TWI393994B - 灰階光罩之缺陷修正方法、灰階光罩之製造方法、灰階光罩以及圖案轉印方法 - Google Patents

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Description

灰階光罩之缺陷修正方法、灰階光罩之製造方法、灰階光罩以及圖案 轉印方法
本發明係關於一種使用於液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display；在以下，稱為LCD)之製造等之灰階光罩之缺陷修正方法、灰階光罩之製造方法、灰階光罩以及圖案轉印方法；特別是關於一種適合使用在薄膜電晶體液晶顯示裝置之製造所使用之薄膜電晶體基板(TFT基板)之製造之灰階光罩之缺陷修正方法、灰階光罩之製造方法、灰階光罩以及圖案轉印方法。
現在，於LCD領域，薄膜電晶體液晶顯示裝置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display；在以下，稱為TFT－LCD)係比起CRT(陰極射線管)，還具有所謂容易成為薄型且消耗電力低之優點，因此，急速地進行商品化。TFT－LCD係具有：在呈矩陣狀地配列之各個像素來配列TFT之構造之TFT基板以及配列於各個像素而配列紅、綠和藍之像素圖案之彩色濾光片，重疊於液晶相之介在下之概略構造。TFT－LCD係製造製程數多，即使是僅TFT基板，也使用5~6片之光罩而進行製造。在此種狀況下，提議使用4片之光罩而進行TFT基板之製造之方法。
該方法係指藉由使用具有遮光部和透光部及半透光部(灰階部)之光罩(在以下，稱為灰階光罩)而減少使用之光罩片數。在此，所謂半透光部係指在使用光罩而圖案轉印 於被轉印體之際，減低透過之曝光用光之透過量，成為既定量，控制被轉印體上之光阻膜之顯影後之殘膜量之部分。將一起具備此種半透光部、遮光部和透光部之光罩，稱為灰階光罩。
在圖6及圖7，顯示使用灰階光罩之TFT基板之製造製程之某一例子。圖7係顯示接續於圖6製造製程之製造製程。
在玻璃基板1上，形成閘極電極用金屬膜，藉由使用光罩之光微影而形成閘極電極2。然後，形成閘極絕緣膜3、第1半導體膜4(a－Si：非結晶質矽)、第2半導體膜5(N＋a－Si)、源極/汲極用金屬膜6以及正型光阻膜7(圖6(a))。接著，使用具有遮光部11和透光部12及半透光部13之灰階光罩10而曝光及顯影正型光阻膜7。藉此而覆蓋TFT通道部形成區域及源極/汲極形成區域和資料線形成區域，並且，形成第1阻劑圖案7a而使得通道部形成區域更加薄於源極/汲極形成區域(圖6(b))。接著，以第1阻劑圖案7a作為光罩而蝕刻源極/汲極用金屬膜6及第2半導體膜4、第1半導體膜5(圖6(c))。接著，藉著由於氧所造成之灰化(ashing)而除去通道部形成區域之薄阻劑膜，形成第2阻劑圖案7b(圖7(a))。然後，以第2阻劑圖案7b作為光罩而蝕刻源極/汲極用金屬膜6，形成源極/汲極6a、6b，接著，蝕刻第2半導體膜5(圖7(b))，剝離最後殘留之第2阻劑圖案7b(圖7(c))。
作為使用於此之灰階光罩係知道藉由微細圖案而形成 半透光部之構造。例如正如圖8所示，灰階光罩係具有對應於源極/汲極之遮光部11a、11b、透光部12和對應於通道部之半透光部(灰階部)13。半透光部13係形成由使用灰階光罩之LCD用曝光機之解析限度以下之微細圖案所組成之遮光圖案13a之區域。遮光部11a、11b和遮光圖案13a係通常一起由鉻或鉻化合物等之相同材料所組成之同樣厚度之膜來形成。使用灰階光罩之LCD用曝光機之解析限度係在許多之狀態下，於步進方式之曝光機，成為大約3 μm，於鏡投影方式之曝光機，成為大約4 μm。因此，例如在圖8，可以使得半透光部13之透光部13b之空間幅寬未滿3 μm，遮光圖案13a之線幅寬未滿曝光機之解析限度以下之3 μm。
前述微細圖案形式之半透光部係選擇灰階部分之設計，具體地使得用以具有遮光部和透光部之中間之半階效果之微細圖案成為線及空間形式，或者是成為點(網點)形式，或者是成為其他圖案，並且，在線及空間形式之狀態下，必須考慮線幅寬成為如何、或者是光之透過之部分和遮光之部分之比率成為如何、或者是設計整體之透過率成為何種程度等之非常多之事項而進行設計。此外，即使是在灰階光罩之製造，也要求線幅寬之中心值之管理、光罩內之線幅寬之偏差管理等之非常困難之生產技術。
於是，提議半透光部成為半透光性之半階膜(半透光膜)(例如專利文獻1：日本特開2005－37933號公報)。可以藉由使用該半階膜而減少半階部分之曝光量，進行半階 曝光。在使用半階膜之狀態下，於設計上，檢討整體之透過率必須如何，可以在光罩，藉由選擇成為半階膜之膜種類(素材)等之膜厚而生產光罩。因此，在灰階光罩之製造，可以僅進行半階膜之膜厚控制，管理比較容易。此外，在藉由灰階光罩之半透光部而形成TFT通道部之狀態下，如果是半階膜的話，則可以藉由光微影製程而容易地進行圖案化，因此，具有所謂TFT通道部之形狀也可以成為複雜之圖案形狀之優點。
