JP5102912B2 - 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た（例えば下記非特許文献１）。

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５及び図６（図６は図５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５（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５（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５（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６（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６（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６（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７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７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を考慮し設計することができる。

一方、ハーフトーン露光したい部分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。マスク製造ではハーフトーン膜の膜厚制御を行う。ＴＦＴチャンネル部をグレートーンマスクのグレートーン部で形成する場合、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。

また、下記特許文献２には、遮光部と、透光部とグレートーン部を有するグレートーンマスクにおいて、グレートーン部の欠陥を修正する際に、グレートーン部の膜が正常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、ＦＩＢ(Focused Ion Beam Deposition)を用いたエッチングによる膜厚の低減、又は膜形成が記載されている。

特開２００２−１８９２８０号公報 特開２００４−３０９５１５号公報 「月刊エフピーディ・インテリジェンス（ＦＰＤ Intelligence）」、１９９９年５月、ｐ．３１−３５

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、半透光膜からなるグレートーン部に欠陥が生じることは避けられない。
一方、上記特許文献２によると、グレートーン部に微細パターンを有するグレートーンマスクにおいて、この微細パターン部分に生じた欠陥に対し、比較的容易に、修正度の高い修正を行うことができるとされている。すなわち、正常パターンが微細であるために、欠陥が生じたときにその微細なパターンを同じ形状に復元することが困難である場合、例えばレーザーＣＶＤ装置を用いて白欠陥部分に遮光膜を形成する、又は黒欠陥部分を除去して改めて遮光膜を形成するといった方法では、適切なグレートーン効果を得るための透過率制御が容易でないという課題を解決している。
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。

一方、半透光部に、半透光膜を用いて、露光光の透過量を制御するタイプのグレートーンマスクにおいて、該半透光膜の欠落による白欠陥が生じた場合、理想的には、欠落した該欠陥部分と同寸法、同形状の修正膜を位置精度高く形成する修正が行えればよい。黒欠陥の場合には、黒欠陥部分の膜を除去した上で、同様に、除去部分と同寸法、同形状の修正膜を形成できればよい。しかしながら、そのような修正が現実的には困難である。例えば、欠陥修正のために形成した膜部分が、欠陥周縁部分と重なると、その部分の光透過量は、所望値より低くなり、新たな黒欠陥をなしてしまう懸念がある。或いは、欠陥修正のために形成した膜部分と欠陥周縁部分に隙間ができれば、その部分の光透過率は透光部と等しくなり、白欠陥となってしまう。

上述の問題点を図８及び図９を用いて説明する。図８及び図９は、このような半透光部をハーフトーン膜（半透光膜）とするグレートーンマスクの一例を示すものである。すなわち、グレートーンマスク６０は、所定のパターン状に形成された遮光部６１と透光部６２と半透光部６３を備えており、遮光部６１は、透明基板６４上に遮光膜６５を有して構成され、透光部６２は、透明基板６４が露出した部分で構成され、さらに半透光部６３は、透明基板６４上に半透光膜６６を有して構成されている（たとえば図９（ａ）の（２）（（１）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図）を参照）。

