CN101339362A - 灰阶掩模的缺陷修正方法、灰阶掩模及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种灰阶掩模的缺陷修正方法，是具有遮光部(21)、透光部(22)以及将掩模使用时所用的曝光光的透过量降低到规定量的半透光部(23)的灰阶掩模(20)的缺陷修正方法，半透光部(23)由半透光膜(26)形成，具有：在半透光部(23)中，在产生缺陷时确定该缺陷部分(51)、(52)的工序；将包含该缺陷(51)、(52)的半透光部即由遮光部和透光部的至少一方包围的区域的半透光部(23)的全体的半透光膜(26)除去的工序；和在除去该半透光膜(26)的区域(53)，形成和所述半透光膜(26)原材料或组成不同的半透光性的修正膜(27)的工序。

Description

灰阶掩模的缺陷修正方法、灰阶掩模及其制造方法

技术领域

本发明涉及液晶显示装置(Liquid Crystal Display：下面称为LCD)制作等所使用的灰阶掩模的缺陷修正方法、灰阶掩模的制造方法以及灰阶掩模和图案转印方法，特别是涉及薄膜晶体管液晶显示装置的制作所适宜地使用的灰阶掩模的缺陷修正方法、灰阶掩模的制造方法以及灰阶掩模和图案转印方法。

背景技术

现在，在LCD领域中，薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film TransistorLiquid Crystal Display：下面称为TFT-LCD)比较起CRT(阴极射线管)，由于其薄型、便宜和消耗功率低的优点，商品化迅速进展。TFT-LCD，具有：TFT在矩阵状排列的各像素中排列的构造的TFT基板，以及与各像素对应地排列有红、绿和蓝的像素图案的滤色器，在液晶相之间的下部重叠的概略构造。TFT-LCD制作工序数较多，只是TFT基板就要用5～6片的光掩模来制造。在这种情况下，提出了用4片光掩模来进行TFT基板的制造的方法。

该方法通过使用具有遮光部、透光部和半透光部(灰阶部)的光掩模(下面称为灰阶掩模)，降低使用的掩模的片数。这里，所谓半透光部是指在使用掩模在被转印体转印图案时，将透过的曝光光的透过量降低规定量，控制被转印体上的光刻胶膜的显影后的残膜量的部分。和遮光部、透光部一起，具有这样的半透光部的光掩模称为灰阶掩模。

图6和图7表示利用灰阶掩模的TFT基板的制造工序的一个例子。图6和图7的制造工序表示连续的制造工序。

在玻璃基板1上，形成有栅电极用金属膜，通过使用光掩模的光刻过程，形成栅电极2。之后，形成栅绝缘膜3、第1半导体膜4(a-Si：非晶体硅)、第2半导体膜5(N+a-Si)、源极/漏极用金属膜6和正片(ポジ)型的光刻胶膜7(图6(a))。接着，利用具有遮光部11、透光部12和半透光部13的灰阶掩模10，曝光正片型的光刻胶膜7，并显影。由此，覆盖TFT沟道部形成区域以及源极/漏极形成区域、和数据线形成区域，并且，按照沟道部形成区域比源极/漏极形成区域薄的方式形成第1抗蚀图案7a(图6(b))。接着，将第1抗蚀图案7a作为掩模，蚀刻源极/漏极金属膜6以及第2、第1半导体膜5、4(图6(c))。接着，通过由氧进行的灰化(ashing)，将沟道部形成区域的较薄的抗蚀膜除去，形成第2抗蚀图案7b(图7(a))。之后，将第2抗蚀图案7b作为掩模，蚀刻源极/漏极用金属膜6，形成源极/漏极6a、6b，接着，蚀刻第2半导体膜5(图7(b))，剥离最后残存的第2抗蚀图案7b(图7(c))。

已知，作为这里所使用的灰阶掩模，半透光部是以微细的图案形成的构造。例如，如图8所示，灰阶掩模具有对应源极/漏极的遮光部11a、11b、透光部12和对应沟道部的半透光部(灰阶部)13。半透光部13，是形成遮光图案13a的区域，所述遮光图案13a由使用灰阶掩模的LCD用曝光机的解析极限以下的微细图案构成。通常遮光部11a、11b和遮光图案13a均由以铬或铬的化合物等的相同材料构成的相同厚度的膜形成。使用灰阶掩模的LCD用曝光机的解析极限在多数情况下，在步进方式的曝光机约为3μm，在镜面投影方式的曝光机约为4μm。因此，例如，可以使图8中半透光部13的透过部13b的间距宽度为不足3μm，遮光图案13a的线宽为曝光机的解析极限以下的不足3μm。

上述的微细图案型的半透光部灰阶部分的设计具体地有如下选择：使用于具有遮光部和透光部的中间的半色调(half-tone)效果的微细图案为线路/和间隔型，或点(网点)型，或其他的图案。进而，在线路和间隔的情况下，使线宽为多少，光透过部分和遮光部分的比率如何，整体的透过率设计为怎样的程度等，必须考虑非常多的项目来进行设计。另外，在灰阶掩模的制造中，也要求线宽的中心值的管理、掩模内的线宽的偏差管理等非常难的生产技术。

