CN1258118C

CN1258118C - 灰调掩模以及灰调掩膜中灰调部的缺陷修正方法

Info

Publication number: CN1258118C
Application number: CN 02108248
Authority: CN
Inventors: 中山宪治
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: CN1448783A

Abstract

本发明提供一种对于用现有的修正方法实际上很难修正的灰调部中的缺陷，可容易地修正的修正方法。例如，在包含白缺陷的区域中形成修正膜(8)之后，用与正常图形具有相同的灰调效果的形状及/或排列除去上述修正膜(8)的一部分，形成与正常图形(3a、3b)的宽度和位置不同的修正图形(3a’、3b’)。

Description

灰调掩模以及灰调掩模中灰调部的缺陷修正方法

技术领域

本发明涉及灰调掩模中灰调部的缺陷修正方法等。

背景技术

近年来，在大型LCD用掩模的领域中，正尝试使用灰调掩模来减少掩模的个数(月刊FPT Intelligence 1999年5月)。

这里，灰调掩模，如图8(1)所示，具有遮光部1、透射部2和灰调部3。灰调部3，是形成使用大型LCD用曝光机的分辨率界限以内的遮光图形3a的区域，其形成目的是减少透射过该区域的光的透射量、减少该区域的照射量而可选地改变光敏抗蚀剂的厚度。遮光部1和遮光部图形3a通常都是由Cr和铬化合物等相同材料形成的相同厚度的膜形成。

使用灰调掩模的大型LCD用曝光机的分辨率界限，用步进方式的曝光机约为3μm，用镜面投影方式的曝光机约为4μm。因此，例如，假设图8(1)中灰调部3中的透射部3b的空间宽度小于3μm，曝光机的分辨率界限以内的遮光图形3a的线宽小于3μm。在用上述大型LCD用曝光机曝光时，由于通过灰调部3的曝光光整体上曝光量不足，经过该灰调部3曝光的正型光敏抗蚀剂膜的厚度只是变薄而残留在衬底上。也就是说，抗蚀剂膜由于曝光量的不同，对应通常的遮光部1的部分与对应灰调部3的部分相对于显影液的溶解度有差别，因此显影后抗蚀剂的形状，如图8(2)所示，在对应通常的遮光部1的部分1’例如约为1.3μm，在对应灰调部3的部分3’例如约为0.3μm，对应透射部2的部分为无抗蚀剂的部分2’。然后，在无抗蚀剂的部分2’进行被加工衬底的第一蚀刻，通过研磨加工等除去对应灰调部3的较薄部分3’的抗蚀剂来在该部分进行第二蚀刻，由此在一个掩模上进行传统的2个掩模的工序，减少掩模的个数。

发明内容

上述灰调掩模中灰调部的缺陷修正追求将缺陷部分还原为与正常图形相同的形状即与原来的形状相同的形状。

对现有的修正方法，具体说明如下。

图10(1)表示灰调部3中遮光图形3a由正常的微细线和空间图形(线宽小于3μm，空间宽小于3μm)构成的状态。

图10(2)表示灰调部3中遮光图形3a的一部分欠缺的状态。

图10(2)表示现有的修正方法。以前，即使想用与正常的遮光图形3a相同的宽度来修正，由于正常的遮光图形3a的线宽大约为1μm左右，比较小，因此以激光CVD装置中所能修正的宽度(例如2μm)形成修正膜4，则修正部分的线宽变粗到3μm左右。存在不能得到与正常的图形相同的灰调效果的问题。而且，这种情形下，形成修正膜4的定位操作很复杂，需要花费大量的时间。在此，粗看似乎用激光修复器除去线宽变粗的部分很容易，但是在定位有误差时，可能会将邻接的遮光图形3a的一部分除去，而且这种激光修复器装置中定位操作和根据修正图形改变狭缝形状的操作很复杂，需要花费大量的时间。

黑缺陷(桥(短接)、突起、点等)的修正时也同样，若想还原为与正常图形相同的形状，激光CVD装置中定位操作和根据修正的各缺陷的尺寸改变狭缝的操作很复杂，需要花费大量的时间。

