CN1284043C - 灰色调掩模的缺陷校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种灰色调掩模的缺陷校正方法。用于对灰色调掩模的灰色调部的缺陷进行校正，该灰色调掩模具有遮光部(1)、透光部(2)、以及成为形成了在使用灰色调掩模的曝光机的极限分辨率以下的遮光图形(3a、3b)的区域并以通过减少透过该区域的光的透光量来选择性地改变光致抗蚀膜的膜厚为目的的灰色调部(3)，其特征在于：当上述灰色调部发生黑缺陷时，通过对上述黑缺陷的全部区域或一部分区域或者包含黑缺陷的区域进行蚀刻来减少膜厚，以形成使上述灰色调部可达到与正常的灰色调部同等的灰色调效果的膜厚。由此可比较容易地对灰色调部进行高精度的校正。

Description

灰色调掩模的缺陷校正方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造液晶显示装置用薄膜晶体管基板等的灰色调掩模的灰色调部的缺陷检查方法。

背景技术

近年，在大型LCD用掩模领域中，正尝试使用灰色调掩模来减少掩模枚数(非专利文献1)。

此处，灰色调掩模，如图3(1)所示，在透明基板上具有遮光部1″、透光部2″和灰色调部3″。灰色调部3″例如是形成了使用灰色调掩模的大型LCD用曝光机的极限分辨率以下的遮光图形3a的区域，且是以减少透过该区域的光的透光量、减少该区域的照射量并选择性改变光致抗蚀膜的膜厚为目的而形成的。3b是灰色调部3″的曝光机的极限分辨率以下的细微透光部。遮光部1″和遮光图形3a通常全都由采用铬和铬化合物等的相同材料制成的厚度相同的膜形成。透光部2″和细微透光部3b全都是在透明基板上未形成遮光膜等的透明基板的部分。

使用灰色调掩模的大型LCD用曝光机的极限分辨率，对于步进方式的曝光机为约3μm，对于镜面投影方式的曝光机为约4μm。为此，例如，在图3(1)把灰色调部3″的透光部3b的间隔宽度设定为不到3μm，把曝光机的极限分辨率以下的遮光图形3a的行宽度设定为不到3μm。在用上述大型LCD用曝光机曝光时，由于透过了灰色调部3″的曝光光作为整体曝光量不足，因而通过该灰色调部3″曝光的正成像型光致抗蚀膜在膜厚仅变薄的状态下残留在基板上。也就是说，抗蚀膜随着曝光量的不同，在与通常的遮光部1″对应的部分和与灰色调部3″对应的部分，针对显像液的溶解性产生差，因而显像后的抗蚀膜形状，如图3(2)所示，与通常的遮光部1″对应的部分1’例如约1.3μm，与灰色调部3″对应的部分3’例如约0.3μm，与透光部2″对应的部分成为无抗蚀膜的部分2’。然后，在无抗蚀膜的部分2’进行被加工基板的第1蚀刻，使用灰化等除去与灰色调部3″对应的薄部分3’的抗蚀膜，并在该部分进行第2蚀刻，从而用1枚掩模进行以往2枚掩模的工序，减少了掩模枚数。

另外，对于上述灰色调掩模的灰色调部，细微图形的加工是不容易的，且在制造工序中发生的碎屑等有很大影响，由于此等原因，发生了由遮光图形13a的细、粗等的CD误差和剩余图形及欠缺图形组成的图形缺陷等(以下，把图形的粗和剩余图形缺陷等称为黑缺陷，把图形的细和欠缺缺陷等称为白缺陷)。

因此，针对灰色调部发生的缺陷，施加图形校正，然而由于灰色调部的图形是细微的，因而复原成与正常图形相同是非常困难的。为了解决该问题，在专利文献1中记载了一种校正方法，该校正方法不复原成与正常图形相同的形状，而取得与正常图形同等的灰色调效果的校正图形，从而进行灰色调部的校正。

[专利文献1]特开2002-107913

[非专利文献1]月刊FPD Intelligence，p.31-35，1999年5月

在上述专利文献1中记载了一种校正方法，该校正方法使用激光CVD修理装置，除去缺陷部分，之后形成为与正常图形同等的灰色调图形的遮光膜图形，或者形成半透光膜。然而，在前者的校正方法中，存在的问题是，与复原正常图形相比，校正是容易的，然而透光率控制是困难的。在后者的形成半透光膜图形的方法中，存在的问题是，与形成遮光图形相比，透光率控制是比较容易的，在后者的半透光膜图形的形成方法中，透光率的控制比形成遮光膜图形要相对地容易。然而对于在专利文献1使用的激光CVD，光束直径最小也有2μmφ，且激光自身也在中心部和周边部具有强弱分布，因而由于该激光的强度分布影响而产生校正膜的膜厚分布，结果产生校正膜的透光率分布。而且，存在的问题是，由于用激光CVD成膜的半透光膜是用弱的能量成膜，因而与透明基板的密合性弱，且由于之后的清洗等而容易剥落。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的是提供一种比较容易且校正精度高的灰色调部的校正方法。

