JP2004309515A - Method for correcting defect in gray tone mask - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板等を製造するためのグレートーンマスクの、グレートーン部の欠陥検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、大型LCD用マスクの分野において、グレートーンマスクを用いてマスク枚数を削減する試みがなされている(非特許文献1)。
ここで、グレートーンマスクは、図3(1)に示すように、透明基板上に、遮光部1と、透過部2と、グレートーン部3とを有する。グレートーン部3は、例えば、グレートーンマスクを使用する大型LCD用露光機の解像限界以下の遮光パターン3aを形成した領域であって、この領域を透過する光の透過量を低減しこの領域による照射量を低減してフォトレジストの膜厚を選択的に変えることを目的として形成される。3bはグレートーン部3における露光機の解像限界以下の微細透過部である。遮光部1と遮光パターン3aはともにクロムやクロム化合物等の同じ材料からなる同じ厚さの膜から通常形成されている。透過部2と微細透過部3bはともに、透明基板上において遮光膜等が形成されていない透明基板の部分である。
グレートーンマスクを使用する大型LCD用露光機の解像限界は、ステッパ方式の露光機で約3μm、ミラープロジェクション方式の露光機で約4μmである。このため、例えば、図3(1)でグレートーン部3における透過部3bのスペース幅を3μm未満、露光機の解像限界以下の遮光パターン3aのライン幅を3μm未満とする。上記大型LCD用露光機で露光した場合、グレートーン部3を通過した露光光は全体として露光量が足りなくなるため、このグレートーン部3を介して露光したポジ型フォトレジストは膜厚が薄くなるだけで基板上に残る。つまり、レジストは露光量の違いによって通常の遮光部1に対応する部分とグレートーン部3に対応する部分で現像液に対する溶解性に差ができるため、現像後のレジスト形状は、図3(2)に示すように、通常の遮光部1に対応する部分1’が例えば約1.3μm、グレートーン部3に対応する部分3’が例えば約0.3μm、透過部2に対応する部分はレジストのない部分2’となる。そして、レジストのない部分2’で被加工基板の第1のエッチングを行い、グレートーン部3に対応する薄い部分3’のレジストをアッシング等によって除去しこの部分で第2のエッチングを行うことによって、1枚のマスクで従来のマスク2枚分の工程を行い、マスク枚数を削減する。
【0003】
ところで、上記のようなグレートーンマスクにおけるグレートーン部は、微細パターンの加工が容易ではないことや、製造工程中に発生するごみなどが大きく影響してしまうことなどの理由から、遮光パターン13aの細り、太りなどのCDエラーや余剰パターンや欠落パターンからなるパターン欠陥など(以下、パターンの太りや余剰パターン欠陥等を、黒欠陥と称し、パターンの細りや欠落欠陥等を白欠陥と称す)が発生してしまう。
そこで、グレートーン部に発生した欠陥については、パターン修正が施されるが、グレートーン部のパターンが微細であるために、正常パターンと同じように復元することは非常に困難であった。この問題を解決するために、正常パターンと同じ形状を復元せずに、正常パターンと同等のグレートーン効果が得られるような修正パターンを形成することにより、グレートーン部の修正を行うことが、特許文献1に記載されている。
【0004】
【特許文献1】特開2002−107913
【非特許文献1】月刊FPD Intelligence、p.31−35、1999年5月
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1では、レーザCVDリペア装置を用い、欠陥部分を除去してから、正常パターンと同等のグレートーンパターンとなるような遮光膜パターンの形成、又は半透過膜の形成する修正方法が記載されている。しかしながら、前者の修正方法では、正常パターンを復元するよりは、修正が容易となったが、透過率の制御するのが難しいという課題があった。後者の半透過膜パターンを形成する方法では、遮光パターンを形成するより透過率制御が比較的容易であるが、特許文献1で使用しているレーザCVDでは、ビーム径が最小でも2μmφ程度であり、かつレーザ自身も中心部と周辺部で強弱分布を持っているため、そのレーザの強度分布の影響で修正膜の膜厚分布が生じる結果修正膜の透過率分布が生じてしまうという課題があった。さらに、レーザCVDで成膜された半透過膜は、弱いエネルギーで成膜するため、透明基板との密着性が弱く、その後の洗浄等で剥がれやすいという課題があった。
