灰阶掩模的缺陷修正方法和制造方法、灰阶掩模及图案转印方法

专利名称：灰阶掩模的缺陷修正方法和制造方法、灰阶掩模及图案转印方法
技术领域：
本发明涉及用于液晶显示装置制造等的灰阶掩模(grey tone mask)的 缺陷修正方法、灰阶掩模的制造方法和灰阶掩模，以及图案转印方法。尤 其涉及适合在用于制造薄膜晶体管液晶显示装置的薄膜晶体管基板的制 造中使用的灰阶掩模的缺陷修正方法、灰阶掩模的制造方法以及灰阶掩 模。
背景技术：
现在，在液晶显示装置(Liquid Crystal Display:以下称为LCD)领 域中，薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display:以下称为TFT-LCD)与CRT (阴极射线管)相比，具有易薄型 化并且耗电低的优点，因此商品化被急速推进。TFT-LCD具有这样的大 致构造呈矩阵状排列的各像素上排列有TFT的构造的TFT基板；和对 应于各像素而排列有红(red)、绿(green)以及蓝(blue)的像素图案的 滤色器在液晶相的间隔下重合。TFT-LCD的制造工序数很多，仅TFT基 板就用5 6个光掩模制造。在此状况下，提出一种利用四个光掩模制造 TFT基板的方法(例如非专利文献1:"月刊FPD Intelligence" ， 1999 年5月，p31 —35)。该方法是通过使用具备遮光部、透光部、半透光部(灰阶部)的光掩 模(以下，称为灰阶掩模)，降低使用的掩模个数的方法。此处，所谓半 透光部是指在使用掩模将图案转印到被转印体上时，使透过的曝光光的透 过量降低规定量，控制被转印体上的光致抗蚀剂膜显影后的残膜量的部 分。同时具备该种半透光部、遮光部、透光部的光掩模，叫做灰阶掩模。图1A 图1C以及图2A 图2C中，表示使用灰阶掩模的TFT基板的制造工序的一个例子。图2A 图2C表示图1C的制造工序的继续工序。 在玻璃基板l上，形成栅电极用金属膜，通过采用了光掩模的光刻工艺形成栅电极2。之后，依次形成栅极绝缘膜3、第一半导体膜4 (a-Si: 非晶硅)、第二半导体膜5 (N+a-Si)、源/漏极用金属膜6、以及正极型 光致抗蚀剂膜7 (图1A)。接着，利用具备遮光部ll、透光部12和半透 光部13的灰阶掩模10，通过使正极型光致抗蚀剂膜7曝光、显影。由此， 覆盖TFT沟道部形成区域、源/漏极形成区域、数据线形成区域，并且形 成第一抗蚀图案7a，使得TFT沟道部形成区域要薄于源/漏极形成区域(图 1B)。接着，.以第一抗蚀图案7a作为掩模，蚀刻源/漏极用金属膜6、以 及第二、第一半导体膜5、 4 (图1C)。接着，通过基于氧的灰化除去TFT沟道部形成区域的薄的抗蚀膜，形 成第二抗蚀图案7b (图2A)。然后，以第二抗蚀图案7b作为掩模，蚀刻 源/漏极用金属膜6，形成源/漏极6a、 6b，接着蚀刻第二半导体膜5 (图2 (B)，最后剥离残留的第二抗蚀图案7b (图2C)。作为在此处使用的灰阶掩模，公知有由微细图案形成半透光部的构 造。例如如图3所示，灰阶掩模10具备对应于源/漏极形成区域的遮光 部lla、 lib;透光部12;以及对应于TFT沟道部形成区域的半透光部(灰 阶部)13。半透光部13是形成有使用灰阶掩模的LCD用曝光机的析像限 度以下的细微图案构成的遮光图案13a的区域。遮光部lla、 lib与遮光 图案13a通常都由铬或铬化合物等相同材料构成的相同厚度的膜形成。使 用灰阶掩模的LCD用曝光机的析像限度，在大多数情况下，逐次移动式 (stepper)的曝光机约为3(im，镜面投影(mirror projection)式的曝光机 约为4pm。因此，例如可以使图3中半透光部13的透过部13b的空间宽 度不足3,，使遮光图案13a的线宽为曝光机的析像限度以下的不足3pm。在形成上述细微图案型的半透光部时，进行灰阶部分的设计。具体来 说有以下三种选择 一是将用于具有遮光部和透光部中间的半色调(half tone)效果的细微图案做成线与空间式(line and space type) ， 二是做成 网点(dot)式，三是做成其他图案。而且，在做成线与空间式时，考虑线 宽为多少、光透过的部分与遮光的部分的比率怎么办、整体的透过率设为 何种程度等，进行设计。另一方面，提出一种使想要迸行半色调曝光的部分为半透光性的半色调膜(半透光膜)(例如专利文献l:日本特开2002—189280号公报)。通过使用该半色调膜，可以减少半色调部分的曝光量，实现半色调曝光。 