因此，提出了使半透光部为半透过性的半色调膜(半透光膜)(例如专利文献：日本特开2005-37933号公报)。通过使用该半色调膜，可以使半色调部分的曝光量减少来进行半色调曝光。在使用半色调膜的情况下，在设计中研究需要什么程度的透过率，在掩模中通过选择半色调膜的膜种(原材料)或膜厚可以进行掩模的生产。因此，在灰阶掩模的制造中，只进行半色调膜的膜厚控制即足够，相对管理较容易。另外，使TFT沟道部在灰阶掩模的半透光部形成的情况下，由于若是半色调膜，可以通过光刻工序容易地蚀刻，所以，具有即使TFT的沟道部的形状是复杂的图案形状也能够形成的优点。

但是，在如上述的专利文献1所记载的灰阶掩模中，在其制造构成中，在由半透光膜构成的半透光部无法避免产生缺陷。另外，这里，由于膜图案的剩余、遮光膜成分的附着或异物，透过率比规定值低的缺陷称为黑缺陷，由于膜图案不足，透过率比规定值高的缺陷称为白缺陷。

在使用半透光膜的灰阶掩模的半透光部产生白缺陷、黑缺陷的情况下，通常考虑使用激光CVD法或收缩离子束法(FIB)来进行局部的膜修正。即能够在白缺陷部分局部地形成修正膜，或对包括白缺陷部分、黑缺陷部分的区域预先剥离规定的面积部分，重新局部地形成修正膜。但是，在这种情况下，修正膜的材料不一定可以使用和所述半透光膜相同的材料。之所以如此，是因为半透光部所使用的半透光膜不一定适合上述的局部的成膜法。因此，需要以使用和半透光膜不同的膜原材料(或组成)为前提，来选择膜的原材料。这种情况下，需要按照局部修正的曝光光透过率和其他部分(未修正部分)的曝光光透过率没有异同的方式来选择修正膜的原材料、组成和膜厚。

另一方面，利用灰阶掩模在被转印体转印图案时所用的曝光机例如在是液晶显示装置制造用的设备的情况下，一般使用i线～g线(波长365～436nm)程度的波长区域。在这些的曝光中，由于比起半导体装置制造用的设备一般需要面积较大的曝光，所以为了确保光量，不使用单一波长的曝光光而使用具有波长区域的曝光光较为有利。另外，曝光机的曝光光在多数情况下，在各个装置中并不一定固定。例如，即使有跨度i线～g线的波长区域的曝光光，但也存在i线的强度最大的曝光机、g线的强度最大的曝光机等存在。进而，曝光机的光源的波长特性随时间而变化。因此，即使按照局部修正部分的曝光光透过率和未修正部分的曝光光透过率没有异同的方式预先考虑规定的波长的光透过率特性，来选择修正膜的原材料、膜厚等，由于光透过率若曝光光的波长不同就会变动，所以在实际的曝光时，修正部分和未修正部分的透过率并不一定完全一致。若修正部分和未修正部分有偏离，则在图案转印时，在该部分的被转印体的抗蚀膜会产生未预期的膜厚的阶差。

用图9来说明上述的问题。图9表示现有的缺陷修正方法的一个例子。图9a的掩模图案具有形成为规定的图案状的遮光部21、透光部22和半透光部23。遮光部21构成为在透明基板(未图示)上至少具有透光膜25，透光部22由透明基板露出的部分构成，进而半透光部23通过在透明基板上具有半透光膜26而构成。并且，在半透光部23的半透光膜26产生缺陷部分51、52(51为白缺陷，52为黑缺陷)的情况下，对于黑缺陷部分52，除去包括该缺陷的规定尺寸的半透光膜作为白缺陷56，(图9(b))，使如上述地选择原材料、膜厚的修正膜27在白缺陷部分51、56形成(图9(c))。并且，若利用具有相关的修正部分的灰阶掩模向被转印体进行转印，则在被转印体上，在对应掩模的遮光部区域形成较厚的膜厚部分34a，在对应半透光部的区域形成较薄的膜厚部分34b，在对应透光部的区域形成没有膜的抗蚀图案34(图9(d))。

在实际的曝光时，掩模的半透光部的修正部分和未修正部分的透过率不完全一致，若有偏离，则该透过率差即使在掩模规格(仕樣)的容许范围内，在图案转印时，在该部分的被转印体的抗蚀图案34，对应于修正部分的部分34c、34d和其他部分，会产生膜厚的阶差。

图10表示其他的掩模图案的例子。如图10(a)所示，在半透光部23中产生的白缺陷部分51、黑缺陷部分52中。除去包括黑缺陷52的规定的尺寸的半透光膜作为白缺陷56(图10(b))，用修正膜27修正白缺陷51、56(图10(c))。使用具有相关的修正部分的灰阶掩模向被转印体转印图案后，则在被转印体上，在对应于掩模的遮光部的区域形成较厚的膜厚部分35a，在对应于半透光部的区域形成较薄的膜厚部分35b。并且，在实际的曝光时，掩模的半透光部的修正部分和未修正部分的透过率不完全一致，若有偏离，则在该部分的被转印体上的抗蚀图案35，对应修正部分的部分35c、35d和其他的部分，会产生膜厚的阶差。

另外，在如上述那样根据光透过率来决定修正膜的原材料。膜厚等时，该部分的曝光光的相位差并不一定和未修正部分相同，甚至不同的情况较多。这也是在修正部分和未修正部分之间产生被转印体上的抗蚀图案的未预期的阶差的原因。

若在这样的被转印体上的抗蚀图案产生微小的阶差，即使是对作为灰阶掩模的性能没有影响(即，使用该灰阶掩模进行图案转印没有问题)的程度的阶差，也有通过被转印体的图案的检查工序作为疑似缺陷被检测出的情况。因此，检测效率降低，液晶显示装置的生产效率降低，是制造上的不良状况。

