專利名稱：圖案形成方法以及灰階掩模的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display以下稱作LCD)等的制造所使用的灰階掩模、和半導體的制造所使用的相移掩模(phaseshift mask)的制造等中所優(yōu)選的圖案形成方法。
背景技術：
以往，在LCD的領域中提出了削減制造所必須的光掩模(photo mask)張數的方法。即，由于薄膜晶體管液晶顯示裝置(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display以下稱作TFT-LCD)與CRT(陰極線管)相比較，具有易于薄型化、耗電低的優(yōu)點，所以，目前正朝著商品化急速發(fā)展。TFT-LCD具有下述概略結構，即，TFT排列于配置為矩陣狀的各像素中的構造的TFT基板，和對應于各像素排列有紅色、綠色以及藍色的像素圖案的彩色濾色器，在液晶相的夾雜之下而重合。在TFT-LCD中，制造工序數眾多，僅TFT基板就采用了5～6張光掩模來進行制造。
在這樣的狀況下，提出了采用4張光掩模進行TFT基板的制造的方法。例如，參照“月刊エフピ一デイ·インテリジエンス(FPD Intelligence)”、1999年5月、p.31-35(以下稱作非專利文獻1)。
該方法通過利用具有遮光部、透光部和半透光部(灰階(grey tone)部)的光掩模(以下稱作灰階掩模)，來降低所使用的掩模張數。
作為這里所采用的灰階掩模，公知有一種半透光部以微細圖案形成的結構。但是，半透光部需要由使用灰階掩模的LCD用曝光機的析像界限以下的微細圖案所構成的遮光圖案來形成。這種微細圖案類型的半透光部，為了具有灰階部分的設計，具體而為了具有遮光部與透光部中間的半色調(half tone)效果，可以選擇是將微細圖案形成為線和空間類型(lineand space type)，還是形成為點狀(dot)(網點)類型，或者形成為其他的圖案。并且，在選擇了線和空間類型的情況下，必須考慮非常多的情況來進行設計，例如，需要考慮將線寬設為多大；光透過的部分與被遮光的部分的比率如何設定；整體的透過率設定為何種程度等。另外，在掩模制造中還要求線寬中心值的管理以及掩模內線寬的偏差管理等非常困難的生產技術。
因此，以往提出了將想要半色調曝光的部分設定為半透光性的半色調膜(半透光膜)的方法。通過利用這樣的半色調膜，可以減少半色調部分的曝光量而進行半色調曝光。通過變更為半色調膜，在設計中只要研究整體透過率需要多少即可，在掩模中也可以通過判斷半色調膜的膜種類并選擇膜厚，從而能夠實現掩模的生產。因此，在掩模制造中僅進行半色調膜的膜厚控制即可，使得管理比較容易。另外，如果是半色調膜，則通過光刻工序能夠容易地進行圖案形成，所以，即使是復雜的圖案形狀也能夠實現。
作為這樣的半色調膜類型的灰階掩模，由本申請人在先提出了一種下述的灰階掩模，該灰階掩模例如由設置在透光性基板上的遮光膜以及成膜于其上的半透光膜形成遮光部、由使與半透光部對應的區(qū)域露出的透光性基板上成膜的半透光膜形成半透光部(特開2005-257712號公報，以下稱作專利文獻1)。
這樣的灰階掩模例如可以通過下述的方法來進行制造。
首先，準備在透光性基板上形成有遮光膜的掩模底版(mask blank)。
接著，在所述掩模底版上形成與所述遮光部對應的區(qū)域的第一抗蝕層圖案，并通過將該抗蝕層圖案作為掩模，對露出的遮光膜進行蝕刻而形成遮光膜圖案，使與所述半透光部以及透光部對應的區(qū)域的透光性基板露出。
然后，除去在上述工序中殘存的抗蝕層圖案，在所得到的基板上的整個面成膜半透光膜。
并且，在與所述遮光部以及半透光部對應的區(qū)域形成第二抗蝕層圖案，通過將該抗蝕層圖案作為掩模，對露出的半透光膜進行蝕刻，形成透光部。
可是，在上述的遮光部至少由遮光膜形成、半透光部由半透光膜形成的半色調膜類型的灰階掩模的制造方法中，需要進行兩次用于形成抗蝕層圖案的圖案描繪。因此，以往在第一次的圖案描繪時，與掩模圖案一同形成用于對齊二次圖案描繪位置的標記(對準標記(alignment mark))。接著，在第二次的圖案描繪時，利用描繪裝置檢測出該對準標記，來進行對位，從而執(zhí)行第二次的描繪。例如，在大型尺寸的掩模制造所使用的激光描繪裝置中，采用描繪用激光器檢測來自對準標記的反射光或透過光，進行對位。
但是，以往為了降低激光描繪時的激光反射、或者灰階掩模使用時曝光光的反射，在形成遮光部的遮光膜上形成有反射防止膜?？墒?，在上述的圖案描繪工序中，當由反射光來檢測出遮光部和透光部所構成的對準標記時，如果在對準標記的遮光部的最上層形成有反射防止膜，則由于與對準標記的透光部的玻璃基板面的反射率差小，無法取得反射的對比度，所以，難以檢測出對準標記。當對準標記的檢測精度低時，第一次的描繪圖案和第二次的描繪圖案無法以高精度進行對位，成為產生第一次描繪圖案和第二次描繪圖案的位置偏差的原因。當采用形成了具有位置偏差的器件圖案的灰階掩模，制造例如TFT基板時，有可能發(fā)生重大的故障(動作不良)。
另外，在半導體裝置的制造所使用的光掩模中，隨著電路圖案的微細化，作為提高析像力的技術公知有一種相移掩模。作為相移掩模的代表例子，公知有一種在透光性基板上形成遮光膜圖案、使光(曝光光)的相位變化的移相器(shifter)膜圖案的結構。即使在這種相移掩模的制造中，也進行用于形成第一層(例如遮光膜)的圖案和第二層(例如移相器膜)的圖案的重疊描繪，但為了發(fā)揮相移掩模的作用效果，需要以高的重疊位置精度形成第一層圖案和第二層圖案。