本发明具有以下构成。

(构成1)一种灰色调掩模的缺陷校正方法，用于对灰色调掩模的灰色调部的缺陷进行校正，该灰色调掩模具有遮光部、透光部、以及灰色调部，该灰色调部为形成了在使用灰色调掩模的曝光机的极限分辨率以下的遮光图形的区域，并以减少透过上述区域的光的透光量从而选择性地改变光致抗蚀膜的膜厚为目的，上述方法特征在于：

当上述灰色调部发生黑缺陷时，通过对上述黑缺陷的全部区域或一部分区域或者包含黑缺陷的区域进行蚀刻来减少膜厚，以形成使上述灰色调部可达到与正常的灰色调部同等的灰色调效果的膜厚，上述蚀刻是利用聚焦离子束的蚀刻。

(构成2)一种灰色调掩模的缺陷校正方法，用于对灰色调掩模的灰色调部的缺陷进行校正，该灰色调掩模具有遮光部、透光部、以及灰色调部，该灰色调部为形成了在使用灰色调掩模的曝光机的极限分辨率以下的遮光图形的区域，并以减少透过该区域的光的透光量从而选择性地改变光致抗蚀膜的膜厚为目的，其特征在于：

当上述灰色调部发生白缺陷时，在上述白缺陷部分的一部分或全部或者包含上述白缺陷部分的区域内，使用聚焦离子束校正法，形成使上述灰色调部可达到与正常的灰色调部同等的灰色调效果的半透光性校正膜。

以下，对本发明进行说明。

(黑缺陷的校正法)

首先，对根据本发明的灰色调掩模的缺陷校正方法的黑缺陷的校正法进行说明。

在本发明中，通过削去(蚀刻)黑缺陷本身，减少膜厚，并通过形成半透光膜，进行灰色调部的校正(构成1)。

使用现有的激光CVD修理装置，只能进行膜的除去，不能象FIB(聚焦离子束：Focused Ion Beam)那样减少膜厚。

此处，作为上述蚀刻方法，如果使用FIB气体辅助蚀刻，则当然减少膜厚，并可仅对黑缺陷部选择性进行规定量蚀刻(构成2)。具体地说，使用对校正区域进行扫描，并仅对必要部位发射离子束的方式，可仅对黑缺陷部选择性进行规定量蚀刻。

因此，如以往那样，除去缺陷发生区域是没有必要的，仅通过设定蚀刻条件，就能容易对具有与正常图形同等的灰色调效果的灰色调部进行校正。

而且，要蚀刻的区域有黑缺陷的全部区域或一部分区域或者包含黑缺陷部分的区域(即，不仅黑缺陷的全部区域或一部分区域，而且包含其周边部的遮光图形)。即，通过进行蚀刻，可以在灰色调部区域取得与正常图形同等的灰色调效果。

(白缺陷的校正法)

下面，对根据本发明的灰色调掩模的缺陷校正方法的白缺陷的校正法进行说明。

在本发明中，在白缺陷部分或者包含白缺陷部分的区域内，使用FIB(聚焦离子束：Focused Ion Beam)法进行成膜(构成3)。通过使用FIB法进行成膜，可容易形成膜厚(透光率)均匀性高的校正膜。

与上述黑缺陷同样，也可进行仅缺陷部的成膜，这种情况省略以往那样的除去工序。但是，在除去周边区域之后，可以进行成膜。

而且，形成半透光性校正膜的区域有白缺陷的全部区域或一部分区域或者包含白缺陷部分的区域(即，不仅白缺陷的全部区域或一部分区域，而且包含其周边部区域的区域)。即，通过进行半透光性校正膜的形成，可以在灰色调部区域取得与正常图形同等的灰色调效果。

