(57)【要約】【課題】階調をもつフォトマスクの半透明膜の欠陥修正方法において、高額なフォトマスク欠陥修正装置を用いなくても微小欠陥を修正することが可能であり、被転写基板上のレジスト残膜量を制御し得る階調をもつフォトマスクの欠陥修正方法を提供する。【解決手段】透明基板上に、遮光膜が少なくとも存在する遮光領域、半透明膜が存在する半透明領域、および遮光膜と半透明膜のいずれも存在しない透過領域、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修正方法において、半透明領域の欠陥が白欠陥であり、少なくとも白欠陥を含む半透明領域上にポジ型フォトレジスト層を形成する工程と、透明基板面側から白欠陥領域のフォトレジスト層を局所的にバック露光し、現像して白欠陥が露出したレジストパターンを形成する工程と、白欠陥に修正用半透明膜を形成した後、レジストパターンを剥離する工程と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
2007292822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に所望のパターンを有し、前記パターンを形成する膜が、実質的に露光光を透過しない遮光膜と、前記露光光を所望の透過率で透過する半透明膜とからなり、前記透明基板上に、前記遮光膜が少なくとも存在する遮光領域、前記半透明膜が存在する半透明領域、および前記遮光膜と前記半透明膜のいずれも存在しない透過領域、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修正方法において、
前記半透明領域の欠陥が白欠陥であり、少なくとも該白欠陥を含む前記半透明領域上にポジ型フォトレジスト層を形成する工程と、
前記透明基板面側から該白欠陥領域のフォトレジスト層を局所的にバック露光し、現像して該白欠陥が露出したレジストパターンを形成する工程と、
該白欠陥に修正用半透明膜を形成した後、前記レジストパターンを剥離し、該白欠陥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工程と、
を有する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修正方法。
【請求項２】
透明基板上に所望のパターンを有し、前記パターンを形成する膜が、実質的に露光光を透過しない遮光膜と、前記露光光を所望の透過率で透過する半透明膜とからなり、前記透明基板上に、前記遮光膜が少なくとも存在する遮光領域、前記半透明膜が存在する半透明領域、および前記遮光膜と前記半透明膜のいずれも存在しない透過領域、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修正方法において、
前記半透明領域の欠陥が黒欠陥であり、該黒欠陥を選択的にエッチング除去して欠陥部を整形し、整形した白欠陥とする工程と、
少なくとも該白欠陥を含む前記半透明領域上にポジ型フォトレジスト層を形成する工程と、
前記透明基板面側から該白欠陥領域のフォトレジスト層を局所的にバック露光し、現像して該白欠陥が露出したレジストパターンを形成する工程と、
該白欠陥に修正用半透明膜を形成した後、前記レジストパターンを剥離し、該白欠陥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工程と、
を有する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修正方法。
【請求項３】
透明基板上に所望のパターンを有し、前記パターンを形成する膜が、実質的に露光光を透過しない遮光膜と、前記露光光を所望の透過率で透過する半透明膜とからなり、前記透明基板上に、前記遮光膜が少なくとも存在する遮光領域、前記半透明膜が存在する半透明領域、および前記遮光膜と前記半透明膜のいずれも存在しない透過領域、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修正方法において、
前記半透明領域の欠陥が黒欠陥であり、少なくとも該黒欠陥を含む前記半透明領域上にネガ型フォトレジスト層を形成する工程と、
前記透明基板面側から該黒欠陥領域のフォトレジスト層をバック露光し、現像して該黒欠陥が露出したレジストパターンを形成する工程と、
該黒欠陥をエッチングして除去した後、前記エッチング除去した箇所に修正用半透明膜を局所的に成膜形成した後、前記レジストパターンを剥離し、該黒欠陥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工程と、
を有する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修正方法。
【請求項４】
前記遮光膜と前記半透明膜とが、いずれもクロムを主成分とす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修正方法。
