(57)【要約】【課題】ＬＣＤなどの製造に使用される階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、多大な時間を要せず簡単な方法で修正箇所の最適な修正用パターン形状を決め、その最適な修正用パターン形状に基づいて欠陥部を修正する欠陥部修正方法および修正後の修正部の評価方法を提供する。【解決手段】階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記欠陥部および欠陥部周辺の画像を撮像して画像データを取得する工程と、前記画像データをポリゴンデータとし、該ポリゴンデータを用いて修正箇所の光強度をシミュレーションして前記修正箇所の最適な修正用パターン形状を決定する工程と、前記最適な修正用パターン形状に基づいて前記欠陥部を修正する工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に露光光を透過する透過領域と、露光光を透過しない遮光領域と、露光光を所望の透過率で透過する半透明領域とが混在する階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、
前記欠陥部および欠陥部周辺の画像を撮像して画像データを取得する工程と、
前記画像データをポリゴンデータ化し、該ポリゴンデータを用いて修正箇所の光強度をシミュレーションして前記修正箇所の最適な修正用パターン形状を決定する工程と、
前記最適な修正用パターン形状に基づいて前記欠陥部を修正する工程と、
を含むことを特徴とする階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項２】
前記シミュレーションが、前記修正箇所の転写レジスト像を含むことを特徴とする請求項１に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項３】
前記光強度が、照度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項４】
前記画像データが、ＣＣＤカメラで撮像されたビットマップ画像データであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項５】
前記欠陥部が、修正を必要とするかどうかの判定が困難な場合に、
前記画像データをポリゴンデータ化した後、該ポリゴンデータを用いて前記欠陥部が修正を必要とするかどうかを評価し判定するためのシミュレーションを行なう工程を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項６】
前記欠陥部に露光機の解像限界以下の修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを形成し、該欠陥部修正後の修正箇所の透過光量が、欠陥が無い正常な半透明領域の透過光量に等しくなるようにすることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項７】
前記欠陥部が白欠陥部であり、該白欠陥部に、レーザＣＶＤまたは集束イオンビームを用いて前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを成膜形成することを特徴とする請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項８】
前記欠陥部が白欠陥部であり、該白欠陥部周辺の半透明領域をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して白欠陥部を整形した後、該整形した白欠陥部に、レーザＣＶＤまたは集束イオンビームを用いて前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを成膜形成することを特徴とする請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項９】
前記欠陥部が白欠陥部であり、該白欠陥部周辺の半透明領域をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して白欠陥部を整形した後、該整形した白欠陥部に、遮光膜または半透明膜を成膜し、次に前記成膜した遮光膜または半透明膜をレーザ光もしくは集束イオンビームでパターンエッチングし、前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを形成することを特徴とする請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項１０】
前記欠陥部が黒欠陥部であり、該黒欠陥部をレーザ光もしくは集束イオンビームでパターンエッチングし、前記欠陥部に前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを形成することを特徴とする請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項１１】
前記欠陥部が黒欠陥部であり、該黒欠陥部および周辺の半透明領域をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して整形した白欠陥部を形成した後、該整形した白欠陥部にレーザＣＶＤまたは集束イオンビームを用いて前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを成膜形成することを特徴とする請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項１２】
前記欠陥部が黒欠陥部であり、該黒欠陥部および周辺の半透明領域をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して整形した白欠陥部を形成した後、該整形した白欠陥部に遮光膜または半透明膜を成膜し、次に前記成膜した遮光膜または半透明膜をレーザ光もしくは集束イオンビームでパターンエッチングし、前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを形成することを特徴とする請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項１３】
前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンが、スリット状もしくはドット状であることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項１４】
前記階調をもつフォトマスクがＬＣＤ製造用のマスクであることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法。
【請求項１５】
透明基板上に露光光を透過する透過領域と、露光光を透過しない遮光領域と、露光光を所望の透過率で透過する半透明領域とが混在する階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法において、
前記修正箇所および前記修正箇所周辺の画像を撮像して画像データを取得する工程と、
前記画像データをポリゴンデータ化し、該ポリゴンデータを用いて前記修正箇所の光強度をシミュレーションする工程と、
を含むことを特徴とする階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法。
【請求項１６】
前記シミュレーションが、前記修正箇所の転写レジスト像を含むことを特徴とする請求項１５に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法。
【請求項１７】
前記光強度が、照度であることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法。