但是，在前述專利文獻1所記載之灰階光罩，於其製造過程，不可避免地在由半透光膜所組成之半透光部，產生缺陷。此外，在此，將由於膜圖案之剩餘或遮光膜成分之附著或者是異物而使得透過率低於既定值之缺陷，稱為黑缺陷，將由於膜圖案之不足而使得透過率高於既定值之缺陷，稱為白缺陷。
在使用半透光膜之灰階光罩之半透光部而產生黑缺陷、白缺陷之狀態下，認為通常例如使用雷射化學氣相沉積(CVD)法或會聚離子束(FIB)法而進行局部之膜修正。也就是說，可以在白缺陷之部分，呈局部地形成修正膜，或者是預先剝離既定面積部分之包含白缺陷部分和黑缺陷部分之區域，重新呈局部地形成修正膜。但是，在該狀態下，修正膜之材料係不一定使用相同於前述半透光膜者。也就是說，因為使用於半透光部之半透光膜係並無限定適合於 前述局部之成膜法之緣故。因此，必須以使用膜素材(或組成)不同於半透光膜，來作為前提，選擇修正膜之素材。在該狀態下，必須選擇修正膜之素材、組成及膜厚而使得局部之修正部分之曝光用光透過率，相同於其他部分(未修正部分)之曝光用光透過率。
另一方面，利用在使用灰階光罩而在被轉印體來轉印圖案時之曝光機係例如在成為液晶顯示裝置製造用之狀態下，一般使用i射線~g射線(波長365~436nm)程度之波長區域。在這些曝光，需要一般之面積大於半導體裝置製造用之曝光，因此，為了確保光量，所以，不使用單一波長之曝光用光，有利於使用具有波長區域之曝光用光。此外，曝光機之曝光用光係在許多之狀態下，於各個之裝置，變得不一定。例如即使是具有涵蓋於i射線~g射線之波長區域之曝光用光，也存在i射線強度最大之曝光機、g射線強度最大之曝光機等。此外，曝光機光源之波長特性係進行經時變化。因此，即使是預先考慮既定波長之光透過率特性，選擇修正膜之素材、膜厚等而使得局部修正部分之曝光用光之透過率相同於未修正部分之曝光用光之透過率，如果曝光用光之波長不同的話，則也變動光透過率，所以，在實際之曝光時，修正部分和未修正部分之透過率係不一定完全一致。如果在修正部分和未修正部分之透過率有偏差的話，則在圖案轉印時，於該部分之被轉印體上之阻劑，產生意外之膜厚之位差。
使用圖9而說明前述之問題點。圖9係顯示習知之缺 陷修正方法之某一例子。圖9(a)之光罩圖案係具備形成為既定之圖案狀之遮光部21和透光部22及半透光部23。遮光部21係在透明基板(並未圖示)上至少具有遮光膜25而構成，透光部22係藉由露出透明基板之基板所構成，並且，半透光部23係在透明基板上具有半透光膜26所構成。接著，在半透光部23之半透光膜26產生缺陷部分51、52(51係白缺陷、52係黑缺陷)之狀態下，就黑缺陷部分52而言，除去包含該缺陷之既定大小之半透光膜而成為白缺陷56(圖9(b))，將正如前面之敘述而選擇素材、膜厚之修正膜27，形成於白缺陷部分51、56(圖9(c))。接著，在使用具有此種修正部分之灰階光罩而進行對於被轉印體之轉印時，在被轉印體上，在對應於光罩遮光部之區域，形成厚膜之膜厚部分34a，在對應於半透光部之區域，形成薄膜之膜厚部分34b，在對應於透光部之區域，形成無膜之阻劑圖案34(圖9(d))。
在實際之曝光時，如果光罩之半透光部之修正部分和未修正部分之透過率完全不一致而有偏差的話，則即使是其透過率差位處於光罩規格之容許範圍內的話，也在圖案轉印時，於該部分之被轉印體上之阻劑圖案34，在對應於修正部分之部分34c、34d和其他部分，產生膜厚之位差。
圖10係顯示其他光阻圖案之例子。正如圖10(a)所示，在半透光部23所產生之白缺陷部分51和黑缺陷部分52中，除去包含黑缺陷52之既定大小之半透光膜而成為白缺陷56(圖10(b))，藉由修正膜27而修正白缺陷51、 56(圖10(c))。在使用具有此種修正部分之灰階光罩而進行圖案轉印至被轉印體時，在被轉印體上，在對應於光罩遮光部之區域，形成厚膜之膜厚部分35a，在對應於半透光部之區域，形成薄膜之膜厚部分35b。接著，在實際之曝光時，如果光罩之半透光部之修正部分和未修正部分之透過率完全不一致而有偏差的話，則在該部分之被轉印體上之阻劑圖案35，在對應於修正部分之部分35c、35d和其他部分，產生膜厚之位差。
此外，正如前面之敘述，在藉由光透過率而決定修正膜之素材、膜厚等之時，該部分之曝光用光之相位差係不一定相同於未修正部分，索性大多說是不同。這個係也成為在修正部分和未修正部分之間產生被轉印體上之阻劑圖案之意外之位差之原因。
在此種被轉印體上之阻劑圖案來產生微小之位差時，即使是對於作為灰階光罩之性能不造成影響(也就是說，即使是使用該灰階光罩來進行圖案轉印，也無問題發生)之程度之位差，也在被轉印體上之圖案之檢查製程，檢測成為疑似缺陷。因此，降低檢查效率，降低液晶顯示裝置等之生產效率，成為製造上之不便。
本發明係有鑑於前述之狀況而完成的；以提供一種在被轉印體上之圖案檢查並無發生檢測出疑似缺陷之意外並且能夠適度地修正發生於半透光部之缺陷的灰階光罩之缺陷修正方法，來作為第1目的。
而且，本發明係提供一種具有適用此種缺陷修正方法 之缺陷修正製程的灰階光罩之缺陷修正方法，來作為第2目的。
此外，本發明係提供一種適度地修正發生於半透光部之缺陷的灰階光罩，來作為第3目的。
此外，本發明係提供一種使用前述灰階光罩之圖案轉印方法，來作為第4目的。