【請求項５】
前記遮光膜がクロムまたは窒化クロムからなり、前記半透明膜が酸化クロムまたは酸化窒化クロムからなることを特徴とする請求項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修正方法。
【請求項６】
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修正方法。
【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修正方法に関する。
【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、階調マスクあるいはグレートーンマスクとも称する。）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マスクである。
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、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。
【０００３】
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有利である。
【０００４】
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。一方、パターン寸法の微細化に伴い、修正が必要とされるフォトマスクの欠陥部のサイズは益々小さくなってきており、修正における精度も益々小さくなっている。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
たとえば、スリットマスクのスリット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。）。図６は、従来のスリットマスクのスリット部の黒欠陥修正方法を説明する部分平面図で、図６（１）はスリット部６３に黒欠陥６５が生じた場合で、図６（２）に示すように、欠陥部を部分的に除去して、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に修正パターンを形成する方法である。また、図７は、スリットマスクのスリット部の白欠陥修正方法を説明する部分平面図で、図７（１）はスリット部に白欠陥が生じた場合で、図７（２）に示すように、欠陥部にスポット的に修正膜を形成し、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にする方法である。
【０００８】
一方、半透明膜を有するフォトマスクの修正方法としては、たとえば、半導体素子に用いるハーフトーン位相シフトマスクの凹欠陥部の修正において、既存の修正装置の修正能力範囲内で転写特性を回復できるハーフトーン位相シフトマスクの修正方法が開示されている（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】特許第３４６５０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
スリットマスクや階調マスクを使用したフォトリソグラフィでは、露光光を半透過させる半透明膜の非常に小さな欠陥でも被転写基板上のレジスト像の形成に影響を与えるため、微小な欠陥も修正する必要があった。
特許文献５に示されるように、修正装置の性能を考慮し、転写性能を見ながらの修正技術は、ハーフトーン型位相シフトマスクの修正において一般的であるものの、この方法では、転写像の寸法は制御できても半透明領域に対応する被転写基板上のレジスト残膜量は制御できないという問題があった。
すなわち、マスク製造において、スリットマスクのように多数の微小スリットを大型マスクの全面に配置する必要が無く、製造が比較的容易で製造コスト的に有利な半透明膜を有する階調マスクは、半透明膜の欠陥修正が困難であるという問題があった。
また、ＬＣＤなどの画像表示装置の大型化に伴い、それに用いるフォトマスクも大型化し、マスク欠陥修正用のレーザ修正装置やＦＩＢ修正装置も大型化しており、高額な装置を使用することにより、マスク製造コストの増大をまねいていた。
【００１０】
