JP5057866B2 - グレートーンマスクの欠陥修正方法、グレートーンマスクの製造方法及びグレートーンマスク、並びにパターン転写方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置（Liquid Crystal Display：以下、ＬＣＤと呼ぶ）製造等に用いられるグレートーンマスクの欠陥修正方法、グレートーンマスクの製造方法及びグレートーンマスク、並びにパターン転写方法に関するものであり、特に薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造に用いられる薄膜トランジスタ基板（ＴＦＴ基板）の製造に好適に使用されるグレートーンマスクの欠陥修正方法、グレートーンマスクの製造方法及びグレートーンマスク、並びにパターン転写方法に関する。

現在、ＬＣＤの分野において、薄膜トランジスタ液晶表示装置（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display：以下、ＴＦＴ−ＬＣＤと呼ぶ）は、ＣＲＴ（陰極線管）に比較して、薄型にしやすく消費電力が低いという利点から、現在商品化が急速に進んでいる。ＴＦＴ−ＬＣＤは、マトリックス状に配列された各画素にＴＦＴが配列された構造のＴＦＴ基板と、各画素に対応して、レッド、グリーン、及びブルーの画素パターンが配列されたカラーフィルターが液晶相の介在の下に重ね合わされた概略構造を有する。ＴＦＴ−ＬＣＤでは、製造工程数が多く、ＴＦＴ基板だけでも５〜６枚のフォトマスクを用いて製造されていた。このような状況の下、ＴＦＴ基板の製造を４枚のフォトマスクを用いて行う方法が提案されている。

この方法は、遮光部と透光部と半透光部（グレートーン部）を有するフォトマスク（以下、グレートーンマスクという）を用いることにより、使用するマスク枚数を低減するというものである。ここで、半透光部とは、マスクを使用してパターンを被転写体に転写する際、透過する露光光の透過量を所定量低減させ、被転写体上のフォトレジスト膜の現像後の残膜量を制御する部分をいい、そのような半透光部を、遮光部、透光部とともに備えているフォトマスクをグレートーンマスクという。

図６及び図７（図７は図６の製造工程の続き）に、グレートーンマスクを用いたＴＦＴ基板の製造工程の一例を示す。
ガラス基板１上に、ゲート電極用金属膜が形成され、フォトマスクを用いたフォトリソプロセスによりゲート電極２が形成される。その後、ゲート絶縁膜３、第１半導体膜４（ａ−Ｓｉ）、第２半導体膜５（Ｎ＋ａ−Ｓｉ）、ソースドレイン用金属膜６、及びポジ型フォトレジスト膜７が形成される（図６（１））。次に、遮光部１１と透光部１２と半透光部１３を有するグレートーンマスク１０を用いて、ポジ型フォトレジスト膜７を露光し、現像することにより、ＴＦＴチャネル部及びソースドレイン形成領域と、データライン形成領域を覆い、かつチャネル部形成領域がソースドレイン形成領域よりも薄くなるように第１レジストパターン７ａが形成される（図６（２））。次に、第１レジストパターン７ａをマスクとして、ソースドレイン金属膜６及び第２、第１半導体膜５，４をエッチングする（図６（３））。次に、チャネル部形成領域の薄いレジスト膜を酸素によるアッシングにより除去し、第２レジストパターン７ｂを形成する（図７（１））。しかる後、第２レジストパターン７ｂをマスクとして、ソースドレイン用金属膜６がエッチングされ、ソース／ドレイン６ａ、６ｂが形成され、次いで第２半導体膜５をエッチングし（図７（２））、最後に残存した第２レジストパターン７ｂを剥離する（図７（３））。

ここで用いられるグレートーンマスクとしては、半透光部が微細パターンで形成されている構造のものが知られている。例えば図８に示されるように、ソース／ドレインに対応する遮光部１１ａ、１１ｂと、透光部１２と、チャネル部に対応する半透光部（グレートーン部）１３とを有し、半透光部１３は、グレートーンマスクを使用するＬＣＤ用露光機の解像限界以下の微細パターンからなる遮光パターン１３ａを形成した領域である。遮光部１１ａ、１１ｂと遮光パターン１３ａ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。グレートーンマスクを使用するＬＣＤ用露光機の解像限界は、多くの場合、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８で半透光部１３における透過部１３ｂのスペース幅を３μｍ未満、遮光パターン１３ａのライン幅を露光機の解像限界以下の３μｍ未満とすることができる。

上述の微細パターンタイプの半透光部は、グレートーン部分の設計、具体的には遮光部と透光部の中間的なハーフトーン効果を持たせるための微細パターンをライン・アンド・スペースタイプにするのかドット（網点）タイプにするのか、或いはその他のパターンにするのかの選択があり、さらにライン・アンド・スペースタイプの場合、線幅をどのくらいにするのか、光が透過する部分と遮光される部分の比率をどうするか、全体の透過率をどの程度に設計するかなど、非常に多くのことを考慮して設計がなされなければならない。また、グレートーンマスクの製造においても、線幅の中心値の管理、マスク内の線幅のばらつき管理など、非常に難しい生産技術が要求されていた。