為了解決前述之課題，因此，本發明係具有以下之構造。
(構造1)
一種灰階光罩之缺陷修正方法，係具有：遮光部、透光部以及降低使用於光罩使用時之曝光用光之透過量成為既定量之半透光部並且在被轉印體上用以形成膜厚呈階段或連續地不同之阻劑圖案的灰階光罩之缺陷修正方法，其特徵在於具有：藉由對於既定波長之曝光用光具有既定之光透過率之半透光膜而形成前述半透光部且在前述半透光部來產生缺陷時而特定該缺陷部分之製程；成為包含前述缺陷部分之半透光部且除去藉由遮光部和透光部之至少一邊所包圍之區域之半透光部整體之半透光膜之製程；以及在除去該半透光膜之區域來形成素材或組成不同於前述半透光膜之半透光性之修正膜之製程。
(構造2)
一種灰階光罩之缺陷修正方法，係具有：遮光部、透 光部以及降低使用於光罩使用時之曝光用光之透過量成為既定量之半透光部並且在被轉印體上用以形成膜厚呈階段或連續地不同之阻劑圖案的灰階光罩之缺陷修正方法，其特徵在於具有：藉由對於既定波長之曝光用光具有既定之光透過率之半透光膜而形成前述半透光部且至少藉由對於前述曝光用光具有既定之遮光性之遮光膜而形成前述遮光部且在前述半透光部來產生缺陷時而特定該缺陷部分之製程；/除去存在於包含該缺陷部分所產生之半透光部之矩形狀之區域之膜之製程；以及在除去該膜之區域至少形成素材或組成不同於前述半透光膜之半透光性之修正膜之製程。
(構造3)
構造2所記載之灰階光罩之缺陷修正方法，其特徵在於：在除去前述膜之製程，除去存在於前述矩形狀之區域之半透光膜和遮光膜，在形成前述修正膜之製程，在半透光部，形成前述半透光性之修正膜，在遮光部，形成遮光性之修正膜。
(構造4)
構造1至3中任一項所述之灰階光罩之缺陷修正方法，其特徵在於：前述半透光膜和前述半透光性之修正膜係藉由不同之成膜方法而進行成膜。
(構造5)
構造1至4中任一項所述之灰階光罩之缺陷修正方 法，其特徵在於：前述半透光膜和前述半透光性之修正膜之相對於曝光用光之相位差係50度以上。
(構造6)
構造1至5中任一項所述之灰階光罩之缺陷修正方法，其特徵在於：在除去前述半透光膜或膜之製程，除去之區域之大小係也在任何方向不超過50 μm之大小。
(構造7)
構造1至6中任一項所述之灰階光罩之缺陷修正方法，其特徵在於：前述灰階光罩係薄膜電晶體之源極、汲極及通道部之製作用。
(構造8)
構造1至6中任一項所述之灰階光罩之缺陷修正方法，其特徵在於：前述灰階光罩係薄膜電晶體之路徑層或電洞之製造用。
(構造9)
一種灰階光罩之製造方法，其特徵在於：包含藉由構造1至8中任一項所述之缺陷修正方法之所造成之缺陷修正製程。
(構造10)
一種灰階光罩，係具有：遮光部、透光部以及降低使用於光罩使用時之曝光用光之透過量成為既定量之半透光部並且在被轉印體上用以形成膜厚呈階段或連續地不同之阻劑圖案的灰階光罩，其特徵在於：該灰階光罩係具有降低至少具有365nm~436nm範圍內之波長區域之曝光用光 之透過量來成為既定量之複數個半透光部，該複數個半透光部之一部分係具有概略相同於其他半透光部之光透過率，並且，藉由素材或組成不同於其他半透光部之單一之半透光膜而形成。
(構造11)
一種圖案轉印方法，其特徵在於：使用藉由構造9所記載之製造方法所造成之灰階光罩或者是構造10所記載之灰階光罩，既定波長之曝光用光，曝光於被轉印體，在被轉印體上，形成膜厚呈階段或連續地不同之阻劑圖案。
如果藉由本發明之灰階光罩之缺陷修正方法的話，則成為包含半透光膜之缺陷部分之半透光部，除去藉由遮光部和透光部之至少一邊所包圍之區域之半透光部整體之半透光膜，在該除去之區域，形成素材或組成不同於前述半透光膜之半透光性之修正膜。或者是除去存在於包含前述缺陷部分所產生之半透光部之矩形狀之區域之膜，在該除去之區域，至少形成前述半透光性之修正膜。
進行此種缺陷修正，結果，藉由單一之修正膜而形成前述缺陷部分所產生之半透光部之整體，因此，在進行轉印至被轉印體上之圖案轉印時，無法在對應於形成修正膜之半透光部區域之阻劑上，形成位差。可以藉此而在光罩使用者進行形成於被轉印體上之阻劑圖案之缺陷檢查時，消除因為在習知之阻劑上形成微小之位差而檢測成為疑似缺陷之意外，能夠適度地修正發生於半透光部之缺陷。接著，在液晶顯示裝置等之製造，可以避免由於檢測出疑似 缺陷所造成之檢查效率之降低、甚至是由於這樣所造成之生產效率之降低。
此外，如果藉由本發明之灰階光罩之製造方法的話，則可以藉由具有適用此種本發明之缺陷修正方法之缺陷修正製程，而得到適度地修正發生於半透光部之缺陷的灰階光罩。
此外，如果藉由本發明之灰階光罩的話，則具有降低至少具有365nm~436nm範圍內之波長區域之曝光用光之透過量來成為既定量之複數個半透光部，該複數個半透光部之一部分係具有概略相同於其他半透光部之光透過率，並且，藉由素材或組成不同於其他半透光部之單一之半透光膜而形成，例如在前述複數個半透光部之一部分成為藉由前述單一之半透光膜而修正產生缺陷之該半透光部之半透光部之狀態下，該修正之半透光部係得到幾乎相同於其他半透光部之灰階效果，因此，得到適度地修正發生於半透光部之缺陷的灰階光罩。