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膜の欠陥修正方法において、高額なフォトマスク欠陥修正装置を用いなくても微小欠陥を修正することが可能であり、半透明領域を透過した被転写基板上のレジスト残膜量を制御し得る階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥修正方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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修正方法は、透明基板上に所望のパターンを有し、前記パターンを形成する膜が、実質的に露光光を透過しない遮光膜と、前記露光光を所望の透過率で透過する半透明膜とからなり、前記透明基板上に、前記遮光膜が少なくとも存在する遮光領域、前記半透明膜が存在する半透明領域、および前記遮光膜と前記半透明膜のいずれも存在しない透過領域、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修正方法において、前記半透明領域の欠陥が白欠陥であり、少なくとも該白欠陥を含む前記半透明領域上にポジ型フォトレジスト層を形成する工程と、前記透明基板面側から該白欠陥領域のフォトレジスト層を局所的にバック露光し、現像して該白欠陥が露出したレジストパターンを形成する工程と、該白欠陥に修正用半透明膜を形成した後、前記レジストパターンを剥離し、該白欠陥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工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
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修正方法は、透明基板上に所望のパターンを有し、前記パターンを形成する膜が、実質的に露光光を透過しない遮光膜と、前記露光光を所望の透過率で透過する半透明膜とからなり、前記透明基板上に、前記遮光膜が少なくとも存在する遮光領域、前記半透明膜が存在する半透明領域、および前記遮光膜と前記半透明膜のいずれも存在しない透過領域、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修正方法において、前記半透明領域の欠陥が黒欠陥であり、該黒欠陥を選択的にエッチング除去して欠陥部を整形し、整形した白欠陥とする工程と、少なくとも該白欠陥を含む前記半透明領域上にポジ型フォトレジスト層を形成する工程と、前記透明基板面側から該白欠陥領域のフォトレジスト層を局所的にバック露光し、現像して該白欠陥が露出したレジストパターンを形成する工程と、該白欠陥に修正用半透明膜を形成した後、前記レジストパターンを剥離し、該白欠陥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工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３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修正方法は、透明基板上に所望のパターンを有し、前記パターンを形成する膜が、実質的に露光光を透過しない遮光膜と、前記露光光を所望の透過率で透過する半透明膜とからなり、前記透明基板上に、前記遮光膜が少なくとも存在する遮光領域、前記半透明膜が存在する半透明領域、および前記遮光膜と前記半透明膜のいずれも存在しない透過領域、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修正方法において、前記半透明領域の欠陥が黒欠陥であり、少なくとも該黒欠陥を含む前記半透明領域上にネガ型フォトレジスト層を形成する工程と、前記透明基板面側から該黒欠陥領域のフォトレジスト層をバック露光し、現像して該黒欠陥が露出したレジストパターンを形成する工程と、  該黒欠陥をエッチングして除去した後、前記エッチング除去した箇所に修正用半透明膜を局所的に成膜形成した後、前記レジストパターンを剥離し、該黒欠陥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工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４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修正方法において、前記遮光膜と前記半透明膜とが、いずれもクロムを主成分とすることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５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修正方法は、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修正方法において、前記遮光膜がクロムまたは窒化クロムからなり、前記半透明膜が酸化クロムまたは酸化窒化クロムからなることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６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。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥修正方法によれば、高額な大型のマスク欠陥修正装置を使用しなくても、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る。