根據以上的情況，為了通過重疊描繪以高精度對位形成第一(第一層)描繪圖案和第二(第二層)描繪圖案，提高對準標記的檢測精度也是重要的課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述問題點而提出，其目的在于提供一種圖案形成方法以及利用了該方法的灰階掩模的制造方法，所述圖案形成方法在為了利用采用了光刻法的多個圖案形成工序在同一基板上形成圖案，而進行重疊描繪時，使得由反射光檢測用于描繪對位的對準標記時的對比度高、檢測精度良好，因此，以高精度對位形成了第一次的描繪圖案(第一描繪圖案)和第二次的描繪圖案(第二描繪圖案)。
為了解決上述課題，根據本發(fā)明的一個方式，提供一種圖案形成方法，具有利用采用了光刻法的多個圖案形成工序，在同一基板上形成圖案的工序，其特征在于，至少具有形成描繪對位所使用的對準標記的工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪圖案的工序，所述對準標記由遮光部以及透光部構成，在描繪所述圖案的工序之前，除去在最上層具備反射防止膜的所述對準標記的遮光部的所述反射防止膜。
根據本發(fā)明的一個方式的圖案形成方法，具有利用采用了光刻法的多個圖案形成工序，在同一基板上形成圖案的工序，其中，至少具有形成描繪對位所使用的對準標記的工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪圖案的工序，所述對準標記由遮光部以及透光部構成，在描繪所述圖案的工序之前，除去在最上層具備反射防止膜的所述對準標記的遮光部的所述反射防止膜。由此，由于在對準標記的遮光部使反射率降低的反射防止膜消失，能夠以反射率比較高的遮光膜形成，使得露出了玻璃基板那樣的透光性基板面的透光部與遮光部相對于反射光的反射率差變大，所以，利用反射光檢測對準標記時的對比度增高，使得檢測精度良好。其結果，在為了利用采用了光刻法的多個圖案形成工序于同一基板上形成圖案，而利用對準標記進行重疊描繪時，例如能夠以高的精度對位形成第一次的描繪圖案(第一描繪圖案)和第二次的描繪圖案(第二描繪圖案)。
這里，在本發(fā)明的一個方式中，優(yōu)選具有利用所述對準標記進行對位來描繪第一圖案的工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪第二圖案的工序。該圖案形成方法例如優(yōu)選適用于下述的圖案形成方法，即，具有利用對準標記進行對位來描繪第一圖案的工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪第二圖案的工序。
而且，根據本發(fā)明的另一個方式，提供一種圖案形成方法，具有利用采用了光刻法的多個圖案形成工序，在同一基板上形成圖案的工序，其特征在于，至少具有形成描繪對位所使用的對準標記的工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪圖案的工序，所述對準標記由遮光部以及透光部構成，在描繪所述圖案的工序之前，進行該遮光部以及透光部相對于對準檢測光的反射率差達到30％以上的處理。
根據本發(fā)明的另一個方式的圖案形成方法，具有利用采用了光刻法的多個圖案形成工序，在同一基板上形成圖案的工序，其中，至少具有形成描繪對位所使用的對準標記的工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪圖案的工序，所述對準標記由遮光部以及透光部構成，在描繪所述圖案的工序之前，進行該遮光部以及透光部相對于對準檢測光的反射率差達到30％以上的處理。由此，由于對準標記的遮光部與透光部相對于反射光的反射率差高達30％以上，所以，利用對準檢測光(反射光)檢測對準標記時的對比度增高，使得檢測精度良好。其結果，在為了使用利用了光刻法的多個圖案形成工序于同一基板上形成圖案，而利用對準標記進行重疊描繪時，例如能夠以高的精度對位形成第一次的描繪圖案(第一描繪圖案)和第二次的描繪圖案(第二描繪圖案)。
這里，在本發(fā)明的另一個方式中，優(yōu)選所述遮光部以及透光部相對于對準檢測光的反射率差達到30％以上的處理，是除去在最上層具備反射防止膜的所述對準標記的遮光部的所述反射防止膜的處理。在該圖案形成方法中，例如通過進行除去在最上層具備反射防止膜的對準標記的遮光部的所述反射防止膜的處理，可以使構成2的對準標記的遮光部以及透光部相對于對準檢測光(反射光)的反射率差達到30％以上。
另外，在本發(fā)明另一個方式中，優(yōu)選具有利用所述對準標記進行對位來描繪第一圖案的工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪第二圖案的工序。該圖案形成方法例如優(yōu)選適用于下述的圖案形成方法，即，具有利用對準標記進行對位來描繪第一圖案的工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪第二圖案的工序。
根據本發(fā)明的又一個方式，提供一種灰階掩模的制造方法，其特征在于，包括利用所述圖案形成方法，形成具有遮光部、透光部以及半透光部的圖案的工序。這里，根據包括利用所述圖案形成方法形成圖案的工序的灰階掩模的制造方法，由于在利用對準標記進行對位來描繪圖案的情況下，可使得對準標記的檢測精度良好，所以，能夠得到形成有無位置偏差的器件圖案的灰階掩模。
根據本發(fā)明的圖案形成方法，在為了利用采用了光刻法的多個圖案形成工序于同一基板上形成圖案而重疊描繪的情況下，描繪對位用的對準標記的遮光部與透光部相對于反射光的反射率變大，使得利用對準檢測光(反射光)檢測對準標記時的對比度高，檢測精度良好。因此，當利用采用了光刻法的多個圖案形成工序，使用對準標記在同一基板上重疊描繪例如第一圖案和第二圖案時，可以形成第一圖案和第二圖案以高精度對位重合的圖案。