发明内容

本发明鉴于上述情况，第1目的在于提供一种灰阶掩模的缺陷修正方法，其在被转印体的图案检查中不产生检测出疑似缺陷的不良状况，可以适当地修正在半透光部产生的缺陷。

另外，本发明的第2目的在于提供一种灰阶掩模的缺陷制造方法，其具有应用这样的缺陷修正方法的缺陷修正工序。

进而，本发明的第3目的在于提供一种适当修正在半透光部生产的缺陷的灰阶掩模。

进而，本发明的第4目的在于提供一种利用上述灰阶掩模图案转印方法。

为了解决上述问题，本发明具有以下构成。

(构成1)

一种灰阶掩模的缺陷修正方法，是具有遮光部、透光部、以及将掩模使用时所用的曝光光的透过量降低规定量的半透光部，并用于在被转印体上形成膜厚阶段性地或连续地不同的抗蚀图案的灰阶掩模的缺陷修正方法，其中，所述半透光部，由相对于规定波长的曝光光具有规定的光透过率的半透光膜形成，包括：在所述半透光部中，在缺陷产生时确定该缺陷部分的工序；将包含所述缺陷部分的半透光部即由遮光部和透光部的至少一方包围的区域的半透光部全体的半透光膜除去的工序；在除去该半透光膜的区域，形成与所述半透光膜原材料或组成不同的半透光性的修正膜的工序。

(构成2)

一种灰阶掩模的缺陷修正方法，是具有遮光部、透光部、以及将掩模使用时所用的曝光光的透过量降低规定量的半透光部，并用于在被转印体上形成膜厚阶段性地或连续地不同的抗蚀图案的灰阶掩模的缺陷修正方法，其中，所述半透光部，由相对于规定波长的曝光光具有规定的光透过率的半透光膜形成，所述遮光部由至少对于所述曝光光具有规定的遮光性的遮光膜形成，包括：在所述半透光部中，在缺陷产生时确定该缺陷部分的工序；将含有产生该缺陷部分的半透光部的矩形区域所存在的膜除去的工序；在除去该膜的区域至少形成和所述半透光膜原材料或组成不同的半透光性的修正膜的工序。

(构成3)

以构成2所记载的灰阶掩模的缺陷修正方法为基础，在所述除去膜的工序中，除去所述存在于矩形区域的半透光膜和遮光膜，在所述形成修正膜的工序中，至少在所述半透光部形成所述半透光性的修正膜，在所述遮光部形成遮光性的修正膜。

(构成4)

以构成1至3所记载的灰阶掩模的缺陷修正方法中任意一项为基础，所述半透光膜和所述半透光性的修正膜通过不同的成膜方法成膜。

(构成5)

以构成1至4所记载的灰阶掩模的缺陷修正方法中任意一项为基础，所述半透光膜和所述半透光性的修正膜的相对于曝光光的相位差为50度以上。

(构成6)

以构成1至5所记载的灰阶掩模的缺陷修正方法中任意一项为基础，在所述除去半透光膜或膜的工序中，除去的区域的尺寸在任意的方向均为不超过50μm的尺寸。

(构成7)

以构成1至6所记载的灰阶掩模的缺陷修正方法中任意一项为基础，所述灰阶掩模是薄膜晶体管的源极、漏极和沟道部制作用的掩模。

(构成8)

以构成1至6所记载的灰阶掩模的缺陷修正方法中任意一项为基础，所述灰阶掩模是薄膜晶体管的传输层(パスレイア)或空穴制造用的掩模。

(构成9)

一种灰阶掩模的制造方法，包括基于权利要求1至3中任意一项所述的缺陷修正方法的缺陷修正工序。

(构成10)

一种灰阶掩模，是具有遮光部、透光部、以及将掩模使用时所用的曝光光的透过量降低规定量的半透光部，并用于在被转印体上形成膜厚阶段性地或连续地不同的抗蚀图案的灰阶掩模，

该灰阶掩模具有将至少有365nm～436nm的范围内的波长区域的曝光光的透过量降低规定量的多个半透光部，该多个半透光部的一部分具有和其他的半透光部大致相同的光透过率，并且由和其他的半透光部原材料或组成不同的单一的半透光膜形成。

(构成11)

一种图案转印方法，利用由权利要求9所记载的制造方法所得的灰阶掩模、或权利要求10记载的灰阶掩模，将规定波长的曝光光在被转印体上曝光，并在被转印体上形成膜厚阶段性地或连续地不同的抗蚀图案。

根据本发明的灰阶掩模的缺陷修正方法，将包含半透光膜的缺陷部分、且由遮光部和透光部的至少一方包围的区域的半透光部全体的半透光膜除去，在该除去的区域，形成和上述半透光膜原材料或组成不同的半透光性的修正膜。或者，将对产生了上述缺陷部分的半透光部进行包含的矩形区域中存在的膜除去，在该除去的区域至少形成上述半透光性的修正膜。

这样的修正结果，由于以单一的修正膜形成产生了上述缺陷部分的半透光部的全体，在进行向被转印体的图案转印时，在与形成有修正膜的半透光部的区域相对应的抗蚀膜上不能形成阶差。由此，在掩模用户对形成于被转印体上的抗蚀图案的缺陷进行检查时，如现有的由于在抗蚀膜产生微小的阶差而作为疑似缺陷被检测出的不良状况不再存在，能够适宜地修正在半透光部发生的缺陷。并且，在液晶显示装置等的制造中，可以回避由于检测出疑似缺陷而造成的检查效率的降低，进而，可以回避由此造成的生产效率的降低。