如上所述，灰调部的修正，由于复杂需要花费大量的时间，因此实际上很困难。

本发明的目的是提供用于容易地修正用现有的修正方法实际上很难修正的灰调部中的缺陷的修正方法。

本发明具有以下的构成。

(构成1)一种缺陷修正方法，用来修正具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模中灰调部的缺陷，该灰调部是形成使用灰调掩模的曝光机的分辨率界限以内的遮光图形的区域，目的是减少透射过该区域的光的透射量而可选地改变光敏抗蚀剂的膜厚，其特征在于，

不将缺陷部分还原为与正常图形相同的图形，而形成可得到与正常图形相同的灰调效果的修正图形。

(构成2)如构成1所述的缺陷修正方法，其特征在于，在修正黑缺陷时，用具有与正常图形相同的灰调效果的形状及/或排列除去包含黑缺陷部分的膜的一部分，形成不同于正常图形的修正图形。

(构成3)如构成1所述的缺陷修正方法，其特征在于，在修正白缺陷时，用具有与正常图形相同的灰调效果的形状及/或排列形成修正膜，形成不同于正常图形的修正图形。

(构成4)如构成1所述的缺陷修正方法，其特征在于，在修正白缺陷时，在包含白缺陷的区域中形成修正膜后，用具有与正常图形相同的灰调效果的形状及/或排列除去上述修正膜的一部分，形成不同于正常图形的修正图形。

(构成5)如构成2～4中任何一个所述的缺陷修正方法，其特征在于，预先将形成修正膜的激光CVD装置中的狭缝形状、或除去膜的激光修复装置中的狭缝形状固定为具有灰调效果的狭缝形状。

(构成6)如构成1所述的缺陷修正方法，其特征在于，

至少在白缺陷部分上形成可控制透射过膜的光的透射量的半透射膜。

(构成7)如构成1～4，6中任何一个所述的缺陷修正方法，其特征在于，灰调掩模是LCD用掩模。

(构成8)如构成5所述的缺陷修正方法，其特征在于，灰调掩模是LCD用掩模。

(构成9)一种缺陷修正方法，用来修正具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模中灰调部的缺陷，该灰调部是形成使用灰调掩模的曝光机的分辨率界限以内的遮光图形的区域，目的是减少透射过该区域的光的透射量而可选地改变光敏抗蚀剂的膜厚，其特征在于，至少在除去缺陷周围的图形后，不将缺陷部分还原为与正常图形相同的图形，而形成可得到与正常图形相同的灰调效果的修正图形。

(构成10)如构成9中任何一个所述的缺陷修正方法，其特征在于，灰调掩模是LCD用掩模。

(构成11)一种灰调掩模，其特征在于，具有修正图形，所述修正图形的形状与正常图形不同，而其灰调效果与正常图形相同。

根据构成1，通过形成可得到与正常图形相同的灰调效果的修正图形，即使不还原为与正常图形相同的形状，也可以得到相同的灰调效果。对可得到与正常图形相同的灰调效果的修正图形而言，与还原为与正常图形相同的形状的情形相比，对修正图形形状的要求没有那么严格。

另外，在构成1中，由于不还原为与正常图形相同的形状，因此不必花费还原为与正常图形相同的形状所需的时间和劳力，也因此没有定位操作和狭缝可变操作的复杂性。

由于以上原因，可在短时间内进行修正。

根据构成2，由于用具有与正常图形相同的灰调效果的形状及/或排列除去包含黑缺陷部分的膜，形成不同于正常图形的修正图形，不再需要现有的除去所有黑缺陷部分来还原为与正常图形相同的形状的方法中所必须的、激光CVD装置中的定位操作、根据修正的各缺陷尺寸改变狭缝的操作等复杂而需要大量时间的操作。

根据构成3，由于用具有与正常图形相同的灰调效果的形状及/或排列形成修正膜，形成不同于正常图形的修正图形，不再需要在现有的填充所有白缺陷部分来还原为与正常图形相同的形状的方法中所必须的、激光CVD装置中的定位操作、根据修正的各缺陷尺寸改变狭缝的操作等复杂而需要大量时间的操作。

根据构成4，由于在包含白缺陷的区域中形成修正膜后，用具有与正常图形相同的灰调效果的形状及/或排列除去上述修正膜的一部分，形成不同于正常图形的修正图形，因此与构成3相比，工作简单不费时间。

