(57)【要約】【課題】フォトマスクの転写用パターンに生じた欠陥をレーザＣＶＤ法によって修正する場合に、従来よりも透過率分布のばらつきを抑えた修正膜により転写用パターンの欠陥を修正することができる技術を提供する。【解決手段】基板の主表面上に転写用パターンが形成されたフォトマスクの転写用パターンに対し、修正膜を形成する、パターン修正方法であって、修正膜を形成する対象領域５４を特定する領域特定工程と、原料ガスの雰囲気中で、対象領域５４内にレーザ光を照射して、修正膜を形成する成膜工程と、を有し、成膜工程では、レーザ発振器から射出されたレーザ光を、対象領域５４内に照射することにより、所定サイズの単位修正膜５８を形成するとともに、対象領域５４内において、複数の単位修正膜５８の各々の一部分を互いに重ね合わせることにより、所定膜厚を有する修正膜を形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主表面上に転写用パターンが形成されたフォトマスクの前記転写用パターンに対し、修正膜を形成する、パターン修正方法であって、
前記修正膜を形成する対象領域を特定する領域特定工程と、
原料ガスの雰囲気中で、前記対象領域内にレーザ光を照射して、前記修正膜を形成する成膜工程と、を有し、
前記成膜工程では、レーザ発振器から射出されたレーザ光を、前記対象領域内に照射することにより、所定サイズの単位修正膜を形成するとともに、
前記対象領域内において、複数の前記単位修正膜の各々の一部分を互いに重ね合わせることにより、所定膜厚を有する修正膜を形成することを特徴とする、パターン修正方法。
【請求項２】
前記成膜工程では、レーザ発振器から射出され、所定寸法のアパーチャを通過したレーザ光を、前記対象領域内に照射して、前記基板上に照射スポットを形成することにより、所定サイズの単位修正膜を形成するとともに、
前記対象領域内において、前記照射スポットを移動させ、複数の前記単位修正膜の各々の一部分を互いに重ね合わせることにより、所定膜厚を有する修正膜を形成することを特徴とする、請求項１に記載のパターン修正方法。
【請求項３】
前記照射スポットの重ね合わせは、二方向の重ね合わせであることを特徴とする、請求項２に記載のパターン修正方法。
【請求項４】
前記照射スポットの重ね合わせ方向をＸ方向とするとき、前記Ｘ方向における前記照射スポットの寸法ＳＸ（μｍ）は、
０．５≦ＳＸ＜３．０
であることを特徴とする、請求項２又は３に記載のパターン修正方法。
【請求項５】
前記照射スポットの重ね合わせ方向をＸ方向とするとき、前記Ｘ方向における前記照射スポットの重ね合わせピッチＰＸは、前記Ｘ方向における前記照射スポットの寸法ＳＸに対して、
０．９ＳＸ≦ＰＸ≦０．５ＳＸ
であることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載のパターン修正方法。
【請求項６】
前記照射スポットの重ね合わせ方向をＸ方向とするとき、前記Ｘ方向における前記照射スポットの重ね合わせ幅ＷＸ（μｍ）は、
０．２≦ＷＸ≦１．５
であることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載のパターン修正方法。
【請求項７】
前記転写用パターンは、露光光の一部を透過する半透光部を含み、前記対象領域は、前記半透光部を少なくとも一部含むことを特徴とする、請求項２〜６のいずれか１項に記載のパターン修正方法。
【請求項８】
前記照射スポットは、前記レーザ発振器から射出されたレーザ光を振動させたのち、前記アパーチャを通過させ、前記フォトマスクの対象領域に照射して形成することを特徴とする、請求項２〜７のいずれか１項に記載のパターン修正方法。
【請求項９】
前記アパーチャの形状は、正方形であることを特徴とする、請求項２〜８のいずれか１項に記載のパターン修正方法。
【請求項１０】
基板の主表面上に、少なくとも半透光膜を有するフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記半透光膜をパターニングして、転写用パターンをもつフォトマスクを形成する工程と、
前記転写用パターンを修正する修正工程と含む、フォトマスクの製造方法において、
前記修正工程では、請求項１〜９のいずれか１項に記載のパターン修正方法を適用して前記転写用パターンを修正することを特徴とする、フォトマスクの製造方法。
【請求項１１】
基板の主表面上に形成された転写用パターンの一部が修正膜によって修正された修正転写用パターンを有するフォトマスクにおいて、
前記転写用パターンは、半透光膜が前記基板上に形成されてなる半透光部を含み、
前記修正転写用パターンは、前記フォトマスクの露光条件における解像限界寸法未満の寸法をもつＣＶＤ膜からなる複数の単位修正膜が、互いに一部を重なり合わせた状態で規則的に配列する修正膜部分を有することを特徴とする、フォトマスク。
【請求項１２】
前記単位修正膜は、互いに垂直な２方向に重ね合わされて配列することを特徴とする、請求項１１に記載のフォトマスク。
【請求項１３】
基板の主表面上に転写用パターンを備えたフォトマスクの前記転写用パターンに対し、修正膜を形成する、修正膜形成装置であって、
レーザ光を射出するレーザ発振器と、
前記レーザ光の光束径を所定の大きさに絞るための、所定寸法のアパーチャと、
前記アパーチャを通過した前記レーザ光を、前記基板上に照射し、前記基板上に照射スポットを形成するための光学系と、
前記基板上に原料ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記基板の主表面と平行な面内で前記光学系と前記基板とを相対的に移動させる移動制御手段と、を有し、
前記移動制御手段は、前記光学系と前記基板とを相対的に移動させることにより、前記基板上に所定サイズの単位修正膜を複数形成するとともに、前記複数の単位修正膜が、その一部を互いに重ね合わせて配列するように、前記移動を制御することを特徴とする、修正膜形成装置。
【請求項１４】
前記移動制御手段は、前記光学系と前記基板とを相対的に移動させることにより、前記複数の単位修正膜が２方向で互いに重ね合わせて配列するように、前記移動を制御することを特徴とする、請求項１３に記載の修正膜形成装置。
【請求項１５】
前記移動制御手段は、前記光学系と前記基板のいずれかを、相対的に、一定のピッチで、少なくとも一方向にステップ・アンド・リピート方式で移動させることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の修正膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクの転写用パターンの修正に関し、特に、液晶表示装置や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置に代表される表示装置の製造に有用なフォトマスクが備える転写用パターンの修正に適用して好適なパターン修正方法、フォトマスクの製造方法、フォトマスク、及び修正膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半透光部を含む転写用パターンを備えるフォトマスクにおいて、転写用パターンの半透光部に欠陥が生じた場合に、これを修正（リペア）することが知られている。たとえば、特許文献１には、半透光膜によって形成された半透光部に欠陥が発生した場合に、これを修正するための修正膜として、中心部より周縁側の部分に、露光光の透過量が大きい領域をもつ修正膜を形成することが記載されている。また、特許文献２には、フォトマスク上のハーフトーン領域の白欠陥部分の修正に適用される修正装置及び方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５６７５９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１０９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表示装置の製造においては、得ようとするデバイスの設計に基づいた転写用パターンを備えたフォトマスクが多く利用される。スマートフォンやタブレット端末などのデバイスに搭載される液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置には、明るく省電力、動作速度が速いだけでなく、高解像度、広視野角などの高い画質が要求される。このため、フォトマスクのもつ転写用パターンに対して、益々の微細化、高密度化の要求が強まる傾向にある。
【０００５】
フォトマスクに形成される転写用パターンとして、露光光を透過する透光部、及び露光光を遮蔽する遮光部に加え、露光光の一部を透過する半透光部を備えるものがある。たとえば、得ようとするデバイスの製造過程で、複数回のエッチングプロセスが可能となる、多階調フォトマスクが知られている。