另外，根据本发明的灰阶掩模的缺陷制造方法，通过具有应用这样的缺陷修正方法的缺陷修正工序，可以获得适宜地修正在半透光部产生的缺陷的灰阶掩模。

另外，根据本发明的灰阶掩模，具有将至少有365nm～436nm的范围内的波长区域的曝光光的透过量降低规定量的多个半透光部，该多个半透光部的一部分具有和其他的半透光部大致相同的光透过率，并且由和其他的半透光部原材料或组成不同的单一的半透光膜形成，例如，在上述多个的半透光部的一部分是利用上述单一的半透光膜对产生了缺陷的该半透光部进行修正后的半透光部的情况下，该修正后的半透光部由于可以获得和其他的半透光部大致相同的灰阶效果，所以可获得适宜地修正了在半透光部产生的缺陷的灰阶掩模。

进而，如上述利用适宜地修正在半透光部产生的缺陷的灰阶掩模，通过进行向被转印体的图案转印，可以形成没有图案缺陷的良好的转印图案。并且，由于在进行形成于被转印体上的抗蚀图案的缺陷检查时，不会产生检测出疑似缺陷的不良状况，所以可以回避由于检测出疑似缺陷而造成的检查效率的降低，进而可以回避由此造成的生产效率的降低。

附图说明

图1是用于说明利用本发明的灰阶掩模的图案转印方法的剖面图。

图2是表示将基于本发明的缺陷修正方法的第1实施方式以工序顺序表示的平面图。

图3是表示FIB装置的构造的概略侧视图。

图4是将基于本发明的缺陷修正方法的第2实施方式以工序顺序表示的平面图。

图5是将基于本发明的缺陷修正方法的第3实施方式以工序顺序表示的平面图。

图6是表示利用灰阶掩模的TFT基板的制造工序的概略剖面图。

图7是表示紧接着图6的制造工序的制造工序的概略剖面图。

图8是表示现有的微细图案型的灰阶掩模的一个例子的平面图。

图9是将现有的缺陷修正方法以工序顺序表示的平面图。

图10是将现有的缺陷修正方法的其他的例子以工序顺序表示的平面图。

具体实施方式

下面，根据附图对用于实施本发明的最佳方式进行说明。

(第1实施方式)

图1是用于说明本发明的利用灰阶掩模(グレ一ト一ンマスク：graytone mask)的图案转印方法的剖面图。另外，图2是将基于本发明的缺陷修正方法的第1实施方式以工序顺序表示的平面图。

图1所示的本发明的灰阶掩模20(这里未表示修正的缺陷区域)例如用于制造液晶显示装置(LCD)的薄膜晶体管(TFT)、滤色器或等离子显示面板(PDP)等，在图1所示的被转印体30上，形成膜厚阶段性地或连续地不同的抗蚀图案33。另外，在图1中，符号32A、32B表示在被转印体30中，在基板31上层叠的膜。

灰阶掩模20具体地构成为具有在该灰阶掩模20的使用时遮住曝光光(透过率约0％)的遮光部21、透明基板24的表面露出并使曝光光透过的透光部22和半透光部23。半透光部23将设透光部的曝光光透过率为100％时的透过率降低到20～60％，优选降低到40～60％程度。半透光部23构成为在玻璃基板等的透明基板24上形成光半透过性的半透光膜26。另外，在半透光部23产生的半透光膜26的缺陷区域形成基于本发明的修正膜27(图2)。另外遮光部21构成为在透明基板24上设置遮光性的遮光膜25。另外，在图1和图2表示的遮光部21、透光部22和半透光部23的图案形状只是有代表性的一个例子，毫无疑问并非将本发明限定与此的宗旨。

作为半透光膜26，可以举出铬(クロム)化合物、钼硅(モリブデンシリサイド)化合物、Si、W、Al等。其中，在铬化合物中，有氧化铬(CrOx)、氮化铬(CrNx)、氮氧化铬(CrOxN)、氟化铬(CrFx)或使这些中含有碳、氢。另外，作为钼硅化合物，除了MoSix以外，还包含MoSi的氮化物、MoSi的氧化物、MoSi的氮氧化物、MoSi的碳化物。另外，作为遮光膜25，可以举出Cr、Si、W、Al等。遮光部21的透过率通过遮光膜25的膜材质和膜的选定来设定。另外，半透光部23的透过率通过半透光膜26的膜材质和膜厚的选定来设定。

在使用如上述的灰阶掩模20时，在遮光部21曝光光实质地不透过，在半透光部曝光光减少。因此，在被转印体30上形成的抗蚀膜(正片型光刻胶(ポジ型フオトレジスト))，转印后，经过显影时，在与遮光部21相对应的部分膜厚变厚，在与半透光部23相对应的部分膜厚变薄，在对应于透光部22的部分形成未实质上产生残膜的抗蚀图案33(参照图1)。在该抗蚀图案33中，在对应半透光部23的部分膜厚变薄到规定量的效果称为灰阶(グレ一ト一ン)效果。另外，使用在底片(ネガ)型光刻胶的情况下，需要进行考虑了与遮光部和透光部相对应抗蚀膜膜厚逆转的设计，在这种情况下，也能充分获得本发明的效果。

