KR20090006809A

KR20090006809A - 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법, 그레이톤 마스크의제조 방법 및 그레이톤 마스크와 패턴 전사 방법

Info

Publication number: KR20090006809A
Application number: KR1020080068058A
Authority: KR
Inventors: 준이찌 다나까; 미찌아끼 사노
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2009-01-15
Also published as: CN101344720A; JP2009020312A; CN101344720B; TW200916944A

Abstract

요약 차광부(21)과, 투광부(22)과, 마스크 사용시에 이용되는 노광 광의 투과량을 소정량 저감하는 반투광부(23)를 갖는 그레이톤 마스크(20)의 결함 수정 방법으로서，반투광부(23)이 반투광막(26)을 포함하고，반투광부(23)에서 결함 영역을 특정하는 공정과, 결함 영역에 반투광막과 다른 조성의 수정막(27)을 형성하는 공정을 포함한다. 이 수정막 형성 공정에서는，소정 파장의 노광 광에 대한 수정막의 광 투과율 특성을 미리 파악하고, 파악한 수정막의 광 투과율 특성에 기초하여, 소정 파장의 노광 광에 대한 수정막(27)의 광 투과율이 반투광막(26)과 대략 동일한 것으로 되는 조건을 적용한다.

그레이톤 마스크, 노광 광, 박막 트랜지스터, TFT 기판

Description

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

본 발명은, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display:이하, 'LCD'라 함) 제조 등에 이용되는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법, 그레이톤 마스크의 제조 방법 및 그레이톤 마스크와 패턴 전사 방법에 관한 것으로，특히 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조에 이용되는 박막 트랜지스터 기판(TFT 기판)의 제조에 적합하게 사용되는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법, 그레이톤 마스크의 제조 방법 및 그레이톤 마스크와 패턴 전사 방법에 관한 것이다．

현재, LCD의 분야에서, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Disp1ay: 이하, 'TFT-LCD'라 함)는, CRT(음극 선관)에 비교하여, 박형으로 하기 용이하며 소비 전력이 낮다고 하는 이점 때문에, 상품화가 급속히 진행되고 있다. TFT-LCD는, 매트릭스 형상으로 배열된 각 화소에 TFT가 배열된 구조의 TFT 기판과, 각 화소에 대응하여, 레드, 그린 및 블루의 화소 패턴 이 배열된 컬러 필터가 액정층의 개재 하에 서로 겹쳐진 개략 구조를 갖는다. TFT-LCD는, 제조 공정수가 많고, TFT 기판만으로도 5∼6매의 포토마스크를 이용하여 제조되고 있었다. 이러한 상황 아래, TFT 기판의 제조를 4매의 포토마스크를 이용하여 행하는 방법이 제안되어 있다.

이 방법은, 차광부와 투광부와 반투광부(그레이톤부)를 갖는 포토마스크(이하, '그레이톤 마스크'라 함)를 이용함으로써, 사용하는 마스크 매수를 저감한다고 하는 것이다. 여기에서, 반투광부란, 마스크를 사용하여 패턴을 피전사체에 전사 할 때, 투과하는 노광 광의 투과량을 소정량 저감시켜서, 피전사체 위의 포토레지스트막의 현상 후의 잔막량을 제어하는 부분을 말하며，그와 같은 반투광부를, 차광부, 투광부와 함께 구비하고 있는 포토마스크를 그레이톤 마스크라고 한다.

도 5 및 도 6(도 6은 도 5의 제조 공정의 후속)에, 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정의 일례를 나타낸다．

글래스 기판(1) 위에, 게이트 전극용 금속막이 형성되며, 포토마스크를 이용한 포토리소 프로세스에 의해 게이트 전극(2)이 형성된다. 그 후, 게이트 절연막(3), 제1 반도체막(4)(a-Si), 제2 반도체막(5)(N+a-Si), 소스 드레인용 금속막(6) 및 포지티브형 포토레지스트막(7)이 형성된다(도 5의 (a)). 다음으로， 차광부(11)와 투광부(12)와 반투광부(13)를 갖는 그레이톤 마스크(10)를 이용하여, 포지티브형 포토레지스트막(7)을 노광하고, 현상함으로써, TFT 채널부 형성 영역, 소스 드레인 형성 영역 및 데이터 라인 형성 영역을 덮고, 또한 채널부 형성 영역을 덮는 부분이 소스 드레인 형성 영역을 덮는 부분보다도 얇아지도록 제1 레지스 트 패턴(7a)이 형성된다(도 5의 (b)). 다음으로，제1 레지스트 패턴(7a)을 마스크로 하여, 소스 드레인용 금속막(6) 및 제2, 제1 반도체막(5, 4)을 에칭한다 (도 5의 (c)). 다음으로，채널부 형성 영역의 얇은 레지스트막을 산소에 의한 애싱에 의해 제거하고, 제2 레지스트 패턴(7b)을 형성한다(도 6의 (a)). 그 후, 제2 레지스트 패턴(7b)을 마스크로 하여, 소스 드레인용 금속막(6)이 에칭되어, 소스/드레인(6a, 6b)이 형성되고, 이어서 제2 반도체막(5)을 에칭하고(도 6의 (b)), 마지막으로 잔존한 제2 레지스트 패턴(7b)을 박리한다(도 6의 (c)).

여기에서 이용되는 그레이톤 마스크로서는, 반투광부가 미세 패턴으로 형성되어 있는 구조의 것이 알려져 있다. 예를 들면 도 7에 도시된 바와 같이, 소스/드레인에 대응하는 차광부(11a, 11b)와, 투광부(12)와, 채널부에 대응하는 반투광부(그레이톤부; 13)를 갖고，반투광부(13)는, 그레이톤 마스크를 사용하는 LCD용 노광기의 해상 한계 이하의 미세 패턴으로 이루어지는 차광 패턴(13a)을 형성한 영역이다. 통상적으로 차광부(11a, 11b)와 차광 패턴(13a)은 모두 크롬이나 크롬 화합물 등의 동일한 재료로 이루어지는 동일한 두께의 막으로 형성되어 있다. 그레이톤 마스크를 사용하는 LCD용 노광기의 해상 한계는, 대부분의 경우, 스테퍼 방식의 노광기로 약 3㎛, 미러 프로젝션 방식의 노광기로 약 4㎛이다. 이 때문에, 예를 들면, 도 7에서 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.