そこで、半透光部を半透過性のハーフトーン膜（半透光膜）とすることが従来提案されている（例えば下記特許文献１）。このハーフトーン膜を用いることでハーフトーン部分の露光量を少なくしてハーフトーン露光することが出来る。ハーフトーン膜を用いる場合、設計においては全体の透過率がどのくらい必要かを検討し、マスクにおいてはハーフトーン膜の膜種（素材）であるとか膜厚を選択することでマスクの生産が可能となる。従って、グレートーンマスクの製造ではハーフトーン膜の膜厚制御を行うだけで足り、比較的管理が容易である。また、ＴＦＴチャンネル部をグレートーンマスクの半透光部で形成する場合、ハーフトーン膜であればフォトリソグラフィー工程により容易にパターニングできるので、ＴＦＴチャンネル部の形状が複雑なパターン形状であっても可能であるという利点がある。

特開２００５−３７９３３号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載のグレートーンマスクにおいて、その製造過程で、半透光膜からなる半透光部に欠陥が生じることが避けられない。なお、ここでは、膜パターンの余剰や遮光膜成分の付着、又は異物によって、透過率が所定より低くなる欠陥を黒欠陥、膜パターンの不足によって透過率が所定より高くなる欠陥を白欠陥と称する。

半透光膜を用いたグレートーンマスクの半透光部に、白欠陥、黒欠陥が生じた場合には、通常は、例えばレーザーＣＶＤ法、又は集束イオンビーム（ＦＩＢ）法を用いて、局所的な膜修正を行うことが考えられる。すなわち、白欠陥の部分に、局所的に修正膜を形成し、又は、白欠陥部分、黒欠陥部分を含む領域を予め所定の面積分剥離し、改めて局所的に修正膜を形成することが可能である。但し、その場合、修正膜の材料は、上記半透光膜と同一のものを必ずしも使用できない。というのは、半透光部に用いた半透光膜は、上述の局所的な成膜法に適するとは限らないからである。このため、半透光膜とは異なる膜素材（又は組成）のものを使用することを前提として、修正膜の素材を選択する必要がある。この場合、局所的な修正部分の露光光透過率が、その他の部分（未修正部分）と相違しないように、修正膜の素材、組成、及び膜厚を選択する必要がある。

一方、グレートーンマスクを用いて、被転写体にパターンを転写する際に用いられる露光機は、例えば液晶表示装置製造用のものである場合、i線〜ｇ線（３６５〜４３６ｎｍ）程度の波長域を用いるのが一般的である。これらの露光には、半導体装置製造用のものより一般に面積の大きな露光が必要であるため、光量を確保するために単一波長は用いず、波長域をもった露光光を用いることが有利である。また、露光機の露光光は、多くの場合、個々の装置において必ずしも一定ではない。例えば、i線〜ｇ線にわたる波長域の露光光を有していても、i線の強度が最も大きい露光機、ｇ線の強度が最も大きい露光機などが存在する。更に、露光機の光源の波長特性は、経時変化する。したがって、局所的な修正部分の露光光透過率が未修正部分と相違しないように、予め所定の波長における光透過率特性を勘案して修正膜の素材、膜厚等を選択したとしても、光透過率は露光光の波長が異なれば変動するため、実際の露光時に、修正部分と未修正の部分の透過率が完全に一致するとは限らず、もしずれがあれば、パターン転写したとき、その部分の被転写体上のレジストに意図しない膜厚の段差が生じてしまう。

上述の問題点を図９を用いて説明する。図９は、従来の欠陥修正方法の一例を示すもので、同図（ａ）のマスクパターンの一例に示すように、所定のパターン状に形成された遮光部２１と透光部２２と半透光部２３を備えており、遮光部２１は、透明基板上に遮光膜２５を有して構成され、透光部２２は、透明基板が露出した部分で構成され、さらに半透光部２３は、透明基板上に半透光膜２６を有して構成されている。そして、半透光部２３の半透光膜２６に、欠陥部分５１，５２（５１は白欠陥、５２は黒欠陥）を生じた場合、黒欠陥の部分５２については該欠陥を含む所定の大きさの半透光膜を除去しておき（同図（ｂ））、上記のようにして素材、膜厚を選択した修正膜２７を白欠陥の部分５１，５６に形成する（同図（ｃ））。そして、かかる修正部分を有するグレートーンマスクを用いて被転写体への転写を行うと、被転写体上には、マスクの遮光部に対応する領域では厚い膜厚部分３４ａ、半透光部に対応する領域では薄い膜厚部分３４ｂ、透光部に対応する領域では膜がないレジストパターン３４が形成される（同図（ｄ））。
実際の露光時に、マスクの半透光部における修正部分と未修正の部分の透過率が完全には一致せず、ずれがあれば、その透過率差が、マスク仕様の許容範囲内であったとしても、パターン転写したとき、その部分の被転写体上のレジストパターンには、修正部分に対応する部分３４ｃ、３４ｄとその他の部分とでは膜厚の段差を生じてしまう。

また、図１０は、別のマスクパターンの例を示したものであるが、半透光部２３において生じた欠陥部分５１，５２を修正膜２７にて修正し、パターン転写すると、実際の露光時に、マスクの半透光部における修正部分と未修正の部分の透過率が完全には一致せず、ずれがあれば、その部分の被転写体上のレジストパターン３５には、修正部分に対応する部分３５ｃ、３５ｄとその他の部分とでは膜厚の段差を生じてしまう。