并且，在图1所示的抗蚀图案33的没有膜的部分，在例如被转印体30的膜32A和32B实施第1蚀刻，将抗蚀图案33的膜较薄的部分通过灰化(アツシング)等除去，在该部分，在例如被转印体30的膜32B实施第2蚀刻。这样，通过利用1片的灰阶掩模20来实施现有的光掩模2片量的工序，可以削减掩模的片数。

接着，对基于第1实施方式的灰阶掩模的缺陷的修正方法进行说明。在第1实施方式中，在透明基板24上，使含有钼硅化物的半透光膜26(曝光光透过率50％)、成膜以铬为主成分的遮光膜25，通过实施规定的图案形成，使用具有遮光部21、透光部22和半透光部23的TFT基板制造用的灰阶掩模。在第1实施方式中，如图2(a)所示，作为掩模图案的一个例子，各图案利用矩形的半透光部23的区域被框形的遮光部21包围的形状。另外，关于制造方法在后面叙述。

对在上述灰阶掩模的半透光部23产生的缺陷的修正方法进行说明。

(1)对于制造的灰阶掩模，利用缺陷检查装置进行掩模图案的缺陷检查。并且，在半透光部中，在缺陷存在时，确定该缺陷区域的位置信息和形状信息。这种情况的缺陷，由于相对于正常的半透光部半透光膜的膜厚较小，或者半透光膜有欠缺的部位，所以是曝光光的透过量比正常的半透光膜大部分即所谓的白缺陷，以及以遮光膜成分的附着等为原因，曝光光的透过量比正常的半透光膜小的部分即所谓的黑缺陷。

缺陷检查的结果，在由掩模上的半透光膜26构成的多个半透光部23中的一部分，存在着如图2(a)所示的白缺陷部分51和黑缺陷部分52。

(2)接着，第1实施方式的情况是包含上述缺陷部分51、52的半透光部，除去由遮光部21包围的区域的半透光部23全体的半透光膜26(图2(b))。作为半透光膜26的除去机构，可以使用也作为后述的修正膜的成膜机构使用的FIB装置(优选FIB的气体辅助蚀刻：ガスアシストエツチング)，其他的例如也可以使用激光装置等。其结果，除去由遮光部21包围的区域内的全体的半透光膜26，在除去的区域53，透明基板24露出。

(3)接着，确定用于在上述除去的区域53形成修正膜的成膜机构和成膜原材料(组成)。在第1实施方式中，应用FIB装置作为成膜机构。另外，作为成膜原材料，根据适合由FIB进行的成膜，另外根据尽量和没有缺陷而不进行修正的半透光部的MoSi半透光膜在规定波长下的透过率一致的观点，优选使用容易进行光透过率的控制的原材料，在第1实施方式中为碳。碳不仅适合由FIB装置进行的成膜，并且容易通过膜厚控制进行光透过率的控制，而且是化学性稳定，附着强度良好的原材料。但是，碳和MoSi由于相对于透明基板的曝光光的相位差不同，所以在现有的缺陷修正方法中，即使按照使两者的透过率适合方式选择修正膜的膜厚，仍存在在被转印体上作出抗蚀阶差的可能性，由于根据本发明可以消除相关的问题，所以适宜。例如，半透光膜和修正膜的相位差在50度以上的情况下，本发明的效果显著。在不足50度的情况下，在边界部分产生的膜阶差，可以达到缺陷检查装置未能作为疑似缺陷而识别的精度内。另一方面，若半透光膜和修正膜的相位差超过90度，则曝光该掩模时所产生的抗蚀剂(レジスト)膜厚差本身有给液晶显示装置等的制造带来阻碍的情况。因此，透光膜和修正膜的相位差(相对于透明基板的相位差的差)在50～90度时，本发明的效果最为显著。

(4)考虑使用该掩模时的曝光机的波长特性，为了在规定的波长下使MoSi半透光膜和碳修正膜的光透过率适合，确定碳修正膜的膜厚和将其成膜的成膜条件(每单位面积的剂量)。在使用FIB装置成膜的情况下，控制膜厚的参数主要是每离子束的单位面积的剂量(和成膜时的电流值成比例)。

这里，对上述FIB装置进行说明。该FIB装置如图3所示，具有使Ca+离子产生的离子源41、电磁光学系统42、放出用于中和Ca+离子的电子的电子枪43、使β气体放出的蚀刻用气体枪49，和使芘气(ピレンガス)放出的气体枪44。电磁光学系统42将由离子源41产生的Ca+离子作为离子束47。该离子束47通过扫描放大器46进行扫描。

并且，在XY载物台(ステ一ジ)45上，载置被修正对象物即灰阶掩模20，通过使XY载物台45移动，使实施该灰阶掩模20的修正的缺陷区域在离子束照射区域移动。接着，用离子束47对实施修正的缺陷区域进行扫描，通过对此时产生的二次离子进行检测的二次离子检测器48的作用，检测出实施修正的缺陷区域的位置。离子束47通过电磁光学系统42，通过在实施灰阶掩模20的修正的缺陷区域照射，实施修正膜的形成、黑缺陷区域的半透光膜的除去。另外，离子束的束径在0.1μmΦ以下。

在形成修正膜的情况下，通过电磁光学系统42放出离子束的同时，由气体枪44放出芘气。由此，芘气和离子束47接触并聚合(化学反应)，修正膜在离子束47的照射区域层叠并成膜。