根据构成5，由于预先固定狭缝形状，不再需要改变狭缝的操作。

根据构成6，由于形成控制透射率的修正膜，不必形成曝光机分辨率界限之内的微细图形。

根据构成9，例如，由于除去灰调部中产生图形欠缺的遮光图形的残留部分，不再需要与产生图形欠缺的遮光图形的残留部分对准位置，另外，可在包含除去图形的区域的整个缺陷区域中均匀地形成修正图形，因此可得到更均匀的灰调效果。

根据构成7，8和10，没有在通常的半导体用灰调掩模中形成使用半透射膜的、曝光机界限以内的微细图形的例子，假设有形成曝光机界限以内的微细图形的半导体用灰调掩模，由于掩模尺寸小，所以尽管有些费时费力，但可通过现有的方法进行对应，但是在LCD制造用灰调掩模的情况下，由于尺寸较大该部分的缺陷部位较多，所以用现有的检查方法，工程负担很大，实际上修正非常困难，因此，本发明的修正方法在使LCD用灰调掩模实用化上必不可少。

另外，在上述的构成中，可得到与正常图形相同的灰调效果的修正图形，相对于正常图形的透射率以在±15％以内为宜，±10％以内更好。

附图说明

图1是说明本发明的实施方式1的灰调部黑缺陷修正方法的部分平面图。

图2是说明本发明的实施方式1的另一种灰调部黑缺陷修正方法的部分平面图。

图3是说明本发明的实施方式2的灰调部白缺陷修正方法的部分平面图。

图4是说明本发明的实施方式2的另一种灰调部白缺陷修正方法的部分平面图。

图5是说明本发明的实施方式3的灰调部白缺陷修正方法的部分平面图。

图6是说明本发明的实施方式4的灰调部白缺陷修正方法的部分平面图。

图7是说明本发明的实施方式4的另一种灰调部白缺陷修正方法的部分平面图。

图8是灰调掩模的说明图，(1)是部分平面图(2)是部分截面图

图9是说明灰调部的其它形态的部分平面图

图10是说明现有的灰调部修正方法的部分平面图

具体实施方式

作为本发明的灰调掩模的灰调部缺陷修正方法，可以举出下列四种方法。

(实施方式1)

黑缺陷的点修正

实施方式1中，不是将灰调部中的黑缺陷部分(桥(短接)，突起等)全部除去而还原到与正常图形相同的形状即原来的形状，而是用激光修复装置用与正常图形具有相同的灰调效果的形状及/或排列除去包含黑缺陷部分的膜的一部分，得到不同于正常图形的、与正常图形具有同等的灰调效果的修图形。

例如，如图1(1)所示，在灰调部3中发生桥(短接)5时，如图1(2)所示，使用激光照射等，将包含黑缺陷部分的膜点性等间隔地部分除去(从而形成开口6)，从而形成可获得与正常图形同等的灰调效果的修正图形。

另外，如图2(1)所示，灰调部3中发生突起7时，如图2(2)所示，使用激光照射等，将包含黑缺陷部分的膜点性等间隔地部分除去(从而形成开口6)，从而形成可获得与正常图形同等的灰调效果的修正图形。

在这些情况下，“包含黑缺陷部分的膜”当中也包含遮光图形3a和遮光部1，遮光图形3a和遮光部1的一部分被去掉。也就是说，激光修复装置中的狭缝没有必要正确地对准遮光图形3a和遮光部1的边缘。另外，因为对点性除去膜的开始位置并无严格的要求(大概即可以)，所以，激光修复装置中的定位变得简单。

实施方式1中，最好预先固定具有灰调效果的狭缝形状、台面的输送间隔进行修正。由于预先固定狭缝形状，就不再需要改变狭缝形状的操作。由于预先固定台面的输送间隔，就不需要定位第二个位置起的位置。预先固定狭缝形状和台面的输送间隔，对掩模上的与上述同类的缺陷进行全部修正更佳。另外，在本发明中，对狭缝形状和台面的输送间隔进行变更来作修正也是可以的，但操作复杂。

