(57)【要約】【課題】半透光部に発生した欠陥を好適に修正できるグレートーンマスクの欠陥修正方法を提供する。【解決手段】遮光部２１と、透光部２２と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部２３とを有するグレートーンマスク２０の欠陥修正方法であって、半透光部２３が半透光膜２６により形成され、半透光部２３において欠陥領域を特定する工程と、欠陥領域に半透光膜と異なる組成の修正膜２７を形成する工程とを有する。この修正膜形成工程においては、所定波長の露光光に対する修正膜の光透過率特性を予め把握し、把握した修正膜の光透過率特性に基づき、所定波長の露光光に対する修正膜２７の光透過率が半透光膜２６と略等しいものとなる条件を適用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するためのグレートーンマスクの欠陥修正方法であって、
前記半透光部が、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、
前記半透光部において生じた欠陥領域を特定する工程と、
前記半透光部において生じた半透光膜の欠陥領域に、前記半透光膜と異なる組成の修正膜を形成する工程とを有し、
前記修正膜形成工程においては、前記所定の波長の露光光に対する前記修正膜の光透過率特性を予め把握し、該把握した前記修正膜の光透過率特性に基づき、前記所定の波長の露光光に対する前記修正膜の光透過率が、前記半透光膜と略等しいものとなる条件を適用して前記修正膜を形成することを特徴とするグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項２】
遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するためのグレートーンマスクの欠陥修正方法であって、
前記半透光部が、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、
前記半透光部において生じた欠陥領域を特定する工程と、
前記半透光部において生じた半透光膜の欠陥領域に、前記半透光膜と異なる組成の修正膜を形成する工程とを有し、
前記修正膜形成工程においては、所定の基準波長に対する前記修正膜の光透過率特性を予め把握し、該把握した前記修正膜の光透過率特性に基づき、前記基準波長に対する前記修正膜の光透過率が、前記半透光膜と略等しいものとなる条件を適用して前記修正膜を形成することを特徴とするグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項３】
前記所定波長の露光光または前記所定の基準波長に対する前記修正膜の光透過率が、前記半透光膜と略等しいものとなる条件は、前記透光部の光透過率を１００％としたとき、前記半透光膜と前記修正膜の光透過率の差が１％以内となる条件であることを特徴とする請求項１又は２に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項４】
前記条件の適用は、膜厚の選択によって行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項５】
ｉ線からｇ線の波長域にわたって、前記修正膜の光透過率と、前記半透光膜の光透過率の差違が３％以内であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項６】
前記修正膜形成工程においては、所定の組成を有する前記修正膜の、露光光波長と光透過率との相関を予め把握することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項７】
前記修正膜形成工程においては、所定の組成を有する前記修正膜を成膜する際の成膜条件と、所定の露光光波長に対する光透過率との相関を予め把握することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項８】
前記修正膜形成工程においては、前記修正膜の成膜条件において、前記修正膜の膜厚を選択することによって光透過率を調整することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項９】
前記修正膜形成工程においては、前記修正膜の成膜条件において、前記修正膜の組成を選択することによって光透過率を調整することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項１０】
前記半透光膜の成膜は、スパッタ法を用い、前記修正膜の成膜には、収束イオンビーム法を用いることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項１１】
前記半透光膜の材質として、モリブデンシリサイド化合物、クロム化合物、又はＳｉ、Ｗ、Ａｌのうちのいずれかを用い、前記修正膜として、炭素（Ｃ）を主成分とする材料を用いることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項１２】
前記半透光膜の材質として、モリブデンシリサイド化合物を用い、かつ、前記修正膜として、炭素（Ｃ）を主成分とする材料を用いることを特徴とする請求項１１に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一に記載の欠陥修正方法による欠陥修正工程を含むことを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
【請求項１４】
遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するためのグレートーンマスクであって、
前記半透光部は、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、かつ、前記半透光部の所定部分には、半透光膜の欠陥領域を修正する、前記半透光膜と異なる組成の修正膜が形成されており、前記グレートーンマスクに対して適用する露光波長において、前記透光部の光透過率を１００％としたときに、前記半透光膜と前記修正膜の光透過率の差が１％以内であることを特徴とするグレートーンマスク。