此外，正如前面之敘述，可以藉由使用適度地修正發生於半透光部之缺陷的灰階光罩，進行轉印至被轉印體之圖案轉印，而形成無圖案缺陷之良好之轉印圖案。並且，在進行形成於被轉印體上之阻劑圖案之缺陷檢查時，並無產生檢測出疑似缺陷之意外，因此，可以避免由於檢測出疑似缺陷所造成之檢查效率之降低、甚至是由於這樣所造成之生產效率之降低。
在以下，根據圖式而說明用以實施本發明之最佳形態。
[第1實施形態]
圖1係用以說明使用籍由本發明所造成之灰階光罩之圖案轉印方法之剖面圖。此外，圖2係依照製程順序地顯示本發明之灰階光罩之缺陷修正方法之第1實施形態之俯視圖。
圖1所示之本發明之灰階光罩20(並無顯示在此修正之缺陷區域)係使用來製造例如液晶顯示裝置(LCD)之薄膜電晶體(TFT)或彩色濾光片或電漿顯示器面板(PDP)等，在圖1所示之被轉印體30上，形成膜厚呈階段或連續地不同之阻劑圖案33。此外，在圖1中，符號32A、32B係在被轉印體30，表示層積於基板31上之膜。
灰階光罩20係具體地具有：在該灰階光罩20之使用時而對於曝光用光進行遮光(透過率概略為0%)之遮光部21、露出透明基板24之表面而透過曝光用光之透光部22以及半透光部23所構成。半透光部23係在透光部之曝光用光之透過率成為100%時，降低至透過率20~60%、最好是40~60%程度。半透光部23係在玻璃基板等之透明基板24上，形成光半透過性之半透光膜26所構成。此外，在產生於半透光部23之半透光膜26之缺陷區域，形成藉由本發明所造成之修正膜27(圖2)。此外，遮光部21係在透明基板24上設置遮光性之遮光膜25所構成。此外，圖1及圖2所示之遮光部21、透光部22以及半透光部23之圖 案形狀係根本只是代表性之某一例子，當然，並非本發明限定於此之意思。
作為半透光膜26係列舉鉻化合物、鉬矽化物化合物、Si、W、Al等。其中，在鉻化合物，有氧化鉻(CrOx )、氮化鉻(CrNx )、氧氮化鉻(CrOx N)、氟化鉻(CrFx )、或者是在這些包含碳或氫者。此外，作為鉬矽化物化合物係除了MoSix 以外，還包含MoSi之氮化物、MoSi之氧化物、MoSi之氧化氮化物、MoSi之碳化物等。此外，作為遮光膜25係列舉Cr、Si、W、Al等。遮光部21之透過率係藉由遮光膜25之膜材質和膜厚之選定而進行設定。此外，半透光部23之透過率係藉由半透光膜26之膜材質和膜厚之選定而進行設定。
在使用前述之灰階光罩20時，於遮光部21，實質無透過曝光用光，於半透光部23，減低曝光用光。因此，形成於被轉印體30上之阻劑膜(正型光阻膜)係在轉印後，在經過顯影時，在對應於遮光部21之部分，膜厚變厚，在對應於半透光部23之部分，膜厚變薄，在對應於透光部22之部分，形成實質無產生殘留膜之阻劑圖案33(參考圖1)。在該阻劑圖案33，將在對應於半透光部23之部分而使得膜厚變薄既定量之效果，稱為灰階效果。此外，在使用負型光阻劑之狀態下，必須進行考慮對應於遮光部和透光部之阻劑膜厚呈逆轉之設計，但是，也在此種狀態下，充分地得到本發明之效果。
接著，在圖1所示之阻劑圖案33之無膜部分，在被轉 印體30之例如膜32A及32B，實施第1蝕刻，藉由灰化等而除去阻劑圖案33之薄膜部分，在該部分，於被轉印體30之例如膜32B，實施第2蝕刻。像這樣使用1片之灰階光罩20，實施習知之光罩2片份量之製程，減少光罩片數。
接著，就藉由第1實施形態所造成之灰階光罩之缺陷修正方法而進行說明。在第1實施形態，藉由在透明基板24上，成膜包含鉬矽化物之半透光膜26(曝光用光之透過率50%)和以鉻作為主成分之遮光膜25，施行既定之圖案化，而使用具備遮光部21、透光部22及半透光部23之TFT基板製造用之灰階光罩。在第1實施形態，正如圖2(a)所示，作為光罩圖案之某一例子係各個圖案使用藉由框狀之遮光部21而包圍矩形之半透光部23之區域之形狀。此外，就製造方法而言，敘述於後面。
說明產生於前述灰階光罩之半透光部23之缺陷修正方法。
(1)就製造之灰階光罩而言，使用缺陷檢查裝置而進行光罩圖案之缺陷檢查。接著，在半透光部23來存在缺陷之時，特定該缺陷區域之位置資訊和形狀資訊。該狀態下之缺陷係相對於正常之半透光部而使得半透光膜之膜厚變小或者是半透光膜具有欠缺之部位，因此，成為例如曝光用光之透過量大於正常之半透光部之部分之所謂白缺陷以及起因於遮光膜成分之附著等而曝光用光之透過量小於正常之半透光部之部分之所謂黑缺陷。
進行缺陷之檢查，結果，在由光罩上之半透光膜26所 組成之複數個半透光部23中之一部分，存在圖2(a)所示之白缺陷部分51和黑缺陷部分52。
(2)接著，在第1實施形態之狀態下，成為包含前述缺陷部分51、52之半透光部，除去藉由遮光部21所包圍之區域之半透光部23整體之半透光膜26(圖2(b))。作為半透光膜26之除去裝置係可以將也使用作為後面敘述之修正膜之成膜裝置之FIB裝置(最好是FIB之氣體輔助蝕刻)予以利用，但是，也可以使用例如其他之雷射裝置等。結果，除去藉由遮光部21所包圍之區域內之整體之半透光膜26，在除去之區域53，露出透明基板24。