【請求項１８】
前記画像データが、ＣＣＤカメラで撮像されたビットマップ画像データであることを特徴とする請求項１５〜請求項１７のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法。
【請求項１９】
前記階調をもつフォトマスクがＬＣＤ製造用のマスクであることを特徴とする請求項１５〜請求項１８のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）などの大型ディスプレイ装置のパターン形成に用いられるフォトリソグラフィ技術において、複数のフォトマスクを用いて複数のリソグラフィ工程を行う代わりに、階調をもった１枚のフォトマスクを用い、その透過光量に応じた段差をもつレジストプロファイルを形成することにより、リソグラフィ工程数を減らす製造技術に用いられる階調をもつフォトマスクの欠陥部修正方法および該欠陥部修正箇所の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤに代表される画像表示素子などのリソグラフィ工程数を減らすパターン形成方法に関しては、例えば、リフロー法によるリソグラフィ回数を削減する方法、あるいは、アッシング法によるリソグラフィ回数を削減する方法が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
また、上記の特許文献には、このために用いる露光機の解像限界以下の微小スリットよりなる遮光パターン（スリットパターンとも称する。）を有するフォトマスク（以下、スリットマスクと称する。）、および、露光光に対して透過光量を変化させた階調をもつフォトマスク（以下、階調マスクと称する。）とが説明されている。スリットマスクのスリットは、解像限界以下のサイズであるため、それ自身はレジスト上に結像せずに、周囲の非開口部領域も含めたエリアに、サイズに応じた露光光を透過する。このため、スリットマスクは、スリットが形成された領域と、その周囲を含めたエリアに、あたかも半透明膜があるかのように機能する半透明領域をもつマスクである。
【０００３】
しかしながら、このスリットは解像限界以下である必要があるため、当然のことながら、マスクの本体パターンよりも小さな寸法に仕上げる必要があり、マスク製造に対して大きな負荷となってしまうという問題があった。さらに、ＬＣＤ用マスクのように大型マスクの広い領域を半透明にするためには、多くのスリットを配置する必要があるため、パターンデータ容量が増え、パターン形成工程や、パターンの欠陥検査工程に対する負荷の増大という問題も生じ、製造・検査時間の増大、マスク製造コストの上昇につながってしまうという問題があった。
【０００４】
一方、階調マスクは、露光光を実質的に遮光する膜に加え、露光光に対して半透明な第二の膜（以下、半透明膜と記す。）を用いて半透明領域を形成し、階調を出すマスクである（例えば、特許文献３参照。）。階調マスクは、スリットマスクのように微小スリットを配置する必要が無い点で、製造が比較的容易で製造コスト的に有利である。
【０００５】
フォトリソグラフィでは、フォトマスク上に欠陥が存在すると、欠陥が被転写基板上に転写されて歩留まりを減少させる原因となるので、被転写基板にマスクパターンを転写する前に欠陥検査装置によりフォトマスクの欠陥の有無や存在場所が調べられ、欠陥が存在する場合には欠陥修正装置により欠陥修正処理を行い、転写に影響する欠陥の無いフォトマスクとして供給される。ＬＣＤ用フォトマスクのように大型のマスクを用いる場合には、欠陥修正が重要な技術となっている。
【０００６】
フォトマスクの欠陥としては、本来必要なパターンが欠損あるいは欠落している場合（白欠陥と称する。）と、不要な余剰パターンが存在している場合（黒欠陥と称する。）の二通りがある。黒欠陥の場合には、余剰部分を除去することにより正常なパターンが得られ、その修正方法としては、現在、レーザ光による修正方法と、集束イオンビーム（以後、ＦＩＢとも記す。）による修正方法が主流であり、いずれも直接欠陥部膜を除去して修正する方法である。
白欠陥の修正方法としては、一般に、レーザＣＶＤ技術やガスアシストＦＩＢ成膜技術を用い、不透明膜を欠陥部に成膜堆積させて修正する方法が普及している。
【０００７】
上記のスリットマスクあるいは階調マスクの欠陥部の修正において、遮光部に欠陥部がある場合には、従来のフォトマスク欠陥修正技術を使用して欠陥部を修正することができる。しかし、スリット部あるいは半透明膜の欠陥部の修正には、従来のフォトマスク遮光部の欠陥部に用いた修正方法がそのまま適用できないので、別な欠陥修正方法が提案されている。
【０００８】
たとえば、スリットマスクのスリットパターン部の欠陥部分の修正方法として、欠陥部分を修正部分と同一の形状に復元するのではなく、正常パターンと同等のグレートーン効果が得られるような修正パターンを形成する欠陥修正方法が知られている（特許文献４参照。）。
【０００９】
一方、半透明膜を有する階調マスクの修正方法としては、これまで、半透明膜の欠陥修正方法は確立されていなかったが、本出願人は、特願２００６−１１８００において、半透明膜の欠陥部を白（１００％透過部）と黒（遮光部）のパターンで透過率を制御できることを利用した修正方法について提案した。
【００１０】
しかし、上記のスリットマスクおよび階調マスクの欠陥修正方法においては、修正箇所を最適なパターン形状に修正する適切な判断方法がないという問題があった。また、欠陥修正後のマスクパターンを評価できる適切な装置もないため、欠陥修正箇所の最適パターン形状や修正後の修正箇所の品質保証は、実際のレジスト転写画像を見て判断する方法が行われており、欠陥修正と修正後の修正箇所の評価に時間もコストもかかるという問題があった。
【００１１】
これに対し、半導体用フォトマスクの分野においては、欠陥部の２次電子像を取得してパターンデータとし、このパターンデータに基づく転写シミュレーション像と、設計データに基づく転写シミュレーション像とを比較し、そのずれを調べる欠陥修正方法が本出願人等により提案されている（特許文献５参照。）。
【特許文献１】特許第３４１５６０２号公報
【特許文献２】特開２０００−６６２４０号公報
【特許文献３】特開２００２−１８９２８０号公報
【特許文献４】特許第３５５６５９１号公報
【特許文献５】特開２００４−３７５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献５に記載された欠陥修正方法は、半導体用フォトマスクの欠陥部の修正を対象としているために、上記のスリットマスクや階調マスク（以後、本発明では両者を合わせて「階調をもつフォトマスク」と呼ぶ。）の半透明領域の欠陥修正については述べられてはいない。また、半導体用フォトマスクは欠陥部が微細なために、ＳＥＭなどの２次電子像のパターンデータや設計データ（例えば、ＧＤＳデータなど）を用いてパターン形状をシミュレーションして比較しており、パターンデータの取得とシミュレーションに多大の時間を要するため、ＬＣＤなどの大型ディスプレイ装置用フォトマスクには膨大な処理時間がかかり適用し得ないという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、ＬＣＤなどの製造に使用されるフォトリソグラフィ工程数を減らすための階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、多大な時間を要せずに簡単な方法で修正箇所の最適な修正用パターン形状を決め、その最適な修正用パターン形状に基づいて欠陥部を修正する欠陥部修正方法を提供するものである。