KR101444463B1 - 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법, 그레이톤 마스크의제조 방법 및 그레이톤 마스크와 패턴 전사 방법 - Google Patents

Abstract

차광부(21)와, 투광부(22)와, 노광광의 투과량을 소정량 저감하는 반투광부(23)를 갖고, 피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 상이한 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크(20)의 결함 수정 방법으로서, 반투광부(23)가 반투광막(26)에 의해 형성되고, 반투광부(23)에서 결함 영역을 특정하는 공정과, 결함 영역을 포함하는 영역에 수정막(27)을 형성하는 공정을 갖는다. 수정막(27)은, 그 중심부보다 주연측의 부분에, 중심부보다도 노광광의 투과량이 큰 영역을 갖는다.

그레이톤 마스크, 박막 트랜지스터, 플라즈마 디스플레이 패널, 피전사체, 차광부, 투명 기판, 반투광부, 포토레지스트막

Description

그레이톤 마스크의 결함 수정 방법, 그레이톤 마스크의 제조 방법 및 그레이톤 마스크와 패턴 전사 방법{GRAYTONE MASK DEFECT CORRECTION METHOD, GRAYTONE MASK MANUFACTURING METHOD AND GRAYTONE MASK, AND PATTERN TRANSFER METHOD}

본 발명은, 액정 표시 장치 제조 등에 이용되는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법, 그레이톤 마스크의 제조 방법 및 그레이톤 마스크와 패턴 전사 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 특히 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조에 이용되는 박막 트랜지스터 기판의 제조에 바람직하게 사용되는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법, 그레이톤 마스크의 제조 방법 및 그레이톤 마스크에 관한 것이다.

현재, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : 이하, LCD라고 부름) 분야에서, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display : 이하, TFT-LCD라고 부름)는, CRT(음극 선관)에 비교하여, 박형으로 하기 쉽고 소비 전력이 낮다고 하는 이점으로부터, 상품화가 급속히 진행되고 있다. TFT-LCD는, 매트릭스 형상으로 배열된 각 화소에 TFT가 배열된 구조의 TFT 기판과, 각 화소에 대응하여, 레드(red), 그린(green) 및 블루(blue)의 화소 패턴이 배열된 컬러 필터가 액정상의 개재 아래에 서로 겹쳐진 개략 구조를 갖는다. TFT-LCD는, 제조 공정수가 많고, TFT 기판만으로도 5~6매의 포토마스크를 이용하여 제조되어 있었다. 이와 같은 상황 아래, TFT 기판의 제조를 4매의 포토마스크를 이용하여 행하는 방법이 제안되었다(예를 들면 비특허 문헌 1 : 「월간 에프피디 인텔리전스(FPD Intelligence)」, 1999년 5월, p.31-35).

이 방법은, 차광부와 투광부와 반투광부(그레이톤부)를 갖는 포토마스크(이하, 그레이톤 마스크라고 부름)를 이용함으로써, 사용하는 마스크 매수를 저감한다고 하는 것이다. 여기서, 반투광부란, 마스크를 사용하여 패턴을 피전사체에 전사할 때, 투과하는 노광광의 투과량을 소정량 저감시키고, 피전사체 위의 포토레지스트막의 현상 후의 잔막량을 제어하는 부분을 말한다. 그리고, 이와 같은 반투광부를, 차광부, 투광부와 함께 구비하고 있는 포토 마스크를 그레이톤 마스크라고 한다.

도 1a~도 1c 및 도 2a~도 2c에, 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정의 일례를 도시한다. 도 2a~도 2c는 도 1c의 제조 공정의 계속을 도시한다.

글래스 기판(1) 위에, 게이트 전극용 금속막을 형성하고, 포토 마스크를 이용한 포토리소그래피 프로세스에 의해 게이트 전극(2)을 형성한다. 그 후, 게이트 절연막(3), 제1 반도체막(4)(a-Si : 아몰퍼스 실리콘), 제2 반도체막(5)(N+a-Si), 소스-드레인용 금속막(6) 및 포지티브형 포토레지스트막(7)을 순서대로 형성한다(도 1a). 다음으로, 차광부(11)와 투광부(12)와 반투광부(13)를 갖는 그레이톤 마스크(10)를 이용하여, 포지티브형 포토레지스트막(7)을 노광하고, 현상한다. 이에 의해, TFT 채널부 형성 영역 및 소스-드레인 형성 영역과, 데이터 라인 형성 영역 을 덮고, 또한 TFT 채널부 형성 영역이 소스-드레인 형성 영역보다도 얇아지도록 제1 레지스트 패턴(7a)이 형성된다(도 1b). 다음으로, 제1 레지스트 패턴(7a)을 마스크로 하여, 소스-드레인용 금속막(6) 및 제2, 제1 반도체막(5, 4)을 에칭한다(도 1c).

다음으로, TFT 채널부 형성 영역의 얇은 레지스트막을 산소에 의한 애싱에 의해 제거하여, 제2 레지스트 패턴(7b)을 형성한다(도 2a). 그 후, 제2 레지스트 패턴(7b)을 마스크로 하여, 소스-드레인용 금속막(6)을 에칭하여 소스/드레인(6a, 6b)을 형성하고, 다음으로 제2 반도체막(5)을 에칭한다(도 2B). 마지막으로 잔존한 제2 레지스트 패턴(7b)을 박리한다(도 2c).

여기서 이용되는 그레이톤 마스크로서는, 반투광부가 미세 패턴으로 형성되어 있는 구조의 것이 알려져 있다. 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이, 그레이톤 마스크(10)는, 소스-드레인 형성 영역에 대응하는 차광부(11a, 11b)와, 투광부(12)와, TFT 채널부 형성 영역에 대응하는 반투광부(그레이톤부)(13)를 갖는다. 반투광부(13)는, 그레이톤 마스크를 사용하는 LCD용 노광기의 해상 한계 이하의 미세 패턴으로 이루어지는 차광 패턴(13a)을 형성한 영역이다. 차광부(11a, 11b)와 차광 패턴(13a)은, 통상적으로 모두 크롬이나 크롬 화합물 등의 동일한 재료로 이루어지는 동일한 두께의 막으로 형성되어 있다. 그레이톤 마스크를 사용하는 LCD용 노광기의 해상 한계는, 대부분의 경우, 스텝퍼 방식의 노광기에서 약 3㎛, 미러 프로젝션 방식의 노광기에서 약 4㎛이다. 이 때문에, 예를 들면, 도 3에서 반투광부(13)에서의 투과부(13b)의 스페이스 폭을 3㎛ 미만, 차광 패턴(13a)의 라인 폭을 노광기의 해상 한계 이하인 3㎛ 미만으로 할 수 있다.