【請求項１５】
遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するためのグレートーンマスクであって、
前記半透光部は、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、かつ、前記半透光部の所定部分には、半透光膜の欠陥領域を修正する、前記半透光膜と異なる組成の修正膜が形成されており、
前記半透光膜と前記修正膜とは、ｉ線からｇ線にわたる波長域に対しての、波長に対する透過率依存性が異なり、前記波長域での透過率曲線が前記波長域内で交差する点を有することを特徴とするグレートーンマスク。
【請求項１６】
請求項１３に記載の製造方法によるグレートーンマスク、または、請求項１４又は１５に記載のグレートーンマスクを用いて所定の波長の露光光を被転写体に露光し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成することを特徴とするパターン転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置（Liquid Crystal Display：以下、ＬＣＤと呼ぶ）製造等に用いられるグレートーンマスクの欠陥修正方法、グレートーンマスクの製造方法及びグレートーンマスク、並びにパターン転写方法に関するものであり、特に薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造に用いられる薄膜トランジスタ基板（ＴＦＴ基板）の製造に好適に使用されるグレートーンマスクの欠陥修正方法、グレートーンマスクの製造方法及びグレートーンマスク、並びにパターン転写方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＬＣＤの分野において、薄膜トランジスタ液晶表示装置（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display：以下、ＴＦＴ−ＬＣＤと呼ぶ）は、ＣＲＴ（陰極線管）に比較して、薄型にしやすく消費電力が低いという利点から、現在商品化が急速に進んでいる。ＴＦＴ−ＬＣＤは、マトリックス状に配列された各画素にＴＦＴが配列された構造のＴＦＴ基板と、各画素に対応して、レッド、グリーン、及びブルーの画素パターンが配列されたカラーフィルターが液晶相の介在の下に重ね合わされた概略構造を有する。ＴＦＴ−ＬＣＤでは、製造工程数が多く、ＴＦＴ基板だけでも５〜６枚のフォトマスクを用いて製造されていた。このような状況の下、ＴＦＴ基板の製造を４枚のフォトマスクを用いて行う方法が提案されている。
【０００３】
この方法は、遮光部と透光部と半透光部（グレートーン部）を有するフォトマスク（以下、グレートーンマスクという）を用いることにより、使用するマスク枚数を低減するというものである。ここで、半透光部とは、マスクを使用してパターンを被転写体に転写する際、透過する露光光の透過量を所定量低減させ、被転写体上のフォトレジスト膜の現像後の残膜量を制御する部分をいい、そのような半透光部を、遮光部、透光部とともに備えているフォトマスクをグレートーンマスクという。
【０００４】
図５及び図６（図６は図５の製造工程の続き）に、グレートーンマスクを用いたＴＦＴ基板の製造工程の一例を示す。
ガラス基板１上に、ゲート電極用金属膜が形成され、フォトマスクを用いたフォトリソプロセスによりゲート電極２が形成される。その後、ゲート絶縁膜３、第１半導体膜４（ａ−Ｓｉ）、第２半導体膜５（Ｎ＋ａ−Ｓｉ）、ソースドレイン用金属膜６、及びポジ型フォトレジスト膜７が形成される（図５（１））。次に、遮光部１１と透光部１２と半透光部１３を有するグレートーンマスク１０を用いて、ポジ型フォトレジスト膜７を露光し、現像することにより、ＴＦＴチャネル部及びソースドレイン形成領域と、データライン形成領域を覆い、かつチャネル部形成領域がソースドレイン形成領域よりも薄くなるように第１レジストパターン７ａが形成される（図５（２））。次に、第１レジストパターン７ａをマスクとして、ソースドレイン金属膜６及び第２、第１半導体膜５，４をエッチングする（図５（３））。次に、チャネル部形成領域の薄いレジスト膜を酸素によるアッシングにより除去し、第２レジストパターン７ｂを形成する（図６（１））。しかる後、第２レジストパターン７ｂをマスクとして、ソースドレイン用金属膜６がエッチングされ、ソース／ドレイン６ａ、６ｂが形成され、次いで第２半導体膜５をエッチングし（図６（２））、最後に残存した第２レジストパターン７ｂを剥離する（図６（３））。
【０００５】
ここで用いられるグレートーンマスクとしては、半透光部が微細パターンで形成されている構造のものが知られている。例えば図７に示されるように、ソース／ドレインに対応する遮光部１１ａ、１１ｂと、透光部１２と、チャネル部に対応する半透光部（グレートーン部）１３とを有し、半透光部１３は、グレートーンマスクを使用するＬＣＤ用露光機の解像限界以下の微細パターンからなる遮光パターン１３ａを形成した領域である。遮光部１１ａ、１１ｂと遮光パターン１３ａはともにクロムやクロム化合物等の同じ材料からなる同じ厚さの膜から通常形成されている。グレートーンマスクを使用するＬＣＤ用露光機の解像限界は、多くの場合、ステッパ方式の露光機で約３μｍ、ミラープロジェクション方式の露光機で約４μｍである。このため、例えば、図７で半透光部１３における透過部１３ｂのスペース幅を３μｍ未満、遮光パターン１３ａのライン幅を露光機の解像限界以下の３μｍ未満とすることができる。
【０００６】
上述の微細パターンタイプの半透光部は、グレートーン部分の設計、具体的には遮光部と透光部の中間的なハーフトーン効果を持たせるための微細パターンをライン・アンド・スペースタイプにするのかドット（網点）タイプにするのか、或いはその他のパターンにするのかの選択があり、さらにライン・アンド・スペースタイプの場合、線幅をどのくらいにするのか、光が透過する部分と遮光される部分の比率をどうするか、全体の透過率をどの程度に設計するかなど、非常に多くのことを考慮して設計がなされなければならない。また、グレートーンマスクの製造においても、線幅の中心値の管理、マスク内の線幅のばらつき管理など、非常に難しい生産技術が要求されていた。