図８（ａ）に示すように、半透光部６３において半透光膜の欠落による白欠陥７０が生じた場合、欠落した該白欠陥部分と同寸法、同形状の修正膜６７を位置精度高く形成できれば（同図（ｂ））、理想的な修正が行える。しかしながら、このような理想的な修正は現実には困難であり、たとえば図９（ａ）のように、白欠陥領域７０と修正膜６７の成膜領域７１がずれたために、修正膜６７が欠陥周縁部分と重なる領域７０ｂと、修正膜６７と欠陥周縁部分にできた隙間の領域７０ａが生じた場合、同図（３）（（２）に示す断面における光透過率（Ｔ）を表わす）に示すように、前者の重なり領域７０ｂでの光透過量は、所望値より低くなり（遮光部と近くなり）、新たな黒欠陥をなしてしまう可能性がある。また、後者の隙間の領域７０ａにおける光透過率は透光部と等しくなり、白欠陥となってしまう。
また、図９（ｂ）のように、修正膜６７の成膜領域７２が白欠陥領域７０よりも大きいために生じた、修正膜６７が欠陥周縁部分と重なる領域７０ｂでは上述のように光透過率が低くなり黒欠陥をなしてしまう可能性がある。さらに、図９（ｃ）のように、修正膜６７の成膜領域７３が白欠陥領域７０よりも小さいために生じた、修正膜６７と欠陥周縁部分との隙間の領域７０ａでは上述のように白欠陥となってしまう。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、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、前記半透光部が半透光膜により形成され、前記半透光部において欠陥領域を特定する工程と、前記欠陥領域を含む領域に、修正膜を形成する工程とを有し、前記修正膜は、その中心部より周縁側の部分に、中心部よりも露光光の透過量が大きい領域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）前記修正膜は、その中心部から周縁部に向かい、連続的に又は階段状に露光光の透過量が増大することを特徴とする構成１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３）前記修正膜は、その中心部より周縁側の部分に、中心部よりも膜厚の小さい領域を有することを特徴とする構成１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）前記修正膜は、その中心部から周縁部に向かい、連続的に又は階段状に膜厚が減少することを特徴とする構成３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）前記欠陥領域は、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領域であることを特徴とする構成１乃至４の何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）前記欠陥領域は、正常な半透光部に対して、半透光膜の膜厚が大きい、又は半透光膜以外の成分が付着したために、露光光の透過量が正常な半透光部より小さい領域であることを特徴とする構成１乃至４の何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）前記修正膜の形成工程は、二回以上の成膜工程を有し、それぞれの成膜工程において、半透光部における所望のグレートーン効果を与える露光光の透過量より大きい透過量を有する半透光膜を成膜することを特徴とする構成１乃至６の何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）前記修正膜の二回以上の成膜工程は、欠陥領域内の、欠陥領域より小さな領域に成膜する工程と、欠陥領域を含み、欠陥領域より大きな領域に成膜する工程を含むことを特徴とする構成７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）前記修正膜の形成工程は、収束イオンビーム法を適用することを特徴とする構成１乃至８の何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１０）イオンビームをデフォーカスした状態で照射することを特徴とする構成９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１１）構成１乃至１０の何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１２）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、前記半透光部が半透光膜により形成され、かつ、前記半透光膜の所定部分には、中心部より周縁側の部分に、中心部よりも露光光の透過量が大きい領域を有する修正膜が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１３）前記修正膜は、その中心部から周縁部に向かい、連続的に又は階段状に露光光の透過量が大きくなっていることを特徴とする構成１２に記載のグレートーンマスクである。
（構成１４）前記修正膜は、その中心部より周縁側の部分に、中心部よりも膜厚の小さい領域を有することを特徴とする構成１２に記載のグレートーンマスクである。
（構成１５）前記修正膜は、その中心部から周縁部に向かい、連続的に又は階段状に膜厚が減少していることを特徴とする構成１４に記載のグレートーンマスクである。
（構成１６）構成１１記載の製造方法によるグレートーンマスク、または、構成１２乃至１５のいずれかに記載のグレートーンマスクと、露光機を用い、前記グレートーンマスクに形成されたパターンを、被転写体に転写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、半透光部が半透光膜により形成され、前記半透光部において欠陥領域を特定する工程と、前記欠陥領域を含む領域に修正膜を形成する工程とを有し、当該修正膜は、その中心部より周縁側の部分に、中心部よりも露光光の透過量が大きい領域を有する。
修正膜が欠陥周縁部分と重なった場合にも、該部分の光透過量の低下を抑制でき、また修正膜と欠陥周縁部分に隙間ができることによって白欠陥を形成する懸念を抑制することが可能となる。結果的に、欠陥が修正された領域は、半透光部における正常なグレートーン部分に許容された透過率範囲とほぼ同等のグレートーン効果が得られるようになり、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。さらに、上記効果を利用し、予め修正膜を、白欠陥部分より大きめに設計することが可能となる。これは、白欠陥に対する許容度の低いマスクに対して特に好適に適用できる。
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、半透光部が半透光膜により形成され、前記半透光部の所定部分には、中心部より周縁側の部分に、中心部よりも露光光の透過量が大きい領域を有する修正膜が形成されていることにより、修正膜が欠陥周縁部分と重なった場合にも、該部分の光透過量の低下を抑制でき、また修正膜と欠陥周縁部分に隙間ができることによって白欠陥を形成する懸念を抑制することが可能となる。結果的に、欠陥が修正された領域は、半透光部における正常なグレートーン部分に許容された透過率範囲とほぼ同等のグレートーン効果が得られ、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。