상술한 미세 패턴 타입의 반투광부를 형성하는 경우, 그레이톤 부분의 설계가 행해진다. 구체적으로는 차광부와 투광부의 중간적인 하프톤 효과를 갖게 하기 위한 미세 패턴을, 라인 앤드 스페이스 타입으로 할 것인지 도트(망점) 타입으로 할 것인지, 혹은 그 밖의 패턴으로 할 것인지의 선택이 행해진다. 또한 라인 앤드 스페이스 타입의 경우, 선폭을 어느 정도로 할 것인지, 광이 투과하는 부분과 차광되는 부분의 비율을 어떻게 할지, 전체의 투과율을 어느 정도로 설계할지 등을 고려하여 설계한다.

한편, 하프톤 노광하고자 하는 부분을 반투과성의 하프톤막(반투광막)으로 하는 것이 제안되어 있다(예를 들면 특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2002-189280호 공보). 이 하프톤막을 이용함으로써 하프톤 부분의 노광량을 적게 하여 하프톤 노광을 할 수 있다. 하프톤막을 이용하는 경우, 설계에서는 전체의 투과율이 어느 정도 필요한지를 검토하고, 마스크에서는 하프톤막의 막 종류(소재)라든가 막 두께를 선택함으로써 마스크의 생산이 가능하게 된다. 마스크 제조에서는 하프톤막의 막 두께 제어를 행한다. TFT 채널부를 그레이톤 마스크의 그레이톤부로 형성하는 경우, 하프톤막이면 포토리소그래피 공정에 의해 용이하게 패터닝할 수 있으므로, TFT 채널부의 형상이 복잡한 패턴 형상이라도 형성 가능하다고 하는 이점이 있다.

또한, 특허 문헌 2(일본 특허 공개 제2004-309515호 공보)에는, 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법이 개시되고, 차광부와, 투광부와 그레이톤부를 갖는 그레이톤 마스크에서, 그레이톤부의 결함을 수정할 때에, 그레이톤부의 막이 정상의 그레 이톤 효과가 얻어지는 막 두께로 되도록, FIB(Focused Ion Beam Deposition)를 이용한 에칭에 의한 막 두께의 저감, 또는 막 형성이 기재되어 있다.

상술한 특허 문헌 1에 기재된 그레이톤 마스크에서, 반투광막으로 이루어지는 그레인톤부에 결함이 생기는 것은 회피할 수 없다.

한편, 상기 특허 문헌 2의 결함 수정 방법에 따르면, 그레이톤부에 미세 패턴을 갖는 그레이톤 마스크에서, 이 미세 패턴 부분에 생긴 결함에 대하여, 비교적 용이하게, 수정도가 높은 수정을 행할 수 있게 되어 있다. 즉, 특허 문헌 2의 결함 수정 방법은, 정상 패턴이 미세하기 때문에, 결함이 생겼을 때에 그 미세한 패턴을 동일한 형상으로 복원하는 것이 곤란한 경우, 예를 들면 레이저-CVD 장치를 이용하여 백결함 부분에 차광막을 형성하거나, 또는 흑결함 부분을 제거하여 재차 차광막을 형성한다고 하는 방법에서는, 적절한 그레이톤 효과를 얻기 위한 투과율 제어가 용이하지 않다고 하는 과제를 해결하고 있다.

또한, 여기서는 막 패턴의 잉여나 차광막 성분의 부착, 또는 이물에 의해서, 투과율이 소정의 것보다 낮아지는 결함을 흑결함, 막 패턴의 부족에 의해 투과율이 소정의 것보다 높아지는 결함을 백결함이라고 각각 칭한다.

한편, 반투광부에, 반투광막을 이용하여, 노광광의 투과량을 제어하는 타입의 그레이톤 마스크에서, 그 반투광막의 결락에 의한 백결함이 생긴 경우, 이상적으로는 결락된 그 결함 부분과 동일 치수, 동일 형상의 수정막을 위치 정밀도 높게 형성하는 수정이 행해지면 된다. 흑결함의 경우에는, 흑결함 부분의 막을 제거한 후에, 마찬가지로 제거 부분과 동일 치수, 동일 형상의 수정막을 형성할 수 있으면 된다. 그러나, 그와 같은 수정이 현실적으로는 곤란하다. 예를 들면, 결함 수정을 위해 형성한 막 부분이, 결함 주연 부분과 겹치면, 그 부분의 광 투과량은, 원하는 값보다 낮아지고, 새로운 흑결함을 이루게 될 염려가 있다. 혹은, 결함 수정을 위해 형성한 막 부분과 결함 주연 부분 사이에 간극이 생기면, 그 부분의 광 투과율은 투광부와 동일하게 되어, 백결함으로 되게 된다.

상술한 문제점을 도 4a, 도 4b 및 도 5a~도 5c, 도 6a~도 6c, 도 7a~도 7c를 이용하여 설명한다. 이들 도면은, 반투광부를 하프톤막(반투광막)으로 하는 그레이톤 마스크의 일례를 도시하는 것이다. 즉, 그레이톤 마스크(60)는, 소정의 패턴 형상으로 형성된 차광부(61)와 투광부(62)와 반투광부(63)를 구비하고 있다. 예를 들면 도 5a, 도 5b에 도시한 바와 같이, 차광부(61)는 투명 기판(64) 위에 차광막(65)을 갖고 구성되며, 투광부(62)는, 투명 기판(64)이 노출된 부분으로 구성되어 있다. 또한 반투광부(63)는 투명 기판(64) 위에 반투광막(66)을 갖고 구성되어 있다. 또한, 도 5b는, 도 5a에서의 L-L선을 따른 단면도이고, 도 5c는, 도 5b에 도시한 단면에서의 광 투과율(T)을 도시한다. 이것은, 도 6a~도 6c, 도 7a~도 7c도 마찬가지이다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 반투광부(63)에서 반투광막의 결락에 의한 백결함 영역(70)이 생긴 경우, 도 4b에 도시한 바와 같이, 결락된 그 결함 부분과 동일 치수, 동일 형상의 수정막(67)을 위치 정밀도 높게 형성할 수 있으면, 이상적인 수 정을 행할 수 있다. 그러나, 이와 같은 이상적인 수정은 현실적으로는 곤란하다. 예를 들면 도 5a, 도 5b에 도시한 바와 같이, 백결함 영역(70)에 대하여 수정막(67)의 성막 영역(71)이 어긋났기 때문에, 수정막(67)이 결함 주연 부분과 겹치는 영역(70b)이 생기고, 수정막(67)과 결함 주연 부분 사이에 간극 영역(70a)이 생긴 것으로 한다. 이 경우, 도 5c에 도시한 바와 같이, 전자의 겹침 영역(70b)에서의 광 투과량은 원하는 값보다 낮아지고(차광부의 광 투과량과 근접하게 되고), 새로운 흑결함을 이루게 될 가능성이 있다. 한편, 후자의 간극 영역(70a)에서의 광 투과율은 투광부의 광 투과율과 동일하게 되어, 백결함으로 되게 된다.