【０００７】
そこで、半透光部を半透過性のハーフトーン膜（半透光膜）とすることが従来提案されている（例えば下記特許文献１）。このハーフトーン膜を用いることでハーフトーン部分の露光量を少なくしてハーフトーン露光することが出来る。ハーフトーン膜を用いる場合、設計においては全体の透過率がどのくらい必要かを検討し、マスクにおいてはハーフトーン膜の膜種（素材）であるとか膜厚を選択することでマスクの生産が可能となる。従って、グレートーンマスクの製造ではハーフトーン膜の膜厚制御を行うだけで足り、比較的管理が容易である。また、ＴＦＴチャンネル部をグレートーンマスクの半透光部で形成する場合、ハーフトーン膜であればフォトリソグラフィー工程により容易にパターニングできるので、ＴＦＴチャンネル部の形状が複雑なパターン形状であっても可能であるという利点がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１８９２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述のような特許文献１に記載のグレートーンマスクにおいて、その製造過程で、半透光膜からなる半透光部に欠陥が生じることが避けられない。なお、ここでは、膜パターンの余剰や遮光膜成分の付着、又は異物によって、透過率が所定より低くなる欠陥を黒欠陥、膜パターンの不足によって透過率が所定より高くなる欠陥を白欠陥と称する。
【００１０】
半透光膜を用いたグレートーンマスクの半透光部に、白欠陥、黒欠陥が生じた場合には、通常は、例えばレーザーＣＶＤ法、又は収束イオンビーム（ＦＩＢ）法を用いて、局所的な膜修正を行うことが考えられる。すなわち、白欠陥の部分に、局所的に修正膜を形成し、又は、白欠陥部分、黒欠陥部分を含む領域を予め所定の面積分剥離し、改めて局所的に修正膜を形成することが可能である。但し、その場合、修正膜の材料は、上記半透光膜と同一のものを必ずしも使用できない。というのは、半透光部に用いた半透光膜は、上述の局所的な成膜法に適するとは限らないからである。このため、修正膜には、半透光膜とは異なる膜組成のものを使用することを前提とする必要がある。この場合、膜の組成が異なれば、光透過特性も異なる。例えば、半透光膜にモリブデンシリサイド化合物（ＭｏＳｉ）を用い、修正膜にカーボンを用いた場合を想定すると、この両者の光透過率特性は、たとえばｉ線（３６５ｎｍ）及びｇ線（４３６ｎｍ）において、図８に示すように相違している。
【００１１】
一方、グレートーンマスクを用いて、被転写体にパターンを転写する際に用いられる露光機は、例えば液晶表示装置製造用のものである場合、i線〜ｇ線（３６５〜４３６ｎｍ）程度の波長域を用いるのが一般的である。これらの露光には、半導体装置製造用のものより一般に面積の大きな露光が必要であるため、光量を確保するために単一波長は用いず、波長域をもった露光光を用いることが有利である。従って、グレートーンマスクの仕様を決定する際には、露光光の有する露光波長域及びその強度分布を勘案し、所定の露光光を適用したときに所望の透過率を得られるように、半透光部を設計する必要がある。例えば、半透光部に半透光膜を用いたグレートーンマスクの場合、露光光に対して、マスクの透明基板（透光部）の光透過率を１００％としたとき、半透光部が２０〜６０％程度の光透過率となるように半透光膜の組成及び膜厚を決定する。
【００１２】
上記のような半透光膜で形成した半透光部において、たとえば成膜時に欠陥が生じ、該欠陥部位に修正膜を形成する場合、形成する修正膜は、上記半透光膜の光透過率を勘案して適切に設計しなければ、修正膜部分が、結果的に黒欠陥(透過率不足)や、白欠陥（透過率過剰）という不都合を生じる。一方、露光機の露光光は、多くの場合、個々の装置において必ずしも一定ではない。例えば、i線〜ｇ線にわたる波長域の露光光を有していても、i線の強度が最も大きい露光機、ｇ線の強度が最も大きい露光機などが存在する。更に、露光機の光源の波長特性は、経時変化するため、実際に露光するときの露光光の波長特性を考慮して、半透光膜及び修正膜の光透過特性を設計しなければ、精度の良いグレートーンマスクを生産することは難しい。
【００１３】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、半透光部に発生した欠陥を好適に修正できるグレートーンマスクの欠陥修正方法を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、このような欠陥修正方法を適用した欠陥修正工程を有するグレートーンマスクの製造方法を提供することを第２の目的とする。さらには、半透光部に発生した欠陥が好適に修正されたグレートーンマスクを提供することを第３の目的とする。さらに、上記グレートーンマスクを用いたパターン転写方法を提供することを第４の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するためのグレートーンマスクの欠陥修正方法であって、前記半透光部が、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、前記半透光部において生じた欠陥領域を特定する工程と、前記半透光部において生じた半透光膜の欠陥領域に、前記半透光膜と異なる組成の修正膜を形成する工程とを有し、前記修正膜形成工程においては、前記所定の波長の露光光に対する前記修正膜の光透過率特性を予め把握し、該把握した前記修正膜の光透過率特性に基づき、前記所定の波長の露光光に対する前記修正膜の光透過率が、前記半透光膜と略等しいものとなる条件を適用して前記修正膜を形成することを特徴とするグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【００１５】