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。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の実施の形態を示すもので、（１）は欠陥修正前の平面図、（２）は修正途中の平面図、（３）は欠陥修正後の平面図、（４）は（３）におけるＬ−Ｌ線に沿った側断面図、（５）は（４）に示す断面における光透過率（Ｔ）を表わす曲線図である。

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、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、ＭｏSｉ、Sｉ、Ｗ、Ａｌ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。Mo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、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上に塗布したレジスト膜（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膜が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、透明基板上に、モリブデンシリサイドを含む半透光膜（露光光透過率５０％）、クロムを主成分とする遮光膜を成膜し、所定のパターニングを施すことによって、遮光部、透光部、及び半透光部を備えた、ＴＦＴ基板製造用のグレートーンマスクを用いる。製造方法については後述する。
本実施の形態による、上記半透光部に生じた白欠陥の修正方法を図２を用いて説明する。

（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である。
欠陥検査の結果、図２（１）に示すように、半透光膜２６からなる半透光部２３に、白欠陥領域５０が存在した。なお、マスクに生じる実際の欠陥は、不規則な形状のものが多いが、ここでは、便宜上ほぼ楕円形状のものを示した。

（２）次に、修正の第１段階として、上記欠陥領域よりも小さい領域に修正膜の成膜を行う。まず、修正膜を形成するための成膜手段と成膜素材を決定する。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、半透光膜と同じモリブデンシリサイドを含む材料を用いてもよいが、ＦＩＢ装置による成膜に適し、かつ光透過量の制御が行いやすい素材を用いるのが好ましい。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、かつ光透過量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。

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、黒欠陥領域の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。

第１段階の修正としては、上記半透光膜２６の透過率（５０％）よりも高めの透過率をもつ修正膜の成膜を行うものとし、ここでは例えば７０％の透過率をもつ修正膜を成膜するためのＦＩＢ装置を用いた成膜条件を決定する。ＦＩＢ装置を用いた成膜の場合、膜の透過率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。また、第１段階の修正膜の成膜領域としては、上記白欠陥領域５０内であって、当該領域より小さな領域５２を設定する。欠陥領域と成膜領域との大きさの差（サイズマージン）は、成膜装置（ＦＩＢ装置）の位置決め精度等を考慮し、ここでは例えば１μｍの隙間ができるように成膜領域を設定する。
修正膜の成膜領域５２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、成膜領域５２に修正膜２８を形成する（図２（２）参照）。

（３）次に、修正の第２段階として、上記白欠陥領域よりも大きい領域に修正膜の成膜を行う。第２段階の修正膜の成膜領域としては、上記白欠陥領域５０を含み、当該領域より大きな領域５３を設定する。欠陥領域と成膜領域との大きさの差（サイズマージン）は、成膜装置（ＦＩＢ装置）の位置決め精度等を考慮し、ここでは例えば１μｍのサイズマージンとなるように成膜領域を設定する。
修正膜の成膜領域５３として、必要な位置情報等をＦＩＢ装置に入力し、その他の成膜条件、成膜素材は第１段階の成膜と同様にして、成膜領域５３に修正膜２９を形成する（図２（３）、（４）参照）。

