TWI477890B - Grayscale masking, grayscale mask, grayscale masking manufacturing method, manufacturing method of gray scale mask, and manufacturing method of liquid crystal display device - Google Patents

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Description

灰階遮罩毛胚、灰階遮罩、灰階遮罩毛胚之製造方法、灰階遮罩之製造方法及液晶顯示裝置之製造方法
本發明係關於將半導體裝置製造等情況所使用之曝光用遮罩上所形成缺陷進行修正的曝光用遮罩之缺陷修正方法；及包含有依此缺陷修正方法進行缺陷修正步驟的曝光用遮罩之製造方法；對曝光用遮罩母版的遮罩毛胚用透光性基板上所形成缺陷進行修正的遮罩毛胚用透光性基板之製造方法；使用此遮罩毛胚用透光性基板的遮罩毛胚之製造方法及曝光用遮罩之製造方法；暨使用曝光用遮罩，製造半導體裝置或液晶顯示裝置的半導體裝置或液晶顯示裝置之製造方法。
在曝光用遮罩製造方面，係施行在透光性基板上所形成的遮罩圖案是否如同設計般形成的檢查。依此便檢測出例如原本不應去除之構成遮罩圖案的膜，卻遭去除的針孔缺陷(白缺陷)，或者因蝕刻不足而使部分膜未被去除而殘留的蝕刻不足缺陷(黒缺陷)。當檢測出此種針孔缺陷、或因蝕刻不足而形成缺陷的情況時，便對其進行修正。
在上述白缺陷的修正方面，有如利用FIB(Focussed Ion Beam：聚焦離子束)輔助沉積法或雷射CVD法之將碳膜等沉積於針孔中等方法。此外，在上述黒缺陷的修正方面，則有如利用FIB或雷射光照射之將不需要部分去除等方法。
再者，最近針對在玻璃基板上所形成的突起狀缺陷，有提案利用觸針式形狀測量器或掃描探針顯微鏡前端尖細的微小探針，物理性去除突起狀缺陷的光罩缺陷修正方法(例如，參照日本專利第3251665號公報、特開2003-43669號公報)。
如上述，依照習知曝光用遮罩之缺陷修正方法，針對膜的黒缺陷或白缺陷、玻璃基板等透光性基板上所形成的突起狀缺陷，雖有可能進行缺陷修正，但是針對在透光性基板表面上所形成的損傷等凹狀缺陷(以下稱「凹缺陷」)，並未存在有具備光學式、化學式、物理式適當特性之可補充的物質，並無法利用凹缺陷的補充而進行修正，因而在習知並無修正凹缺陷的方法。
在透光性基板表面上所形成的損傷等凹缺陷，將如同因曝光之光之散亂所造成的透光量損失，因從凹缺陷與凹缺陷周邊部分所穿透過的曝光之光的干涉效應，而造成透光量降低，結果便將在被轉印體中形成轉印圖案缺陷。所以，習知若在曝光用遮罩的缺陷檢查時，在透光性基板表面有發現到凹缺陷，便判斷為無法修正而成為曝光用遮罩之不良品。
再者，若在遮罩毛胚階段，即表面經鏡面研磨過的透光性基板表面上存在有損傷等凹缺陷，當利用如濕式蝕刻處理施行遮罩圖案形成之際，於上述凹缺陷位於遮罩圖案邊界(即凹缺陷從遮罩圖案形成區域橫跨存在至未形成區域)之情況下，滲透入上述凹缺陷中的蝕刻液，將更加侵蝕已形成遮罩圖案的薄膜，導致圖案形狀惡化，將引發遭蝕(遮罩圖案部分缺損狀態)等遮罩圖案缺陷的問題。例如在製造液晶顯示裝置等之際使用大型光罩的情況時，在形成遮罩圖案時所施行蝕刻，係以施行濕式蝕刻處理為主流，因而防止發生上述遮罩圖案缺陷的事項便成為重要課題。
緣是，本發明之目的，第一在於提供一種對透光性基板表面所存在將造成透光量降低的凹缺陷進行修正，俾可防止轉印圖案缺陷發生，或對因上述蝕刻液滲透而造成遮罩圖案缺陷的凹缺陷進行修正，俾可防止遮罩圖案缺陷發生的遮罩毛胚用透光性基板之製造方法，及使用此種透光性基板的遮罩毛胚及曝光用遮罩之製造方法；第二在於提供一種對透光性基板表面所形成的凹缺陷進行修正，而抑制透光量降低，俾可防止轉印圖案缺陷的曝光用遮罩之缺陷修正方法，及包含有依此種缺陷修正方法所進行缺陷修正步驟的曝光用遮罩之製造方法；第三在於提供一種利用使用此種曝光用遮罩的微影技術，可在半導體基板上無圖案缺陷地形成細微圖案的半導體裝置之製造方法，或可在液晶顯示裝置用基板上無圖案缺陷地形成細微圖案的液晶顯示裝置之製造方法。
為解決上述問題，本發明將具有下述構成：
(構成1)一種遮罩毛胚用透光性基板之製造方法，係曝光用遮罩母版的遮罩毛胚用透光性基板之製造方法，其特徵為，將在透光性基板表面之構成轉印圖案的遮罩圖案所形成之遮罩圖案形成區域內所存在深達引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低程度之深度的凹狀缺陷部予以特定，並依抑制透光量之降低而不致形成轉印圖案缺陷之方式，將所特定的上述缺陷部周邊部分去除，以減少上述基板表面與上述缺陷部深度間之高度差。
依照構成1，藉由將透光性基板表面所存在之構成轉印圖案缺陷之深達引發透光量降低程度之深度的凹缺陷予以特定，並將所特定的凹缺陷周邊部分利用鑿刻去除，而減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差，便將獲得抑制例如因凹缺陷與該凹缺陷周邊部分的曝光之光穿透所產生干涉效應而發生的透光量之降低，俾可防止轉印圖案缺陷發生的遮罩毛胚用透光性基板。又，依此的話，在遮罩毛胚之製作階段，具體而言係在經鏡面研磨的透光性基板上，形成遮罩圖案形成用薄膜前的階段，便可消除引發透光量降低的凹缺陷，因此在曝光用遮罩的製作階段中亦可不用再施行凹缺陷修正。
(構成2)一種遮罩毛胚用透光性基板之製造方法，係曝光用遮罩母版的遮罩毛胚用透光性基板之製造方法，其特徵為，將在透光性基板表面之構成轉印圖案的遮罩圖案所形成之遮罩圖案形成區域內所存在之當利用濕式蝕刻處理形成遮罩圖案之際，因蝕刻液滲透而達將引發遮罩圖案缺陷程度之深度的凹狀缺陷部予以特定，並依不致形成遮罩圖案缺陷之方式，將所特定的上述缺陷部周邊部分去除，以減少上述基板表面與上述缺陷部深度間之高度差。
依照構成2，藉由將透光性基板表面上所存在之當利用濕式蝕刻處理形成遮罩圖案之際，因蝕刻液滲透而達將引發遮罩圖案缺陷程度之深度的凹狀缺陷部予以特定，並將所特定的凹缺陷周邊部分利用鑿刻去除，而減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差，便可獲得能防止遮罩圖案缺陷發生的遮罩毛胚用透光性基板。又，依此的話，在遮罩毛胚之製作階段，具體而言係在經鏡面研磨的透光性基板上，形成遮罩圖案形成用薄膜前的階段，便可消除引發遮罩圖案缺陷的凹缺陷，因此在曝光用遮罩的製作階段中亦可不用再施行上述遮罩圖案缺陷的修正。
(構成3)如構成1或2所述之遮罩毛胚用透光性基板之製造方法，其中，利用使上述缺陷部周邊部分的基板表面接觸到針狀構件並施行鑿刻，而將上述缺陷部的周邊部分去除。
依照構成3，作為減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差的手段，係藉由使用針狀構件，便可將基板材料高精度地物理性去除鑿刻區域或深度。
(構成4)如構成1或2所述之遮罩毛胚用透光性基板之製造方法，其中，利用使上述缺陷部的周邊部分基板表面接觸到將含有研磨劑的研磨液經冷凍過的冷凍體並施行鑿刻，而將上述缺陷部的周邊部分去除。
依照構成4，作為減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差的手段，係藉由使用將含有研磨劑的研磨液經冷凍過的冷凍體，便可輕易的將基板材料鑿刻並物理性去除較寬廣區域，因而頗適用於諸如大型遮罩毛胚用透光性基板的凹缺陷修正方面。
