CN101038445A - 图案形成方法以及灰阶掩模的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种图案形成方法，具有利用采用了光刻法的多个图案形成工序，在同一基板上形成图案的工序，其中，至少具有：形成描绘对位所使用的对准标记的工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘图案的工序，所述对准标记由遮光部以及透光部构成，在描绘所述图案的工序之前，除去在最上层具备反射防止膜的所述对准标记的遮光部的所述反射防止膜。

Description

图案形成方法以及灰阶掩模的制造方法

技术领域

本发明涉及液晶显示装置(Liquid Crystal Display：以下称作LCD)等的制造所使用的灰阶掩模、和半导体的制造所使用的相移掩模(phaseshift mask)的制造等中所优选的图案形成方法。

背景技术

以往，在LCD的领域中提出了削减制造所必须的光掩模(photo mask)张数的方法。即，由于薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display：以下称作TFT-LCD)与CRT(阴极线管)相比较，具有易于薄型化、耗电低的优点，所以，目前正朝着商品化急速发展。TFT-LCD具有下述概略结构，即，TFT排列于配置为矩阵状的各像素中的构造的TFT基板，和对应于各像素排列有红色、绿色以及蓝色的像素图案的彩色滤色器，在液晶相的夹杂之下而重合。在TFT-LCD中，制造工序数众多，仅TFT基板就采用了5～6张光掩模来进行制造。

在这样的状况下，提出了采用4张光掩模进行TFT基板的制造的方法。例如，参照“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(以下称作非专利文献1)。

该方法通过利用具有遮光部、透光部和半透光部(灰阶(grey tone)部)的光掩模(以下称作灰阶掩模)，来降低所使用的掩模张数。

作为这里所采用的灰阶掩模，公知有一种半透光部以微细图案形成的结构。但是，半透光部需要由使用灰阶掩模的LCD用曝光机的析像界限以下的微细图案所构成的遮光图案来形成。这种微细图案类型的半透光部，为了具有灰阶部分的设计，具体而为了具有遮光部与透光部中间的半色调(half tone)效果，可以选择是将微细图案形成为线和空间类型(lineand space type)，还是形成为点状(dot)(网点)类型，或者形成为其他的图案。并且，在选择了线和空间类型的情况下，必须考虑非常多的情况来进行设计，例如，需要考虑：将线宽设为多大；光透过的部分与被遮光的部分的比率如何设定；整体的透过率设定为何种程度等。另外，在掩模制造中还要求线宽中心值的管理以及掩模内线宽的偏差管理等非常困难的生产技术。

因此，以往提出了将想要半色调曝光的部分设定为半透光性的半色调膜(半透光膜)的方法。通过利用这样的半色调膜，可以减少半色调部分的曝光量而进行半色调曝光。通过变更为半色调膜，在设计中只要研究整体透过率需要多少即可，在掩模中也可以通过判断半色调膜的膜种类并选择膜厚，从而能够实现掩模的生产。因此，在掩模制造中仅进行半色调膜的膜厚控制即可，使得管理比较容易。另外，如果是半色调膜，则通过光刻工序能够容易地进行图案形成，所以，即使是复杂的图案形状也能够实现。

作为这样的半色调膜类型的灰阶掩模，由本申请人在先提出了一种下述的灰阶掩模，该灰阶掩模例如由设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、由使与半透光部对应的区域露出的透光性基板上成膜的半透光膜形成半透光部(特开2005-257712号公报，以下称作专利文献1)。

这样的灰阶掩模例如可以通过下述的方法来进行制造。

首先，准备在透光性基板上形成有遮光膜的掩模底版(mask blank)。

接着，在所述掩模底版上形成与所述遮光部对应的区域的第一抗蚀层图案，并通过将该抗蚀层图案作为掩模，对露出的遮光膜进行蚀刻而形成遮光膜图案，使与所述半透光部以及透光部对应的区域的透光性基板露出。

然后，除去在上述工序中残存的抗蚀层图案，在所得到的基板上的整个面成膜半透光膜。

并且，在与所述遮光部以及半透光部对应的区域形成第二抗蚀层图案，通过将该抗蚀层图案作为掩模，对露出的半透光膜进行蚀刻，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调膜类型的灰阶掩模的制造方法中，需要进行两次用于形成抗蚀层图案的图案描绘。因此，以往在第一次的图案描绘时，与掩模图案一同形成用于对齐二次图案描绘位置的标记(对准标记(alignment mark))。接着，在第二次的图案描绘时，利用描绘装置检测出该对准标记，来进行对位，从而执行第二次的描绘。例如，在大型尺寸的掩模制造所使用的激光描绘装置中，采用描绘用激光器检测来自对准标记的反射光或透过光，进行对位。

但是，以往为了降低激光描绘时的激光反射、或者灰阶掩模使用时曝光光的反射，在形成遮光部的遮光膜上形成有反射防止膜。可是，在上述的图案描绘工序中，当由反射光来检测出遮光部和透光部所构成的对准标记时，如果在对准标记的遮光部的最上层形成有反射防止膜，则由于与对准标记的透光部的玻璃基板面的反射率差小，无法取得反射的对比度，所以，难以检测出对准标记。当对准标记的检测精度低时，第一次的描绘图案和第二次的描绘图案无法以高精度进行对位，成为产生第一次描绘图案和第二次描绘图案的位置偏差的原因。当采用形成了具有位置偏差的器件图案的灰阶掩模，制造例如TFT基板时，有可能发生重大的故障(动作不良)。