또한, 도 6a~도 6c에 도시한 바와 같이, 수정막(67)의 성막 영역(72)이 백결함 영역(70)보다도 크기 때문에, 수정막(67)이 결함 주연 부분과 겹치는 영역(70b)이 생긴 경우, 겹침 영역(70b)에서는 상술한 바와 같이 광 투과율이 낮아져 흑결함을 이루게 될 가능성이 있다.

또한, 도 7a~도 7c에 도시한 바와 같이, 수정막(67)의 성막 영역(73)이 백결함 영역(70)보다도 작기 때문에, 수정막(67)과 결함 주연 부분 사이에 간극 영역(70a)이 생긴 경우, 간극 영역(70a)에서는 상술한 바와 같이 백결함으로 되게 된다.

본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 반투광부에 발생한 결함을 바람직하게 수정할 수 있는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법을 제공하는 것을 제1 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 이와 같은 결함 수정 방법을 적용한 결함 수정 공정을 갖 는 그레이톤 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 제2 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 그레이톤 마스크를 제공하는 것을 제3 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 그레이톤 마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 제공하는 것을 제4 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성 중 어느 하나를 갖는다.

<구성 1>

노광광을 차광하는 차광부와, 노광광을 투과하는 투광부와, 노광광의 투과량을 소정량 저감하는 반투광부를 갖고, 피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 상이한 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법으로서, 상기 반투광부가 반투광막에 의해 형성되고, 상기 반투광부에서 결함 영역을 특정하는 공정과, 상기 결함 영역을 포함하는 영역에, 수정막을 형성하는 공정을 갖고, 상기 수정막은, 그 중심부보다 주연측의 부분에, 중심부보다도 노광광의 투과량이 큰 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 그레이톤 수정 방법이다.

<구성 2>

상기 수정막은, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 연속적으로 또는 계단 형상으로 노광광의 투과량이 증대하는 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법이다.

<구성 3>

상기 수정막은, 그 중심부로부터 주연측의 부분에, 중심부보다도 막 두께가 작은 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법이다.

<구성 4>

상기 수정막은, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 연속적으로 또는 계단 형상으로 막 두께가 감소하는 것을 특징으로 하는 구성 3에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법이다.

<구성 5>

상기 결함 영역은, 정상의 반투광부에 대하여, 반투광막의 막 두께가 작거나, 또는 반투광막이 결락된 부위를 갖기 때문에, 노광광의 투과량이 정상의 반투광부보다 큰 영역인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법이다.

<구성 6>

상기 결함 영역은, 정상의 반투광부에 대하여, 반투광막의 막 두께가 크거나, 또는 반투광막 이외의 성분이 부착되었기 때문에, 노광광의 투과량이 정상의 반투광부보다 작은 영역인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법이다.

<구성 7>

상기 수정막의 형성 공정은, 2회 이상의 성막 공정을 갖고, 각각의 성막 공정에서, 반투광부에서의 원하는 그레이톤 효과를 주는 노광광의 투과량보다 큰 투 과량을 갖는 반투광막을 성막하는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법이다.

<구성 8>

상기 수정막의 2회 이상의 성막 공정은, 결함 영역 내의, 결함 영역보다 작은 영역에 성막하는 공정과, 결함 영역을 포함하고, 결함 영역보다 큰 영역에 성막하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 7에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법이다.

<구성 9>

상기 수정막의 형성 공정은, 수속 이온빔법을 적용하는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법이다.

<구성 10>

이온빔을 디포커스한 상태에서 조사하는 것을 특징으로 하는 구성 9에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법이다.

<구성 11>

구성 1 내지 10 중 어느 하나에 기재된 결함 수정 방법에 의한 결함 수정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법이다.

<구성 12>

노광광을 차광하는 차광부와, 노광광을 투과하는 투광부와, 노광광의 투과량을 소정량 저감하는 반투광부를 갖고, 피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 상이한 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크로서, 상기 반투광 부가 반투광막에 의해 형성되고, 또한 상기 반투광막의 소정 부분에는 중심부보다 주연측의 부분에, 중심부보다도 노광광의 투과량이 큰 영역을 갖는 수정막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크이다.

<구성 13>

상기 수정막은, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 연속적으로 또는 계단 형상으로 노광광의 투과량이 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 구성 12에 기재된 그레이톤 마스크이다.

<구성 14>

상기 수정막은, 그 중심부보다 주연측의 부분에, 중심부보다도 막 두께가 작은 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 구성 12에 기재된 그레이톤 마스크이다.

<구성 15>

상기 수정막은, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 연속적으로 또는 계단 형상으로 막 두께가 감소하고 있는 것을 특징으로 하는 구성 14에 기재된 그레이톤 마스크이다.

<구성 16>

구성 11에 기재된 제조 방법에 의한 그레이톤 마스크, 또는 구성 12 내지 15 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크와, 노광기를 이용하여, 상기 그레이톤 마스크에 형성된 패턴을, 피전사체에 전사하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법이다.

본 발명의 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법에서는, 반투광부가 반투광막에 의해 형성되고, 상기 반투광부에서 결함 영역을 특정하는 공정과, 상기 결함 영역을 포함하는 영역에 수정막을 형성하는 공정을 갖고, 그 수정막은, 그 중심부보다 주연측의 부분에, 중심부보다도 노광광의 투과량이 큰 영역을 갖는다.