另外，本發(fā)明的圖案形成方法例如優(yōu)選適用于在透光性基板上形成了具有遮光部、透光部以及半透光部的器件圖案的灰階掩模的制造。即，根據包括利用本發(fā)明的圖案形成方法形成圖案的工序的灰階掩模的制造方法，可以得到形成有抑制了位置偏差的器件圖案的灰階掩模。


圖1是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例1的示意剖視圖。
圖2是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例2的示意剖視圖。
圖3是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例3的示意剖視圖。
圖4是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例4的示意剖視圖。
圖5是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例5的示意剖視圖。
圖6是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例6的示意剖視圖。
圖7是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例7的示意剖視圖。
圖8是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例8的示意剖視圖。
圖9是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例9的示意剖視圖。
圖10是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例10的示意剖視圖。
圖11是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例11的示意剖視圖。
圖12是用于說明實施例1中的相對于對準光波長的反射率的測定結果的圖。
具體實施例方式
下面，通過實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
(實施例1)圖1表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例1，是按順序表示其制造工序的示意剖視圖，所述灰階掩模在透光性基板上形成有具有遮光部、透光部以及半透光部的器件圖案。
如圖1(a)所示，本實施例中所使用的掩模底版10在合成石英玻璃等透光性基板1上形成有遮光膜2和反射防止膜3。這里，作為遮光膜2的材質優(yōu)選能夠以薄膜得到高的遮光性的物質，例如可舉出Cr、Si、W、Al等。另外，作為反射防止膜3的材質，例如可舉出上述遮光層材質的氧化物等。
上述掩模底版10可通過在透光性基板1上順次成膜遮光膜2和反射防止膜3而得到。其成膜方法可舉出蒸鍍法、濺射法、CVD(化學氣相生長)法等，只要適當選擇適合膜種類的方法即可。另外，對于膜厚而言沒有特別的制約，總之，只要以按照能夠得到良好遮光性的方式被最佳化的膜厚而形成即可。
首先，利用該掩模底版10在其器件圖案區(qū)域形成第一圖案，在其非器件圖案區(qū)域(除了形成器件圖案的區(qū)域之外的區(qū)域)形成描繪對位用的對準標記7。例如，在該掩模底版10上涂敷描繪用的正型抗蝕劑，并進行烘焙而形成了抗蝕膜之后，利用電子束描繪機或激光描繪機等進行規(guī)定的圖案描繪。該情況下的描繪數據例如是與器件圖案的遮光部對應的圖案數據和對準標記7的圖案數據。另外，對準標記7的形狀、大小等是任意的。
如圖1(b)所示，在描繪之后對其進行顯影，形成了抗蝕層圖案4a。
如圖1(c)所示，通過將該抗蝕層圖案4a作為掩模，對露出的反射防止膜3以及遮光膜2進行蝕刻，來除去殘存的抗蝕層圖案4a，形成了圖1(d)所示的由第一圖案3a、2a以及透光部7a和遮光部7b構成的對準標記7。
接著，如圖1(e)所示，在如上所述而得到的透光性基板1上，在具有對準標記7以及第一圖案(遮光膜圖案)的基板上的整個面成膜半透光膜5。作為半透光膜5的材質，優(yōu)選采用在以薄膜將透光部的透過率設為100％的情況下能夠得到50％左右的透過率的半透過性的材料，例如可舉出Cr化合物(Cr的氧化物、氮化物、氧氮化物、氟化物等)、MoSi、Si、W、Al等。Si、W、Al等是基于其膜厚還能夠得到高的遮光性，或還能夠得到半透過性的材質。另外，這里所謂的透過率是指，相對于使用灰階掩模的例如大型LCD用曝光機的曝光光的波長的透過率。而且，半透光膜的透過率完全沒有必要被限定為50％左右。將半透光部的透光性設定為怎樣程度是設計上的問題。
另外，對于遮光膜2、反射防止膜3和半透光膜5的材質組合而言，在本實施例中沒有特別制約?？梢允窍嗷サ哪さ奈g刻特性同一或近似，或者還可以是相互的膜的蝕刻特性不同。在本實施例中，通過將半透光膜直接成膜在使最終成為半透光部的區(qū)域露出的透光性基板上而形成半透光部，所以，對于膜材料而言沒有特別的制約，可以選擇遮光膜和半透光膜的蝕刻特性同一或近似的材質組合。例如，由于可以任意選擇同一材質、主成分相同的材質(例如Cr和Cr的化合物等)等的組合，所以選擇的范圍廣。
對于半透光膜5的成膜方法而言，可舉出蒸鍍法、濺射法、CVD(化學氣相生長)法等，只要適當選擇適合膜種類的方法即可。另外，對于半透光膜5的膜厚而言沒有特別的制約，只要以按照能夠得到所期望的半透光性的方式被最佳化的膜厚而形成即可。