さらに、多大な時間を要しない簡単な修正後の修正箇所の評価方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、透明基板上に露光光を透過する透過領域と、露光光を透過しない遮光領域と、露光光を所望の透過率で透過する半透明領域とが混在する階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記欠陥部および欠陥部周辺の画像を撮像して画像データを取得する工程と、前記画像データをポリゴンデータ化し、該ポリゴンデータを用いて修正箇所の光透過率をシミュレーションして前記修正箇所の最適な修正用パターン形状を決定する工程と、前記最適な修正用パターン形状に基づいて前記欠陥部を修正する工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２の発明に係る階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項１に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記シミュレーションが、前記修正箇所の転写レジスト像を含むことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項１または請求項２に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記光強度が、照度であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記画像データが、ＣＣＤカメラで撮像されたビットマップ画像データであることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記欠陥部が、修正を必要とするかどうかの判定が困難な場合に、前記画像データをポリゴンデータ化した後、該ポリゴンデータを用いて前記欠陥部が修正を必要とするかどうかを評価し判定するためのシミュレーションを行なう工程を含むことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記欠陥部に露光機の解像限界以下の修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを形成し、該欠陥部修正後の修正箇所の透過光量が、欠陥が無い正常な半透明領域の透過光量に等しくなるようにすることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項７に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記欠陥部が白欠陥部であり、該白欠陥部に、レーザＣＶＤまたは集束イオンビームを用いて前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを成膜形成することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項８に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記欠陥部が白欠陥部であり、該白欠陥部周辺の半透明領域をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して白欠陥部を整形した後、該整形した白欠陥部に、レーザＣＶＤまたは集束イオンビームを用いて前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを成膜形成することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項９に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記欠陥部が白欠陥部であり、該白欠陥部周辺の半透明領域をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して白欠陥部を整形した後、該整形した白欠陥部に、遮光膜または半透明膜を成膜し、次に前記成膜した遮光膜または半透明膜をレーザ光もしくは集束イオンビームでパターンエッチングし、前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを形成することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１０に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記欠陥部が黒欠陥部であり、該黒欠陥部をレーザ光もしくは集束イオンビームでパターンエッチングし、前記欠陥部に前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを形成することを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１１に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記欠陥部が黒欠陥部であり、該黒欠陥部および周辺の半透明領域をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して整形した白欠陥部を形成した後、該整形した白欠陥部にレーザＣＶＤまたは集束イオンビームを用いて前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを成膜形成することを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１２に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記欠陥部が黒欠陥部であり、該黒欠陥部および周辺の半透明領域をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して整形した白欠陥部を形成した後、該整形した白欠陥部に遮光膜または半透明膜を成膜し、次に前記成膜した遮光膜または半透明膜をレーザ光もしくは集束イオンビームでパターンエッチングし、前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを形成することを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１３に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンが、スリット状もしくはドット状であることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１４に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法は、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法において、前記階調をもつフォトマスクがＬＣＤ製造用のマスクであることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項１５に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法は、透明基板上に露光光を透過する透過領域と、露光光を透過しない遮光領域と、露光光を所望の透過率で透過する半透明領域とが混在する階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法において、前記修正箇所および前記修正箇所周辺の画像を撮像して画像データを取得する工程と、前記画像データをポリゴンデータ化し、該ポリゴンデータを用いて前記修正箇所の光強度をシミュレーションする工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００２９】
請求項１６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法は、請求項１５に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法において、前記シミュレーションが、前記修正箇所の転写レジスト像を含むことを特徴とするものである。