また、修正膜の素材、膜厚等を、上記のように光透過率によって決定したとき、その部分の露光光の位相差は、未修正部分と同一になるとは限らない。むしろ、相違してしまうことが多い。このことも修正部分と未修正部分との間に被転写体上のレジストパターンの意図しない段差を生じさせる原因となる。
このような被転写体上のレジストパターンに微小な段差が生じると、グレートーンマスクとしての性能には影響がない（つまり該グレートーンマスクを使用してパターン転写を行っても問題はない）程度の段差であっても、被転写体上のパターンの検査工程で、擬似欠陥として検出されてしまうことがある。このため、検査効率が低下し、表示装置等の生産効率が低下し、製造上不都合である。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、被転写体上のパターン検査において擬似欠陥を検出してしまう不都合の生じない、半透光部に発生した欠陥を好適に修正できるグレートーンマスクの欠陥修正方法を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、このような欠陥修正方法を適用した欠陥修正工程を有するグレートーンマスクの製造方法を提供することを第２の目的とする。さらには、半透光部に発生した欠陥が好適に修正されたグレートーンマスクを提供することを第３の目的とする。さらに、上記グレートーンマスクを用いたパターン転写方法を提供することを第４の目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するためのグレートーンマスクの欠陥修正方法であって、前記半透光部が、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、前記半透光部において欠陥が生じたときに該欠陥部分を特定する工程と、前記欠陥部分を含む半透光部であって、他の遮光部および／または透光部によって囲まれた領域の半透光部全体の半透光膜を除去する工程と、該半透光膜を除去した領域に、前記半透光膜とは素材又は組成の異なる半透光性の修正膜を形成する工程とを有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である。

（構成２）遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するためのグレートーンマスクの欠陥修正方法であって、前記半透光部が、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、前記遮光部は少なくとも、前記露光光に対して所定の遮光性を有する遮光膜により形成され、前記半透光部において欠陥が生じたときに該欠陥部分を特定する工程と、該欠陥部分の生じた半透光部を含む矩形状の領域に存在する膜を除去する工程と、該膜を除去した領域に少なくとも、前記半透光膜とは素材又は組成の異なる半透光性の修正膜を形成する工程とを有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である。

（構成３）前記膜を除去する工程においては、前記矩形状の領域に存在する半透光膜と遮光膜を除去し、前記修正膜を形成する工程においては、前記半透光性の修正膜と遮光性の修正膜とを形成することを特徴とする構成２に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法である。
（構成４）前記半透光膜と前記半透光性の修正膜とは、異なる成膜方法によって成膜されることを特徴とする構成１乃至３のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法である。

（構成５）前記半透光膜と前記半透光性の修正膜との、露光光に対する位相差が、５０度以上であることを特徴とする構成１乃至４のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法である。
（構成６）前記半透光膜又は膜を除去する工程において除去する領域の大きさが、いずれの方向にも５０μｍを超えない大きさであることを特徴とする構成１乃至５のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法である。

（構成７）前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタのソース、ドレイン、およびチャネル部製造用のものであることを特徴とする構成１乃至６のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法である。
（構成８）前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタのパスレイア、またはホール製造用のものであることを特徴とする構成１乃至６のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法である。
（構成９）構成１乃至８のいずれか一に記載の欠陥修正方法による欠陥修正工程を含むことを特徴とするグレートーンマスクの製造方法である。

（構成１０）遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するためのグレートーンマスクであって、該グレートーンマスクは、３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲内の波長域を少なくとも有する露光光の透過量を所定量低減する複数の半透光部を有し、該複数の半透光部の一部は、他の半透光部と略同一の光透過率を有し、且つ他の半透光部とは素材又は組成の異なる単一の半透光膜により形成されていることを特徴とするグレートーンマスクである。

（構成１１）構成９に記載の製造方法によるグレートーンマスク、または、構成１０に記載のグレートーンマスクを用いて所定の波長の露光光を被転写体に露光し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成することを特徴とするパターン転写方法である。

本発明のグレートーンマスクの欠陥修正方法によれば、半透光膜の欠陥部分を含む半透光部であって、他の遮光部および／または透光部によって囲まれた領域の半透光部全体の半透光膜を除去し、この除去した領域に、上記半透光膜とは素材又は組成の異なる半透光性の修正膜を形成する。または、上記欠陥部分の生じた半透光部を含む矩形状の領域に存在する膜を除去し、この除去した領域に少なくとも上記半透光性の修正膜を形成する。
このような欠陥修正の結果、上記欠陥部分の生じた半透光部の全体が単一の修正膜で形成されるため、被転写体上へのパターン転写を行ったとき、修正膜が形成された半透光部の領域に対応するレジスト上では段差ができない。これによって、マスクユーザーが被転写体上に形成されるレジストパターンの欠陥検査を行うときに、従来のようなレジスト上に微小な段差ができるために擬似欠陥として検出してしまう不都合がなくなり、半透光部に発生した欠陥を好適に修正することができる。そして、表示装置等の製造において、擬似欠陥を検出してしまうことによる検査効率の低下、更にそれによる生産効率の低下を回避できる。

また、本発明のグレートーンマスクの製造方法によれば、このような本発明の欠陥修正方法を適用した欠陥修正工程を有することにより、半透光部に発生した欠陥が好適に修正されたグレートーンマスクを得ることができる。