半透明膜を用いて半透明領域を作製した階調をもつフォトマスクは、製造が比較的容易で製造コスト的に有利であるという利点に加えて、本発明の修正方法では、欠陥部のみを正常部と同じ半透明膜で修正するので、修正部の光学特性が正常部と同じになり、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。
本発明の階調をもつフォトマスクの半透明領域の欠陥修正方法を用いることにより、画像表示素子の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、低コストの画像表示素子が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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修正方法の実施形態について説明する。図１〜図３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修正方法の実施形態を示す欠陥部周辺の工程断面模式図である。図４、図５は、本発明の修正方法を行なう前の欠陥部を有する階調をもつフォトマスクの例を示す模式図である。
【００１９】
（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、透明基板上に所望のパターンを有し、パターンを形成する膜が、実質的に露光光を透過しない遮光膜と、露光光を所望の透過率で透過する半透明膜とからなり、前記遮光膜が少なくとも存在する遮光領域、前記半透明膜が存在する半透明領域、および前記遮光膜と前記半透明膜のいずれも存在しない透過領域、とが混在する階調をもつフォトマスクである。
【００２０】
図４は、本発明の修正方法を行なう前の白欠陥を有する階調をもつフォトマスクの一例を示し、図４（ａ）は、フォトマスクの欠陥部分の平面面模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線における断面模式図である。図４（ａ）に示すように、透明基板４１上に、遮光膜４２と半透明膜４３とがこの順に積層されて存在する遮光領域４２ａ、半透明膜４３が存在する半透明領域４３ｂ、および、遮光膜４２と記半透明膜４３のいずれも存在しない透過領域、すなわち透明基板４１が露出している領域とが混在しているものであり、半透明膜４３が存在する半透明領域４３ｂに白欠陥４４が存在している場合を示す。
【００２１】
図５は、本発明の修正方法を行なう前の白欠陥部を有する階調をもつフォトマスクの別な例を示すものである。フォトマスクの欠陥部の平面面模式図は図５（ａ）と同じだが、断面形状は異なるフォトマスクを例示したものであり、半透明膜５３の上に遮光膜５２が積層されて存在する遮光領域５２ａ、半透明膜５３が存在する半透明領域５３ｂ、および、遮光膜５２と記半透明膜５３のいずれも存在しない透過領域、すなわち透明基板５１が露出している領域とが混在しているものであり、半透明膜５３が存在する半透明領域５３ｂに白欠陥５４が存在している場合を示す。
【００２２】
図４、図５に例示したフォトマスクは、いずれも遮光領域が遮光膜と半透明膜とからなるが、本発明に用いるフォトマスクとしては、遮光領域の一部が遮光膜のみで形成されていてもよい。また、図５に示すフォトマスクの場合には、遮光膜５２をパターンエッチングして形成する際に、オーバーエッチングにより下層の半透明領域の半透明膜が損なわれるのを防止するために、遮光膜５２と半透明膜５３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ることもできる。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、もしくは半透明膜と露光光に透明な中間層とが存在する領域を半透明領域とするものである。
【００２３】
本発明において、実質的に露光光を透過しない遮光膜パターンとは、露光波長において、１回の露光により露光光を透過して感光性レジストを感光させない遮光膜パターンを意味するものであり、通常は露光波長において、透過率０．１％以下が望ましいとされている。
【００２４】
以下、図４を用いて説明するが、図５の場合にも適用できるものである。
図４に示すように、本発明の階調をもつフォトマスクの修正方法が適用されるフォトマスクの透明基板４１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。
【００２５】