另外，在除去半透光膜的情况下，由蚀刻用气体枪49放出β气体，在该状态下通过电磁光学系统42照射离子束47，由此除去上述半透光膜。

(5)将上述的除去的区域53(图2(b))作为修正膜的成膜区域所必需的位置信息等输入到FIB装置，并且，输入上述的成膜条件，用该成膜条件在成膜区域(上述的区域53)形成碳的修正膜27(参照图2(c))。

并且，利用实施基于如以上的第1实施方式的缺陷修正的灰阶掩模，进行向被转印体30(参照图1)的转印后，在被转印体30上，在与掩模的遮光部21相对应的区域形成较厚的抗蚀膜膜厚部分33a，在与形成了修正膜27的区域53相对应的区域形成较薄的抗蚀膜膜厚部分33b，在与透光部相对应的区域形成没有膜的抗蚀图案33(图2(d))。另外，虽然未在图2表示，在与没有缺陷不进行修正的其他部位存在的半透光部的相对应的区域，也形成有较薄的抗蚀膜厚部分。

以上的基于第1实施方式的缺陷修正的结果，由于在上述缺陷部分的产生的半透光部的整体形成单一的修正膜27，所以在进行向被转印体的图案转印时，在与形成有修正膜27的半透光部的区域相对应的抗蚀膜上不产生阶差。因此，在掩模用户对形成于被转印体上的抗蚀图案的缺陷进行检查时，现有技术那样的因在抗蚀膜产生微小的阶差而被作为疑似缺陷检测出的不良状况不再存在，可以适宜地修正在半透光部发生的缺陷。

另外，在除去包含上述缺陷部分的半透光膜的工序中，除去的区域的尺寸在任意方向均不超过50μm的情况较适宜。由于除去包含缺陷部分的区域的半透光膜，所以作为相对较小的半透光部的修正方法较适宜。例如，由于TFT基板的沟道部一般符合该条件，所以，本发明最适合。若是超过50μm的区域，则在由FIB进行的修正膜形成时，需要串连配合(つなぎあわせゐ)多次的成膜操作，需要附加地考虑边界部分的位置整合。

另外，优选上述灰阶掩模为薄膜晶体管的源极、漏极和沟道部制造用的掩模。该用途的情况，是进行基于本发明的缺陷修正所优选的图案的尺寸。另外，还优选上述灰阶掩模是薄膜晶体管的传输层(パスレイア：pathlayer)或空穴(ホ一ル)制造用的掩模。该用途的情况也是在进行基于本发明的缺陷修正所优选的图案的尺寸，并且由于形状为矩形，例如是可以适宜地控制基于FIB的成膜条件的良好状况。

另外，在第1实施方式中，应用FIB装置作为修正膜的成膜机构，但成膜机构并不限定为FIB装置，例如也可以应用激光CVD等其他的成膜机构。

本发明还提供一种包含基于以上说明的缺陷修正方法的缺陷修正工序的灰阶掩模的制造方法。

上述灰阶掩模例如可以通过如下面的1至3的方法获得。本发明用于在下面的制造过程在半透光部的半透光膜产生的缺陷的修正。

1、准备在透明基板上顺次层叠半透光膜和遮光膜的光掩模板(フオトマスクブランク)，在该光掩模板上，形成对应于遮光部的区域的抗蚀图案，将该抗蚀图案作为掩模，通过蚀刻露出的遮光膜，在半透光膜上形成遮光部。接着，至少在包含半透光部的区域形成抗蚀图案，将该抗蚀图案作为掩模，通过蚀刻露出的半透光膜，形成半透光部和透光部。这样，在透明基板上可以获得灰阶掩模，所述灰阶掩模形成有基于半透光膜的半透光部、基于遮光膜和半透光膜的层积膜的遮光部、以及透光部。

2、准备在透明基板上形成了遮光膜的光掩模板，在该光掩模板上，形成与遮光部相对应的区域的抗蚀图案，以该抗蚀图案为掩模，通过蚀刻露出的遮光膜而形成遮光膜图案。接着，除去抗蚀图案后，在基板的整面成膜半透光膜。并且，在与遮光部和半透光部相对应的区域形成抗蚀图案，将该抗蚀图案作为掩模，通过蚀刻露出的半透光膜，形成透光部和半透光部。这样，可以获得在透明基板上得到：形成有基于半透光膜的半透光部、基于遮光膜和半透光膜的层叠膜的遮光部、以及透光部的灰阶掩模。

3、在和上述2相同的光掩模板上，形成与遮光部和透光部相对应的区域的抗蚀图案，将该抗蚀图案作为掩模，通过蚀刻露出的遮光膜，使与半透光部相对应的区域的透明基板露出。接着，除去抗蚀图案后，在基板的整面成膜半透光膜，在与遮光部和半透光部相对应的区域形成抗蚀图案，将该抗蚀图案作为掩模，通过蚀刻露出的半透光膜(以及半透光膜和遮光膜)，可以形成透光部和遮光部、以及半透光部。

