TWI408494B

TWI408494B - 灰階光罩之缺陷修正方法、灰階光罩之製法及灰階光罩

Info

Publication number: TWI408494B
Application number: TW097106725A
Authority: TW
Inventors: Yuji Sakamoto
Original assignee: Hoya Corp; Hoya Electronics Korea Co Ltd
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2013-09-11
Also published as: CN101256349A; TW200844648A; JP5036349B2; KR101242328B1; JP2008216346A; KR20080080023A; CN101256349B

Description

灰階光罩之缺陷修正方法、灰階光罩之製法及灰階光罩

本發明係有關於在液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display：以下稱為LCD)之製造等所使用的灰階光罩之缺陷修正方法、灰階光罩之製法及灰階光罩，尤其係有關於適合用於製造在薄膜電晶體液晶顯示裝置的製造等所使用之薄膜電晶體基板(TFT基板)的灰階光罩之缺陷修正方法、灰階光罩之製法及灰階光罩。

現在，在LCD領域，薄膜電晶體液晶顯示裝置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display：以下稱為TFT－LCD)和CRT(陰極線管)相比，由於易製成薄型且耗電力低之優點，正急速地進行商品化。TFT－LCD具有在液晶相之介入下，將TFT排列於排成陣列狀之各像素的構造之TFT基板，和對應於各像素，排列紅、綠以及藍之像素圖案的彩色濾光片重疊之概略構造。TFT－LCD之製造步驟數多，僅TFT基板，便使用5~6片光罩製造。在這種狀況下，提議使用4片光罩製造TFT基板之方法(例如非專利文獻1：「月刊FPD Intelligence」，1999年5月，p.31－35)。

此方法，係藉由使用具有遮光部、透光部以及半透光部(灰階部)之光罩(以下稱為灰階光罩)，而減少所使用之光罩片數的方法。在此，半透光部意指在使用光罩將圖案轉印於被轉印體時，使透過之曝光光之透過量減少既定量，以控制被轉印體上之光阻膜在顯像後的殘膜量之部分。將和遮光部、透光部一起具備半透光部之光罩稱為灰階光罩。

在第1(a)圖~第1(c)圖及第2(a)圖~第2(c)圖，表示使用灰階光罩之TFT基板的製程之一例。第2(a)圖~第2(c)圖係表示第1(a)圖~第1(c)之製程的後續。

在玻璃基板1上，形成閘極用金屬膜，並利用使用光罩之光蝕刻製程形成閘極2。然後，依序形成閘極絕緣膜3、第1半導體膜4(a－Si：非晶形矽)、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(第1(a)圖)。接著，使用具有遮光部11、透光部12以及半透光部13之灰階光罩10，藉由將正型光阻膜7進行曝光、顯像，而覆蓋TFT通道部形成區域、源極/汲極形成區域、資料線形成區域，而且以TFT通道部形成區域變成比源極/汲極形成區域更薄的方式形成第1阻劑圖案7a(第1(b)圖)。

然後，將第1阻劑圖案7a作為光罩，並將源極汲極用金屬膜6、第2、第1半導體膜5、4進行蝕刻(第1(c)圖)。接著，利用由氧氣所產生之灰化(ashing)除去TFT通道部形成區域的薄光阻膜，而形成第2阻劑圖案7b(第2(a)圖)。然後，將第2阻劑圖案7b作為光罩，並將源極汲極用金屬膜6進行蝕刻，而形成源極/汲極6a、6b，接著將第2半導體膜5進行蝕刻(第2(b)圖)，而將最後所殘留的第2阻劑圖案7b剝離(第2(c)圖)。

作為在上述之製程所使用的灰階光罩，已知以微細圖案形成半透光部之構造。灰階光罩例如如第3圖所示，具有對應於源極/汲極之遮光部11a、11b、透光部12以及對應於TFT通道部的半透光部(灰階部)13。半透光部13係形成由使用灰階光罩之LCD用曝光機的解析度界限以下之微細圖案所構成的遮光圖案13a。遮光部11a、11b和遮光圖案13a，一般都由鉻或鉻化合物等之相同的材料所構成之厚度相同的膜形成。使用灰階光罩之LCD用曝光機的解析度界限，在大部分的情況，在步進方式之曝光機係約3 μm，而在鏡投影方式的曝光機係約4 μm。因而，例如在第3圖可將在半透光部13之透過部13b的間隔寬度設為未滿3 μm，並將遮光圖案13a之線寬設為曝光機之解析度界限以下的未滿3 μm。

上述之微細圖案型式的半透光部，在灰階部分之設計，具體而言，在用以使具有遮光部和透光部之中間的灰階效果之微細圖案具有採用線和間隔(line and space)型式或網點(dot)型式、或者其他的圖案的選擇備案。此外，在微細圖案採用線和間隔型式的情況，考慮將線寬設為多少，或將光透過之部分和遮光的部分之比率設為多少，或整體的透過率設計成多大等，而進行設計。