另外，在半导体装置的制造所使用的光掩模中，随着电路图案的微细化，作为提高析像力的技术公知有一种相移掩模。作为相移掩模的代表例子，公知有一种在透光性基板上形成遮光膜图案、使光(曝光光)的相位变化的移相器(shifter)膜图案的结构。即使在这种相移掩模的制造中，也进行用于形成第一层(例如遮光膜)的图案和第二层(例如移相器膜)的图案的重叠描绘，但为了发挥相移掩模的作用效果，需要以高的重叠位置精度形成第一层图案和第二层图案。

根据以上的情况，为了通过重叠描绘以高精度对位形成第一(第一层)描绘图案和第二(第二层)描绘图案，提高对准标记的检测精度也是重要的课题。

发明内容

本发明鉴于上述问题点而提出，其目的在于提供一种图案形成方法以及利用了该方法的灰阶掩模的制造方法，所述图案形成方法在为了利用采用了光刻法的多个图案形成工序在同一基板上形成图案，而进行重叠描绘时，使得由反射光检测用于描绘对位的对准标记时的对比度高、检测精度良好，因此，以高精度对位形成了第一次的描绘图案(第一描绘图案)和第二次的描绘图案(第二描绘图案)。

为了解决上述课题，根据本发明的一个方式，提供一种图案形成方法，具有利用采用了光刻法的多个图案形成工序，在同一基板上形成图案的工序，其特征在于，至少具有：形成描绘对位所使用的对准标记的工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘图案的工序，所述对准标记由遮光部以及透光部构成，在描绘所述图案的工序之前，除去在最上层具备反射防止膜的所述对准标记的遮光部的所述反射防止膜。

根据本发明的一个方式的图案形成方法，具有利用采用了光刻法的多个图案形成工序，在同一基板上形成图案的工序，其中，至少具有：形成描绘对位所使用的对准标记的工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘图案的工序，所述对准标记由遮光部以及透光部构成，在描绘所述图案的工序之前，除去在最上层具备反射防止膜的所述对准标记的遮光部的所述反射防止膜。由此，由于在对准标记的遮光部使反射率降低的反射防止膜消失，能够以反射率比较高的遮光膜形成，使得露出了玻璃基板那样的透光性基板面的透光部与遮光部相对于反射光的反射率差变大，所以，利用反射光检测对准标记时的对比度增高，使得检测精度良好。其结果，在为了利用采用了光刻法的多个图案形成工序于同一基板上形成图案，而利用对准标记进行重叠描绘时，例如能够以高的精度对位形成第一次的描绘图案(第一描绘图案)和第二次的描绘图案(第二描绘图案)。

这里，在本发明的一个方式中，优选具有：利用所述对准标记进行对位来描绘第一图案的工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘第二图案的工序。该图案形成方法例如优选适用于下述的图案形成方法，即，具有：利用对准标记进行对位来描绘第一图案的工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘第二图案的工序。

而且，根据本发明的另一个方式，提供一种图案形成方法，具有利用采用了光刻法的多个图案形成工序，在同一基板上形成图案的工序，其特征在于，至少具有：形成描绘对位所使用的对准标记的工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘图案的工序，所述对准标记由遮光部以及透光部构成，在描绘所述图案的工序之前，进行该遮光部以及透光部相对于对准检测光的反射率差达到30％以上的处理。

根据本发明的另一个方式的图案形成方法，具有利用采用了光刻法的多个图案形成工序，在同一基板上形成图案的工序，其中，至少具有：形成描绘对位所使用的对准标记的工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘图案的工序，所述对准标记由遮光部以及透光部构成，在描绘所述图案的工序之前，进行该遮光部以及透光部相对于对准检测光的反射率差达到30％以上的处理。由此，由于对准标记的遮光部与透光部相对于反射光的反射率差高达30％以上，所以，利用对准检测光(反射光)检测对准标记时的对比度增高，使得检测精度良好。其结果，在为了使用利用了光刻法的多个图案形成工序于同一基板上形成图案，而利用对准标记进行重叠描绘时，例如能够以高的精度对位形成第一次的描绘图案(第一描绘图案)和第二次的描绘图案(第二描绘图案)。

这里，在本发明的另一个方式中，优选所述遮光部以及透光部相对于对准检测光的反射率差达到30％以上的处理，是除去在最上层具备反射防止膜的所述对准标记的遮光部的所述反射防止膜的处理。在该图案形成方法中，例如通过进行除去在最上层具备反射防止膜的对准标记的遮光部的所述反射防止膜的处理，可以使构成2的对准标记的遮光部以及透光部相对于对准检测光(反射光)的反射率差达到30％以上。

另外，在本发明另一个方式中，优选具有：利用所述对准标记进行对位来描绘第一图案的工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘第二图案的工序。该图案形成方法例如优选适用于下述的图案形成方法，即，具有：利用对准标记进行对位来描绘第一图案的工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘第二图案的工序。

根据本发明的又一个方式，提供一种灰阶掩模的制造方法，其特征在于，包括利用所述图案形成方法，形成具有遮光部、透光部以及半透光部的图案的工序。这里，根据包括利用所述图案形成方法形成图案的工序的灰阶掩模的制造方法，由于在利用对准标记进行对位来描绘图案的情况下，可使得对准标记的检测精度良好，所以，能够得到形成有无位置偏差的器件图案的灰阶掩模。