(構成5)如構成1、3及4中任一項所述之遮罩毛胚用透光性基板之製造方法，其中，經去除上述缺陷部的周邊部分基板表面後，從上述缺陷部起至基板表面的各高度差深度，係分別形成因曝光之光穿透所衍生干涉效應所造成的透光量之降低在5%以下的深度。
依照構成5，藉由將經去除凹缺陷的周邊部分基板表面後，從凹缺陷起至基板表面的各高度差之深度，分別設定為因曝光之光穿透所衍生干涉效應所造成的透光量之降低在5%以下的深度，便可將轉印圖案的線寬變動抑制到10%以內，將可防止轉印圖案缺陷。
(構成6)一種遮罩毛胚之製造方法，其特徵係在依構成1至5中任一項所述之遮罩毛胚用透光性基板之製造方法而所獲得的透光性基板表面上，形成遮罩圖案形成用薄膜。
依照構成6，將可獲得已消除構成轉印圖案缺陷的透光量降低或引發遮罩圖案缺陷的基板表面凹缺陷之遮罩毛胚。況且，依此的話，因為在製作遮罩毛胚的階段便可消除凹缺陷，因而在曝光用遮罩的階段亦可不用再施行凹缺陷修正。
(構成7)一種曝光用遮罩之製造方法，其特徵係對依構成6所述之遮罩毛胚之製造方法而所獲得之遮罩毛胚的上述遮罩圖案形成用薄膜施行圖案化處理，而在透光性基板上形成構成轉印圖案的遮罩圖案。
依照構成7，藉由使用已消除構成轉印圖案缺陷的透光量降低或引發遮罩圖案缺陷的基板表面凹缺陷之遮罩毛胚，製造曝光用遮罩，便可獲得不會發生轉印圖案缺陷或遮罩圖案缺陷的曝光用遮罩。
(構成8)一種曝光用遮罩之缺陷修正方法，係在透光性基板上形成構成轉印圖案的遮罩圖案，且在未形成該遮罩圖案的上述基板表面上，具有深達引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低程度之深度的凹狀缺陷部者；其特徵為，依抑制透光量之降低而不致形成轉印圖案缺陷之方式，將上述缺陷部周邊部分去除，以減少上述基板表面與上述缺陷部深度間之高度差。
依照構成8，藉由將深達引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低程度之深度的凹缺陷周邊部分，利用鑿刻予以去除，而減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差，藉此便可抑制例如因凹缺陷與該凹缺陷周邊部分的曝光之光穿透所產生干涉效應，而發生透光量降低的狀況。所以，當依此使用經減少相對於基板表面之凹缺陷深度的高度差之曝光用遮罩，將圖案轉印於被轉印體上的情況時，便不致發生轉印圖案缺陷。
(構成9)如構成8所述之曝光用遮罩之缺陷修正方法，其中，利用使上述缺陷部周邊部分的基板表面接觸到針狀構件並施行鑿刻，而將上述缺陷部的周邊部分去除。
依照構成9，作為減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差的手段，係藉由使用針狀構件，便可將基板材料高精度地物理性去除鑿刻區域或深度。
(構成10)如構成8或9所述之曝光用遮罩之缺陷修正方法，其中，經去除上述缺陷部的周邊部分基板表面後，從上述缺陷部起至基板表面的各高度差深度，係分別形成因曝光之光穿透所衍生干涉效應所造成的透光量之降低在5%以下的深度。
依照構成10，藉由將經去除凹缺陷的周邊部分基板表面後，從凹缺陷起至基板表面的各高度差之深度，分別設定為因曝光之光穿透所衍生干涉效應所造成的透光量之降低在5%以下的深度，便可將轉印圖案的線寬變動抑制到10%以內，將可防止轉印圖案缺陷。
(構成11)如構成8至10中任一項所述之曝光用遮罩之缺陷修正方法，其中，上述曝光用遮罩係對應半導體設計規則65nm的曝光用遮罩，或對應45nm的曝光用遮罩。
依照構成11，便可就對應半導體設計規則65nm的曝光用遮罩或對應45nm的曝光用遮罩方面，使用本發明的缺陷修正方法。
(構成12)一種曝光用遮罩之製造方法，其特徵係包含有：執行曝光用遮罩之缺陷檢查，將因透光量降低而導致轉印圖案缺陷之原因之在基板表面上所形成的凹狀缺陷部予以特定的步驟；以及利用構成8至11中任一項所述之缺陷修正方法，修正上述缺陷部的缺陷修正步驟。
依照構成12，藉由將深達引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低程度之深度的凹缺陷予以特定，並將所特定的凹缺陷周邊部分利用鑿刻去除，而減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差，便將獲得抑制例如因凹缺陷與該凹缺陷周邊部分的曝光之光穿透所產生干涉效應，而發生的透光量降低狀況，且即便在被轉印體轉印圖案的情況時，仍無轉印圖案缺陷的曝光用遮罩。
(構成13)一種半導體裝置之製造方法，其特徵係使用依構成7或12所述之曝光用遮罩之製造方法而獲得的曝光用遮罩，利用光學微影法在半導體基板上形成細微圖案。
依照構成13，藉由施行使用由本發明所獲得曝光用遮罩的微影技術，便可製得在半導體基板上形成無圖案缺陷之細微圖案的半導體裝置。
(構成14)一種液晶顯示裝置之製造方法，其特徵係使用依構成7所述之曝光用遮罩之製造方法所獲得的曝光用遮罩，利用光學微影法在液晶顯示裝置用基板上形成細微圖案。
依照構成14，藉由施行使用由本發明所獲得曝光用遮罩的微影技術，便可製得在液晶顯示裝置用基板上形成無圖案缺陷之細微圖案的液晶顯示裝置。
以下，針對本發明利用實施形態進行更詳細的說明。
[實施形態1]
首先，本發明實施形態1係針對曝光用遮罩之缺陷修正方法及適用此缺陷修正方法的曝光用遮罩之製造方法進行說明。
一般在玻璃基板等透光性基板表面上所形成損傷等凹缺陷，係在相較於無此種凹缺陷的正常部分之下，因為若透光量降低達6%以上，便將對光罩的轉印特性造成不良影響，因而將被判斷屬於不良缺陷。依此凹缺陷所造成的透光量降低之原因，可認為有：因凹缺陷部分處的曝光之光之散亂而造成的透光量損失，以及因凹缺陷與凹缺陷周邊部分的曝光之光穿透而所衍生干涉效應造成的透光量降低；而對光罩的轉印特性造成的不良影響之多數情況係由後者之因曝光之光的干涉效應造成透光量降低的狀況所支配著。因而便著眼於此曝光之光的干涉效應，探討透光量降低的改善。
因曝光之光的干涉效應所衍生的透光量降低，將可模型化如下式。
即，若將曝光之光的干涉依波動式表示，便如下式：
sin(x)+sin(x-a)=2cos(a/2)sin((a/2)-x)　(1)式
其中，a係指因凹缺陷部分所造成的相位變化，並依下式：
a=2πd(n-1)/λ　(2)式
表示，反映出凹缺陷深度d。此外，n係玻璃基板的折射率，λ係指曝光之光的波長。
所以，若求取光罩轉印特性不致出現問題的透光量之降低在5%時的凹缺陷深度，僅要從上述(1)式中，設定成與正常部分間之振幅的平方比便可，因此滿足下式
cos2(a/2)=0.95
的a，為a=0.451弧度。
滿足此a的凹缺陷深度d，若屬於曝光之光的波長λ=193nm(ArF準分子雷射)、玻璃基板折射率n=1.5的情況，依上述(2)式便將為27.7nm。
由此得知，若屬於上述曝光之光的波長、玻璃基板折射率的條件，即便深度27nm的凹缺陷，光罩仍可在毫無轉印特性上問題的前提下使用。
所以，即便基板表面上出現深達引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低程度之深度的凹缺陷，藉由將凹缺陷周邊部分鑿刻去除，將經鑿刻後的基板表面與凹缺陷深度間之高度差，減少至既定值(例如27nm)，便可將因凹缺陷與凹缺陷周邊部分的曝光之光的穿透所衍生干涉效應造成的透光量降低，抑制為不致構成轉印圖案缺陷的狀態。依此對基板表面經減少凹缺陷深度高度差的曝光用遮罩，即便在被轉印體上轉印圖案時仍不致發生轉印圖案缺陷。
