[发明专利]掩模底板及光掩模

说明书

技术领域

本发明涉及掩模底板(mask blank)及光掩模(photo mask)，特别 涉及用于制造FPD器件的掩模底板(光掩模用的底板)、采用该掩模底板制 成的光掩模(转印掩模)等。

背景技术

近年来，在大型FPD用掩模的领域中，尝试采用具有半透光性领域(即 所谓的灰度部分)的灰度掩模，来削减掩模的张数(非特许文献1)。

这里，如图5(1)及图6(1)所示，灰度掩模在透明基板上具有遮光部1 和透过部2以及半透光性领域即灰度部3。灰度部3具有调整透过量的功 能，例如，如图5(1)所示，是形成了灰度掩模用半透光性膜(半透光性 膜)3a`的领域，或者如图6(1)所示，是形成了灰度图案(使用灰度掩模的 大型LCD用曝光机的成像极限以下的微细遮光图案3a及微细透过部3b) 的领域，形成目的在于：降低透过这些领域的光的透过量，降低该领域造 成的照射量，将对应该领域的光刻胶的显像后的膜厚减少后的膜厚控制到 期望值。

将大型灰度掩模搭载到米勒投射(Miller Projection)方式或使用 透镜的透镜方式的大型曝光装置上使用时，作为透过灰度部3的曝光光线 的全部，使曝光量变得不足，因此经该灰度部3曝光的正性光刻胶的膜厚 仅仅变薄，而残留在基板上。即，因为曝光量的不同，光刻胶会在与通常 的遮光部1对应的部分和与灰度部3对应的部分上，在对显影液的溶解性 上出现差异，因此，如图5(2)及图6(2)所示，显影后的光刻胶形状，与 通常的遮光部1对应的部分1`例如约为1μm；与灰度部3对应的部分3` 例如约为0.4~0.5μm；与透过部2对应的部分成为无光刻胶的部分2`。 而且，在无光刻胶的部分2`上，进行被加工基板的第1蚀刻，通过灰化等 去除与灰度部3对应的薄的部分3`的光刻胶，在该部分进行第2蚀刻，由 此通过1张掩模进行原来需要2张掩模进行的工序，从而削减掩模张数。

非特许文献1：《月刊FPD Intellgence》、p.31-35、1999年5月

非特许文献2：《话说光掩模技术》，田边功、法元盛久、竹花洋著， 工业调查会刊，“第4章LCD用光掩模的实际”p.151-180

可是，用于制造微处理器、半导体内存、系统LSI等的半导体器件的 LSI用掩模，其最大尺寸为6英寸程度见方，相对小型，多搭载于采用逐 级缩小投影(shot stepper)方式的缩小投影曝光装置中。在该LSI用掩模 中，用硅晶圆作为被转印基板，以切断为多个芯片为最终形态而使用。在 该LSI用掩模中，应该打破由曝光波长决定的成像极限，可以实现曝光波 长的短波长化。这里，在LSI用掩模中，从通过透镜系排除色像差以及由 此提高成像性的观点来看，可以使用单色的曝光光线(单一波长的曝光光 线)。关于该LSI用掩模的单色的曝光波长的短波长化，发展到超高压汞 灯的g线(436nm)、i线(365nm)、KrF准分子激光(248nm)、ArF准分子激 光(193nm)。另外，使形成在LSI用掩模上的掩模图案的最小线宽达到0.26 μm左右(形成在晶圆上的图案的最小线宽为0.07μm左右)。

与此相对，将FPD用大型掩模(Flat Panel Display)搭载于米勒投射 (通过扫描曝光方式、等倍投影曝光)方式的曝光装置使用时，(1)仅通过 光学反射系统可以进行经掩模的曝光，因此不会出现像LSI用掩模那样， 由于透镜系统介于其中而产生的色像差的问题，以及(2)在现状下，较研 究多色波曝光(具有多个波长的多波长曝光)的影响(基于透过光和反射光 的干扰和色像差的影响等)，与单色波曝光(单一波长曝光)相比确保了大 的曝光光强度的话，从综合性生产面来看是有利的，另外，搭载于透镜方 式的大型曝光装置使用时，由于上述(2)所述的情况等，实施利用超高压 汞灯的i线～g线的宽波长带域的多色波曝光。

另外，在FPD用大型掩模底板中，与基板尺寸小的情况相比，基板尺 寸大时，由于制造原理上的极限面(源自制造方法和制造装置的极限面)的 原因，以及制造条件的变动(过程变动)的原因，面内及基板间的各种特性 (膜组成、膜质、透过率、反射率、光学浓度、蚀刻特性、其他，的光学 特性、膜厚等)容易产生不均，因此，难以制作大量的、面内及基板间的 各种特性均匀的掩模底板。这种特征随着FPD的进一步大型化、高精细化 而出现增长的趋势。

在面内及基板间的各种特性的偏差大的情况下，会出现以下的问题。