以上の欠陥修正の結果、図２（５）に示すように、白欠陥領域の中心付近では、第１段階の修正膜２８と第２段階の修正膜２９の積層により、露光光の透過率がほぼ５０％となり（図中のＡで示す）、正常な半透光部と同様のグレートーン効果を有するものとなった。また、白欠陥領域の周縁部分では、中心部（修正膜の積層部分）より露光光透過率の大きい修正膜２９のみが形成されており、２μｍ未満のマージン領域に透過率が正常な半透光部より若干高い部分と若干低い部分とが形成されたが（図中のＢ，Ｃで示す）、マスク使用時の露光条件下では、解像せず、透過率も許容範囲内であったため、問題なく使用可能なものとなった。

以上は白欠陥の修正方法を説明したが、半透光部において遮光膜成分の付着等による黒欠陥が存在する場合、ＦＩＢ装置等を用いて黒欠陥だけを除去しようとすると、半透光膜にもダメージを与えるため、半透光膜に影響を与えずに黒欠陥を除去することは困難である。したがって、黒欠陥を含む領域の半透光膜をＦＩＢ装置、レーザー等で除去し、この除去した領域を欠陥領域として、上述の白欠陥の場合と同様の修正を施すことにより、黒欠陥の場合にも好適に修正を行うことができる。

以上のように、本実施の形態によれば、欠陥領域を含む領域に形成する修正膜は、その中心部より周縁側の部分に、中心部よりも露光光の透過量が大きい領域を有することにより、修正膜が欠陥周縁部分と重なる部分の光透過量の低下を小さくでき、また修正膜と欠陥周縁部分に隙間ができないため、欠陥が修正された領域は、半透光部における正常なグレートーン部分と同等のグレートーン効果が得られるようになり、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、本実施の形態では、二度の修正膜の成膜工程において同様の成膜条件を適用したが、二度の成膜による積層の結果として例えば５０％程度の露光光透過率が得られる条件を満足すれば、異なる成膜条件を適用してもよいし、また同様の条件を満足すれば三度以上の成膜工程を実施してもよい。また、欠陥領域よりも小さな領域に修正膜を形成する工程と、欠陥領域よりも大きな領域に修正膜を形成する工程の順番を上記と逆にしてもよい。つまり、先に、欠陥領域よりも大きな領域に修正膜を形成し、その上に、欠陥領域よりも小さな領域に修正膜を形成してもよい。
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。
更に、本実施例では、修正膜の中心部は、欠陥のない半透光部に指定された所定の露光光透過率と略同一の透過率に設定したが、白欠陥に対する許容度の大きいマスクであれば、前記所定の露光光透過率よりも高い露光光透過率に設定することもでき、逆に黒欠陥い対する許容度の大きいマスクであれば、前記所定の露光光透過率より低い露光光透過率に設定することもができる。以下の実施例でも同様である。

［第２の実施の形態］
図４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２の実施の形態を示すもので、（１）は欠陥修正前の平面図、（２）は欠陥修正後の平面図、（３）は（２）におけるＬ−Ｌ線に沿った側断面図、（４）は（３）に示す断面における光透過率（Ｔ）を表わす曲線図である。
本実施の形態による、半透光部に生じた白欠陥の修正方法を図４を用いて説明する。

（１）第１の実施形態と同様、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い、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。欠陥検査の結果、図４（１）に示すように、半透光膜２６からなる半透光部２３に、白欠陥領域５０が存在した。