即，本發明的曝光用遮罩之缺陷修正方法係在透光性基板上形成構成轉印圖案的遮罩圖案，並在未形成該遮罩圖案的上述基板表面上，出現深達引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低程度之深度之凹缺陷的曝光用遮罩中，依抑制透光量降低俾不致構成轉印圖案缺陷之方式，將上述凹缺陷周邊部分去除，而減少上述基板表面與上述凹缺陷深度間之高度差的缺陷修正方法。
圖1所示係透光性基板表面上具有凹缺陷的曝光用遮罩之剖面圖。透光性基板1上形成構成轉印圖案的遮罩圖案2，而在未形成該遮罩圖案2的上述基板表面1a上，則存在有凹缺陷3。透光性基板1材料有如：合成石英玻璃、無鹼玻璃、鹼石灰玻璃、矽酸鋁玻璃或低膨脹玻璃等玻璃材料。因為此凹缺陷3係屬於深達引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低程度之深度的凹缺陷，因而便必須依照本發明的缺陷修正方法施行修正。
圖2所示係本發明曝光用遮罩之缺陷修正方法之一實施形態的說明剖面圖。
換言之，如同圖(a)所示，依抑制因凹缺陷3所衍生的透光量降低狀況，俾不致構成轉印圖案缺陷之方式，將凹缺陷3周邊部分去除。例如，使上述凹缺陷3周邊部分的基板表面1a與觸針式形狀測量器或掃描探針顯微鏡之前端如尖細微小探針的針狀構件4接觸，而將基板表面1a進行鑿刻，藉此便可去除凹缺陷3周邊部分。依此藉由將凹缺陷3周邊部分去除，俾減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差的手段係採用針狀構件4，便可高精度且物理性的將基板材料去除鑿刻區域或深度。
依此藉由去除凹缺陷3周邊部分，便將如圖2(b)所示，可減少經去除凹缺陷3周邊部分後的基板表面3a與凹缺陷3深度間之高度差。且，同時亦可使經去除凹缺陷3周邊部分後的基板表面3a，相對於基板表面1a的深度，較淺於修正前的凹缺陷3相對於基板表面1a的深度。
依本發明所施行的缺陷修正方法，從修正後的凹缺陷3起至基板表面1a的各高度差深度，最好分別設定為因曝光之光的穿透所衍生干涉效應而發生的透光量之降低在5%以下的深度。圖3所示係經依本發明施行修正過的凹缺陷3之放大剖面圖。本實施形態中，藉由將經去除凹缺陷3周邊部分後的基板表面3a相對於基板表面1a的深度d1，以及經去除凹缺陷3周邊部分後的凹缺陷3相對於基板表面3a的深度d2，分別設定為因曝光之光的穿透所衍生干涉效應，而發生的透光量降低，不致在光罩轉印特性上造成問題的5%以下深度，便可將轉印圖案的線寬變動抑制於10%以內，俾可防止轉印圖案缺陷。
再者，去除凹缺陷周邊部分時的區域，將如圖4所示，為涵蓋整體凹缺陷3在內的矩形狀區域。當使用上述微小探針等的情況時，一般因為將容易去除以成平面觀為矩形狀，因此當然去除凹缺陷周邊部分時的區域大小或形狀，並不僅限於此。質言之，僅要屬於涵蓋整體凹缺陷之區域的話便可，亦可例如將凹缺陷3周邊部分去除成與凹缺陷3略相同形狀。
依照本發明的曝光用遮罩之缺陷修正方法，藉由將深達引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低程度之深度的凹缺陷周邊部分，利用如鑿刻方式進行去除，而減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差，藉此便可抑制因凹缺陷中的曝光之光之干涉效應所衍生的透光量降低狀況。所以，使用依此減少凹缺陷相對於基板表面的深度，俾可抑制透光量降低之方式，施行修正過的曝光用遮罩，當在被轉印體上轉印圖案的情況時，便不致發生轉印圖案缺陷。
圖5所示係本發明的曝光用遮罩之缺陷修正方法之另一實施形態的說明剖面圖。
本實施形態係凹缺陷深度更深的情況時之修正方法。換言之，即便存在有深度較深的凹缺陷，藉由將此凹缺陷的周邊部分，依數個階段進行鑿刻，而去除成各高度差為可抑制曝光之光的干涉效應程度之深度的階梯狀，藉此便可修正凹缺陷。當圖5所示實施形態的情況時，首先，第1階段係將凹缺陷3周邊部分的較廣區域使用針狀構件4進行鑿刻去除(參照同圖(b))，接著第2階段係縮小為較第1階段狹窄的區域並同樣的施行去除(參照同圖(c))。依此的話，便將階梯狀形成由第1階段鑿刻的基板表面3a、與由第2階段鑿刻的基板表面3b。此情況下，最好將從修正後的凹缺陷3起至基板表面1a的各高度差深度，分別設定為因曝光之光的穿透所衍生干涉效應而發生的透光量降低達5%以下的深度。
依此即便屬於基板表面上所形成深度較深的凹缺陷，仍可將此凹缺陷周邊部分分開數階段的階梯狀去除，便可對凹缺陷進行修正，將可抑制透光量降低。
另外，上述實施形態中，經去除凹缺陷周邊的區域雖呈略平面(去除深度均勻)，但是在可抑制曝光之光的干涉效應之前提下，亦可為階梯狀，且各梯段亦可呈傾斜狀。
再者，上述實施形態中，將凹缺陷周邊部分去除的手段係針對使用前端尖細如微小探針的針狀構件，對玻璃等基板材料施行鑿刻而物理性去除的方法進行說明，惟並不僅限於此，亦可例如利用FIB(Focussed Ion Beam：聚焦離子束)照射，將凹缺陷周邊的基板材料去除。
再者，本發明係頗適用於相對應於半導體設計規則(半節距)65nm的曝光用遮罩或45nm曝光用遮罩的缺陷修正。例如，當相對應於半導體設計規則65nm的曝光用遮罩之情況時，圖案轉印的曝光之光的一般係使用ArF準分子雷射(波長：193nm)，但是即便基板表面存在有深度28nm程度的凹缺陷，仍將構成轉印圖案缺陷。此外，相對應於45nm曝光用遮罩的情況時，圖案轉印的曝光之光雖使用ArF準分子雷射的濕浸式曝光或F2準分子雷射(波長：157nm)，利用上述(1)、(2)式將可求得構成轉印圖案缺陷原因的凹缺陷深度。由此得知，相對應於半導體設計規則65nm的曝光用遮罩或相對應於45nm的曝光用遮罩，均適用本發明的缺陷修正方法。
再者，本發明並不僅限於二元遮罩(binary mask)，就連半色調式相移遮罩、雷文生式相移遮罩、無鉻相移遮罩等穿透式遮罩的凹缺陷，仍可進行修正。
又，在液晶顯示裝置[例如：薄膜電晶體液晶顯示裝置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)]中，係使用薄膜電晶體基板(以下稱「TFT基板」)，而在製造此TFT基板時，將使用由透光性基板上具有遮光部、透光部及半透光部所構成圖案的曝光用光罩(亦稱「灰階遮罩」)。最近隨液晶顯示裝置的大畫面化，製造時所使用的光罩無庸置疑的亦將大尺寸化，例如，在液晶顯示裝置用大型基板的情況時，將有使用330mm×450mm~1400mm×1600mm程度大小的基板。因為使用此種大型基板所製得液晶顯示裝置用大型光罩的製造成本亦屬非常昂貴，因而當在光罩階段發現凹缺陷的情況時，能修正此凹缺陷的本發明便非常適用。
其次，針對適用本發明缺陷修正方法的曝光用遮罩之製造方法進行說明。
曝光用遮罩一般係使用在玻璃基板等透光性基板上形成構成遮罩圖案之膜的遮罩毛胚，並利用施行光阻膜塗佈、圖案描繪(曝光)、顯影、蝕刻、殘存光阻圖案去除等各步驟便可獲得。本發明的曝光用遮罩之製造方法，係包含有：執行所獲得曝光用遮罩的缺陷檢查，將因透光量降低而造成轉印圖案缺陷肇因之在基板表面上所形成的凹缺陷予以特定的步驟；以及利用本發明的缺陷修正方法，將上述凹缺陷進行修正的缺陷修正步驟。其中，將引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低的凹缺陷予以特定之方法，有如針對所獲得曝光用遮罩，使用評估裝置(例如微影‧模擬‧顯微鏡(Microlithography Simulation Microscops)等)，評估轉印特性，而將顯示出透光量降低的缺陷部分予以特定的方法。此外，經利用原子力顯微鏡針對其缺陷部分進行詳細解析，便可更正確的確認到凹缺陷的大小及深度等。