본 발명의 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법에 따르면, 수정막이 결함 주연 부분과 겹친 경우에도, 그 부분의 광 투과량의 저하를 억제할 수 있고, 또한 수정막과 결함 주연 부분 사이에 간극이 생김으로써 백결함을 형성할 염려를 억제하는 것이 가능하게 된다. 결과적으로, 결함이 수정된 영역은, 반투광부에서의 정상의 그레이톤 부분에 허용된 투과율 범위와 대략 동등한 그레이톤 효과가 얻어지게 되어, 반투광부에 발생한 결함을 바람직하게 수정할 수 있다. 또한, 상기 효과를 이용하여, 미리 수정막을, 백결함 부분보다 크게 설계하는 것이 가능하게 된다. 이것은, 백결함에 대한 허용도가 낮은 마스크에 대하여 특히 바람직하게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 그레이톤 마스크의 제조 방법에 따르면, 이와 같은 본 발명의 결함 수정 방법을 적용한 결함 수정 공정을 가짐으로써, 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 그레이톤 마스크를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 그레이톤 마스크에 따르면, 반투광부가 반투광막에 의해 형성되고, 상기 반투광부의 소정 부분에는 중심부보다 주연측의 부분에, 중심부보다도 노광광의 투과량이 큰 영역을 갖는 수정막이 형성되어 있다. 이에 의해, 수정막이 결함 주연 부분과 겹친 경우에도, 그 겹침 부분의 광 투과량의 저하를 억제할 수 있고, 또한 수정막과 결함 주연 부분 사이에 간극이 생김으로써 백결함을 형성할 염려를 억제하는 것이 가능하게 된다. 결과적으로, 결함이 수정된 영역은, 반투광부에서의 정상의 그레이톤 부분에 허용된 투과율 범위와 대략 동등한 그레이톤 효과가 얻어져, 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 그레이톤 마스크가 얻어진다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

<제1 실시 형태>

도 8은, 본 발명의 그레이톤 마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 9a~도 9e는, 본 발명에 따른 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법의 제1 실시 형태를 도시하는 것으로, 도 9a는 결함 수정 전의 평면도, 도 9b는 수정 도중의 평면도, 도 9c는 결함 수정 후의 평면도, 도 9d는 도 9c에서의 L-L선을 따른 측단면도, 도 9e는 도 9d에 도시한 단면에서의 광 투과율(T)을 나타내는 곡선도이다.

도 8에 도시한 본 발명의 그레이톤 마스크(20)(수정된 결함 영역은 도시하고 있지 않음)는, 예를 들면 액정 표시 장치(LCD)의 박막 트랜지스터(TFT)나 컬러 필터, 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등을 제조하기 위해 이용되는 것이며, 도 8에 도시한 피전사체(30) 위에, 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 상이한 레지스트 패턴(33)을 형성하기 위해 이용된다. 또한, 도 8 중에서 참조 부호 32A, 32B는, 피전사체(30)에서 기판(31) 위에 적층된 막을 나타낸다.

그레이톤 마스크(20)는, 구체적으로는, 그 그레이톤 마스크(20)의 사용 시에 노광광을 차광(투과율이 대략 0％)하는 차광부(21)와, 투명 기판(24)의 표면이 노출되어 있음으로써 노광광을 투과하는 투광부(22)와, 투광부의 노광광 투과율을 100％로 하였을 때 투과율을 20~60％, 바람직하게는 40~60％ 정도로 저감하는 반투광부(23)를 갖고 구성된다. 반투광부(23)는, 글래스 기판 등의 투명 기판(24) 위에 광 반투과성의 반투광막(26)이 형성되어 구성된다. 또한, 차광부(21)는, 투명 기판(24) 위에, 차광성의 차광막(25)이 형성되어 구성된다. 또한, 도 8 및 도 9a~도 9d에 도시한 차광부(21), 투광부(22) 및 반투광부(23)의 패턴 형상은 어디까지나 대표적인 일례이며, 본 발명을 이에 한정하는 취지가 아닌 것은 물론이다.

반투광막(26)으로서는, 크롬 화합물, MoSi, Si, W, Al을 들 수 있다. 이 중, 크롬 화합물에는 산화 크롬(CrOx), 질화 크롬(CrNx), 산질화 크롬(CrOxN), 불화 크롬(CrFx)이나, 이들에 탄소나 수소를 함유하는 것이 있다. Mo 화합물로서는, MoSix 외에, MoSi의 질화물, 산화물, 산화 질화물, 탄화물 등이 함유된다. 또한, 차광막(25)으로서는, Cr, Si, W, Al 등을 들 수 있다. 차광부(21)의 투과율은, 차광막(25)의 막 재질과 막 두께의 선정에 의해 설정된다. 또한, 반투광부(23)의 투과율은, 반투광막(26)의 막 재질과 막 두께의 선정에 의해 설정된다.

상술한 바와 같은 그레이톤 마스크(20)를 사용하였을 때에, 차광부(21)에서는 노광광이 실질적으로 투과하지 않고, 반투광부(23)에서는 노광광이 저감된다. 이 때문에, 피전사체(30) 위에 도포한 레지스트막(포지티브형 포토레지스트막)은, 전사 후, 현상을 거쳤을 때 차광부(21)에 대응하는 부분에서 막 두께가 두꺼워지 고, 반투광부(23)에 대응하는 부분에서 막 두께가 얇아지며, 투광부(22)에 대응하는 부분에서는 막이 없는 레지스트 패턴(33)을 형성한다(도 8을 참조). 이 레지스트 패턴(33)에서, 반투광부(23)에 대응하는 부분에서 막 두께가 얇아지는 효과를 그레이톤 효과라고 한다. 또한, 네가티브형 포토레지스트를 이용한 경우에는, 차광부와 투광부에 대응하는 레지스트막 두께가 역전되는 것을 고려한 설계를 행할 필요가 있지만, 이와 같은 경우에도, 본 발명의 효과는 충분히 얻어진다.

그리고, 도 8에 도시한 레지스트 패턴(33)의 막이 없는 부분에서, 피전사체(30)에서의 예를 들면 막(32A 및 32B)에 제1 에칭을 실시하고, 레지스트 패턴(33)의 막이 얇은 부분을 애싱 등에 의해 제거하고 이 부분에서, 피전사체(30)에서의 예를 들면 막(32B)에 제2 에칭을 실시한다. 이와 같이 하여, 1매의 그레이톤 마스크(20)를 이용하여 종래의 포토마스크 2매분의 공정이 실시되게 되어, 마스크 매수가 삭감된다.