在使用半色调膜的情况下，在设计时研究整体需要多大的透过率，在掩模 方面，通过选择半色调膜的膜种(材料)或膜厚，可以生产掩模。在掩模制造中，进行半色调膜的膜厚控制。在通过灰阶掩模的灰阶部形成TFT沟 道部的情况下，如果是半色调膜，由于可以很容易地通过光刻工序进行刻 图案，因此具有这样的优点即使TFT沟道部的形状是复杂的图案形状， 也可以形成。另外，在专利文献2 (日本特开2004 — 309515号公报)中，公开有灰 阶掩模的缺陷修正方法，在具有遮光部、透光部和灰阶部的灰阶掩模中， 在修正灰阶部的缺陷时，为了使灰阶部的膜形成能够得到正常的灰阶效果 的膜厚，利用FIB (Focused Ion Beam Deposition)进行蚀刻来降低膜厚、 或形成膜。在上述的专利文献1记载的灰阶掩模中，不能避免在半透光膜构成的 灰阶部产生缺陷。另一方面，根据上述专利文献2的缺陷修正方法，在灰阶部具有细微 图案的灰阶掩模中，对于在该细微图案部分产生的缺陷，可以比较容易地 进行高修正度的修正。即，专利文献2的缺陷修正方法，因为正常图案是 细微的，所以在产生缺陷时，该细微的图案难以复原为相同的形状，此时， 例如通过利用激光CVD装置在白缺陷部分形成遮光膜、或者除去黑缺陷 部分重新形成遮光膜，通过这样的方法，解决了用于得到合适的灰阶效果 的透过率不容易控制这样的课题。另外，此处，将由于膜图案的剩余、遮光膜成份的附着或异物造成的 透过率低于规定值的缺陷称为黑缺陷，将由于膜图案不足造成的透过率高 于规定值的缺陷称为白缺陷。另一方面，在半透光部利用半透光膜，控制曝光光的透过量的类型的 灰阶掩模中，在由于该半透光膜的缺失产生白缺陷的情况下，理想的是进 行修正，高位置精度地形成与缺失的该缺陷部分相同尺寸、相同形状的修 正膜即可。在发生黑缺陷的情况下，除去黑缺陷部分的膜之后，同样只要形成与除去部分相同尺寸、相同形状的修正膜即可。但是，现实中这样的 修正很困难。例如，为了修正缺陷而形成的膜部分，如果与缺陷周缘部分 重合，该部分的光透过量低于希望值，有造成新的黑缺陷的可能。或者， 为了修正缺陷而形成的膜部分，如果与缺陷周缘部分之间产生空隙，该部 分的光透过率与透光部相等，成为白缺陷。利用图4A、图4B以及图5A 图5C、图6A 图6C、图7A 图7C， 说明上述问题点。这些图表示将半透光部做成半色调膜(半透光膜)的灰 阶掩模的一个例子。即，灰阶掩模60具备形成为规定图案形状的遮光部 61、透光部62和半透光部63。例如如图5A、图5B所示，遮光部61构 成为在透明基板64上具有遮光膜65，透光部62由透明基板64露出的部 分构成。半透光部63构成为在透明基板64上具有半透光膜66。另外，图 5B是沿图5A中L一L线的截面图，图5C表示图5B表示的截面的光透过 率(T)。这在图6A 图6C、图7A 图7C中也一样。如图4A所示，在半透光部63由于半透光膜的缺失产生白缺陷70的 情况下，如图4B所示，只要能够高位置精度形成与缺失的该白缺陷部分 相同尺寸、相同形状的修正膜67，即可进行理想的修正。但是，现实中这 样理想的修正很困难。例如如图5A、图5B所示，由于修正膜67的成膜 区域71相对于白缺陷区域70错开，因此产生修正膜67与缺陷周缘部分 重合的区域70b，在修正膜67与缺陷周缘部分之间产生空隙区域70a。此 时，如图5C所示，前者的重合区域70b处的光透过量变得低于希望值(接 近于遮光部的光透过量)，有造成新的黑缺陷的可能性。另一方面，后者 的在空隙区域70a处的光透过率变得与透光部的光透过率相等，成为白缺 陷。另外，如图6A 图6C所示，因为修正膜67的成膜区域72大于白缺 陷区域70，所以在产生了修正膜67与缺陷周缘部分重合的区域70b的情 况下，如上所述，在重合区域70b处，光透过量变低，存在造成黑缺陷的 可能性。进一步，如图7A 图7C所示，因为修正膜67的成膜区域73小于白 缺陷区域70，所以在修正膜67与缺陷周缘部分之间产生了空隙区域70a 的情况下，如上所述，在空隙区域70a，成为白缺陷。发明内容本发明是鉴于上述现有问题点而提出的，第一目的在于提供一种能够 适当地修正在半透光部产生的缺陷的灰阶掩模的缺陷修正方法。另外，本发明的第二目的在于提供一种具有适用该种缺陷修正方法的 缺陷修正工序的灰阶掩模的制造方法。进而，本发明的第三目的在于提供一种适当修正了在半透光部产生的 缺陷的灰阶掩模。进而，本发明的第四目的在于提供一种利用上述灰阶掩模的图案转印 方法。