【００３０】
請求項１７に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法は、請求項１５または請求項１６に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法において、前記光強度が、照度であることを特徴とするものである。
【００３１】
請求項１８に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法は、請求項１５〜請求項１７のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法において、前記画像データが、ＣＣＤカメラで撮像されたビットマップ画像データであることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項１９に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法は、請求項１５〜請求項１８のいずれか１項に記載の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法において、前記階調をもつフォトマスクがＬＣＤ製造用のマスクであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法によれば、欠陥部および欠陥部周辺の画像をＣＣＤカメラなどで画像データとして取り込み、ポリゴンデータ化して修正箇所の光強度をシミュレーションすることにより、修正箇所の最適な修正用パターン形状を簡単に短時間に決定することが可能となる。さらに上記の最適な修正用パターン形状に基づき、現状のフォトマスク欠陥修正装置を用い、従来、欠陥修正が困難であった欠陥を修正することが可能となり、欠陥部を修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンで修正するので、高品質の階調をもつフォトマスクを低コストで得ることが可能となる。
【００３４】
さらに、本発明の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法は、修正した箇所の画像を取り込み、ポリゴンデータ化して修正した箇所の光強度をシミュレーションすることにより、修正した箇所の合否判定を簡単に短時間で行うことができ、シミュレーションにより品質保証されたマスクの提供が可能となる。本発明の修正箇所の評価方法は、本発明の修正方法以外の方法で半透明領域の欠陥部を修正したフォトマスクにも適用することができる。
【００３５】
本発明の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法および欠陥部修正後の修正箇所の評価方法を用いることにより、品質保証された高品質のマスクを露光に用いることができ、ＬＣＤ製造などにおけるフォトリソグラフィ工程数を効率的に減らすことができ、低コストの大型ディスプレイ装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を参照して、本発明の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法および欠陥部修正後の修正箇所の評価方法について説明する。
図１は、本発明の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法および欠陥部修正後の修正箇所の評価方法の実施の形態の一例を示す概略的な処理フロー図である。図１のＳ１〜Ｓ７は処理ステップを示す。
【００３７】
（半透明領域に欠陥部を有する階調をもつフォトマスク）
本発明の修正方法の適用対象とする階調をもつフォトマスクは、透明基板上に露光光を透過する透過領域と、露光光を透過しない遮光領域と、露光光を所望の透過率で透過する半透明領域とが混在する階調をもつフォトマスクであり、マスクパターンは遮光領域と半透明領域で構成されており、半透明領域に欠陥部を有するマスクである。
【００３８】
図２は、本発明の修正方法を行なう前の黒欠陥部を有する階調をもつフォトマスクの一例を示す部分平面模式図であり、透明基板上の透過領域２１、遮光領域２２、半透明領域２３が混在しているものであり、半透明領域２３に黒欠陥部２４が存在している場合を示す。
【００３９】
本発明に用いるフォトマスクの透過領域２１は、透明基板が露出している領域であり、透明基板としては、通常、フォトマスクに用いられる光学研磨されたソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラスやアルミノホウ珪酸ガラスなどの低膨張ガラス、合成石英ガラス、蛍石、フッ化カルシウムなどを用いることができ、露光光が短波長の場合には合成石英ガラスが好ましい。
【００４０】
本発明に用いるフォトマスクの遮光領域２２は、遮光膜、あるいは遮光膜と半透明膜の少なくとも２層で形成されている。遮光膜と半透明膜の間にシリコン酸化物などの露光光に透明な中間層を設けたマスクであってもよい。
【００４１】
本発明に用いるフォトマスクの半透明領域２３は、露光光に対して透過光量を変化させる半透明膜で半透明領域を形成したマスク（上記の階調マスク）、または露光機の解像限界以下の微小スリットよりなる遮光パターン（スリットパターン）により半透明領域を形成したマスク（上記のスリットマスク）、あるいは露光機の解像限界以下の微小ドット形状の遮光パターンにより半透明領域を形成したマスクのいずれのマスクも対象とするものである。微小ドット形状の遮光パターンは、微小スリットよりなる遮光パターンと同様に、露光光に対して透過光量を変化させる効果を奏するものである。
【００４２】
上記のように、本発明の修正方法を行なう階調をもつフォトマスクは、遮光膜が少なくとも存在する箇所を遮光領域とし、半透明膜のみが存在する領域、または半透明膜と露光光に透明な中間層とが存在する領域、または露光機の解像限界以下の微小スリット（スリットパターン）、あるいは露光機の解像限界以下の微小ドット形状の遮光パターンが存在する領域を半透明領域と定義するものである。
【００４３】
本発明の修正対象とするフォトマスクにおいて、遮光膜としては、クロム系膜、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、珪素、酸化ケイ素、酸化窒化珪素など、通常のマスク材料として使用できる薄膜であれば、いずれを使用していても可能である。例えば、最も使用実績のあるクロムを主成分としたクロム系膜は、通常、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロムの中から選ばれる材料の単層膜が用いられ、それらのクロム系材料の中でも、成膜が容易で汎用性の高いクロム膜、または膜応力の低減が容易な窒化クロム膜が用いられ、例えば、クロムを遮光膜とした場合には、５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の範囲の膜厚で用いられる。
【００４４】
本発明の修正対象とするフォトマスクにおいて、半透明領域に遮光膜を用いた場合には、半透明領域は露光機の解像限界以下のスリットで形成されているものである。
本発明の修正対象とするフォトマスクにおいて、半透明領域に半透明膜を用いた場合には、半透明膜としては、露光光を所望の透過率で透過する半透明性を有していれば特に材料に限定されない。例えば、前記遮光膜の酸化膜、窒化膜、炭化膜や珪化膜が用いられ、具体的には、酸化クロム膜、酸化窒化クロム膜、酸化タンタル膜、窒化タンタル膜、珪化タンタル膜などを挙げることができる。また、前記の遮光膜材料を５ｎｍ〜300ｎｍ程度の薄層として半透明性を具備させ、半透明膜として用いることも可能である。半透明膜の半透明性は、その膜厚を調整することにより制御することができる。
【００４５】