接著，如圖1(f)所示，再次對整個面涂敷所述正型抗蝕劑，并進行烘焙，形成抗蝕膜4。
然后，如圖1(g)所示，僅剝離除去上述對準標記7上的抗蝕膜?？梢圆捎脙H對對準標記7部分進行點曝光、顯影而除去抗蝕膜的方法。另外，還可以采用除了對準標記7上之外涂敷上述抗蝕劑的方法。接著，如圖1(h)所示，通過蝕刻，除去位于對準標記7的遮光部7b表面的半透光膜5和反射防止膜3、以及透光部7a的半透光膜5。由此，對準標記7的透光部7a處于露出了透光性基板1的狀態(tài)，遮光部7b被除去反射防止膜，僅由遮光膜2構成。
然后，進行第二次描繪。即，采用電子束描繪機或激光描繪機等，利用上述對準標記7進行對位，來進行第二圖案的描繪。
此時的描繪數據例如是與器件圖案的透光部對應的圖案數據。由于在對準標記7的遮光部7b表面沒有反射防止膜，所以，在利用反射光檢測對準標記7之際，因為遮光部7a與遮光部7b的反射率差大使得對比度增高，所以，提高了檢測精度。
如圖1(i)所示，通過描繪后對其進行顯影，形成了在器件圖案的透光部除去了抗蝕膜，在除此之外的區(qū)域殘存抗蝕膜的抗蝕層圖案4b。
接著，將所形成的抗蝕層圖案4b作為掩模，通過蝕刻來除去在成為器件圖案的透光部的區(qū)域露出的半透光膜5。由此，如圖1(j)所示，器件圖案的半透光部被描繪為透光部，形成了器件圖案的半透光部以及透光部。另外，由于對準標記7也露出，所以，還可以粘貼遮蔽用的膠帶等進行保護，使其不被蝕刻。殘存的抗蝕層圖案4b通過氧灰化等來除去。
如圖1(k)所示，通過上述步驟完成了灰階掩模20?；译A掩模20形成有對準標記7、器件圖案8。器件圖案8具有遮光部8a、半透光部8b以及透光部8c，遮光部8a由在透光性基板1上形成的遮光膜2a和反射防止膜3a以及其上的半透光膜5a構成，半透光部8b由在透光性基板1上成膜的半透光膜5a構成，透光部8c由露出了透光性基板1的部分構成。
圖12表示本實施例的灰階掩模中的、對相對于對準光波長的反射率進行測定的結果。如圖12(c)所示，“A”表示透光性基板1，“B”表示在基板1上形成有遮光膜2以及反射防止膜3的部分，“C”表示在基板1上形成有遮光膜2、反射防止膜3以及半透光膜5的部分，“D”表示在基板1上形成有半透光膜5的部分，“E”表示在基板1上形成有遮光膜2的部分。圖12(a)、圖12(b)以數值和圖表對上述“A”～“E”的部分相對通常所使用的對準光的波長365nm、405nm、413nm、436nm的反射率進行表示。
在圖1(i)所示的第二圖案的描繪時，對準標記7由露出了透光性基板1的透光部7a和具有遮光膜2的遮光部7b構成，由于相對于任意波長的對準光，透光部7a和遮光部7b的反射率差(“E”與“A”之差)都是30％以上，所以，圖案描繪時的對準標記檢測的對比度高。
在本實施例中，如上所述，在利用對準標記7進行對位而描繪之際，對準標記7的對比度高，檢測精度良好，其結果，第一圖案和第二圖案以高精度重疊對位形成。
(實施例2)圖2是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例2的示意剖視圖。
圖2(a)～圖2(d)的工序與實施例1中的圖1(a)～圖1(d)的工序完全相同。
接著，如圖2(e)所示，在除了對準標記7之外的部分形成抗蝕膜4。作為在除了對準標記7之外的部分形成抗蝕膜4的方法，可以采用在實施例1所說明的于整個面形成抗蝕膜之后，除掉或通過點曝光、顯影除去對準標記7的部分，或者在除了對準標記7之外的部分涂敷抗蝕劑的方法等。然后，通過蝕刻除去位于對準標記7的遮光部7b表面的反射防止膜3。
接著，如圖2(f)所示，由遮光板6等保護對準標記7的部分，成膜半透光膜5。
接著，如圖2(g)所示，在整個面形成抗蝕膜4，利用對準標記7進行對位來執(zhí)行第二圖案的描繪。由于在對準標記7的遮光部7b表面沒有反射防止膜，所以，當利用反射光檢測對準標記7時，透光部7a與遮光部7b的反射率差大，使得對比度增高，因此，提高了檢測精度。另外，還可以除去對準標記7上的抗蝕膜。這里，在除去了抗蝕膜的情況下，為了避免在后序的蝕刻工序中對準標記7被蝕刻，可以在蝕刻工序之前利用遮蔽用的膠帶等保護對準標記7。
如圖2(h)所示，通過描繪后進行顯影，形成抗蝕層圖案4b。
如圖2(i)所示，將所形成的抗蝕層圖案4b作為掩模，通過蝕刻除去露出的半透光膜5，接著，如圖2(j)表示，通過除去殘存的抗蝕層圖案4b，完成了形成有對準標記7、器件圖案8的灰階掩模20。
(實施例3)圖3是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例3的示意剖視圖。
如圖3(a)、圖3(b)所示，本實施方式中，在所述掩模底版10的除了對準標記7之外的區(qū)域形成抗蝕膜4，并通過蝕刻等除去對準標記7的部分的反射防止膜3。
接著，如圖3(c)所示，在剝離了殘存的抗蝕膜4之后，再次于整個面形成抗蝕膜，與實施例1同樣，進行包括對準標記7和第一圖案的圖案描繪，并進行顯影，形成抗蝕層圖案4a。接著，如圖3(d)所示，通過將該抗蝕層圖案4a作為掩模，對露出的遮光膜2進行蝕刻，來除去殘存的抗蝕層圖案4a，由此形成圖3(e)所示的第一圖案3a、2a以及對準標記7。
接下來的圖3(f)～圖3(i)的工序與所述實施例2中的圖2(f)～圖2(i)的工序完全相同，由此，完成了圖3(j)所示的灰階掩模20。
如圖3(h)所示，本實施例中，由于在利用對準標記7進行對位來執(zhí)行第二圖案的描繪的工序中，在對準標記7的遮光部7b表面也沒有反射防止膜，所以，在利用反射光檢測對準標記7時，露出了透光性基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，使得對比度增高，因此，可以提高對準標記7的檢測精度。