根据本发明的图案形成方法，在为了利用采用了光刻法的多个图案形成工序于同一基板上形成图案而重叠描绘的情况下，描绘对位用的对准标记的遮光部与透光部相对于反射光的反射率变大，使得利用对准检测光(反射光)检测对准标记时的对比度高，检测精度良好。因此，当利用采用了光刻法的多个图案形成工序，使用对准标记在同一基板上重叠描绘例如第一图案和第二图案时，可以形成第一图案和第二图案以高精度对位重合的图案。

另外，本发明的图案形成方法例如优选适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图案的灰阶掩模的制造。即，根据包括利用本发明的图案形成方法形成图案的工序的灰阶掩模的制造方法，可以得到形成有抑制了位置偏差的器件图案的灰阶掩模。

附图说明

图1是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例1的示意剖视图。

图2是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例2的示意剖视图。

图3是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例3的示意剖视图。

图4是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例4的示意剖视图。

图5是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例5的示意剖视图。

图6是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例6的示意剖视图。

图7是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例7的示意剖视图。

图8是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例8的示意剖视图。

图9是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例9的示意剖视图。

图10是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例10的示意剖视图。

图11是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例11的示意剖视图。

图12是用于说明实施例1中的相对于对准光波长的反射率的测定结果的图。

具体实施方式

下面，通过实施例对本发明进行详细说明。

(实施例1)

图1表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例1，是按顺序表示其制造工序的示意剖视图，所述灰阶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图案。

如图1(a)所示，本实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。这里，作为遮光膜2的材质优选能够以薄膜得到高的遮光性的物质，例如可举出Cr、Si、W、Al等。另外，作为反射防止膜3的材质，例如可举出上述遮光层材质的氧化物等。

上述掩模底版10可通过在透光性基板1上顺次成膜遮光膜2和反射防止膜3而得到。其成膜方法可举出蒸镀法、溅射法、CVD(化学气相生长)法等，只要适当选择适合膜种类的方法即可。另外，对于膜厚而言没有特别的制约，总之，只要以按照能够得到良好遮光性的方式被最佳化的膜厚而形成即可。

首先，利用该掩模底版10在其器件图案区域形成第一图案，在其非器件图案区域(除了形成器件图案的区域之外的区域)形成描绘对位用的对准标记7。例如，在该掩模底版10上涂敷描绘用的正型抗蚀剂，并进行烘焙而形成了抗蚀膜之后，利用电子束描绘机或激光描绘机等进行规定的图案描绘。该情况下的描绘数据例如是与器件图案的遮光部对应的图案数据和对准标记7的图案数据。另外，对准标记7的形状、大小等是任意的。

如图1(b)所示，在描绘之后对其进行显影，形成了抗蚀层图案4a。

如图1(c)所示，通过将该抗蚀层图案4a作为掩模，对露出的反射防止膜3以及遮光膜2进行蚀刻，来除去残存的抗蚀层图案4a，形成了图1(d)所示的由第一图案3a、2a以及透光部7a和遮光部7b构成的对准标记7。

接着，如图1(e)所示，在如上所述而得到的透光性基板1上，在具有对准标记7以及第一图案(遮光膜图案)的基板上的整个面成膜半透光膜5。作为半透光膜5的材质，优选采用在以薄膜将透光部的透过率设为100％的情况下能够得到50％左右的透过率的半透过性的材料，例如可举出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等是基于其膜厚还能够得到高的遮光性，或还能够得到半透过性的材质。另外，这里所谓的透过率是指，相对于使用灰阶掩模的例如大型LCD用曝光机的曝光光的波长的透过率。而且，半透光膜的透过率完全没有必要被限定为50％左右。将半透光部的透光性设定为怎样程度是设计上的问题。

另外，对于遮光膜2、反射防止膜3和半透光膜5的材质组合而言，在本实施例中没有特别制约。可以是相互的膜的蚀刻特性同一或近似，或者还可以是相互的膜的蚀刻特性不同。在本实施例中，通过将半透光膜直接成膜在使最终成为半透光部的区域露出的透光性基板上而形成半透光部，所以，对于膜材料而言没有特别的制约，可以选择遮光膜和半透光膜的蚀刻特性同一或近似的材质组合。例如，由于可以任意选择同一材质、主成分相同的材质(例如Cr和Cr的化合物等)等的组合，所以选择的范围广。

对于半透光膜5的成膜方法而言，可举出蒸镀法、溅射法、CVD(化学气相生长)法等，只要适当选择适合膜种类的方法即可。另外，对于半透光膜5的膜厚而言没有特别的制约，只要以按照能够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。

接着，如图1(f)所示，再次对整个面涂敷所述正型抗蚀剂，并进行烘焙，形成抗蚀膜4。

然后，如图1(g)所示，仅剥离除去上述对准标记7上的抗蚀膜。可以采用仅对对准标记7部分进行点曝光、显影而除去抗蚀膜的方法。另外，还可以采用除了对准标记7上之外涂敷上述抗蚀剂的方法。接着，如图1(h)所示，通过蚀刻，除去位于对准标记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，对准标记7的透光部7a处于露出了透光性基板1的状态，遮光部7b被除去反射防止膜，仅由遮光膜2构成。

然后，进行第二次描绘。即，采用电子束描绘机或激光描绘机等，利用上述对准标记7进行对位，来进行第二图案的描绘。

此时的描绘数据例如是与器件图案的透光部对应的图案数据。由于在对准标记7的遮光部7b表面没有反射防止膜，所以，在利用反射光检测对准标记7之际，因为遮光部7a与遮光部7b的反射率差大使得对比度增高，所以，提高了检测精度。