为解决上述课题，本发明具有以下构成之一。 (构成1)一种灰阶掩模的缺陷修正方法，所述灰阶掩模具有对曝光光进行遮光 的遮光部、使曝光光透过的透光部、以及将曝光光的透过量降低规定量的 半透光部，用于在被转印体上形成膜厚呈阶段性或连续性不同的抗蚀图 案，其特征在于，具有利用半透光膜形成所述半透光部，在所述半透光 部确定缺陷区域的工序；和在包含所述缺陷区域的区域形成修正膜的工 序，所述修正膜在相比于其中心部更靠周缘侧的部分具有曝光光的透过量 大于中心部的区域。 (构成2)如构成l所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，所述修正膜 从其中心部向周边部，曝光光的透过量呈连续性或阶段性增大。 (构成3)如构成l所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，所述修正膜 在相比于其中心部更靠周缘侧的部分具有膜厚小于中心部的区域。 (构成4)如构成3所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，所述修正膜 从其中心部向周缘部，膜厚呈连续性或阶段性减少。 (构成5)如构成1至4的任意一项所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，所述缺陷区域是如下这样的区域，其由于相对于正常的半透光部，半 透光膜的膜厚小或具有半透光膜缺失的部位，所以曝光光的透过量大于正 常的半透光部。 (构成6)如构成1至4的任意一项所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在 于，所述缺陷区域是如下这样的区域，其由于相对于正常的半透光部，半 透光膜的膜厚大或者附着有半透光膜以外的成份，所以曝光光的透过量小 于正常的半透光部。 (构成7)如构成1至6的任意一项所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在 于，所述修正膜的形成工序具有两次以上的成膜工序，在各个成膜工序中 成膜半透光膜，该半透光膜的曝光光的透过量大于半透光部的带来期望灰 阶效果的曝光光的透过量。(构成8)如构成7所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，所述修正膜的两次以上的成膜工序包括在缺陷区域内的小于该缺陷区域的区域进行 成膜的工序；以及在包含该缺陷区域且大于该缺陷区域的区域进行成膜的工序。(构成9)如构成1至8的任意一项所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在 于，所述修正膜的形成工序适用收束离子束法。 (构成10)如构成9所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，在散焦的状 态下照射离子束。 (构成ll)一种灰阶掩模的制造方法，其特征在于，包含基于构成1至10中的 任一项所述的缺陷修正方法进行的缺陷修正工序。 (构成12)一种灰阶掩模，具有对曝光光进行遮光的遮光部、使曝光光透过的透 光部、以及将曝光光的透过量降低规定量的半透光部，用于在被转印体上形成膜厚呈阶段性或连续性不同的抗蚀图案， 其特征在于，所述半透光部由半透光膜形成，并且，在所述半透光膜的规定部分形 成有修正膜，该修正膜在相比于中心部更靠周缘侧的部分，具有曝光光的 透过量大于中心部的区域。 (构成13)如构成12所述的灰阶掩模，其特征在于，所述修正膜从其中心部向 周缘部，曝光光的透过量呈连续性或阶段性变大。 (构成14)如构成12所述的灰阶掩模，其特征在于，所述修正膜在相比于其中 心部更靠周缘侧的部分，具有膜厚小于中心部的区域。(构成15)如构成14所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，所述修正膜从其中心部向周缘部，膜厚呈连续性或阶段性减少。(构成16) 一种图案转印方法，其特征在于，利用基于构成11所述的制造方法制造的灰阶掩模和构成12至构成15 中的任一项所述的灰阶掩模以及曝光机，将形成于所述灰阶掩模的图案转 印到被转印体上。在本发明的灰阶掩模的缺陷修正方法中，半透光部由半透光膜形成， 具有在所述半透光部中确定缺陷区域的工序和在包含所述缺陷区域的区 域形成修正膜的工序，该修正膜，在相比于其中心部更靠周缘侧的部分具 有曝光光的透过量大于中心部的区域。