（構成２）遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するためのグレートーンマスクの欠陥修正方法であって、前記半透光部が、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、前記半透光部において生じた欠陥領域を特定する工程と、前記半透光部において生じた半透光膜の欠陥領域に、前記半透光膜と異なる組成の修正膜を形成する工程とを有し、前記修正膜形成工程においては、所定の基準波長に対する前記修正膜の光透過率特性を予め把握し、該把握した前記修正膜の光透過率特性に基づき、前記基準波長に対する前記修正膜の光透過率が、前記半透光膜と略等しいものとなる条件を適用して前記修正膜を形成することを特徴とするグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【００１６】
（構成３）前記所定波長の露光光または前記所定の基準波長に対する前記修正膜の光透過率が、前記半透光膜と略等しいものとなる条件は、前記透光部の光透過率を１００％としたとき、前記半透光膜と前記修正膜の光透過率の差が１％以内となる条件であることを特徴とする構成１又は２に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成４）前記条件の適用は、膜厚の選択によって行われることを特徴とする構成１乃至３のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【００１７】
（構成５）ｉ線からｇ線の波長域にわたって、前記修正膜の光透過率と、前記半透光膜の光透過率の差違が３％以内であることを特徴とする構成１乃至４のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成６）前記修正膜形成工程においては、所定の組成を有する前記修正膜の、露光光波長と光透過率との相関を予め把握することを特徴とする構成１乃至５のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【００１８】
（構成７）前記修正膜形成工程においては、所定の組成を有する前記修正膜を成膜する際の成膜条件と、所定の露光光波長に対する光透過率との相関を予め把握することを特徴とする構成１乃至５のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成８）前記修正膜形成工程においては、前記修正膜の成膜条件において、前記修正膜の膜厚を選択することによって光透過率を調整することを特徴とする構成１乃至７のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【００１９】
（構成９）前記修正膜形成工程においては、前記修正膜の成膜条件において、前記修正膜の組成を選択することによって光透過率を調整することを特徴とする構成１乃至８のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成１０）前記半透光膜の成膜は、スパッタ法を用い、前記修正膜の成膜には、収束イオンビーム法を用いることを特徴とする構成１乃至９のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【００２０】
（構成１１）前記半透光膜の材質として、モリブデンシリサイド化合物、クロム化合物、又はＳｉ、Ｗ、Ａｌのうちのいずれかを用い、前記修正膜として、炭素（Ｃ）を主成分とする材料を用いることを特徴とする構成１乃至１０のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成１２）前記半透光膜の材質として、モリブデンシリサイド化合物を用い、かつ、前記修正膜として、炭素（Ｃ）を主成分とする材料を用いることを特徴とする構成１１に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成１３）構成１乃至１２のいずれか一に記載の欠陥修正方法による欠陥修正工程を含むことを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
【００２１】
（構成１４）遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するためのグレートーンマスクであって、前記半透光部は、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、かつ、前記半透光部の所定部分には、半透光膜の欠陥領域を修正する、前記半透光膜と異なる組成の修正膜が形成されており、前記グレートーンマスクに対して適用する露光波長において、前記透光部の光透過率を１００％としたときに、前記半透光膜と前記修正膜の光透過率の差が１％以内であることを特徴とするグレートーンマスク。
【００２２】
（構成１５）遮光部と、透光部と、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部とを有し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成するためのグレートーンマスクであって、前記半透光部は、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、かつ、前記半透光部の所定部分には、半透光膜の欠陥領域を修正する、前記半透光膜と異なる組成の修正膜が形成されており、前記半透光膜と前記修正膜とは、ｉ線からｇ線にわたる波長域に対しての、波長に対する透過率依存性が異なり、前記波長域での透過率曲線が前記波長域内で交差する点を有することを特徴とするグレートーンマスク。
（構成１６）構成１３に記載の製造方法によるグレートーンマスク、または、構成１４又は１５に記載のグレートーンマスクを用いて所定の波長の露光光を被転写体に露光し、被転写体上に膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターンを形成することを特徴とするパターン転写方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のグレートーンマスクの欠陥修正方法によれば、半透光部において生じた半透光膜の欠陥領域に、半透光膜と異なる組成の修正膜を形成する工程において、所定の波長の露光光に対する前記修正膜の光透過率特性を予め把握し、この把握した修正膜の光透過率特性に基づき、前記所定の波長の露光光に対する前記修正膜の光透過率が、前記半透光膜と略等しいものとなる条件を適用して修正膜を形成する。