如图1(i)所示，通过描绘后对其进行显影，形成了在器件图案的透光部除去了抗蚀膜，在除此之外的区域残存抗蚀膜的抗蚀层图案4b。

接着，将所形成的抗蚀层图案4b作为掩模，通过蚀刻来除去在成为器件图案的透光部的区域露出的半透光膜5。由此，如图1(j)所示，器件图案的半透光部被描绘为透光部，形成了器件图案的半透光部以及透光部。另外，由于对准标记7也露出，所以，还可以粘贴遮蔽用的胶带等进行保护，使其不被蚀刻。残存的抗蚀层图案4b通过氧灰化等来除去。

如图1(k)所示，通过上述步骤完成了灰阶掩模20。灰阶掩模20形成有对准标记7、器件图案8。器件图案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构成，半透光部8b由在透光性基板1上成膜的半透光膜5a构成，透光部8c由露出了透光性基板1的部分构成。

图12表示本实施例的灰阶掩模中的、对相对于对准光波长的反射率进行测定的结果。如图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。图12(a)、图12(b)以数值和图表对上述“A”～“E”的部分相对通常所使用的对准光的波长365nm、405nm、413nm、436nm的反射率进行表示。

在图1(i)所示的第二图案的描绘时，对准标记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构成，由于相对于任意波长的对准光，透光部7a和遮光部7b的反射率差(“E”与“A”之差)都是30％以上，所以，图案描绘时的对准标记检测的对比度高。

在本实施例中，如上所述，在利用对准标记7进行对位而描绘之际，对准标记7的对比度高，检测精度良好，其结果，第一图案和第二图案以高精度重叠对位形成。

(实施例2)

图2是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例2的示意剖视图。

图2(a)～图2(d)的工序与实施例1中的图1(a)～图1(d)的工序完全相同。

接着，如图2(e)所示，在除了对准标记7之外的部分形成抗蚀膜4。作为在除了对准标记7之外的部分形成抗蚀膜4的方法，可以采用在实施例1所说明的于整个面形成抗蚀膜之后，除掉或通过点曝光、显影除去对准标记7的部分，或者在除了对准标记7之外的部分涂敷抗蚀剂的方法等。然后，通过蚀刻除去位于对准标记7的遮光部7b表面的反射防止膜3。

接着，如图2(f)所示，由遮光板6等保护对准标记7的部分，成膜半透光膜5。

接着，如图2(g)所示，在整个面形成抗蚀膜4，利用对准标记7进行对位来执行第二图案的描绘。由于在对准标记7的遮光部7b表面没有反射防止膜，所以，当利用反射光检测对准标记7时，透光部7a与遮光部7b的反射率差大，使得对比度增高，因此，提高了检测精度。另外，还可以除去对准标记7上的抗蚀膜。这里，在除去了抗蚀膜的情况下，为了避免在后序的蚀刻工序中对准标记7被蚀刻，可以在蚀刻工序之前利用遮蔽用的胶带等保护对准标记7。

如图2(h)所示，通过描绘后进行显影，形成抗蚀层图案4b。

如图2(i)所示，将所形成的抗蚀层图案4b作为掩模，通过蚀刻除去露出的半透光膜5，接着，如图2(j)表示，通过除去残存的抗蚀层图案4b，完成了形成有对准标记7、器件图案8的灰阶掩模20。

(实施例3)

图3是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例3的示意剖视图。

如图3(a)、图3(b)所示，本实施方式中，在所述掩模底版10的除了对准标记7之外的区域形成抗蚀膜4，并通过蚀刻等除去对准标记7的部分的反射防止膜3。

接着，如图3(c)所示，在剥离了残存的抗蚀膜4之后，再次于整个面形成抗蚀膜，与实施例1同样，进行包括对准标记7和第一图案的图案描绘，并进行显影，形成抗蚀层图案4a。接着，如图3(d)所示，通过将该抗蚀层图案4a作为掩模，对露出的遮光膜2进行蚀刻，来除去残存的抗蚀层图案4a，由此形成图3(e)所示的第一图案3a、2a以及对准标记7。

接下来的图3(f)～图3(i)的工序与所述实施例2中的图2(f)～图2(i)的工序完全相同，由此，完成了图3(j)所示的灰阶掩模20。

如图3(h)所示，本实施例中，由于在利用对准标记7进行对位来执行第二图案的描绘的工序中，在对准标记7的遮光部7b表面也没有反射防止膜，所以，在利用反射光检测对准标记7时，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，使得对比度增高，因此，可以提高对准标记7的检测精度。

(实施例4)

图4是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例4的模式剖视图。

在本实施例中，首先，预先形成描绘对位所利用的对准标记7，并利用该对准标记进行对位，执行第一图案以及第二图案的描绘。

即，当利用掩模底版10在例如除了该对准标记7之外的区域形成了抗蚀膜之后，通过蚀刻等除去对准标记7的部分的反射防止膜3。接着，在剥离了残存的抗蚀膜之后，再次于整个面形成抗蚀膜，描绘对准标记7并进行显影，形成抗蚀层图案，通过将该抗蚀层图案作为掩模，对露出的遮光膜2进行蚀刻，形成图4(b)所示的对准标记7。在该阶段，对准标记7的遮光部7b的反射防止膜被除去。