【0006】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、比較的容易に、修正精度の高いグレートーン部の修正方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の構成を有する。
(構成1) 遮光部と、透光部と、グレートーンマスクを使用する露光機の解像限界以下の遮光パターンを形成した領域であってこの領域を透過する光の透過量を低減してフォトレジストの膜厚を選択的に変えることを目的とするグレートーン部とを有するグレートーンマスクにおけるグレートーン部の欠陥を修正する、グレートーンマスクの欠陥修正方法において、
前記グレートーン部に黒欠陥が発生した場合、前記黒欠陥の全域又は一部の領域、或いは黒欠陥を含む領域を、前記グレートーン部が正常なグレートーン部と同等なグレートーン効果が得られるような膜厚となるように、エッチングにより膜厚を低減させることを特徴とするグレートーンマスクの欠陥修正方法。
(構成2) 前記エッチングが、FIB(Focused Ion Beam)によるエッチングであることを特徴とする請求項1に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
(構成3) 遮光部と、透光部と、グレートーンマスクを使用する露光機の解像限界以下の遮光パターンを形成した領域であってこの領域を透過する光の透過量を低減してフォトレジストの膜厚を選択的に変えることを目的とするグレートーン部とを有するグレートーンマスクにおけるグレートーン部の欠陥を修正する、グレートーンマスクの欠陥修正方法において、
前記グレートーン部白欠陥が発生した場合、前記白欠陥部分の一部又は全部、或いは前記白欠陥部分を含む領域に、FIB修正法により、前記グレートーン部が正常なグレートーン部と同等なグレートーン効果が得られるような半透過性修正膜を形成することを特徴とするグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【0008】
以下、本発明について説明する。
(黒欠陥の修正法)
まず、本発明のグレートーンマスクの欠陥修正方法による黒欠陥の修正法について説明する。
本発明では、黒欠陥そのものを、削る(エッチング)して、膜厚を低減することにより、半透過膜を形成することによって、グレートーン部の修正を行う(構成1)。
従来のレーザCVDリペア装置では、膜の除去しか行うことができず、FIB(Focused Ion Beam)のように膜厚を低減させることは不可能であった。
ここで、前記エッチングの方法として、FIBガスアシストエッチングを用いれば、膜厚を低減させることはもちろん、黒欠陥部のみを選択的に所定量エッチングすることが可能となる(構成2)。具体的には、修正エリアをスキャンさせて、必要な場所のみビームをオンにする方式によって、黒欠陥部のみを選択的に所定量エッチングすることが可能となる。
そのため、従来のように、欠陥発生エリアを除去する必要はなく、エッチング条件を設定するだけで、容易に正常パターンと同等のグレートーン効果を有するグレートーン部の修正が可能となる。
尚、エッチングする領域は、黒欠陥の全域又は一部の領域、或いは黒欠陥部分を含む領域(即ち、黒欠陥の全域又は一部の領域のみならず、その周辺部の遮光パターンを含む領域)がある。即ち、エッチングを行ったことで、グレートーン部領域で正常パターンと同等のグレートーン効果を奏するようになればよい。
【0009】
(白欠陥の修正法)
次に、本発明のグレートーンマスクの欠陥修正方法による白欠陥の修正法について説明する。
本発明では、白欠陥部分又は白欠陥部分を含む領域に、FIB(Focused Ion Beam)法を用いて成膜する(構成3)。FIB法を用いた成膜を行うことにより、膜厚(透過率)均一性の高い修正膜を容易に形成することが可能となる。
上記の黒欠陥同様、欠陥部のみの成膜も可能であり、その場合は従来のような除去工程が省ける。但し、周辺領域を除去してから、成膜してもよい。
尚、半透過性修正膜を形成する領域は、白欠陥の全域又は一部の領域、或いは白欠陥部分を含む領域(即ち、白欠陥の全域又は一部の領域のみならず、その周辺部の領域を含む領域)がある。即ち、半透過性修正膜の形成を行ったことで、グレートーン部領域で正常パターンと同等のグレートーン効果を奏するようになればよい。
【0010】
【発明の実施の形態】
<FIB装置の概要>