다음으로, 제1 실시 형태에 따른 결함 수정 방법에 대하여 설명한다. 제1 실시 형태에서는, 투명 기판 위에, 몰리브덴 실리사이드를 함유하는 반투광막(노광광 투과율 50％), 크롬을 주성분으로 하는 차광막을 각각 성막하고, 소정의 패터닝을 실시함으로써, 차광부, 투광부 및 반투광부를 구비한, TFT 기판 제조용의 그레이톤 마스크를 이용한다. 제조 방법에 대해서는 후술한다.

제1 실시 형태에 따른, 상기 반투광부에 생긴 백결함의 수정 방법을, 도 9a~도 9e를 이용하여 설명한다.

(1) 제조된 그레이톤 마스크에 대해서는, 결함 검사 장치를 이용하여, 마스 크 패턴의 결함 검사를 행한다. 그리고, 반투광부에서 결함이 존재할 때에는, 그 결함 영역의 위치 정보와 형상 정보를 특정한다. 이 경우의 결함은, 정상의 반투광부에 대하여, 반투광막의 막 두께가 작거나, 또는 반투광막이 결락된 부위를 갖기 때문에, 노광광의 투과량이 정상의 반투광부보다 큰 부분인, 소위 백결함이다.

결함 검사의 결과, 도 9a에 도시한 바와 같이, 반투광막(26)(도 8)으로 이루어지는 반투광부(23)에, 백결함 영역(50)이 존재하였다. 또한, 마스크에 생기는 실제의 결함은, 불규칙한 형상의 것이 많지만, 여기서는, 편의상 거의 타원 형상의 것을 도시하였다.

(2) 다음으로, 수정의 제1 단계로서, 상기 결함 영역보다도 작은 영역에 수정막의 성막을 행한다. 이 때문에 우선, 수정막을 형성하기 위한 성막 수단과 성막 소재를 결정한다. 제1 실시 형태에서는, 성막 수단으로서 FIB 장치를 적용한다. 또한, 성막 소재로서는, 반투광막과 동일한 몰리브덴 실리사이드를 함유하는 재료를 이용해도 되지만, FIB 장치에 의한 성막에 적합하고, 또한 광 투과량의 제어를 행하기 쉬운 소재를 이용하는 것이 바람직하다. 제1 실시 형태에서는, 성막 소재는 카본으로 한다. 카본은, FIB 장치에 의한 성막에 적합하고, 또한 광 투과량의 제어를 행하기 쉬울 뿐만 아니라, 내약품성, 부착 강도도 우수한 소재이다.

여기서, FIB 장치에 대하여 설명한다. FIB 장치(40)는, 도 10에 도시한 바와 같이, Ga+ 이온을 발생시키는 이온원(41)과, 전자 광학계(42)와, Ga+ 이온을 중화하기 위한 전자를 방출하는 전자총(43)과, β가스를 방출시키는 에칭용 가스총(49)과, 피렌 가스를 방출시키는 가스총(44)을 갖고 구성된다. 전자 광학계(42) 는, 이온원(41)으로부터 발생한 Ga+ 이온을 이온빔(47)으로 하는 것이며, 이 이온빔(47)이 스캔 앰프(46)에 의해 주사된다.

그리고, XY 스테이지(45) 위에, 피수정 대상물인 그레이톤 마스크(20)를 재치하고, XY 스테이지(45)를 이동시킴으로써, 그 그레이톤 마스크(20)에서의 수정을 실시하는 결함 영역을 이온빔 조사 영역으로 이동한다. 다음으로, 수정을 실시하는 결함 영역을 이온빔(47)으로 주사하고, 이 때에 발생하는 2차 이온을 검출하는 2차 이온 검출기(48)의 작용으로, 수정을 실시하는 결함 영역의 위치를 검출한다. 이온빔(47)이 전자 광학계(42)를 통하여, 그레이톤 마스크(20)의 수정을 실시하는 결함 영역에 조사됨으로써, 수정막의 형성이나, 흑결함 영역의 반투광막의 제거가 실시된다. 또한, 이온빔의 빔 직경은, 0.1㎛φ 이하이다.

수정막을 형성하는 경우에는, 전자 광학계(42)를 통하여 이온빔(47)을 방출시키면서, 피렌 가스를 가스총(44)에 의해 방출시킨다. 이에 의해, 피렌 가스가 이온빔(47)에 접촉하여 중합(화학 반응)하고, 이온빔(47)의 조사 영역에 수정막이 퇴적하여 성막된다.

또한, 흑결함 영역의 반투광막을 제거하는 경우에는, 에칭용 가스총(49)에 의해 β가스를 방출시키고, 이 상태에서 전자 광학계(42)를 통하여 이온빔(47)을 조사함으로써, 상기 반투광막이 제거된다.

제1 단계의 수정으로서는, 반투광막(26)의 투과율(50％)보다도 높은 쪽의 투과율을 갖는 수정막의 성막을 행하는 것으로 하고, 여기서는 예를 들면 70％의 투과율을 갖는 수정막을 성막하기 위한 FIB 장치를 이용한 성막 조건을 결정한다. FIB 장치를 이용한 성막의 경우, 막의 투과율을 제어하는 파라미터는, 주로 이온빔의 단위 면적당의 도즈량(Dose, 성막 시의 전류값에 비례함)이다. 또한, 제1 단계의 수정막의 성막 영역으로서는, 백결함 영역(50) 내로서, 그 백결함 영역(50)보다 작은 영역(52)(도 9b)을 설정한다. 결함 영역과 성막 영역의 크기의 차(사이즈 마진)는, 성막 장치(FIB 장치)의 위치 결정 정밀도 등을 고려하여, 여기서는 예를 들면 1㎛의 간극이 생기도록 성막 영역을 설정한다. 수정막의 성막 영역(52)으로서, 필요한 위치 정보 등을 FIB 장치에 입력함과 함께, 상기한 성막 조건을 입력하여, 성막 영역(52)에 수정막(28)을 형성한다(도 9b 참조).