另一方面，提議將想進行灰階曝光之部分作成半透過性的灰階膜(半透光膜)(例如專利文獻1：特開2002－189280號公報)。能藉由使用此灰階膜，使灰階部分的曝光量變少而進行灰階曝光。使用灰階膜的情況，在設計上檢討整體之透過率需要多少，而在光罩上藉由選擇係灰階膜的膜種(材料)或膜厚，而可生產光罩。在光罩製造進行灰階膜的膜厚控制。在以灰階光罩之灰階部形成TFT通道部的情況，若係灰階膜，因為容易利用光微影步驟而產生圖案，所以具有即使TFT通道部係複雜的圖案形狀，亦可形成之優點。

又，在專利文獻2(特開2004－309515號公報)記載，在具有遮光部、透光部以及灰階部之灰階光罩，於修正灰階部的缺陷時，為了使灰階部的膜變成可得到正常之灰階效果之膜厚，而藉由使用FIB(Focused Ion Beam Deposition)之蝕刻來減少膜厚或形成膜。

在如上述所示之專利文獻1記載的灰階光罩，無法避免在由半透光膜所構成之灰階部發生缺陷。

另一方面，若依據該專利文獻2，在灰階部具有微細圖案的灰階光罩，對在該微細圖案部分所產生之缺陷，可比較易於進行修正度高的修正。即，因為正常圖案係微細，雖然在發生缺陷時難將該微細圖案復原成相同的形狀，但是在專利文獻2，解決了如下之課題，例如在使用雷射CVD裝置將遮光膜形成於白缺陷的方法、或除去黑缺陷部分並重新形成遮光膜的方法，難進行用以得到適當之灰階效果的透過率控制。

此外，在此，將因為膜圖案的過剩或遮光膜成分之附著、或異物，而使透過率變成比既定值低的缺陷稱為黑缺陷，將因為膜圖案的不足，而透過率變成比既定值高的缺陷稱為白缺陷。

可是，即使如該專利文獻2使用FIB，亦未必易於對缺陷部分實施如確保既定之曝光光之透過量的修正。例如，在半透光部使用半透光膜並控制曝光光之透過量之型式的灰階光罩，在發生該半透光膜之欠缺所引起的白缺陷之情況，理想上，在決定變成所預定之光透過量的修正膜的膜材料、膜厚以及用以將其進行成膜的條件等後，將修正膜形成於該缺陷部分即可。另一方面，在黑缺陷之情況，在除去黑缺陷部分的膜後，一樣地，將修正膜形成於該除去部分即可。可是，若依據本發明者的檢討，實際上難進行那樣的修正。

即，若依據本發明者的檢討，雖然FIB裝置在對局部性之部位的成膜係有效之手段，但是即使用同一成膜材料，並應用同一成膜條件(相當於每單位面積之劑量的電流值)，亦若修正膜的成膜面積相異，可能產生修正膜之成膜膜厚的變動(光透過率亦隨著變動)。例如，在修正膜之形成區域存在大的部分和小的部分時，尺寸比較小之修正膜的膜厚可能變成比尺寸比較大之修正膜的膜厚還大(變厚)。

使用第4(a)圖~第4(c)圖說明，設定在由形成於透明基板24上之半透光膜26所構成的半透光部，因該半透光膜的欠缺而發生小尺寸的白缺陷60和大尺寸的白缺陷61(第4(a)圖)。在此情況，若使用FIB裝置，並應用同一成膜材料、同一成膜條件，形成大小各自和各缺陷的尺寸相稱的修正膜28a、28b(第4(b)圖)，則尺寸比較小之修正膜28a的膜厚會成為比尺寸比較大之修正膜28b的膜厚還厚(參照第4(c)圖的剖面圖)。

此外，若依據本發明者之專心的檢討，發現如上述所示之成膜面積所引起的修正膜厚變動之現象，係由於無法避免在FIB裝置之成膜時的掃描速度和對成膜部位之成膜材料的供給量之關係發生變動。又，本發明者發現對該變動之影響要素係複雜，若成膜面積小，相對於掃描速度，成膜材料的供給量過度地減少，若進一步地成膜面積變小，反之成膜材料的供給量變成過度等，成膜面積和膜厚之關係未必清楚地相關，因此，即使想要對具有某面積之所要的部位進行成膜，實際上進行成膜之膜厚的控制及預測亦不容易。順便地，第5圖係表示FIB裝置之膜厚的成膜面積相依性之關係的一例，係表示將碳修正膜形成於所要之部位的情況之成膜面積和膜厚變動的相關聯之一例。