【０００６】
また、液晶表示装置に適用されるカラーフィルタにおいては、タッチパネルの操作性を得るためのフォトスペーサとして、メインスペーサのほかにサブスペーサを設けたり、より明るい表示画面を実現するために、ブラックマトリックス上にフォトスペーサを配置するなどして、明るさの向上や省電力化が進められている。こうした製品を製造する場合でも、多階調フォトマスクを用いて感光性樹脂の立体形状を得ることにより、生産の効率化や低コスト化を図ることができる。
【０００７】
多階調フォトマスクのもつ半透光部としては、透明基板上に、露光光に対して所定の透過率をもつ半透光膜を形成し、この半透光膜の部分を半透光部として用いることができる。このような半透光部としては、透光部に対して、露光光の位相シフト量が小さい（たとえばゼロより大きく、９０度以下）といった光学特性の半透光膜を適用することができる。半透光部に適用する半透光膜に、所定の光透過率とともに位相シフト作用（たとえば位相シフト量が１８０度±３０度）をもたせ、これを転写する際の透過光強度分布のコントラストや、焦点深度を向上させる手法も、高精細のパターニングには好適である。このようなフォトマスクに使用される位相シフト膜も、露光光に対して所定の透過率をもつ半透光膜である。
【０００８】
こうした半透光膜により形成された転写用パターンにおいて、半透光膜の部分に黒欠陥又は白欠陥が生じたときは、欠陥を修正（リペア）する必要がある。その場合、たとえば、半透光膜の一部に白欠陥が生じたときは、半透光膜の欠落部分に修正膜を堆積させることにより、白欠陥を修正する。また、半透光膜の一部に黒欠陥が生じたときは、半透光膜又は付着物を除去し、必要に応じて新たな修正膜を堆積させることにより、黒欠陥を修正する。ただし、いずれの場合も、既に形成された正常な部分の半透光膜（以下、「正常膜」ともいう。）の光学特性と、修正工程にて局所的に形成される修正膜の光学特性との整合に留意する必要がある。なぜなら、修正膜の光学的な性質や作用が正常部分の半透光膜と相違すると、場合によっては、新たな白欠陥又は黒欠陥を生じるリスクがあるからである。特に、正常膜と修正膜との光透過率の整合は重要である。
【０００９】
特許文献１には、欠陥領域を含む領域に、修正膜を形成する工程において、修正膜の中央部より周縁側の部分に、中央部よりも露光光の透過量が大きい領域を有するように修正膜を形成することにより、欠陥を修正する欠陥修正方法が記載されている。すなわち該文献では、半透光膜の欠陥部分の形状と修正膜の形状が同寸法で同形状でない場合に、隙間（白欠陥）や重なり（黒欠陥）が生じてしまうことを問題とし、上記の欠陥修正方法を提案している。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）法を用いた欠陥修正方法であるため、高真空のチャンバーを使用する必要があり、欠陥の修正に時間がかかる上、成膜材料の供給と走査速度とを精緻に調整し、膜厚を均一化することは容易ではないという難点がある。
【００１１】
特許文献２には、レーザＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いた欠陥修正方法が記載されている。すなわち該文献には、レーザ発振器から射出されるレーザ光を、光軸前方に静止して設けられた開口を通過させたのち、対物レンズで集光することにより、反応ガス雰囲気中に置かれた試料表面に照射すると共に、前記開口へと入射されるレーザ光の光軸を前記開口に対して揺動させることにより、試料表面上における照射光強度を時間平均作用によって均一化するようにしたＣＶＤ薄膜の形成方法が記載されている。また、この方法によれば、フォトマスクのハーフトーン領域の白欠陥修正のように、高度の膜厚均一化が要求される用途に好適なＣＶＤ薄膜を形成できると記載されている。
【００１２】
ただし、本発明者の検討によると、レーザ光の揺動による時間的平均作用によって光強度を均一化しても、その後にレーザ光の光束が光学系を通過するときに、光学系による収差などの歪みの影響で、照射スポット内のレーザ光の強度にムラが生じ、修正膜に膜厚分布が生じる傾向が生じる。したがって、より透過率分布のばらつきを抑えた修正膜の形成につき、更なる改良の余地があることが見出された。
【００１３】
本発明の主な目的は、フォトマスクの転写用パターンに生じた欠陥をレーザＣＶＤ法によって修正する場合に、従来よりも透過率分布のばらつきを抑えた修正膜により転写用パターンの欠陥を修正することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
基板の主表面上に転写用パターンが形成されたフォトマスクの前記転写用パターンに対し、修正膜を形成する、パターン修正方法であって、
前記修正膜を形成する対象領域を特定する領域特定工程と、
原料ガスの雰囲気中で、前記対象領域内にレーザ光を照射して、前記修正膜を形成する成膜工程と、を有し、
前記成膜工程では、レーザ発振器から射出されたレーザ光を、前記対象領域内に照射することにより、所定サイズの単位修正膜を形成するとともに、
前記対象領域内において、複数の前記単位修正膜の各々の一部分を互いに重ね合わせることにより、所定膜厚を有する修正膜を形成することを特徴とする、パターン修正方法である。
（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
前記成膜工程では、レーザ発振器から射出され、所定寸法のアパーチャを通過したレーザ光を、前記対象領域内に照射して、前記基板上に照射スポットを形成することにより、所定サイズの単位修正膜を形成するとともに、
前記対象領域内において、前記照射スポットを移動させ、複数の前記単位修正膜の各々の一部分を互いに重ね合わせることにより、所定膜厚を有する修正膜を形成することを特徴とする、上記第１の態様に記載のパターン修正方法である。
（第３の態様）
本発明の第３の態様は、
前記照射スポットの重ね合わせは、二方向の重ね合わせであることを特徴とする、上記第２の態様に記載のパターン修正方法である。
（第４の態様）
本発明の第４の態様は、
前記照射スポットの重ね合わせ方向をＸ方向とするとき、前記Ｘ方向における前記照射スポットの寸法ＳＸ（μｍ）は、
０．５≦ＳＸ＜３．０
であることを特徴とする、上記第２又は第３の態様に記載のパターン修正方法である。
（第５の態様）
本発明の第５の態様は、
前記照射スポットの重ね合わせ方向をＸ方向とするとき、前記Ｘ方向における前記照射スポットの重ね合わせピッチＰＸは、前記Ｘ方向における前記照射スポットの寸法ＳＸに対して、
０．９ＳＸ≦ＰＸ≦０．５ＳＸ
であることを特徴とする、上記第２〜第４の態様のいずれか１つに記載のパターン修正方法である。
（第６の態様）
本発明の第６の態様は、
前記照射スポットの重ね合わせ方向をＸ方向とするとき、前記Ｘ方向における前記照射スポットの重ね合わせ幅ＷＸ（μｍ）は、
０．２≦ＷＸ≦１．５
であることを特徴とする、上記第２〜第５の態様のいずれか１つに記載のパターン修正方法である。
（第７の態様）
本発明の第７の態様は、
前記転写用パターンは、露光光の一部を透過する半透光部を含み、前記対象領域は、前記半透光部を少なくとも一部含むことを特徴とする、上記第２〜第６の態様のいずれか１つに記載のパターン修正方法である。
（第８の態様）
本発明の第８の態様は、
前記照射スポットは、前記レーザ発振器から射出されたレーザ光を振動させたのち、前記アパーチャを通過させ、前記フォトマスクの対象領域に照射して形成することを特徴とする、上記第２〜第７の態様のいずれか１つに記載のパターン修正方法である。
（第９の態様）
本発明の第９の態様は、
前記アパーチャの形状は、正方形であることを特徴とする、上記第２〜第８の態様のいずれか１つに記載のパターン修正方法である。
（第１０の態様）
本発明の第１０の態様は、
基板の主表面上に、少なくとも半透光膜を有するフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記半透光膜をパターニングして、転写用パターンをもつフォトマスクを形成する工程と、
前記転写用パターンを修正する修正工程と含む、フォトマスクの製造方法において、
前記修正工程では、上記第１〜第９の態様のいずれか１つに記載のパターン修正方法を適用して前記転写用パターンを修正することを特徴とする、フォトマスクの製造方法である。
（第１１の態様）
本発明の第１１の態様は、
基板の主表面上に形成された転写用パターンの一部が修正膜によって修正された修正転写用パターンを有するフォトマスクにおいて、
前記転写用パターンは、半透光膜が前記基板上に形成されてなる半透光部を含み、