根据本发明的灰阶掩模的缺陷修正方法，就算在修正膜与缺陷周缘部 分重合的情况下，也可以抑制该部分的光透过量的低下，另外还可以防止 修正膜与缺陷周缘部分之间产生空隙而形成白缺陷的可能。结果是缺陷被 修正的区域，可以得到与半透光部上正常的灰阶部分许可的透过率范围大 致相同的灰阶效果，能够很好地修正在半透光部产生的缺陷。进一步，利 用上述效果，可事先将修正膜设置成稍大于白缺陷部分。这尤其能够适用 于对白缺陷的许可度低的掩模。ii另外，根据本发明的灰阶掩模的制造方法，由于具有适用了这样的本 发明的缺陷修正方法的缺陷修正工序，所以能够得到半透光部产生的缺陷 被很好修正的灰阶掩模。另外，根据本发明的灰阶掩模，半透光部由半透光膜形成，在所述半 透光部的规定部分，在相比于中心部更靠周缘侧的位置，形成有具有曝光 光的透过量大于中心部的区域的修正膜。由此，就算是在修正膜与缺陷周 缘部分重合的情况下，也能够抑制该重合部分的光透过量的低下，还可以 防止由于在修正膜与缺陷周缘部分之间产生空隙而形成白缺陷的可能。结 果是缺陷被修正的区域，可以得到与半透光部上正常的灰阶部分许可的透 过率范围大致相同的灰阶效果，能够得到在半透光部产生的缺陷被很好修 正的灰阶掩模。


图1A 图1C是表示使用了灰阶掩模的TFT基板的制造工序的概略 截面图；图2A 图2C接着图1C，是表示使用了灰阶掩模的TFT基板的制造工序的概略截面图；图3是表示现有的细微图案型的灰阶掩模的一例的俯视图；图4A、图4B是用于说明理想的缺陷修正方法的俯视图；图5A 图5C是用于说明现有的缺陷修正方法中的问题点的图；图6A 图6C是用于说明现有的缺陷修正方法中的问题点的图；图7A 图7C是用于说明现有的缺陷修正方法中的问题点的图；图8是用于说明使用了本发明的灰阶掩模的图案转印方法的截面图；图9A 图9E表示有关本发明的灰阶掩模的缺陷修正方法的第一实施方式，图9A是缺陷修正前的俯视图，图9B是修正中的俯视图，图9C是缺陷修正后的俯视图，图9D是图9C中沿线L一L的侧截面图，图9E是表示图9D的截面的光透过率(T)的曲线图； 图IO是表示FIB装置构造的概略侧视图；图11A 图IID表示有关本发明的灰阶掩模的缺陷修正方法的第二实 施方式，图IIA是缺陷修正前的俯视图，图IIB是缺陷修正后的俯视图，图11C是图11B中沿线L一L的侧截面图，图UD是表示图11C的截面的光透过率(T)的曲线图；图12A 图12F是表示有关本发明的灰阶掩模的制造工序的一例的截 面图。
具体实施方式
以下，根据

用于实施本发明的最佳实施方式。 [第一实施方式]图8是用于说明使用了本发明的灰阶掩模的图案转印方法的截面图。 图9A 图9E表示有关本发朋的灰阶掩模的缺陷修正方法的第一实施方 式，图9A是缺陷修正前的俯视图，图9B是修正中的俯视图，图9C是缺 陷修正后的俯视图，图9D是图9C中沿线L一L的侧截面图，图9E是表 示图9D的截面的光透过率(T)的曲线图。图8所示的本发明的灰阶掩模20 (修正后的缺陷区域没有表示)，用 于制造例如液晶显示装置(LCD)的薄膜晶体管(TFT)或滤色器，或等 离子显示器面板(PDP)等，用于在图8所示的被转印体30上形成膜厚阶 段性变化或连续性变化的抗蚀图案33。并且，图8中的符号32A、 32B表 示被转印体30中层叠在基板31上的膜。灰阶掩模20具体来说包括以下构成遮光部21，其在使用该灰阶掩 模20时对曝光光(透过率约为0%)进行遮光；透光部22，其通过透明基 板24的表面露出使曝光光透过；半透光部23，其在透光部的曝光光透过 率为100%时，将透过率降低至20 60。/。，优选降低至40 60°/。左右。半 透光部23在玻璃基板等透明基板24上形成光半透过性的半透光膜26而 构成。另外，遮光部21在透明基板24上设有遮光性的遮光膜25而构成。 另外，如图8以及图9A 图9D所示，遮光部21、透光部22以及半透光 部23的图案形状只不过是代表性的例子，本发明自然不会仅限于此。作为半透光膜26，可以列举铬化合物、MoSi、 Si、 W、 Al。其中，铬 化合物中包括氧化铬(CrOx)、氮化络(CrNx)、氮氧化铬(CrOxN)、 氟化铬(CrFx)，以及它们之中含有碳或氢的物质。作为Mo化合物，除 了MoSix，还包括MoSi的氮化物、氧化物、氮氧化物、碳化物等。另外，作为遮光膜25，可以列举Cr、 Si、 W、 A等。遮光部21的透过率通过选 定遮光膜25的膜材质和膜厚来进行设定。