また、本発明のグレートーンマスクによれば、３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲内の波長域を少なくとも有する露光光の透過量を所定量低減する複数の半透光部を有し、該複数の半透光部の一部は、他の半透光部と略同一の光透過率を有し、且つ他の半透光部とは素材又は組成の異なる単一の半透光膜により形成されており、たとえば上記複数の半透光部の一部が、欠陥を生じた該半透光部を上記単一の半透光膜により修正された半透光部である場合に、この修正された半透光部は、他の半透光部とほぼ同様のグレートーン効果が得られるため、半透光部に発生した欠陥が好適に修正されたグレートーンマスクが得られる。

さらに、上記のように半透光部に発生した欠陥が好適に修正されたグレートーンマスクを用いて、被転写体へのパターン転写を行うことにより、パターン欠陥のない良好な転写パターンを形成することができ、しかも被転写体上に形成されるレジストパターンの欠陥検査を行うときに擬似欠陥を検出してしまう不都合が生じないため、擬似欠陥を検出してしまうことによる検査効率の低下、更にそれによる生産効率の低下を回避できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明によるグレートーンマスクを用いたパターン転写方法を説明するための断面図である。また、図２は、本発明に係るグレートーンマスクの欠陥修正方法の第１の実施の形態を工程順に示す平面図である。
図１に示す本発明のグレートーンマスク２０（ここでは修正された欠陥領域は示していない）は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）やカラーフィルタ、またはプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などを製造するために用いられるものであり、図１に示す被転写体３０上に、膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターン３３を形成するものである。なお、図１中において符号３２Ａ、３２Ｂは、被転写体３０において基板３１上に積層された膜を示す。

上記グレートーンマスク２０は、具体的には、当該グレートーンマスク２０の使用時に露光光を遮光（透過率が略０％）させる遮光部２１と、透明基板２４の表面が露出した露光光を透過させる透光部２２と、透光部の露光光透過率を１００％としたとき透過率を２０〜６０％、好ましくは、４０〜６０％程度に低減させる半透光部２３とを有して構成される。半透光部２３は、ガラス基板等の透明基板２４上に光半透過性の半透光膜２６が形成されて構成される。また、半透光部２３に生じた半透光膜２６の欠陥領域に、本発明による修正膜２７が形成されている。また、遮光部２１は、透明基板２４上に、遮光性の遮光膜２５が設けられて構成される。なお、図１及び図２に示す遮光部２１、透光部２２、及び半透光部２３のパターン形状はあくまでも代表的な一例であって、本発明をこれに限定する趣旨ではないことは勿論である。

上記半透光膜２６としては、クロム化合物、モリブデンシリサイド化合物、Sｉ、Ｗ、Ａｌ等が挙げられる。このうち、クロム化合物には、酸化クロム(ＣｒＯｘ)、窒化クロム(ＣｒＮｘ)、酸窒化クロム(ＣｒＯｘＮ)、フッ化クロム(ＣｒＦｘ)や、これらに炭素や水素を含むものがある。また、モリブデンシリサイド化合物としては、ＭｏＳｉｘのほか、ＭｏＳｉの窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物などが含まれる。また、上記遮光膜２５としては、Ｃｒ、Sｉ、Ｗ、Ａｌなどが挙げられる。上記遮光部２１の透過率は、遮光膜２５の膜材質と膜厚との選定によって設定される。また、上記半透光部２３の透過率は、半透光膜２６の膜材質と膜厚との選定によって設定される。

上述のようなグレートーンマスク２０を使用したときに、遮光部２１では露光光が実質的に透過せず、半透光部２３では露光光が低減されるため、被転写体３０上に形成したレジスト膜（ポジ型フォトレジスト膜）は、転写後、現像を経たとき遮光部２１に対応する部分で膜厚が厚くなり、半透光部２３に対応する部分で膜厚が薄くなり、透光部２２に対応する部分では残膜が実質的に生じないレジストパターン３３を形成する（図１を参照）。このレジストパターン３３において、半透光部２３に対応する部分で膜厚が所定量薄くなる効果をグレートーン効果という。なお、ネガ型フォトレジストを用いた場合には、遮光部と透光部に対応するレジスト膜厚が逆転することを考慮した設計を行う必要があるが、このような場合にも、本発明の効果は充分に得られる。

そして、図１に示すレジストパターン３３の膜のない部分で、被転写体３０における例えば膜３２Ａ及び３２Ｂに第１エッチングを実施し、レジストパターン３３の膜の薄い部分をアッシング等によって除去しこの部分で、被転写体３０における例えば膜３２Ｂに第２エッチングを実施する。このようにして、１枚のグレートーンマスク２０を用いて従来のフォトマスク２枚分の工程が実施されることになり、マスク枚数が削減される。

次に、本実施の形態によるグレートーンマスクの欠陥修正方法について説明する。本実施の形態では、透明基板２４上に、モリブデンシリサイドを含む半透光膜２６（露光光透過率５０％）、クロムを主成分とする遮光膜２５を成膜し、所定のパターニングを施すことによって、遮光部２１、透光部２２、及び半透光部２３を備えた、ＴＦＴ基板製造用のグレートーンマスクを用いる。本実施の形態では、図２の（ａ）に示すように、マスクパターンの一例として、各パターンは、矩形の半透光部２３の領域が遮光部２１によって囲まれた形状のものを用いた。なお、製造方法については後述する。
上記グレートーンマスクの半透光部２３に生じた欠陥の修正方法を説明する。