전술한 미세 패턴 타입의 반투광부는, 그레이톤 부분의 설계, 구체적으로는 차광부와 투광부의 중간적인 하프톤 효과를 갖게 하기 위한 미세 패턴을 라인·앤 드·스페이스 타입으로 할지, 도트(망점) 타입으로 할지, 혹은 그 밖의 패턴으로 할지의 선택이 있으며, 또한 라인·앤드·스페이스 타입의 경우, 선폭을 어느 정도로 할지, 광이 투과하는 부분과 차광되는 부분의 비율을 어떻게 할지，전체 투과율을 어느 정도로 설계할지 등, 매우 많은 것을 고려하여 설계가 이루어져야만 한다.또한，그레이톤 마스크의 제조에서도, 선폭의 중심값의 관리, 마스크 내의 선폭의 변동 관리 등, 매우 어려운 생산 기술이 요구되고 있었다.

따라서，반투광부를 반투과성의 하프톤막(반투광막)으로 하는 것이 종래 제안되어 있다. 이러한 기술은, 예를 들면, 특허 공개 2002-189280호 공보(특허 문헌 1)에 개시되어 있다. 이 하프톤막을 이용함으로써 하프톤 부분의 노광량을 적게 하여 하프톤 노광할 수 있다. 하프톤막을 이용하는 경우, 설계에서는 전체 투과율이 어느 정도 필요한지를 검토하고, 마스크에서는 하프톤막의 막종(소재)이든지 막 두께를 선택함으로써 마스크의 생산이 가능하게 된다. 따라서, 그레이톤 마스크의 제조에서는 하프톤막의 막 두께 제어를 행하는 것만으로도 충분하여, 비교적 관리가 용이하다. 또한，TFT 채널부를 그레이톤 마스크의 반투광부로 형성하는 경우, 하프톤막이면 포토리소그래피 공정에 의해 용이하게 패터닝할 수 있으므로, TFT 채널부의 형상이 복잡한 패턴 형상이어도 가능하다고 하는 이점이 있다.

그런데，전술한 바와 같은 특허 문헌 1에 기재된 그레이톤 마스크에 있어서, 그 제조 과정에서, 반투광막으로 이루어지는 반투광부에 결함이 생기는 것을 피할 수 없다. 또한，여기서는, 막 패턴의 잉여나 차광막 성분의 부착, 또는 이물에 의해, 투과율이 소정의 것보다 낮아지는 결함을 흑 결함, 막 패턴의 부족에 의해 투과율이 소정의 것보다 높아지는 결함을 백 결함이라고 한다.

반투광막을 이용한 그레이톤 마스크의 반투광부에, 백 결함, 흑 결함이 생긴 경우에는, 통상적으로는, 예를 들면 레이저 CVD법, 또는 수속 이온 빔(FIB)법을 이용하여, 국소적인 막 수정을 행하는 것이 고려된다. 즉, 백 결함의 부분에, 국소적으로 수정막을 형성하고，또는, 백 결함 부분，흑 결함 부분을 포함하는 영역을 미리 소정의 면적분 박리하고, 다시 국소적으로 수정막을 형성하는 것이 가능하다. 단，그 경우, 수정막의 재료는, 상기 반투광막과 동일한 것을 반드시 사용할 수 없다고 하는 것은, 반투광부에 이용한 반투광막은, 전술한 국소적인 성막법에 적합하다고는 한정할 수 없기 때문이다. 이 때문에, 수정막에는, 반투광막과는 다른 막 조성의 것을 사용하는 것을 전제로 할 필요가 있다. 이 경우, 막의 조성이 상이하면, 광 투과 특성도 상이하다. 예를 들면, 반투광막에 몰리브덴 실리사이드 화합물(MoSi)을 이용하여, 수정막에 카본을 이용한 경우를 상정하면，이 양자의 광 투과율 특성은, 예를 들면 i선(365㎚) 및 g선(436㎚)에서, 도 8에 도시한 바와 같이 상위하고 있다．

한편，그레이톤 마스크를 이용하여, 피전사체에 패턴을 전사할 때에 이용되는 노광기는, 예를 들면 액정 표시 장치 제조용의 것인 경우, i선∼g선(365∼436㎚) 정도의 파장 영역을 이용하는 것이 일반적이다. 이들 노광에는, 반도체 장치제조용의 것보다 일반적으로 면적이 큰 노광이 필요하기 때문에，광량을 확보하기 위해서 단일 파장은 이용하지 않고, 파장 영역을 가진 노광 광을 이용하는 것이 유리하다. 따라서, 그레이톤 마스크의 사양을 결정할 때에는, 노광 광이 갖는 노광 파장 영역 및 그 강도 분포를 감안하여, 소정의 노광 광을 적용하였을 때에 원하는 투과율이 얻어지도록, 반투광부를 설계할 필요가 있다. 예를 들면, 반투광부에 반투광막을 이용한 그레이톤 마스크의 경우, 노광 광에 대하여, 마스크의 투명 기판(투광부)의 광 투과율을 100%로 하였을 때, 반투광부가 20∼60% 정도의 광 투과율 로 되도록 반투광막의 조성 및 막 두께를 결정한다.

상기한 바와 같은 반투광막으로 형성한 반투광부에서, 예를 들면 성막시에 결함이 생기고, 그 결함 부위에 수정막을 형성하는 경우, 형성하는 수정막은, 상기반투광막의 광 투과율을 감안하여 적합하게 설계하지 않으면, 수정막 부분이, 실제의 노광시의 분광 조건하에서, 결과적으로 흑 결함(투과율 부족)이나, 백 결함(투과율 과잉)이 된다고 하는 문제점이 생긴다. 한편，노광기의 노광 광은, 대부분의 경우, 개개의 장치에서 반드시 일정하지는 않다. 예를 들면, i선∼g선에 걸친 파장 영역의 노광 광을 갖고 있어도, 분광 특성 커브에서 i선의 강도가 가장 큰 노광기, g선의 강도가 가장 큰 노광기 등이 존재한다. 또한，노광기의 광원의 파장 특성은, 경시 변화하여, 동일한 노광기이어도 분광 특성이 일정하지는 않다. 또한, 마스크 위의 전사 패턴 형상이나, 전사 결과 얻고자 하는 레지스트 패턴 형상 등에 의해, 마스크 유저가 의도적으로 노광 광의 분광 특성을 선택하는 경우도 있다. 따라서, 실제로 노광할 때의 노광 광의 파장 특성을 고려하여, 반투광막 및 수정막의 광 투과 특성을 설계하지 않으면, 정밀도가 좋은 그레이톤 마스크를 생산하는 것은 어렵다.