另外，半透光部23的透过率通 过选定半透光膜26的膜材质和膜厚来进行设定。在使用上述这样的灰阶掩模20时，在遮光部21，曝光光实质上不透 过，在半透光部23，曝光光被减少。因此，被涂布于被转印体30上的抗 蚀剂膜(正极型光致抗蚀膜)，在转印后，经过显影时在与遮光部21对 应的部分膜厚变厚，在与半透光部23对应的部分膜厚变薄，在与透光部 22对应的部分形成没有膜的抗蚀图案33 (参照图8)。在该抗蚀图案33 中，在与半透光部23对应的部分膜厚变薄的效果被称为灰阶效果。另外， 在使用正极型光致抗蚀膜的情况下，有必要考虑到与遮光部和透光部对应 的抗蚀剂膜厚逆转来进行设计，但是在该种情况下，也能充分得到本发明 的效果。而且，在图8所示的抗蚀图案33的没有膜的部分，对被转印体30上 的例如膜32A以及32B实施第一蚀刻，通过灰化等除去抗蚀图案33的膜 薄的部分，在该部分，对被转印体30上的例如膜32B实施第二蚀刻。如 此，利用一个灰阶掩模20就能实施以往用两个光掩模的工序，减少了掩 模个数。接着，对第一实施方式的缺陷修正方法进行说明。在第一实施方式中， 在透明基板上分别成膜包含钼硅化物的半透光膜(曝光光透过率50%)和 以铬(Cr)为主要成分的遮光膜，通过施加规定的图案，使用具备遮光部、 透光部以及半透光部的TFT基板制造用的灰阶掩模。关于制造方法进行后 述。利用图9A 图9E，说明第一实施方式的上述半透光部产生的白缺陷 的修正方法。(1)关于制造的灰阶掩模，使用缺陷检查装置进行掩模图案的缺陷 检查。然后，在半透光部存在缺陷时，确定该缺陷部分的位置信息和形状 信息。此时的缺陷，由于相对于正常的半透光部，半透光膜的膜厚小，或 具有半透光膜缺失的部位，所以是曝光的光的透过量大于正常的半透光部 的部分的所谓白缺陷。缺陷检査的结果，如图9A所示，在半透光膜26 (图8)构成的半透光部23存在有白缺陷区域50。并且，在掩模上产生的实际缺陷多数为不 规则的形状，此处为了方便，表示为大致椭圆形。(2)接着，作为修正的第一阶段，在小于上述缺陷区域的区域进行 修正膜的成膜。为此，首先决定用于形成修正膜的成膜装置和成膜材料。在第一实施方式中，作为成膜装置适用FIB装置。另外作为成膜材料，也 可以使用含有与半透光膜相同的钼硅化物的材料，但是优选采用适于FIB 装置的成膜并且容易进行光透过量的控制的材料。在第一实施方式中，以 碳作为成膜材料。碳，不仅适于FIB装置的成膜，并且容易进行光透过量 的控制，还是耐药品性和附着强度优良的材料。此处，对FIB装置进行说明。如图10所示，FIB装置40具有产生 Ga+离子的离子源41;电磁光学系统42;放出用于中和Ga+离子的电子的 电子枪43;放出(3气体的蚀刻用气枪49;以及放出芘气体的气枪44。电 磁光学系统42使从离子源41产生的Ga+离子成为离子束47，利用扫描放 大器(scan amp) 46扫描该离子束47。然后，在XY底座45上放置作为被修正对象物的灰阶掩模20，通过 移动XY底座45，将该灰阶掩模20上实施修正的缺陷区域移动至离子束 照射区域。接着用离子束47扫描实施修正的缺陷区域，在检测此时产生 的二次离子的二次离子检测器48的作用下，检测出实施修正的缺陷区域 的位置。离子束47经电磁光学系统42被照射到灰阶掩模20的实施修正 的缺陷区域，由此形成修正膜，除去黑缺陷区域的半透光膜。并且，离子 束的束径为O.lnm0以下。在形成修正膜时，通过电磁光学系统42放出离子束47，同时利用气 枪44放出芘气体。由此，芘气体接触离子束47而重合(化学反应)，在 离子束47的照射区域，堆积并成膜修正膜。另外，在除去黑缺陷区域的半透光膜时，利用蚀刻用气枪49放出卩 气体，在该状态下经电磁光学系统42照射离子束47，由此除去上述半透 光膜。作为第一阶段的修正，进行具有高于半透光膜26的透过率(50%)的 修正膜的成膜，此处，对使用例如具有70%的透过率的修正膜成膜用的 FIB装置的成膜条件进行决定。在利用FIB装置成膜时，控制膜的透过率的参数，主要是离子束的每单位面积的剂量(Dose，与成膜时的电流值成 比例)。另外，作为第一阶段的修正膜的成膜区域，设定在白缺陷区域50 内，小于该白缺陷区域50的区域52 (图9B)。缺陷区域与成膜区域的大 小的差(size margin)，考虑到成膜装置(FIB装置)的定位精度等，此 处设定成膜区域例如形成1 y m的空隙。作为修正膜的成膜区域52，将必 要的位置信息等输入FIB装置，同时输入上述成膜条件，在成膜区域52 形成修正膜28 (参照图9B)。