（１）製造されたグレートーンマスクについては、欠陥検査装置を用いて、マスクパターンの欠陥検査を行う。そして、半透光部において欠陥が存在するときは、該欠陥領域の位置情報と形状情報を特定する。この場合の欠陥は、正常な半透光部に対して、半透光膜の膜厚が小さい、又は半透光膜が欠落した部位を有するために、露光光の透過量が正常な半透光部より大きい部分であるような所謂白欠陥と、遮光膜成分の付着等による、露光光の透過量が正常な半透光部より小さい部分であるような所謂黒欠陥である。
欠陥検査の結果、マスク上の半透光膜２６からなる複数の半透光部２３のうちの一部に、図２（ａ）に示すような白欠陥部分５１と黒欠陥部分５２が存在した。

（２）次に、本実施の形態の場合、上記欠陥部分５１，５２を含む半透光部であって、遮光部２１によって囲まれた領域の半透光部２３全体の半透光膜２６を除去する（図２（ｂ）参照）。半透光膜２６の除去手段としては、後述の修正膜の成膜手段としても使用するＦＩＢ装置（好ましくはＦＩＢのガスアシストエッチング）を用いることができるが、他の例えばレーザ装置等を用いることもできる。この結果、遮光部２１によって囲まれた領域内の全体の半透光膜２６が除去され、除去された領域５３では透明基板２４が露出する。

（３）次に、上記の除去された領域５３に修正膜を形成するための成膜手段と成膜素材（組成）を決定する。本実施の形態では、成膜手段としてＦＩＢ装置を適用する。また、成膜素材としては、ＦＩＢ装置による成膜に適し、また、欠陥がなく修正を行わない半透光部のＭｏＳｉ半透光膜と所定の波長で透過率をできるだけ一致させるという観点から、光透過率の制御が行いやすい素材を用いるのが好ましく、本実施の形態では、カーボンとする。カーボンは、ＦＩＢ装置による成膜に適し、かつ膜厚制御によって光透過率の制御が行いやすいというだけでなく、耐薬品性、付着強度にも優れている素材である。ただし、カーボンとＭｏＳｉとは、透明基板に対する露光光の位相差が異なるので、従来の欠陥修正方法では、両者の透過率を合わせるように修正膜の膜厚を選択したとしても、被転写体上にレジスト段差を作る可能性があるが、本発明によればかかる問題を解消できるので好適である。例えば、半透光膜と、修正膜の位相差は、５０度以上の場合に本発明の効果が顕著である。５０度未満の場合には、境界部分に生じる膜段差は、欠陥検査装置が擬似欠陥として認識しない精度内とすることができる。一方、半透光膜と修正膜の位相差が９０度を超えると、該マスクを露光したときに生じるレジスト膜厚差自体が、液晶表示装置等の製造に支障をもたらす場合がある。従って、透光膜と修正膜の位相差（透明基板に対する位相差の差）は、50〜90度であるときに、本発明の効果が最も顕著である。

（４）当該マスクを使用する際の露光機の波長特性を勘案し、所定の波長においてＭｏＳｉ半透光膜とカーボン修正膜の光透過率をあわせるため、カーボン修正膜の膜厚、及びそれを成膜するための成膜条件（単位面積あたりのドーズ量など）を決定する。ＦＩＢ装置を用いた成膜の場合、膜厚を制御するパラメーターは、主にイオンビームの単位面積当たりのドーズ（Dose、 成膜時の電流値に比例する）量である。

ここで、上記ＦＩＢ装置について説明する。このＦＩＢ装置４０は、図３に示すように、Ｇａ^＋イオンを発生させるイオン源４１と、電磁光学系４２と、Ｇａ＋イオンを中和するための電子を放出する電子銃４３と、βガスを放出させるエッチング用ガス銃４９と、ピレンガスを放出させるガス銃４４とを有して構成される。上記電磁光学系４２は、イオン源４１から発生したＧａ＋イオンをイオンビーム４７とするものであり、このイオンビーム４７がスキャンアンプ４６により走査される。
そして、ＸＹステージ４５上に、被修正対象物であるグレートーンマスク２０を載置し、ＸＹステージ４５を移動させることにより、そのグレートーンマスク２０における修正を施す欠陥領域をイオンビーム照射領域に移動する。次に、修正を施す欠陥領域にイオンビーム４７を走査し、この際に発生する二次イオンを検出する二次イオン検出器４８の作用で、修正を施す欠陥領域の位置を検出する。イオンビーム４７が電磁光学系４２を介して、グレートーンマスク２０の修正を施す欠陥領域に照射されることによって、修正膜の形成や、黒欠陥領域の半透光膜の除去が実施される。なお、イオンビームのビーム径は、０．１μｍφ以下である。

修正膜を形成する場合には、電磁光学系４２を介してイオンビーム４７を放出させながら、ピレンガスをガス銃４４により放出させる。これにより、ピレンガスがイオンビーム４７に接触して重合（化学反応）し、イオンビーム４７の照射領域に修正膜が堆積して成膜される。
また、半透光膜を除去する場合には、エッチング用ガス銃４９によりβガスを放出させ、この状態で電磁光学系４２を介してイオンビーム４７を照射することにより、上記半透光膜が除去される。