前記修正転写用パターンは、前記フォトマスクの露光条件における解像限界寸法未満の寸法をもつＣＶＤ膜からなる複数の単位修正膜が、互いに一部を重なり合わせた状態で規則的に配列する修正膜部分を有することを特徴とする、フォトマスクである。
（第１２の態様）
本発明の第１２の態様は、
前記単位修正膜は、互いに垂直な２方向に重ね合わされて配列することを特徴とする、上記第１１の態様に記載のフォトマスクである。
（第１３の態様）
本発明の第１３の態様は、
基板の主表面上に転写用パターンを備えたフォトマスクの前記転写用パターンに対し、修正膜を形成する、修正膜形成装置であって、
レーザ光を射出するレーザ発振器と、
前記レーザ光の光束径を所定の大きさに絞るための、所定寸法のアパーチャと、
前記アパーチャを通過した前記レーザ光を、前記基板上に照射し、前記基板上に照射スポットを形成するための光学系と、
前記基板上に原料ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記基板の主表面と平行な面内で前記光学系と前記基板とを相対的に移動させる移動制御手段と、を有し、
前記移動制御手段は、前記光学系と前記基板とを相対的に移動させることにより、前記基板上に所定サイズの単位修正膜を複数形成するとともに、前記複数の単位修正膜が、その一部を互いに重ね合わせて配列するように、前記移動を制御することを特徴とする、修正膜形成装置である。
（第１４の態様）
本発明の第１４の態様は、
前記移動制御手段は、前記光学系と前記基板とを相対的に移動させることにより、前記複数の単位修正膜が２方向で互いに重ね合わせて配列するように、前記移動を制御することを特徴とする、上記第１３の態様に記載の修正膜形成装置である。
（第１５の態様）
本発明の第１５の態様は、
前記移動制御手段は、前記光学系と前記基板のいずれかを、相対的に、一定のピッチで、少なくとも一方向にステップ・アンド・リピート方式で移動させることを特徴とする、上記第１３又は第１４の態様に記載の修正膜形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来よりも透過率分布のばらつきを抑えた修正膜により転写用パターンの欠陥を修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る修正膜形成装置の概要を例示する構成図である。
【図２】欠陥の一例を示す平面図であって、（Ａ）は黒欠陥、（Ｂ）は白欠陥、（Ｃ）は前処理による白欠陥を示している。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）はアパーチャを通過するレーザ光の様子とその照射スポットの部分に形成される単位修正膜を示す図である。
【図４】（Ａ）は修正対象領域に単位修正膜を形成している途中の状態を示す平面図であり、（Ｂ）は単位修正膜の形成を終えた状態を示す平面図である。
【図５】成膜例１における成膜開始時の状態を示すもので、（Ａ）はレーザ光の照射状態を示す側面概略図、（Ｂ）は単位修正膜の形成状態を示す平面概略図である。
【図６】成膜例１における成膜途中の状態を示すもので、（Ａ）はレーザ光の照射状態を示す側面概略図、（Ｂ）は単位修正膜の形成状態を示す平面概略図である。
【図７】成膜例１における成膜終了時の状態を示すもので、（Ａ）はレーザ光の照射状態を示す側面概略図、（Ｂ）は単位修正膜の形成状態を示す平面概略図である。
【図８】成膜例２における成膜開始時の状態を示すもので、（Ａ）はレーザ光の照射状態を示す側面概略図、（Ｂ）は単位修正膜の形成状態を示す平面概略図である。
【図９】成膜例２における成膜途中の状態を示すもので、（Ａ）はレーザ光の照射状態を示す側面概略図、（Ｂ）は単位修正膜の形成状態を示す平面概略図である。
【図１０】成膜例２における成膜終了時の状態を示すもので、（Ａ）はレーザ光の照射状態を示す側面概略図、（Ｂ）は単位修正膜の形成状態を示す平面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態では、
基板の主表面上に転写用パターンが形成されたフォトマスクの前記転写用パターンに対し、修正膜を形成する、パターン修正方法であって、
前記修正膜を形成する対象領域を特定する領域特定工程と、
原料ガスの雰囲気中で、前記対象領域内にレーザ光を照射して、前記修正膜を形成する成膜工程と、を有し、
前記成膜工程では、レーザ発振器から射出されたレーザ光を、前記対象領域内に照射することにより、所定サイズの単位修正膜を形成するとともに、
前記対象領域内において、複数の前記単位修正膜の各々の一部分を互いに重ね合わせることにより、所定膜厚を有する修正膜を形成し、この修正膜によって転写用パターンを修正する。
また、好ましくは、
前記成膜工程では、レーザ発振器から射出され、所定寸法のアパーチャを通過したレーザ光を、前記対象領域内に照射して、前記基板上に照射スポットを形成することにより、所定サイズの単位修正膜を形成するとともに、
前記対象領域内において、前記照射スポットを移動させ、複数の前記単位修正膜の各々の一部分を互いに重ね合わせることにより、所定膜厚を有する修正膜を形成する。
【００１８】
このようなパターン修正方法に適用可能な修正膜形成装置としては、下記の構成を備える修正膜形成装置を用いることができる。
すなわち、
基板の主表面上に転写用パターンを備えたフォトマスクの前記転写用パターンに対し、修正膜を形成する、修正膜形成装置であって、
レーザ光を射出するレーザ発振器と、
前記レーザ光の光束径を所定の大きさに絞るための、所定寸法のアパーチャと、
前記アパーチャを通過した前記レーザ光を、前記基板上に照射し、前記基板上に照射スポットを形成するための光学系と、
前記基板上に原料ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記基板の主表面と平行な面内で前記光学系と前記基板とを相対的に移動させる移動制御手段と、を有し、
前記移動制御手段は、前記光学系と前記基板とを相対的に移動させることにより、前記基板上に所定サイズの単位修正膜を複数形成するとともに、前記複数の単位修正膜が、その一部を互いに重ね合わせて配列するように、前記移動を制御する。
【００１９】
（修正膜形成装置）
図１は本発明の実施形態に係る修正膜形成装置の概要を例示する構成図である。ただし、本発明に係る修正膜形成装置は、図示した装置構成に限定されるものではない。
修正膜形成装置１は、レーザＣＶＤ法によって、局所的な修正膜（ＣＶＤ膜ともいわれる）を形成できる装置である。フォトマスクの転写用パターンに生じる欠陥には、透過率が許容値よりも低くなる黒欠陥と、透過率が許容値よりも高くなる白欠陥がある。黒欠陥は、膜パターンの余剰や異物の付着などが原因で発生する欠陥であって、余剰欠陥ともいわれる。白欠陥は、膜パターンの不足や欠落などが原因で発生する欠陥であって、欠落欠陥ともいわれる。修正膜形成装置１は、黒欠陥の除去、及び白欠陥部への修正膜の堆積をそれぞれ行える構成になっている。フォトマスクは、基板の主表面上に転写用パターンが形成されたものである。以降の説明では、この転写用パターンが形成された基板をフォトマスク基板ともいう。
【００２０】
修正膜形成装置１は、主として、膜形成のためのレーザ光学系２と、膜除去のためのレーザ光学系３と、各々のレーザ光学系２，３から出たレーザ光（レーザビーム）ＬＢをフォトマスク（フォトマスク基板）４上に導く光学系５と、修正膜の原料となる原料ガスを供給するガス供給系６と、フォトマスク４を移動させるとともに、その移動を制御する移動制御部７と、を備えている。
【００２１】
膜形成のためのレーザ光学系２は、レーザ発振器（ＣＶＤ  Ｌａｓｅｒ）１１と、ビームエキスパンダ１２と、コリメートレンズ１３と、アッテネータ１４と、ビームスキャンユニット１５と、を備えている。このレーザ光学系２においては、レーザ発振器１１から射出したレーザ光ＬＢの光束径（以下、「ビーム径」ともいう。）が、ビームエキスパンダ１２によって拡大される。ビームエキスパンダ１２を通過したレーザ光ＬＢは、コリメートレンズ１３によって平行状態とされる。また、コリメートレンズ１３を透過したレーザ光ＬＢは、アッテネータ１４により適正な出力に調整された後、ビームスキャンユニット１５により振動される。ビームスキャンユニット１５によるレーザ光ＬＢの振動は、所定の振幅でレーザ光ＬＢの光軸を振動させることにより行う。
【００２２】
膜除去のためのレーザ光学系３は、レーザ発振器（Ｚａｐ  Ｌａｓｅｒ）１６と、ビームエキスパンダ１７と、コリメートレンズ１８と、アッテネータ１９と、を備えている。このレーザ光学系３においては、レーザ発振器１６から射出したレーザ光ＬＢの光束径が、ビームエキスパンダ１７によって拡大される。ビームエキスパンダ１７を通過したレーザ光ＬＢは、コリメートレンズ１８によって平行状態とされる。また、コリメートレンズ１８を透過したレーザ光ＬＢは、アッテネータ１９によって適正な出力に調整される。