接着，如图4(c)所示，在整个面形成抗蚀膜4，利用对准标记7进行对位来执行第一图案的描绘。这里，第一图案是与器件图案对应的图案。在对准标记7的遮光部7b表面没有反射防止膜，当利用反射光检测对准标记7时，由于露出了基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大使得对比度增高，所以，检测精度高。另外，也可以除去对准标记7上的抗蚀膜。这里，当除去了抗蚀膜时，为了避免在后序的蚀刻工序中对准标记7被蚀刻，可以在蚀刻工序之前利用遮蔽用的胶带等保护对准标记7。

如图4(d)所示，通过描绘之后进行显影，形成抗蚀层图案4a。

接着，如图4(e)所示，通过将该抗蚀层图案4a作为掩模，对露出的反射防止膜3以及遮光膜2进行蚀刻，来除去残存的抗蚀层图案4a，由此，形成同图(f)所示的第一图案3a、2a以及对准标记7。

通过使接下来的图4(g)～图4(j)的工序与上述实施例2中的图2(f)～图2(i)的工序完全相同，完成了图4(k)所示的灰阶掩模20。另外，如图4(i)所示，由于在利用对准标记7进行对位来执行第二图案的描绘的工序中，在对准标记7的遮光部7b表面也没有反射防止膜，所以，在利用反射光检测对准标记7时，露出了基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，使得对比度增高，因此，可提高对准标记7的检测精度。

(实施例5)

图5是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例5的示意剖视图。本实施例中所使用的掩模底版10如图5(a)所示，与实施例1中采用的掩模底版相同。

首先，在利用该掩模底版10于整个面涂敷描绘用的正型抗蚀剂，并进行烘焙形成了抗蚀膜之后，进行包括上述对准标记7的第一图案的描绘。该情况下的描绘数据，例如是与器件图案的半透光部对应的图案数据以及对准标记7的图案数据。如图5(b)所示，通过描绘后对其进行显影，在掩模底版上的器件图案形成区域，形成了例如在形成器件图案的半透光部的区域抗蚀膜被除去，在此之外的区域抗蚀膜残存的抗蚀层图案4a。

接着，如图5(c)所示，将所形成的抗蚀层图案4a作为掩模，对露出的反射防止膜3以及遮光膜2进行蚀刻，形成与器件图案的遮光部以及透光部对应的图案和对准标记7的图案(遮光膜图案2a与反射防止膜图案3a的叠层)。如图5(d)所示，残存的抗蚀层图案4a利用基于氧的灰化或浓硫酸等而除去。

接着，如图5(e)所示，在通过上述步骤而得到的基板上的整个面成膜半透光膜5。

接着，如图5(f)所示，再次于整个面涂敷所述正型抗蚀剂，并进行烘焙，形成抗蚀膜4。

然后，如图5(g)所示，仅剥离除去上述对准标记7上的抗蚀膜。可以采用仅对对准标记7部分进行点曝光、显影，或除了对准标记7上之外涂敷上述抗蚀剂的方法。接着，如图5(h)所示，通过蚀刻，除去位于对准标记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，对准标记7的透光部7a处于透光性基板1露出的状态，遮光部7b被除去反射防止膜，仅由遮光膜2构成。

然后，进行第二次的描绘。即，利用上述对准标记7进行对位来执行第二图案的描绘。此时的描绘数据例如是与器件图案的透光部对应的图案数据。由于本实施例中，在对准标记7的遮光部7b表面没有反射防止膜，所以，当利用反射光检测对准标记7时，基板1表面的透光部7a与遮光部7b的反射率差大，使得对比度增高，所以，对准标记7的检测精度高。

如图5(i)所示，通过描绘后对其进行显影，形成了在器件图案的透光部抗蚀膜被除去，在除此之外的区域抗蚀膜残存的抗蚀层图案4b。

接着，如图5(j)所示，将所形成的抗蚀层图案4b作为掩模，通过蚀刻除去露出了成为器件图案的透光部的区域的半透光膜5、反射防止膜3以及遮光膜2。另外，由于对准标记7也露出，所以，可以粘贴遮蔽用的胶带等进行保护，使其不被蚀刻。残存的抗蚀层图案4b利用氧灰化等除去。

经过上述步骤，如图5(k)所示，完成了形成有对准标记7、器件图案8的灰阶掩模20。

(实施例6)

图6是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例6的示意剖视图。

图6(a)～图6(d)的工序与实施例5中的图5(a)～图5(d)的工序完全相同。

接着，如图6(e)所示，在除了对准标记7之外的部分形成抗蚀膜4。作为在除了对准标记7之外的部分形成抗蚀膜4的方法，可以采用在于整个面形成了抗蚀膜之后，除掉或通过点曝光、显影除去对准标记7的部分，或者在除了对准标记7之外的部分涂敷抗蚀剂的方法等。然后，如图6(f)所示，通过蚀刻除去位于对准标记7的遮光部7b表面的反射防止膜3，并除去残存的抗蚀膜。

接着，如图6(g)所示，利用遮蔽板6等保护对准标记7的部分，成膜半透光膜5。

接着，如图6(h)所示，在整个面形成抗蚀膜4，利用对准标记7进行对位来执行第二图案的描绘。本实施例中，由于当利用反射光检测对准标记7时，在对准标记7的遮光部7b表面也没有反射防止膜，所以，透光部7a与遮光部7b的反射率差大，使得对比度增高，因此，提高了检测精度。另外，也可以除去对准标记7上的抗蚀膜。