本発明において、遮光膜４２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、いずれを使用しても可能であるが、最も使用実績のあるクロムを主成分としたクロム系膜がマスクブランクのコスト、品質上からより好ましい。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るが、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より好ましい。たとえば、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。
【００２６】
本発明において、半透明膜４３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が、例えば、前記遮光膜４２の酸化膜、窒化膜、炭化膜や珪化膜を用いるのが好ましく、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４３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。
【００２７】
さらに、半透明膜４３と遮光膜４２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４３は遮光膜４２と同系の材料からなることが好ましい。遮光膜４２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４３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４２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。
【００２８】
本発明においては、半透明膜領域４３ｂを形成する半透明膜４３の露光光に対する透過率は、１０％〜８５％の範囲で形成するのが好ましい。半透明膜４３が存在する半透明領域４３ｂにおいて、透過率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４２ａ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との差を出しにくくなるからである。
【００２９】
（階調をもつフォトマスクの欠陥修正方法）
前述のように、階調をもつフォトマスクにおいて、遮光膜が少なくとも存在する遮光領域にある欠陥部の修正には、従来の欠陥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の修正方法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に分けて説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を説明する欠陥部周辺の工程断面模式図であり、図１（ａ）は、フォトマスクの修正前の欠陥部の断面図であり、半透明領域１３ｂに白欠陥１４が存在する。
【００３１】
上記のフォトマスクの少なくとも該白欠陥１４を含む前記半透明領域上にポジ型フォトレジスト層１５を形成する（図１（ｂ））。図１（ｂ）では、半透明領域のみならず、遮光領域、透過領域の全面にポジ型フォトレジストを塗布形成した状態を示す。
【００３２】
次に、透明基板１１面側から白欠陥１４領域のフォトレジスト層１５を局所的にバック露光し（図１（ｃ））、現像し、白欠陥１７が露出したレジストパターン１５ａを形成する（図１（ｄ））。
【００３３】
次に、露出した白欠陥１７に修正用半透明膜１８を形成する（図１（ｅ））。修正用半透明膜１８の成膜方法は、クロムなどの金属薄膜をレーザＣＶＤ技術で成膜する方法、カーボンなどの半透明膜をガスアシストＦＩＢ技術で成膜する方法なども適用できるが、低コストで高品質の修正用半透明膜を形成するためには、半透明領域形成に用いたスパッタリング法によるのがより好ましい。スパッタリング時の半透明膜の膜厚を制御することにより、白欠陥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成膜するものである。
【００３４】
次に、所定のフォトレジスト剥離液などでレジストパターン１５ａを剥離する。このとき、欠陥部以外のレジスト上の半透明膜はリフトオフされて、欠陥部のみに修正用半透明膜１８が残存し、半透明領域の欠陥部が修正された階調をもつフォトマスクが得られる（図１（ｆ））。
【００３５】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２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２（ａ）は、フォトマスクの修正前の欠陥部の断面図であり、半透明領域２３ｂに黒欠陥２４ａが存在する。
【００３６】
まず、上記のフォトマスクの黒欠陥部２４ａを選択的にエッチング除去して欠陥部を整形し、整形した白欠陥２４とする（図２（ｂ））。黒欠陥のエッチング除去は、従来、フォトマスクの黒欠陥修正に用いられているレーザ光もしくは集束イオンビームによるエッチング除去する方法が適用できる。