これによって所定の波長の露光光に対する修正膜の光透過率が半透光膜と略等しいものとなるため、欠陥が修正された領域は、結果的に、半透光部における正常なグレートーン部分に許容された透過率範囲内のグレートーン効果が得られるようになり、かつ、i線〜ｇ線の露光光波長域において、前記所定波長における、両者の膜の透過率が最も近似しているものとして、半透光部に発生した欠陥を好適に修正することができる。好ましくは、両者の膜の、i線〜ｇ線の波長域における透過率曲線が、上記所定波長において交差するか、又は、もっとも接近することとすることができる。
【００２４】
また、本発明のグレートーンマスクの製造方法によれば、このような本発明の欠陥修正方法を適用した欠陥修正工程を有することにより、半透光部に発生した欠陥が好適に修正されたグレートーンマスクを得ることができる。
【００２５】
また、本発明のグレートーンマスクによれば、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成された半透光部の所定部分には、半透光膜の欠陥領域を修正する、前記半透光膜と異なる組成の修正膜が形成され、グレートーンマスクに対して適用する露光光の所定波長において、半透光膜と修正膜の光透過率の差が１％以内であるため、上記波長の露光光に対する修正膜の光透過率が半透光膜と略等しいものとなる。結果的に、欠陥が修正された領域は、半透光部における正常なグレートーン部分に許容された透過率範囲内のグレートーン効果が得られ、半透光部に発生した欠陥が好適に修正されたグレートーンマスクが得られる。
さらに、上記のように半透光部に発生した欠陥が好適に修正されたグレートーンマスクを用いて、被転写体へのパターン転写を行うことにより、パターン欠陥のない良好な転写パターンを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図１に示す本発明のグレートーンマスク２０は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）やカラーフィルタ、またはプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などを製造するために用いられるものであり、図１に示す被転写体３０上に、膜厚が段階的または連続的に異なるレジストパターン３３を形成するものである。なお、図１中において符号３２Ａ、３２Ｂは、被転写体３０において基板３１上に積層された膜を示す。
【００２７】
上記グレートーンマスク２０は、具体的には、当該グレートーンマスク２０の使用時に露光光を遮光（透過率が略０％）させる遮光部２１と、透明基板２４の表面が露出した露光光を透過させる透光部２２と、透光部の露光光透過率を１００％としたとき透過率を２０〜６０％、好ましくは、４０〜６０％程度に低減させる半透光部２３とを有して構成される。半透光部２３は、ガラス基板等の透明基板２４上に光半透過性の半透光膜２６が形成されて構成される。また、半透光部２３に生じた半透光膜２６の欠陥領域に、本発明による修正膜２７が形成されている。また、遮光部２１は、透明基板２４上に、遮光性の遮光膜２５が設けられて構成される。なお、図１に示す遮光部２１、透光部２２、及び半透光部２３のパターン形状はあくまでも代表的な一例であって、本発明をこれに限定する趣旨ではないことは勿論である。
【００２８】
上記半透光膜２６としては、クロム化合物、モリブデンシリサイド化合物、Sｉ、Ｗ、Ａｌ等が挙げられる。このうち、クロム化合物には、酸化クロム(ＣｒＯｘ)、窒化クロム(ＣｒＮｘ)、酸窒化クロム(ＣｒＯｘＮ)、フッ化クロム(ＣｒＦｘ)や、これらに炭素や水素を含むものがある。また、モリブデンシリサイド化合物としては、ＭｏＳｉｘのほか、ＭｏＳｉの窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物などが含まれる。また、上記遮光膜２５としては、Ｃｒ、Sｉ、Ｗ、Ａｌなどが挙げられる。上記遮光部２１の透過率は、遮光膜２５の膜材質と膜厚との選定によって設定される。また、上記半透光部２３の透過率は、半透光膜２６の膜材質と膜厚との選定によって設定される。
【００２９】
上述のようなグレートーンマスク２０を使用したときに、遮光部２１では露光光が実質的に透過せず、半透光部２３では露光光が低減されるため、被転写体３０上に形成したレジスト膜（ポジ型フォトレジスト膜）は、転写後、現像を経たとき遮光部２１に対応する部分で膜厚が厚くなり、半透光部２３に対応する部分で膜厚が薄くなり、透光部２２に対応する部分では残膜が実質的に生じないレジストパターン３３を形成する（図１を参照）。このレジストパターン３３において、半透光部２３に対応する部分で膜厚が薄くなる効果をグレートーン効果という。なお、ネガ型フォトレジストを用いた場合には、遮光部と透光部に対応するレジスト膜厚が逆転することを考慮した設計を行う必要があるが、このような場合にも、本発明の効果は充分に得られる。
【００３０】
そして、図１に示すレジストパターン３３の膜のない部分で、被転写体３０における例えば膜３２Ａ及び３２Ｂに第１エッチングを実施し、レジストパターン３３の膜の薄い部分をアッシング等によって除去しこの部分で、被転写体３０における例えば膜３２Ｂに第２エッチングを実施する。このようにして、１枚のグレートーンマスク２０を用いて従来のフォトマスク２枚分の工程が実施されることになり、マスク枚数が削減される。
【００３１】
次に、本発明によるグレートーンマスクの欠陥修正方法について説明する。
本発明によるグレートーンマスクの欠陥修正方法は、グレートーンマスクにおける、マスク使用時に用いられる露光光の透過量を所定量低減する半透光部が、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成され、前記半透光部において生じた欠陥領域を特定する工程と、前記半透光部において生じた半透光膜の欠陥領域に、半透光膜と異なる組成の修正膜を形成する工程とを有する。そして、かかる修正膜形成工程においては、前記所定の波長の露光光に対する前記修正膜の光透過率特性を予め把握し、把握した修正膜の光透過率特性に基づき、前記所定の波長の露光光に対する修正膜の光透過率が半透光膜と略等しいものとなる条件を適用して修正膜を形成する。