【００２３】
光学系５は、４つのプリズム２１〜２４と、可変アパーチャ２５と、対物レンズ２６と、を備えている。プリズム２１〜２４は、それぞれレーザ光ＬＢを垂直に反射させるものである。すなわち、プリズム２１は、レーザ光学系２から出たレーザ光ＬＢを垂直に反射させ、プリズム２２は、プリズム２１によって反射されたレーザ光ＬＢを透過させるとともに、レーザ光学系３から出たレーザ光ＬＢを垂直に反射させる。また、プリズム２３は、可変アパーチャ２５を通過したレーザ光ＬＢを垂直に反射させ、プリズム２４は、プリズム２３で反射させたレーザ光ＬＢを垂直に反射させる。可変アパーチャ２５は、プリズム２１又はプリズム２２で反射させたレーザ光ＬＢの光束径を所定の大きさに絞るためのものである。可変アパーチャ２５は、レーザ光ＬＢの通過を制限するアパーチャの寸法（開口寸法）を変更可能に構成されている。
【００２４】
また、光学系５には、反射照明２７と、撮像素子（ＣＣＤ）２８と、透過照明２９と、が付属している。反射照明２７は、プリズム２３，２４及び対物レンズ２６を通してフォトマスク４に照明光を照射し、フォトマスク４から戻ってきた反射光を撮像素子２８に撮像させるものである。透過照明２９は、フォトマスク４の裏面側（転写用パターンの形成面と反対側）からフォトマスク４に照明光を照射し、フォトマスク４を通過した透過光を撮像素子２８に撮像させるものである。
【００２５】
ガス供給系６は、キャリアガス供給管３１と、原料ボックス３２と、原料ガス供給管３３と、ガスカーテンユニット３４と、を備えている。キャリアガス供給管３１は、不活性ガスからなるキャリアガス（たとえば、アルゴンガス）を原料ボックス３２に向けて供給するものである。原料ボックス３２は、修正膜の形成に用いる原料を加熱によって昇華させ、これによってガス化した原料をキャリアガスと混ぜることにより原料ガスを生成するものである。原料ガス供給管３３は、原料ボックス３２からガスカーテンユニット３４に向けて原料ガスを供給するものである。ガスカーテンユニット３４は、原料ガスを上部からフォトマスク面に向かって噴出させ、ガスカーテンユニット３４周辺部の排気孔からガスを吸引することで、原料ガスの供給と排気の差圧を調整しながらフォトマスク４の修正対象部分を原料ガス雰囲気３５とするものである。この原料ガス雰囲気３５のもとでレーザ光学系２によるレーザ光ＬＢをフォトマスク４の主表面上に照射すると、そこに照射スポットが形成されるとともに、その照射スポットの寸法及び形状に応じて修正膜が形成される。修正膜の原料としては、金属カルボニルが好ましく使用される。具体的には、クロムカルボニル（Ｃｒ（ＣＯ）６）、モリブデンカルボニル（Ｍｏ（ＣＯ）６）、タングステンカルボニル（Ｗ（ＣＯ）６）などが例示される。フォトマスクの修正膜としては、耐薬性の高いクロムカルボニルが好ましく用いられる。
【００２６】
移動制御部７は、フォトマスク（フォトマスク基板）４を図示しないステージ上に水平に載置し支持した状態で、そのステージと一体にフォトマスク４を水平面内でＸ方向及びＹ方向（Ｘ方向と垂直な方向）に移動させ、かつ、その移動を制御し得る構成になっている。この場合、フォトマスク４は、ステージと一体に移動するため、フォトマスク４を移動させることと、ステージを移動させることは、実質的に同義となる。
【００２７】
移動制御部７は、フォトマスク４を支持するステージを、Ｘ方向及びＹ方向に、それぞれ所望のピッチで精緻に移動させることができる。これにより、フォトマスク４の主表面上にレーザ光ＬＢの照射スポットを形成した際に、Ｘ方向又はＹ方向へのステージの移動（微動）によって照射スポットの位置を順次移動させ、欠陥修正の対象領域全体に修正膜を形成することができる。その場合、移動制御部７は、ステージに支持したフォトマスク４を、たとえば、Ｘ方向にはステップ・アンド・リピート方式で移動させ、所定数のステップ・アンド・リピートごとに、Ｙ方向に順次移動させ、この組合せを繰り返すように、フォトマスク４の移動を制御するものとすることができる。
【００２８】
ただし、フォトマスク４の主表面上に形成される照射スポットは、フォトマスク（フォトマスク基板）４と光学系５の相対的な移動にしたがって移動する。このため、移動制御部７は、フォトマスク４の主表面と平行な面内で光学系５とフォトマスク４とを相対的に移動させるものであればよい。したがって、照射スポットの移動に関しては、上述のようにフォトマスク４をＸ方向及びＹ方向に移動させる代わりに、レーザ光ＬＢを導く光学系５をＸ方向及びＹ方向に移動させてもよい。あるいは、Ｘ方向とＹ方向のいずれか一方向にフォトマスク４を移動させ、他方向に光学系５を移動させる構成を採用してもよい。
【００２９】
（パターン修正方法）
本発明の実施形態に係るパターン修正方法は、フォトマスクが備える転写パターンを修正する修正工程に適用される方法であって、下記の領域特定工程と成膜工程とを有する。
【００３０】
（領域特定工程）
領域特定工程では、フォトマスク基板上に形成された転写用パターンにおいて、修正膜の形成によって欠陥の修正を行う対象領域（以下、「修正対象領域」ともいう。）を特定する。このとき、必要に応じて、下記の前処理を行うことが好ましい。
【００３１】
（前処理）
ここでは、フォトマスクの転写用パターンに含まれる半透光部に欠陥が生じた場合に、この半透光部の欠陥を修正する場合について説明する。この場合、必要に応じて、欠陥部分を、修正の施しやすい白欠陥とする前処理を行う。本態様において、半透光部とは、フォトマスクの露光に用いる露光光の一部を透過する部分であって、ハーフトーン部、又はグレートーン部と呼ばれることもある。例えば、透明なフォトマスク基板上に半透光膜（露光光を一部透過する、所定の透過率をもつ光学膜）が形成されてなる領域である。この半透光部に生じた欠陥の具体例として、図２（Ａ）に示すように、半透光部５１の一部に黒欠陥５２が生じている場合、又は、図２（Ｂ）に示すように、半透光部５１の一部に白欠陥５３が生じている場合を考える。黒欠陥５２は、半透光部５１を形成している半透光膜上に、遮光膜や、その他の異物が付着しているために、半透光部５１に設定されている透過率よりも低い透過率を示す欠陥となっている。白欠陥５３は、半透光部５１を形成している半透光膜が一部脱落しているために、半透光部５１に設定されている透過率よりも高い透過率を示す欠陥となっている。黒欠陥５２に対する前処理では、付着している異物を除去し、必要に応じて、欠陥部分の周囲にある正常な半透光膜（正常膜）を一部除去し、修正工程に都合の良い形状の白欠陥を形成しておく。白欠陥５３に対する前処理でも、欠陥近傍の半透光膜を一部除去して、欠陥の形状を整えることが好ましい。
【００３２】
膜除去には、レーザザッピングを適用する。具体的には、レーザ発振器１６から射出されたレーザ光ＬＢを、ビームエキスパンダ１７によって所定のビーム径に拡大し、さらにアッテネータ１９によって出力調整した後、可変アパーチャ２５によって適切なビーム径に絞った状態で、フォトマスク４上に照射する。これにより、レーザ光ＬＢが照射された部分で半透光膜が除去される。そこで、修正工程に都合の良い形状として、上記の黒欠陥５２又は白欠陥５３の実寸法よりも一回り大きな寸法で、たとえば図２（Ｃ）に示すように四角形（好ましくは正方形又は長方形）の白欠陥を形成し、この白欠陥の形成領域を修正対象領域５４として特定する。
【００３３】
なお、膜除去による前処理を行わない場合には、欠陥検査によって発見された欠陥部分（黒欠陥又は白欠陥）をそのまま修正対象領域として特定してもよい。
また、前処理を行う場合は、下記の成膜工程で修正膜の形成を開始する開始位置の近傍に、修正膜の下地膜を予備的に形成しておいてもよい。下地膜は、成膜工程開始時のレーザ光ＬＢの吸収を促し、修正膜を成長させる起点となる。このため、効率的で安定した修正膜の形成に貢献することが期待できる。
【００３４】
（成膜工程）
成膜工程では、上記の領域特定工程で特定した修正対象領域５４に対し、修正膜を形成する（図１、図３〜図１０を参照）。
膜形成には、レーザＣＶＤ法を適用する。具体的には、レーザ発振器１１から射出されたレーザ光ＬＢを、ビームエキスパンダ１２によって所定のビーム径に拡大し、さらにアッテネータ１４によって出力調整した後、可変アパーチャ２５によって適切なビーム径に絞った状態で、フォトマスク４上に照射する。その際、可変アパーチャ２５に入射するレーザ光ＬＢの光束径が可変アパーチャ２５のアパーチャ寸法よりも十分に大きくなるように、レーザ光ＬＢの光束径をビームエキスパンダ１２によって拡げておいてもよい。又は、レーザ光ＬＢの光束径がアパーチャ寸法より小さくてもよい。いずれの場合も、可変アパーチャ２５上でレーザ光ＬＢが所定の振幅で振動するように、ビームスキャンユニット１５によってレーザ光ＬＢを振動させ、アパーチャを通過する光強度を均一化することができる。その一方で、ガス供給系６によりフォトマスク４上に原料ガスを供給することにより、フォトマスク４上を原料ガス雰囲気３５とする。これにより、レーザ光ＬＢが照射された部分に、ＣＶＤ膜からなる修正膜が形成される。