【００３７】
以降の工程は実施形態１と同じである。
すなわち、少なくとも該白欠陥２４を含む前記半透明領域上にポジ型フォトレジスト層２５を形成する（図２（ｃ））。図２（ｃ）では、半透明領域のみならず、遮光領域、透過領域の全面にポジ型フォトレジストを塗布形成した状態を示す。
【００３８】
次に、透明基板２１面側から白欠陥２４領域のフォトレジスト層２５を局所的にバック露光し（図２（ｄ））、現像し、白欠陥２７が露出したレジストパターン２５ａを形成する（図２（ｅ））。バック露光光を所定の透過率で透過する半透明膜と、１００％透過する透過領域との露光量の差を利用してレジストパターン形成するものである。
【００３９】
次に、露出した白欠陥２７に修正用半透明膜２８を形成する（図２（ｆ））。修正用半透明膜２８の成膜方法は、クロムなどの金属薄膜をレーザＣＶＤ技術で成膜する方法、カーボンなどの半透明膜をガスアシストＦＩＢ技術で成膜する方法なども適用できるが、低コストで高品質の修正用半透明膜を形成するためには、半透明領域形成に用いたスパッタリング法によるのがより好ましい。スパッタリング時の半透明膜の膜厚を制御することにより、白欠陥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成膜するものである。
【００４０】
次に、所定のフォトレジスト剥離液などでレジストパターン２５ａを剥離する。このとき、欠陥部以外のレジスト上の半透明膜はリフトオフされて、欠陥部のみに修正用半透明膜２８が残存し、半透明領域の欠陥部が修正された階調をもつフォトマスクが得られる（図２（ｇ））。
【００４１】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３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３（ａ）は、フォトマスクの修正前の欠陥部の断面図であり、半透明領域３３ｂに黒欠陥３４ａが存在する。本実施形態は、黒欠陥が紫外線をほとんど透過しない場合に適用し得る方法である。
【００４２】
上記のフォトマスクの少なくとも黒欠陥３４ａを含む半透明領域上にネガ型フォトレジスト層３５を形成する（図３（ｂ））。図３（ｂ）では、半透明領域のみならず、遮光領域、透過領域の全面にネガ型フォトレジストを塗布形成した状態を示す。
【００４３】
次に、透明基板３１面側から黒欠陥３４ａ領域のフォトレジスト層３５をバック露光し（図３（ｃ））、現像し、黒欠陥３４ａが露出したレジストパターン３５ａを形成する（図３（ｄ））。バック露光光を所定の透過率で透過する半透明膜と、露光光を透過しない黒欠陥との露光量の差を利用してレジストパターン形成するものである。
【００４４】
次に、露出した黒欠陥３４ａを局所的にエッチングし、透明基板３１表面まで露出させて白欠陥３７とする（図３（ｅ））。一般に、黒欠陥は遮光膜や半透明膜形成時の異物であることが多く、本発明の好ましい形態においては、遮光膜と半透明膜とが、いずれもクロムを主成分とするので、硝酸セリウム系などのウェットエッチング液が適用できる。
【００４５】
次に、白欠陥３７部分にマスキング・スパッタリング法などにより局所的に半透明膜３８を成膜する（図３（ｆ））。修正用半透明膜３８の成膜方法は、クロムなどの金属薄膜をレーザＣＶＤ技術で成膜する方法、カーボンなどの半透明膜をガスアシストＦＩＢ技術で成膜する方法なども適用できるが、低コストで高品質の修正用半透明膜を形成するためには、半透明領域形成に用いたスパッタリング法によるのがより好ましい。スパッタリング時の半透明膜の膜厚を制御することにより、白欠陥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成膜するものである。
【００４６】
次に、所定のフォトレジスト剥離液などでレジストパターン３５ａを剥離する。このとき、欠陥部以外のレジスト上の半透明膜はリフトオフされて、欠陥部のみに修正用半透明膜３８が残存し、半透明領域の欠陥部が修正された階調をもつフォトマスクが得られる（図３（ｇ））。
【００４７】
本発明の階調をもつフォトマスクの修正方法においては、欠陥画像を光学顕微鏡像、走査型電子顕微鏡像、イオン像などの画像として取得し、たとえば、ＫＬＡテンコール社製Ｐｒｏｌｉｔｈなどの光学シミュレーションを用い、修正された半透明領域が正常な部分と同等な転写特性が得られるように、修正用遮光膜パターンまたは修正用半透明膜パターンの最適なスリット幅もしくはドット幅、ピッチなどを選定するのが望ましい。また、修正後の画像も取得し、光学シミュレーションにより転写性能を保証することも可能である。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