さらに、半透明膜と遮光膜を同一エッチング設備、工程でパターニングし得るという利点を維持するために、半透明膜は遮光膜と同系の材料からなることが好ましい。遮光膜に前述の通り好ましい材料としてクロム系材料を用いた場合には、半透明膜は、クロムに酸素・窒素・炭素などを含む、透過率が比較的高い膜を用い、遮光膜に積層したときの反射率を低減するように膜組成と膜厚を最適化することができる。クロム系の半透明膜のなかでも、透過率と反射防止機能の両方の特性の制御が比較的容易な酸化クロム膜、または酸化窒化クロム膜がより好ましい。たとえば、酸化クロム膜を半透明膜とする場合には、５ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の範囲の膜厚で用いられる。膜厚が５ｎｍ未満、あるいは１５０ｎｍを超えると、透明基板上の透過領域、あるいは遮光膜に対する半透明膜としての透過率の差異を生じにくくなるからである。酸素・窒素・炭素などを含む半透明膜の場合は、その吸光度は組成により変わるので、膜厚と組成とを同時にコントロールすることで所望の透過率と反射防止機能を実現できる。
【００４６】
本発明においては、半透明膜領域２３の露光光に対する透過率は、１０％〜８５％の範囲で形成されているのが好ましい。半透明領域２３の透過率が１０％未満では、本発明の階調をもつフォトマスクを用いたレジストパターン形成において、遮光領域２２との差を出しにくく、一方、透過率８５％を超えると、レジストパターン形成において透過領域２１との差を出しにくくなるからである。
以下、半透明領域２３の透過率を水銀灯のｉ線で４０％とした場合を例として説明する。
【００４７】
（階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法）
図１に示すように、検査すべきフォトマスクを欠陥検査装置にセットし（Ｓ1）、光学顕微鏡などによりフォトマスクの外観検査を行ない、欠陥の有無を検査する（Ｓ２）。検査結果が良ければ（ＯＫ）、修正をせずに次工程に進む。検査不良（ＮＧ）の場合には、先ず欠陥部および欠陥部周辺の画像を撮像して画像データを取得する。次に、上記の画像データをポリゴンデータ化し、このポリゴンデータを用いて、欠陥部修正箇所の光強度をシミュレーションし、修正箇所の最適な修正用パターン形状を決定する（Ｓ３）。次に、このフォトマスクを欠陥修正装置にセットし（Ｓ４）、上記の決定した最適な修正用パターン形状に基づいて欠陥部を修正する（Ｓ５）。
【００４８】
上記の欠陥部および欠陥部周辺の画像の撮像は、作業性、撮像時間などの点でＣＣＤカメラで撮像しビットマップ画像データとするのが好ましい。ＬＣＤなどの大型ディスプレイ装置用のフォトマスクは、半導体用フォトマスクと異なりマスクパターン寸法が比較的大きいのでＳＥＭなどの２次電子像を用いなくても、修正精度が確保できる画像の取得が十分に可能である。上記のビットマップ化した画像データをもとにポリゴンデータを作成し、シミュレーションを行なう。したがって、微細パターンをもつ半導体用フォトマスクの様に、２次電子像のパターンデータやＧＤＳデータなどの設計データを用いてパターン形状をシミュレーション比較する必要がなく、簡単に短時間に光強度あるいは転写されたレジスト形状をシミュレーションすることができる。
【００４９】
本発明において、ポリゴンデータ化とは、欠陥部および欠陥部周辺の画像をＣＣＤカメラで撮像した２次元のビットマップ画像データなどからパターン（絵柄）の輪郭を一筆書きで抽出し、多角形でクローズドされたデータとするものである。
【００５０】
本発明の半透明領域の欠陥部のポリゴンデータ化の操作手順についてさらに詳しく説明する。
（１）まず、欠陥部および欠陥部周辺の画像を撮像してビットマップ画像データなどの画像データを取得する。
（２）次に、上記の画像データを、画像の濃淡を示す画像解析ソフトに取り込みグレースケールの成分に分ける。
（３）上記で得られたグレースケールの値より、露光光を透過しない遮光領域、露光光を所望の透過率で透過する半透明領域、露光光を透過する透過領域に切り分け、画像データをポリゴンデータ化する。
（４）次に、上記の各領域に適切な透過率の値を設定し、半透明領域の欠陥部のシミュレーションを行なう。
【００５１】
ポリゴンデータ化の一例として、露光光を透過しない遮光領域がクロム膜（Ｃｒ部）、露光光を所望の透過率で透過する半透明領域が酸化窒化クロム膜（ＨＴ部）、露光光を透過する透過領域が低膨張ガラス（Ｑｚ部）よりなる階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部の修正において、画像データをポリゴンデータ化した場合について説明する。シミュレータとしては、市販の光学シミュレータＳＯＬＩＤ（商品名：シグマＣ社製）を用いた。
【００５２】
図３は、上記の光学シミュレータに付属する画像解析ソフトにより階調をもつフォトマスクのビットマップ画像データをグレースケールの成分表示グラフに示した図である。横軸に画素ごとの明度成分などの階調を表すグレースケール値、縦軸に画素数を示し、グレースケール値が０に近い領域がＣｒ部、グレースケールの一番大きい領域がＱｚ部、両者の間にＨＴ部が示されている。ここで、Ｃｒ部とＨＴ部、ＨＴ部とＱｚ部の各々の中間地点の値にて画像を切り分け、ポリゴンデータ化する。例えば、図３に示すように、ＨＴ部の頂点とＱｚ部の頂点のグレースケール値のちょうど半分の地点のグレースケール値で分けて２値化してポリゴンデータ化する。同様の操作をＣｒ部とＨＴ部で行ない２値化してポリゴンデータ化する。
【００５３】
図４は、図３で説明したポリゴンデータ化の操作を、半透明領域の欠陥部および欠陥部周辺に行なった場合の平面拡大図である。図４（ａ）は、半透明領域の欠陥部および欠陥部周辺のビットマップ画像であり、円形の半透明領域の中に矩形の欠陥が存在している。半透明領域の外側は遮光領域である。図４（ｂ）は、Ｃｒ部とＨＴ部の切り分けを行なった後のポリゴンデータ化した２値化画像である。図４（ｃ）は、Ｑｚ部とＨＴ部との切り分けを行なった後のポリゴンデータ化した２値化画像である。図４（ｄ）は、上記の各々の２値化画像を合成して得られた半透明領域の欠陥部および欠陥部周辺のポリゴンデータ化した画像である。
【００５４】
シミュレーションにおいては、半透明領域の欠陥部および欠陥部周辺の画像を階調をもつ画像（グレースケール画像）のままで取り込むと、データ量が多すぎてシミュレーション時間や設備費用に非常に大きな負担がかかり、実用に適しないという問題が生じる。これに対し、本発明に示すようにポリゴンデータ化することにより、画像は２値化、あるいは３〜５値化程度のデータとすることができ、シミュレーションが容易となる。さらに、ＣＣＤカメラで撮像した画像から得られる透過率値は、実際の透過率値と異なり補正が難しいという問題があるが、ポリゴンデータ化することにより、シミュレータ上で透過率測定機から得られた透過率値を用いて再定義することができるという利点がある。
【００５５】
本発明でシミュレーションに用いるシミュレータとしては、市販の光学シミュレータ、例えば、上記のＳＯＬＩＤ（商品名：シグマＣ社製）などを用いることができ、ポリゴンデータを用いて光強度あるいは転写されたレジスト形状をシミュレーションする。
【００５６】
シミュレーションする欠陥部修正箇所の光強度としては、修正箇所の露光光の照度あるいは光透過率を出力表示し、欠陥が無い正常部と比較して修正の良否の判断材料とするが、レジスト形状と相関関係が把握しやすい照度で示すのが実用性が高くより好ましい。この場合、比較しやすくするため照度は規格化し、フォトマスクの透過領域を透過した露光光の照度を１、遮光領域の照度を０とし、照度比で示すのが好ましい。
図５は、図２に示した欠陥部２４および欠陥部周辺のシミュレーション上の修正箇所５７を有する階調をもつフォトマスクの部分平面模式図であり、図２と同じ箇所を示す場合には同じ符号を用いている。
【００５７】