(實施例4)圖4是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例4的模式剖視圖。
在本實施例中，首先，預先形成描繪對位所利用的對準標記7，并利用該對準標記進行對位，執(zhí)行第一圖案以及第二圖案的描繪。
即，當利用掩模底版10在例如除了該對準標記7之外的區(qū)域形成了抗蝕膜之后，通過蝕刻等除去對準標記7的部分的反射防止膜3。接著，在剝離了殘存的抗蝕膜之后，再次于整個面形成抗蝕膜，描繪對準標記7并進行顯影，形成抗蝕層圖案，通過將該抗蝕層圖案作為掩模，對露出的遮光膜2進行蝕刻，形成圖4(b)所示的對準標記7。在該階段，對準標記7的遮光部7b的反射防止膜被除去。
接著，如圖4(c)所示，在整個面形成抗蝕膜4，利用對準標記7進行對位來執(zhí)行第一圖案的描繪。這里，第一圖案是與器件圖案對應的圖案。在對準標記7的遮光部7b表面沒有反射防止膜，當利用反射光檢測對準標記7時，由于露出了基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大使得對比度增高，所以，檢測精度高。另外，也可以除去對準標記7上的抗蝕膜。這里，當除去了抗蝕膜時，為了避免在后序的蝕刻工序中對準標記7被蝕刻，可以在蝕刻工序之前利用遮蔽用的膠帶等保護對準標記7。
如圖4(d)所示，通過描繪之后進行顯影，形成抗蝕層圖案4a。
接著，如圖4(e)所示，通過將該抗蝕層圖案4a作為掩模，對露出的反射防止膜3以及遮光膜2進行蝕刻，來除去殘存的抗蝕層圖案4a，由此，形成同圖(f)所示的第一圖案3a、2a以及對準標記7。
通過使接下來的圖4(g)～圖4(j)的工序與上述實施例2中的圖2(f)～圖2(i)的工序完全相同，完成了圖4(k)所示的灰階掩模20。另外，如圖4(i)所示，由于在利用對準標記7進行對位來執(zhí)行第二圖案的描繪的工序中，在對準標記7的遮光部7b表面也沒有反射防止膜，所以，在利用反射光檢測對準標記7時，露出了基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，使得對比度增高，因此，可提高對準標記7的檢測精度。
(實施例5)圖5是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例5的示意剖視圖。本實施例中所使用的掩模底版10如圖5(a)所示，與實施例1中采用的掩模底版相同。
首先，在利用該掩模底版10于整個面涂敷描繪用的正型抗蝕劑，并進行烘焙形成了抗蝕膜之后，進行包括上述對準標記7的第一圖案的描繪。該情況下的描繪數據，例如是與器件圖案的半透光部對應的圖案數據以及對準標記7的圖案數據。如圖5(b)所示，通過描繪后對其進行顯影，在掩模底版上的器件圖案形成區(qū)域，形成了例如在形成器件圖案的半透光部的區(qū)域抗蝕膜被除去，在此之外的區(qū)域抗蝕膜殘存的抗蝕層圖案4a。
接著，如圖5(c)所示，將所形成的抗蝕層圖案4a作為掩模，對露出的反射防止膜3以及遮光膜2進行蝕刻，形成與器件圖案的遮光部以及透光部對應的圖案和對準標記7的圖案(遮光膜圖案2a與反射防止膜圖案3a的疊層)。如圖5(d)所示，殘存的抗蝕層圖案4a利用基于氧的灰化或濃硫酸等而除去。
接著，如圖5(e)所示，在通過上述步驟而得到的基板上的整個面成膜半透光膜5。
接著，如圖5(f)所示，再次于整個面涂敷所述正型抗蝕劑，并進行烘焙，形成抗蝕膜4。
然后，如圖5(g)所示，僅剝離除去上述對準標記7上的抗蝕膜?？梢圆捎脙H對對準標記7部分進行點曝光、顯影，或除了對準標記7上之外涂敷上述抗蝕劑的方法。接著，如圖5(h)所示，通過蝕刻，除去位于對準標記7的遮光部7b表面的半透光膜5和反射防止膜3、以及透光部7a的半透光膜5。由此，對準標記7的透光部7a處于透光性基板1露出的狀態(tài)，遮光部7b被除去反射防止膜，僅由遮光膜2構成。
然后，進行第二次的描繪。即，利用上述對準標記7進行對位來執(zhí)行第二圖案的描繪。此時的描繪數據例如是與器件圖案的透光部對應的圖案數據。由于本實施例中，在對準標記7的遮光部7b表面沒有反射防止膜，所以，當利用反射光檢測對準標記7時，基板1表面的透光部7a與遮光部7b的反射率差大，使得對比度增高，所以，對準標記7的檢測精度高。
如圖5(i)所示，通過描繪后對其進行顯影，形成了在器件圖案的透光部抗蝕膜被除去，在除此之外的區(qū)域抗蝕膜殘存的抗蝕層圖案4b。
接著，如圖5(j)所示，將所形成的抗蝕層圖案4b作為掩模，通過蝕刻除去露出了成為器件圖案的透光部的區(qū)域的半透光膜5、反射防止膜3以及遮光膜2。另外，由于對準標記7也露出，所以，可以粘貼遮蔽用的膠帶等進行保護，使其不被蝕刻。殘存的抗蝕層圖案4b利用氧灰化等除去。
經過上述步驟，如圖5(k)所示，完成了形成有對準標記7、器件圖案8的灰階掩模20。
(實施例6)圖6是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例6的示意剖視圖。
圖6(a)～圖6(d)的工序與實施例5中的圖5(a)～圖5(d)的工序完全相同。
接著，如圖6(e)所示，在除了對準標記7之外的部分形成抗蝕膜4。作為在除了對準標記7之外的部分形成抗蝕膜4的方法，可以采用在于整個面形成了抗蝕膜之后，除掉或通過點曝光、顯影除去對準標記7的部分，或者在除了對準標記7之外的部分涂敷抗蝕劑的方法等。然后，如圖6(f)所示，通過蝕刻除去位于對準標記7的遮光部7b表面的反射防止膜3，并除去殘存的抗蝕膜。
接著，如圖6(g)所示，利用遮蔽板6等保護對準標記7的部分，成膜半透光膜5。