【００３５】
このように修正膜を形成するにあたっては、形成するべき修正膜の光学特性（光透過率など）を把握し、堆積するべき所定膜厚を予め検討する。本実施形態において、所定膜厚とは、修正対象領域に形成された修正膜が、位置によって異なる膜厚をもつ場合、その膜厚の範囲を意味する。この膜厚は、修正対象のフォトマスクが有する半透光膜（正常膜）の光透過率を基に決定し、これに応じて修正膜の形成条件を設定する。
【００３６】
修正膜の膜成長は、レーザによる光と熱のエネルギーの強度分布によって影響を受ける。このため、レーザ光ＬＢを適切な出力に調整することはもちろんのこと、修正膜を形成する領域全体にわたって、照射するレーザ光ＬＢの強度が一定の範囲内であることが肝要である。レーザ発振器１１から射出されたままのレーザ光ＬＢは、光束径の中心部分が周縁部分より強度が大きい分布をもっている。本実施形態では、修正の対象領域に対して相対的にサイズの小さい単位修正膜を繰り返し複数形成し、これら複数の単位修正膜を対象領域全体に配列することとし、対象領域の膜厚分布が転写に与える影響を大幅に低減した。以下、成膜工程に適用される具体的な成膜例について説明する。
【００３７】
（成膜例１）
まず、成膜例の一態様につき、図１、図３〜図７を用いて説明する。
成膜例１に適用する好ましい具体的手法としては、レーザ光ＬＢの光束を、所定のアパーチャ寸法（開口寸法）に設定した可変アパーチャ２５に入射させ、その光束の径を可変アパーチャ２５の寸法によって規制する。たとえば、図１に示すように、可変アパーチャ２５に入射する直前のＸ方向のレーザ光ＬＢの光束径がＬＸ（μｍ）であるとすると、可変アパーチャ２５のＸ方向のアパーチャ寸法ＡＸを上記ＬＸよりも十分に小さく設定しておく。そして、可変アパーチャ２５による光束径の絞りにより、好ましくはレーザ光束の中心近傍を含む光束の一部分のみを通過させて小さな光束とする。その際、レーザ光ＬＢの光束の一部分を通過させる可変アパーチャ２５のアパーチャ形状は、四角形（正方形、長方形）、あるいは、スリット状とすることができる。本態様では正方形のアパーチャを用いた例で説明する。
【００３８】
可変アパーチャ２５のアパーチャ寸法は、そのアパーチャ形状を規定する正方形の一辺（長方形である場合は短辺）が、５０μｍ以上３００μｍ未満であることが好ましく、より好ましくは１００μｍ以上２５０μｍ未満である。本態様では、正方形のアパーチャの一辺の寸法を２００μｍとした。ここで、後述する重ね合わせにおいて、重ね合わせ方向がＸ方向であり、Ｘ方向におけるアパーチャ寸法をＡＸ（μｍ）とすると、このアパーチャ寸法ＡＸ（μｍ）は、上述したＸ方向におけるレーザ光の光束径ＬＸ（μｍ）との関係では下記の（１）式、好ましくは下記の（２）式を満たす。また、アパーチャ寸法ＡＸ（μｍ）は、下記の（３）式、より好ましくは下記の（４）式を満たす。
ＡＸ＜ＬＸ              …（１）
ＡＸ≦０．５ＬＸ        …（２）
２０≦ＡＸ＜６００      …（３）
１００≦ＡＸ＜４００    …（４）
【００３９】
このように、レーザ光ＬＢの光束のうち、一部のみを切り取って相対的に小さな光束とすることにより、この後レーザ光ＬＢが通過する光学系の収差などによる歪みの影響を小さく抑えることができる。また、好ましくはレーザ光ＬＢの光束中心近傍のみを通過させることにより、光強度分布が比較的平坦である部分の光束を、選択的に使用することができる。
【００４０】
また、好ましい態様としては、図１に示すように、レーザ発振器１１から射出されたレーザ光ＬＢを、ビームエキスパンダ１２で所望の径に拡大し、アッテネータ１４で出力調整を行った後に、可変アパーチャ２５を通過させることができる。また、可変アパーチャ２５に入射するレーザ光ＬＢを、可変アパーチャ２５のアパーチャ寸法以上の幅で振動させることにより、可変アパーチャ２５に入射するレーザ光ＬＢの光束径を拡げるとともに、この光束中の光強度分布をよりフラットに近づけることができる。この場合は、可変アパーチャ２５に入射する直前の、Ｘ方向におけるレーザ光の光束径（ＬＸ）は、振動によるレーザ光の拡径分を含めた寸法となり、その場合でも「ＡＸ＜ＬＸ」の条件を満たすようにする。この様子を図３（Ａ）〜（Ｅ）に示す。なお、図３（Ａ）〜（Ｄ）は側面視のイメージで表記し、図３（Ｅ）は平面視のイメージで表記している。
【００４１】
まず、可変アパーチャ２５に入射するレーザ光ＬＢを振動させると、その振動方向（Ｘ方向）にレーザ光ＬＢの光束径が実質的に拡がる（図３（Ａ））。このため、アパーチャ部分に入射するレーザ光ＬＢの強度分布５６は、元の強度分布５５に比べて均一化（平坦化）される（図３（Ｂ））。また、可変アパーチャ２５では、強度分布が均一化されたレーザ光ＬＢの一部が、アパーチャ寸法ＡＸと実質的に同じ大きさの光束径で通過する（図３（Ｃ））。これにより、レーザ光ＬＢの光強度分布５７は、可変アパーチャ２５によるレーザ光束の制限によって更に均一化される（図３（Ｄ））。
【００４２】
その後、可変アパーチャ２５を通過することで光束が小さくなったレーザ光ＬＢは、プリズム２３，２４及び対物レンズ２６等の光学系を通して、図示しないフォトマスク４上の修正対象領域５４に照射される。これにより、修正対象領域５４には、レーザ光ＬＢの照射スポットが形成される。そして、この照射スポットの形成部位に単位修正膜５８が形成される（図３（Ｅ））。照射スポットの形状は、アパーチャ形状とほぼ相似形となる。また、照射スポットの寸法は、アパーチャ寸法よりも小さくなる。可変アパーチャ２５を通過したレーザ光ＬＢが対物レンズ２６によって集光され、その光束が絞られるからである。単位修正膜５８の形状及び寸法は、照射スポットの形状及び寸法とほぼ等しくなる。
【００４３】
照射スポットのサイズは、修正後のフォトマスクを露光する際に用いる露光装置の解像限界寸法より小さいものであることが好ましい。ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用の露光装置は、解像限界寸法が３μｍ程度であるから、これよりも小さな寸法の照射スポットとすることが好ましい。たとえば、照射スポットのサイズ（たとえば、Ｘ方向における照射スポットの寸法）は、アパーチャのサイズ（たとえば、Ｘ方向におけるアパーチャの寸法）の１／３００〜１／１０程度、より好ましくは、１／２００〜１／１００とすることができる。フォトマスク４の主表面に到達するレーザ光ＬＢの光束は、光学系が有する収差などの影響を受けて光強度にばらつきが生じやすいが、本実施形態では、ビームスキャンユニット１５によって振動させたレーザ光ＬＢの光束径を可変アパーチャ２５と対物レンズ２６によって十分に小さくしているため、光学系に起因する歪みをごくわずかなものに抑えることができる。
【００４４】
上述のように照射スポットが形成されるフォトマスク４の主表面には、修正膜の原料となる原料ガスをガス供給系６が供給することで、原料ガス雰囲気３５が形成されている。たとえば、修正膜の原料にクロムカルボニルを用いた場合は、原料ボックス３２内でクロムヘキサカルボニル（Ｃｒ（ＣＯ）６）を加熱して昇華させ、これをキャリアガス（Ａｒガス）とともにフォトマスク４の修正対象部分に導く。そうすると、照射スポットが形成されるフォトマスク４の修正対象部分には、クロムを含む原料ガスによって原料ガス雰囲気３５が形成される。この原料ガス雰囲気３５中にレーザ光ＬＢを照射して照射スポットを形成すると、レーザの熱／光エネルギー反応により、原料ガスが分解し、照射スポットの部分にクロムが堆積する。これにより、照射スポットの部分に、クロムを主材料とする修正膜が形成される。
【００４５】
ここで、本実施形態においては、フォトマスク４の主表面上で特定した修正対象領域５４全体に１回のレーザ照射によって修正膜を形成するのではなく、１回のレーザ照射によって形成する修正膜のサイズを、修正対象領域５４のサイズよりも小さい所定サイズとし、この所定サイズの修正膜をひとつの単位とする単位修正膜を修正対象領域５４内に所定の配列で複数形成することとしている。単位修正膜を配列する方向は、Ｘ方向及びＹ方向のうち、いずれか一方向（本形態ではこれをＸ方向とする）でもよいし、二方向でもよい。本実施形態では、Ｘ方向及びＹ方向の二方向に単位修正膜を配列する場合を例に挙げて説明する。その場合、成膜例１においては、図４（Ａ）に示すように、フォトマスク４上で特定した修正対象領域５４の１つの隅部を膜形成の開始位置とし、そこからＸ方向に複数の単位修正膜５８を順次重ね合わせて形成することにより、１列目の単位修正膜５８を形成する。次に、膜形成の位置をＹ方向にずらして２列目の単位修正膜５８を１列目と同様に形成する。以後、最終列まで同様の膜形成を繰り返すことにより、図４（Ｂ）に示すように、修正対象領域５４全体に複数の単位修正膜５８からなる修正膜を形成する。