【００３２】
これによって、半透光膜の欠陥領域を、半透光膜と異なる組成の修正膜を用いて修正する場合に、所定の波長の露光光に対する修正膜の光透過率が半透光膜と略等しいものとなるため、欠陥が修正された領域は、結果的に、半透光部における正常なグレートーン部分に許容された透過率範囲内のグレートーン効果が得られるようになり、半透光部に発生した欠陥を好適に修正することができる。
ここで、所定波長の露光光に対する前記修正膜の光透過率が、前記半透光膜と略等しいとは、前記透光部の光透過率を１００％としたときに、半透光膜と修正膜の光透過率の差が１％以内となることである。
【００３３】
前述したように、グレートーンマスクを用いて被転写体にパターンを転写する際に用いられる露光機は、例えば液晶表示装置製造用のものである場合、一般に面積の大きな露光が必要でありその光量を確保するために単一波長は用いず、波長域をもった露光光を用いるのが有利であることから、i線〜ｇ線（３６５〜４３６ｎｍ）程度の波長域を用いるのが一般的である。また露光機の露光光は、多くの場合、個々の装置において必ずしも一定ではなく、例えばi線〜ｇ線にわたる波長域の露光光を有していても、i線の強度が最も大きい露光機、ｇ線の強度が最も大きい露光機などが存在する。更に、露光機の光源の波長特性は、経時変化する。従って、露光機の光強度の最も強い波長で半透光膜と修正膜の透過率がほぼ等しいものとなるようにあわせることが好ましく、そのためには、上記所定の波長は、実際に露光するときの露光光の波長特性を考慮して決定することが望ましい。例えば、特定の露光機による露光条件下で、光強度の最も大きい波長を、上記所定波長とすることができる。
【００３４】
また、上記のようにして決定することができる「所定の波長」の代わりに、マスクの仕様の統一性をもたせる、マスクの品質検査の管理上などの観点から、何らかの「基準波長」を適用することも可能である。
つまりこの場合は、前記修正膜形成工程においては、所定の基準波長に対する修正膜の光透過率特性を予め把握し、把握した修正膜の光透過率特性に基づき、前記基準波長に対する修正膜の光透過率が半透光膜と略等しいものとなる条件を適用して修正膜を形成する。
【００３５】
所定の波長の露光光（あるいは基準波長）に対する上記修正膜の光透過率特性を予め把握するにあたって、所定の組成を有する修正膜の、露光光波長と光透過率との相関を予め把握しておくことが好ましい。
例えば、図２のように修正膜の光透過率の波長依存性（なお、露光光に対する膜の依存性は、波長に対してほぼ直線的であるが、ここでは該波長依存性を表す線を、透過率曲線ともいう。）について把握しておくことができる。図２の（ａ）と（ｂ）は、半透光膜としてＭｏＳｉを用い、修正膜としてカーボンを用いた場合の、半透光膜と修正膜のそれぞれの透過率の波長依存性を予め把握した結果を示している。この結果から、例えば露光光としてｉ線が支配的な強度をもつ露光機を用いる場合に、ｉ線の波長（３６５ｎｍ）において半透光膜と修正膜の光透過率が略等しいものとなるように、図２の（ａ）に示すような透過率の波長依存性を示すカーボン修正膜を選択し、カーボン膜の成膜条件等を調整することができる。すなわち２つの透過率曲線がi線において交差するか、もっとも接近するものとするようにすることができる。一方、ｇ線が支配的な強度をもつ露光機を用いる場合には、ｇ線の波長（４３６ｎｍ）において半透光膜と修正膜の光透過率が略等しいものとなるように、図２の（ｂ）に示すような透過率の波長依存性を示すカーボン修正膜を選択し、カーボン膜の成膜条件等を調整することができる。ｈ線を基準とするならば、ｈ線の波長において、２つの透過率曲線が交差するようにすることもできる。
【００３６】
また、所定の波長の露光光（あるいは基準波長）に対する上記修正膜の光透過率特性を予め把握するにあたって、所定の組成を有する修正膜を成膜する際の成膜条件と、所定の露光光波長に対する光透過率との相関についても予め把握しておくことが好ましい。例えば、図３は、修正膜（カーボン）をＦＩＢ法により成膜する場合の成膜条件（イオンドーズ量）と、露光光波長（ｉ線）に対する光透過率との相関を予め把握した結果を示している。この結果から、例えば露光光としてｉ線が支配的な強度をもつ露光機を用いる場合に、所望の修正膜の光透過率を有する膜厚を充足するための成膜条件について予め把握することができる。
【００３７】
また、修正膜形成工程においては、予め把握した、所定の波長の露光光（あるいは基準波長）に対する修正膜の光透過率特性の結果に基づき、例えば、修正膜の成膜条件において、前記修正膜の膜厚を選択することによって光透過率を調整することができる。膜厚の調整は公知の方法によって行うことができる。修正膜の成膜に例えばＦＩＢ法を適用する場合には、イオンドーズ量を制御することによって膜厚を調節することができる。また、成膜時間を制御してもよい。
【００３８】
また、予め把握した所定の波長の露光光（あるいは基準波長）に対する修正膜の光透過率特性の結果に基づき、修正膜の成膜条件において、前記修正膜の組成を選択することによって光透過率を調整することも可能である。たとえば、ＭｏＳｉ半透光膜に対して、修正膜の一例としてカーボン膜を用いることができるが、もちろん他の膜を用いることも可能である。修正膜の組成を選択する場合には、所定の波長の露光光に対する光透過率を勘案して行うことが好ましい。
前記半透光膜の成膜には、一般にスパッタ法を用いることができ、前記修正膜の成膜には、本発明ではＦＩＢ法を用いることが好適である。ＦＩＢ法は、局所的な成膜に好適であるからである。
【００３９】
半透光膜の材質としては、前述したように、MoSiON、MoSiN、MoSiCNなどのモリブデンシリサイド（MoSi）化合物、CrN、CrOなどのクロム化合物、又はＳｉ、Ｗ、Ａｌのうちのいずれかを好ましく用いることができる。所望の光透過率に調整するためには、膜厚を調整するほか、組成を調整することによって行うことができる。例えば、成膜方法にスパッタ法を用いる際に、スパッタガスとして導入する酸素、窒素の流量を調整することにより、膜内のこれらの含有率を変化させることが可能であり、これによって光透過率を調整することができる。