（２）次に、上記欠陥領域よりも大きい領域に修正膜の成膜を行う。この修正膜を形成するための成膜手段としては、第１の実施形態と同様にＦＩＢ装置を適用し、成膜素材としては、カーボンとする。
本実施の形態による修正では、ＦＩＢ装置による修正膜の成膜の際、成膜装置の精度を考慮し、所定量（例えば１μｍ分）フォーカスをオフセットして、イオンビームをジャストフォーカス位置よりもデフォーカスした状態で照射し、修正膜の中心部より周縁側の部分において成膜量が小さくなり、その分中心部より露光光透過率が大きくなるように成膜を行うものとし、かつ欠陥領域の中心部分において正常な半透光部と同程度の露光光透過率を満たすように成膜を行うものとする。なお、デフォーカスによるぼかし領域（幅）は、半透光部の透過率、デフォーカスによる透過率分布、プロセスマージンなどにもより一概には言えないが、２μｍ前後（現像可否の境界程度）とするのが好適である。

また、本実施の形態では、修正膜の成膜領域としては、上記白欠陥領域５０を含み、当該領域より大きな領域５１を設定する。欠陥領域と成膜領域との大きさの差（サイズマージン）は、成膜装置（ＦＩＢ装置）の位置決め精度等を考慮し、ここでは例えば１μｍのサイズマージンとなるように成膜領域を設定する。
修正膜の成膜領域５１として、必要な位置情報等をＦＩＢ装置に入力するとともに、上記の必要な成膜条件を入力し、成膜領域５１に修正膜２７を形成する（図４（２）、（３）参照）。

以上の欠陥修正の結果、図４（４）に示すように、白欠陥領域の中心付近では、露光光の透過率がほぼ５０％となり（図中のＡで示す）、正常な半透光部と同様のグレートーン効果を有するものとなった。また、白欠陥領域の周縁部分では、中心部より露光光透過率の大きい修正膜２７が形成されており、その２μｍ未満のぼかし領域に透過率が正常な半透光部より若干高い部分と若干低い部分とが形成されたが（図中のＢ，Ｃで示す）、マスク使用時の露光条件下では、解像せず、透過率も許容範囲内であったため、問題なく使用可能なものとなった。
以上は本実施形態による白欠陥の修正方法を説明したが、黒欠陥の場合にも該領域の半透光膜を除去し、上述の白欠陥の場合と同様の修正を施すことにより、黒欠陥の場合にも好適に修正を行うことができる。

以上のように、本実施の形態においても、欠陥領域を含む領域に形成する修正膜は、その中心部より周縁側の部分に、中心部よりも露光光の透過量が大きい領域を有することにより、修正膜が欠陥周縁部分と重なる部分の光透過量の低下を小さくでき、また修正膜と欠陥周縁部分に隙間ができないため、欠陥が修正された領域は、半透光部における正常なグレートーン部分と同等のグレートーン効果が得られるようになり、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。

次に、図１０を参照して、上述の実施形態に用いたグレートーンマスクの製造方法の一実施例を説明する。
使用するマスクブランクは、透明基板２４上に、遮光膜２５が形成されている（図１０（ａ）参照）。遮光膜２５の材質はＣｒとその化合物の複合膜を用いた。
まず、このマスクブランクの遮光膜２５上にレジストを塗布してレジスト膜を形成する。描画には、通常電子線又は光（短波長光）が用いられることが多いが、本実施例ではレーザー光を用いる。従って、上記レジストとしてはポジ型フォトレジストを使用する。そして、レジスト膜に対し、所定のパターン（遮光部に対応するレジストパターンを形成するようなパターン）を描画し、描画後に現像を行うことにより、遮光部に対応するレジストパターン８０を形成する（図１０（ｂ）参照）。

次に、上記レジストパターン８０をエッチングマスクとして遮光膜２５をエッチングして遮光膜パターンを形成する。本実施例では遮光膜にＣｒとその化合物の複合膜を用いたので、エッチング手段としては、ドライエッチングもしくはウェットエッチングのどちらでも可能である。本実施例ではウェットエッチングを利用した。
残存するレジストパターンを除去した後（図１０（ｃ）参照）、基板の全面に半透光膜２６を成膜する（図１０（ｄ）参照）。半透光膜２６は、透明基板２４の露光光の透過量に対し５０〜２０％程度の透過量を有するもので、本実施例ではスパッタ成膜によるCr酸化物（透過率５０％）を半透光膜２６として採用した。