(3)接着，作为修正的第二阶段，在大于白缺陷区域50的区域进行 修正膜的成膜。作为第二阶段的修正膜的成膜区域，设定包含白缺陷区域 50、大于该白缺陷区域50的区域53 (图9C)。缺陷区域与成膜区域的大 小的差(size margin)，考虑到成膜装置(FIB装置)的定位精度等，此 处例如设定成膜区域使得形成1y m的尺寸差。作为修正膜的成膜区域53，将必要的位置信息等输入FIB装置，其他 的成膜条件、成膜材料与第一阶段的成膜相同，在成膜区域53形成修正 膜29 (参照图9C、图9D)。以上的缺陷修正的结果，如图9E所示，在白缺陷区域50的中心附近， 通过第一阶段的修正膜28与第二阶段的修正膜29的层叠，曝光光的透过 率大约变为50% (以图9E中的A表示)，具有与正常的半透光部23相 同的灰阶效果。另外，在白缺陷区域50的周缘部分，只形成曝光光透过 率大于中心部(修正膜28和29的层叠部分)的修正膜29，在不到2um 的偏差区域，形成透过率略高于正常的半透光部23的部分和略低于正常 的半透光部23的部分(以图9E中的B、 C表示)，在掩模使用时的曝光 条件下，不析像，并且透过率也在许可范围内，所以可以没有问题地使用。如图9D所示，修正膜从其中心部向周边部，具有膜厚阶段状减少的 部分，其结果如图9E所示，修正膜从其中心部向周边部，具有曝光光的 透过率阶段状增大的部分。当然，也可以是修正膜从其中心部向周缘部， 具有膜厚连续性减少的部分，其结果是修正膜从其中心部向周缘部，具有 曝光光的透过率连续性增大的部分。以上，说明了白缺陷的修正方法，但是在半透光部由于遮光膜成分的 附着等而存在黑缺陷时，在想利用FIB装置等只除去黑缺陷时，由于也会给半透光膜造成伤害，所以很难在不影响半透光膜的情况下除去黑缺陷。 因此，用FIB装置、激光器等除去包含黑缺陷的区域的半透光膜，将该除 去的区域作为缺陷区域，通过实施与上述的白缺陷的情况相同的修正，也 可以在黑缺陷的情况下适当地进行修正。如上，根据第一实施方式，在包含缺陷区域的区域形成的修正膜，由 于从其中心部向周缘侧的部分，具有曝光光的透过量大于中心部的区域， 所以可以减小修正膜与缺陷周缘部分重叠的部分的光透过量的降低。另外 由于修正膜与缺陷周缘部分之间不产生空隙，所以缺陷被修正的区域能得 到与半透光部上的正常的灰阶部分同等的灰阶效果，能够适当地修正在半 透光部产生的缺陷。另外，在第一实施方式中，在二次的修正膜的成膜工序中适用了同样 的成膜条件，但是只要二次成膜的层叠结果满足能够得到例如50%左右的 曝光光透过率的条件，也可以适用不同的成膜条件，另外如果能满足同样 的条件，也可以实施三次以上的成膜工序。另外，也可以使在小于缺陷区 域的区域形成修正膜的工序和在大于缺陷区域的区域形成修正膜的工序 的顺序和上述相反。即，也可以首先在大于缺陷区域的区域形成修正膜， 然后，在小于缺陷区域的区域形成修正膜。另外，在第一实施方式中，作为修正膜的成膜装置适用了FIB装置， 但是成膜装置不限于FIB装置，例如也可以适用激光CVD等其他成膜装 置。进一步，在第一实施方式中，修正膜的中心部的透过率设定为与在无 缺陷的半透光部被指定的规定曝光光透过率大致相同，但是只要是对白缺 陷的许可度大的掩模，也可以设定为高于所述规定曝光光透过率的曝光光 透过率。相反只要是对黑缺陷的许可度大的掩模，也可以设定为低于所述 规定曝光光透过率的曝光光透过率。这一点在以后的实施方式中也相同。[第二实施方式]图11A 图IID表示有关本发明的灰阶掩模的缺陷修正方法的第二实 施方式，图IIA是缺陷修正前的俯视图，图IIB是缺陷修正后的俯视图， 图11C是图11B中沿线L一L的侧截面图，图11D是表示图11C所示的 截面的光透过率(T)的曲线图。以下，根据第二实施方式，说明在半透光部产生的白缺陷的修正方法。(1) 与第一实施方式同样，关于制造的灰阶掩模，使用缺陷检查装 置进行掩模图案的缺陷检査，在半透光部存在缺陷时，确定该缺陷区域的 位置信息和形状信息。缺陷检査的结果，如图IIA所示，在半透光膜26(图11C)构成的半透光部23存在有白缺陷区域50。(2) 接着，在大于白缺陷区域50的区域进行修正膜的成膜。作为用 于形成该修正膜的成膜装置，与第一实施方式同样适用FIB装置，以碳作 为成膜材料。在第二实施方式的修正中，在利用FIB装置成膜修正膜时，考虑成膜 装置的精度，使焦点偏置规定量(例如lum),在从正聚焦位置散焦了 的状态下照射离子束。