雖然亦有藉由FIB裝置之條件變更而消除這種變動的方法，但是係成膜對象之灰階光罩的半透光部之修正膜所需的膜厚變動(即光透過率變動)之容許值係極嚴，僅靠FIB裝置的參數調整，經常無法得到所要值之膜厚。

又，以往之缺陷修正方法的問題點係不僅如上述所示之成膜面積所引起的膜厚變動之問題。實際之白缺陷未限定為截面欠缺成在膜厚方向係大致垂直的形狀。例如如第6(a)圖所示，設定在半透光膜26發生截面欠缺成在朝向透明基板24側變窄的形狀。在此情況，若在該缺陷部位形成膜厚均勻的修正膜28c(第6(b)圖)，因為將修正膜形成於部分殘留於白缺陷之部分的半透光膜26之上，所以發生在半透光膜和修正膜重疊之區域的光透過量變成比所要值小之問題(參照第6(c)圖的剖面圖)。此外，符號25係遮光膜。

又，如第7(a)圖所示，在因為遮光膜成分或異物附著於半透光膜26上而發生黑缺陷63的情況，難僅除去黑缺陷63部分，並對半透光膜26無影響。例如以FIB裝置僅除去黑缺陷63部分的情況，若除去的方法不充分，黑缺陷成分就殘留。若想要完全地除去黑缺陷，就連其下面之半透光膜的一部分都除去，而變成在半透光膜26發生新的缺陷64(參照第7(b)、(c)圖)。此外，若想以修正膜修正該新的缺陷64，發生和在上述之第6(a)圖~第6(c)圖所說明的一樣的問題。

本發明係鑑於上述之問題點而開發者，其第1目的在於提供可適當地修正在半透光部所發生的缺陷之灰階光罩的缺陷修正方法。

本發明之第2目的在於提供具有應用上述之缺陷修正方法的缺陷修正步驟之灰階光罩的製法。

本發明之第3目的在於提供經適當地修正在半透光部所發生的缺陷之灰階光罩。

為了解決上述之課題，本發明具有以下之構造。

(構造1) 一種灰階光罩之缺陷修正方法，灰階光罩係藉由將半透光膜和遮光膜形成於透明基板上，並施加既定的圖案化，而具有遮光部、透光部以及將使用光罩的所使用的曝光光之透過量減少既定量之半透光部，用以將膜厚階段或連續地相異之阻劑圖案形成於被轉印體上之灰階光罩的缺陷修正方法，其特徵為：該半透光部係利用該半透光膜形成；在該半透光部發生缺陷時特定該缺陷部分；決定用以將修正膜形成於該經特定之缺陷部分的成膜手段和成膜材料；在應用該經決定之成膜手段和成膜材料時，決定使該曝光光之透過量成為既定範圍內的成膜面積；形成該經決定之成膜面積的該修正膜。

(構造2) 在構造1所記載之灰階光罩的缺陷修正方法，亦可作成該成膜面積，係在應用該經決定之成膜手段和成膜材料時，設定使該曝光光之透過量成為既定範圍內的成膜膜厚，並將該經設定之成膜膜厚應用於預先求得之成膜膜厚和成膜面積的相關關係而決定。

(構造3) 在構造1或2所記載之灰階光罩的缺陷修正方法，較佳為在該修正膜的形成之前具有一個步驟，其對於包含有該缺陷部分之和該經決定的成膜面積大致相等之面積的區域，使該透明基板露出。

(構造4) 在構造1至3的任一種所記載之灰階光罩的缺陷修正方法，該缺陷部分和正常之半透光部相比，因為具有半透光膜之膜厚小或欠缺半透光膜的部位，所以係曝光光之透過量比該正常之半透光部大的部分。

(構造5) 在構造1至3的任一種所記載之灰階光罩的缺陷修正方法，該缺陷部分，因為在半透光部附著有半透光膜以外之成分，所以係曝光光之透過量比正常之半透光部小的部分。

(構造6) 在構造1至5的任一種所記載之灰階光罩的缺陷修正方法，較佳為在半透光部發生複數個缺陷部分時，對該複數個缺陷部分，各自形成大致相同之成膜面積的修正膜。

(構造7) 在構造1至6的任一種所記載之灰階光罩的缺陷修正方法，亦可作成對該經決定之成膜面積的整數倍之區域，將形成該經決定之成膜面積的修正膜之步驟，重複地進行僅該整數倍的次數。