接著，如圖6(h)所示，在整個面形成抗蝕膜4，利用對準標記7進行對位來執(zhí)行第二圖案的描繪。本實施例中，由于當利用反射光檢測對準標記7時，在對準標記7的遮光部7b表面也沒有反射防止膜，所以，透光部7a與遮光部7b的反射率差大，使得對比度增高，因此，提高了檢測精度。另外，也可以除去對準標記7上的抗蝕膜。
這里，在除去了抗蝕膜的情況下，為了避免在后序的蝕刻工序中對準標記7被蝕刻，可以在蝕刻工序之前利用遮蔽用的膠帶等保護對準標記7。如圖6(i)所示，通過在描繪后進行顯影，形成抗蝕層圖案4b。如圖6(j)所示，通過將所形成的抗蝕層圖案4b作為掩模，利用蝕刻除去露出的半透光膜5、反射防止膜3以及遮光膜2，來除去殘存的抗蝕層圖案4b，如圖6(k)所示，完成了形成有對準標記7和器件圖案8的灰階掩模20。
(實施例7)圖7是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例7的示意剖視圖。
如圖7(a)及圖7(b)所示，在本實施例中，在所述掩模底版10的除了對準標記7之外的區(qū)域形成抗蝕膜4，并通過蝕刻等除去對準標記7的部分的反射防止膜3。
接著，如圖7(c)所示，在剝離了殘存的抗蝕膜4之后，再次于整個面形成抗蝕膜，與實施例5同樣，進行包括對準標記7和第一圖案的圖案描繪，并進行顯影，形成抗蝕層圖案4a。然后，如圖7(d)所示，通過將該抗蝕層圖案4a作為掩模，對露出的遮光膜2進行蝕刻，除去殘存的抗蝕層圖案4a，由此，形成圖7(e)所示的第一圖案3a、2a以及對準標記7。
通過使接下來的圖7(f)～圖7(i)的工序與所述實施例6中的圖6(g)～圖6(j)的工序完全相同，完成了圖7(j)所示的灰階掩模20。
本實施例中，如圖7(h)所示，在利用對準標記7進行對位來執(zhí)行第二圖案的描繪的工序中，由于當利用反射光檢測對準標記7時，在對準標記7的遮光部7b表面也沒有反射防止膜，所以，露出了透光性基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，使得對比度增高，因此可提高對準標記7的檢測精度。
(實施例8)圖8是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例8的示意剖視圖。
本實施例中與所述實施例4同樣，首先，預先形成描繪對位所應用的對準標記7，并利用該對準標記進行對位來執(zhí)行第一圖案和第二圖案的描繪。
即，當利用掩模底版10例如在除了該對準標記7之外的區(qū)域形成了抗蝕膜之后，通過蝕刻等除去對準標記7的部分的反射防止膜3。接著，在剝離了殘存的抗蝕膜之后，再次于整個面形成抗蝕膜，描繪對準標記7并進行顯影，形成抗蝕層圖案，通過將該抗蝕層圖案作為掩模，對露出的遮光膜2進行蝕刻，形成圖8(b)所示的對準標記7。在該階段，對準標記7的遮光部7b的反射防止膜被除去。
接著，如圖8(c)所示，在整個面形成抗蝕膜4，并利用對準標記7進行對位來執(zhí)行第一圖案的描繪。當利用反射光檢測對準標記7時，由于在對準標記7的遮光部7b表面沒有反射防止膜，使得露出了基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，提高了對比度，所以檢測精度高。另外，也可以除去對準標記7上的抗蝕膜。這里，在除去了抗蝕膜的情況下，為了避免在后序的蝕刻工序中對準標記7被蝕刻，可以在蝕刻工序之前利用遮蔽用的膠帶等保護對準標記7。
如圖8(d)所示，通過在描繪后進行顯影，形成抗蝕層圖案4a。接著，通過將該抗蝕層圖案4a作為掩模，對露出的反射防止膜3以及遮光膜2進行蝕刻，除去殘存的抗蝕層圖案4a，形成圖8(e)所示的第一圖案3a、2a以及對準標記7。
通過使接下來的圖8(f)～圖8(i)的工序與所述實施例6中的圖8(g)～圖8(j)的工序完全相同，完成了圖8(j)所示的灰階掩模20。另外，如圖8(h)所示，在利用對準標記7進行對位來執(zhí)行第二圖案的描繪的工序中，由于當利用反射光檢測對準標記7時，在對準標記7的遮光部7b表面也沒有反射防止膜，所以，露出了基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，使得對比度增高，因此可以提高對準標記7的檢測精度。
(實施例9)圖9是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例9的示意剖視圖。
首先，本實施例所使用的掩模底版11如圖9(a)所示，按順序在透光性基板1上形成了半透光膜5、遮光膜2和反射防止膜3。這里，半透光膜5、遮光膜2、反射防止膜3的材質與實施例1中所舉的材質同樣。但在本實施例中，希望半透光膜5、遮光膜2以及反射防止膜3選擇蝕刻特性不同的材質。首先，在利用該掩模底版11于整個面涂敷描繪用的正型抗蝕劑，并進行烘焙形成了抗蝕膜之后，進行包括所述對準標記7的第一圖案的描繪。此時的描繪數據例如是與器件圖案的透光部對應的圖案數據和對準標記7的圖案數據。如圖9(b)所示，通過描繪后對其進行顯影，在掩模底版上的器件圖案形成區(qū)域，形成了例如在形成器件圖案的透光部的區(qū)域以及對準標記7的透光部抗蝕膜被除去，在此之外的區(qū)域抗蝕膜殘存的抗蝕層圖案4a。
接著，如圖9(c)所示，將所形成的抗蝕層圖案4a作為掩模，對露出的反射防止膜3以及遮光膜2進行蝕刻，在如圖9(d)所示，除去了殘存的抗蝕層圖案4a之后，進一步如圖9(e)所示，通過將反射防止膜圖案3a以及遮光膜圖案2a作為掩模，對露出的半透光膜5進行蝕刻，形成了與器件圖案的遮光部以及半透光部對應的圖案和對準標記7的圖案(半透光膜圖案5a、遮光膜圖案2a和反射防止膜圖案3a的疊層)。