본 발명은, 상기 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 반투광부에 발생한 결함을 바람직하게 수정할 수 있는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법을 제공하는 것을 제1 목적으로 한다. 또한，본 발명은, 이러한 결함 수정 방법을 적용한 결함 수정 공정을 갖는 그레이톤 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 제2 목적으로 한다. 또한, 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 그레이톤 마스크를 제공하는 것을 제3 목적으로 한다. 또한，상기 그레이톤 마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 제공하는 것을 제4 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.

<구성 1>

차광부와, 투광부와, 반투광부를 갖고, 피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 서로 다른 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법으로서, 상기 반투광부가, 투명 기판 위에, 노광 광의 투과량을 저감하는 반투광막을 형성하여 이루어지며, 상기 반투광막으로 생긴 결함 영역을 특정하는 공정과, 특정된 상기 결함 영역에, 상기 반투광막과 다른 조성의 수정막을 형성하는 공정을 갖고，상기 수정막 형성 공정에서는，노광 광에 포함되는 소정 파장을 특정하고, 미리 파악된, 상기 수정막의 광 투과율 특성에 기초하여, 상기 특정된 소정 파장의 광에 대한 상기 수정막의 광 투과율이, 상기 반투광막의 광 투과율과 대략 동일한 것으로 되는 조건을 적용하여 상기 수정막을 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스터의 결함 수정 방법.

<구성 2>

상기 소정 파장의 광에 대한 상기 수정막의 광 투과율이, 상기 반투광막의 광 투과율과 대략 동일한 것으로 되는 조건은, 상기 투광부의 광 투과율을 100%로 하였을 때, 상기 수정막과 상기 반투광막의 광 투과율의 차가 1% 이내로 되는 조건인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.

<구성 3>

상기 조건의 적용은, 막 두께의 선택에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.

<구성 4>

i선으로부터 g선의 파장 영역에 걸쳐, 상기 수정막의 광 투과율과, 상기 반투광막의 광 투과율의 차이가 3% 이내인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.

<구성 5>

상기 수정막 형성 공정에서는，소정의 조성을 갖는 상기 수정막의, 분광 투과율 특성을 미리 파악하는 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.

<구성 6>

상기 수정막 형성 공정에서는，소정의 조성을 갖는 상기 수정막을 성막할 때의 성막 조건과, 소정의 노광 광 파장에 대한 광 투과율과의 상관을 미리 파악하는 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.

<구성 7>

상기 수정막 형성 공정에서는，상기 수정막의 성막 조건에서, 상기 수정막의 조성을 선택함으로써 광 투과율을 조정하는 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.

<구성 8>

상기 반투광막의 성막은, 스퍼터법을 이용하고, 상기 수정막의 성막에는, 수속 이온빔법을 이용하는 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.

<구성 9>

상기 반투광막의 재료로서, 몰리브덴 실리사이드 화합물, 크롬 화합물, 또는 Si, W, Al 중 중 어느 하나를 이용하고, 상기 수정막으로서, 탄소(C)를 주성분으로 하는 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.

<구성 10>

상기 반투광막의 재료로서, 몰리브덴 실리사이드 화합물을 이용하고, 또한, 상기 수정막으로서, 탄소(C)를 주성분으로 하는 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는 구성 9에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.

<구성 11>

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

<구성 12>

차광부와, 투광부와, 반투광부를 갖고， 피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 서로 다른 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크로서, 상기 반투광부는, 투명기판 위에, 노광 광에 포함되는 소정 파장의 광에 대하여 소정의 광 투과율을 갖는 반투광막이 형성되어 이루어지며, 또한, 상기 반투광부의 소정 부분에는, 상기 반투광막과 다른 조성의 수정막이 형성되어 있으며, 상기소정 파장의 광에 대한 상기 투광부의 광 투과율을 100%로 하였을 때에, 상기 소정의 광 투과율과 상기 수정막의 광 투과율과의 차가 1% 이내인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.

<구성 13>

i선으로부터 g선의 파장 영역에서, 상기 반투광막의 광 투과율과 상기 수정막의 광 투과율과의 차가 3% 이내인 것을 특징으로 하는 구성 12에 기재된 그레이톤 마스크.

<구성 14>

차광부와, 투광부와, 반투광부를 갖고，피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 서로 다른 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크로서, 상기 반투광부는, 투명기판 위에, 노광 광에 포함되는 소정 파장의 광에 대하여 소정의 광 투과율을 갖는 반투광막이 형성되어 이루어지며, 또한, 상기 반투광부의 소정 부분에는, 상기 반투광막과 다른 조성의 수정막이 형성되어 있으며, 상기 반투 광막과 상기 수정막은, i선으로부터 g선에 걸친 파장 영역에서의 광 투과율의 파장 의존성이 서로 다르며，상기 반투광막의 투과율 곡선과 상기 수정막의 투과율 곡선이 상기 파장역 내에서 교차하는 점을 갖는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.

<구성 15>

상기 파장 영역에서의 상기 반투광막의 광 투과율과 상기 수정막의 광 투과율과의 차가 3% 이내인 것을 특징으로 하는 구성 14에 기재된 그레이톤 마스크.

<구성 16>

구성 11에 기재된 제조 방법에 의해 제조되는 그레이톤 마스크, 또는, 구성 12 내지 15 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크와 소정파장의 노광 광을 이용하여 피전사체 위의 레지스트를 노광하고, 상기 피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 서로 다른 레지스트 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.

본 발명의 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법에 의하면, 반투광부에서 생긴 반투광막의 결함 영역에, 반투광막과 다른 조성의 수정막을 형성하는 공정에서, 노광 광 파장 영역에 포함되는 소정 파장 광에 대한 상기 수정막의 광 투과율 특성을 미리 파악하여, 이 파악한 수정막의 광 투과율 특성에 기초하여, 상기 소정파장 광에 대한 상기 수정막의 광 투과율이, 상기반 투광막과 대략 동일한 것으로 되는 조건을 적용하여 수정막을 형성한다.

이것에 의해 소정 파장 광에 대한 수정막의 광 투과율이 반투광막과 대략 동일한 것으로 되기 때문에, 결함이 수정된 영역은, 결과적으로, 반투광부에서의 정 상적인 그레이톤 부분에 허용된 투과율 범위 내의 그레이톤 효과가 얻어지게 되고, 또한, i선∼g선의 노광 광 파장 영역에서, 상기 소정 파장에서의, 양자의 막의 투과율이 가장 근사하고 있는 것으로서, 반투광부에 발생한 결함을 바람직하게 수정할 수 있다. 바람직하게는, 양자의 막의, i선∼g선의 파장 영역에서의 투과율 곡선이, 상기 소정 파장에서 교차하거나，또는, 가장 접근하는 것이라고 할 수 있다.