(3)接著，決定在前述除去之區域53用以形成修正膜之成膜裝置和成膜素材(組成)。在第1實施形態，適用FIB裝置，來作為成膜裝置。此外，由所謂適合於藉由FIB裝置所造成之成膜並且以既定之波長呈儘可能地使得透過率一致於無缺陷且無進行修正之半透光部之MoSi半透光膜之觀點來看的話，則最好是使用容易進行光透過率之控制之素材，在第1實施形態，成為碳。碳係不僅是適合於藉由FIB裝置所造成之成膜且藉由膜厚之控制而容易進行光透過率之控制，而且，在耐藥品性、附著強度也良好之素材。但是，碳和MoSi係曝光用光相對於透明基板之相位差呈不同，因此，在習知之缺陷修正方法，即使是選擇修正膜之膜厚而使得兩者之透過率呈一致，也可能在被轉印體上，製作阻劑位差，但是，如果藉由本發明的話，則能夠消除此種問題，所以，變得理想。例如半透光膜和修正膜 之相位差係在50度以上之狀態下，本發明之效果變得顯著。在未滿50度之狀態下，產生於境界部分之膜位差係可以是缺陷檢查裝置不認定成為疑似缺陷之精度內。另一方面，在半透光膜和修正膜之相位差超過90度時，產生於曝光該光罩時之阻劑膜厚差本身係有在液晶顯示裝置等之製造來造成阻礙之狀態發生。因此，在透光膜和修正膜之相位差(相對於透明基板之相位差之差異)成為50~90度時，本發明之效果係最顯著。
(4)為了考量在使用該光罩時之曝光機之波長特性，於既定之波長，使得MoSi半透光膜和碳修正膜之光透過率呈一致，因此，決定碳修正膜之膜厚和用以成膜這個之成膜條件(每單位面積之摻雜量等)。在使用FIB裝置之成膜之狀態下，控制膜厚之參數係主要是離子束之每單位面積之摻雜量(比例於成膜時之電流值)。
在此，就前述之FIB裝置而進行說明。該FIB裝置係正如圖3所示，具有：產生Ga＋離子之離子源41、電磁光學系42、釋出用以中和Ga＋離子之電子之電子槍43、釋出β氣體之蝕刻用氣體槍49、以及釋出芘氣體之氣體槍44。電磁光學系42係以來自離子源41產生之Ga＋離子，來作為離子束47。該離子束47係藉由掃描放大器46而進行掃描。
接著，藉由在XY台座45上，載置成為被修正對象之灰階光罩20，移動XY台座45，而使得施行該灰階光罩20之修正之缺陷區域，移動至離子束照射區域。接著，藉由 離子束47而掃描施行修正之缺陷區域，藉由檢測此時產生之二次離子之二次離子檢測器48之作用而檢測施行修正之缺陷區域之位置。離子束47係藉由透過電磁光學系42，照射於施行灰階光罩20之修正之缺陷區域，而實施修正膜之形成或黑缺陷區域之半透光膜之除去。此外，離子束之束徑係0.1 μmψ以下。
在形成修正膜之狀態下，透過電磁光學系42而釋出離子束47，同時，藉由氣體槍44而釋出芘氣體。藉此而使得芘氣體接觸到離子束47，進行聚合(化學反應)，在離子束47之照射區域，堆積修正膜而進行成膜。
此外，在除去半透光膜之狀態下，藉由利用蝕刻用氣體槍49來釋出β氣體，在該狀態下，透過電磁光學系42來照射離子束47，而除去前述之半透光膜。
(5)以前述除去之區域53(圖2(b))作為修正膜之成膜區域，將需要之位置資訊等，輸入至FIB裝置，同時，輸入前述之成膜條件，藉由該成膜條件，而在成膜區域(前述之區域53)，形成碳之修正膜27(參考圖2(c))。
接著，在使用施行藉由正如以上之第1實施形態所造成之缺陷修正之灰階光罩而進行至被轉印體30(參考圖1)之轉印時，於被轉印體30上，在對應於光罩之遮光部21之區域，形成厚膜之阻劑膜厚部分33a，在對應於形成修正膜27之區域53之區域，形成薄膜之阻劑膜厚部分33b，在對應於透光部之區域，形成無膜之阻劑圖案33(圖2(d))。此外，並無顯示於圖2，但是，即使是無缺陷且無 進行修正之對應在存在於其他部位之半透光部之區域，也形成薄膜之阻劑膜厚部分。
進行由於以上之第1實施形態所造成之缺陷修正，結果，在前述缺陷部分之所產生之半透光部之整體，形成單一之修正膜27，因此，在進行至被轉印體上之圖案轉印時，在對應於形成修正膜27之半透光部之區域之阻劑上，無形成位差。所以，在光罩使用者進行形成於被轉印體上之阻劑圖案之缺陷檢查時，並無因為在習知之阻劑上形成微小之位差而檢測成為疑似缺陷之意外發生，能夠適度地修正發生於半透光部之缺陷。
此外，在除去包含前述缺陷部分之半透光膜之製程而除去之區域大小係適合為在任何方向也不超過50 μm之狀態。除去包含缺陷部分之區域之半透光膜整體，因此，適合成為比較小之半透光部之修正方法。例如TFT基板之通道部係一般適合於該條件，因此，最適合為本發明。在成為超過50 μm之大小之區域時，在藉由FIB裝置而形成修正膜時，產生合併及聯繫複數次成膜操作之需要，在境界部分之位置整合，需要附加之考量。
此外，前述之灰階光罩係最好是薄膜電晶體之源極、汲極及通道部製造用。在該用途之狀態下，為了進行藉由本發明所造成之缺陷修正，因此，成為理想之圖案大小。此外，前述之灰階光罩係也最好是薄膜電晶體之路徑層或電洞之製造用。也在該用途之狀態下，為了進行藉由本發明所造成之缺陷修正而成為理想之圖案大小，並且，形狀 成為矩形狀，因此，可以適度地控制例如藉由FIB裝置所造成之成膜條件而變得便利。
此外，在第1實施形態，作為修正膜之成膜裝置係適用FIB裝置，但是，成膜裝置係並非當然限定於FIB裝置，例如也可以適用雷射化學氣相沉積(CVD)等之其他成膜裝置。
本發明係也提供一種包含藉由以上說明之缺陷修正方法所造成之缺陷修正製程之灰階光罩之製造方法。