当然，本发明的灰阶掩模的制造方法并不需要限定于上述的1到3的方法。

根据本发明的灰阶掩模的制造方法，通过具有如上述的应用本发明的缺陷修正方法的缺陷修正工序，可以获得适宜地修正在半透光部产生的缺陷的灰阶掩模。

〔第2实施方式〕

图4是表示将基于本发明的缺陷修正方法的第2实施方式以工序顺序表示的平面图。在第2实施方式中，也在透明基板24上，成膜含有钼硅化物的半透光膜26(曝光光透过率50％)和以铬为主要成分的遮光膜25，通过实施规定的图案形成，使用具有遮光部21(遮光部21a、21b)、透光部22和半透光部23的TFT基板制造用的灰阶掩模。但是，在第2实施方式中，如图4a所示，作为掩模图案的一个例子，各图案半透光部23的区域使用被2个遮光部21a、21b和透光部22包围的形状。另外，制造方法如前所述。

对在上述灰阶掩模的半透光部23产生的缺陷的修正方法进行说明。

(1)对于制造的灰阶掩模，利用缺陷检查装置，进行掩模图案的缺陷检查。

缺陷检查的结果，在由掩模上的半透光膜26构成的多个半透光部23中的一部分，存在如图4(a)所示的白缺陷部分51和黑缺陷部分52。

接着，第2实施方式的情况，除去包含上述缺陷部分51、52的半透光部、也即由2个遮光部21a、21b和透光部22包围的区域的半透光部23全体的半透光膜26(图4(b))。作为半透光膜26的除去机构，例如使用所述的FIB装置(或激光CVD装置)。其结果，除去由2个遮光部21a、21b和透光部22包围的区域内的全体的半透光膜26，在除去的区域54，透明基板24露出。

(3)接着，确定用于在上述的除去后的区域54形成修正膜的成膜机构和成膜原材料(组成)。例如，和所述的第1实施方式相同，作为成膜机构应用FIB装置，以碳作为成膜原材料。

(4)考虑使用该掩模是的曝光机的波长特性，为了在规定的波长下使MoSi半透光膜的膜厚和碳修正膜的光透过率适合，确定碳修正膜和用于将其成膜的成膜条件(每单位面积的剂量)。

(5)将上述的除去后的区域54作为修正膜的成膜区域所必需的位置信息等输入FIB装置，并且输入上述的成膜条件，以该成膜条件在成膜区域(区域54)形成碳的修正膜27(图4(c))。

并且，利用实施了基于如以上的第2实施方式的缺陷修正的灰阶掩模，进行向被转印体30(参照图1)的转印后，在被转印体30上，在与掩模的遮光部21a、21b相对应的区域形成较厚的膜厚部分33a，在与形成有修正膜27的区域54相对应的部分形成较薄的膜厚部分33b，在与透光部相对应的区域形成没有膜的抗蚀图案33(图4(d))。另外，虽然未在图4表示，在与没有缺陷未进行修正的其他的部位存在的半透光部相对应的区域，也形成有较薄的膜厚部分。

在以上的基于第2实施方式的缺陷修正的结果中，也由于在产生上述缺陷部分的半透光部的整体形成单一的修正膜27，所以在进行向被转印体上的图案转印时，在与形成有修正膜27的半透光部区域相对应的抗蚀膜上不能形成阶差。因此，在掩模用户进行形成于被转印体上的抗蚀图案的缺陷检查时，如现有的由于在抗蚀膜产生微小的阶差而作为疑似缺陷被检测出的不良状况不再存在，可以适宜地修正在半透光部发生的缺陷。

〔第3实施方式〕

图5是表示将基于本发明的缺陷修正方法的第3实施方式以工序顺序表示的平面图。在第3实施方式中，也在透明基板24上，成膜含有钼硅化物(モリブデンシリサイド)的半透光膜26(曝光光透过率50％)，以铬为主要成分的遮光膜25，通过实施规定的图案形成，使用具有遮光部21(遮光部21a、21b)、透光部22和半透光部23的TFT基板制造用的灰阶掩模。但是，在第3实施方式中，如图5(a)所示，作为掩模图案的一个例子，各图案半透光部使用半透光部23的区域使用有2个遮光部21a、21b和透光部22包围的形状。另外，制造方法如前述。

对在上述灰阶掩模的半透光部23产生的缺陷的修正方法进行说明。

(1)对于制造的灰阶掩模，利用缺陷检查装置，进行掩模图案的缺陷检查。

缺陷检查的结果，在由掩模上的半透光膜26构成的多个半透光部23中的一部分，存在如图5(a)所示的白缺陷部分51和黑缺陷部分52。

(2)接着，在第3实施方式的情况下，将对产生了上述缺陷部分51、52的半透光部23进行包含的矩形区域中所存在的半透光膜26和透光膜25(这里是遮光部21b的遮光膜)除去。作为半透光膜26和透光膜25的除去机构，分别使用例如前述的FIB装置(优选FIB装置的气体辅助蚀刻)。其结果，除去对产生了上述缺陷部分51、52的半透光部23进行包含的矩形的区域(这里是由遮光部21a、透光部22和遮光部21b的残存部包围的区域)内的半透光膜26和遮光部21b的遮光膜25的一部分，在除去的区域55，透明基板24露出(图5(b))。

(3)接着，在上述的除去的区域55，首先形成半透光性的修正膜。确定用于此的成膜机构和成膜原材料(组成)。例如，和所述的第1实施方式相同，应用FIB装置作为成膜机构，以碳作为成膜原材料。

(4)考虑使用该掩模时的曝光机的波长特性，为了在规定的波长下使MoSi半透光膜和碳修正膜的光透过率适合，确定碳修正膜的膜厚和用于将其成膜的成膜条件(每单位面积的剂量)。