(3) 다음으로, 수정의 제2 단계로서, 백결함 영역(50)보다도 큰 영역에 수정막의 성막을 행한다. 제2 단계의 수정막의 성막 영역으로서는, 백결함 영역(50)을 포함하고, 그 결함 영역(50)보다 큰 영역(53)(도 9c)을 설정한다. 결함 영역과 성막 영역의 크기의 차(사이즈 마진)는, 성막 장치(FIB 장치)의 위치 결정 정밀도 등을 고려하여, 여기서는 예를 들면 1㎛의 사이즈 마진으로 되도록 성막 영역을 설정한다.

수정막의 성막 영역(53)으로서, 필요한 위치 정보 등을 FIB 장치에 입력하고, 그 밖의 성막 조건, 성막 소재는 제1 단계의 성막과 마찬가지로 하여, 성막 영역(53)에 수정막(29)을 형성한다(도 9c, 도 9d 참조).

이상의 결함 수정의 결과, 도 9e에 도시한 바와 같이, 백결함 영역(50)의 중심 부근에서는, 제1 단계의 수정막(28)과 제2 단계의 수정막(29)의 적층에 의해, 노광광의 투과율이 대략 50％로 되고(도 9e 중의 A로 나타냄), 정상의 반투광 부(23)와 마찬가지의 그레이톤 효과를 갖게 되었다. 또한, 백결함 영역(50)의 주연 부분에서는, 중심부(수정막(28과 29)의 적층 부분)보다 노광광 투과율이 큰 수정막(29)만이 형성되고, 2㎛ 미만의 마진 영역에는 정상의 반투광부(23)보다 투과율이 약간 높은 부분과 약간 낮은 부분이 형성되었지만(도 9e 중의 B, C로 나타냄), 마스크 사용 시의 노광 조건 하에서는 해상하지 않고, 투과율도 허용 범위 내이었기 때문에, 문제없이 사용 가능한 것으로 되었다.

도 9d에 도시한 바와 같이, 수정막은, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 계단 형상으로 막 두께가 감소하는 부분을 갖고, 그 결과, 도 9e에 도시한 바와 같이, 수정막은, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 계단 형상으로 노광광의 투과율이 증대하는 부분을 갖는다. 물론, 수정막은, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 연속적으로 막 두께가 감소하는 부분을 갖고, 그 결과, 수정막이, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 연속적으로 노광광의 투과율이 증대하는 부분을 갖도록 하여도 된다.

이상, 백결함의 수정 방법을 설명하였지만, 반투광부에서 차광막 성분의 부착 등에 의한 흑결함이 존재하는 경우, FIB 장치 등을 이용하여 흑결함만을 제거하고자 하면, 반투광막에도 데미지를 주기 때문에, 반투광막에 영향을 주지 않고 누결함을 제거하는 것은 곤란하다. 따라서, 흑결함을 포함하는 영역의 반투광막을 FIB 장치, 레이저 등으로 제거하고, 이 제거한 영역을 결함 영역으로 하여, 상술한 백결함의 경우와 마찬가지의 수정을 실시함으로써, 흑결함의 경우에도 바람직하게 수정을 행할 수 있다.

이상과 같이, 제1 실시 형태에 따르면, 결함 영역을 포함하는 영역에 형성하는 수정막은, 그 중심부보다 주연측의 부분에, 중심부보다도 노광광의 투과량이 큰 영역을 가짐으로써, 수정막이 결함 주연 부분과 겹치는 부분의 광 투과량의 저하를 작게 할 수 있다. 또한 수정막과 결함 주연 부분 사이에 간극이 생기지 않기 때문에, 결함이 수정된 영역은 반투광부에서의 정상의 그레이톤 부분과 동등한 그레이톤 효과가 얻어지게 되어, 반투광부에 발생한 결함을 바람직하게 수정할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 2회의 수정막의 성막 공정에서 마찬가지의 성막 조건을 적용하였지만, 2회의 성막에 의한 적층의 결과로서 예를 들면 50％ 정도의 노광광 투과율이 얻어지는 조건을 만족하면, 상이한 성막 조건을 적용하여도 되며, 또한 마찬가지의 조건을 만족하면 3회 이상의 성막 공정을 실시하여도 된다. 또한, 결함 영역보다도 작은 영역에 수정막을 형성하는 공정과, 결함 영역보다도 큰 영역에 수정막을 형성하는 공정의 순번을 상기와 반대로 하여도 된다. 즉, 먼저, 결함 영역보다도 큰 영역에 수정막을 형성하고, 그 위로서, 결함 영역보다도 작은 영역에 수정막을 형성하여도 된다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 수정막의 성막 수단으로서, FIB 장치를 적용하였지만, 성막 수단은 FIB 장치에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 레이저 CVD 등, 다른 성막 수단을 적용하는 것도 가능하다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 수정막의 중심부는, 결함이 없는 반투광부에 지정된 소정의 노광광 투과율과 대략 동일한 투과율로 설정하였지만, 백결함에 대한 허용도가 큰 마스크이면, 상기 소정의 노광광 투과율보다도 높은 노광광 투과율로 설정할 수도 있다. 반대로 흑결함에 대한 허용도가 큰 마스크이면, 상기 소정의 노광광 투과율보다 낮은 노광광 투과율로 설정할 수 있다. 이것은, 이후의 실시 형태에서도 마찬가지이다.

<제2 실시 형태>

도 11a~도 11d는, 본 발명에 따른 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법의 제2 실시 형태를 도시하는 것으로, 도 11a는 결함 수정 전의 평면도, 도 11b는 결함 수정 후의 평면도, 도 11c는 도 11b에서의 L-L선을 따른 측단면도, 도 11d는 도 11c에 도시한 단면에서의 광 투과율(T)을 나타내는 곡선도이다.

이하에, 제2 실시 형태에 따른, 반투광부에 생긴 백결함의 수정 방법에 대하여 설명한다.

(1) 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제조된 그레이톤 마스크에 대해서는, 결함 검사 장치를 이용하여, 마스크 패턴의 결함 검사를 행하고, 반투광부에서 결함이 존재할 때에는, 그 결함 영역의 위치 정보와 형상 정보를 특정한다. 결함 검사의 결과, 도 11a에 도시한 바와 같이, 반투광막(26)으로 이루어지는 반투광부(23)에, 백결함 영역(50)이 존재하였다.

(2) 다음으로, 백결함 영역(50)보다도 큰 영역에 수정막의 성막을 행한다. 이 수정막을 형성하기 위한 성막 수단으로서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 FIB 장치를 적용하고, 성막 소재는 카본으로 한다.