由此，进行成膜使得在周缘侧的部分的成膜量小于 在修正膜的中心部的成膜量，与此对应地曝光光透过率相比于中心部变 大，并且进行成膜使得在缺陷区域的中心部分满足与正常的半透光部相同 程度的曝光光透过率。另外，散焦的晕色区域(宽度)也受半透光部的透 过率、散焦引起的透过率分布、工艺偏差等的影响，不能一概而论，但是 优选设为2um左右(能否显影的界限左右)。另外，在第二实施方式中，设定包括白缺陷区域50并大于该白缺陷 区域50的区域51 (图11B)为修正膜的成膜区域。缺陷区域与成膜区域 的大小的差(sizemargin)，考虑到成膜装置(FIB装置)的定位精度等， 此处设定成膜区域使得成为例如1P m的尺寸差。作为修正膜的成膜区域51，将必要的位置信息等输入FIB装置，输入 上述必要的成膜条件，在成膜区域51形成修正膜27(参照图11B、图IIC)。以上的缺陷修正结果，如图IID所示，在白缺陷区域50的中心附近， 曝光光的透过率变为50%左右(以图IID中的A表示)，具有与正常的 半透光部相同的灰阶效果。另外，在白缺陷区域50的周缘部分，形成有 曝光光透过率大于中心部的修正膜27，在不到2um的晕色区域，形成透 过率略高于正常的半透光部的部分和略低于正常的半透光部的部分(以图 IID中的B、 C表示)，但是在掩模使用时的曝光条件下，不析像，并且 透过率也在许可范围内，所以可以没有问题地使用。以上，说明了第二实施方式的白缺陷的修正方法，存在黑缺陷时，也可以除去该黑缺陷区域的半透光膜，通过施加与上述白缺陷的情况相同的 修正，在黑缺陷的情况下也可以适当进行修正。如上，在第二实施方式中，在包含缺陷区域的区域形成的修正膜，在 相比于其中心部更靠周缘侧的部分，通过具有曝光光的透过量大于中心部 的区域，可以减小修正膜与缺陷周缘部分重叠的部分的光透过量的降低。 另外，由于在修正膜与缺陷周缘部分之间不产生空隙，所以缺陷被修正的 区域，能得到与半透光部的正常的灰阶部分同等的灰阶效果，能够很好地 修正在半透光部产生的缺陷。接着，参照图12A 图12F，说明上述实施方式中使用的灰阶掩模的 制造方法的一个实施例。使用的掩模毛坯，在透明基板24上形成有遮光膜25 (参照图12A)。 遮光膜25的材质使用Cr及其化合物的复合膜。首先，在该掩模毛坯的遮光膜25上涂布抗蚀剂，形成抗蚀剂膜。描 绘时通常多使用电子线或光(短波长光)，在本实施例中使用激光。进而， 使用正极型光致抗蚀剂作为上述抗蚀剂。然后，相对于抗蚀剂膜描绘规定 的图案(形成与遮光部对应的抗蚀图案的图案)，通过在描绘后进行显影， 形成与遮光部对应的抗蚀图案80 (参照图12B)。接着，将抗蚀图案80作为蚀刻掩模，蚀刻遮光膜25，形成遮光膜图 案。在本实施例中，使用Cr及其化合物的复合膜作为遮光膜，因此可以 使用干蚀刻或湿蚀刻中的任一种作为蚀刻手段。在本实施例中利用了湿蚀除去残留的抗蚀图案后(参照图12C)，在透明基板24的上面成膜 半透光膜26 (参照图12D)。半透光膜26相对于透明基板24的曝光光的 透过量具有50 20%左右的透过量，在本实施例中，采用溅射成膜形成的 Cr氧化物(透过率50%)作为半透过膜26。接着，在半透光膜26上形成与所述相同的抗蚀剂膜，进行第二次的 描绘。在第二次描绘中，描绘规定的图案以形成对应于半透光部的抗蚀图 案(在半透光部上形成抗蚀图案)。描绘后，通过进行显影，在与半透光 部对应的区域形成抗蚀图案81 (参照图12E)。然后，将抗蚀图案81作为蚀刻掩模，蚀刻露出的半透光膜26，形成构成半透光部的半透光膜图案。在本实施例中，作为此种情况的蚀刻手段， 利用半透光膜26与遮光膜25之间能够得到高蚀刻选择性的干蚀刻。然后，除去残留的抗蚀图案，完成灰阶掩模20 (参照图12F)。另外，本发明的灰阶掩模的制造方法不限于上述实施例。在上述实施 例中，使用在透明基板上形成了遮光膜的掩模毛坯，在制造工序的中途进 行了半透光膜的成膜。但是，也可以例如使用在透明基板上依次形成了半 透光膜和遮光膜的掩模毛坯来进行制造。该种情况的遮光部，由半透光膜 与遮光膜的层叠膜构成。
权利要求
1.一种灰阶掩模的缺陷修正方法，所述灰阶掩模具有对曝光光进行遮光的遮光部、使曝光光透过的透光部、以及将曝光光的透过量降低规定量的半透光部，用于在被转印体上形成膜厚呈阶段性或连续性不同的抗蚀图案，其特征在于，具有利用半透光膜形成所述半透光部，在所述半透光部确定缺陷区域的工序；和在包含所述缺陷区域的区域形成修正膜的工序，所述修正膜在相比于其中心部更靠周缘侧的部分具有曝光光的透过量大于中心部的区域。