図1は、本発明で使用したFIB(Focused Ion Beam)装置の概要を示すものである。図1に示されるように、Ga+イオンを発生させるイオン源1と、光学系2と、Ga+イオンを中和するための電子を放出する電子銃3と、ピレンガスを放出させるガス銃4とを有する。
修正する際には、まず、XYステージ5上に被修正対象物であるフォトマスク6を載置し、XYステージ5を移動させることにより修正箇所をイオンビーム照射領域に移動し、修正箇所を含む修正領域を設定する。次に、修正領域にイオンビーム7を走査し、この際に発生する二次イオン(Cr、Si)を検出する二次イオン検出器8で欠陥箇所の信号を検出する。そして、イオンビーム7が、光学系を介して、XYステージ5上のフォトマスク6に照射されることによって修正が行われる。尚、イオンビームのビーム径は、0.1μmφ以下である。
黒欠陥修正の場合は、イオンビーム7により黒欠陥をエッチングする。この際、エッチング用ガス銃9により、αガス(ヨウ素ガス)を放出しながらイオンビーム7を照射することによって、エッチングが促進され、さらにガラスへのダメージが緩和される。イオンビームの照射領域は、スキャンアンプ10により修正領域を走査しながら、前述の二次イオン検出器8で検出された信号に基づき、黒欠陥部分がエッチングされるように、ビームがオン・オフされる。
白欠陥修正の場合は、イオンビーム7を放出させながら、ピレンガスをガス銃により放出させることによって、ピレンガスがイオンビーム7に接触して重合(化学反応)し、イオンビーム7の照射領域にカーボン膜を堆積する。この場合も、イオンビーム7の照射領域は、スキャンアンプ10により修正領域を走査しながら、前述の二次イオン検出器8で検出された信号に基づき、白欠陥部分にカーボン膜が形成されるように、ビームがオン・オフされる。
【0011】
<修正方法>
図2(1)は欠陥の発生していない正常なグレートーンパターン、図2(2)は黒欠陥11及び白欠陥12が発生したパターン、図2(3)は修正後のパタ−ン、をそれぞれ示す。
【0012】
(黒欠陥)
黒欠陥については、欠陥部を完全に覆うように修正エリアを設定し(点線Bで示したエリア)、上述したFIB(Focused Ion Beam)によるイオンビームにて上述したガスアシストエッチング処理を行なう。ここで、ビームの照射条件は、欠陥のCrが半透過膜になり、ガラス部はビームを照射しない条件にて行なうものとする。具体的には、ビームの照射エネルギーと時間(スキャンスピード)を変更することによって、欠陥のCrが半透過膜になるようにする。
【0013】
(白欠陥)
半透過部(グレー部)を含む、パターンの一部に発生した欠陥について、白欠陥については、断線部を完全に覆うように修正エリアを設定し(点線Wで示したエリア)、上述したFIB(Focused Ion Beam)によるイオンビームにて成膜(FIBによるCVD成膜)を行なう。ここで、ビームの照射条件は、成膜する膜が半透過膜になるような条件で行なうものとする。具体的には、ビームの照射エネルギーと時間(スキャンスピード)を変更することによって、成膜する膜が所望の透過率の半透過膜になるようにする。
【0014】
尚、黒欠陥のエッチング手法は、上記手法に限られるものではない。
【0015】
【発明の効果】
本発明によれば、比較的容易に、修正精度の高いグレートーン部の修正方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態で使用したFIB装置の概要を説明するための模式図である。
【図2】実施の形態における欠陥修正の例を説明するための図である。
【図3】グレートーンマスクを説明するための図であり、(1)は部分平面図、(2)は部分断面図である。
【符号の説明】
1 遮光部
2 透過部
3 グレートーン部
3a 遮光パターン
3b 透過部
5 グレートーン部
12 黒欠陥
11 白欠陥[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for inspecting a gray-tone portion of a gray-tone mask for manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the field of large-size LCD masks, attempts have been made to reduce the number of masks using a gray-tone mask (Non-Patent Document 1).