(構造8) 在構造1至7的任一種所記載之灰階光罩的缺陷修正方法，該修正膜之成膜手段係應用聚焦離子束法。

(構造9) 本發明之灰階光罩的製法，其特徵為包含有藉由構造1至8的任一種所記載之缺陷修正方法的缺陷修正步驟。

(構造10) 本發明之灰階光罩，其藉由將半透光膜和遮光膜形成於透明基板上，並施加既定的圖案化，而具有遮光部、透光部以及將使用光罩時所使用的曝光光之透過量減少既定量之半透光部，並用以將膜厚階段或連續地相異之阻劑圖案形成於被轉印體上，該灰階光罩之特徵為：將複數個大致固定面積或其整數倍之面積的修正膜形成於該半透光部。

(構造11) 在構造10所記載之灰階光罩，亦可預先形成於該半透光部之半透光膜和該修正膜具有相異的組成。

若依據本發明之灰階光罩的缺陷修正方法，因為可將半透光部所要求之曝光光之透過量設定於所要的範圍，並可高再現性地形成變成該所要之曝光光之透過量的成膜面積之修正膜，所以可實施在半透光部之曝光光之透過量的精度高、安定的修正。結果，已修正缺陷的區域變成可得到和在半透光部之正常的灰階部分同等之灰階效果，並可適當地修正在半透光部所發生的缺陷。又，在半透光部所發生之缺陷的修正膜之安定性、控制性提高，而灰階光罩的良率大幅度地提高。

又，若依據本發明之灰階光罩的製法，藉由具有應用這種本發明之缺陷修正方法的缺陷修正步驟，而可得到已適當地修正在半透光部所發生之缺陷的灰階光罩。

又，若依據本發明之灰階光罩，在半透光部，形成複數個大致同一面積的修正膜，並對複數個缺陷部分，高重現性地形成變成所要之曝光光之透過量的成膜面積之修正膜，而可得到已實施在半透光部之曝光光之透過量的精度高、安定之適當的修正之灰階光罩。

以下，根據圖面說明用以實施本發明之最佳形態。

[第1實施形態]

第8(a)圖~第8(d)圖係表示本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第1實施形態，第8(a)圖~第8(c)圖各自係用以按照步驟順序說明缺陷修正方法的立體圖，第8(d)圖係沿著在第8(c)圖之L－L線的側剖面圖。又，第9圖係用以說明使用本發明之灰階光罩的圖案轉印方法之剖面圖。此外，在第9圖未表示已修正的缺陷部分。

第9圖所示之本發明的灰階光罩20，係用以製造例如液晶顯示裝置(LCD)之薄膜電晶體(TFT)或彩色濾光片、或者電漿顯示面板(PDP)等，並係在被轉印體30上形成膜厚階段或連續地相異之阻劑圖案33。此外，在第9圖，符號32A、32B係表示在被轉印體30疊層於基板31上的膜。

具體而言，灰階光罩20具有：遮光部21，係在使用該灰階光罩20時將曝光光遮光(透過率約0%)；透光部22，係藉由透明基板24的表面露出而使曝光光約100%透過；以及半透光部23，係使曝光光之透過率降低至約20~60%。半透光部23係將光半透過性之半透光膜26形成於玻璃基板等之透明基板24上而構成。又，遮光部21係將該半透光膜26及遮光性的遮光膜25依序形成於透明基板24上而構成。此外，此遮光部21有因應於光罩製造所使用之光罩半成品(mask blank)的構造及製程，將遮光膜25、半透光膜26依序形成於透明基板24上的情況，或僅將遮光膜25形成於透明基板24上的情況。又，第9圖所示之遮光部21、透光部22以及半透光部23之圖案形狀完全是代表例，當然不是將本發明限定為此的主旨。

作為半透光膜26，可舉出鉻化合物、MoSi、Si、W、Al。其中，在鉻化合物，有氧化鉻(CrOx)、氮化鉻(CrNx)、氮氧化鉻(CrOxN)、氟化鉻(CrFx)、或這些包含有碳或氫者。又，作為遮光膜25，可舉出Cr、Si、W、Al等。遮光部21的透過率係藉由遮光膜25(或遮光膜25和半透光膜26)之膜材質和膜厚的選定而設定。又，半透光部23的透過率係藉由半透光膜26之膜材質和膜厚的選定而設定。

在使用如上述所示之灰階光罩20時，因為在遮光部21，曝光光實質上無法透過，在半透光部23，曝光光減少，所以塗布於被轉印體30上之光阻膜(正型光阻膜)，在對應於遮光部21之部分，膜厚變厚，而在對應於半透光部23的部分，膜厚變薄，在對應於透光部22之部分形成無膜的阻劑圖案33(參照第9圖)。在該阻劑圖案33，將在對應於半透光部23的部分，膜厚變薄之效果稱為灰階效果。此外，在使用負型光阻的情況，雖然需要進行考慮到和遮光部及透光部對應之光阻膜厚相反的設計，但是在這種情況，亦可充分地得到本發明之效果。