【００４６】
また、本実施形態においては、上述のように修正対象領域５４内に複数の単位修正膜５８を形成する場合に、複数の単位修正膜５８の各々の一部分を順次互いに重ね合わせることにより、所定膜厚を有する修正膜を形成する。その場合、単位修正膜５８どうしの重ね合わせは、あるタイミングで修正対象領域５４内に形成した照射スポットの位置と、それとは別のタイミングで修正対象領域５４内に形成した照射スポットの位置とが、Ｘ方向及びＹ方向のうち少なくとも一方向で互いに重なり合うように、移動制御部７がフォトマスク４の移動を制御することにより実現される。たとえば、修正対象領域５４内において、複数の単位修正膜５８をＸ方向に配列するとともに、各々の単位修正膜５８の一部分を順次互いに重ね合わせる場合は、その重ね合わせ方向となるＸ方向に対して、フォトマスク４をステップ・アンド・リピート方式で移動させる。その際、Ｘ方向における照射スポットの寸法ＳＸ（μｍ）よりも小さい一定のピッチでフォトマスク４をステップ・アンド・リピート移動させると、それにあわせて照射スポットの位置がＸ方向に移動（シフト）とともに、１ステップの移動の前後で、照射スポットの位置が相互に重なり合う状態となる。このため、複数の単位修正膜５８がＸ方向で部分的に重なり合うように形成される。なお、照射スポットの移動による単位修正膜５８の重ね合わせは、Ｘ方向だけでなくＹ方向でも行える。
【００４７】
成膜工程において、各々の単位修正膜５８を順次形成しながら、単位修正膜５８の形成位置を移動していく処理は、フォトマスク４を支持するステージの間歇移動、又は、光学系の間歇移動、又はその両方を適切に制御しながら行うことができる。たとえば、ステージがＸ方向にステップ・アンド・リピート方式で移動する場合は、ステージが移動と停止を繰り返すため、停止期間中だけレーザ光ＬＢの照射を行い、移動期間中はレーザ出力をゼロとする。これにより、ステージの停止期間に同期させて間歇的に単位修正膜５８を形成することができる。また、複数の単位修正膜５８がＸ方向に配列するように、各々の単位修正膜５８を順次形成することができる。このようにして、Ｘ方向に１列目の単位修正膜５８を形成し終わったら、ステージをＹ方向に１ステップ分移動した後、Ｘ方向に２列目の単位修正膜５８を形成する。その場合、Ｘ方向において、２列目の単位修正膜５８の形成を開始する位置は、１列目の単位修正膜５８の形成を開始した位置に設定してもよいし、１列目の単位修正膜５８の形成を終了した位置に設定してもよい。上記図４（Ａ）においては、１列目の単位修正膜５８の形成を終了した位置から、２列目の単位修正膜５８の形成を開始する例を示している。この場合、Ｘ方向におけるフォトマスク基板の移動方向は、１列目と２列目で逆になる。
【００４８】
また、本実施形態においては、可変アパーチャ２５におけるアパーチャ形状を正方形とし、このアパーチャ形状に倣って整形されたレーザ光ＬＢをフォトマスク４の主表面に照射する。このため、フォトマスク４上の修正対象領域５４には、ほぼ正方形の単位修正膜５８が形成される（図５（Ａ），（Ｂ））。また、本実施形態では、単位時間のレーザ光ＬＢの照射によって形成される単位修正膜５８を、Ｘ方向及びＹ方向の二方向に、順次、互いに一部を重ね合わせながら配列する。これにより、フォトマスク４の修正対象領域５４全体に、複数の単位修正膜５８からなる修正膜が形成される（図４（Ａ），（Ｂ））。
この場合、照射スポットの重ね合わせ方向をＸ方向とし、Ｘ方向におけるアパーチャ寸法をＡＸ（μｍ）、Ｘ方向における照射スポットの寸法をＳＸ（μｍ）とすると、このＳＸが下記の（５）式、より好ましくは下記の（６）式を満たすように、ＡＸを調整することが好ましい。
０．５≦ＳＸ＜３    …（５）
１≦ＳＸ＜２．５    …（６）
【００４９】
また、照射スポットの重ね合わせ方向をＸ方向とすると、Ｘ方向における照射スポットの重ね合わせピッチＰＸは、Ｘ方向における照射スポットの寸法ＳＸ（μｍ）に対して、下記の（７）式を満たし、Ｘ方向における照射スポットの重ね合わせ幅ＷＸ（μｍ）は、下記の（８）式を満たすことが好ましい。
０．９ＳＸ≧ＰＸ≧０．５ＳＸ    …（７）
０．１ＳＸ≦ＷＸ≦０．５ＳＸ    …（８）
照射スポットの重ね合わせピッチとは、照射スポットの位置に形成される単位修正膜どうしを重ね合わせるための、照射スポットの重ね合わせのピッチをいう。また、照射スポットの重ね合わせ幅とは、照射スポットの位置に形成される単位修正膜どうしを重ね合わせるための、照射スポットの重ね合わせの幅をいう。
【００５０】
成膜例１では、フォトマスク基板をＸ方向にステップ・アンド・リピート方式で移動させる場合に、１ステップ分の移動ピッチ（送りピッチ）ＭＸ（μｍ）を、ＭＸ＜ＳＸの条件で設定することにより、Ｘ方向で複数の単位修正膜５８を順次重ね合わせる形態を採用している。この場合、Ｘ方向における照射スポットの重ね合わせピッチＰＸは、移動ピッチＭＸと同じ値になり、上記ＷＸの値は、ＳＸからＭＸを差し引いた値となる。
【００５１】
本実施形態においては、好ましいひとつの例として、Ｘ方向における照射スポットの重ね合わせピッチＰＸと、Ｘ方向における照射スポットの寸法ＳＸとの関係を、下記の（９）式のように設定した。
ＰＸ＝０．５ＳＸ    …（９）
この場合は、上述した移動制御部７が、フォトマスク４をＰＸと同じ一定のピッチＭＸで、Ｘ方向にステップ・アンド・リピート方式で移動させることにより、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、修正対象領域５４内で照射スポット（単位修正膜５８）を１／２ずつＸ方向に順次重ね合わせて配列することができる。本態様では、照射スポットの寸法ＳＸを２μｍとし、その１／２ずつをＸ方向に重ね合わせることにより、照射スポットの重ね合わせ幅ＷＸを１μｍとした。具体的な重ね合わせ幅ＷＸ（μｍ）は、下記の（１０）式を満たすことが好ましい。
０．２≦ＷＸ≦１．５    …（１０）
【００５２】
更に、Ｘ方向の１列目の配列が完了したら、基板と光学系の相対位置をＹ方向にずらすべく、移動制御部７がフォトマスク４をＹ方向に１ステップ分だけ移動させる。その後、１列目と同様にして、Ｘ方向の２列目にも単位修正膜を順次形成（配列）する。このとき、Ｙ方向にも、単位修正膜が一部互いに重なり合うようにする。すなわち上記Ｘ方向の重ね合わせ成膜と同様に、照射スポットの重ね合わせ方向をＹ方向とし、Ｙ方向におけるアパーチャ寸法をＡＹ（μｍ）、可変アパーチャ２５に入射する直前のＹ方向のレーザ光の光束径をＬＹ（μｍ）とすると、アパーチャ寸法ＡＹ（μｍ）は、下記の（１１）式、好ましくは下記の（１２）式を満たし、数値範囲では下記の（１３）式、より好ましくは下記の（１４）式を満たす。
ＡＹ＜ＬＹ              …（１１）
ＡＹ≦０．５ＬＹ        …（１２）
２０≦ＡＹ＜６００      …（１３）
１００≦ＡＹ＜４００    …（１４）
【００５３】
また、Ｙ方向における照射スポットの寸法をＳＹ（μｍ）とすると、このＳＹが下記の（１５）式、より好ましくは下記の（１６）式を満たすように、ＡＹを調整することが好ましい。
０．５≦ＳＹ＜３    …（１５）
１≦ＳＹ＜２．５    …（１６）
【００５４】
また、Ｙ方向における照射スポットの重ね合わせピッチＰＹは、Ｙ方向における照射スポットの寸法ＳＹ（μｍ）に対して、下記の（１７）式を満たし、Ｙ方向における照射スポットの重ね合わせ幅ＷＹ（μｍ）は、下記の（１８）式を満たすことが好ましい。
０．９ＳＹ≧ＰＹ≧０．５ＳＹ    …（１７）
０．１ＳＹ≦ＷＹ≦０．５ＳＹ    …（１８）
成膜例１では、フォトマスク基板をＹ方向に移動させる際に、１ステップ分の移動ピッチ（送りピッチ）ＭＹ（μｍ）を、ＭＹ＜ＳＹの条件で設定することにより、Ｙ方向で複数の単位修正膜５８を重ね合わせる形態を採用している。この場合、Ｙ方向における照射スポットの重ね合わせピッチＰＹは、移動ピッチＭＹと同じ値になり、上記ＷＹの値は、ＳＹからＭＹを差し引いた値になる。
【００５５】
また、Ｙ方向における照射スポットの重ね合わせピッチＰＹと、Ｙ方向における照射スポットの寸法ＳＹとの関係は、下記の（１９）式のように設定することが好ましい。
ＰＹ＝０．５ＳＹ    …（１９）
この場合は、上述した移動制御部７が、フォトマスク４を支持するステージを、ＰＹと同じピッチＭＹでＹ方向に１ステップ分だけ移動させることにより、修正対象領域内で照射スポット（単位修正膜）を１／２ずつＹ方向に重ね合わせて配列することができる。本態様では、照射スポットの寸法ＳＹを２μｍとし、その１／２ずつをＹ方向に重ね合わせることにより、照射スポットの重ね合わせ幅ＷＹを１μｍとした。具体的な重ね合わせ幅ＷＹ（μｍ）は、下記の（２０）式を満たすことが好ましい。
