[发明专利]多色调光掩模的制造方法及图案转印方法

说明书

技术领域

本发明涉及在光刻工序中使用的多色调光掩模的制造方法及图案转印方法。

背景技术

以往，在制造液晶显示装置等电子设备时采用光刻工艺。在光刻工序中，使用光掩模对形成于待蚀刻的被转印体上的抗蚀剂膜转印预定图案，使该抗蚀剂膜显影而形成抗蚀剂图案，然后把该抗蚀剂图案作为掩模来进行被转印体的蚀刻。

采用多色调光掩模作为光掩模，对被转印体上的抗蚀剂膜进行曝光，形成具有级差的抗蚀剂图案，这种技术已被公知(参照日本特开2006-268035号公报)。关于除了遮光部、透光部之外还具有使曝光光的一部分透射的半透光部的多色调光掩模，可以根据部位改变透射过该多色调光掩模的曝光光的光量，由此在被转印体上形成残膜值随部位而异的第1抗蚀剂图案。然后，通过利用灰化使第1抗蚀剂图案整体减少，由此可以形成第2抗蚀剂图案。由此，减少制造工艺中的光刻工序的次数，同时能够减少在该工序中使用的光掩模的数量，所以非常有用。另一方面，在这种多色调光掩模的制造方法中，为了形成预期形状的抗蚀剂图案，半透光部的图案形状、形成半透光部的膜质(膜的材料)、膜厚的确定等是很重要的。

在使用多色调光掩模进行光刻工序的情况下，所要形成的第1抗蚀剂图案的形状控制会对下一工序中使用的以第2抗蚀剂图案作为掩模的薄膜蚀刻的线宽控制产生较大影响，尽管如此，但该第1抗蚀剂图案的形状控制往往还是根据经验来进行的。特别的，对抗蚀剂图案的形状的薄膜蚀刻产生较大影响的因素是该抗蚀剂图案的线宽和膜厚值。因此，在对曝光后的抗蚀剂膜进行显影时，旨在在获得预期线宽的时刻保留预期的抗蚀剂残膜(获得预期范围的抗蚀剂残膜值)，反复进行蚀刻的条件设定，确定最佳条件。

但是，当在各蚀刻工序中通过反复进行条件设定来确定最佳条件的情况下，存在再现性和稳定性不足、且花费时间的问题。并且，这样有损光刻工序的再现性和稳定性，所以还存在对液晶显示装置等电子设备的性能稳定性和制造成本造成不良影响的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的之一在于，提供一种多色调光掩模的制造方法及图案转印方法，能够在光刻工序中准确控制抗蚀剂图案的形状，提高再现性和稳定性。

本发明的一个方式是多色调光掩模的制造方法，该多色调光掩模具有包括透光部、遮光部以及使曝光光的一部分透射的半透光部的预定转印图案，针对形成在要被蚀刻加工的被转印体上的抗蚀剂膜，转印预定图案，使抗蚀剂膜构成为抗蚀剂图案，该抗蚀剂图案成为蚀刻加工中的掩模，其中，制造方法包括如下步骤：掌握抗蚀剂膜所使用的抗蚀剂相对于曝光光的抗蚀剂特性；根据抗蚀剂特性来确定半透光部对于曝光光的实效透射率；以及根据实效透射率至少对形成在透明基板上的遮光膜进行构图，由此形成半透光部。

根据这种结构，预先掌握在光刻工序中使用的抗蚀剂膜的特性，根据考虑显影后的抗蚀剂图案的形状而确定的半透光部的实效透射率，来制作多色调光掩模，所以能够制造可准确控制抗蚀剂图案的形状的多色调光掩模。由此，能够提高光刻工序的再现性和稳定性。

在本发明的多色调光掩模的制造方法的一个方式中，抗蚀剂特性是利用抗蚀剂特性曲线来规定的，该抗蚀剂特性曲线表示曝光光的曝光量与抗蚀剂相对于该曝光量的减膜量之间的关系。

在本发明的多色调光掩模的制造方法的一个方式中，可以根据所确定的实效透射率、半透光部的图案形状和曝光机的曝光条件，来确定半透光部的膜透射率，根据半透光部的膜透射率来形成该半透光部。根据这种结构，能够抑制下述情况：在实际曝光时，实际透射过半透光部的光的透射率由于半透光部的图案形状和曝光条件，相对实效透射率而变动。

在本发明的多色调光掩模的制造方法的一个方式中，可以在透明基板上利用下述遮光膜图案来形成半透光部，该遮光膜图案具有多色调光掩模的曝光时所使用的曝光机的分辨极限以下的尺寸。

在本发明的多色调光掩模的制造方法的一个方式中，可以使用形成于透明基板上的半透光膜来形成半透光部。

在本发明的多色调光掩模的制造方法的一个方式中，可以根据通过半透光部的透射光而形成于被转印体上的抗蚀剂图案相对于抗蚀剂膜的初始膜厚的减膜量t，来确定半透光部的实效透射率。根据这种结构，在使用正性抗蚀剂的情况下，也由于减膜量与曝光量具有相关关系而易于进行光致抗蚀剂的设计。

在本发明的多色调光掩模的制造方法的一个方式中，能够构成为：多色调光掩模的半透光部具有实效透射率彼此不同的第1半透光部和第2半透光部，该制造方法包括如下步骤：根据抗蚀剂特性分别确定第1半透光部的目标实效透射率和第2半透光部的目标实效透射率。