而，在第9圖所示之阻劑圖案33的無膜之部分，對在被轉印體30之例如膜32A及32B實施第1蝕刻，而在利用灰化等除去阻劑圖案33之膜的薄部分之此部分，對在被轉印體30之例如膜32B實施第2蝕刻。依此方式，使用1片灰階光罩20實施以往之2片光罩分量的步驟，而減少光罩片數。

其次，說明本實施形態之缺陷修正方法。在本實施形態，使用TFT基板製造用的灰階光罩，其係在透明基板上，依序將包含有矽化鉬(MoSi)之半透光膜(曝光光透過率50%)、以鉻(Cr)為主成分的遮光膜進行成膜，並施加既定之圖案化，而藉以具備有遮光部、透光部以及半透光部。

在本實施形態，說明在該半透光部所產生之白缺陷的修正方法。

(1)關於所製造之灰階光罩，使用缺陷檢查裝置，進行光罩圖案的缺陷檢查。而，在半透光部存在缺陷時，特定該缺陷部分的位置資訊和形狀資訊。此情況之缺陷，因為相對於正常之半透光部，半透光膜的膜厚小，或具有欠缺半透光膜的部位，所以係如曝光光之透過量比正常之半透光部大的部分之所謂的白缺陷。

缺陷檢查的結果如第8(a)圖所示，在由半透光膜26所構成之半透光部中，存在有小尺寸的白缺陷50及大尺寸的白缺陷51。又，雖然實際上發生於光罩的缺陷多為不規則形狀者，但為了方便起見在此表示為矩形狀。

(2)其次，決定用以在上述經特定之缺陷部分形成修正膜的成膜手段和成膜材料。在本實施形態，應用FIB，作為成膜手段。又，成膜材料採用適合藉FIB之成膜的碳。當然，未限定為碳，亦可使用和半透光膜一樣之包含有矽化鉬的材料。

在此，說明FIB裝置。FIB裝置不僅成膜，亦可用於膜之除去。

如第10圖所示，FIB裝置40具有：離子源41，係產生Ga＋離子；電磁光學系統42；電子槍43，係放出用以將Ga＋離子中和的電子；蝕刻用氣體槍49，係放出β氣體；以及氣體槍44，係放出芘氣體。電磁光學系統42係將從離子源41所產生之Ga＋離子作為離子束47，並利用掃瞄放大器46掃瞄該離子束47。

而，在XY工作台45上，放置係被修正對象物的灰階光罩20，藉由使XY工作台45移動，而將在灰階光罩20施加修正的缺陷區域移至離子束照射區域。接著，使離子束47掃瞄施加修正的缺陷區域，藉由檢測此時所產生之二次離子的二次離子檢測器48的作用，而檢測施加修正之缺陷區域的位置。藉由離子束47經由電磁光學系統42，照射施加灰階光罩20之修正的缺陷區域，而實施修正膜的形成或膜的除去(例如黑缺陷區域之半透光膜的除去)。此外，離子束之束徑係0.1 μm以下。

在形成修正膜的情況，一面經由電磁光學系統42放出離子束47，一面利用氣體槍44放出芘氣體。因而，芘氣體接觸離子束47而聚合(化學反應)，修正膜堆積於離子束47的照射區域並進行成膜。

又，例如在除去黑缺陷區域之半透光膜的情況，利用蝕刻用氣體槍49放出β氣體，藉由在此狀態經由電磁光學系統42照射離子束47，而除去該半透光膜。

(3)接著，在應用上述經決定之成膜手段和成膜材料時，決定可得到既定之曝光光之透過量之修正膜的成膜面積。作為既定之曝光光之透過量，在此設為40%的透過率，而作為滿足該透過率之碳膜的膜厚，設定45nm。為了得到這種修正膜，要使用FIB裝置並以既定之成膜條件進行成膜，根據在預先求得之和上述一樣的成膜條件之成膜膜厚和成膜面積的相關關係，決定將成膜面積設為400 μm² 係可最安定地進行成膜。如此經決定之成膜面積係包含有位於半透光部之該白缺陷50、51的大小。在此，此成膜膜厚和成膜面積的相關關係例如係如上述之第5圖所示的相關關係。

(4)接著，對於各自包含有位於半透光部之該白缺陷50、51並比該白缺陷大的區域，除去相當於在上述(3)經決定之面積(成膜面積)(相等或大致相等)的半透光膜26。作為半透光膜26之除去手段，雖然使用FIB裝置，但是亦可使用其他之例如雷射裝置。結果，如第8(b)圖所示，對大小相異之白缺陷50、51，僅除去同一大小及形狀，即同一面積的半透光膜26(26a、26b)，在所除去之部分26a、26b，透明基板24露出。