図６は、図５の修正箇所５７のパターンの形状を変えた場合の例である。図６において、修正箇所５７の寸法は一例として４．５μｍ×４．５μｍとし、修正パターンは修正用遮光膜で形成した黒部（Ｂ）と透明基板が露出した白部（Ｗ）で構成されており、ＢとＷの寸法を数種類変えた例である（図６（ａ）〜図６（ｃ））。
【００５８】
図７は、図６（ａ）〜図６（ｃ）を含むパターン形状を変えた場合のシミュレーションによる修正箇所の露光光の規格化された照度（照度比）を示すもので、図５のＡ−Ｂ方向に沿って表示してある。ここで、正常な半透明領域の規格化された照度を０．４（ｉ線）とした場合、それに最も近いパターンは図６（ｂ）であることが判り、図６（ｂ）のパターンを修正箇所の最適な修正用パターン形状として決定する。
【００５９】
本発明の修正方法においては、欠陥部修正箇所の光強度のシミュレーションとともに、修正箇所の転写レジスト像のシミュレーションを含むことができる。図８は、最適な修正用パターン形状とした図６（ｂ）の修正用パターンを用い、ＬＣＤ用基板等の基板上に転写したときのシミュレーションによる３次元のポジ型レジストパターン像である。マスクの光透過領域に相当する基板露出部分８１、マスク遮光領域に相当するレジスト部分８２、マスク半透明領域に相当するレジスト部分８３が形成され、修正箇所８７は周辺の半透明領域に相当するレジスト部分８３と同質化した外観を示している。図９は、シミュレーションによる図８のＡ−Ｂ方向（Ｘ方向）のレジスト断面図であり、修正箇所のレジスト（黒部）はＸ方向にその周囲とほぼ均一な膜厚（Ｚ方向）で解像されている。
【００６０】
最適な修正用パターン形状が決定されたら、その修正用パターンに基づいて欠陥部を実際に修正する。欠陥部修正の実施形態の詳細については後述する。
【００６１】
（階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部の評価方法）
上記の本発明の半透明領域の欠陥部修正方法においては、図１に示すように欠陥部の欠陥検査（Ｓ２）の結果が良い（ＯＫ）場合と不良（ＮＧ）の場合に２分類して説明したが、実際に製造された階調をもつフォトマスクでは、外観欠陥検査において、しばしば半透明領域の欠陥部が修正を必要とする欠陥なのかどうかの判定が困難な場合が生じる。
【００６２】
本発明の欠陥部修正方法においては、図１０に示すように、欠陥検査で欠陥部の修正の要不要の判定が困難な場合には、欠陥部がマスクパターンの転写にどの程度影響するかの評価をあらかじめ行ない、次工程に進めて良い（ＯＫ）か不良（ＮＧ）かの判定を行なうためのシミュレーション工程（Ｓ３−１）を含むのも好ましい形態である。図１０は、図１に示した本発明の半透明領域の欠陥部修正方法および欠陥部修正後の修正箇所の評価方法の概略的な処理フロー図に、欠陥部評価のためのシミュレーションを行なう工程（Ｓ３−１）を加えた図である。図１０のＳ１〜Ｓ７は図１と同じ処理ステップであり、Ｓ３−１は新たに加えられた処理ステップを示す。
【００６３】
図１０においては、欠陥検査（Ｓ２）で修正を必要とするかどうかの判定が困難な場合に、工程（Ｓ３−１）の欠陥部評価のためのシミュレーションを行ない、シミュレーション結果がＯＫならば次工程に進み、ＮＧであれば修正のためのシミュレーション（工程Ｓ３）を行ない、以下図１と同じ工程に進む。
【００６４】
上記の欠陥部のシミュレーションにおいては、図１で説明したと同様に、先ず欠陥部および欠陥部周辺の画像を撮像して画像データを取得し、この画像データをポリゴンデータ化し、このポリゴンデータを用いて欠陥部および欠陥部周辺箇所の光強度をシミュレーションし良否を評価する（Ｓ３−１）。シミュレーションによる光強度が良好とする所定値であれば（ＯＫ）、良品と判定し、次工程に進む。シミュレーションによる光強度が良好とする所定値の範囲外で不良（ＮＧ）の場合には、不良品と判定し、修正のためのシミュレーション工程（Ｓ３）を行ない、以下図１と同じ工程に進む。上記の欠陥部および欠陥部周辺のポリゴンデータは、そのまま修正のためのシミュレーションに使用できるものである。
【００６５】
上記の欠陥部の撮像は、ＣＣＤカメラで撮像しビットマップ画像データとするのが好ましく、ビットマップ化した画像データをもとにポリゴンデータを作成する。
シミュレータも、上記に述べた市販のシミュレータを用いることができ、ポリゴンデータを用いて光強度あるいは転写されたレジスト形状をシミュレーションする。
【００６６】
本発明の欠陥部評価のためのシミュレーションを行なうことにより、実際に欠陥部の転写を行なって欠陥部が修正を必要とする欠陥なのかどうかの判定をする作業は不要となり、あるいは本来は修正不必要な欠陥部までも修正してしまう余分な作業をすることも無いため、検査・修正コストを増大させることなく、短時間に正確に欠陥部の評価判定が可能となる。
【００６７】
（階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法）
本発明の欠陥部修正方法は、修正の前後にシミュレーションを行ない、最適な修正パターンの決定と、修正後の修正箇所を評価し、修正箇所の品質保証を行なうものである。次に、修正箇所の評価方法について説明する。
【００６８】
図１に示すように、上記の実際に修正したフォトマスクの修正箇所および修正箇所周辺の画像を撮像して画像データを取得し、この画像データをポリゴンデータ化し、このポリゴンデータを用いて修正箇所の光強度をシミュレーションする（Ｓ６）。シミュレーションによる光強度が良好とする所定値であれば（ＯＫ）、良品と判定し、次工程に進む。シミュレーションによる光強度が良好とする所定値の範囲外で不良（ＮＧ）の場合には、不良品と判定し、再度、欠陥検査装置にセットして修正を行う。
【００６９】
上記の修正箇所および修正箇所周辺の画像の撮像は、欠陥部の撮像と同じく、ＣＣＤカメラで撮像しビットマップ画像データとするのが好ましく、ビットマップ化した画像データをもとにポリゴンデータを作成する。
シミュレータも、上記に述べた市販のシミュレータが用いられ、ポリゴンデータを用いて光強度あるいは転写されたレジスト形状をシミュレーションする。
【００７０】
シミュレーションする修正箇所の光強度としては、修正箇所の照度あるいは光透過率を出力表示し、欠陥が無い正常部と比較して修正の良否の判断材料とするが、レジスト形状と相関関係が把握しやすい照度で示すのが実用性が高くより好ましい。上記と同様に、照度は規格化した照度（照度比）で示すのが好ましい。
【００７１】
図１１は、図２に示した欠陥部および欠陥部周辺を図６（ｂ）の修正用パターンを用いて実際に修正した修正箇所１１７を有する階調をもつフォトマスクの部分平面模式図であり、図２と同じ箇所を示す場合には同じ符号を用いている。
【００７２】
本発明の評価方法においては、修正箇所の光強度のシミュレーションとともに、修正箇所の転写レジスト像のシミュレーションを含むことができる。図１２は、図１１に示す欠陥箇所を実際に修正したフォトマスクを用い、ＬＣＤ用基板等の基板上に転写したときのシミュレーションによる３次元のポジ型レジストパターン像である。マスクの光透過領域に相当する基板露出部分１２１、マスク遮光領域に相当するレジスト部分１２２、マスク半透明領域に相当するレジスト部分１２３が形成され、修正箇所１２７は周辺の半透明領域に相当するレジスト部分１２３と同質化した外観を示している。
【００７３】
図１３は、図１２のＣ−Ｄ方向（Ｘ方向）のレジスト断面図（黒部）で、修正が良好になされた場合を示すもので、修正箇所のレジストはＸ方向にその周囲とほぼ均一な膜厚（Ｚ方向）で解像されている。
【００７４】
図１４は、修正箇所が不良の場合を示すもので、図１２に示したと同様のＣ−Ｄ方向（Ｘ方向）のレジスト断面図（黒部）であり、修正箇所のレジストは周囲と不均一な膜厚（Ｚ方向）となっている。
【００７５】