제2 실시 형태에 따른 수정에서는, FIB 장치에 따른 수정막의 성막 시, 성막 장치의 정밀도를 고려하여, 소정량(예를 들면 1㎛분) 포커스를 오프셋하여, 이온빔 을 저스트 포커스 위치보다도 디포커스한 상태로 조사한다. 이에 의해, 수정막의 중심부보다 주연측의 부분에서 성막량이 작아져, 그 만큼 중심부보다 노광광 투과율이 커지도록 성막을 행하고, 또한 결함 영역의 중심 부분에서 정상의 반투광부와 동일 정도의 노광광 투과율을 충족시키도록 성막을 행한다. 또한, 디포커스에 의한 바림 영역(폭)은 반투광부의 투과율, 디포커스에 의한 투과율 분포, 프로세스 마진 등으로 한마디로 말할 수는 없지만, 2㎛ 전후(현상 가부의 경계 정도)로 하는 것이 바람직하다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 수정막의 성막 영역으로서는, 백결함 영역(50)을 포함하고, 그 결함 영역(50)보다 큰 영역(51)(도 11b)을 설정한다. 결함 영역과 성막 영역의 크기의 차(사이즈 마진)는, 성막 장치(FIB 장치)의 위치 결정 정밀도 등을 고려하여, 여기서는 예를 들면 1㎛의 사이즈 마진으로 되도록 성막 영역을 설정한다.

수정막의 성막 영역(51)으로서, 필요한 위치 정보 등을 FIB 장치에 입력함과 함께, 상기의 필요한 성막 조건을 입력하고, 성막 영역(51)에 수정막(27)을 형성한다(도 11b, 도 11c 참조).

이상의 결함 수정의 결과, 도 11d에 도시한 바와 같이, 백결함 영역(50)의 중심 부근에서는 노광광의 투과율이 대략 50％로 되어(도 11d 중의 A로 나타냄), 정상의 반투광부와 마찬가지의 그레이톤 효과를 갖는 것으로 되었다. 또한, 백결함 영역(50)의 주연 부분에서는, 중심부보다 노광광 투과율이 큰 수정막(27)이 형성되고, 그 2㎛ 미만의 바림 영역에 정상의 반투광부보다 투과율이 약간 높은 부분 과 약간 낮은 부분이 형성되었지만(도 11d 중의 B, C로 나타냄), 마스크 사용 시의 노광 조건 하에서는 해상하지 않고, 투과율도 허용 범위 내이었기 때문에, 문제없이 사용 가능한 것으로 되었다.

이상, 제2 실시 형태에 따른 백결함의 수정 방법을 설명하였지만, 흑결함의 경우에도 그 흑결함 영역의 반투광막을 제거하고, 상술한 백결함 수정의 경우와 마찬가지의 수정을 실시함으로써, 흑결함의 경우에도 바람직하게 수정을 행할 수 있다.

이상과 같이, 제2 실시 형태에서도, 결함 영역을 포함하는 영역에 형성하는 수정막은, 그 중심부보다 주연측의 부분에, 중심부보다도 노광광의 투과량이 큰 영역을 가짐으로써, 수정막이 결함 주연 부분과 겹치는 부분의 광 투과량의 저하를 작게 할 수 있다. 또한 수정막과 결함 주연 부분 사이에 간극이 생기지 않기 때문에, 결함이 수정된 영역은 반투광부에서의 정상의 그레이톤 부분과 동등한 그레이톤 효과가 얻어지게 되어, 반투광부에 발생한 결함을 바람직하게 수정할 수 있다.

다음으로, 도 12a~도 12f를 참조하여, 상술한 실시 형태에 이용한 그레이톤 마스크의 제조 방법의 일 실시예를 설명한다.

사용하는 마스크 블랭크는 투명 기판(24) 위에, 차광막(25)이 형성되어 있다(도 12a 참조). 차광막(25)의 재질은 Cr과 그 화합물의 복합막을 이용하였다.

우선, 이 마스크 블랭크의 차광막(25) 위에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성한다. 묘화에는, 통상적으로 전자선 또는 광(단파장광)이 이용되는 경우가 많지만, 본 실시예에서는 레이저광을 이용한다. 따라서, 상기 레지스트로서는 포 지티브형 포토레지스트를 사용한다. 그리고, 레지스트막에 대하여, 소정의 패턴(차광부에 대응하는 레지스트 패턴을 형성하는 패턴)을 묘화하고, 묘화 후에 현상을 행함으로써, 차광부에 대응하는 레지스트 패턴(80)을 형성한다(도 12b 참조).

다음으로, 레지스트 패턴(80)을 에칭 마스크로 하여 차광막(25)을 에칭하여 차광막 패턴을 형성한다. 본 실시예에서는 차광막에 Cr과 그 화합물의 복합막을 이용하였으므로, 에칭 수단으로서는 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭 중 어느 쪽이라도 가능하다. 본 실시예에서는 웨트 에칭을 이용하였다.

잔존하는 레지스트 패턴을 제거한 후(도 12c 참조), 투명 기판(24)의 상면에 반투광막(26)을 성막한다(도 12d 참조). 반투광막(26)은, 투명 기판(24)의 노광광의 투과량에 대하여 50~20％ 정도의 투과량을 갖는 것으로, 본 실시예에서는 스퍼터 성막에 의한 Cr 산화물(투과율 50％)을 반투광막(26)으로서 채용하였다.

다음으로, 반투광막(26) 위에 상기와 동일한 레지스트막을 형성하고, 2회째의 묘화를 행한다. 2회째의 묘화에서는, 반투광부에 대응하는 레지스트 패턴(반투광부 위에 레지스트 패턴이 형성됨)을 형성하도록 소정의 패턴을 묘화한다. 묘화 후, 현상을 행함으로써, 반투광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴(81)을 형성한다(도 12e 참조).

다음으로, 레지스트 패턴(81)을 에칭 마스크로 하여 노출한 반투광막(26)을 에칭하여 반투광부를 구성하는 반투광막 패턴을 형성한다. 본 실시예에서는 이 경우의 에칭 수단으로서, 반투광막(26)과 차광막(25) 사이에 높은 에칭 선택성이 얻어지는 드라이 에칭을 이용하였다.