(5)將已除去該半透光膜之部分26a、26b作為修正膜的成膜區域，並將所需之位置資訊等輸入FIB裝置，而且輸入成膜膜厚或其他的成膜條件，在已除去該半透光膜之部分26a、26b，形成同一大小及形狀(即同一面積)的修正膜27a、27b(參照第8(c)圖、第8(d)圖)。所形成之修正膜27a、27b的膜厚，在使用AFM(原子間力顯微鏡)量測時，最大高低差為1.26nm，在面內係定值，而修正膜27a和27b的膜厚無變動。因此，形成可得到預先所設定之所要的曝光光之透過量之修正膜27a、27b。

此外，在第8(d)圖，雖然將半透光膜26和修正膜27a、27b之厚度畫成大致相同，但是因為只要控制成半透光部具有既定之曝光光之透過量即可，所以在半透光膜26和修正膜27a、27b之膜材料相異的情況，亦有膜厚相異的情況。

若依據以上所說明之第1實施形態，可得到如下的效果。

1.因為可將半透光部所要求之曝光光之透過量設定於所要的範圍，並可高再現性地形成變成該所要之曝光光之透過量的成膜面積之修正膜，所以可實施在半透光部之曝光光之透過量的精度高並安定之修正。

2.因此，已修正缺陷的區域變成可得到和在半透光部之正常的灰階部分同等的灰階效果，而可適當地修正在半透光部所產生之缺陷。

3.又，在半透光部所產生之缺陷的修正膜之安定性、控制性提高，灰階光罩之良率大幅度提高。

在本實施形態，為了對複數個缺陷部分形成同一成膜面積的修正膜，雖然形成包含有缺陷部分之同一大小、形狀(矩形)的修正膜，但是形狀未限定為矩形，亦可係例如圓形之其他的形狀。又，只要係同一成膜面積，亦可複數個修正膜的形狀彼此相異。此外，即使複數個修正膜之面積嚴格上不是相同，只要未發生成膜面積所引起的膜厚變動，亦可稍微相異。

又，在本實施形態，作為修正膜之成膜手段，雖然應用FIB，但是成膜手段未限定為FIB，例如亦可應用雷射CVD等其他的成膜手段。

[第2實施形態]

第11(a)圖~第11(d)圖係表示本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第2實施形態，第11(a)圖~第11(c)圖各自係用以按照步驟順序說明缺陷修正方法的立體圖，第11(d)圖係沿著在第11(c)圖之L－L線的側剖面圖。

雖然在第6(a)圖~第6(c)圖亦說明，但是實際之白缺陷未限定為欠缺成截面在膜厚方向係大致垂直的形狀。例如如第11(a)圖所示，在半透光膜26，有發生欠缺成截面向透明基板24側變窄之研鉢形的白缺陷52之情況。在此情況，若在該缺陷部位形成膜厚均勻的修正膜，因為在部分殘留於白缺陷部分的半透光膜26之上形成修正膜，所以在半透光膜之一部分和修正膜重疊的區域，曝光光之透過量變成比所要值小。這種形狀以外之複雜的形狀之白缺陷的情況亦一樣。

在本第2實施形態，亦在應用和上述之第1實施形態一樣地決定之成膜手段和成膜材料時，決定變成既定之曝光光之透過量的修正膜之成膜面積。然後，對於包含有位於半透光部之該白缺陷52，並比該白缺陷大的區域，除去相當於在上述經決定之面積(成膜面積)的半透光膜26(參照第11(b)圖)。

在已除去該半透光膜的部分26c，形成在上述經決定之成膜面積的修正膜27c(參照第11(c)圖、第11(d)圖)。因而，形成可得到預先所設定之所要的曝光光之透過量之具有均勻的膜厚之修正膜。

因此，在第2實施形態，亦可同樣地得到上述之第1實施形態的1~3之效果。

[第3實施形態]

第12(a)圖、第12(b)圖係表示本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第3實施形態，係用以按照步驟順序說明缺陷修正方法的立體圖。

在產生於灰階光罩之半透光部的自缺陷為超過固定面積，例如與前述第1實施形態一樣地進行而決定之修正膜的成膜面積之大小的情況下，將此一定面積的整數倍區域設定為缺陷修正區域。

首先，在第3實施形態，亦在應用和上述之第1實施形態一樣地決定之成膜手段和成膜材料時，決定變成既定之曝光光之透過量的修正膜之成膜面積。

然後，在半透光部所產生之白缺陷係超過在上述所決定的成膜面積之大小的情況，對於包含有位於半透光部之該白缺陷，並比該白缺陷大的區域，除去相當於在上述經決定之面積(成膜面積)的整數位(例如2倍)之半透光膜26(參照第12(a)圖)。

