致抗蚀剂图案13b之间的空间比第2光致抗蚀剂图案15a和第2光致抗蚀剂图案15b窄规定的距离d的2倍(2d)。
因此，当电子电路被高度集成化，在相移膜12上形成的第1光致抗蚀剂图案13a、13b、13c被密集配置时，第1光致抗蚀剂图案13a和第1光致抗蚀剂图案13b之间的空间由于光掩模绘图装置的分辨率极限而被限制。
在本实施方式2中，消除了由于上述分辨率极限而产生的图案设计的制约，因此能够实现图案的细微化。特别是相移膜12和半透膜14的层叠图案相邻，在由于高集成化等而例如使线和空间的图案以较窄间距排列的情况下，或相移膜12和半透膜14的层叠图案之间的空间较窄的情况下，不需要在由这些层叠图案夹着的透明区域(空间部)的部位设置开口部，对于细微化的贡献效果较大。
(实施方式3)
以下，参照图6对其他的实施方式的光掩模的制造方法进行说明。
在本实施方式中，能够防止对相移膜12和半透膜14进行湿蚀刻这样的等向性蚀刻的情况下的侧面蚀刻引起的半透膜14的后退。
例如，在使用Cr薄膜作为半透膜14，使用Cr氧化膜作为相移膜12的情况下，由于半透膜14位于相移膜12的上层，因此在对相移膜12进行例如湿蚀刻这样的等向性蚀刻时，Cr薄膜的侧面蚀刻量变大。特别是在半透膜14的膜厚比相移膜12的膜厚薄的情况下，该侧面蚀刻量变得显著。
这样的侧面蚀刻存在妨碍图案的细微化的问题。
该问题虽然能够通过干蚀刻法而解决，但是从制造成本的观点，使用湿蚀刻法是有利的。以下，对即使使用湿蚀刻也能够防止上述的侧面蚀刻的问题的方法进行说明。
在图2(b)的工序中，第2光致抗蚀剂图案15a、15b的端部的位置相对于相移膜的图案12b、12c、12a的端部位置而向透明区域的相反侧方向移动。
相对于此，在本实施方式中，在图2(a)的工序后，例如通过光掩模绘图装置进行曝光，然后通过进行显影形成图案，如图6(a)所示，形成第2光致抗蚀剂图案15c、15d。
图6(a)所示的第2光致抗蚀剂图案15c、15d的端部的位置相对于相移膜的图案12b、12c、12a的端部位置向透明区域侧方向移动了距离e。
该e的值设定为比侧面蚀刻量和对第2光致抗蚀剂进行曝光的绘图装置的重合误差都大的距离。e的值依赖于湿蚀刻处理时间和绘图装置，但是，具体而言，例如为0.1～0.9[μm]的值。
另外，在实施方式1中，对第1光致抗蚀剂图案13a、13b、13c的图案宽度进行了调整，以使得第1光致抗蚀剂图案13a、13b、13c的端部比第2光致抗蚀剂图案15a、15b的端部更向透明区域侧突出。但是，在本实施方式中，不需要进行增大第1光致抗蚀剂图案13a、13b、13c的图案宽度这样的调整。
接着，如图6(b)所示，将第2光致抗蚀剂图案15c、15d作为掩模，通过湿蚀刻法对半透膜14进行蚀刻，形成半透膜的图案14c、14d，然后通过灰化等去除第2光致抗蚀剂图案15c、15d。
考虑半透膜14的膜厚不规则，将蚀刻处理时间设定为能够蚀刻最大的膜厚的时间。蚀刻处理时间被设定为仅对半透膜14进行蚀刻的时间，因此，与对相移膜12和半透膜14进行蚀刻的情况相比，湿蚀刻时间被缩短。其结果是，降低了对半透膜14的过度蚀刻量。
此时，优选使用相移膜12b、12c、12a的蚀刻速度相比于半透膜14的蚀刻速度足够低(例如10分之1以下)的蚀刻液。关于这样的蚀刻液，可以使用硝酸铈铵水溶液，并可以通过添加剂、蚀刻温度等的调整，而使用市面销售的蚀刻液。
在图6(b)中示出了相移膜的图案12b、12c、12a的侧壁面在与半透膜14之间的边界部附近被半透膜14覆盖，在透明基板11侧露出相移膜的图案12b、12c、12a的状态。
在该情况下，由于相移膜12b、12c、12a的蚀刻速度足够低，因此能够抑制露出的相移膜的图案12b、12c、12a的侧壁部分的侧面蚀刻。
如上所述，能够在相移膜的图案12b、12c、12a上防止半透膜的图案14c、14d的侧面蚀刻进展。
另外，在图6(b)中，半透膜的图案14c、14d成为一部分从相移膜的图案12b、12c、12a突出的形状，但是，半透膜14是较薄的铬膜，在透明区域侧突出的量是其膜厚以下的程度。进一步而言，一般来讲，蒸镀、溅射膜的侧面覆盖率较低，因此突出量比形成的半透膜14还小。因此，半透膜的图案14c、14d的突出的部分在使用本掩模对光致抗蚀剂进行曝光时不会产生不良影响。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供可实现产品制造时的光刻工序的削减和图案的细微化的光掩模，具有极大的产业上的可利用性。
符号说明
10：光掩模坯
11：透明基板
12：相移膜
12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12i、12j、12k：相移膜的图案
13：第1光致抗蚀剂
13a、13b、13c：第1光致抗蚀剂图案
14：半透膜
14a、14b、14c、14d：半透膜的图案
15：第2光致抗蚀剂
15a、15b、15c、15d：第2光致抗蚀剂图案
16：第3光致抗蚀剂
16a、16b：第3光致抗蚀剂图案
17：第4光致抗蚀剂
17a、17b：第4光致抗蚀剂图案。