０．２≦ＷＹ≦１．５    …（２０）
【００５６】
この結果、フォトマスク４上の修正対象領域５４には、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、Ｘ方向及びＹ方向に規則的に配列した複数の単位修正膜５８からなる修正膜が形成される。この修正膜は、外縁部と中央部で単位修正膜５８の重ね合わせの層数が異なる。すなわち、修正膜の外縁部では、四隅の部分が単位修正膜５８の１重膜（単層膜）５８ａ、四隅以外の部分が単位修正膜５８の２重膜５８ｂとなる。一方、修正膜の中央部（外縁部を除く、外縁部よりも内側の部分）は、単位修正膜５８の４重膜５８ｃとなる。この場合、露光光の透過率に関して、４重膜５８ｃとなる部分が正常な半透光膜と同等の透過率となるように、修正膜（単位修正膜５８）の成膜条件（たとえば、レーザ光の出力や原料ガスの供給量など）を予め調整しておけばよい。
【００５７】
このように、修正対象領域５４に比べて十分に小さなサイズをもつ単位修正膜５８を複数配列して修正膜を形成すれば、たとえ光学系の収差の影響によってレーザ光の照射スポットに光強度の歪みが生じるとしても、その影響が小サイズの単位修正膜５８の採用によって相対的に小さくなる。このため、照射スポット内での光強度ムラに起因した修正膜の膜厚分布のばらつきを小さく抑えることができる。また、修正対象領域５４に複数の単位修正膜５８が配列されることで、修正膜の厚みの不均一さが修正対象領域５４全体で平均化される。更に、単位修正膜５８を部分的に重ね合わせることで、平均化の効果がより一層高まる。その結果、修正対象領域５４においては、修正膜の膜厚変動による透過率分布のばらつきが抑制される。
【００５８】
また、本実施形態では、フォトマスク４上に形成される照射スポットの寸法が、フォトマスク４の露光に用いる露光装置の露光限界寸法（３μｍ程度）よりも小さくなり、かつ、照射スポットにおいて、修正膜の堆積に必要なレーザの光及び／又は熱が供給されるように、可変アパーチャ２５のアパーチャ寸法（ＡＸ，ＡＹ）及び対物レンズ２６の倍率を設定している。このようにすれば、効率的に単位修正膜を形成できると同時に、たとえ個々の単位修正膜内に膜厚分布が生じ、これによって露光光の透過率にばらつきが生じる場合にあっても、そのばらつきの繰り返し単位が、露光装置の解像限界寸法より小さければ、露光装置によって転写される像には顕在化しないという利点が得られる。換言すれば、アパーチャ寸法等を決定する場合、又は、少なくとも重ね合わせ幅を決定する場合には、露光装置の解像限界寸法以下、より好ましくはその２／３以下とすることが好ましい。
【００５９】
また、修正対象領域５４に形成する修正膜の所定膜厚は、単位修正膜５８の１倍〜９倍の範囲であることが好ましく、より好ましくは１倍〜４倍の範囲である。修正対象領域５４の中央部における修正膜の最高膜厚は、単位修正膜５８の２倍〜９倍の範囲であることが好ましく、より好ましくは２倍〜４倍の範囲である。
【００６０】
ちなみに、本実施形態の場合は、図７（Ｂ）に示すように、修正対象領域５４に複数の単位修正膜５８を形成して修正膜全体を完成したときに、修正膜の外縁部は１層又は２層の単位修正膜（５８ａ，５８ｂ）となり、外縁部を除く中央部はすべて４層の単位修正膜（５８ｃ）となる。このため、修正膜の中央部が所望の光透過率となるように、膜質及び膜厚を設定して成膜工程を行うことにより、修正対象領域５４に形成された修正膜の中央部（修正膜のほぼ全体）が所望の光透過率となる。
【００６１】
また、仮に、フォトマスク４の転写用パターンにおいて、半透光部５１の修正対象領域５４が遮光部に隣接していた場合は、上記外縁部が遮光部上に重なるように修正膜を形成すればよい。また、半透光部５１の修正対象領域５４が透光部（透明基板が露出している部分）に隣接していた場合には、修正膜の中央部に単位修正膜５８相互の重ね合わせによって４重の積層膜を形成し、修正膜の外縁部はレーザザッピングによって除去すればよい。一方、図４（Ａ）に例示するように、正常な半透光膜による半透光部５１に修正対象領域５４が隣接している場合は、修正膜の外縁部の一部が正常な半透光膜と重なり合うか、両者の間に隙間が生じることがある。この場合は、修正膜の外縁部の一部を正常膜と重ね合わせ、かつその重ね合わせ幅が十分に小さい（露光装置の解像限界寸法との比較で）場合には、問題は生じない。単位修正膜の膜厚が正常膜より小さいからである。
【００６２】
また、アパーチャの形状を正方形に代えて長方形とした場合は、アパーチャの寸法がＡＸ≠ＡＹとなる。この場合は、アパーチャの長辺と短辺のうち少なくともいずれか一方（照射スポットの寸法が３μｍ未満となるように調整される方）の方向に重ね合わせをする場合が好ましく、また、長辺と短辺の比（長辺／短辺）が３以下であることが好ましい。また、アパーチャの形状が長方形であっても、上記（１）式〜（２０）式は、好ましい条件に該当する。
【００６３】
上記の成膜工程では、たとえば、パルス幅が４０ｎｓ以下、１パルス当たりの照射エネルギー密度が４０ｍＪ／ｃｍ２以上、発振波長が第三高調波（３５５ｎｍ）又は第四高調波（２６６ｎｍ）を持つレーザ光ＬＢをレーザ発振器１１から射出して用いることが好適である。更に、移動制御部７がフォトマスク４をステップ・アンド・リピート方式で移動させる場合、停止期間中におけるレーザ光ＬＢの照射時間は０．１ｓｅｃ〜１．０ｓｅｃとすることが好適である。
【００６４】
以上の成膜工程により、透過率分布のばらつきを抑えた修正膜を形成することができるとともに、その修正膜の部分に正常な半透光部と同等の機能をもたせることができる。
【００６５】
（成膜例２）
次に、成膜例の他の態様について、図８〜図１０を用いて説明する。
先述した成膜例１と相違する点は、修正対象領域５４に複数の単位修正膜５８からなる修正膜を形成する場合に、この修正膜の中央部を４重膜とする代わりに２重膜とする点である。成膜例２に適用するアパーチャ形状は、成膜例１と同様に、一辺の寸法（以下、「ＡＰ」とする。）が２００μｍの正方形とした。したがって、単位修正膜５８の形状は、アパーチャ形状とほぼ相似形となる。また、照射スポットの寸法が、アパーチャ寸法の１／１００となるように、対物レンズ２６の倍率が設定されているものとすると、単位修正膜５８の寸法は、Ｘ方向及びＹ方向のいずれの方向でも２μｍとなる。
【００６６】
実際に上記のアパーチャ形状及びアパーチャ寸法を有する可変アパーチャ２５を用いて、修正対象領域５４に複数の単位修正膜５８を形成する場合は、１層目の単位修正膜５８と２層目の単位修正膜５８がＸ方向及びＹ方向でそれぞれ部分的に重なり合うようにする。具体的には以下のように形成する。
【００６７】
（１層目）
まず、１層目の単位修正膜５８を形成する場合は、修正対象領域５４のひとつの隅部を膜形成の開始位置とし、そこにレーザ光ＬＢを照射して単位修正膜５８を形成する（図８（Ａ），（Ｂ））。このとき、Ｘ方向及びＹ方向における単位修正膜５８のサイズは、照射スポットの寸法ＳＸ，ＳＹと等しくなる。次に、フォトマスク基板をＸ方向及びＹ方向に適宜移動させることにより、修正対象領域５４全体に１層目の単位修正膜５８をマトリクス状に並べて形成する。その際、フォトマスク基板をＸ方向にステップ・アンド・リピート方式で移動させるときの、１ステップ分の移動ピッチ（送りピッチ）ＭＸ（μｍ）を、ＭＸ＝ＳＸの条件で設定する。また、フォトマスク基板をＹ方向に移動させるときの、１ステップ分の移動ピッチ（送りピッチ）ＭＹ（μｍ）を、ＭＹ＝ＳＹの条件で設定する。これにより、１層目の単位修正膜５８は、Ｘ方向及びＹ方向で、互いに隣接して形成される。また、修正対象領域５４全体に、１層目の単位修正膜５８が単層で規則的に整列して形成される（図９（Ａ），（Ｂ））。
【００６８】
ちなみに、Ｘ方向及びＹ方向におけるアパーチャの寸法ＡＰがそれぞれ２００μｍであって、Ｘ方向及びＹ方向における照射スポットの寸法ＳＸ，ＳＹがそれぞれアパーチャ寸法の１／１００となる場合は、Ｘ方向の１ステップ分の移動ピッチをＭＸ＝２μｍの条件、Ｙ方向の１ステップ分の移動ピッチをＭＹ＝２μｍの条件で設定することにより、上記図９（Ｂ）に示す配列で複数の単位修正膜５８を形成することができる。
【００６９】
（２層目）
次に、２層目の単位修正膜５８を形成する場合は、１層目の膜形成開始位置に対して２層目の膜形成開始位置をＸ方向及びＹ方向に所定量ずつずらして設定する。すなわち、Ｘ方向については、上記ＳＸ（μｍ）の１／２相当分だけ膜形成開始位置をずらして設定し、Ｙ方向については、上記ＳＹ（μｍ）の１／２相当分だけ膜形成開始位置をずらして設定する。そして、その設定した膜形成開始位置から、１層目と同様の条件（ＭＸ＝ＳＸ、ＭＹ＝ＳＹ）を適用して、２層目の単位修正膜５８を形成する。これにより、１層目の単位修正膜５８の上に２層目の単位修正膜５８が重ね合わせて形成される（図１０（Ａ），（Ｂ））。