그리고, 잔존하는 레지스트 패턴을 제거하여, 그레이톤 마스크(20)가 완성된다(도 12f 참조).

또한, 본 발명의 그레이톤 마스크의 제조 방법은 상기 실시예에는 한정되지 않는다. 상기 실시예에서는, 투명 기판 위에 차광막을 형성한 마스크 블랭크를 사용하고, 제조 공정의 도중에 반투광막의 성막을 행하였지만, 예를 들면 투명 기판 위에 반투광막과 차광막을 순서대로 형성한 마스크 블랭크를 이용하여 제조할 수도 있다. 이 경우의 차광부는 반투광막과 차광막의 적층막으로 구성된다.

도 1a~도 1c는 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정을 도시하는 개략 단면도.

도 2a~도 2c는 도 1c에 계속되는, 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정을 도시하는 개략 단면도.

도 3은 종래의 미세 패턴 타입의 그레이톤 마스크의 일례를 도시하는 평면도.

도 4a, 도 4b는 이상적인 결함 수정 방법을 설명하기 위한 평면도.

도 5a~도 5c는 종래의 결함 수정 방법에서의 문제점을 설명하기 위한 도면.

도 6a~도 6c는 종래의 결함 수정 방법에서의 문제점을 설명하기 위한 도면.

도 7a~도 7c는 종래의 결함 수정 방법에서의 문제점을 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 그레이톤 마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도.

도 9a~도 9e는 본 발명에 따른 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법의 제1 실시 형태를 도시하는 것으로, 도 9a는 결함 수정 전의 평면도, 도 9b는 수정 도중의 평면도, 도 9c는 결함 수정 후의 평면도, 도 9d는 도 9c에서의 선 L-L에 의한 측단면도, 도 9e는 도 9d의 단면에서의 광 투과율(T)을 나타내는 곡선도.

도 10은 FIB 장치의 구조를 도시하는 개략 측면도.

도 11a~도 11d는 본 발명에 따른 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법의 제2 실시 형태를 도시하는 것으로, 도 11a는 결함 수정 전의 평면도, 도 11b는 결함 수 정 후의 평면도, 도 11c는 도 11b에서의 선 L-L에 의한 측단면도, 도 11d는 도 11c의 단면에서의 광 투과율(T)을 도시하는 곡선도.

도 12a~도 12f는, 본 발명에 따른 그레이톤 마스크의 제조 공정의 일례를 도시하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 20 : 그레이톤 마스크

11a, 11b, 21 : 차광부

12, 22 : 투광부

13, 23 : 반투광부

26 : 반투광막

27 : 수정막

30 : 피전사체

31 : 기판

33 : 레지스트 패턴

40 : FIB 장치

41 : 이온원

42 : 전자 광학계

43 : 전자총

44 : 가스총

45 : XY 스테이지

46 : 스캔 앰프

47 : 이온빔

49 : 에칭용 가스총

Claims (17)

1. 노광광을 차광하는 차광부와, 노광광을 투과하는 투광부와, 노광광의 투과량을 소정량 저감하는 반투광부를 갖고, 피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 상이한 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법으로서,

   상기 반투광부는 투명 기판 위에 반투광막이 형성되어 이루어지고,

   상기 반투광부에서 발생한 결함 영역을 특정하는 공정과,

   상기 결함 영역을 포함하는 영역에, 수정막을 형성하는 공정을 갖고,

   상기 수정막은, 그 중심부의 노광광 투과율보다 큰 노광광 투과율을 갖는 영역을 주연부에 갖는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수정막은, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 연속적으로 또는 계단 형상으로 노광광의 투과율이 증대하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 수정막은, 그 중심부의 두께보다 작은 막 두께를 갖는 영역을, 주연부에 갖는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 수정막은, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 연속적으로 또는 계단 형상으로 막 두께가 감소하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 결함 영역은, 정상의 반투광부에 대하여, 반투광막의 막 두께가 작거나, 또는 반투광막이 결락된 부위를 갖기 때문에, 노광광의 투과율이 정상의 반투광부보다 큰 영역인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 결함 영역은, 정상의 반투광부에 대하여, 반투광막의 막 두께가 크거나, 또는 반투광막 이외의 성분이 부착되었기 때문에, 노광광의 투과율이 정상의 반투광부보다 작은 영역인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 수정막의 형성 공정은, 2회 이상의 성막 공정을 갖고, 각각의 성막 공정에서, 반투광부에서의 원하는 그레이톤 효과를 주는 노광광의 투과율보다 큰 투과율을 갖는 반투광막을 성막하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 수정막의 2회 이상의 성막 공정은, 결함 영역 내의, 그 결함 영역보다 작은 영역에 성막하는 공정과, 그 결함 영역을 포함하고, 또한 그 결함 영역보다 큰 영역에 성막하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 수정막의 형성 공정은, 수속 이온빔법을 적용하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
10. 제9항에 있어서,

    이온빔을 디포커스한 상태에서 조사하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 결함 수정 방법에 의한 결함 수정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법.
12. 노광광을 차광하는 차광부와, 노광광을 투과하는 투광부와, 노광광의 투과량을 소정량 저감하는 반투광부를 갖고, 피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 상이한 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크로서,

    상기 반투광부는, 투명 기판 위에 형성된 반투광막을 갖고,

    상기 반투광막에서 발생한 결함 영역을 포함하는 영역에, 수정막이 형성되고,

    상기 수정막은, 그 중심부의 노광광 투과율보다 큰 노광광 투과율을 갖는 영역을, 주연부에 갖는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
13. 제12항에 있어서,

    상기 수정막은, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 연속적으로 또는 계단 형상으로 노광광의 투과율이 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
14. 제12항에 있어서,

    상기 수정막은, 그 중심부의 두께보다 작은 두께를 갖는 영역을, 주연부에 갖는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
15. 제14항에 있어서,

    상기 수정막은, 그 중심부로부터 주연부를 향하여, 연속적으로 또는 계단 형상으로 막 두께가 감소하고 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
16. 제11항의 제조 방법에 의한 그레이톤 마스크와, 노광기를 이용하여, 상기 그레이톤 마스크에 형성된 패턴을, 피전사체에 전사하는 것을 특징으로 하는 패턴 전 사 방법.
17. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항의 그레이톤 마스크와, 노광기를 이용하여, 상기 그레이톤 마스크에 형성된 패턴을, 피전사체에 전사하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.

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