2. 如权利要求1所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，所述修正膜从其中心部向周边部，曝光光的透过量呈连续性或阶段性 增大。
3. 如权利要求1所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于， 所述修正膜在相比于其中心部更靠周缘侧的部分具有膜厚小于中心部的区域。
4. 如权利要求3所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于， 所述修正膜从其中心部向周缘部，膜厚呈连续性或阶段性减少。
5. 如权利要求1所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于， 所述缺陷区域是如下这样的区域，其由于相对于正常的半透光部，半透光膜的膜厚小或具有半透光膜缺失的部位，所以曝光光的透过量大于正 常的半透光部。
6. 如权利要求1所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于， 所述缺陷区域是如下这样的区域，其由于相对于正常的半透光部，半透光膜的膜厚大或者附着有半透光膜以外的成份，所以曝光光的透过量小 于正常的半透光部。
7. 如权利要求l所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于， 所述修正膜的形成工序具有两次以上的成膜工序，在各个成膜工序中成膜半透光膜，该半透光膜的曝光光的透过量大于半透光部的带来期望灰 阶效果的曝光光的透过量。
8. 如权利要求7所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于， 所述修正膜的两次以上的成膜工序包括在缺陷区域内的小于该缺陷区域的区域进行成膜的工序；以及在包含该缺陷区域且大于该缺陷区域的 区域进行成膜的工序。
9. 如权利要求1所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，所述修正膜的形成工序适用收束离子束法。
10. 如权利要求9所述的灰阶掩模的缺陷修正方法，其特征在于，在散焦的状态下照射离子束。
11. 一种灰阶掩模的制造方法，其特征在于，包含基于权利要求1至10中的任一项所述的缺陷修正方法进行的缺陷修正工序。
12. —种灰阶掩模，具有对曝光光进行遮光的遮光部、使曝光光透过 的透光部、以及将曝光光的透过量降低规定量的半透光部，用于在被转印 体上形成膜厚呈阶段性或连续性不同的抗蚀图案，其特征在于，所述半透光部由半透光膜形成，并且，在所述半透光膜的规定部分形 成有修正膜，该修正膜在相比于中心部更靠周缘侧的部分，具有曝光光的 透过量大于中心部的区域。
13. 如权利要求12所述的灰阶掩模，其特征在于， 所述修正膜从其中心部向周缘部，曝光光的透过量呈连续性或阶段性变大。
14. 如权利要求12所述的灰阶掩模，其特征在于， 所述修正膜在相比于其中心部更靠周缘侧的部分，具有膜厚小于中心部的区域。
15. 如权利要求14所述的灰阶掩模，其特征在于， 所述修正膜从其中心部向周缘部，膜厚呈连续性或阶段性减少。
16. —种图案转印方法，其特征在于，利用基于权利要求11所述的制造方法制造的灰阶掩模以及曝光机，将形成于所述灰阶掩模的图案转印到被转印体上。 17. —种图案转印方法，其特征在于，利用基于权利要求12至15中的任意一项所述的灰阶掩模以及曝光机，将形成于所述灰阶掩模的图案转印到被转印体上。
全文摘要
提供一种灰阶掩模(20)的缺陷修正方法，灰阶掩模(20)具备遮光部(21)、透光部(22)、以及将曝光光的透过量降低规定量的半透光部(23)，在被转印体上形成膜厚阶段性或连续性不同的抗蚀图案，其中，半透光部(23)由半透光膜(26)形成，具有在半透光部(23)确定缺陷区域的工序；以及在包含缺陷区域的区域形成修正膜(27)的工序。修正膜(27)在相比于其中心部更靠周缘侧的部分，具有曝光光的透过量大于中心部的区域。
文档编号G03F1/72GK101276140SQ20081008658
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月20日 优先权日2007年3月31日
发明者佐野道明 申请人:Hoya株式会社