前述之灰階光罩係可以例如藉由以下之1至3之方法而得到。本發明係使用在以下之製造過程而產生於半透光部之半透光膜之缺陷之修正。
1.藉由準備在透明基板上按照該順序地層積半透光膜及遮光膜之光罩空白毛胚片，在該光罩空白毛胚片上，形成對應於遮光部之區域之阻劑圖案，以該阻劑圖案作為光罩，蝕刻露出之遮光膜，而在半透光膜上，形成遮光部。接著，藉由在至少包含半透光部之區域，形成阻劑圖案，以該阻劑圖案作為光罩，蝕刻露出之半透光膜，而形成半透光部及透光部。可以像這樣得到在透明基板上形成藉由半透光膜所造成之半透光部以及藉由遮光膜和半透光膜之層積膜所造成之遮光部、透光部的灰階光罩。
2.藉由準備在透明基板上形成遮光膜之光罩空白毛胚片，在該光罩空白毛胚片上，形成對應於遮光部之區域之阻劑圖案，以該阻劑圖案作為光罩，蝕刻露出之遮光膜，而形成遮光膜圖案。接著，在除去阻劑圖案後，於基板之整個面，成膜半透光膜。接著，藉由在對應於遮光部和半 透光部之區域，形成阻劑圖案，以該阻劑圖案作為光罩，蝕刻露出之半透光膜，而形成遮光部和半透光部。可以像這樣得到在透明基板上形成藉由半透光膜所造成之半透光部以及藉由遮光膜和半透光膜之層積膜所造成之遮光部、透光部的灰階光罩。
3.藉由在相同於前述2之光罩空白毛胚片上，形成對應於遮光部及透光部之區域之阻劑圖案，以該阻劑圖案作為光罩，蝕刻露出之遮光膜，而露出對應於半透光部之區域之透明基板。接著，藉由在除去阻劑圖案後，於基板之整個面，成膜半透光膜，在對應於遮光部和半透光部之區域，形成阻劑圖案，以該阻劑圖案作為光罩，蝕刻露出之半透光膜(以及半透光膜和遮光膜)，而形成透光部和遮光部以及半透光部。
當然，本發明之灰階光罩之製造方法係不需要限定於前述1至3之方法。
如果藉由本發明之灰階光罩之製造方法的話，則可以藉由具有適用前述本發明之缺陷修正方法之缺陷修正製程，而得到適度地修正發生於半透光部之缺陷之灰階光罩。
[第2實施形態]
圖4係依照製程順序地顯示藉由本發明所造成之缺陷修正方法之第2實施形態之俯視圖。即使是在第2實施形態，也使用藉由在透明基板24上成膜包含鉬矽化物之半透光膜26(曝光用光之透過率50%)和以鉻作為主成分之遮光膜25來施行既定之圖案化而具備遮光部21(遮光部21a、 21b)、透光部22及半透光部23的TFT基板製造用之灰階光罩。但是，在第2實施形態，正如圖4(a)所示，作為阻劑圖案之某一例子係各個圖案使用藉由2個之遮光部21a、21b及透光部22而包圍半透光部23之區域之形狀。此外，製造方法係正如前面之敘述。
說明產生於前述灰階光罩之半透光部23之缺陷修正方法。
(1)就製造之灰階光罩而言，使用缺陷檢查裝置而進行光罩圖案之缺陷檢查。
進行缺陷之檢查，結果，在由光罩上之半透光膜26所組成之複數個半透光部23中之一部分，正如圖4(a)所示，存在白缺陷部分51和黑缺陷部分52。
(2)接著，在第2實施形態之狀態下，成為包含前述缺陷部分51、52之半透光部，除去藉由2個之遮光部21a、21b及透光部22所包圍之區域之半透光部23整體之半透光膜26(圖4(b))。作為半透光膜26之除去裝置係使用例如前述之FIB裝置(或雷射化學氣相沉積(CVD)裝置)。結果，除去藉由2個之遮光部21a、21b及透光部22所包圍之區域內之整體之半透光膜26，在除去之區域54，露出透明基板24。
(3)接著，決定在前述除去之區域54用以形成修正膜之成膜裝置和成膜素材(組成)。例如相同於前述之第1實施形態，適用FIB裝置，來作為成膜裝置，作為成膜素材係成為碳。
(4)為了考量在使用該光罩時之曝光機之波長特性，於 既定之波長，使得MoSi半透光膜和碳修正膜之光透過率呈一致，因此，決定碳修正膜之膜厚和用以成膜這個之成膜條件(每單位面積之摻雜量等)。
(5)以前述除去之區域54作為修正膜之成膜區域，將需要之位置資訊等，輸入至FIB裝置，同時，輸入前述之成膜條件，藉由該成膜條件，而在成膜區域(區域54)，形成碳之修正膜27(圖4(c))。
接著，在使用施行藉由正如以上之第2實施形態所造成之缺陷修正之灰階光罩而進行至被轉印體30(參考圖1)之轉印時，於被轉印體30上，在對應於光罩之遮光部21a、21b之區域，形成厚膜之膜厚部分33a，在對應於形成修正膜27之區域54之區域，形成薄膜之膜厚部分33b，在對應於透光部之區域，形成無膜之阻劑圖案33(圖4(d))。此外，並無顯示於圖4，但是，即使是無缺陷且無進行修正之對應在存在於其他部位之半透光部之區域，也形成薄膜之膜厚部分。
即使是在藉由以上之第2實施形態所造成之缺陷修正之結果，也在前述缺陷部分之所產生之半透光部之整體，形成單一之修正膜27，因此，在進行至被轉印體上之圖案轉印時，在對應於形成修正膜27之半透光部之區域之阻劑上，無形成位差。所以，在光罩使用者進行形成於被轉印體上之阻劑圖案之缺陷檢查時，並無因為在習知之阻劑上形成微小之位差而檢測成為疑似缺陷之意外發生，能夠適度地修正發生於半透光部之缺陷。
[第3實施形態]