上記のように、本発明の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正後の修正箇所の評価方法は、修正した箇所の画像をＣＣＤカメラなどで撮像して取り込み、ポリゴンデータ化した修正箇所の良否の評価をシミュレーションによる光強度、または光強度と転写レジスト像により行うものであり、簡単に短時間で評価を行うことができ、シミュレーションにより欠陥部修正箇所が品質保証されたマスクの提供が可能となる。
上記の本発明の修正箇所の評価方法は、本発明の修正方法以外の他の方法で半透明領域の欠陥部を修正したＬＣＤ用フォトマスクにも適用することが可能である。
【００７６】
（欠陥部修正）
次に、欠陥部修正の実施形態について説明する。前述のように、階調をもつフォトマスクの遮光領域にある欠陥部の修正には、従来の欠陥部修正方法を用いることができる。以下では、本発明の階調をもつフォトマスクの半透明領域にある欠陥部修正の実施形態について、欠陥部が白欠陥の場合と黒欠陥の場合とに分けて説明する。
【００７７】
（半透明領域の白欠陥の修正方法）
本発明の半透明領域の白欠陥の修正方法は、上記のシミュレーションによる最適な修正用パターン形状に基づき、欠陥部に、フォトマスクを用いる露光機の解像限界以下の修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを形成し、欠陥部修正後の修正箇所の透過光量が、欠陥が無い正常な半透明領域の透過光量に等しくなるようにするものである。
【００７８】
（第１の実施形態）
図１５は、本発明の第１の実施形態を説明する欠陥部および欠陥部周辺の部分模式図であり、図１５（ａ）は、修正前の欠陥部および欠陥部周辺の平面図と断面図であり、透明基板１５１上の半透明領域１５３に白欠陥部１５４が存在する。
図１５（ｂ）は、本発明の欠陥部修正方法による修正後の部分模式図で、シミュレーションによる最適な修正用パターン形状に基づき、白欠陥部１５４に修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン１５７を形成して白欠陥部を修正し、欠陥修正された階調をもつフォトマスクを得る。
修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン１５７は、クロムなどの遮光膜をレーザＣＶＤ技術を用いてパターン状に成膜したり、あるいはカーボンなどの半透明膜をガスアシストＦＩＢ成膜技術を用いてパターン状に成膜することにより形成することができる。
【００７９】
（第２の実施形態）
図１６は、本発明の第２の実施形態を説明する欠陥部および欠陥部周辺の部分模式図であり、図１６（ａ）は、修正前の欠陥部の平面図と断面図であり、透明基板１６１上の半透明領域１６３に白欠陥部１６４が存在する。
本発明の欠陥部修正方法により、図１６（ｂ）に示すように、白欠陥部１６４周辺の半透明膜をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して白欠陥部を整形し、整形した白欠陥部１６５とする。
次に、図１６（ｃ）に示すように、整形した白欠陥部１６５に、シミュレーションによる最適な修正用パターン形状に基づき、修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン１６７を形成して白欠陥部を修正し、欠陥修正された階調をもつフォトマスクを得る。
修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン１６７は、クロムなどの遮光膜をレーザＣＶＤ技術を用いてパターン状に成膜したり、あるいはカーボンなどの半透明膜をガスアシストＦＩＢ成膜技術を用いてパターン状に成膜することにより形成することができる。
【００８０】
（第３の実施形態）
図１７は、本発明の第３の実施形態を説明する欠陥部および欠陥部周辺の部分模式図であり、図１７（ａ）は、修正前の欠陥部の平面図と断面図であり、透明基板１７１上の半透明領域１７３に白欠陥部１７４が存在する。
本発明の欠陥部修正方法により、図１７（ｂ）に示すように、白欠陥部１７４周辺の半透明膜をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して白欠陥部を整形し、整形した白欠陥部１７５とする。
次に、整形した白欠陥部１７５に、遮光膜または半透明膜１７６を成膜する（図１７（ｃ））。
次いで、上記の成膜した遮光膜または半透明膜１７６をレーザ光もしくは集束イオンビームでパターンエッチングし、シミュレーションによる最適な修正用パターン形状に基づき、修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン１７７を形成し（図１７（ｄ））、欠陥修正された階調をもつフォトマスクを得る。
遮光膜もしくは半透明膜１７６は、クロムなどの遮光膜をレーザＣＶＤ技術を用い、整形した白欠陥部形状に合わせて成膜したり、あるいはカーボンなどの半透明膜をガスアシストＦＩＢ成膜技術を用いて整形した白欠陥部形状に合わせて成膜することにより形成することができる。
【００８１】
（半透明領域の黒欠陥の修正方法）
次に、欠陥部が黒欠陥の場合について説明する。本発明の半透明領域の黒欠陥の修正方法は、上記の白欠陥と同じく、上記のシミュレーションによる最適な修正用パターン形状に基づき、欠陥部に、フォトマスクを用いる露光機の解像限界以下の修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンを形成し、欠陥部修正後の修正箇所の透過光量が、欠陥が無い正常な半透明領域の透過光量に等しくなるようにするものである。
【００８２】
（第４の実施形態）
図１８は、本発明の第４の実施形態を説明する欠陥部周辺の部分模式図であり、図１８（ａ）は、修正前の欠陥部の平面図と断面図であり、透明基板１８１上の半透明領域１８３に黒欠陥部１８４が存在する。
図１８（ｂ）は、本発明の欠陥部修正方法による修正後の部分模式図で、シミュレーションによる最適な修正用パターン形状に基づき、黒欠陥部１８４をレーザ光もしくは集束イオンビームでパターンエッチングし、修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン１８７を形成し、欠陥修正された階調をもつフォトマスクを得る。
【００８３】
（第５の実施形態）
図１９は、本発明の第５の実施形態を説明する欠陥部周辺の部分模式図であり、図１９（ａ）は、修正前の欠陥部の平面図と断面図であり、透明基板１９１上の半透明領域１９３に黒欠陥部１９４が存在する。
次に、図１９（ｂ）に示すように、本発明の欠陥部修正方法により、黒欠陥部１９４および黒欠陥部１９４周辺の半透明膜をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して整形した白欠陥部１９５を形成する。
次に、図１９（ｃ）に示すように、シミュレーションによる最適な修正用パターン形状に基づき、上記の整形した白欠陥部１９５に修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン１９７を成膜形成し、欠陥修正された階調をもつフォトマスクを得る。修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン１９７は、クロムなどの遮光膜をレーザＣＶＤ技術を用いてパターン状に成膜したり、あるいはカーボンなどの半透明膜をガスアシストＦＩＢ成膜技術を用いてパターン状に成膜することにより形成することができる。
【００８４】
（第６の実施形態）
図２０は、本発明の第６の実施形態を説明する欠陥部周辺の部分模式図であり、図２０（ａ）は、修正前の欠陥部の平面図と断面図であり、透明基板２０１上の半透明領域２０３に黒欠陥部２０４が存在する。
本発明の欠陥部修正方法により、図２０（ｂ）に示すように、黒欠陥部２０４および黒欠陥部２０４周辺の半透明膜をレーザ光もしくは集束イオンビームにより除去して整形した白欠陥部２０５を形成する。
次に、整形した白欠陥部２０５に、遮光膜または半透明膜２０６を成膜する（図２０（ｃ））。