對已除去該半透光膜的部分26d，將形成在上述經決定之成膜面積的修正膜之步驟，以所形成的修正膜相鄰之方式重複地進行僅該整數倍的次數。因而，在已除去該半透光膜之部分26d，形成可得到預先所設定之所要的曝光光之透過量之具有均勻的膜厚之修正膜27d(參照第12(b)圖)。

因此，利用第3實施形態，亦可一樣地得到上述之第1實施形態的1~3之效果。

[第4實施形態]

第13(a)圖~第13(c)圖係表示本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第4實施形態，係用以按照步驟順序說明缺陷修正方法的立體圖。

在包含有白缺陷之半透光部的面積小，並接近遮光膜25的情況，亦可將固定之面積(例如和上述之第1實施形態一樣地決定之修正膜的成膜面積)作為缺陷修正區域，並有效地應用本發明。

即，在第4實施形態，亦在應用和上述之第1實施形態一樣地決定之成膜手段和成膜材料時，決定變成既定之曝光光之透過量的修正膜之成膜面積。

然後，如第13(a)圖所示，因為發生白缺陷53之半透光部的面積和周圍之遮光膜25接近，而未達到在上述所決定的成膜面積之情況，對於包含有位於半透光部之該白缺陷53，無遮光膜25之露出的半透光膜區域，除去半透光膜26(參照第13(b)圖)。

形成包含有已除去該半透光膜的部分26e之在上述所決定的成膜面積之修正膜27e。因而，在已除去該半透光膜的部分26e，形成可得到預先所設定之所要的曝光光之透過量之具有均勻的膜厚之修正膜27e(參照第13(c)圖)。此外，因為在上述經決定之成膜面積(修正膜之實際的成膜面積)比發生白缺陷53之半透光部的面積還大，雖然在遮光膜25上亦形成修正膜27e的一部分，但是因為係遮光部，所以不會產生不良。亦可後來除去遮光膜25上之不要的遮光膜27e。

因此，利用第4實施形態，亦可一樣地得到上述之第1實施形態的1~3之效果。

[第5實施形態]

第14(a)圖~第14(c)圖係表示本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第5實施形態，係用以按照步驟順序說明缺陷修正方法的立體圖。

例如，在製程欠缺微小之半透光膜的情況等，係透明基板上孤立的半透光部並包含有白缺陷之半透光膜的面積小，而未達到固定之面積(例如和上述之第1實施形態一樣地決定之修正膜的成膜面積)的情況，即使本來僅對小區域進行成膜即可，亦可將該固定面積作為缺陷修正區域，並有效地應用本發明。

即，在第5實施形態，亦在應用和上述之第1實施形態一樣地決定之成膜手段和成膜材料時，決定變成既定之曝光光之透過量的修正膜之成膜面積。

然後，如第14(a)圖所示，成為白缺陷54之半透光部的面積未達到在上述所決定的成膜面積之情況，對於包含有該白缺陷54之透明基板24上的區域，形成在上述經決定之成膜面積的修正膜27f(參照第14(b)圖)。因而，在包含有該自缺陷54之區域，形成可得到預先所設定之所要的曝光光之透過量之具有均勻的膜厚之修正膜27f。在修正膜27f之成膜後，可除去不要之區域55的修正膜。

因此，在第5實施形態，亦可一樣地得到上述之第1實施形態的1~3之效果。

[第6實施形態]

第15(a)圖~第15(c)圖係表示本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第6實施形態，係用以按照步驟順序說明缺陷修正方法的立體圖。

亦如在上述之第7(a)圖~第7(c)圖的說明所示，因遮光膜成分或異物附著於半透光膜上而發生黑缺陷時，要僅除去黑缺陷部分，並對半透光膜無影響，這在習知方法係困難。如以下之說明所示，對這種黑缺陷的修正亦可有效地應用本發明。

首先，在第6實施形態，亦在應用和上述之第1實施形態一樣地決定之成膜手段和成膜材料時，決定變成既定之曝光光之透過量的修正膜之成膜面積。

然後，對於如第15(a)圖所示之包含有在半透光部所產生之黑缺陷56，並比該黑缺陷區域56大的區域，將相當於在上述經決定之面積(成膜面積)的半透光膜26和黑缺陷56一起除去(參照第16(b)圖)。

在已除去該半透光膜的部分26g，形成在上述經決定之成膜面積的修正膜27g(參照第15(c)圖)。因而，除去在半透光部所產生之黑缺陷56，並在已除去該半透光膜之部分26g，形成可得到預先所設定之所要的曝光光之透過量之具有均勻的膜厚之修正膜27g。