（５）上記の除去された領域５３を修正膜の成膜領域として必要な位置情報等をＦＩＢ装置に入力するとともに、上記の成膜条件を入力し、該成膜条件にて成膜領域（上記の領域５３）にカーボンの修正膜２７を形成する（図２（ｃ）参照）。

そして、以上のような本実施の形態による欠陥修正を施したグレートーンマスクを用いて被転写体３０（図１参照）への転写を行うと、被転写体３０上には、マスクの遮光部２１に対応する領域では厚いレジスト膜厚部分３３ａ、修正膜２７を形成した領域５３に対応する領域では薄いレジスト膜厚部分３３ｂ、透光部に対応する領域では膜がないレジストパターン３３が形成される（図２（ｄ）参照）。なお、図２には示していないが、欠陥がなく修正を行わなかった、他の部位に存在する半透光部に対応する領域でも薄いレジスト膜厚部分が形成される。

以上の本実施の形態による欠陥修正の結果、上記欠陥部分の生じた半透光部の全体が単一の修正膜２７で形成されるため、被転写体上へのパターン転写を行ったとき、修正膜が形成された半透光部の領域に対応するレジスト上では段差ができない。したがって、マスクユーザーが被転写体上に形成されるレジストパターンの欠陥検査を行うときに、従来のようなレジスト上に微小な段差ができるために擬似欠陥として検出してしまう不都合がなくなり、半透光部に発生した欠陥を好適に修正することができる。

なお、上記欠陥部分を含む半透光膜を除去する工程において除去する領域の大きさが、いずれの方向にも５０μｍを超えない場合であることが好適である。欠陥部分を含む領域の半透光膜全体を除去するので、比較的小さな半透光部の修正方法として好適である。例えば、ＴＦＴ基板のチャネル部は一般にこの条件に適合するので本発明は最適である。５０μmを超える大きさの領域であると、FIBによる修正膜形成時に、複数回の成膜操作をつなぎあわせる必要が生じ、境界部分の位置整合に付加的な配慮が必要になる。

また、上記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタのソース、ドレイン、およびチャネル部製造用のものであることが好ましい。この用途の場合、本発明による欠陥修正を行うのに好ましいパターンの大きさである。また、上記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタのパスレイア、またはホール製造用のものであることも好ましい。この用途の場合も、本発明による欠陥修正を行うのに好ましいパターンの大きさであり、また形状が矩形状なので、例えばＦＩＢ装置による成膜条件を好適に制御でき好都合である。
また、本実施の形態では、修正膜の成膜手段として、ＦＩＢ装置を適用したが、成膜手段はＦＩＢ装置に限定されるわけではなく、例えばレーザーＣＶＤ等、他の成膜手段を適用することも可能である。

本発明は、以上説明した欠陥修正方法による欠陥修正工程を含むグレートーンマスクの製造方法についても提供する。
上記グレートーンマスクは、たとえば以下のような１乃至３の方法によって得ることができる。本発明は、以下の製造過程で半透光部の半透光膜に生じた欠陥の修正に用いられる。
１．透明基板上に半透光膜、及び遮光膜をこの順に積層されたフォトマスクブランクを用意し、該フォトマスクブランク上に、遮光部に対応する領域のレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングすることにより、半透光膜上に遮光部を形成する。次に、少なくとも半透光部を含む領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した半透光膜をエッチングすることにより、半透光部及び透光部を形成する。こうして、透明基板上に、半透光膜による半透光部、遮光膜と半透光膜の積層膜による遮光部、透光部を形成したグレートーンマスクを得ることができる。

２．透明基板上に遮光膜が形成されたフォトマスクブランクを用意し、該フォトマスクブランク上に、遮光部に対応する領域のレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングすることにより遮光膜パターンを形成する。次に、レジストパターンを除去後、基板の全面に半透光膜を成膜する。そして、遮光部および半透光部に対応する領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして露出した半透光膜をエッチングすることにより、透光部及び半透光部を形成する。こうして、透明基板上に、半透光膜による半透光部、遮光膜と半透光膜の積層膜による遮光部、透光部を形成したグレートーンマスクを得ることができる。

３．上記２と同じフォトマスクブランク上に、遮光部および透光部に対応する領域のレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングすることにより、半透光部に対応する領域の透明基板を露出させる。次に、レジストパターンを除去後、基板の全面に半透光膜を成膜し、遮光部および半透光部に対応する領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した半透光膜（並びに半透光膜及び遮光膜）をエッチングすることにより、透光部及び遮光部、並びに半透光部を形成することもできる。
もちろん、本発明のグレートーンマスクの製造方法は、上述の１乃至３の方法に限定される必要はない。
本発明のグレートーンマスクの製造方法によれば、このような本発明の欠陥修正方法を適用した欠陥修正工程を有することにより、半透光部に発生した欠陥が好適に修正されたグレートーンマスクを得ることができる。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明による欠陥修正方法の第２の実施の形態を工程順に示す平面図である。本実施の形態においても、透明基板２４上に、モリブデンシリサイドを含む半透光膜２６（露光光透過率５０％）、クロムを主成分とする遮光膜２５を成膜し、所定のパターニングを施すことによって、遮光部２１、透光部２２、及び半透光部２３を備えた、ＴＦＴ基板製造用のグレートーンマスクを用いる。但し、本実施の形態では、図４の（ａ）に示すように、マスクパターンの一例として、各パターンは、半透光部２３の領域が、２つの遮光部２１ａ，２１ｂ、及び透光部２２によって囲まれた形状のものを用いた。なお、製造方法は前述のとおりである。
上記グレートーンマスクの半透光部２３に生じた欠陥の修正方法を説明する。