这里，在除去了抗蚀膜的情况下，为了避免在后序的蚀刻工序中对准标记7被蚀刻，可以在蚀刻工序之前利用遮蔽用的胶带等保护对准标记7。如图6(i)所示，通过在描绘后进行显影，形成抗蚀层图案4b。如图6(j)所示，通过将所形成的抗蚀层图案4b作为掩模，利用蚀刻除去露出的半透光膜5、反射防止膜3以及遮光膜2，来除去残存的抗蚀层图案4b，如图6(k)所示，完成了形成有对准标记7和器件图案8的灰阶掩模20。

(实施例7)

图7是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例7的示意剖视图。

如图7(a)及图7(b)所示，在本实施例中，在所述掩模底版10的除了对准标记7之外的区域形成抗蚀膜4，并通过蚀刻等除去对准标记7的部分的反射防止膜3。

接着，如图7(c)所示，在剥离了残存的抗蚀膜4之后，再次于整个面形成抗蚀膜，与实施例5同样，进行包括对准标记7和第一图案的图案描绘，并进行显影，形成抗蚀层图案4a。然后，如图7(d)所示，通过将该抗蚀层图案4a作为掩模，对露出的遮光膜2进行蚀刻，除去残存的抗蚀层图案4a，由此，形成图7(e)所示的第一图案3a、2a以及对准标记7。

通过使接下来的图7(f)～图7(i)的工序与所述实施例6中的图6(g)～图6(j)的工序完全相同，完成了图7(j)所示的灰阶掩模20。

本实施例中，如图7(h)所示，在利用对准标记7进行对位来执行第二图案的描绘的工序中，由于当利用反射光检测对准标记7时，在对准标记7的遮光部7b表面也没有反射防止膜，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，使得对比度增高，因此可提高对准标记7的检测精度。

(实施例8)

图8是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例8的示意剖视图。

本实施例中与所述实施例4同样，首先，预先形成描绘对位所应用的对准标记7，并利用该对准标记进行对位来执行第一图案和第二图案的描绘。

即，当利用掩模底版10例如在除了该对准标记7之外的区域形成了抗蚀膜之后，通过蚀刻等除去对准标记7的部分的反射防止膜3。接着，在剥离了残存的抗蚀膜之后，再次于整个面形成抗蚀膜，描绘对准标记7并进行显影，形成抗蚀层图案，通过将该抗蚀层图案作为掩模，对露出的遮光膜2进行蚀刻，形成图8(b)所示的对准标记7。在该阶段，对准标记7的遮光部7b的反射防止膜被除去。

接着，如图8(c)所示，在整个面形成抗蚀膜4，并利用对准标记7进行对位来执行第一图案的描绘。当利用反射光检测对准标记7时，由于在对准标记7的遮光部7b表面没有反射防止膜，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，提高了对比度，所以检测精度高。另外，也可以除去对准标记7上的抗蚀膜。这里，在除去了抗蚀膜的情况下，为了避免在后序的蚀刻工序中对准标记7被蚀刻，可以在蚀刻工序之前利用遮蔽用的胶带等保护对准标记7。

如图8(d)所示，通过在描绘后进行显影，形成抗蚀层图案4a。接着，通过将该抗蚀层图案4a作为掩模，对露出的反射防止膜3以及遮光膜2进行蚀刻，除去残存的抗蚀层图案4a，形成图8(e)所示的第一图案3a、2a以及对准标记7。

通过使接下来的图8(f)～图8(i)的工序与所述实施例6中的图8(g)～图8(j)的工序完全相同，完成了图8(j)所示的灰阶掩模20。另外，如图8(h)所示，在利用对准标记7进行对位来执行第二图案的描绘的工序中，由于当利用反射光检测对准标记7时，在对准标记7的遮光部7b表面也没有反射防止膜，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，使得对比度增高，因此可以提高对准标记7的检测精度。

(实施例9)

图9是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例9的示意剖视图。

首先，本实施例所使用的掩模底版11如图9(a)所示，按顺序在透光性基板1上形成了半透光膜5、遮光膜2和反射防止膜3。这里，半透光膜5、遮光膜2、反射防止膜3的材质与实施例1中所举的材质同样。但在本实施例中，希望半透光膜5、遮光膜2以及反射防止膜3选择蚀刻特性不同的材质。首先，在利用该掩模底版11于整个面涂敷描绘用的正型抗蚀剂，并进行烘焙形成了抗蚀膜之后，进行包括所述对准标记7的第一图案的描绘。此时的描绘数据例如是与器件图案的透光部对应的图案数据和对准标记7的图案数据。如图9(b)所示，通过描绘后对其进行显影，在掩模底版上的器件图案形成区域，形成了例如在形成器件图案的透光部的区域以及对准标记7的透光部抗蚀膜被除去，在此之外的区域抗蚀膜残存的抗蚀层图案4a。

接着，如图9(c)所示，将所形成的抗蚀层图案4a作为掩模，对露出的反射防止膜3以及遮光膜2进行蚀刻，在如图9(d)所示，除去了残存的抗蚀层图案4a之后，进一步如图9(e)所示，通过将反射防止膜图案3a以及遮光膜图案2a作为掩模，对露出的半透光膜5进行蚀刻，形成了与器件图案的遮光部以及半透光部对应的图案和对准标记7的图案(半透光膜图案5a、遮光膜图案2a和反射防止膜图案3a的叠层)。