依照本發明的曝光用遮罩之製造方法，藉由利用缺陷檢查裝置等，將引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低程度之深度的凹缺陷予以特定，其次再將依此所特定的凹缺陷周邊部分進行鑿刻去除，而減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差，藉此便可抑制因凹缺陷處的曝光之光的穿透所衍生干涉效應而發生透光量之降低狀況，將可獲得即便將圖案轉印於被轉印體的情況時，仍能防止轉印圖案缺陷的曝光用遮罩。
本發明的曝光用遮罩之製造方法，最好在上述缺陷修正步驟之後，尚包含有將曝光用遮罩表面洗淨的洗淨步驟。在上述缺陷修正步驟之後，藉由將曝光用遮罩表面洗淨，便可將對凹缺陷周邊部分進行鑿刻時所發生的殘渣去除，俾可防止因附著物而發生轉印圖案缺陷的狀況。
上述洗淨步驟最好使用含微粒子的冷卻流體進行洗淨。此情況下，含微粒子的冷卻流體最好為如乾冰。藉由採取利用冷卻流體中所含的微粒子，將凹缺陷周邊部分進行鑿刻時所發生的殘渣予以去除之洗淨方法，將可減少對透光性基板表面所造成的損傷狀況，且將可有效的去除殘渣。
又，上述洗淨步驟最好使用對透光性基板上所形成遮罩圖案屬於非溶性，但對透光性基板則屬於溶解性的溶劑進行洗淨。此種溶劑最好為如含有氫氟酸、氫氧化鈉等的玻璃蝕刻溶液。例如，藉由使用玻璃蝕刻溶液施行洗淨，便可確實將凹缺陷周邊部分進行鑿刻時所發生的殘渣去除。
再者，在上述缺陷修正步驟中，將所發生的殘渣利用如鑿刻時所使用的針狀構件，儘可能的從去除部分使往周邊移動，便可使後續的洗淨變為較容易，可將殘渣毫無殘留的從基板上確實去除。
[實施形態2]
其次，本發明的實施形態2係針對遮罩毛胚用透光性基板之製造方法、使用此透光性基板的遮罩毛胚及曝光用遮罩之製造方法進行說明。
上述實施形態1中，係針對將在曝光用遮罩階段，經缺陷檢查所發見的凹缺陷進行修正之情況進行說明，但是因為在曝光用遮罩階段所發見的凹缺陷，大多數可認為係原本便已存在於遮罩製作時所使用遮罩毛胚的透光性基板表面上的缺陷，因而在本實施形態2中，便在製作當曝光用遮罩製造時所使用母版的遮罩毛胚之階段，便執行透光性基板表面所存在凹缺陷的修正，並針對使用經施行此修正而無凹缺陷的透光性基板製作遮罩毛胚，更進一步使用此遮罩毛胚製作曝光用遮罩的情況進行說明。
本發明的遮罩毛胚用透光性基板之製造方法，係將在透光性基板表面之於構成轉印圖案的遮罩圖案所形成之遮罩圖案形成區域內所存在深達引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低程度之深度的凹缺陷部予以特定，並依抑制透光量降低而不致形成轉印圖案缺陷之方式，將所特定的凹缺陷部周邊部分去除，而減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差，藉此便製得經施行凹缺陷修正過的遮罩毛胚用透光性基板。
具體而言，在表面經鏡面研磨的透光性基板上，形成遮罩圖案形成用薄膜前的階段中，藉由利用缺陷檢查裝置等，將透光性基板表面中所存在會引發透光量降低的凹缺陷予以特定，並對經此特定的凹缺陷利用上述方法施行凹缺陷修正。即，利用針狀構件等，將所特定的凹缺陷周邊部分，去除至不致引發透光量降低程度的深度。
依此在製作遮罩毛胚的階段，具體而言，為在經鏡面研磨的透光性基板上，形成遮罩圖案形成用薄膜前的階段中，因為可消除會引發透光量降低狀況的凹缺陷，因而將可獲得在製作曝光用遮罩的階段中，亦可不用再施行凹缺陷修正的效果。
再者，如前述所說明，若在遮罩毛胚階段中，在透光性基板表面上存在有損傷等凹缺陷，當利用如濕式蝕刻處理施行遮罩圖案形成之際，於上述凹缺陷位於遮罩圖案邊界(即凹缺陷從遮罩圖案形成區域橫跨存在至圖案未形成區域)情況時，滲透入上述凹缺陷中的蝕刻液，將更加侵蝕已形成遮罩圖案的薄膜，導致圖案形狀惡化，將引發遭蝕(遮罩圖案部分缺損狀態)等遮罩圖案缺陷狀況。所以，在本實施形態中，當為製造曝光用遮罩而形成遮罩圖案之際所施行的蝕刻，係依濕式蝕刻處理方式實施的情況時，在表面經鏡面研磨的透光性基板上，形成遮罩圖案形成用薄膜前的階段中，便利用缺陷檢查裝置等將透光性基板表面上所存在之因蝕刻液滲透而引發遮罩圖案缺陷程度之深度的凹缺陷予以特定，並對此經特定的凹缺陷，將周邊部分去除成不致引發遮罩圖案缺陷程度的深度狀態，而減少基板表面與凹缺陷深度間之高度差。藉由此種凹缺陷修正，便可獲得能防止上述遮罩圖案缺陷發生的遮罩毛胚用透光性基板。此外，依此因為在遮罩毛胚製作階段，具體而言，為在經鏡面研磨過的透光性基板上，形成遮罩圖案形成用薄膜前的階段中，便可消除會引發遮罩圖案缺陷的凹缺陷，因此便可防止在曝光用遮罩製作階段發生上述遮罩圖案缺陷，可獲得即便未針對當未施行凹缺陷修正時所發生的遮罩圖案缺陷施行修正，仍不致有問題發生的效果。
例如，當上述液晶顯示裝置等之製造時所使用大型光罩的情況時，因為形成遮罩圖案之際的蝕刻係以濕式蝕刻處理為主流，因而特別適用可防止上述遮罩圖案缺陷發生的本發明之遮罩毛胚用透光性基板之製造方法。
本實施形態中，相關修正凹缺陷方法之詳細內容，亦如同上述實施形態1中所說明，例如，當施行會引發構成轉印圖案缺陷之透光量降低的凹缺陷修正之情況時，從修正後的凹缺陷起至基板表面的各高度差深度，最好分別設定為因曝光之光穿透所衍生干涉效應造成的透光量之降低在5%以下的深度。藉由將凹缺陷相對於經去除凹缺陷周邊部分後的基板表面深度，分別設定為因曝光之光穿透所衍生干涉效應造成的透光量降低，不致造成光罩轉印特性上問題的5%以下之深度，便可將轉印圖案的線寬變動抑制在10%以內，將可防止轉印圖案缺陷的發生。此外，深度達何種程度的凹缺陷將會成為轉印圖案缺陷的原因，係隨使用曝光用遮罩執行圖案轉印時的曝光之光的波長而異，具體而言，利用上述(1)、(2)式，便可求得造成轉印圖案缺陷原因的凹缺陷深度。
再者，如液晶顯示裝置製造時所使用的大型遮罩，當製造曝光用遮罩時，為形成遮罩圖案所施行的蝕刻係採濕式蝕刻處理方式的情況時，針對透光性基板表面上所存在之因上述蝕刻液的滲透而引發遮罩圖案缺陷的凹缺陷仍必須施行修正。到底何種程度的深度或大小之凹缺陷會因蝕刻液的滲透而引發遮罩圖案缺陷，亦將依基板材料種類、蝕刻液種類、過蝕刻量、遮罩圖案形狀、遮罩圖案與凹缺陷的位置關係等等因素而異，因而將無法一概言之，但是因為大概大小(寬度)0.05μm以上且深度0.01μm以上的凹缺陷，將因遭蝕等而引發圖案缺陷的可能性較高，所以最好施行修正。
將凹缺陷周邊部分去除的手段，在本實施形態中係適用可使用在上述實施形態1中所說明的前端尖細如微小探針的針狀構件，將玻璃等基板材料施行鑿刻而物理性去除的方法，或利用FIB(Focussed Ion Beam：聚焦離子束)照射，將凹缺陷周邊的基板材料去除之方法。
再者，本實施形態中，去除凹缺陷周邊部分的手段亦可採取使含研磨劑之研磨液經冷凍過的冷凍體，接觸及基板材料並進行削入而物理性去除的方法。藉由使用此種使含研磨劑之研磨液經冷凍過的冷凍體，便可輕易且有效率削入基板材料之較寬廣的區域，適用於如大型遮罩毛胚用透光性基板的凹缺陷修正方面。此外，藉由使用此種冷凍體，將可防止凹缺陷修正中所發生的殘渣混入於冷凍體中，亦具有能防止發生新缺陷的效果。