また、修正膜としては、カーボン（Ｃ）を主成分とする材料を好ましく用いることができる。カーボンは、上記ＦＩＢ法による成膜に好適である。
【００４０】
本発明においては、半透光膜の材質として、モリブデンシリサイド化合物を用い、かつ、修正膜として、カーボン（Ｃ）を主成分とする材料を用いることが特に有利である。これは、モリブデンシリサイド化合物と、カーボン（Ｃ）を主成分とする材料とは、前述の図２でも示したように、例えばｉ線またはｇ線の波長域の露光光に対する透過率が近似しており、さらにその波長依存性も大きく相違しないことから、本発明の方法によって、所定の露光波長を選択したときに半透光膜と修正膜の光透過率を略同一にすることが比較的容易に行えるからである。なお、好ましくは、i線〜ｇ線の全領域において、半透光膜と修正膜の透過率差は、３％以内とすることが好ましい。これにより、露光光源の波長特性の経時変化に対し、半透光膜と修正膜の光透過率が一致しない場合であっても、常に３％を下回る差違とすることが可能であり、この場合に、該マスクを用いて転写した被転写体上のレジスト露光量の差違による、現像後のレジスト線幅変動許容値を下回ることができる。
【００４１】
以下、本発明によるグレートーンマスクの欠陥修正方法の一実施例を説明する。
本実施例では、透明基板上に、モリブデンシリサイドを含む半透光膜（露光光透過率５０％）、クロムを主成分とする遮光膜をこの順に成膜し、所定のパターニングを施すことによって、遮光部、透光部、及び半透光部を備えた、ＴＦＴ基板製造用のグレートーンマスクを用いる。製造方法については後述する。
上記グレートーンマスクの半透光部に生じた白欠陥の修正方法を説明する。
【００４２】
（１）製造されたグレートーンマスクについては、欠陥検査装置を用いて、マスクパターンの欠陥検査を行う。欠陥検査においては、グレートーンマスクを走査させつつ光透過率を検出し、許容値との比較によって行うことができる。そして、半透光部において欠陥が存在するときは、該欠陥領域の位置情報と形状情報（寸法情報含む）を特定する。この場合の欠陥は、正常な半透光部に対して、半透光膜の膜厚が小さい、又は半透光膜が欠落した部位を有するために、露光光の透過量が正常な半透光部より大きい部分であるような所謂白欠陥である。
【００４３】
（２）まず、修正膜を形成するための成膜手段と成膜素材（組成）を決定する。本実施例では、成膜手段としてＦＩＢ装置を適用する。また、成膜素材としては、ＦＩＢ装置による成膜に適し、かつＭｏＳｉ半透光膜と所定の波長で透過率を合わせるという観点から、光透過率の制御が行いやすい素材を用いるのが好ましく、本実施例では、カーボンとする。カーボンは、ＦＩＢ装置による成膜に適し、かつ光透過率の制御が行いやすいというだけでなく、耐薬品性、付着強度にも優れている素材である。
なお、修正膜のカーボン膜の露光光波長に対する光透過率特性、および、特定の透過率を得るための成膜条件などについては、予め把握しておく。
【００４４】
（３）当該マスクを使用する際の露光機の波長特性を勘案し、ＭｏＳｉ半透光膜とカーボン修正膜の光透過率をあわせる、基準波長を決定する。
（４）予め把握したカーボン膜の露光光波長に対する光透過率特性等の結果に基づき、上記基準波長において、半透光膜とカーボン修正膜の光透過率差が所定の許容範囲（１％以内）となるように、カーボン修正膜の膜厚、及びそれを成膜するための成膜条件（単位面積あたりのドーズ量など）を決定する。ＦＩＢ装置を用いた成膜の場合、膜厚を制御するパラメーターは、主にイオンビームの単位面積当たりのドーズ（Dose、 成膜時の電流値に比例する）量である。ここで、１％以内とは、本発明のグレートーンマスクを用いて、被転写体に対して露光を行った際に、被転写体上のレジスト膜厚に膜厚差を実質的に与えないものであり、同一膜とみなすことができる量である。
【００４５】
ここで、上記ＦＩＢ装置について説明する。このＦＩＢ装置４０は、図４に示すように、Ｇａ＋イオンを発生させるイオン源４１と、電磁光学系４２と、Ｇａ＋イオンを中和するための電子を放出する電子銃４３と、βガスを放出させるエッチング用ガス銃４９と、ピレンガスを放出させるガス銃４４とを有して構成される。上記電磁光学系４２は、イオン源４１から発生したＧａ＋イオンをイオンビーム４７とするものであり、このイオンビーム４７がスキャンアンプ４６により走査される。
そして、ＸＹステージ４５上に、被修正対象物であるグレートーンマスク２０を載置し、ＸＹステージ４５を移動させることにより、そのグレートーンマスク２０における修正を施す欠陥領域をイオンビーム照射領域に移動する。次に、修正を施す欠陥領域にイオンビーム４７を走査し、この際に発生する二次イオンを検出する二次イオン検出器４８の作用で、修正を施す欠陥領域の位置を検出する。イオンビーム４７が電磁光学系４２を介して、グレートーンマスク２０の修正を施す欠陥領域に照射されることによって、修正膜の形成や、黒欠陥領域の半透光膜の除去が実施される。なお、イオンビームのビーム径は、０．１μｍφ以下である。
【００４６】
修正膜を形成する場合には、電磁光学系４２を介してイオンビーム４７を放出させながら、ピレンガスをガス銃４４により放出させる。これにより、ピレンガスがイオンビーム４７に接触して重合（化学反応）し、イオンビーム４７の照射領域に修正膜が堆積して成膜される。
また、黒欠陥領域の半透光膜を除去する場合には、エッチング用ガス銃４９によりβガスを放出させ、この状態で電磁光学系４２を介してイオンビーム４７を照射することにより、上記半透光膜が除去される。
【００４７】
（５）修正膜の成膜領域として必要な欠陥領域の位置情報等をＦＩＢ装置に入力するとともに、上記の成膜条件を入力し、該成膜条件にて成膜領域（欠陥領域）にカーボンの修正膜を形成する。
以上は白欠陥の修正方法を説明したが、半透光部において遮光膜成分の付着等による黒欠陥が存在する場合、まずＦＩＢ装置等を用いて黒欠陥だけを除去してもよいが、半透光膜にもダメージを与える場合があるため、望ましくは黒欠陥を含む領域の半透光膜をＦＩＢ装置（好ましくはＦＩＢのガスアシストエッチング）、又はレーザー等で除去し、この除去した領域を欠陥領域として、上述の白欠陥の場合と同様の修正を施すことにより、黒欠陥の場合にも好適に修正を行うことができる。