接着，如图9(f)所示，再次于整个面涂敷所述正型抗蚀剂，进行烘焙，形成抗蚀膜4。

然后，如图9(g)所示，仅剥离除去上述对准标记7上的抗蚀膜。可采用仅对对准标记7部分点曝光、进行显影，或除了对准标记7部分之外涂敷上述抗蚀剂的方法。接着，如图9(h)所示，通过蚀刻，除去位于对准标记7的遮光部7b表面的反射防止膜3。

由此，对准标记7的透光部7a处于露出了透光性基板1的状态，遮光部7b的表面被除去反射防止膜，由遮光膜2构成。

然后，进行第二次的描绘。即，利用上述对准标记7进行对位来执行第二图案的描绘。此时的描绘数据例如是与器件图案的遮光部对应的图案数据。在本实施例中，当利用反射光检测对准标记7时，由于在对准标记7的遮光部7b表面也没有反射防止膜，所以，基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，使得对比度增高，因此，对准标记7的检测精度高。

如图9(i)所示，通过描绘后对其进行显影，形成了在器件图案的遮光部残存抗蚀膜，在此之外的区域抗蚀膜被除去的抗蚀层图案4b。

接着，如图9(j)所示，将所形成的抗蚀层图案4b作为掩模，通过蚀刻除去在成为器件图案的半透光部的区域露出的反射防止膜3以及遮光膜2。另外，由于对准标记7也露出，所以可以粘贴遮蔽用的胶带等进行保护，使其不被蚀刻。残存的抗蚀层图案4b利用氧灰化等除去。

通过以上的步骤，如图9(k)所示，完成了形成有对准标记7和器件图案8的灰阶掩模21。

器件图案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构成，半透光部8b由在透光性基板1上形成的半透光膜5a构成，透光部8c由露出了透光性基板1的部分构成。

(实施例10)

图10是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例10的示意剖视图。

如果参照图10(a)、(b)，则在本实施例中，首先在所述掩模底版11的除了对准标记7之外的区域形成抗蚀膜4，并通过蚀刻等除去对准标记7的部分的反射防止膜3。

接着，如图10(c)所示，在剥离了残存的抗蚀膜4之后，再次于整个面形成抗蚀膜，与实施例9同样，进行包括对准标记7和第一图案的图案描绘，并进行显影，形成抗蚀层图案4a。接着，如图10(d)所示，将该抗蚀层图案4a作为掩模，对露出的器件图案区域的反射防止膜3和遮光膜2、以及对准标记7的透光部的遮光膜2进行蚀刻，如图10(e)所示，在除去了残存的抗蚀层图案4a之后，进而如图10(f)所示，通过将反射防止膜图案3a以及遮光膜图案2a(在对准标记7部分为遮光膜图案)作为掩模，对露出的半透光膜5进行蚀刻，由此，形成与器件图案的遮光部以及半透光部对应的图案(半透光膜图案5a、遮光膜图案2a和反射防止膜图案3a的叠层)和对准标记7的图案(半透光膜图案5a与遮光膜图案2a的叠层)。

接着，如图10(g)所示，在整个面形成抗蚀膜4，利用对准标记7进行对位来执行第二图案的描绘。如图10(h)所示，通过描绘后进行显影，形成抗蚀层图案4b。由于本实施例中，当利用反射光检测对准标记7时，在对准标记7的遮光部7b表面没有反射防止膜，所以，基板1表面的透光部7a和遮光部7b的反射率差大，使得对比度增高，因此，提高了检测精度。另外，也可以除去对准标记7上的抗蚀膜。这里，在除去了抗蚀膜的情况下，为了避免在后序的蚀刻工序中对准标记7被蚀刻，可以在蚀刻工序之前利用遮蔽用的胶带等保护对准标记7。

接着，如图10(i)所示，通过将所形成的抗蚀层图案4b作为掩模，利用蚀刻除去在成为器件图案的半透光部的区域露出的反射防止膜3以及遮光膜2，除去残存的抗蚀层图案4b，由此，如图10(j)所示，完成了与实施例9同样的、形成有对准标记7和器件图案8的灰阶掩模22。

(实施例11)

图11是表示将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的实施例11的示意剖视图。

本实施例中与所述实施例4或实施例8同样，首先，预先形成描绘对位所使用的对准标记7，并利用该对准标记进行对位来执行第一图案和第二图案的描绘。即，如图11(a)所示，利用掩模底版11于整个面形成抗蚀膜，描绘对准标记7、进行显影，形成抗蚀层图案，并将该抗蚀层图案作为掩模，对露出的反射防止膜3、遮光膜2和半透光膜5进行蚀刻。

接着，在剥离了残存的抗蚀膜之后，通过例如在除了对准标记7之外的区域形成抗蚀膜，利用蚀刻等除去对准标记7的遮光部的反射防止膜3，由此，形成图11(b)所示的对准标记7。

接着，再次于整个面形成抗蚀膜4，利用对准标记7进行对位来执行第一图案的描绘。如图11(c)所示，通过在描绘之后进行显影，形成抗蚀层图案4a。由于在第一图案描绘工序中，当利用反射光检测对准标记7时，在对准标记7的遮光部7b表面没有反射防止膜，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，提高了对比度，所以，检测精度高。另外，也可以除去对准标记7上的抗蚀膜。这里，在除去了抗蚀膜的情况下，为了避免在后序的蚀刻工序中对准标记7被蚀刻，可以在蚀刻工序之前利用遮蔽用的胶带等保护对准标记7。