光学研磨された３３０×４５０ｍｍの合成石英基板上にクロムよりなる遮光膜が約１００ｎｍ成膜されているフォトマスクブランク上に、市販のフォトレジスト（東京応化工業（株）製ｉｐ−３５００）を約３８０ｎｍ塗布し、１２０度に加熱されたホットプレートで１５分ベークした後、フォトマスク用レーザ描画装置（マイクロニック（株）製ＬＲＳ１１０００−ＴＦＴ３）で、所望の遮光膜パターンを描画した。ここで描画したパターンは、最終的に完全に遮光するためのパターンである。
次に、専用のデベロッパー（東京応化工業（株）製ＮＭＤ３）で現像し、遮光膜用レジストパターンを得た。
【００４９】
次にレジストパターンをエッチング用マスクとし、クロム膜をエッチングし、さらに残ったレジストパターンを剥膜することで、所望の遮光膜パターンを得た。なお、クロム膜のエッチングには、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント（ザ・インクテック（株）製ＭＲ−ＥＳ）を用いた。クロム膜のエッチング時間は、約６０秒であった。
【００５０】
次いで、こうして得られた遮光膜パターン付き基板について、遮光膜パターン寸法検査、パターン欠陥検査、必要に応じて遮光膜パターンの修正を行ない、遮光膜の欠陥は無い状態とした。次いで、この基板をよく洗浄した後、半透明膜である酸化クロム膜をスパッタリング法にて成膜した。酸化クロム膜の膜厚はおよそ３０ｎｍとし、透過率は約４０％（波長ｇ線：４３６ｎｍ）とした。
【００５１】
次に、この上に市販のフォトレジスト（東京応化工業（株）製ｉｐ−３５００）を再度、約３８０ｎｍ塗布し、１２０℃に加熱されたホットプレート上で１５分ベークした。
続いて半透明膜パターンとなる像を再度レーザ描画装置（マイクロニック（株）製ＬＲＳ１１０００−ＴＦＴ３）で描画し、専用デベロッパー（東京応化工業（株）製ＮＭＤ３）で現像し、半透明膜用レジストパターンを得た。なお、描画装置ＬＲＳ１１０００は、アライメント描画機能を有しており、形成済みの遮光膜パターンに位置を合わせて、半透明膜パターンを形成した。
【００５２】
次に、レジストパターンをマスクとして、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチング液（ザ・インクテック（株）製ＭＲ−ＥＳ）で半透明膜をエッチングし、続いて露出した遮光膜をエッチングし、残ったレジストを剥膜し、半透明膜パターンと最終的にエッチングされた遮光膜パターンとを有し、透明基板上に遮光領域と半透明領域と透過領域とが混在する階調をもつフォトマスクを得た。
【００５３】
次に、この階調をもつフォトマスクの欠陥検査を行なったところ、酸化クロム膜よりなる半透明膜パターンの半透明領域に縦横３μｍ×２．５μｍ程度の不定形の白欠陥が検出されたので、以下の工程で欠陥修正を行なった。
【００５４】
上記のフォトマスクを洗浄した後、パターン側全面にポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製ＯＦＰＲ−８００）をスピン塗布し、プリベーク処理して、厚さ３５０ｎｍのポジ型フォトレジスト層を形成した。
【００５５】
次に、透明基板面側から高圧水銀灯のｇ線の平行光を用い、白欠陥領域のフォトレジスト層を局所的にバック露光し、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とするアルカリ水溶液で現像し、純水でリンスした。バック露光は局所的なスポット露光としたので、白欠陥部以外の透明領域上のフォトレジスト層は露光されず、白欠陥部のみが露出し、断面が垂直なレジストパターンを形成した。
【００５６】
次に、レジストパターンから露出した白欠陥部に、修正用半透明膜として酸化クロム膜をスパッタリング法にて成膜した。酸化クロム膜は、正常な半透明領域形成のときと同じく、膜厚は３０ｎｍとし、透過率は約４０％（波長ｇ線：４３６ｎｍ）とした。
【００５７】
次に、アルカリ性剥離液を用いレジストパターンを剥離した。このとき、欠陥部以外のレジスト上の半透明膜はリフトオフされて、欠陥部のみに修正用半透明膜が残存形成され、白欠陥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い階調をもつフォトマスクが得られた。
この修正した階調をもつフォトマスクをＬＣＤ素子の製造に用いたところ、被転写基板  上に欠陥の無いレジスト残膜厚の異なるパターンを形成することができた。
【００５８】
（実施例２）
実施例１と同じ方法で階調をもつフォトマスクを製造し、欠陥検査を行なったところ、酸化クロムよりなる半透明膜パターンの半透明領域に大きさ２×２μｍ程度の不定形の黒欠陥が検出された。
【００５９】
次に、上記の白欠陥部周辺の半透明膜をレーザ光により除去して黒欠陥部を整形し、大きさ３μｍ□の整形した白欠陥部とした。
【００６０】
以降の工程は実施例１と同様とした。すなわち、上記のフォトマスクを洗浄した後、パターン側全面にポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製ＯＦＰＲ−８００）をスピン塗布し、プリベーク処理して、厚さ３５０ｎｍのポジ型フォトレジスト層を形成した。