【００７０】
この場合、照射スポットの重ね合わせピッチ（ＰＸ、ＰＹ）は、１層目と２層目の膜形成開始位置のずれ量に対応した値となる。また、単位修正膜５８どうしの重ね合わせ幅（ＷＸ、ＷＹ）は、Ｘ方向、Ｙ方向のいずれにも、単位修正膜５８のサイズの１／２となる。また、修正対象領域５４に複数の単位修正膜５８からなる修正膜を形成する場合、この修正膜の外縁部は単位修正膜５８の１重膜（単層膜）５８ａとなり、外縁部を除く中央部は単位修正膜５８の２重膜５８ｂとなる。
【００７１】
成膜例２においては、アパーチャのサイズや適用するレーザ光の性質など、上記に特記した以外は上記成膜例１と同じものを適用できる。そして、成膜例２によって得られる修正膜も、上記成膜例１の修正膜と同様に、透過率の分布が均一化され、正常な半透光膜と同等の機能を奏することができる。
【００７２】
ただし、本発明は、上記成膜例１及び成膜例２に限定されず、本発明の作用効果を損なわない限り、他の成膜例を適用可能であることはもちろんである。
【００７３】
また、上記成膜例１及び２においては、所定サイズのアパーチャを用いたが、レーザ光の光束を所望の形に規制する手段は、必ずしもアパーチャに限らない。たとえば、レーザ発振器から射出され、所定寸法のスリットを通過したレーザ光を、前記対象領域内に照射するとともに、前記スリットを移動させて、所定サイズの修正膜からなる単位修正膜を形成し、前記対象領域内において、複数の前記単位修正膜の各々の一部分を互いに重ね合わせることにより、所定膜厚を有する修正膜を形成することを特徴とする、パターン修正方法としてもよい。
【００７４】
本発明を適用可能なフォトマスクの種類、用途に特に制約はない。また、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置を含む、表示装置（いわゆるフラットパネルディスプレイ）の製造用のフォトマスクにおいて、本発明は顕著な効果を奏する。たとえば、液晶又は有機ＥＬを駆動させる薄膜トランジスタや、液晶用カラーフィルタなどが例示される。
【００７５】
本発明は、下記の構成を有するフォトマスクとして実現してもよい。
すなわち、基板の主表面上に形成された転写用パターンの一部が修正膜によって修正された修正転写用パターンを有するフォトマスクにおいて、
前記転写用パターンは、半透光膜が前記基板上に形成されてなる半透光部を含み、
前記修正転写用パターンは、前記フォトマスクの露光条件における解像限界寸法未満の寸法をもつＣＶＤ膜からなる複数の単位修正膜が、互いに一部を重なり合わせた状態で規則的に配列する修正膜部分を有する。
このフォトマスクは、たとえば上述した修正工程を経て得られるものである。
【００７６】
また、本発明のフォトマスクは、転写用パターンに半透光部を含むものが適している。たとえば、透明材料からなる基板上に、透光部、遮光部、及び半透光部を含む転写用パターンが形成された多階調フォトマスクにおいて、本発明は有利に用いられる。
その場合、半透光部は、上記基板上に半透光膜が形成されてなり、その露光光透過率は、１５〜７０％、より好ましくは２０〜６０％である。
また、半透光膜のもつ位相シフト量φ（度）は、０＜φ≦９０とすることができる。この場合、被転写体上に形成するレジストパターンのプロファイルを優れたものとしやすい。このようなフォトマスクに対して、本発明を適用する場合には、修正膜（特にその中央部）の透過率を同様の範囲内とする。修正対象領域全体の透過率の平均値がこの領域に入ることが、より好ましい。
特に、露光光透過率については、修正膜の透過率Ｂ（％）は、正常な半透光膜の透過率Ａ（％）に対して、“Ａ−５≦Ｂ≦Ａ＋５”とすることができる。ここで、修正膜の透過率Ｂは、中央部の透過率とすることができる。
一方、半透光膜の位相シフト量φ（度）を、１５０≦φ≦２１０とすることもできる。この場合は、修正膜として同様なものを用いることが望まれる。
【００７７】
本発明のフォトマスクに適用される露光条件は、ｉ線〜ｇ線を含む光源を用いたものとすることができる。又はこのうちｉ線、ｈ線、ｇ線のいずれかを単独で用いた露光とすることもできる。いずれにしても露光光に含まれる代表波長に対して、上記透過率や位相シフト量を設定することができる。
【００７８】
本発明のフォトマスクを露光する手段としての露光装置としては、いわゆるＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）用、又は、ＬＣＤ（液晶）用として知られるものであり、様々な規格、サイズのものを搭載可能なものがある。たとえば、このような露光装置は、ｉ線、ｈ線、ｇ線の少なくともいずれかの波長を露光光とした等倍露光を行うものがあり、所定の光学系（ＮＡ０．０８〜０．１５程度）を備えたプロジェクション露光タイプと、近接露光を行うプロキシミティ露光タイプがある。
【００７９】
本発明のフォトマスクの基板サイズに特に制限はないが、表示装置製造用のフォトマスク基板としては、好ましくは、主表面の一辺が３００〜１５００ｍｍの四角形とし、厚さは５〜１３ｍｍ程度である。
【００８０】
本発明のフォトマスク基板に使用される透明材料は、合成石英など、フォトマスクを使用する際に露光光として用いる光（たとえば波長３６５〜４３６ｎｍ）に対して、実質的に透明なものを適用する。実質的に透明とは、光透過率８０％以上、好ましくは９０％以上である。
【００８１】
本発明のフォトマスクにおける半透光膜（正常膜）の材料としては、たとえば、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｓｉなどを含有する膜とすることができ、これらの化合物（酸化物、窒化物、炭化物など）から適切なものを選択することができる。Ｓｉ含有膜としては、Ｓｉの化合物（ＳｉＯＮなど）、又は遷移金属シリサイド（ＭｏＳｉなど）や、その化合物を用いることができる。遷移金属シリサイドの化合物としては、酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが挙げられ、好ましくは、ＭｏＳｉの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが例示される。半透光膜をＣｒ含有膜とする場合、Ｃｒの化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化窒化炭化物）を好適に使用することができる。成膜方法としては、スパッタ法などを適用することができる。
【００８２】
本発明は、フォトマスクの製造方法を含む。すなわち、
基板の主平面上に、少なくとも半透光膜を有するフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記半透光膜をパターニングして、転写用パターンをもつフォトマスクを形成する工程と、
前記転写用パターンを修正する修正工程と含む、フォトマスク製造方法において、
前記修正工程では、上述のパターン修正方法を適用して前記転写用パターンを修正する。
たとえば、上記フォトマスクブランクを用い、パターニングする工程としては、描画装置によって、所望のパターンデータにもとづく描画を行う。描画手段はレーザを用いても、電子ビームを用いてもよい。現像を行って形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして、上記光学膜などの膜にエッチングを施す。表示装置製造用のフォトマスクとしては、ウェットエッチングが好適に使用されるが、ドライエッチングを適用してもかまわない。必要に応じて、成膜及び描画・エッチングを複数回行い、所望の転写用パターンを基板主表面に形成する。
【００８３】
なお、フォトマスクは製品として出荷する前に、洗浄を行い、検査によって最終的な出来映えを確認する。そして、ペリクルを要する製品には、ペリクルを取り付けて、包装する。検査によって欠陥が発見された場合は、本発明による方法又は装置を適用して欠陥の修正を行う。もちろん修正工程は、フォトマスク製造工程のいかなる段階に行ってもかまわない。
【符号の説明】
【００８４】
１…修正膜形成装置
４…フォトマスク
７…移動制御部
１５…ビームスキャンユニット
２５…可変アパーチャ
２６…対物レンズ
５１…半透光部
５２…黒欠陥
５３…白欠陥
５４…修正対象領域
５８…単位修正膜
ＬＢ…レーザ光
【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】
2017173670.tif 000009
【図８】
2017173670.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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