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

또한，본 발명의 그레이톤 마스크에 의하면, 소정의 파장의 노광 광에 대하여 소정의 광 투과율을 갖는 반투광막에 의해 형성된 반투광부의 소정 부분에는, 반투광막의 결함 영역을 수정하는, 상기 반투광막과 다른 조성의 수정막이 형성되고, 그레이톤 마스크에 대하여 적용하는 노광 광에 포함되는 소정 파장에서, 반투광막과 수정막의 광 투과율의 차가 1% 이내이기 때문에，상기 파장의 노광 광에 대한 수정막의 광 투과율이 반투광막과 대략 동일한 것으로 된다. 결과적으로, 결함이 수정된 영역은, 반투광부에서의 정상적인 그레이톤 부분에 허용된 투과율 범위 내의 그레이톤 효과가 얻어지고, 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 그레이톤 마스크가 얻어진다.

또한，상기한 바와 같이 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 그레이톤 마스크를 이용하여, 피전사체에의 패턴 전사를 행함으로써, 패턴 결함이 없는 양호한 전사 패턴을 형성할 수 있다.

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

도 1에 도시한 본 발명의 일 실시 형태에 따른 그레이톤 마스크(20)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 1에 도시한 피전사체(30) 위에, 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 서로 다른 레지스트 패턴(33)을 형성하기 위한 것이다. 또한，도 1에서 참조 부호 32A, 32B는, 피전사체(30)에서 기판(31) 위에 적층된 막을 나타낸다.

상기 그레이톤 마스크(20)는, 구체적으로는，이 그레이톤 마스크(20)의 사용시에 노광 광을 차광(투과율이 대략 0%)시키는 차광부(21)와, 투명 기판(24)의 표면이 노출된 노광 광을 투과시키는 투광부(22)와, 투광부의 노광 광 투과율을 100%로 하였을 때 투과율을 20∼60%, 바람직하게는, 40∼60% 정도로 저감시키는 반투광부(23)를 갖고 구성된다. 반투광부(23)는, 글래스 기판 등의 투명 기판(24) 위에 광반투과성의 반투광막(26)이 형성되어 구성된다. 또한，반투광부(23)에 생긴 반투광막(26)의 결함 영역(소정의 영역)에, 본 발명에 따른 수정막(27)이 형성되어 있다. 또한，차광부(21)는, 투명 기판(24) 위에, 차광성의 차광막(25)(및 반투광막(26))이 형성되어 구성된다. 또한，도 1에 도시한 차광부(21), 투광부(22), 및 반투광부(23)의 패턴 형상은 어디까지나 대표적인 일례로서, 본 발명을 이것에 한정하는 취지가 아닌 것은 물론이다.

상기 반투광막(26)의 재료로서는, 크롬 화합물, 몰리브덴 실리사이드 화합 물, Si, W, Al 등을 들 수 있다. 이 중, 크롬 화합물에는, 산화 크롬(CrOx), 질화 크롬(CrNx), 산질화크롬(CrOxN), 불화크롬(CrFx)이나, 이들 탄소나 수소를 함유하는 것이 있다. 또한，몰리브덴 실리사이드 화합물로서는, MoSix 외에, MoSi의 질화물, 산화물, 산화질화물, 탄화물 등이 함유된다. 또한，상기 차광막(25)의 재료로서는, Cr, Si, W, Al 등을 들 수 있다. 상기 차광부(21)의 투과율은, 차광막(25)의 막 재료 및 재질과 막 두께와의 선정에 의해 설정된다. 또한，상기 반투광부(23)의 투과율은, 반투광막(26)의 막 재료 및 재질과 막 두께와의 선정에 의해 설정된다.

전술한 바와 같은 그레이톤 마스크(20)를 사용하였을 때에, 차광부(21)에서는 노광 광이 실질적으로 투과되지 않고, 반투광부(23)에서는 노광 광이 저감되기 때문에, 피전사체(30) 위에 형성한 레지스트막(포지티브형 포토레지스트 막)은, 전사(노광) 후, 현상을 거쳤을 때 차광부(21)에 대응하는 부분에서 막 두께가 두꺼워지고, 반투광부(23)에 대응하는 부분에서 막 두께가 얇아지고, 투광부(22)에 대응하는 부분에서는 잔막이 실질적으로 생기지 않는 레지스트 패턴(33)을 형성한다(도 1을 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 레지스트 막 두께가 역전하는 것을 고려한 설계를 행할 필요가 있지만, 이와 같은 경우에도, 본 발명의 효과는 충분히 얻어진다.

그리고，도 1에 도시한 레지스트 패턴(33)의 막이 없는 부분에서, 피전사 체(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. 이렇게 하여, 1매의 그레이톤 마스크(20)를 이용하여 종래의 포토 마스크 2매분의 공정이 실시되게 되어, 마스크 매수가 삭감된다.

다음으로，본 발명에 따른 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법은, 마스크 사용시에 이용되는 노광 광의 투과량을 소정량 저감하는 반투광부가, 소정 파장의 광(노광 광의 파장 영역에 포함되는 1 파장의 광)에 대하여 소정의 광 투과율을 갖는 반투광막을 이용하여 형성되어 있는 그레이톤 마스크에 적용된다. 이 결함 수정 방법은, 상기반투광막으로 생긴 결함 영역을 특정하는 공정과, 특정된 상기 결함 영역에, 반투광막과 다른 조성의 수정막을 형성하는 공정을 포함한다. 그리고，이러한 수정막 형성 공정에서는，노광 광에 포함되는 소정 파장을 특정하여, 미리 파악해 둔, 상기 소정 파장의 광에 대한 상기 수정막의 광 투과율 특성에 기초하여, 상기 소정파장의 광에 대한 수정막의 광 투과율이 반투광막의 광 투과율과 대략 동일한 것으로 되는 조건을 적용하여 수정막을 형성한다.

이것에 의해, 반투광막의 결함 영역을, 반투광막과 다른 조성의 수정막을 이용하여 수정하는 경우에, 소정 파장의 광에 대한 수정막의 광 투과율이 반투광막의 광 투과율과 대략 동일한 것으로 되기 때문에, 결함이 수정된 영역은, 결과적으로, 반투광부에서의 정상적인 그레이톤 부분에 허용된 투과율 범위 내의 그레이톤 효과가 얻어지게 되어, 반투광부에 발생한 결함을 바람직하게 수정할 수 있다.