Here, as shown in FIG. 3A, the gray-tone mask has a light-
The resolution limit of a large LCD exposure machine using a gray-tone mask is about 3 μm for a stepper type exposure machine and about 4 μm for a mirror projection type exposure machine. For this reason, for example, in FIG. 3A, the space width of the
[0003]
By the way, the gray-tone portion in the above-described gray-tone mask has a light-shielding pattern 13a because the processing of a fine pattern is not easy and dust generated during a manufacturing process greatly affects the gray-tone portion. CD errors such as thinning and thickening, and pattern defects composed of surplus patterns and missing patterns (hereinafter, pattern thickening and excessive pattern defects are called black defects, and thinning and missing defects of patterns are called white defects). Will occur.
Therefore, a defect generated in the gray tone portion is subjected to pattern correction, but it is very difficult to restore the defect in the same manner as a normal pattern because the pattern in the gray tone portion is fine. In order to solve this problem, it is possible to correct the graytone portion by forming a correction pattern that can obtain a graytone effect equivalent to the normal pattern without restoring the same shape as the normal pattern, It is described in
[0004]
[Patent Document 1] JP-A-2002-107913
[Non-Patent Document 1] Monthly FPD Intelligence, p. 31-35, May 1999
[Problems to be solved by the invention]
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for correcting a graytone portion with high correction accuracy relatively easily.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration.
(Structure 1) A region in which a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a light-shielding pattern less than the resolution limit of an exposure device using a gray-tone mask are formed, and the amount of light transmitted through this region is reduced to reduce the amount of light. In a method for correcting a defect of a gray-tone portion in a gray-tone portion having a gray-tone portion having a purpose of selectively changing a film thickness of a resist,
When a black defect occurs in the gray-tone portion, a gray-tone effect equivalent to that of a normal gray-tone portion can be obtained in the entire or partial region of the black defect or in a region including the black defect. A method for correcting a defect of a gray-tone mask, characterized in that the film thickness is reduced by etching so as to obtain such a film thickness.
(Structure 2) The method of
(Structure 3) A region in which a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a light-shielding pattern less than the resolution limit of an exposure machine using a gray-tone mask are formed, and the amount of light transmitted through this region is reduced to reduce In a method for correcting a defect of a gray-tone portion in a gray-tone portion having a gray-tone portion having a purpose of selectively changing a film thickness of a resist,
When the gray-tone portion white defect occurs, a part of or the entirety of the white defect portion or an area including the white defect portion is subjected to FIB correction so that the gray-tone portion has a gray equivalent to a normal gray-tone portion. A method for correcting a defect in a gray-tone mask, comprising forming a semi-transparent correction film capable of obtaining a tone effect.
[0008]
Hereinafter, the present invention will be described.
(Method of correcting black defects)
First, a method for correcting a black defect by the method for correcting a gray-tone mask of the present invention will be described.
In the present invention, the gray tone portion is corrected by shaving (etching) the black defect itself and reducing the film thickness to form a semi-transmissive film (Configuration 1).
In the conventional laser CVD repair apparatus, only the film can be removed, and it is impossible to reduce the film thickness unlike FIB (Focused Ion Beam).
Here, if FIB gas assisted etching is used as the etching method, not only the film thickness can be reduced, but also only the black defect portion can be selectively etched by a predetermined amount (Configuration 2). More specifically, a method in which the correction area is scanned and the beam is turned on only at a necessary place can selectively etch only a black defect portion by a predetermined amount.
Therefore, unlike the related art, it is not necessary to remove the defect generation area, and the gray tone portion having the same gray tone effect as the normal pattern can be easily corrected only by setting the etching conditions.
The region to be etched is the whole or a part of the black defect, or a region including the black defect part (that is, not only the whole or part of the black defect but also a region including the light-shielding pattern in the periphery thereof). There is. That is, it is only necessary that the etching achieves the same gray tone effect as the normal pattern in the gray tone portion region.
[0009]
(Method of correcting white defects)
Next, a method for correcting a white defect by the method for correcting a gray-tone mask of the present invention will be described.
In the present invention, a film is formed on a white defect portion or a region including the white defect portion by using a focused ion beam (FIB) method (Configuration 3). By performing film formation using the FIB method, it is possible to easily form a correction film having high uniformity in film thickness (transmittance).
Similarly to the above-described black defect, it is also possible to form a film only at the defective portion. In this case, the conventional removal step can be omitted. However, the film may be formed after the peripheral region is removed.