接著，如圖9(f)所示，再次于整個面涂敷所述正型抗蝕劑，進行烘焙，形成抗蝕膜4。
然后，如圖9(g)所示，僅剝離除去上述對準標記7上的抗蝕膜?？刹捎脙H對對準標記7部分點曝光、進行顯影，或除了對準標記7部分之外涂敷上述抗蝕劑的方法。接著，如圖9(h)所示，通過蝕刻，除去位于對準標記7的遮光部7b表面的反射防止膜3。
由此，對準標記7的透光部7a處于露出了透光性基板1的狀態(tài)，遮光部7b的表面被除去反射防止膜，由遮光膜2構成。
然后，進行第二次的描繪。即，利用上述對準標記7進行對位來執(zhí)行第二圖案的描繪。此時的描繪數據例如是與器件圖案的遮光部對應的圖案數據。在本實施例中，當利用反射光檢測對準標記7時，由于在對準標記7的遮光部7b表面也沒有反射防止膜，所以，基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，使得對比度增高，因此，對準標記7的檢測精度高。
如圖9(i)所示，通過描繪后對其進行顯影，形成了在器件圖案的遮光部殘存抗蝕膜，在此之外的區(qū)域抗蝕膜被除去的抗蝕層圖案4b。
接著，如圖9(j)所示，將所形成的抗蝕層圖案4b作為掩模，通過蝕刻除去在成為器件圖案的半透光部的區(qū)域露出的反射防止膜3以及遮光膜2。另外，由于對準標記7也露出，所以可以粘貼遮蔽用的膠帶等進行保護，使其不被蝕刻。殘存的抗蝕層圖案4b利用氧灰化等除去。
通過以上的步驟，如圖9(k)所示，完成了形成有對準標記7和器件圖案8的灰階掩模21。
器件圖案8，其遮光部8a由在透光性基板1上形成的半透光膜5a以及形成于其上的遮光膜2b和反射防止膜3b構成，半透光部8b由在透光性基板1上形成的半透光膜5a構成，透光部8c由露出了透光性基板1的部分構成。
(實施例10)圖10是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例10的示意剖視圖。
如果參照圖10(a)、(b)，則在本實施例中，首先在所述掩模底版11的除了對準標記7之外的區(qū)域形成抗蝕膜4，并通過蝕刻等除去對準標記7的部分的反射防止膜3。
接著，如圖10(c)所示，在剝離了殘存的抗蝕膜4之后，再次于整個面形成抗蝕膜，與實施例9同樣，進行包括對準標記7和第一圖案的圖案描繪，并進行顯影，形成抗蝕層圖案4a。接著，如圖10(d)所示，將該抗蝕層圖案4a作為掩模，對露出的器件圖案區(qū)域的反射防止膜3和遮光膜2、以及對準標記7的透光部的遮光膜2進行蝕刻，如圖10(e)所示，在除去了殘存的抗蝕層圖案4a之后，進而如圖10(f)所示，通過將反射防止膜圖案3a以及遮光膜圖案2a(在對準標記7部分為遮光膜圖案)作為掩模，對露出的半透光膜5進行蝕刻，由此，形成與器件圖案的遮光部以及半透光部對應的圖案(半透光膜圖案5a、遮光膜圖案2a和反射防止膜圖案3a的疊層)和對準標記7的圖案(半透光膜圖案5a與遮光膜圖案2a的疊層)。
接著，如圖10(g)所示，在整個面形成抗蝕膜4，利用對準標記7進行對位來執(zhí)行第二圖案的描繪。如圖10(h)所示，通過描繪后進行顯影，形成抗蝕層圖案4b。由于本實施例中，當利用反射光檢測對準標記7時，在對準標記7的遮光部7b表面沒有反射防止膜，所以，基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，使得對比度增高，因此，提高了檢測精度。另外，也可以除去對準標記7上的抗蝕膜。這里，在除去了抗蝕膜的情況下，為了避免在后序的蝕刻工序中對準標記7被蝕刻，可以在蝕刻工序之前利用遮蔽用的膠帶等保護對準標記7。
接著，如圖10(i)所示，通過將所形成的抗蝕層圖案4b作為掩模，利用蝕刻除去在成為器件圖案的半透光部的區(qū)域露出的反射防止膜3以及遮光膜2，除去殘存的抗蝕層圖案4b，由此，如圖10(j)所示，完成了與實施例9同樣的、形成有對準標記7和器件圖案8的灰階掩模22。
(實施例11)圖11是表示將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的實施例11的示意剖視圖。
本實施例中與所述實施例4或實施例8同樣，首先，預先形成描繪對位所使用的對準標記7，并利用該對準標記進行對位來執(zhí)行第一圖案和第二圖案的描繪。即，如圖11(a)所示，利用掩模底版11于整個面形成抗蝕膜，描繪對準標記7、進行顯影，形成抗蝕層圖案，并將該抗蝕層圖案作為掩模，對露出的反射防止膜3、遮光膜2和半透光膜5進行蝕刻。
接著，在剝離了殘存的抗蝕膜之后，通過例如在除了對準標記7之外的區(qū)域形成抗蝕膜，利用蝕刻等除去對準標記7的遮光部的反射防止膜3，由此，形成圖11(b)所示的對準標記7。
接著，再次于整個面形成抗蝕膜4，利用對準標記7進行對位來執(zhí)行第一圖案的描繪。如圖11(c)所示，通過在描繪之后進行顯影，形成抗蝕層圖案4a。由于在第一圖案描繪工序中，當利用反射光檢測對準標記7時，在對準標記7的遮光部7b表面沒有反射防止膜，使得露出了基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，提高了對比度，所以，檢測精度高。另外，也可以除去對準標記7上的抗蝕膜。這里，在除去了抗蝕膜的情況下，為了避免在后序的蝕刻工序中對準標記7被蝕刻，可以在蝕刻工序之前利用遮蔽用的膠帶等保護對準標記7。
接著，如圖11(d)所示，將該抗蝕層圖案4a作為掩模，對露出的器件圖案區(qū)域的反射防止膜3以及遮光膜2進行蝕刻，在如圖11(e)所示，除去了殘存的抗蝕層圖案4a之后，進而通過將反射防止膜圖案3a以及遮光膜圖案2a作為掩模，對露出的半透光膜5進行蝕刻，如圖11(f)所示，形成了與器件圖案的遮光部以及半透光部對應的圖案(半透光膜圖案5a、遮光膜圖案2a和反射防止膜圖案3a的疊層)和對準標記7的圖案(半透光膜圖案5a與遮光膜圖案2a的疊層)。