여기에서, 소정 파장의 광에 대한 상기 수정막의 광 투과율이, 상기 소정의 광 투과율과 대략 동일하다는 것은, 상기 투광부의 광 투과율을 100%로 하였을 때에, 반투광막과 수정막의 광 투과율의 차가 1% 이내로 되는 것이다．

전술한 바와 같이, 그레이톤 마스크를 이용하여 피전사체에 패턴을 전사할 때에 이용되는 노광기는, 예를 들면 액정 표시 장치 제조용의 것인 경우, 일반적으로 면적이 큰 노광이 필요하며 그 광량을 확보하기 위해서 단일 파장은 이용하지 않고, 파장 영역을 갖는 노광 광을 이용하는 것이 유리하기 때문에, i선∼g선(365∼436㎚) 정도의 파장 영역을 이용하는 것이 일반적이다. 또한 노광기의 노광 광은, 대부분의 경우, 개개의 장치에서 반드시 일정하지는 않고, 예를 들면 i선∼g선에 걸치는 파장 영역의 노광 광을 갖고 있어도, i선의 강도가 가장 큰 노광기, g선의 강도가 가장 큰 노광기 등이 존재한다. 또한，노광기의 광원의 파장 특성은, 경시 변화한다. 따라서, 노광기의 광강도가 가장 강한 파장으로 반투광막과 수정막의 투과율이 거의 동일한 것으로 되도록 맞추는 것이 바람직하며, 그것을 위해서는, 상기 소정의 파장은, 실제로 노광할 때의 노광 광의 파장 특성을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 특정한 노광기에 의한 노광 조건하에서, 광강도가 가장 큰 파장을, 상기 소정 파장이라고 할 수 있다.

즉, 수정막 형성 공정에서의, 소정 파장의 특정은, 그때 사용하고자 하는 노광기의 분광 특성 등을 고려하여 결정할 수 있다. 또는, 수정 대상으로 되는 포토 마스크에, 광 투과율 지정의 기준 조건으로서 미리 지정된 기준 파장을 이것에 적용하여도 되는 것은 물론이다.

또한，마스크의 사양에 통일성을 갖게 하는, 마스크의 품질 검사의 관리상의 이유 등의 관점으로부터, 어떠한 "기준 파장"을 소정 파장이라고 하는 것도 가능하다.

즉 이 경우에는, 상기 수정막 형성 공정에서는，소정의 기준 파장의 광에 대한 수정막의 광 투과율 특성을 미리 파악하고, 파악한 수정막의 광 투과율 특성에 기초하여, 상기 기준 파장에 대한 수정막의 광 투과율이 반투광막의 광 투과율과 대략 동일한 것으로 되는 조건을 적용하여 수정막을 형성한다. "기준 파장"으로서는, 노광 광의 파장 영역 내의 1 파장을 선택할 수 있다.

소정 파장의 노광 광(혹은 기준 파장의 광)에 대한 상기 수정막의 광 투과율 특성을 미리 파악함에 있어서, 소정의 조성을 갖는 수정막의, 광 파장과 광 투과율의 상관을 미리 파악해 두는 것이 바람직하다.

예를 들면, 도 2의 (a) 및 (b)와 같은 그래프를 이용하여 수정막의 광 투과율의 파장 의존성(또한，노광 광에 대한 막의 의존성은, 파장에 대해서 거의 직선적이지만, 여기에서는 그 파장 의존성을 나타내는 선을, 투과율 곡선이라고 함)에 대하여 파악해 둘 수 있다. 도 2의 (a)와 (b)는, 2개의 수정막(카본 수정막)의 노광 광 파장에 대한 투과율을 측정한 결과를, 반투광막(MoSi막)의 노광 광 파장에 대한 투과율을 측정한 결과와 함께 나타내고 있다. 이들 결과로부터, 예를 들면 노광 광으로서 i선이 지배적인 강도를 갖는 노광기와 함께 이용되는 그레이톤 마스 크의 결함을 수정하는 경우, i선의 파장(365㎚)에서 반투광막과 수정막의 광 투과율이 대략 동일한 것으로 되도록, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같은 투과율의 파장 의존성을 나타내는 카본 수정막을 선택할 수 있다. 즉, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같은 투과율의 파장 의존성을 나타내는 카본 수정막을 형성하도록, 카본 막의 성막 조건 등을 조정할 수 있다. 이것에 의해，반투광막과 수정막의 투과율 곡선이 i선의 파장에서 교차하거나，더욱 접근하도록 할 수 있다. 한편, g선이 지배적인 강도를 갖는 노광기와 함께 이용되는 그레이톤 마스크의 결함을 수정하는 경우에는, g선의 파장(436㎚)에서 반투광막과 수정막의 광 투과율이 대략 동일한 것으로 되도록, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같은 투과율의 파장 의존성을 나타내는 카본 수정막을 선택할 수 있다. 즉, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같은 투과율의 파장 의존성을 나타내는 카본 수정막을 형성하도록, 카본 막의 성막 조건 등을 조정할 수 있다. h선을 기준으로 한다면, h선의 파장에서, 반투광막과 수정막의 투과율 곡선이 교차하도록 할 수도 있다.

또한，소정의 파장의 노광 광(혹은 기준 파장의 광)에 대한 상기 수정막의 광 투과율 특성을 미리 파악함에 있어서, 소정의 조성을 갖는 수정막을 성막할 때의 성막 조건과, 소정의 노광 광 파장에 대한 광 투과율의 상관에 대해서도 미리 파악해 두는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 3은, 수정막(카본)을 FIB법에 의해 성막하는 경우의 성막 조건(이온 도우즈량)과, 노광 광 파장(i선)에 대한 광 투과율과의 상관을 미리 측정한 결과를 나타내고 있다. 이 결과로부터, 예를 들면 노광 광으로서 i선이 지배적인 강도를 갖는 노광기와 함께 이용되는 그레이톤 마스크 의 결함을 수정하는 경우에, 수정막이 원하는 광 투과율을 갖기 위해서 필요한 막 두께를 실현하기 위한 성막 조건에 대하여 미리 파악할 수 있다.

또한, 수정막 형성 공정에서는，미리 파악한, 소정의 파장의 노광 광(혹은 기준 파장의 광)에 대한 수정막의 광 투과율 특성의 결과에 기초하여, 예를 들면, 수정막의 성막 조건에서, 상기 수정막의 막 두께를 선택함으로써 광 투과율을 조정할 수 있다. 막 두께의 조정은 공지의 방법에 의해 행할 수 있다. 수정막의 성막에 예를 들면 FIB법을 적용하는 경우에는, 이온 도우즈량을 제어함으로써 막 두께를 조절할 수 있다. 또한，성막 시간을 제어하여도 된다.