即使在灰调部中发生点缺陷时，也可以用如上所述的预先固定的狭缝形状进行修正。

(实施方式2)

白缺陷的点修正

在实施方式2中，不是将灰调部中的白缺陷部分(断线，图形欠缺等)全部填充(形成和缺陷部分相同的图形)还原到与正常图形相同的形状，而是用激光CVD等修正装置，部分地形成铬系薄膜，从而形成和正常图形不同，但可获得和正常图形具有相同的灰调效果的修正图形。

例如，图3(1)所示，灰调部3中的遮光图形3a中发生断线时，如图3(2)所示，对断线部分点性形成修正膜4，使其获得与没有断线的正常图形具有相同的灰调效果(形态2-1)。在这种情况下，为了与在修正膜4的上下所形成的空间中的透射量取得平衡，可使修正膜4的尺寸稍大于遮光图形3a的线宽。

例如，如图4(1)所示，灰调部3中的遮光图形3a中发生图形欠缺时，如图4(2)所示，对缺陷部周边的图形适当除去后，如图4(3)所示，用激光CVD装置等，用可成膜的最小尺寸点性配置形成修正膜4，从而形成和正常图形具有相同的灰调效果的修正膜(形态2-2)。

在这些情况下，由于点性形成的修正膜4的形状和位置要求并不十分严格(大概即可以)，所以，激光CVD装置中的位置对齐和对狭缝的变更操作变得简单。

实施方式2中，最好预先固定具有灰调效果的成膜尺寸(狭缝形状)、成膜间隔(台面的输送间隔)进行修正。由于狭缝形状预先固定，就不再需要改变狭缝形状的操作。由于预先固定台面的输送间隔，也不再需要定位第二个位置起的位置。预先固定狭缝形状和台面的输送间隔，对掩模上的上述同类的缺陷进行全部修正更佳。

灰调部中遮光图形3a中即使发生缺陷(凹部)时，也可象上述那样采用预先固定成膜尺寸来进行修正。

另外，关于普通的遮光部1的凹缺陷9，可以采用现有的方法进行修正。

(实施方式3)

实施方式3所示的是白缺陷修正的其它形态。

例如，如图5(1)所示，灰调部3(线宽不足3μm，空间宽度不足3μm)中的遮光图形3a中发生图形欠缺时，根据需要，除去产生图形欠缺的遮光图形3a的剩余部分(图5(2))，在产生图形欠缺区域上形成修正膜8(图5(3))，在这个修正膜8中用激光修复装置形成狭缝状的等间隔空间3b’，从而形成和正常图形具有相同的灰调效果的修正膜(图5(4))。在这种情况下，不同修正区中的线数和空间数是任意可变的。

当激光修复装置中狭缝的宽度设为最小尺寸(如1μm)时，遮光图形3a的边缘变得粗糙。狭缝宽度设为1.2～1.5μm时，遮光图形3a’的边缘变成直线。最好将激光修复装置中的狭缝宽度设为1.0～1.5μm。

另外，修正成和正常图形相同的线数时，粗看象是和正常图形相同，但是，遮光图形3a’的线宽以及空间3b’的宽度和他们的位置是不同的。线数多的场合和线数少的场合，显然不是和正常图形相同的修正图形。

在实施方式3中，最好预先固定具有灰调效果的狭缝形状(空间形状)、台面的输送间隔进行修正。由于狭缝形状预先固定，就不再需要改变狭缝形状的操作。由于预先固定台面的输送间隔，也不再需要定位第二个位置起的位置。这是最好的修正方法之一。因为虽然不能将最小可加工的狭缝宽度(也就是空间3b’的宽度)做得很小，但可以将台面的输送间隔做成非常小(有可能设成以0.1μm为单位)，因此，例如通过使遮光图形3a’的线宽小一些并且使线数多一些等，可以作成与曝光机分辨率以下的遮光图形同等的透射率水平的图形，从而可以进行修正以获得和正常图形相同的灰调效果。并且，与上述形态2-2的修正方法相比，工作简单而且省时。此外，形成修正膜8的位置的精度要求并不严格，因此比较容易形成修正膜8。