通過使接下來的圖11(g)～圖11(i)的工序與所述實施例10中的圖10(g)～圖10(i)的工序完全相同，完成了圖11(j)所示的灰階掩模22。另外，如圖11(h)所示，由于在利用對準標記7進行對位來執(zhí)行第二圖案的描繪的工序中，當利用反射光檢測對準標記7時，在對準標記7的遮光部7b表面也沒有反射防止膜，所以，露出了基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，使得對比度增高，因此，可提高對準標記7的檢測精度。
另外，在以上所說明的實施例中，舉例說明了利用正型抗蝕劑的情況，但也可以利用負型抗蝕劑。該情況下，僅通過反轉描繪數據，即可與上述完全同樣地實施工序。
而且，在以上的實施例中，專門舉例說明了將本發(fā)明的圖案形成方法應用于灰階掩模的制造工序的例子，但本發(fā)明不限定于此，例如，也能夠應用于將遮光膜圖案和移相器膜圖案重合在透光性基板上、通過描繪工序形成的相移掩模的制造工序。
權利要求
1.一種圖案形成方法，具有利用采用了光刻法的多個圖案形成工序，在同一基板上形成圖案的工序，其特征在于，至少具有形成描繪對位所使用的對準標記的對準標記形成工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪圖案的圖案描繪工序，所述對準標記由遮光部以及透光部構成，并且，還具有在所述圖案描繪工序之前，除去在最上層具備反射防止膜的所述對準標記的遮光部的所述反射防止膜的反射防止膜除去工序。
2.根據權利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于，所述圖案描繪工序具有利用所述對準標記進行對位來描繪第一圖案的第一圖案描繪階段；和利用所述對準標記進行對位來描繪第二圖案的第二圖案描繪階段。
3.一種灰階掩模的制造方法，包括形成具有遮光部、透光部以及半透光部的圖案的工序，其特征在于，具有利用采用了光刻法的多個圖案形成工序，在同一基板上形成圖案的圖案形成工藝，所述圖案形成工藝至少具有形成描繪對位所使用的對準標記的對準標記形成工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪圖案的圖案描繪工序，所述對準標記由遮光部以及透光部構成，并且，還具有在所述圖案描繪工序之前，除去在最上層具備反射防止膜的所述對準標記的遮光部的所述反射防止膜的反射防止膜除去工序。
4.根據權利要求3所述的灰階掩模的制造方法，其特征在于，所述圖案描繪工序具有利用所述對準標記進行對位來描繪第一圖案的第一圖案描繪階段；和利用所述對準標記進行對位來描繪第二圖案的第二圖案描繪階段。
5.一種圖案形成方法，具有利用采用了光刻法的多個圖案形成工序，在同一基板上形成圖案的圖案形成工藝，其特征在于，所述圖案形成工藝至少具有形成描繪對位所使用的對準標記的對準標記形成工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪圖案的圖案描繪工序，所述對準標記由遮光部以及透光部構成，并且，還具有在所述圖案描繪工序之前，進行該遮光部以及透光部相對于對準檢測光的反射率差達到30％以上的處理的工序。
6.根據權利要求5所述的圖案形成方法，其特征在于，進行所述遮光部以及透光部相對于對準檢測光的反射率差達到30％以上的處理的工序，是進行除去在最上層具備反射防止膜的所述對準標記的遮光部的所述反射防止膜的處理的反射防止膜除去工序。
7.根據權利要求6所述的圖案形成方法，其特征在于，所述圖案描繪工序具有利用對準標記進行對位來描繪第一圖案的第一圖案描繪階段；和利用所述對準標記進行對位來描繪第二圖案的第二圖案描繪階段。
8.一種灰階掩模的制造方法，包括形成具有遮光部、透光部以及半透光部的圖案的工序，其特征在于，具有利用采用了光刻法的多個圖案形成工序，在同一基板上形成圖案的圖案形成工藝，所述圖案形成工藝至少具有形成描繪對位所使用的對準標記的對準標記形成工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪圖案的圖案描繪工序，所述對準標記由遮光部以及透光部構成，并且，還具有在所述圖案描繪工序之前，進行該遮光部以及透光部相對于對準檢測光的反射率差達到30％以上的處理的工序。
9.根據權利要求8所述的灰階掩模的制造方法，其特征在于，進行所述遮光部以及透光部相對于對準檢測光的反射率差達到30％以上的處理的工序，是進行除去在最上層具備反射防止膜的所述對準標記的遮光部的所述反射防止膜的處理的工序。
10.根據權利要求9所述的灰階掩模的制造方法，其特征在于，所述圖案描繪工序具有利用對準標記進行對位來描繪第一圖案的第一圖案描繪階段；和利用所述對準標記進行對位來描繪第二圖案的第二圖案描繪階段。
全文摘要
一種圖案形成方法，具有利用采用了光刻法的多個圖案形成工序，在同一基板上形成圖案的工序，其中，至少具有形成描繪對位所使用的對準標記的工序；和利用所述對準標記進行對位來描繪圖案的工序，所述對準標記由遮光部以及透光部構成，在描繪所述圖案的工序之前，除去在最上層具備反射防止膜的所述對準標記的遮光部的所述反射防止膜。
文檔編號G03F1/42GK101038445SQ20071008851
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月14日 優(yōu)先權日2006年3月16日
發(fā)明者佐野道明, 元村秀峰 申請人:Hoya株式會社