圖5係依照製程順序地顯示藉由本發明所造成之缺陷修正方法之第3實施形態之俯視圖。即使是在第3實施形態，也使用藉由在透明基板24上成膜包含鉬矽化物之半透光膜26(曝光用光之透過率50%)和以鉻作為主成分之遮光膜25來施行既定之圖案化而具備遮光部21(遮光部21a、21b)、透光部22及半透光部23的TFT基板製造用之灰階光罩。但是，在第3實施形態，正如圖5(a)所示，作為阻劑圖案之某一例子係各個圖案使用藉由2個之遮光部21a、21b及透光部22而包圍半透光部23之區域之形狀。此外，製造方法係正如前面之敘述。
說明產生於前述灰階光罩之半透光部23之缺陷修正方法。
(1)就製造之灰階光罩而言，使用缺陷檢查裝置而進行光罩圖案之缺陷檢查。
進行缺陷之檢查，結果，在由光罩上之半透光膜26所組成之複數個半透光部23中之一部分，正如圖5(a)所示，存在白缺陷部分51和黑缺陷部分52。
(2)接著，在第3實施形態之狀態下，除去存在於包含前述缺陷部分51、52所產生之半透光部23之矩形狀區域之半透光膜26及遮光膜25(在此、成為遮光部21b之遮光膜)。作為半透光膜26及遮光膜25之除去裝置係分別使用例如前述之FIB裝置(最好是FIB裝置之氣體輔助蝕刻)。結果，除去包含前述缺陷部分51、52所產生之半透光部 23之矩形狀區域(在此、藉由遮光部21a和透光部22及遮光部21b之殘留部而包圍之區域)內之半透光膜26及遮光部21b之遮光膜25之一部分，在除去之區域55，露出透明基板24(圖5(b))。
(3)接著，在前述除去之區域55，最初形成半透光性之修正膜。因此，決定成膜裝置和成膜素材(組成)。例如相同於前述之第1實施形態，適用FIB裝置，來作為成膜裝置，作為成膜素材係成為碳。
(4)為了考量在使用該光罩時之曝光機之波長特性，於既定之波長，使得MoSi半透光膜和碳修正膜之光透過率呈一致，因此，決定碳修正膜之膜厚和用以成膜這個之成膜條件(每單位面積之摻雜量等)。
(5)以前述除去之區域55作為修正膜之成膜區域，將需要之位置資訊等，輸入至FIB裝置，同時，輸入前述之成膜條件，藉由該成膜條件，而在成膜區域(區域55)，形成碳之修正膜27(圖5(c))。
(6)接著，在相同於前述除去之遮光部21b之區域一部分之同樣區域，藉由FIB裝置而形成遮光性之修正膜28(圖5(d))。在該狀態下，修正膜28之素材係可以不一定相同於遮光膜25，使用作為遮光膜25且以鉻作為主成分之膜係適合於藉由FIB裝置所造成之成膜，因此，在第3實施形態，也適合成為遮光性之修正膜28。
在使用施行藉由正如以上之第3實施形態所造成之缺陷修正之灰階光罩而進行至被轉印體30(參考圖1)之轉印 時，於被轉印體30上，在對應於光罩之遮光部21a、21b之區域，形成厚膜之膜厚部分，在對應於形成修正膜27之區域55(但是、除了形成遮光性之修正膜28之區域以外)之區域，形成薄膜之膜厚部分，在對應於透光部之區域，形成無膜之阻劑圖案。此外，即使是無缺陷且無進行修正之對應在存在於半透光部之區域，也形成薄膜之膜厚部分。
即使是在藉由以上之第3實施形態所造成之缺陷修正之結果，也在前述缺陷部分之所產生之半透光部之整體，形成單一之修正膜27，因此，在進行至被轉印體上之圖案轉印時，在對應於形成修正膜之半透光部之區域之阻劑上，無形成位差。所以，在光罩使用者進行形成於被轉印體上之阻劑圖案之缺陷檢查時，並無因為在習知之阻劑上形成微小之位差而檢測成為疑似缺陷之意外發生，能夠適度地修正發生於半透光部之缺陷。
此外，在藉由第3實施形態時，可以除去包含缺陷部分之矩形狀區域之膜，在該除去之矩形狀區域，形成修正膜，因此，具有所謂能夠使得修正面積呈一定、例如容易控制FIB裝置之成膜條件等之優點。
1‧‧‧玻璃基板
2‧‧‧閘極電極
3‧‧‧閘極絕緣膜
4‧‧‧第1半導體膜
5‧‧‧第2半導體膜
6‧‧‧源極/汲極用金屬膜
6a‧‧‧源極/汲極
6b‧‧‧源極/汲極
7‧‧‧正型光阻膜
7a‧‧‧第1阻劑圖案
7b‧‧‧第2阻劑圖案
10‧‧‧灰階光罩
11‧‧‧遮光部
11a‧‧‧遮光部
11b‧‧‧遮光部
12‧‧‧透光部
13‧‧‧半透光部
13a‧‧‧遮光圖案
13b‧‧‧透光部
20‧‧‧灰階光罩
21‧‧‧遮光部
21a‧‧‧遮光部
21b‧‧‧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
28‧‧‧修正膜
30‧‧‧被轉印體
31‧‧‧基板
32A‧‧‧膜
32B‧‧‧膜
33‧‧‧阻劑圖案
33a‧‧‧厚膜之阻劑膜厚部分
34‧‧‧阻劑圖案
33b‧‧‧薄膜之阻劑膜厚部分
34c‧‧‧部分
34a‧‧‧厚膜之膜厚部分
34d‧‧‧部分
34b‧‧‧薄膜之膜厚部分
35‧‧‧阻劑圖案
35a‧‧‧厚膜之膜厚部分
35c‧‧‧部分
35b‧‧‧薄膜之膜厚部分
35d‧‧‧部分
41‧‧‧離子源
42‧‧‧電磁光學系
43‧‧‧電子槍
44‧‧‧氣體槍
45‧‧‧XY台座
46‧‧‧掃描放大器
47‧‧‧離子束
48‧‧‧二次離子檢測器
49‧‧‧蝕刻用氣體槍
51‧‧‧白缺陷部分
52‧‧‧黑缺陷部分
53‧‧‧區域
54‧‧‧區域
55‧‧‧區域
56‧‧‧白缺陷
圖1係用以說明使用本發明之灰階光罩之圖案轉印方法之剖面圖。
圖2(a)至圖2(d)係依照製程順序地顯示藉由本發明所造成之缺陷修正方法之第1實施形態之俯視圖。