The area where the semi-transmissive correction film is formed may be the entire area or a part of the white defect, or the area including the white defect part (that is, not only the entire area or a part of the white defect, but also the peripheral part thereof). Region including the region). In other words, the formation of the semi-transmissive correction film may provide a gray-tone effect equivalent to that of the normal pattern in the gray-tone portion region.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<Overview of FIB device>
FIG. 1 shows an outline of an FIB (Focused Ion Beam) apparatus used in the present invention. As shown in FIG. 1, an
At the time of correction, first, a
In the case of correcting a black defect, the black defect is etched by the
In the case of correcting a white defect, the pyrene gas is released by a gas gun while the
[0011]
<How to fix>
FIG. 2A shows a normal gray tone pattern in which no defect occurs, FIG. 2B shows a pattern in which a
[0012]
(Black defect)
For a black defect, a repair area is set so as to completely cover the defective portion (the area indicated by the dotted line B), and the above-described gas-assisted etching process is performed using an ion beam by the above-described FIB (Focused Ion Beam). Here, the beam irradiation conditions are such that the defect Cr becomes a semi-permeable film and the glass portion is not irradiated with the beam. Specifically, by changing the irradiation energy of the beam and the time (scan speed), Cr of the defect becomes a semi-transmissive film.
[0013]
(White defect)
For a defect that occurred in a part of the pattern including a semi-transmissive part (gray part), for a white defect, a correction area is set so as to completely cover the broken part (an area indicated by a dotted line W), and the above-described FIB Film formation (CVD film formation by FIB) is performed with an ion beam by (Focused Ion Beam). Here, the beam irradiation is performed under such conditions that the film to be formed becomes a semi-transmissive film. Specifically, by changing the irradiation energy of the beam and the time (scan speed), the film to be formed is a semi-transmissive film having a desired transmittance.
[0014]
In addition, the etching method of the black defect is not limited to the above method.
[0015]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to relatively easily provide a method for correcting a gray-tone portion with high correction accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an overview of an FIB device used in an embodiment.
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of defect correction in the embodiment.
3A and 3B are diagrams for explaining a gray-tone mask, wherein FIG. 3A is a partial plan view and FIG. 3B is a partial cross-sectional view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記グレートーン部に黒欠陥が発生した場合、前記黒欠陥の全域又は一部の領域、或いは黒欠陥を含む領域を、前記グレートーン部が正常なグレートーン部と同等なグレートーン効果が得られるような膜厚となるように、エッチングにより膜厚を低減させることを特徴とするグレートーンマスクの欠陥修正方法。A light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a region in which a light-shielding pattern less than the resolution limit of an exposure machine using a gray-tone mask is formed, and the amount of light transmitted through this region is reduced to reduce the thickness of the photoresist. Correcting the defect of the gray-tone portion in the gray-tone mask having a gray-tone portion intended to selectively change the defect, the defect correction method of the gray-tone mask,
When a black defect occurs in the gray-tone portion, a gray-tone effect equivalent to that of a normal gray-tone portion can be obtained in the entire or partial region of the black defect or in a region including the black defect. A method for correcting a defect of a gray-tone mask, characterized in that the film thickness is reduced by etching so as to obtain such a film thickness.
前記グレートーン部白欠陥が発生した場合、前記白欠陥部分の一部又は全部、或いは前記白欠陥部分を含む領域に、FIB修正法により、前記グレートーン部が正常なグレートーン部と同等なグレートーン効果が得られるような半透過性修正膜を形成することを特徴とするグレートーンマスクの欠陥修正方法。A light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a region in which a light-shielding pattern less than the resolution limit of an exposure machine using a gray-tone mask is formed, and the amount of light transmitted through this region is reduced to reduce the thickness of the photoresist. Correcting the defect of the gray-tone portion in the gray-tone mask having a gray-tone portion intended to selectively change the defect, the defect correction method of the gray-tone mask,
When the gray-tone portion white defect occurs, a part of or the entirety of the white defect portion or an area including the white defect portion is subjected to FIB correction so that the gray-tone portion has a gray equivalent to a normal gray-tone portion. A method for repairing a defect in a gray-tone mask, comprising forming a semi-transmissive repair film capable of obtaining a tone effect.
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