(5)将上述的除去的区域55作为修正膜的成膜区域所必需的位置信息等输入FIB装置，并且输入上述的成膜条件，以该成膜条件在成膜区域(区域55)形成碳的修正膜27(图5(c))。

(6)接着，在和上述除去的遮光部21b的区域的一部分相同的区域，用FIB装置形成修正膜28(图5(d))。此时，修正膜28的原材料并不一定和遮光膜25相同，将作为遮光膜25使用的铬作为主要成分的膜用于适合基于由FIB装置进行的成膜，所以在第3实施方式中，作为遮光性的修正膜28较适宜。

利用实施了如以上的基于第3实施方式的缺陷修正的灰阶掩模，进行向被转印体30(参照图1)的转印后，在被转印体30上，在与掩模的遮光部21a、21b相对应的区域形成较厚的膜厚部分，在与形成有修正膜27的区域55(但是，形成遮光性的修正膜28的区域除外)相对应的区域形成较薄的膜厚部分，在与透光部相对应的区域形成没有膜的抗蚀图案。另外，在与没有缺陷不进行修正的半透光部相对应的区域也形成较薄的膜厚部分。

在以上的基于第3实施方式的缺陷修正的结果中，也由于在产生了上述缺陷部分的半透光部的整体形成了单一的修正膜27，所以在进行向被转印体上的图案转印时，与形成有修正膜27的半透光部的区域相对应的抗蚀膜上不形成阶差。因此，在掩模用户对形成于被转印体上的抗蚀图案的缺陷进行检查时，如现有的由于在抗蚀膜产生微小的阶差而作为疑似缺陷被检测出的不良状况不再存在，可以适宜地修正在半透光部发生的缺陷。

另外，根据第3实施方式，用于除去包含缺陷部分的矩形的区域，在该除去的矩形区域形成修正膜，所以可以使修正面积固定，例如有控制FIB装置的成膜条件容易的优点。

Claims (11)

1、一种灰阶掩模的缺陷修正方法，是用于形成具有遮光部、透光部、以及将掩模使用时所用的曝光光的透过量降低规定量的半透光部，并在被转印体上形成膜厚阶段性地或连续地不同的抗蚀图案的灰阶掩模的缺陷修正方法，其中，

所述半透光部，由相对于规定波长的曝光光具有规定的光透过率的半透光膜形成；

该灰阶掩模的缺陷修正方法，包括：

在所述半透光部中，在缺陷产生时确定该缺陷部分的工序；

将包含所述缺陷部分的半透光部、也即由遮光部和透光部的至少一方包围的区域的半透光部全体的半透光膜除去的工序；

在除去该半透光膜的区域，形成与所述半透光膜原材料或组成不同的半透光性的修正膜的工序。

2、一种灰阶掩模的缺陷修正方法，是具有遮光部、透光部、以及将掩模使用时所用的曝光光的透过量降低规定量的半透光部，并用于在被转印体上形成膜厚阶段性地或连续地不同的抗蚀图案的灰阶掩模的缺陷修正方法，其中，

所述半透光部，由相对于规定波长的曝光光具有规定的光透过率的半透光膜形成，所述遮光部由至少相对于所述曝光光具有规定的遮光性的遮光膜形成；

包括：

在所述半透光部中，在缺陷产生时确定该缺陷部分的工序；

将在含有产生了该缺陷部分的半透光部的矩形区域所存在的膜除去的工序；

在除去该膜的区域至少形成与所述半透光膜在原材料或组成上不同的半透光性的修正膜的工序。

3、根据权利要求2所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，

在所述除去膜的工序中，除去所述存在于矩形区域的半透光膜和遮光膜，在所述形成修正膜的工序中，至少在所述半透光部形成所述半透光性的修正膜，在所述遮光部形成遮光性的修正膜。

4、根据权利要求1至3中任意一项所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，

所述半透光膜和所述半透光性的修正膜通过不同的成膜方法成膜。

5、根据权利要求1至3中任意一项所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，

所述半透光膜和所述半透光性的修正膜的相对于曝光光的相位差为50度以上。

6、根据权利要求1至3中任意一项所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，

在所述除去半透光膜或膜的工序中，所除去的区域的尺寸在任意的方向均为不超过50μm。

7、根据权利要求1至3中任意一项所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，

所述灰阶掩模是薄膜晶体管的源极、漏极和沟道部制作用的掩模。

8.根据权利要求1至3中任意一项所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，

所述灰阶掩模是薄膜晶体管的传输层或空穴制造用的掩模。

9、一种灰阶掩模的制造方法，包括基于权利要求1至3中任意一项所述的缺陷修正方法的缺陷修正工序。

10、一种灰阶掩模，是具有遮光部、透光部、以及将掩模使用时所用的曝光光的透过量降低规定量的半透光部，并用于在被转印体上形成膜厚阶段性地或连续地不同的抗蚀图案的灰阶掩模，

该灰阶掩模具有将至少有365nm～436nm的范围内的波长区域的曝光光的透过量降低规定量的多个半透光部，该多个半透光部的一部分具有与其他的半透光部大致相同的光透过率，并且由与其他的半透光部在原材料或组成上不同的单一的半透光膜形成。

11、一种图案转印方法，利用由权利要求9所记载的制造方法所得的灰阶掩模、或权利要求10记载的灰阶掩模，将规定波长的曝光光在被转印体上曝光，并在被转印体上形成膜厚阶段性地或连续地不同的抗蚀图案。

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