相關此種含有研磨劑之研磨液經冷凍過的冷凍體，在本案申請人之先前所提出申請的日本專利特願2004-242628號說明書中有詳細記載，使例如膠體二氧化矽、氧化鈰等研磨劑，懸浮於超純水、氣體溶解水等溶劑中的研磨液(研磨劑濃度：例如0.05~20wt%)，流入於所需形狀的耐冷卻製成形模中，經使用液態氮等進行冷凍便可獲得。此冷凍體的形狀、大小等均可任意設定，例如整體形狀可為圓柱、橢圓柱或角柱等柱形狀，或整體形狀為圓錐、角錐形狀或球形狀，或者柱形狀前端部分為圓錐或角錐形狀、或半球形狀等形狀，主要係屬於可適用於本發明凹缺陷修正的形狀與大小的話便可。藉由冷凍前的研磨液所流入成形模的形狀與大小，便可改變冷凍體的形狀與大小。此外，亦可將上述冷凍體安裝於如穿孔機之類的旋轉機床前端再供使用。
再者，去除凹缺陷周邊部分的手段，亦可採用部分性的賦予蝕刻液而對基板材料進行蝕刻俾去除的方法。此方法偏向於去除基板材料較寬廣的區域。
又，上述使用冷凍體的方法、或部分性施行蝕刻的方法，當然亦可適用於上述實施形態1中的曝光用遮罩階段之凹缺陷修正方面。
再者，為能將凹缺陷修正時所發生的殘渣，從透光性基板表面上去除，最好實施例如上述實施形態1中所說明的洗淨步驟。
在依照本發明的遮罩毛胚用透光性基板之製造方法所獲得的透光性基板表面上，使用週知成膜方法(例如濺鍍法、化學氣相沉積(CVD)法等)形成遮罩圖案形成用薄膜，便可獲得遮罩毛胚。其中，遮罩圖案形成用薄膜有如：鉻膜等遮光膜；矽化鉬(MoSi)膜、MoSiN膜等相移膜；遮光膜與抗反射膜的積層膜、相移膜與遮光膜的積層膜等。
依照本發明的遮罩毛胚之製造方法，將可獲得經消除構成轉印圖案缺陷的透光量降低或引發遮罩圖案缺陷的基板表面凹缺陷之遮罩毛胚。此外，依此因為在遮罩毛胚製作的階段便可消除凹缺陷，因此即便在曝光用遮罩階段不用再施行凹缺陷或遮罩圖案缺陷的修正亦無妨。
再者，對依照本發明遮罩毛胚之製造方法所獲得遮罩毛胚的遮罩圖案形成用薄膜施行圖案化處理，而在透光性基板上形成構成轉印圖案的遮罩圖案，藉此便可獲得曝光用遮罩。即，採用在透光性基板上已形成構成遮罩圖案之薄膜的遮罩毛胚，並施行光阻膜塗佈、圖案描繪(曝光)、顯影、蝕刻、殘存光阻圖案的去除等各項步驟，便可獲得曝光用遮罩。
因為使用預先針對構成轉印圖案缺陷或遮罩圖案缺陷之原因的基板表面凹缺陷進行修正而消除缺陷的遮罩毛胚來製造曝光用遮罩，因而將可獲得不會發生轉印圖案缺陷或遮罩圖案缺陷的曝光用遮罩。
[實施形態3]
使用依照本發明曝光用遮罩之製造方法所獲得的曝光用遮罩，利用光學微影法在半導體基板上形成細微圖案，便可製得半導體裝置。
依照本發明所獲得的曝光用遮罩，因為將依不致形成轉印圖案缺陷或遭蝕等遮罩圖案缺陷的方式，施行凹缺陷的修正，因此藉由使用依本發明所獲得曝光用遮罩的微影技術，便可製得在半導體基板上形成無圖案缺陷之細微圖案的半導體裝置。
再者，使用依照本發明曝光用遮罩之製造方法所獲得的曝光用遮罩，利用光學微影法在液晶顯示裝置用基板上形成細微圖案，藉此便可製得液晶顯示裝置。藉由使用依本發明所獲得曝光用遮罩的微影技術，便可製得在液晶顯示裝置用基板上形成無圖案缺陷之細微圖案的液晶顯示裝置。
(實施例)
以下，利用實施例針對本發明進行更具體的說明，惟本發明並不僅限於該等實施例。
再者，下述實施例1與實施例2係對應於上述實施形態1的實施例。
(實施例1)
使用在表面經精密研磨過的合成石英玻璃基板(大小為152mm×152mm×6.35mm)上形成由鉻所構成遮光性膜的遮罩毛胚，依下述方式製作半導體設計規則對應於65nm的曝光用遮罩。
首先，在上述遮罩毛胚上塗佈著電子束用光阻，並施行烘烤。其次，使用電子束描繪機施行描繪，並將其顯影，而形成既定光阻圖案。此外，描繪圖案係設定為0.5μm的線條/線距圖案。
其次，以此光阻圖案為遮罩，對鉻遮光性膜施行蝕刻處理，而在玻璃基板上形成鉻遮光性膜的遮罩圖案。
使用熱濃硫酸，將遮光性膜圖案上所殘留的光阻圖案去除，便獲得光罩。
針對依此所獲得的曝光用遮罩，經使用微影‧模擬‧顯微鏡(Microlithography Simulation Microscops)AIMS193(卡茲艾斯公司製)，評估其轉印特性，結果顯示出存在有11%透光量降低的缺陷部分。經利用原子力顯微鏡針對缺陷部分進行詳細解析，結果確認到玻璃基板表面的凹缺陷。此凹缺陷的最深地方達60nm。另外，此情況下，可認為根據上述因曝光之光的干涉效應所衍生透光量降低的模型式[(1)式與(2)式]，所獲得透光量降低的計算值雖為22%，但是因為上述凹缺陷寬度為70nm，為例如曝光之光的波長193nm(ArF準分子雷射)的一半程度，因而凹缺陷並非整體而是部分性的產生干涉效應，因此透光量降低的實測值與計算值間將產生差值。
然後，針對上述凹缺陷的周邊部分，使用光罩修正裝置RAVE(RAVE公司製)，將包含凹缺陷在內的750nm×460nm區域鑿刻20nm深度而去除。另外，將此時所產生的殘渣，同樣的使用上述光罩修正裝置使朝周圍移動。
接著，使用洗淨材料的乾冰，利用洗淨裝置艾康史諾(RAVE公司製)，施行遮罩表面的局部洗淨。
經洗淨後，再度使用上述AIMS193評估曝光用遮罩的轉印特性，結果經如上述修正過的凹缺陷部分，已獲改善至透光量降低為5%之不致使曝光用遮罩的轉印特性造成問題的水準。此外，當使用經依此施行凹缺陷修正過的曝光用遮罩，在晶圓上施行曝光時，利用晶圓上各位置所相對應影像強度變化表示的影像強度分布，確認到轉印圖案的線寬變動將抑制到10%以內。另外，此時的曝光條件係將照明形態設定為2/3環帶，並設定為曝光波長193nm(ArF準分子雷射)、開口數0.85、相干度(coherence factor)0.85。
如上述，藉由本發明的缺陷修正方法，便可進行習知無法達成的玻璃基板表面之凹缺陷修正。
(實施例2)
針對如同實施例1般的製作另一曝光用遮罩，如同實施例1使用微影‧模擬‧顯微鏡(Microlithography Simulation Microscops)AIMS193(卡茲艾斯公司製)，對其轉印特性進行評估，結果顯示出存在有15%透光量降低的缺陷部分。經利用原子力顯微鏡針對缺陷部分進行詳細解析，結果確認到玻璃基板表面的凹缺陷。此凹缺陷的最深地方達80nm。另外，此情況下，可認為根據上述因曝光之光的干涉效應所衍生透光量降低的模型式[(1)式與(2)式]，所獲得透光量降低的計算值雖為37%，但是因為上述凹缺陷寬度為70nm，為例如曝光之光的波長193nm(ArF準分子雷射)的一半程度，因而凹缺陷並非整體而是部分性的產生干涉效應，因此透光量降低的實測值與計算值間將產生差值。
然後，針對上述凹缺陷的周邊部分，使用光罩修正裝置RAVE(RAVE公司製)，將包含凹缺陷在內的1000nm×460nm區域鑿刻20nm深度而去除。而且，更在內側將包含凹缺陷在內的250nm×460nm區域，依20nm深度鑿刻去除。依此，本實施例便將凹缺陷周邊部分依2階段鑿刻去除。另外，將此時所產生的殘渣，同樣的使用上述光罩修正裝置使朝周圍移動。
接著，使用洗淨材料的乾冰，利用洗淨裝置艾康史諾(RAVE公司製)，施行遮罩表面的局部洗淨。
經洗淨後，再度使用上述AIMS193評估曝光用遮罩的轉印特性，結果經如上述修正過的凹缺陷部分，已改善至透光量降低為5%之不致使曝光用遮罩的轉印特性造成問題的水準。此外，當使用經依此施行凹缺陷修正過的曝光用遮罩，在晶圓上施行曝光時，利用晶圓上各位置所相對應影像強度變化表示的影像強度分布，確認到轉印圖案的線寬變動將抑制到10%以內。另外，此時的曝光條件係如同實施例1。