次いで、シミュレーションによる最適な修正用パターン形状に基づき、上記の成膜した遮光膜または半透明膜２０６をレーザ光もしくは集束イオンビームでパターンエッチングし、修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン２０７を形成し（図２０（ｄ））、欠陥修正された階調をもつフォトマスクを得る。
遮光膜もしくは半透明膜２０６は、クロムなどの遮光膜をレーザＣＶＤ技術を用い、整形した白欠陥部形状に合わせて成膜したり、あるいはカーボンなどの半透明膜をガスアシストＦＩＢ成膜技術を用いて整形した白欠陥部形状に合わせて成膜することにより形成することができる。
【００８５】
図１８〜図２０においては、黒欠陥部が半透明領域の上に付着している場合を例に説明したが、黒欠陥部が半透明領域に部分的に埋没していたり、あるいは欠陥部全体が黒欠陥部で占められている場合でも、上記の第４〜第６の実施形態で述べた修正方法は適用できるものである。
【００８６】
図１５〜図２０では、欠陥を修正した修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンとして、いずれもスリット状のパターンを示して説明したが、修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンは、図２１に示すようにドット状でもよい。図２１において、図２１（ａ）は修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン２１７ａのドット形状が矩形状であり、図２１（ｂ）は修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン２１７ｂのドット形状が円形状である。いずれのパターンも露光機の解像限界以下の寸法とすることにより、修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンとして用いることが可能である。パターンが微細な場合においては、ドット形状が円形状の方がパターン形成がより容易である。
【００８７】
本発明において、修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンのスリット幅もしくはドット幅は、このフォトマスクを用いる露光機の解像限界以下とするものであり、０．５〜１．５μｍ程度が好ましい。スリット幅もしくはドット幅が０．５μｍ未満と小さくなればマスク製造が困難となり、一方、スリット幅もしくはドット幅が１．５μｍを超えると露光機や露光条件によりパターンが解像してしまう危険性が生じるからである。
また、欠陥部の修正に半透明膜パターンを用いた場合には、修正用の半透明膜の透過率も変えられるので、スリット幅もしくはドット幅の余裕度が広がり、遮光膜パターンで修正するよりも透過率をよりよく制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥部修正方法および欠陥部修正後の修正箇所の評価方法の実施形態の一例を示す概略的な処理フロー図である。
【図２】本発明の修正方法を行なう前の黒欠陥部を有する階調をもつフォトマスクの一例を示す部分平面模式図である。
【図３】階調をもつフォトマスクのビットマップ画像データをグレースケールの成分表示グラフに示した図である。
【図４】半透明領域の欠陥部および欠陥部周辺のビットマップ画像データをポリゴンデータ化した画像とした場合の平面拡大図である。
【図５】図２に示した欠陥部および欠陥部周辺のシミュレーション上の修正箇所を有する階調をもつフォトマスクの部分平面模式図である。
【図６】図５の修正箇所のパターン形状を変えた場合の例である。
【図７】図６（ａ）〜図６（ｃ）を含むパターン形状を変えた場合のシミュレーションによる修正箇所の露光光の規格化した照度を示す。
【図８】最適な修正用パターン形状とした図６（ｂ）の修正用パターンを用いて転写したときのシミュレーションによる３次元のレジストパターン像である。
【図９】シミュレーションによる図８のＡ−Ｂ方向（Ｘ方向）のレジスト断面図である。
【図１０】図１に示した本発明の処理フロー図に欠陥部の評価方法を加えた処理フロー図である。
【図１１】図６（ｂ）の修正用パターンを用いて欠陥部を修正した修正箇所を有する階調をもつフォトマスクの部分平面模式図である。
【図１２】図１１に示す欠陥部を修正したフォトマスクを用いて転写したときのシミュレーションによる３次元のレジストパターン像である。
【図１３】図１２のＣ−Ｄ方向（Ｘ方向）のレジスト断面図で、修正が良好になされた場合を示す。
【図１４】図１２に示したと同様のＣ−Ｄ方向（Ｘ方向）のレジスト断面図で、修正箇所が不良の場合を示す。
【図１５】本発明の階調をもつフォトマスクの白欠陥修正方法の第１の実施形態を示す部分平面模式図である。
【図１６】本発明の階調をもつフォトマスクの白欠陥修正方法の第２の実施形態を示す部分平面模式図である。
【図１７】本発明の階調をもつフォトマスクの白欠陥修正方法の第３の実施形態を示す部分平面模式図である。
【図１８】本発明の階調をもつフォトマスクの黒欠陥修正方法の第４の実施形態を示す部分平面模式図である。
【図１９】本発明の階調をもつフォトマスクの黒欠陥修正方法の第５の実施形態を示す部分平面模式図である。
【図２０】本発明の階調をもつフォトマスクの黒欠陥修正方法の第６の実施形態を示す部分平面模式図である。
【図２１】本発明の階調をもつフォトマスクの欠陥部修正に用いられるパターン形状の他の例を示す部分平面模式図である。
【符号の説明】
【００８９】
２１  透過領域
２２  遮光領域
２３  半透明領域
２４  黒欠陥部
５７  シミュレーション上の修正箇所
８１  マスク光透過領域に相当する基板露出部分
８２  マスク遮光領域に相当するレジスト部分
８３  マスク半透明領域に相当するレジスト部分
８７  マスク修正箇所に相当するレジスト部分
１１７  欠陥部修正箇所
１２１  修正後のマスク光透過領域に相当する基板露出部分
１２２  修正後のマスク遮光領域に相当するレジスト部分
１２３  修正後のマスク半透明領域に相当するレジスト部
１２７  修正後のマスク修正箇所に相当するレジスト部分
１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、２０１  透明基板
１５３、１６３、１７３、１８３、１９３、２０３  半透明領域
１５４、１６４、１７４  白欠陥部
１５７、１６７  修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン
１６５、１７５  整形した白欠陥部
１７６  成膜した遮光膜または半透明膜
１７７  修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン
１８４、１９４、２０４  黒欠陥部
１８７  修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン
１９５、２０５  整形した白欠陥部
１９７  修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン
２０６  成膜した遮光膜または半透明膜
２０７  修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン
２１３ａ、２１３ｂ  半透明領域
２１７ａ、２１７ｂ  修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図４】
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【図８】
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【図１２】
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