在实施方式3中，最好预先固定狭缝的形状以及台面的输送间隔，对掩模上的与上述同类的缺陷进行全部修正。

另外，对于普通的遮光部1的凹缺陷9，可采用现有方法进行修正。

(实施方式4)

实施方式4中，如图6所示，灰调部3中缺陷发生时，全部除去灰调部3中的遮光图形以后，在灰调部3的整个区域中形成半透射膜(半调膜)10，用膜材料及膜厚度来控制半透射膜10的透射率，从而可以获得和正常图形相同的灰调效果(形态4-1)。

另外，如图7所示，在遮光图形3a中产生图形欠缺的区域中形成半透射膜10，通过该半透射膜10，可以获得和正常图形相同的灰调效果(形态4-2)。

实施方式4中，在将产生欠缺的灰调部的图形的一部分或全部留下的状态下，在灰调部的整个区域或一部分区域上形成半透射膜，从而可以获得和正常图形相同的灰调效果(形态4-3)。

另外，半透射膜10的材料可以为：钼、钨、碳等。若考虑耐药性和附着度，最好是包含铬的材料等。作为使膜厚变薄的方法，可以通过将激光照射时间，例如缩短为通常形成遮光膜时间的1/6左右的方法来进行。根据该方法，不必形成分辨率界限以下的微细图形，并且可以缩短修正时间。其它让膜厚变薄的方法还有调节激光输出的方法。

实施例

在实施例中，对经过上述实施方式1～4修正的灰调掩模中的灰调部，用大型LCD用曝光机进行曝光测试，已确认可以获得与正常图形相同的灰调效果(照射量减小效果)。

另外，本发明并不限于上述实施方式。

例如，即使灰调部中的遮光图形3a是如图9所示的虚线型时，也可适用本发明。

如上所述，根据本发明的修正方法，可容易地修正用现有的修正方法实际上很难修正的灰调部缺陷。

特别是，本发明的修正方法在LCD用灰调掩模的实用化上必不可少。

Claims

1.一种缺陷修正方法，用来修正具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模中灰调部的缺陷，该灰调部是形成使用灰调掩模的曝光机的分辨率界限以内的遮光图形的区域，目的是减少透射过该区域的光的透射量而可选地改变光敏抗蚀剂的膜厚，其特征在于，

2.如权利要求1所述的缺陷修正方法，其特征在于，在修正黑缺陷时，用具有与正常图形相同的灰调效果的形状及/或排列除去包含黑缺陷部分的膜的一部分，形成不同于正常图形的修正图形。

3.如权利要求1所述的缺陷修正方法，其特征在于，在修正白缺陷时，用具有与正常图形相同的灰调效果的形状及/或排列形成修正膜，形成不同于正常图形的修正图形。

4.如权利要求1所述的缺陷修正方法，其特征在于，在修正白缺陷时，在包含白缺陷的区域中形成修正膜后，用具有与正常图形相同的灰调效果的形状及/或排列除去上述修正膜的一部分，形成不同于正常图形的修正图形。

5.如权利要求2～4中任何一个所述的缺陷修正方法，其特征在于，预先将形成修正膜的激光CVD装置中的狭缝形状、或除去膜的激光修复装置中的狭缝形状固定为具有灰调效果的狭缝形状。

6.如权利要求1所述的缺陷修正方法，其特征在于，

7.如权利要求1～4，6中任何一个所述的缺陷修正方法，其特征在于，灰调掩模是LCD用掩模。

8.如权利要求5所述的缺陷修正方法，其特征在于，灰调掩模是LCD用掩模。

9.一种缺陷修正方法，用来修正具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模中灰调部的缺陷，该灰调部是形成使用灰调掩模的曝光机的分辨率界限以内的遮光图形的区域，目的是减少透射过该区域的光的透射量而可选地改变光敏抗蚀剂的膜厚，其特征在于，至少在除去缺陷周围的图形后，不将缺陷部分还原为与正常图形相同的图形，而形成可得到与正常图形相同的灰调效果的修正图形。

10.如权利要求9所述的缺陷修正方法，其特征在于，灰调掩模是LCD用掩模。

11.一种灰调掩模，其特征在于，具有修正图形，所述修正图形的形状与正常图形不同，而其灰调效果与正常图形相同。