如上述，藉由本發明的缺陷修正方法，便可進行習知無法達成的玻璃基板表面之凹缺陷修正。特別係本實施例中，即便深度較深的凹缺陷，仍可將凹缺陷的周邊部分依數個階段施行鑿刻，並去除成各高度差為可抑制曝光之光之干涉效應程度的深度之階梯狀，便可修正凹缺陷。
再者，在上述實施例中雖未例示，藉由如同上述的修正方法，即便如半色調式相移遮罩、雷文生式相移遮罩、無鉻相移遮罩等穿透式遮罩的凹缺陷，仍可進行修正。此外，在上述的實施例中，雖例示將凹缺陷的周邊部分，使用如探針般的尖細針狀構件進行去除的情況，惟並不僅限於此，亦可利用例如FIB(聚焦離子束)照射，將凹缺陷的周邊部分去除。
再者，上述實施例中，缺陷修正後的洗淨，雖僅舉例如：使用含微粒子之冷卻流體的乾冰進行洗淨的例子，惟並不僅限於此，亦可使用對透光性基板上所形成的遮罩圖案屬於非溶性，而對透光性基板則屬於溶解性的溶劑為洗淨液，並進行洗淨。
下述實施例係對應於上述實施形態2的實施例。
(實施例3)
以下，針對光罩(二元光罩)所使用的遮罩毛胚用玻璃基板之製造方法、光罩毛胚之製造方法及光罩(曝光用遮罩)之製造方法進行說明。
針對表面經精密研磨過的合成石英玻璃基板(大小152mm×152mm、厚度6.35mm)的主表面，使用缺陷檢查裝置進行缺陷檢查。此外，上述缺陷檢查裝置係使用本發明者先前所提案的日本專利第3422935號公報中所記載的缺陷檢查裝置(透光性物質的不均勻檢查裝置)。此缺陷檢查裝置係對如玻璃基板之類的透光性物質內導入雷射光，若透光性物質並無存在表面損傷等不均勻部分，經導入於透光性物質內的雷射光將在表面重複進行全反射，而將光封閉於透光性物質內，實質的未洩露出於外部，但是若透光性物質中存在有不均勻部分，便將無法滿足全反射條件，光將從透光性物質表面洩漏出，因此藉由檢測出所洩漏的光，便可檢查透光性物質的缺陷(不均勻部分)。
結果，在遮罩圖案所形成的遮罩圖案形成區域內(132mm×132mm)，發現到深度達60nm的凹缺陷與深度達80nm的凹缺陷。此外，此2個凹缺陷的位置係可以合成石英玻璃基板上所設置的基準標記為基準點，而特定出正確的位置座標。
使用上述合成石英玻璃基板製作光罩時，雖當上述2個凹缺陷隱藏於遮罩圖案中的情況時將不致造成問題，但是當凹缺陷位於遮罩圖案間的透光部的情況時，便將因如上述的曝光之光的干涉效應，分別引發22%、37%的穿透光量降低狀況。
然後，對上述2個凹缺陷，使用光罩修正裝置RAVE(RAVE公司製)施行如下述的修正。
即，針對深度60nm的凹缺陷，將包含凹缺陷在內的750nm×460nm區域，依20nm深度鑿刻去除。此外，對深度80nm的凹缺陷，將包含凹缺陷在內的1000nm×460nm區域，依20nm深度鑿刻去除，更於其內側，將包含凹缺陷在內的250nm×460nm區域，依20nm深度鑿刻去除。另外，將此時所發生的殘渣，如同上述實施例，使用上述光罩修正裝置移往周圍處之後，接著再使用洗淨材料的乾冰，利用洗淨裝置艾康史諾(RAVE公司製)施行基板表面的局部洗淨。
其次，在經凹缺陷修正過的基板表面上，形成由鉻所構成遮光性膜，便製得光罩毛胚。
接著，在此光罩毛胚上塗佈電子束用光阻，經施行烘烤之後，再使用電子束描繪機描繪出既定圖案，並將其顯影，而形成既定光阻圖案。描繪圖案係0.5μm的線條/線距圖案。此外，在以上述缺陷修正的評估為目的下，當將上述2個凹缺陷製成光罩時，便設定為位於遮罩圖案間之透光部的狀態。
進而，以此光阻圖案為遮罩，對鉻遮光性膜施行蝕刻處理，便在玻璃基板上形成鉻遮光性膜的遮罩圖案。
使用熱濃硫酸，將遮光性膜圖案上所殘留的光阻圖案去除，便獲得光罩。
針對依此所獲得光罩(曝光用遮罩)的轉印特性，經使用上述AIMS193施行評估，結果依如上述施行修正過的凹缺陷部分，已獲改善至透光量降低為5%之不致使光罩的轉印特性造成問題的水準。此外，當使用經依此施行凹缺陷修正過的光罩在晶圓上施行曝光時，利用晶圓上各位置所相對應影像強度變化表示的影像強度分布，確認到轉印圖案的線寬變動將抑制到10%以內。另外，此時的曝光條件係將照明形態設定為2/3環帶，並設定為曝光波長193nm(ArF準分子雷射)、開口數0.85、相干度0.85。
(實施例4)
以下，針對液晶顯示裝置製造用大型遮罩所使用的遮罩毛胚用玻璃基板之製造方法、光罩毛胚之製造方法及灰階遮罩(曝光用遮罩)之製造方法進行說明。
針對表面經精密研磨過的合成石英玻璃基板(大小330mm×450mm、厚度10mm)的主表面，採用實施例3中所使用的缺陷檢查裝置進行缺陷檢查。結果，在遮罩圖案所形成的遮罩圖案形成區域內，發現到大小2μm且深度0.18μm的凹缺陷。此外，凹缺陷的位置係可以合成石英玻璃基板上所設置的基準標記為基準點，而特定出正確的位置座標。
當使用上述合成石英玻璃基板製作灰階遮罩時，於上述凹缺陷位於遮罩圖案邊界的情況時，當依後續實施的濕式蝕刻處理而形成遮罩圖案時，將因凹缺陷中滲入蝕刻液，導致遭蝕等圖案缺陷現象。
在此，使上述凹缺陷接觸及含研磨劑之研磨液經冷凍過的冷凍體，便將含凹缺陷在內的10mm×10mm區域，依0.05μm深度，5mm×5mm區域依0.1μm深度，3mm×3mm區域依0.15μm深度鑿刻去除。此外，上述冷凍體係將膠體二氧化矽懸浮於超純水中的研磨液(研磨劑濃度10wt%)，流入於耐冷卻製成形模中，並藉由使用液態氮進行冷凍而獲得。此冷凍體的形狀係整體形狀為圓柱狀且前端部分為圓錐形狀。然後，將所發生的殘渣利用洗淨去除。
其次，在經凹缺陷修正施行過的玻璃基板表面上，使用鉻靶材，在Ar氣體環境中施行濺鍍處理，而形成鉻膜的遮光膜，便製得遮罩毛胚。鉻膜的遮光膜係設定為當曝光之光源為i線(波長365nm)時的光學濃度達3以上的膜厚而形成。
接著，在鉻膜上形成雷射描繪用正型光阻膜，並施行既定的圖案描繪、顯影，便形成光阻圖案。此光阻圖案係裸露出形成半透光部的區域及形成透光部的區域，並僅在形成遮光部的區域中殘存著光阻。
再來，將此光阻圖案當作遮罩，並使用含有硝酸亞鈰銨與過氧鹽的蝕刻液施行濕式蝕刻處理，而對鉻膜施行圖案化處理，便形成對應遮光部的遮光膜圖案。在半透光部與透光部所對應的區域中，經由上述鉻膜的蝕刻處理，將呈現裸露出底層玻璃基板的狀態。所殘存的光阻圖案將使用濃硫酸去除。
進而，在依如上述所獲得的玻璃基板上，於具有遮光膜圖案的基板上整面形成半透光膜。半透光膜係使用鉻靶材，在Ar與氮的混合氣體環境中施行濺鍍處理而形成。在所形成氮化鉻膜中所含的鉻與氮比率為1:4(Cr:N)。此外，半透光膜係設定為當曝光之光源為i線時的穿透率達50%的膜厚而形成。
再度於整面上形成上述正型光阻膜，並施行第2次描繪。經描繪後，對其顯影，而裸露出透光部所對應的區域，便形成在遮光部與半透光部上殘存著光阻的光阻圖案。
其次，將所形成的光阻圖案當做遮罩，對構成透光部之區域的半透光膜利用濕式蝕刻處理去除。此情況下的蝕刻液係採用將上述鉻膜的濕式蝕刻處理中所使用的蝕刻液，利用純水進行適當稀釋的蝕刻液。所殘存的光阻圖案將利用氧灰化加工去除。
依上述，便製作得形成有：裸露出合成石英玻璃基板的透光部、由半透光膜圖案所構成灰階部(半透光部)、以及在遮光膜圖案上形成半透光膜圖案之遮光部；的灰階遮罩。
經對所獲得灰階遮罩施行缺陷檢查，結果在上述凹缺陷所存在的地方並未確認到遭蝕等圖案缺陷狀況，圖案形狀呈良好狀態。
(實施例5-A)
以下，針對液晶顯示裝置製造用大型遮罩所使用的遮罩毛胚用玻璃基板之製造方法、光罩毛胚之製造方法及灰階遮罩(曝光用遮罩)之製造方法進行說明。