【００４８】
以上のように、本実施例によれば、所定の波長の露光光に対する修正膜の光透過率が半透光膜と略等しい（光透過率差が許容範囲内）ものとなるため、欠陥が修正された領域は、結果的に、半透光部における正常なグレートーン部分に許容された透過率範囲とほぼ同等のグレートーン効果が得られるようになり、半透光部に発生した欠陥を好適に修正することができる。
また、本実施例では、修正膜の成膜手段として、ＦＩＢ装置を適用したが、成膜手段はＦＩＢ装置に限定されるわけではなく、例えばレーザーＣＶＤ等、他の成膜手段を適用することも可能である。
【００４９】
本発明は、以上説明した欠陥修正方法による欠陥修正工程を含むグレートーンマスクの製造方法についても提供する。
上記グレートーンマスクは、以下のような方法によって得ることができる。本発明は、以下の製造過程で、半透光部の半透光膜に生じた欠陥の修正に用いられる。
（１）透明基板上に半透光膜、及び遮光膜をこの順に積層されたフォトマスクブランクを用意し、該フォトマスクブランク上に、遮光部に対応する領域のレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングすることにより、半透光膜上に遮光部を形成する。次に、少なくとも半透光部を含む領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した半透光膜をエッチングすることにより、半透光部及び透光部を形成する。こうして、透明基板上に、半透光膜による半透光部、遮光膜と半透光膜の積層膜による遮光部、透光部を形成したグレートーンマスクを得ることができる。
【００５０】
（２）または、透明基板上に遮光膜が形成されたフォトマスクブランクを用意し、該フォトマスクブランク上に、遮光部に対応する領域のレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングすることにより遮光膜パターンを形成する。次に、レジストパターンを除去後、基板の全面に半透光膜を成膜する。そして、遮光部および半透光部に対応する領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして露出した半透光膜をエッチングすることにより、透光部及び半透光部を形成する。こうして、透明基板上に、半透光膜による半透光部、遮光膜と半透光膜の積層膜による遮光部、透光部を形成したグレートーンマスクを得ることができる。
【００５１】
（３）あるいは、上記（２）と同じフォトマスクブランク上に、遮光部および透光部に対応する領域のレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングすることにより、半透光部に対応する領域の透明基板を露出させる。次に、レジストパターンを除去後、基板の全面に半透光膜を成膜し、遮光部および半透光部に対応する領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した半透光膜（並びに半透光膜及び遮光膜）をエッチングすることにより、透光部及び遮光部、並びに半透光部を形成することもできる。
もちろん、本発明のフォトマスクの製造方法は、上述の（１）〜（３）に限定される必要はない。
本発明のグレートーンマスクの製造方法によれば、このような本発明の欠陥修正方法を適用した欠陥修正工程を有することにより、半透光部に発生した欠陥が好適に修正されたグレートーンマスクを得ることができる。
【００５２】
本発明によれば、所定の波長の露光光に対して所定の光透過率を有する半透光膜により形成された半透光部の所定部分には、半透光膜の欠陥領域を修正する、前記半透光膜と異なる組成の修正膜が形成され、グレートーンマスクに対して適用する露光光の所定波長において、半透光膜と修正膜の光透過率の差が３％以内であるグレートーンマスクが得られる。すなわち、上記波長の露光光に対する修正膜の光透過率特性が半透光膜と略等しいものとなるため、結果的に、欠陥が修正された領域は、半透光部における正常なグレートーン部分に許容された透過率範囲内のグレートーン効果が得られ、半透光部に発生した欠陥が好適に修正されたグレートーンマスクが得られる。
さらに、上記のように半透光部に発生した欠陥が好適に修正された本発明によるグレートーンマスクを用いて、前述の図１に示すように、被転写体へのパターン転写を行うことにより、パターン欠陥のない良好な転写パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のグレートーンマスクを用いたパターン転写方法を説明するための断面図である。
【図２】（ａ）と（ｂ）は、半透光膜（ＭｏＳｉ）と修正膜（カーボン）のそれぞれの透過率の波長依存性を示す図である。
【図３】修正膜（カーボン）のＦＩＢ法による成膜条件（イオンドーズ量）と、所定の露光光波長（ｉ線）に対する光透過率との相関関係を示す図である。
【図４】ＦＩＢ装置の構造を示す概略側面図である。
【図５】グレートーンマスクを用いたＴＦＴ基板の製造工程を示す概略断面図である。
【図６】グレートーンマスクを用いたＴＦＴ基板の製造工程（図５の製造工程の続き）を示す概略断面図である。
【図７】従来の微細パターンタイプのグレートーンマスクの一例を示す平面図である。
【図８】半透光膜（ＭｏＳｉ）と修正膜（カーボン）のそれぞれのｉ線及びｇ線に対する光透過率特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０，２０  グレートーンマスク
２１  遮光部
２２  透光部
２３  半透光部
２４  透明基板
２５  遮光膜
２６  半透光膜
２７  修正膜
３０  被転写体
３３  レジストパターン
４０  ＦＩＢ装置
【図１】
2009020312.tif 000003
【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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【図８】
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