附图说明

图1是用于对实施方式使用的FIB装置的概要进行说明的示意图。

图2是用于对实施方式的缺陷校正例进行说明的图。

图3是用于对灰色调掩模进行说明的图，图(1)是局部俯视图，图(2)是局部剖面图。

图中：1…遮光部；2…透光部；3…灰色调部；3a…遮光图形；3b…透光部；5…灰色调部；12…黑缺陷；11…白缺陷

具体实施方式

<FIB装置的概要>

图1是表示本发明使用的FIB(聚焦离子束：Focused Ion Beam)装置的概要的图。如图1所示，具有：发生Ga⁺离子的离子源1，光学系统2，射出用于中和Ga⁺离子的电子的电子枪3，以及射出芘气体的气体枪4。

在校正时，首先，在XY载物台5上放置作为被校正对象物的光掩模6，通过移动XY载物台5，使校正部位移动到离子束照射区域，设定包含校正部位的校正区域。然后，在校正区域扫描离子束7，使用检测此时要发生的二次离子(Cr，Si)的二次离子检测器8检测缺陷部位的信号。然后，通过把离子束7经由光学系统照射到XY载物台5上的光掩模6上进行校正。而且，离子束的束径为0.1μmφ以下。

在黑缺陷校正时，使用离子束7蚀刻黑缺陷。此时，使用蚀刻用气体枪9，一面射出α气体(碘气体)，一面照射离子束7，从而促进蚀刻，而且使对玻璃的损坏得到缓解。在离子束的照射区域内，一面使用扫描放大器10扫描校正区域，根据由上述二次离子检测器8检测的信号发射或不发射离子束，蚀刻黑缺陷部分。

在白缺陷校正时，一面射出离子束7，一面使用气体枪射出芘气体，从而使芘气体与离子束7接触并发生聚合(化学反应)，在离子束7的照射区域内堆积碳膜。这样情况也是，在离子束7的照射区域内，一面使用扫描放大器10扫描校正区域，一面根据由上述二次离子检测器8检测的信号发射或不发射离子束，在白缺陷部分形成碳膜。

<校正方法>

图2(1)表示了没有缺陷发生的正常的灰色调图形，图2(2)表示了黑缺陷11和白缺陷12发生的图形，图2(3)表示了校正后的图形。

(黑缺陷)

对于黑缺陷，把校正区域设定成完全覆盖缺陷部(点线B所示区域)，使用上述FIB(聚焦离子束：Focused Ion Beam)的离子束进行上述气体辅助蚀刻处理。此处，离子束的照射条件，采用使缺陷的Cr成为半透光膜，玻璃部不照射离子束的条件来进行。具体地说，通过变更离子束的照射能量和时间(扫描速度)，使缺陷的Cr成为半透光膜。

(白缺陷)

对于包含半透光部(灰色调部)且图形的一部分发生的缺陷，即白缺陷，把校正区域设定成完全覆盖断线部(点线W所示区域)，使用上述FIB(聚焦离子束：Focused Ion Beam)的离子束进行成膜(利用FIB的CVD成膜)。此处，离子束的照射条件，采用使要成膜的膜成为半透光膜的条件来进行。具体地说，通过变更离子束的照射能量和时间(扫描速度)，使要成膜的膜成为所期望的透光率的半透光膜。

而且，黑缺陷的蚀刻方法不限于上述方法。

根据本发明，可提供一种比较容易且校正精度高的灰色调部的校正方法。

Claims (2)

1.一种灰色调掩模的缺陷校正方法，用于对灰色调掩模的灰色调部的缺陷进行校正，该灰色调掩模具有遮光部、透光部、以及灰色调部，该灰色调部为形成了在使用灰色调掩模的曝光机的极限分辨率以下的遮光图形的区域，并以减少透过上述区域的光的透光量从而选择性地改变光致抗蚀膜的膜厚为目的，上述方法特征在于：

当上述灰色调部发生黑缺陷时，通过对上述黑缺陷的全部区域或一部分区域或者包含黑缺陷的区域进行蚀刻来减少膜厚，以形成使上述灰色调部可达到与正常的灰色调部同等的灰色调效果的膜厚，上述蚀刻是利用聚焦离子束的蚀刻。

2.一种灰色调掩模的缺陷校正方法，用于对灰色调掩模的灰色调部的缺陷进行校正，该灰色调掩模具有遮光部、透光部、以及灰色调部，该灰色调部为形成了在使用灰色调掩模的曝光机的极限分辨率以下的遮光图形的区域，并以减少透过该区域的光的透光量从而选择性地改变光致抗蚀膜的膜厚为目的，上述方法特征在于：

当上述灰色调部发生白缺陷时，在上述白缺陷部分的一部分或全部或者包含上述白缺陷部分的区域内，使用聚焦离子束校正法，形成使上述灰色调部可达到与正常的灰色调部同等的灰色调效果的半透光性校正膜。

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