또한，미리 파악한 소정의 파장의 노광 광(혹은 기준 파장의 광)에 대한 수정막의 광 투과율 특성 결과에 기초하여, 수정막의 성막 조건에서, 상기 수정막의 조성을 선택함으로써 광 투과율을 조정하는 것도 가능하다. 예를 들면, MoSi 반투광막에 대하여, 수정막의 일례로서 카본 막을 이용할 수 있지만, 물론 다른 막을 이용하는 것도 가능하다. 수정막의 조성을 선택하는 경우에는, 소정의 파장의 노광 광에 대한 광 투과율을 감안하여 행하는 것이 바람직하다.

상기 반투광막의 성막에는, 일반적으로 스퍼터법을 이용할 수 있고, 상기 수정막의 성막에는, 본 발명에서는 FIB법을 이용하는 것이 바람직하다. FIB법은, 국소적인 성막에 바람직하기 때문이다.

반투광막의 재료로서는, 전술한 바와 같이, MoSiON, MoSiN, MoSiCN 등의 몰리브덴 실리사이드(MoSi) 화합물, CrN, CrO 등의 크롬 화합물, 또는 Si, W, Al 중 중 어느 하나를 바람직하게 이용할 수 있다. 원하는 광 투과율로 조정하기 위해서 는, 막 두께를 조정하는 외에, 조성을 조정함으로써 행할 수 있다. 예를 들면, 성막 방법에 스퍼터법을 이용할 때에, 스퍼터 가스로서 도입하는 산소, 질소의 유량을 조정함으로써, 막 내의 이들의 함유율을 변화시키는 것이 가능하며, 이것에 의해 광 투과율을 조정할 수 있다.

또한，수정막으로서는, 카본(C)을 주성분으로 하는 재료를 바람직하게 이용할 수 있다. 카본은, 상기 FIB법에 의한 성막에 바람직하다.

본 발명에서는，반투광막의 재료로서, 몰리브덴 실리사이드 화합물을 이용하고, 또한, 수정막으로서, 카본(C)을 주성분이라고 하는 재료를 이용하는 것이 특히 유리하다. 이것은, 몰리브덴 실리사이드 화합물과, 카본(C)을 주성분이라고 하는 재료는, 전술한 도 2에서도 도시한 바와 같이, 예를 들면 i선 또는 g선의 파장 영역의 노광 광에 대한 투과율이 근사하고 있으며, 또한 그 파장 의존성도 크게 상위하고 있지 않기 때문에, 본 발명의 방법에 의해, 소정의 노광 파장을 선택하였을 때에 반투광막과 수정막의 광 투과율을 대략 동일하게 하는 것을 비교적 용이하게 행할 수 있기 때문이다. 또한，바람직하게는, i선∼g선의 전체 영역에서, 반투광막과 수정막의 투과율 차는, 3% 이내로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해，노광 광원의 파장 특성이 경시 변화한 경우에도, 반투광막과 수정막의 광 투과율 차를, 항상 3% 이하로 하는 것이 가능하다. 이와 같은 마스크를 이용하여 형성한 레지스트 패턴의 노광량의 차이에 의한 선폭 변동은, 현상 후의 레지스트 선폭 변동 허용 값을 하회할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법의 일 실시예를 설 명한다.

본 실시예에서는, 투명 기판 위에, 몰리브덴 실리사이드를 함유하는 반투광막(노광 광 투과율 50%), 크롬을 주성분으로 하는 차광막을 이 순서대로 성막하고, 소정의 패터닝을 실시함으로써, 차광부, 투광부 및 반투광부를 구비한，TFT 기판 제조용의 그레이톤 마스크를 이용한다. 제조 방법에 대해서는 후술한다.

상기 그레이톤 마스크의 반투광부에 생긴 백 결함의 수정 방법을 설명한다.

(1) 제조된 그레이톤 마스크에 대하여, 결함 검사 장치를 이용하여, 마스크 패턴의 결함 검사를 행한다. 결함 검사는, 그레이톤 마스크에 검사 광을 주사시키면서 광 투과율을 검출하고, 허용 값과의 비교에 의해 행할 수 있다. 그리고，반투광부에서 결함이 존재할 때는, 그 결함 영역의 위치와 형상을 특정하고, 위치 정보 및 형상 정보(치수 정보 포함)를 생성한다. 이 경우의 결함은, 정상적인 반투광부에 대하여, 반투광막의 막 두께가 작거나, 또는 반투광막이 누락한 부위를 갖기 때문에, 노광 광의 투과량이 정상인 반투광부보다 큰 부분이도록 한 소위 백 결함이다.

(2) 우선，수정막을 형성하기 위한 성막 수단과 성막 소재(조성)를 결정한다. 본 실시예에서는, 성막 수단으로서 FIB 장치를 적용한다. 또한，성막 소재로서는, FIB 장치에 의한 성막에 알맞고, 또한 MoSi 반투광막과 소정의 파장으로 투과율을 맞춘다는 관점으로부터, 광 투과율의 제어를 행하기 쉬운 소재를 이용하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는, 카본으로 한다. 카본은, FIB 장치에 의한 성막에 알맞고, 또한 광 투과율의 제어를 행하기 쉽다고 할 뿐만 아니라, 내약품성, 부착 강도에도 우수한 소재이다.

또한，수정막으로 되는 카본 막의 노광 광 파장에 대한 광 투과율 특성 및, 특정한 투과율을 얻기 위한 성막 조건 등에 대해서는, 미리 파악해 둔다.

(3) 해당 마스크를 사용할 때의 노광기의 파장 특성을 감안하여, MoSi 반투광막과 카본 수정막의 광 투과율을 맞추기 위한 기준 파장(여기서는, 노광 광 파장영역에 포함되는 것으로 함)을 결정한다.