【００６１】
次に、透明基板面側から高圧水銀灯のｇ線の平行光を用い、白欠陥領域のフォトレジスト層を局所的にバック露光し、現像し、純水でリンスした。バック露光は局所的なスポット露光とした。
【００６２】
次に、レジストパターンから露出した白欠陥部に、修正用半透明膜として酸化クロム膜をスパッタリング法にて成膜した。酸化クロム膜は、正常な半透明領域形成のときと同じく、膜厚は３０ｎｍとし、透過率は約４０％（波長ｇ線：４３６ｎｍ）とした。
【００６３】
次に、アルカリ性剥離液を用いレジストパターンを剥離した。欠陥部以外のレジスト上の半透明膜はリフトオフされて、欠陥部のみに修正用半透明膜が残存形成され、白欠陥修正後の修正箇所の透過光量が、欠陥が無い正常つフォトマスクが得られた。
この修正した階調をもつフォトマスクをＬＣＤ素子の製造に用いたところ、被転写基板上に欠陥の無いレジスト残膜厚の異なるパターンを形成することができた。
【００６４】
（実施例３）
実施例１と同じ方法で階調をもつフォトマスクを製造し、欠陥検査を行なったところ、半透明膜パターンの半透明領域に大きさ３×２μｍ程度の不定形の黒欠陥が検出された。
【００６５】
上記のフォトマスクのマスクパターン側の全面にネガ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製ＴＨＭＲ−ｉＮ２００）をスピンナ塗布し、９０℃にて乾燥し、膜厚３００ｎｍのレジスト層を形成した。
【００６６】
次に、透明基板面側から水銀灯のｉ線によりバック露光し、次いで露光後加熱処理（ＰＥＢ）を１１０℃で９０秒間行い、２．３８重量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて現像し、黒欠陥部分が露出したレジストパターンを形成した。
【００６７】
次に、露出した黒欠陥部のみを硝酸セリウム系のウェットエッチング液（ザ・インクテック（株）製ＭＲ−ＥＳ）を用い局所的にエッチングし、透明基板表面まで露出させて白欠陥部とした。このとき、遮光膜上のレジストも剥離され遮光膜が露出しているので、エッチング液が付着しないように十分に注意してエッチングを行なった。
【００６８】
次に、上記の白欠陥部分にマスキング・スパッタリング法により局所的に修正用の半透明膜を成膜した。修正用半透明膜は酸化クロム膜を用い、正常な半透明領域形成のときと同じく、膜厚は３０ｎｍとし、透過率は約４０％（波長ｇ線：４３６ｎｍ）とした。
【００６９】
次に、所定のフォトレジスト剥離液などでレジストパターンを剥離し、欠陥部以外のレジスト上の半透明膜はリフトオフされて、欠陥部のみに修正用半透明膜が残存し、半透明領域の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い階調をもつフォトマスクが得られた。
この修正した階調をもつフォトマスクをＬＣＤ素子の製造に用いたところ、被転写基板上に欠陥の無いレジスト残膜厚の異なるパターンを形成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の階調をもつフォトマスクの白欠陥修正方法の実施形態の一例を示す工程断面模式図である。
【図２】本発明の階調をもつフォトマスクの黒欠陥修正方法の実施形態の一例を示す工程断面模式図である。
【図３】本発明の階調をもつフォトマスクの黒欠陥修正方法の実施形態の他の例を示す工程断面模式図である。
【図４】本発明の修正方法を行なう前の欠陥部を有する階調をもつフォトマスクの一例を示す模式図である。
【図５】本発明の修正方法を行なう前の欠陥部を有する階調をもつフォトマスクの別な一例を示す断面模式図である。
【図６】従来のスリットマスクのスリット部の黒欠陥修正方法を説明する部分平面図である。
【図７】従来のスリットマスクのスリット部の白欠陥修正方法を説明する部分平面図な半透明領域の透過光量に等しい階調をもである。
【符号の説明】
【００７１】
１１、２１、３１、４１、５１  透明基板
１２、２２、３２、４２、５２  遮光膜
１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ  遮光領域
１３、２３、３３、４３、５３  半透明膜
１３ｂ、２３ｂ、３３ｂ、４４ｂ、５５ｂ  半透明領域
１４、２４、４４、５４  白欠陥
２４ａ、３４ａ  黒欠陥
１５、２５  ポジ型フォトレジスト
１５ａ、２６ａ  レジストパターン
１６、２６、３６  紫外線
１７、２７、３７  露出した白欠陥
１８、２８、３８  修正用半透明膜
６１、７１  遮光部
６３、７３  スリット部
６５  黒欠陥（ブリッジ）
６６  開口
７４  修正膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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