因此，在和黑缺陷之修正相關的第6實施形態，亦可一樣地得到上述之第1實施形態的1~3之效果。

1‧‧‧玻璃基板

2‧‧‧閘極

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

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、11b‧‧‧對應於源極/汲極之遮光部

12‧‧‧透光部

13‧‧‧半透光部

13a‧‧‧遮光圖案

13b‧‧‧透過部

20‧‧‧灰階光罩

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

26a~26g‧‧‧已除去半透光膜之部分

27a~27g‧‧‧修正膜

28a‧‧‧尺寸比較小之修正膜

28b‧‧‧尺寸比較大之修正膜

28c‧‧‧膜厚均勻的修正膜

30‧‧‧被轉印體

31‧‧‧基板

32A、32B‧‧‧膜

33‧‧‧阻劑圖案

40‧‧‧FIB裝置

41‧‧‧離子源

42‧‧‧電磁光學系統

43‧‧‧電子槍

44‧‧‧氣體槍

45‧‧‧XY工作台

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

50~54‧‧‧白缺陷

55‧‧‧不要之區域

56‧‧‧黑缺陷

第1(a)圖~第1(c)圖係表示使用灰階光罩的TFT基板之根據相關技術的製程之示意剖面圖。

第2(a)圖~第2(c)圖係表示第1(a)圖~第1(c)所示之製程的後續之示意剖面圖。

第3圖係表示微細圖案型式之灰階光罩的一例之平面圖。

第4(a)圖~第4(c)圖係用以說明以往之缺陷修正方法的問題點之圖，第4(a)圖和第4(b)圖係立體圖，第4(c)圖係剖面圖。

第5圖係表示使用FIB裝置進行成膜之情況的成膜面積和膜厚之關係的圖。

第6(a)圖~第6(c)圖係用以說明以往之缺陷修正方法的問題點之圖，第6(a)圖和第6(b)圖係立體圖，第6(c)圖係剖面圖。

第7(a)圖~第7(c)圖係用以說明以往之缺陷修正方法的問題點之圖，第7(a)圖和第7(b)圖係立體圖，第7(c)圖係剖面圖。

第8(a)圖~第8(d)圖係表示本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第1實施形態，第8(a)圖~第8(c)圖各自係用以按照步驟順序說明缺陷修正方法的立體圖，第8(d)圖係沿著在第8(c)圖之L－L線的側剖面圖。

第9圖係用以說明使用本發明之灰階光罩的圖案轉印方法之剖面圖。

第10圖係表示在本發明所使用之FIB裝置的構造之示意側視圖。

24‧‧‧透明基板

26‧‧‧半透光膜

26a、26b‧‧‧去半透光膜之部分

27 a、27b‧‧‧修正膜

50、51‧‧‧白缺陷

Claims

一種灰階光罩之缺陷修正方法，其係應用聚焦離子束法修正發生在用以於被轉印體上形成膜厚係階段或連續不同之阻劑圖案之灰階光罩之缺陷的缺陷修正方法，該灰階光罩係藉由於透明基板上形成半透光膜和遮光膜，並施加既定的圖案化，而具有遮光部、透光部以及將曝光光之透過量減少既定量之半透光部，其特徵為：該半透光部係利用該半透光膜形成；在該半透光部發生缺陷時特定該缺陷部分；對於修正膜根據預先求得之成膜厚度和成膜面積的相關關係，決定使該曝光光之透過量成為既定範圍內的成膜面積；針對包含該經特定之缺陷部分的區域，藉由重複進行整數次形成該經決定成膜面積的該修正膜之步驟，對於該成膜面積之整數倍的面積形成修正膜。
如申請專利範圍第1項之灰階光罩之缺陷修正方法，其中該缺陷部分和正常之半透光部相比，因為具有半透光膜之膜厚小或欠缺半透光膜的部位，所以係曝光光之透過量比該正常之半透光部大的部分。
如申請專利範圍第1項之灰階光罩之缺陷修正方法，其中該缺陷部分，因為在半透光部附著有半透光膜以外之成分，所以係曝光光之透過量比正常之半透光部小的部分。
如申請專利範圍第1項之灰階光罩之缺陷修正方法，其中形成該經決定成膜面積之修正膜，係使相互鄰接的方式重複進行整數次。
如申請專利範圍第1項之灰階光罩之缺陷修正方法，其中該修正膜具有與預先形成於該半透光部之半透光膜相異的組成。
一種灰階光罩之製法，其特徵為包含有藉由如申請專利範圍第1至5項中任一項之缺陷修正方法的缺陷修正步驟。
一種灰階光罩，其係藉由於透明基板上形成半透光膜和遮光膜，並施加既定的圖案化，而具有遮光部、透光部以及將曝光光之透過量減少既定量之半透光部，用以於被轉印體上形成膜厚係階段或連續不同之阻劑圖案，該灰階光罩之特徵為：具備形成有複數個固定面積之整數倍之面積的修正膜之半透光部。
如申請專利範圍第7項之灰階光罩，其中預先形成於該半透光部之半透光膜和該修正膜具有相異的組成。