(4) 미리 파악한 카본 막의 노광 광 파장에 대한 광 투과율 특성 등의 결과 에 기초하여, 상기 기준 파장에서, 반투광막과 카본 수정막의 광 투과율 차가 소정의 허용 범위(1% 이내)로 되도록, 카본 수정막의 막 두께, 및 그것을 성막하기 위한 성막 조건(단위 면적당 도우즈량 등)을 결정한다. FIB 장치를 이용한 성막의 경우, 막 두께를 제어하는 파라메타는, 주로 이온 빔의 단위 면적당 도우즈(Dose, 성막시의 전류값에 비례하는)량이다. 여기에서, 1% 이내란, 본 발명의 그레이톤 마스크를 이용하여, 피전사체 위에 형성된 레지스트에 대하여 노광을 행하고 또한 현상을 행하였을 때에, 레지스트 패턴의 반투광막에 대응하는 부분과 카본 수정막에 대응하는 부분 사이에 막 두께 차를 실질적으로 부여하지 않는 것이며, 이들 부분을 동일 막으로 간주할 수 있는 양이다.

여기에서, 상기 FIB 장치에 대하여 설명한다. 이 FIB 장치(40)는, 도 4에 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. 상기 전자 광학계(42)는, 이온원(41)으로부터 발생한 Ga+ 이온을 이온 빔(47)으로 하는 것이며, 이 이온 빔(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 이온 빔 조사 영역으로 이동한다. 다음으로，수정을 실시하는 결함 영역에 이온 빔(47)을 주사하고, 이때 발생하는 ２차 이온을 검출하는 ２차 이온 검출기(48)의 작용에 의해, 수정을 실시하는 결함 영역의 위치를 검출한다. 이온 빔(47)이 전자 광학계(42)을 통하여, 그레이톤 마스크(20)의 수정을 실시하는 결함 영역에 조사됨으로써, 수정막의 형성이나, 흑 결함 영역의 반투광막의 제거가 실시된다. 또한，이온 빔의 빔 직경은, 0.1㎛Φ 이하이다.

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

또한，흑 결함 영역의 반투광막을 제거하는 경우에는, 에칭용 가스 총(49)에 의해 β가스를 방출시키고, 이 상태에서 전자 광학계(42)를 통하여 이온 빔(47)을 조사함으로써, 상기 반투광막이 제거된다.

(5) 수정막의 성막 영역을 결정하기 위해서 필요한 결함 영역의 위치 정보 등을 FIB 장치에 입력함과 함께，상기의 성막 조건을 입력하고, 그 성막 조건에 의해 성막 영역(결함 영역)에 카본의 수정막을 형성한다.

이상은 백 결함의 수정 방법을 설명하였지만, 반투광부에서 차광막 성분의 부착 등에 의한 흑 결함이 존재하는 경우, 우선 FIB 장치 등을 이용하여 흑 결함만을 제거하여도 된다. 흑 결함의 제거는, 반투광막에도 데미지를 주는 경우가 있기 때문에, 바람직하게는 흑 결함을 포함하는 영역의 반투광막을 FIB 장치(바람직하게는 FIB의 가스 어시스트 에칭), 또는 레이저 등으로 제거하고, 이 제거한 영역을 백 결함 영역으로서, 전술한 백 결함의 경우와 마찬가지의 수정을 실시하면 된다.이렇게 함으로써, 흑 결함의 경우에도 바람직하게 수정을 행할 수 있다．

이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 소정의 파장의 노광 광에 대한 수정막의 광 투과율이 반투광막과 대략 동일한(광 투과율 차가 허용 범위 내) 것으로 되기 때문에, 결함이 수정된 영역은, 결과적으로, 반투광부에서의 정상적인 그레이톤 부분에 허용된 투과율 범위와 거의 동등한 그레이톤 효과가 얻어지게 되어, 반투광부에 발생한 결함을 바람직하게 수정할 수 있다.

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

본 발명은, 이상 설명한 결함 수정 방법에 의한 결함 수정 공정을 포함하는 그레이톤 마스크의 제조 방법도 제공한다.

상기 그레이톤 마스크는, 이하와 같은 방법에 의해 얻을 수 있다. 본 발명은, 이하의 제조 과정에서, 반투광부의 반투광막에 생긴 결함의 수정에 이용된다.

(1) 투명 기판 위에 반투광막, 및 차광막이 이 순서대로 적층된 포토마스크 블랭크를 준비하고, 그 포토마스크 블랭크 위로서 차광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고，그 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출한 차광막을 에칭함으로써, 반투광막 위에 차광막이 남는 차광부를 형성한다. 다음으로，적어도 반투광부를 포함하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고，그 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 반투광막을 에칭함으로써, 반투광막이 남는 반투광부 및 반투광막이 제거된 투광부를 형성한다. 이렇게 하여, 투명 기판 위에 반투광막이 남겨진 반투광부, 투명기판 위에 차광막과 반투광막의 적층 막이 남겨진 차광부, 및 투명 기판 위에 반투광막 및 차광막 중 어느 것도 남겨져 있지 않은 투광부를 갖는 그레이톤 마스크를 얻을 수 있다.

(2) 또는, 투명 기판 위에 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하고, 그 포토마스크 블랭크 위로서 차광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 차광막을 에칭함으로써 차광막 패턴을 형성한다. 다음으로，레지스트 패턴을 제거 후, 기판의 전체면에 반투광막을 성막한다. 그리고，차광부 및 반투광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고，그 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출한 반투광막을 에칭함으로써, 투광부 및 반투광부를 형성한다. 이렇게 하여, 투명 기판 위에 반투광막이 남겨진 반투광부, 투명 기판 위에 차광막과 반투광막의 적층막이 남겨진 차광부, 및 투명 기판 위에 반투광막 및 차광막 중 어느 것도 남겨져 있지 않은 투광부를 갖는 그레이톤 마스크를 얻을 수 있다.

(3) 또는, 상기 (2)와 동일한 포토마스크 블랭크 위로서 차광부 및 투광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고，그 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 차광막을 에칭함으로써, 반투광부에 대응하는 영역의 투명 기판을 노출시킨다. 다음으로，레지스트 패턴을 제거 후, 기판의 전체면에 반투광막을 성막하고, 차광부 및 반투광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고，그 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 반투광막(및 반투광막 및 차광막)을 에칭한다. 이것에 의해，투광부 및 차광부, 및 반투광부를 형성할 수도 있다.

물론, 본 발명의 포토마스크의 제조 방법은, 전술한 (1)∼(3)에 한정될 필요는 없다.