對表面經精密研磨過的合成石英玻璃基板(大小330mm×450mm、厚度10mm)表面，使用上述缺陷檢查裝置施行缺陷檢查。結果，在遮罩圖案所形成的遮罩圖案形成區域內，發現到大小2μm且深度0.18μm的凹缺陷。
再者，凹缺陷的位置經以合成石英玻璃基板中所設置基準標記為基準點，便可特定為正確的位置座標。
當使用上述合成石英玻璃基板製作灰階遮罩時，於上述凹缺陷位於遮罩圖案邊界的情況時，在利用後續所施行蝕刻處理形成遮罩圖案時，將因凹缺陷中滲入蝕刻液而引發遭蝕等圖案缺陷狀況。
所以，使上述凹缺陷如同實施例4，接觸及含有研磨劑之研磨液經冷凍過的冷凍體，而將含凹缺陷在內的10mm×10mm區域依0.05μm深度，5mm×5mm區域依0.1μm深度，3mm×3mm區域依0.15μm深度鑿刻去除。然後，再將所發生的殘渣利用洗淨而去除。
其次，使用矽化鉬靶材(鉬含有量20莫耳%、矽含有量80莫耳%)，在Ar氣體環境中施行濺鍍處理，便在合成石英玻璃基板表面上，依將膜厚設定為當曝光之光源為i線(曝光波長365nm)時，穿透率達50%狀態的膜厚，而形成矽化鉬膜(MoSi膜)半透光膜。此外，所形成矽化鉬膜中所含的鉬與矽比率為1:4。其次，使用鉻靶材在Ar氣體與氮氣體的混合氣體環境中，經施行濺鍍處理而在矽化鉬膜上積層著氮化鉻膜(CrN膜)，更在Ar氣體與一氧化氮氣體的混合氣體環境中，利用濺鍍處理而積層著氧氮化鉻膜(CrON膜)，並在表面形成使具有抗反射機能的遮光膜。此外，此遮光膜膜厚係設定為當曝光之光源為i線時，光學濃度達3以上的膜厚，便獲得光罩毛胚。
又，在遮光膜上形成雷射描繪用正型光阻膜，並施行既定的圖案描繪、顯影，而形成光阻圖案。
接著，以此光阻圖案為遮罩，對遮光膜使用含硝酸亞鈰銨與過氧鹽的蝕刻溶液施行濕式蝕刻處理，而將遮光膜施行圖案化處理，便在半透光膜上形成圖案狀遮光膜。
其次，以此圖案狀之遮光膜為遮罩，對半透光膜施行亁式蝕刻處理，而對半透光膜施行圖案化處理，便形成圖案狀之半透光膜。
再來，將在圖案狀之遮光膜上所形成的光阻膜，利用光阻剝離液去除。
另外，在圖案狀之遮光膜上再度形成光阻膜，並施行既定的圖案描繪、顯影，而形成光阻圖案。
其次，以此光阻圖案為遮罩，對遮光膜使用含有硝酸亞鈰銨與過氧鹽的蝕刻溶液施行濕式蝕刻處理，而將遮光膜施行圖案化處理，俾裸露出部分區域的半透光膜，便形成灰階部。
最後，將圖案狀之遮光膜上所形成的光阻膜，利用光阻剝離液去除，便形成裸露出合成石英玻璃基板的透光部、由半透光膜圖案所構成穿透率50%的灰階部、及在半透光膜圖案上形成遮光膜圖案之穿透率約0%的遮光部，便製得灰階遮罩。
經施行所獲得灰階遮罩的圖案缺陷檢查，結果由矽化鉬所構成半透光膜圖案、及由氮化鉻膜與氧氮化鉻膜之積層膜所構成遮光膜圖案，均無發生膜剝落狀況，圖案形狀亦呈良好狀態。
(實施例5-B)
除將上述實施例5-A的半透光膜，改為在Ar氣體與N2 氣體的混合氣體環境中施行濺鍍處理，並形成氮矽化鉬膜(MoSiN膜)之外，其餘均如同實施例5-A，製得光罩毛胚、灰階遮罩。此外，所形成的矽化鉬膜中所含鉬與矽的比率係1:4。
經施行所獲得灰階遮罩的圖案缺陷檢查，結果由氮矽化鉬所構成半透光膜圖案、及由氮化鉻膜與氧氮化鉻膜之積層膜所構成遮光膜圖案，均無發生膜剝落狀況，圖案形狀亦呈良好狀態。
(實施例5-C)
除將上述實施例5-A中的半透光膜，改用矽化鉬靶材(鉬含有量33莫耳%、矽含有量67%)，並在Ar氣體環境中施行濺鍍處理，且形成矽化鉬膜(MoSi2 膜)之外，其餘均如同實施例5-A，製得光罩毛胚、灰階遮罩。此外，所形成的矽化鉬膜中所含鉬與矽的比率係1:2。
經施行所獲得灰階遮罩的圖案缺陷檢查，結果由矽化鉬(MoSi2 )所構成半透光膜圖案、及由氮化鉻膜與氧氮化鉻膜之積層膜所構成遮光膜圖案，均無發生膜剝落狀況，圖案形狀亦呈良好狀態。
再者，在上述實施例5-A~5-C中，雖使用將凹缺陷周邊部分的基板表面去除之合成石英玻璃基板，惟即使無凹缺陷的合成石英玻璃基板，當然半透光膜與合成石英玻璃基板間將不會發生膜剝落狀況，且灰階遮罩亦不會發生圖案缺陷狀況。
再者，當作灰階遮罩使用的光罩毛胚所要求的特性，將要求遮光膜與半透光膜(特別係半透光膜)面內的光學特性(穿透率)之均勻性。必須半透光膜面內的光學特性(穿透率)均勻，且如上述實施例所舉例般，當利用蝕刻液施行蝕刻處理而製作灰階遮罩之際，必須半透光膜對透光性基板與遮光膜的密接性良好。為能滿足上述特性，透光性基板上的具有半透光膜、遮光膜的光罩毛胚、灰階遮罩形態，最好如下述構造。
半透光膜最好材料為含有：選擇自鉬、鎢、鉭、鈦、鎳、鋁中至少1種的金屬與矽，且上述半透光膜中所含上述金屬與上述矽的比率(金屬：矽)最好設定為1:2~1:19。
藉由將半透光膜中所含金屬與矽的比率(金屬：矽)設定為1:2~1:19，便可與透光性基板(特別係玻璃基板)間形成良好的密接性，因此當對半透光膜利用蝕刻液施行蝕刻處理而進行圖案化處理之際，便可防止在與透光基板間發生膜剝落狀況。即使萬一在透光基板表面上存在有小凹部的情況時，仍可防止在與透光性基板間發生膜剝落狀況。特別係最好將半透光膜中所含金屬與矽的比率設定為1:2，便可使用將成膜時所需要的濺鍍靶材，形成金屬與矽比率為1:2的化學計量之安定組成，可將半透光膜面內的光學特性(穿透率)形成均勻狀態。
再者，半透光膜最好設定為更含有氮的材料。
藉由半透光膜中更含有氮，便可將結晶粒細微化，減少膜應力，且更加提升與透光性基板間的密接性，因而屬較佳狀況。此外，為能獲得所需光學特性(穿透率)的膜厚，因為必須較未含氮時形成更厚狀態，所以將可抑制因膜厚分布差所產生的光學特性(穿透率)之不均勻狀況，故屬較佳狀況。
再者，半透光膜最好使用含有：選擇自鉬、鎢、鉭、鈦、鎳、鋁中至少1種的金屬與矽之材料，且上述遮光膜最好使用含有與上述半透光膜之蝕刻特性不同的金屬及氮的材料。
藉由將半透光膜設定為含有金屬與矽的材料，將遮光膜設定為含有金屬與氮的材料，且因為與透光性基板(特別係玻璃基板)間的密接性，尤其是與遮光膜間的密接性呈良好狀態，因此當對半透光膜利用蝕刻液施行蝕刻處理而進行圖案化處理之際，便可防止在與透光基板間發生膜剝落狀況，及防止在與遮光膜間發生膜剝落狀況。即使萬一在透光基板表面上存在有小凹部的情況時，仍可防止在與透光性基板間發生膜剝落狀況。
又，半透光膜中所含的金屬最好為鉬，而遮光膜則最好為含有鉻的材料。
另外，上述半透光膜中所含的金屬、矽、氮之含有量，係適當調整為能對大型面板生產時所使用的曝光波長(具體而言為g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、i線(波長365nm))，獲得所需穿透率(10%~80%)的狀態。
再者，遮光膜中所含氮的含有量在為能獲得所需穿透率、及與半透光膜間之密接性呈良好狀態的前提下，最好設定為10~80at%。若遮光膜中所含氮的含有量未滿10at%，當對半透光膜施行濕式蝕刻處理之際，在與半透光膜間的密接強度將降低，因而最好避免。此外，若遮光膜中所含氮含有量超過80at%，在遮光膜成膜時的環境氣體中將含過多的氮氣體，因濺鍍處理的異常放電而發生缺陷的可能性較高，因而最好避免。
又，如上述實施例5-A、5-B、5-C所述，遮光膜亦可表面具有抗反射機能。此情況下，遮光膜表面係為在鉻中含有選擇自氧、氮、氟中之1者的鉻化合物。具體而言，可舉例如：氧化鉻、氮化鉻、氟化鉻、氧氮化鉻、碳氧化鉻、碳氮氧化鉻鉻等材料。
再者，半透光膜、遮光膜的膜厚總計，係適當的調整為光學濃度3以上狀態。