圖3係顯示FIB裝置之構造之概略側視圖。
圖4(a)至圖4(d)係依照製程順序地顯示藉由本發明所造成之缺陷修正方法之第2實施形態之俯視圖。
圖5(a)至圖5(d)係依照製程順序地顯示藉由本發明所造成之缺陷修正方法之第3實施形態之俯視圖。
圖6(a)至圖6(c)係顯示使用灰階光罩之TFT基板之製造製程之概略剖面圖。
圖7(a)至圖7(c)係顯示接續於圖6製造製程之製造製程之概略剖面圖。
圖8係顯示習知之微細圖案形式之灰階光罩之某一例子之俯視圖。
圖9(a)至圖9(d)係依照製程順序地顯示習知之缺陷修正方法之俯視圖。
圖10(a)至圖10(d)係依照製程順序地顯示習知之缺陷修正方法之其他例子之俯視圖。
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
33‧‧‧阻劑圖案
51‧‧‧白缺陷部分
33a‧‧‧厚膜之阻劑膜厚部分
52‧‧‧黑缺陷部分
33b‧‧‧薄膜之阻劑膜厚部分
53‧‧‧區域

Claims (11)

  1. 一種灰階光罩之缺陷修正方法，適用於圖案轉印之時使用具有365nm~436nm之波長區域之曝光用光之灰階光罩，具有：遮光部、透光部以及降低使用於光罩使用時之曝光用光之透過量成為既定量之半透光部並且在被轉印體上用以形成膜厚呈階段或連續地不同之阻劑圖案，其特徵在於具有：藉由對於既定波長之曝光用光具有既定之光透過率之半透光膜而形成前述半透光部且在前述半透光部來產生缺陷時而特定該缺陷部分之製程；成為包含前述缺陷部分之半透光部且除去藉由遮光部和透光部之至少一邊所包圍之區域之半透光部整體之半透光膜之製程；以及在除去該半透光膜之區域來形成素材或組成不同於前述半透光膜之半透光性之修正膜之製程。
  2. 一種灰階光罩之缺陷修正方法，適用於圖案轉印之時使用具有365nm~436nm之波長區域之曝光用光之灰階光罩，具有：遮光部、透光部以及降低使用於光罩使用時之曝光用光之透過量成為既定量之半透光部並且在被轉印體上用以形成膜厚呈階段或連續地不同之阻劑圖案，其特徵在於具有：藉由對於既定波長之曝光用光具有既定之光透過率之半透光膜而形成前述半透光部且至少藉由對於前述曝光用光具有既定之遮光性之遮光膜而形成前述遮光部且在前述 半透光部來產生缺陷時而特定該缺陷部分之製程；除去存在於包含該缺陷部分所產生之半透光部之矩形狀之區域之膜之製程；以及在除去該膜之區域至少形成素材或組成不同於前述半透光膜之半透光性之修正膜之製程。
  3. 如申請專利範圍第2項之灰階光罩之缺陷修正方法，其中，在除去前述膜之製程，除去存在於前述矩形狀之區域之半透光膜和遮光膜，在形成前述修正膜之製程，至少在前述半透光部，形成前述半透光性之修正膜，在前述遮光部，形成遮光性之修正膜。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之灰階光罩之缺陷修正方法，其中，前述半透光膜和前述半透光性之修正膜係藉由不同之成膜方法而進行成膜。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之灰階光罩之缺陷修正方法，其中，前述半透光膜和前述半透光性之修正膜之相對於曝光用光之相位差係50度以上。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之灰階光罩之缺陷修正方法，其中，在除去前述半透光膜或膜之製程，除去之區域之大小係也在任何方向不超過50μm之大小。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之灰階光罩之缺陷修正方法，其中，前述灰階光罩係薄膜電晶體之源極、汲極及通道部之製作用。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之灰階光罩之缺陷修正方法，其中，前述灰階光罩係薄膜電晶體之路徑 層或電洞之製造用。
  9. 一種灰階光罩之製造方法，其特徵在於：包含藉由申請專利範圍第1至3項中任一項所述之灰階光罩之缺陷修正方法之所造成之缺陷修正製程。
  10. 一種灰階光罩，適用於圖案轉印之時使用具有365nm~436nm之波長區域之曝光用光之灰階光罩，具有：遮光部、透光部以及降低使用於光罩使用時之曝光用光之透過量成為既定量之半透光部並且在被轉印體上用以形成膜厚呈階段或連續地不同之阻劑圖案，其特徵在於：該灰階光罩係具有降低至少具有365nm~436nm範圍內之波長區域之曝光用光之透過量來成為既定量之複數個半透光部，該複數個半透光部之一部分係具有概略相同於其他半透光部之光透過率，並且，藉由素材或組成不同於其他半透光部之單一之半透光膜而形成。
  11. 一種圖案轉印方法，其特徵在於：使用藉由申請專利範圍第9項所述之製造方法所造成之灰階光罩或者是申請專利範圍第10項所述之灰階光罩，既定波長之曝光用光，曝光於被轉印體，在被轉印體上，形成膜厚呈階段或連續地不同之阻劑圖案。
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