次に、上記半透光膜２６上に前記と同じレジスト膜を形成し、２度目の描画を行う。２度目の描画では、半透光部に対応するレジストパターン（半透光部上にレジストパターンが形成される）を形成するように所定のパターンを描画する。描画後、現像を行うことにより、半透光部に対応する領域にレジストパターン８１を形成する（図１０（ｅ）参照）。
次いで、上記レジストパターン８１をエッチングマスクとして露出した半透光膜２６をエッチングして半透光部を構成する半透光膜パターンを形成する。本実施例ではこの場合のエッチング手段として、半透光膜２６と遮光膜２５との間に高いエッチング選択性が得られるドライエッチングを利用した。
そして、残存するレジストパターンを除去して、グレートーンマスク２０が出来上がる（図１０（ｆ）参照）。

なお、本発明のグレートーンマスクの製造方法は上記実施例には限定されない。上記実施例では、透明基板上に遮光膜を形成したマスクブランクを使用し、製造工程の途中で半透光膜の成膜を行ったが、たとえば、透明基板上に半透光膜と遮光膜を順に形成したマスクブランクを用いて製造することもできる。この場合の遮光部は、半透光膜と遮光膜の積層膜で構成される。

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の実施の形態を示すもので、（１）は欠陥修正前の平面図、（２）は修正途中の平面図、（３）は欠陥修正後の平面図、（４）は側断面図、（５）は断面における光透過率（Ｔ）を表わす曲線図である。 ＦＩＢ装置の構造を示す概略側面図である。 本発明に係るグレートーンマスクの欠陥修正方法の第２の実施の形態を示すもので、（１）は欠陥修正前の平面図、（２）は欠陥修正後の平面図、（３）は側断面図、（４）は断面における光透過率（Ｔ）を表わす曲線図である。 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５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。 理想的な欠陥修正方法を説明するための平面図である。 従来の欠陥修正方法における問題点を説明するための図である。 本発明のグレートーンマスクの製造工程の一例を示す断面図である。

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
５０ 欠陥領域

Claims (10)

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であって、
   前記遮光部は、透明基板上に遮光膜を有し、前記半透光部は、前記透明基板上に半透光膜を有するグレートーンマスクの欠陥修正方法において、
   前記半透光部において欠陥領域を特定する工程と、
   前記欠陥領域を含む領域に、修正膜を形成する工程とを有し、
   前記修正膜は、中心部から周縁部に向かい、連続的に又は階段状に膜厚が減少する部分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. 前記修正膜は、その中心部から周縁部に向かい、連続的に又は階段状に露光光の透過量が増大す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. 前記欠陥領域は、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領域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. 前記欠陥領域は、正常な半透光部に対して、半透光膜の膜厚が大きい、又は半透光膜以外の成分が付着したために、露光光の透過量が正常な半透光部より小さい領域の半透光膜を除去した領域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。
5. 前記修正膜の形成工程は、二回以上の成膜工程を有し、それぞれの成膜工程において、半透光部における所望のグレートーン効果を与える露光光の透過量より大きい透過量を有する半透光膜を成膜することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
6. 前記修正膜の二回以上の成膜工程は、欠陥領域内の、欠陥領域より小さな領域に成膜する工程と、欠陥領域を含み、欠陥領域より大きな領域に成膜する工程を含むことを特徴とする請求項５に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
7. 前記修正膜の形成工程は、収束イオンビーム法を適用することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
8. イオンビームをデフォーカスした状態で照射することを特徴とする請求項７に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
9. 請求項１乃至８の何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。
10. 請求項９記載の製造方法によるグレートーンマスクと、露光機を用い、前記グレートーンマスクに形成されたパターンを、被転写体に転写することを特徴とするパターン転写方法。

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