본 발명의 그레이톤 마스크의 제조 방법에 의하면, 이와 같은 본 발명의 결함 수정 방법을 적용한 결함 수정 공정을 갖는 것에 의해, 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 그레이톤 마스크를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 소정의 파장의 노광 광에 대하여 소정의 광 투과율을 갖는 반투광막에 의해 형성된 반투광부의 소정 부분에는, 반투광막의 결함 영역을 수정하는, 상기 반투광막과 다른 조성의 수정막이 형성되며, 그레이톤 마스크에 대하여 적용하는 노광 광의 소정 파장에서, 반투광막과 수정막의 광 투과율의 차가 3%이내인 그레이톤 마스크가 얻어진다. 즉, 상기 파장의 노광 광에 대한 수정막의 광 투과율 특성이 반투광막과 대략 동일한 것으로 되기 때문에, 결과적으로, 결함이 수정된 영역에서는, 반투광부에서의 정상적인 그레이톤 부분에 허용된 투과율범위 내의 그레이톤 효과가 얻어져서, 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 그레이톤 마스크가 얻어진다.

또한，상기한 바와 같이 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 본 발명에 따른 그레이톤 마스크를 이용하여, 전술한 도 1에 도시한 바와 같이, 피전사체에의 패턴 전사를 행함으로써, 패턴 결함이 없는 양호한 전사 패턴을 형성할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 그레이톤 마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도.

도 2의 (a)과 (b)는, 반투광막(MoSi)과 수정막(카본)의 각각의 투과율의 파장 의존성을 나타내는 도면．

도 3은, 수정막(카본)의 FIB법에 의한 성막 조건(이온 도우즈량)과, 소정의 노광 광 파장(i선)에 대한 광 투과율과의 상관 관계를 나타내는 도면.

도 4는, FIB 장치의 구조를 나타내는 개략 측면도.

도 5는, 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정을 나타내는 개략 단면도.

도 6은, 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정(도 5의 제조 공정의 계속)을 나타내는 개략 단면도.

도 7은, 종래의 미세 패턴 타입의 그레이톤 마스크의 일례를 나타내는 평면도.

도 8은, 반투광막(MoSi)과 수정막(카본)의 각각의 i선 및 g선에 대한 광 투과율 특성을 나타내는 도면.

Claims

차광부와, 투광부와, 반투광부를 갖고，피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 서로 다른 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법으로서，

상기 반투광부가, 투명기판 위에, 노광 광의 투과량을 저감하는 반투광막을 형성하여 이루어지며,

상기 반투광막으로 생긴 결함 영역을 특정하는 공정과,

특정된 상기 결함 영역에, 상기 반투광막과 다른 조성의 수정막을 형성하는 공정을 갖고，

상기 수정막 형성 공정에서는，

노광 광에 포함되는 소정 파장을 특정하고,

미리 파악된, 상기 수정막의 광 투과율 특성에 기초하여, 상기 특정된 소정파장의 광에 대한 상기 수정막의 광 투과율이, 상기 반투광막의 광 투과율과 대략 동일한 것으로 되는 조건을 적용하여 상기 수정막을 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
제1항에 있어서,

상기 소정 파장의 광에 대한 상기 수정막의 광 투과율이, 상기 반투광막의 광 투과율과 대략 동일한 것으로 되는 조건은, 상기 투광부의 광 투과율을 100%로 하였을 때, 상기 수정막과 상기 반투광막의 광 투과율의 차가 1% 이내로 되는 조건인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
제1항에 있어서,

상기 조건의 적용은, 막 두께의 선택에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
제1항에 있어서,

i선으로부터 g선의 파장 영역에 걸쳐, 상기 수정막의 광 투과율과, 상기 반투광막의 광 투과율의 차이가 3% 이내인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
제1항에 있어서,

상기 수정막 형성 공정에서는，소정의 조성을 갖는 상기 수정막의, 분광 투과율 특성을 미리 파악하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
제1항에 있어서,

상기 수정막 형성 공정에서는，소정의 조성을 갖는 상기 수정막을 성막할 때의 성막 조건과, 소정의 노광 광 파장에 대한 광 투과율과의 상관을 미리 파악하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
제1항에 있어서,

상기 수정막 형성 공정에서는，상기 수정막의 성막 조건에서, 상기 수정막의 조성을 선택함으로써 광 투과율을 조정하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
제1항에 있어서,

상기 반투광막의 성막은, 스퍼터법을 이용하고, 상기 수정막의 성막에는, 수속 이온빔법을 이용하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
제1항에 있어서,

상기 반투광막의 재료로서, 몰리브덴 실리사이드 화합물, 크롬 화합물, 또는 Si, W, Al 중 중 어느 하나를 이용하고, 상기 수정막으로서, 탄소(C)를 주성분으로 하는 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
제9항에 있어서,

상기 반투광막의 재료로서, 몰리브덴 실리사이드 화합물을 이용하고, 또한, 상기 수정막으로서, 탄소(C)를 주성분으로 하는 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 수정 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 결함 수정 방법에 의한 결함 수정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법.
차광부와, 투광부와, 반투광부를 갖고，피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 서로 다른 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크로서,

상기 반투광부는, 투명기판 위에, 노광 광에 포함되는 소정 파장의 광에 대하여 소정의 광 투과율을 갖는 반투광막이 형성되어 이루어지며, 또한,

상기 반투광부의 소정 부분에는, 상기 반투광막과 다른 조성의 수정막이 형성되어 있고, 상기 소정 파장의 광에 대한 상기 투광부의 광 투과율을 100%로 하였을 때에, 상기 소정의 광 투과율과 상기 수정막의 광 투과율과의 차가 1% 이내인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
제12항에 있어서,

i선으로부터 g선의 파장 영역에서, 상기 반투광막의 광 투과율과 상기 수정막의 광 투과율과의 차가 3% 이내인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
차광부와, 투광부와, 반투광부를 갖고，피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 서로 다른 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크로서,

상기 반투광부는, 투명기판 위에, 노광 광에 포함되는 소정 파장의 광에 대 하여 소정의 광 투과율을 갖는 반투광막이 형성되어 이루어지며, 또한,

상기 반투광부의 소정 부분에는, 상기 반투광막과 다른 조성의 수정막이 형성되어 있고,

상기 반투광막과 상기 수정막은, i선으로부터 g선에 걸친 파장 영역에서의 광 투과율의 파장 의존성이 서로 다르며，상기 반투광막의 투과율 곡선과 상기 수정막의 투과율 곡선이 상기 파장 영역 내에서 교차하는 점을 갖는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
제14항에 있어서,

상기 파장 영역에서의 상기 반투광막의 광 투과율과 상기 수정막의 광 투과율과의 차가 3% 이내인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
제11항의 제조 방법에 의해 제조되는 그레이톤 마스크, 또는, 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항의 그레이톤 마스크와 소정 파장의 노광 광을 이용하여 피전사체 위의 레지스트를 노광하고, 상기 피전사체 위에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 서로 다른 레지스트 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.