接着，如图11(d)所示，将该抗蚀层图案4a作为掩模，对露出的器件图案区域的反射防止膜3以及遮光膜2进行蚀刻，在如图11(e)所示，除去了残存的抗蚀层图案4a之后，进而通过将反射防止膜图案3a以及遮光膜图案2a作为掩模，对露出的半透光膜5进行蚀刻，如图11(f)所示，形成了与器件图案的遮光部以及半透光部对应的图案(半透光膜图案5a、遮光膜图案2a和反射防止膜图案3a的叠层)和对准标记7的图案(半透光膜图案5a与遮光膜图案2a的叠层)。

通过使接下来的图11(g)～图11(i)的工序与所述实施例10中的图10(g)～图10(i)的工序完全相同，完成了图11(j)所示的灰阶掩模22。另外，如图11(h)所示，由于在利用对准标记7进行对位来执行第二图案的描绘的工序中，当利用反射光检测对准标记7时，在对准标记7的遮光部7b表面也没有反射防止膜，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，使得对比度增高，因此，可提高对准标记7的检测精度。

另外，在以上所说明的实施例中，举例说明了利用正型抗蚀剂的情况，但也可以利用负型抗蚀剂。该情况下，仅通过反转描绘数据，即可与上述完全同样地实施工序。

而且，在以上的实施例中，专门举例说明了将本发明的图案形成方法应用于灰阶掩模的制造工序的例子，但本发明不限定于此，例如，也能够应用于将遮光膜图案和移相器膜图案重合在透光性基板上、通过描绘工序形成的相移掩模的制造工序。

Claims (10)

1、一种图案形成方法，具有利用采用了光刻法的多个图案形成工序，在同一基板上形成图案的工序，其特征在于，

至少具有：形成描绘对位所使用的对准标记的对准标记形成工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘图案的图案描绘工序，所述对准标记由遮光部以及透光部构成，并且，还具有在所述图案描绘工序之前，除去在最上层具备反射防止膜的所述对准标记的遮光部的所述反射防止膜的反射防止膜除去工序。

2、根据权利要求1所述的图案形成方法，其特征在于，

所述图案描绘工序具有：利用所述对准标记进行对位来描绘第一图案的第一图案描绘阶段；和利用所述对准标记进行对位来描绘第二图案的第二图案描绘阶段。

3、一种灰阶掩模的制造方法，包括形成具有遮光部、透光部以及半透光部的图案的工序，其特征在于，

具有利用采用了光刻法的多个图案形成工序，在同一基板上形成图案的图案形成工艺，

所述图案形成工艺至少具有：形成描绘对位所使用的对准标记的对准标记形成工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘图案的图案描绘工序，所述对准标记由遮光部以及透光部构成，并且，还具有在所述图案描绘工序之前，除去在最上层具备反射防止膜的所述对准标记的遮光部的所述反射防止膜的反射防止膜除去工序。

4、根据权利要求3所述的灰阶掩模的制造方法，其特征在于，

所述图案描绘工序具有：利用所述对准标记进行对位来描绘第一图案的第一图案描绘阶段；和利用所述对准标记进行对位来描绘第二图案的第二图案描绘阶段。

5、一种图案形成方法，具有利用采用了光刻法的多个图案形成工序，在同一基板上形成图案的图案形成工艺，其特征在于，

所述图案形成工艺至少具有：形成描绘对位所使用的对准标记的对准标记形成工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘图案的图案描绘工序，

所述对准标记由遮光部以及透光部构成，并且，还具有在所述图案描绘工序之前，进行该遮光部以及透光部相对于对准检测光的反射率差达到30％以上的处理的工序。

6、根据权利要求5所述的图案形成方法，其特征在于，

进行所述遮光部以及透光部相对于对准检测光的反射率差达到30％以上的处理的工序，是进行除去在最上层具备反射防止膜的所述对准标记的遮光部的所述反射防止膜的处理的反射防止膜除去工序。

7、根据权利要求6所述的图案形成方法，其特征在于，

所述图案描绘工序具有：利用对准标记进行对位来描绘第一图案的第一图案描绘阶段；和利用所述对准标记进行对位来描绘第二图案的第二图案描绘阶段。

8、一种灰阶掩模的制造方法，包括形成具有遮光部、透光部以及半透光部的图案的工序，其特征在于，

具有利用采用了光刻法的多个图案形成工序，在同一基板上形成图案的图案形成工艺，

所述图案形成工艺至少具有：形成描绘对位所使用的对准标记的对准标记形成工序；和利用所述对准标记进行对位来描绘图案的图案描绘工序，

所述对准标记由遮光部以及透光部构成，并且，还具有在所述图案描绘工序之前，进行该遮光部以及透光部相对于对准检测光的反射率差达到30％以上的处理的工序。

9、根据权利要求8所述的灰阶掩模的制造方法，其特征在于，

进行所述遮光部以及透光部相对于对准检测光的反射率差达到30％以上的处理的工序，是进行除去在最上层具备反射防止膜的所述对准标记的遮光部的所述反射防止膜的处理的工序。

10、根据权利要求9所述的灰阶掩模的制造方法，其特征在于，

所述图案描绘工序具有：利用对准标记进行对位来描绘第一图案的第一图案描绘阶段；和利用所述对准标记进行对位来描绘第二图案的第二图案描绘阶段。

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