（１）製造されたグレートーンマスクについて、欠陥検査装置を用いて、マスクパターンの欠陥検査を行う。
欠陥検査の結果、マスク上の半透光膜２６からなる複数の半透光部２３のうちの一部に、図４（ａ）に示すように白欠陥部分５１と黒欠陥部分５２が存在した。

（２）次に、本実施の形態の場合、上記欠陥部分５１，５２を含む半透光部であって、２つの遮光部２１ａ，２１ｂ及び透光部２２によって囲まれた領域の半透光部２３全体の半透光膜２６を除去する（図４（ｂ）参照）。半透光膜２６の除去手段としては、例えば前述のＦＩＢ装置（又はレーザーCVD装置）を用いる。この結果、２つの遮光部２１ａ，２１ｂ及び透光部２２によって囲まれた領域内の全体の半透光膜２６が除去され、除去された領域５４では透明基板２４が露出する。

（３）次に、上記の除去された領域５４に修正膜を形成するための成膜手段と成膜素材（組成）を決定する。たとえば前述の第１の実施の形態と同様、成膜手段としてＦＩＢ装置を適用し、成膜素材としてはカーボンとする。

（４）当該マスクを使用する際の露光機の波長特性を勘案し、所定の波長においてＭｏＳｉ半透光膜とカーボン修正膜の光透過率をあわせるため、カーボン修正膜の膜厚、及びそれを成膜するための成膜条件（単位面積あたりのドーズ量など）を決定する。
（５）上記の除去された領域５４を修正膜の成膜領域として必要な位置情報等をＦＩＢ装置に入力するとともに、上記の成膜条件を入力し、該成膜条件にて成膜領域（上記の領域５４）にカーボンの修正膜２７を形成する（図４（ｃ）参照）。

そして、以上のような本実施の形態による欠陥修正を施したグレートーンマスクを用いて被転写体３０（図１参照）への転写を行うと、被転写体３０上には、マスクの遮光部２１ａ，２１ｂに対応する領域では厚い膜厚部分３３ａ、修正膜２７を形成した領域５４に対応する領域では薄い膜厚部分３３ｂ、透光部に対応する領域では膜がないレジストパターン３３が形成される（図４（ｄ）参照）。なお、図４には示していないが、欠陥がなく修正を行わなかった別の部位に存在する半透光部に対応する領域でも薄い膜厚部分が形成される。

以上の本実施の形態による欠陥修正の結果においても、上記欠陥部分の生じた半透光部の全体が単一の修正膜２７で形成されるため、被転写体上へのパターン転写を行ったとき、修正膜が形成された半透光部の領域に対応するレジスト上では段差ができない。したがって、マスクユーザーが被転写体上に形成されるレジストパターンの欠陥検査を行うときに、従来のようなレジスト上に微小な段差ができるために擬似欠陥として検出してしまう不都合がなくなり、半透光部に発生した欠陥を好適に修正することができる。

［第３の実施の形態］
図５は、本発明による欠陥修正方法の第３の実施の形態を工程順に示す平面図である。本実施の形態においても、透明基板２４上に、モリブデンシリサイドを含む半透光膜２６（露光光透過率５０％）、クロムを主成分とする遮光膜２５を成膜し、所定のパターニングを施すことによって、遮光部２１、透光部２２、及び半透光部２３を備えた、ＴＦＴ基板製造用のグレートーンマスクを用いる。但し、本実施の形態では、図５の（ａ）に示すように、マスクパターンの一例として、各パターンは、半透光部２３の領域が、２つの遮光部２１ａ，２１ｂ、及び透光部２２によって囲まれた形状のものを用いた。なお、製造方法は前述のとおりである。
上記グレートーンマスクの半透光部２３に生じた欠陥の修正方法を説明する。

（１）製造されたグレートーンマスクについて、欠陥検査装置を用いて、マスクパターンの欠陥検査を行う。
欠陥検査の結果、マスク上の半透光膜２６からなる複数の半透光部２３のうちの一部に、図５（ａ）に示すように白欠陥部分５１と黒欠陥部分５２が存在した。

（２）次に、本実施の形態の場合は、上記欠陥部分５１，５２の生じた半透光部２３を含む矩形状の領域に存在する半透光膜２６及び遮光膜２５を除去する。半透光膜２６及び遮光膜２５の除去手段としては、それぞれ例えば前述のＦＩＢ装置（好ましくはＦＩＢのガスアシストエッチング）を用いる。この結果、上記欠陥部分５１，５２の生じた半透光部２３を含む矩形状の領域（結果的には、遮光部２１ａと透光部２２と遮光部２１ｂの残存部とによって囲まれた領域）内の半透光膜２６及び遮光部２１ｂの遮光膜２５の一部が除去され、除去された領域５５では透明基板２４が露出する（図５（ｂ）参照）。