而且，上述灰階遮罩係可實用化為如：LCD(液晶顯示裝置)用灰階遮罩(彩色濾光器或薄膜電晶體(TFT)製作用等)、或PDP(電漿顯示面板)用灰階遮罩。
(發明效果)
依照本發明，將可獲得經對透光性基板表面所存在之引發透光量降低的凹缺陷進行修正，俾可防止轉印圖案缺陷發生，或對因上述蝕刻液滲透而引發遮罩圖案缺陷的凹缺陷進行修正，俾可防止遮罩圖案缺陷發生的遮罩毛胚用透光性基板。此外，將可獲得使用此種透光性基板的無凹缺陷遮罩毛胚、及使用此遮罩毛胚之不發生轉印圖案缺陷與遮罩圖案缺陷的曝光用遮罩。
再者，依照本發明，將可提供對透光性基板表面上所形成凹缺陷進行修正，而抑制透光量降低並可防止轉印圖案缺陷發生的曝光用遮罩之缺陷修正方法，且可依照此種缺陷修正方法獲得無凹缺陷的曝光用遮罩。
再者，藉由使用此種無凹缺陷曝光用遮罩的微影技術，便可獲得在半導體基板上形成無圖案缺陷之細微圖案的半導體裝置，或在液晶顯示裝置用基板上形成無圖案缺陷之細微圖案的液晶顯示裝置。
1．．．透光性基板
1a、3a、3b．．．基板表面
2．．．遮罩圖案
3．．．凹缺陷
4．．．針狀構件
圖1為透光性基板表面上具有凹缺陷的曝光用遮罩之剖面圖。
圖2(a)、(b)為本發明曝光用遮罩之缺陷修正方法之一實施形態的說明剖面圖。
圖3為依照本發明施行修正的凹缺陷之放大剖面圖。
圖4為將凹缺陷周邊部分去除時的區域之說明平面圖。
圖5(a)~(c)為本發明曝光用遮罩之缺陷修正方法之另一實施形態的說明剖面圖。
1．．．透光性基板
1a．．．基板表面
3．．．凹缺陷
3a．．．基板表面
4．．．針狀構件

Claims (23)

  1. 一種灰階遮罩毛胚，係液晶顯示裝置製造用者，其特徵為，由透光性基板、在上述透光性基板上形成之半透光膜、及在上述半透光膜上形成之遮光膜所構成，上述半透光膜係含有選自鉬、鎢、鉭、鈦、鎳、鋁之至少一種金屬與矽的材料，上述半透光膜所含之上述金屬與上述矽之比率(金屬：矽)為1：2~1：19，上述半透光膜係調整成對曝光波長(g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、i線(波長365nm))的穿透率為10%~80%，上述半透光膜與上述遮光膜之膜厚總計係設定成為光學濃度在3以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之灰階遮罩毛胚，其中，上述半透光膜之上述金屬為鉬。
  3. 如申請專利範圍第1項之灰階遮罩毛胚，其中，上述半透光膜係進一步含有氮之材料。
  4. 如申請專利範圍第1項之灰階遮罩毛胚，其中，上述遮光膜係含有鉻之材料。
  5. 如申請專利範圍第4項之灰階遮罩毛胚，其中，上述遮光膜係含有鉻與氮之材料。
  6. 如申請專利範圍第5項之灰階遮罩毛胚，其中，上述遮 光膜中所含氮之含有量為10~80at%。
  7. 如申請專利範圍第4項之灰階遮罩毛胚，其中，上述遮光膜的表面係由選自氧化鉻、氮化鉻、氟化鉻、氧氮化鉻、碳氧化鉻及碳氮氧化鉻之材料所構成。
  8. 如申請專利範圍第1項之灰階遮罩毛胚，其中，上述透光性基板係由合成石英玻璃所構成。
  9. 一種灰階遮罩毛胚之製造方法，係用於製造申請專利範圍第1項之灰階遮罩毛胚者，其特徵為，對上述透光性基板進行下述步驟：將在上述透光性基板表面所存在之當利用濕式蝕刻而形成上述半透光膜或遮光膜的遮罩圖案之際，因蝕刻液之滲透而達將引發遮罩圖案缺陷程度之深度的凹狀缺陷部予以特定，並依不致形成遮罩圖案缺陷之方式，將所特定的上述缺陷部周邊部分去除，以減少上述透光性基板表面與上述缺陷部深度間之高度差之步驟。
  10. 如申請專利範圍第9項之灰階遮罩毛胚之製造方法，其中，藉由使上述缺陷部周邊部分的基板表面接觸到針狀構件並施行鑿刻，而將上述缺陷部的周邊部分去除。
  11. 一種灰階遮罩之製造方法，其特徵係具有下述步驟：在申請專利範圍第1至8項中任一項之灰階遮罩毛胚上形成光阻膜，並進行轉印於半透光膜之圖案的描繪及顯影，以形成光阻圖案於上述遮光膜上之步驟； 將上述光阻圖案當作遮罩，對遮光膜進行濕式蝕刻，以形成圖案狀遮光膜於上述半透光膜上之步驟；將上述圖案狀遮光膜當作遮罩，對上述半透光膜進行乾式蝕刻或濕式蝕刻，以形成圖案狀半透光膜之步驟；去除上述圖案狀遮光膜上所形成之光阻膜之步驟；在圖案狀遮光膜上形成另一光阻膜，並進行轉印於遮光膜之圖案的描繪及顯影，以形成另一光阻圖案之步驟；以及將另一光阻圖案當作遮罩，對遮光膜進行濕式蝕刻，使一部分區域的半透光膜露出，以形成灰階部之步驟。
  12. 一種灰階遮罩之製造方法，其特徵係具有下述步驟：在依申請專利範圍第9或10項之灰階遮罩毛胚之製造方法所製造的灰階遮罩毛胚上形成光阻膜，並進行轉印於半透光膜之圖案的描繪及顯影，以形成光阻圖案於上述遮光膜上之步驟；將上述光阻圖案當作遮罩，對遮光膜進行濕式蝕刻，以形成圖案狀遮光膜於上述半透光膜上之步驟；將上述圖案狀遮光膜當作遮罩，對上述半透光膜進行乾式蝕刻或濕式蝕刻，以形成圖案狀半透光膜之步驟；去除上述圖案狀遮光膜上所形成之光阻膜之步驟；在圖案狀遮光膜上形成另一光阻膜，並進行轉印於遮光膜之圖案的描繪及顯影，以形成另一光阻圖案於上述遮光膜上之步驟；以及 將上述另一光阻圖案當作遮罩，對遮光膜進行濕式蝕刻，使一部分區域的半透光膜露出，以形成灰階部之步驟。
  13. 一種液晶顯示裝置之製造方法，其特徵係使用依申請專利範圍第11項之灰階遮罩之製造方法所製造的灰階遮罩，利用光學微影法在液晶顯示裝置用基板上形成細微圖案。
  14. 一種液晶顯示裝置之製造方法，其特徵係使用依申請專利範圍第12項之灰階遮罩之製造方法所製造的灰階遮罩，利用光學微影法在液晶顯示裝置用基板上形成細微圖案。
  15. 一種灰階遮罩，係液晶顯示裝置製造用者，其特徵為，在透光性基板上分別形成露出該透光性基板之透光部、由半透光膜圖案所構成之灰階部、以及在上述半透光膜圖案上積層遮光膜圖案之遮光部，上述半透光膜圖案係含有選自鉬、鎢、鉭、鈦、鎳、鋁之至少一種金屬與矽的材料，上述半透光膜圖案所含之上述金屬與上述矽之比率(金屬：矽)為1：2~1：19，上述半透光膜圖案係調整成對曝光波長(g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、i線(波長365nm))的穿透率為10%~80%，上述半透光膜圖案與上述遮光膜圖案之膜厚總計係設定 成為光學濃度在3%以上。
  16. 如申請專利範圍第15項之灰階遮罩，其中，上述半透光膜圖案係進一步含有氮之材料。
  17. 如申請專利範圍第15項之灰階遮罩，其中，上述半透光膜圖案之上述金屬為鉬。
  18. 如申請專利範圍第15項之灰階遮罩，其中，上述遮光膜圖案係含有鉻之材料。
  19. 如申請專利範圍第15項之灰階遮罩，其中，上述遮光膜圖案係含有鉻與氮之材料。
  20. 如申請專利範圍第19項之灰階遮罩，其中，上述遮光膜圖案中所含氮之含有量為10~80at%。
  21. 如申請專利範圍第18項之灰階遮罩，其中，上述遮光膜圖案的表面係由選自氧化鉻、氮化鉻、氟化鉻、氧氮化鉻、碳氧化鉻及碳氮氧化鉻之材料所構成。
  22. 如申請專利範圍第15項之灰階遮罩，其中，上述透光性基板係由合成石英玻璃所構成。
  23. 一種液晶顯示裝置之製造方法，其特徵係使用申請專利範圍第15項之灰階遮罩，利用光學微影法在液晶顯示裝置用基板上形成細微圖案。
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