（３）次に、上記の除去された領域５５に、最初に半透光性の修正膜を形成する。そのための成膜手段と成膜素材（組成）を決定する。たとえば前述の第１の実施の形態と同様、成膜手段としてＦＩＢ装置を適用し、成膜素材としてはカーボンとする。
（４）当該マスクを使用する際の露光機の波長特性を勘案し、所定の波長においてＭｏＳｉ半透光膜とカーボン修正膜の光透過率をあわせるため、カーボン修正膜の膜厚、及びそれを成膜するための成膜条件（単位面積あたりのドーズ量など）を決定する。

（５）上記の除去された領域５５を修正膜の成膜領域として必要な位置情報等をＦＩＢ装置に入力するとともに、上記の成膜条件を入力し、該成膜条件にて成膜領域（上記の領域５５）にカーボンの修正膜２７を形成する（図５（ｃ）参照）。
（６）次に、上記除去された遮光部２１ｂの領域の一部と同じ領域に、ＦＩＢ装置にて遮光性の修正膜２８を形成する（図５（ｄ）参照）。この場合、修正膜２８の素材は遮光膜２５と必ずしも同一でなくてもよいが、遮光膜２５として用いたクロムを主成分とする膜は、ＦＩＢ装置による成膜に適しているため、本実施の形態においては、遮光性の修正膜２８としても好適である。

そして、以上のような本実施の形態による欠陥修正を施したグレートーンマスクを用いて被転写体３０（図１参照）への転写を行うと、被転写体３０上には、マスクの遮光部２１ａ，２１ｂに対応する領域では厚い膜厚部分、修正膜２７を形成した領域５５（但し遮光性の修正膜２８を形成した領域を除く）に対応する領域では薄い膜厚部分、透光部に対応する領域では膜がないレジストパターンが形成される。なお、欠陥がなく修正を行わなかった半透光部に対応する領域でも薄い膜厚部分が形成される。

以上の本実施の形態による欠陥修正の結果においても、上記欠陥部分の生じた半透光部の全体が単一の修正膜２７で形成されるため、被転写体上へのパターン転写を行ったとき、修正膜が形成された半透光部の領域に対応するレジスト上では段差ができない。したがって、マスクユーザーが被転写体上に形成されるレジストパターンの欠陥検査を行うときに、従来のようなレジスト上に微小な段差ができるために擬似欠陥として検出してしまう不都合がなくなり、半透光部に発生した欠陥を好適に修正することができる。
また、本実施の形態によると、欠陥部分を含む矩形状の領域の膜を除去し、この除去した矩形状の領域に修正膜を形成できるので、修正面積を一定にでき、例えばＦＩＢ装置の成膜条件等を制御しやすいという利点がある。

本発明のグレートーンマスクを用いたパターン転写方法を説明するための断面図である。 本発明による欠陥修正方法の第１の実施の形態を工程順に示す平面図である。 ＦＩＢ装置の構造を示す概略側面図である。 本発明による欠陥修正方法の第２の実施の形態を工程順に示す平面図である。 本発明による欠陥修正方法の第３の実施の形態を工程順に示す平面図である。 グレートーンマスクを用いたＴＦＴ基板の製造工程を示す概略断面図である。 グレートーンマスクを用いたＴＦＴ基板の製造工程（図６の製造工程の続き）を示す概略断面図である。 従来の微細パターンタイプのグレートーンマスクの一例を示す平面図である。 従来の欠陥修正方法を工程順に示す平面図である。 従来の欠陥修正方法の他の例を工程順に示す平面図である。

符号の説明

１０，２０ グレートーンマスク
２１ 遮光部
２２ 透光部
２３ 半透光部
２４ 透明基板
２５ 遮光膜
２６ 半透光膜
２７ 修正膜
３０ 被転写体
３３ レジストパターン
４０ ＦＩＢ装置
５１，５２ 欠陥部分

Claims (8)

1. パターン転写の際に、３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの波長域を有する露光光を用いるグレートーンマスクであって、遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するための液晶表示装置製造用グレートーンマスクの欠陥修正方法であって、
   前記半透光部が、前記露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、
   前記半透光部において欠陥が生じたときに該欠陥部分を特定する工程と、
   前記欠陥部分を含む半透光部であって、遮光部および／または透光部によって囲まれた領域の半透光部全体の半透光膜を除去する工程と、
   該半透光膜を除去した領域全体に、前記半透光膜の成膜方法とは異なる成膜方法により、前記半透光膜とは素材又は組成の異なる半透光性の修正膜を形成する工程と
   を有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。
2. 前記半透光膜と前記半透光性の修正膜との、露光光に対する位相差が、５０度以上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。
3. 前記半透光膜を除去する工程において除去する領域の大きさが、いずれの方向にも５０μｍを超えない大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
4. 前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタのソース、ドレイン、およびチャネル部製造用のものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
5. 前記グレートーンマスクは、薄膜トランジスタのパスレイア、またはホール製造用のものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
6. 前記修正膜の形成には、集束イオンビーム法を用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか一に記載の欠陥修正方法による欠陥修正工程を含むことを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
8. 請求項７に記載の製造方法によるグレートーンマスクを用いて所定の波長の露光光を被転写体に露光し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成することを特徴とするパターン転写方法。

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