TWI388923B - 灰階光罩的缺陷修正方法以及灰階光罩 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種在液晶顯示裝置(以下稱為LCD)之薄膜電晶體(以下稱為TFT)等之製造上所使用的灰階光罩(graytone mask)的缺陷修正方法，以及灰階光罩。
具有TFT的LCD，比起CRT(陰極射線管)而言，因為具有容易薄型化、耗電量低等優點，故目前已被急速商品化。LCD係具有以下結構：在依矩陣狀排列的各畫素上排列有TFT的結構之TFT基板、以及對應於各畫素而排列有紅、綠及藍之畫素圖案的彩色濾光片之間，夾有液晶相而疊合。此種LCD，製造步驟數多，光TFT基板就要使用到5~6道光罩來製造。
有鑒於上述的狀況，使用4道光罩來進行TFT基板的製造之方法因而被提出。此方法係藉由具有遮光部、透光部及灰階部之光罩(以下稱為灰階光罩)，來降低所使用的光罩數目。
參照圖1、圖2，針對使用有灰階光罩的TFT基板之製造步驟之習知例來進行說明。
首先，在玻璃基板1上形成閘極電極用金屬膜。接著，藉由對閘極電極用金屬膜施行利用光罩之微影成像(photolithography)步驟，而於玻璃基板1上形成閘極電極2。之後，再形成閘極絕緣膜3、第1半導體膜(a－Si)4、第2半導體膜(N＋a－Si)5、源極－汲極用金屬膜6、以及正型光阻膜7(圖1A)。
其次，使用具有遮光部101、透光部102及灰階部103之灰階光罩100，將光阻膜7施行曝光、顯影。藉此，如圖1B所示般，形成第1光阻圖案7A。第1光阻圖案7A，係覆蓋住TFT通道部形成區域、源極－汲極形成區域及資料線(data line)形成區域，而且覆蓋住TFT通道部形成區域之光阻膜的膜厚係比覆蓋住源極－汲極形成區域之光阻膜的膜厚更薄。
再者，以第1光阻圖案7A作為遮罩，而對源極－汲極用金屬膜6及第2、第1半導體膜5、4施行蝕刻(圖1C)。
接著，將形成有第1光阻圖案7A之光阻膜7藉由使用氧去灰(ashing)而使其全體性地減少，以去除覆蓋住TFT通道部形成區域之較薄光阻膜部分，而形成第2光阻圖案7B(圖2A)。之後，以第2光阻圖案7B作為遮罩，藉由對源極－汲極用金屬膜6進行蝕刻而形成源極/汲極6A/6B，其次再藉由蝕刻去除TFT通道部形成區域之第2半導體膜5(圖2B)。最後，將所殘存的第2光阻圖案7B之光阻膜予以剝離(圖2C)。
灰階光罩100，係如圖3所示般，對應於源極－汲極形成區域而具有遮光部101A、101B及透光部102，對應於TFT通道部形成區域而具有灰階部103。灰階部103，係為由使用灰階光罩100之大型LCD用曝光機之解析限度以下的微細圖案構成的遮光圖案103A所形成的區域。一般而言，遮光部101A、101B及遮光圖案103A係同時由鉻或鉻化合物等之相同材料以相同的厚度所形成。使用此種灰階光罩之大型LCD用曝光機之解析限度，在步進式(stepper)的曝光機下約為3 μ m，而在鏡面投射式(mirror projection)的曝光機下約為4 μ m。因此，例如，於圖3中，灰階光罩部103中之穿透部103B的間距(space)寬係不滿3 μ m，遮光圖案103A之線寬係不滿曝光機之解析限度以下的3 μ m。
上述的微細圖案型之灰階光罩部103，其設計具體而言，係將具有遮光部101A、101B及透光部102中間的半色調(halftone)效果之微細圖案，做成如下類型來選擇：線及間距型(line and space type)，或網點型，或其它之圖案。更進一步來說，當選定為線及間距型的情況下，必須要考慮例如：線寬要設計多寬？讓光穿透的部分及遮光的部分其比例要為多少？整體的穿透率要設定為什麼程度才能完成設計？等等非常多的因素，才能完成設計。又，即使是在灰階光罩的製造過程中，也必定會被要求例如：線寬的中心值管理，以及光罩內的線寬誤差管理等極難的生產技術控管。
因此，將灰階部做成光半穿透性之半透光膜(半色調膜)的方法即被提出(例如，專利文獻1：特開2002－189280號公報)。藉由使用半透光膜，以達到減少曝光量而可實施半色調曝光的效果。使用半透光膜的情況，在設計時，就只要檢討整體的穿透率應該為多少是必要的就足夠了。在灰階光罩的製造過程中，也只要選定半透光膜之膜種類(膜材料)或膜厚就可進行灰階光罩的生產。因此，灰階光罩製造時，只要進行半透光膜之膜厚控制就足夠，比較容易進行管理。又，利用灰階光罩的灰階部來形成TFT通道部時，若使用半透光膜的話，就可輕易地利用微影成像步驟來實施圖案化，故TFT通道部的形狀即使為複雜的形狀亦可進行。
然而，在專利文獻1中所揭示的灰階光罩，其於由半透光膜所構成的灰階部發生脫落缺陷等之白缺陷時，會有如下述般的問題產生。當發生白缺陷時，一般光罩之遮光膜其缺陷修正所使用的修正方法，係使用僅在缺陷部分埋入遮光膜之方法，由於只有埋入遮光膜的部分變成低穿透率，故最終又會產生其他種類的缺陷。
另一方面，藉由控制膜厚而於缺陷部分埋入修正用半透光膜之方法亦有被提出考量。然而，在使用該方法的情況下，修正用半透光膜之位置對齊會很困難，進而在缺陷部分太小的情況下，會有修正用半透光膜超出缺陷部分等之問題產生。
更進一步，於灰階光罩中，在由半透光膜所構成的灰階部上產生了肇因於遮光膜材料或異物之黑缺陷時，在去除缺陷部分而埋入修正用半透光膜這件事上，也會產生如上所述之相同困難。
再進一步，半透光膜由於必須具有在既定的膜厚範圍內具備適當的曝光光線穿透率之特性，故其組成受到限制，因此即使是在可適用於局部性的成膜上之雷射CVD裝置中，亦很難控制，埋入修正用半透光膜之際的膜厚也必須很精密地予以控制。例如，跟在灰階光罩製造時所使用的半透光膜相同素材之膜，在不適用於局部性的成膜方法之情況下，若可使用其他之素材(具有不同穿透率之素材)來進行缺陷修正的話，就會非常的有用。
本發明之目的，係提供一種灰階光罩的缺陷修正方法，可適當地修正在灰階部所產生的缺陷。
本發明之另一目的，係提供一種灰階光罩，其在灰階部所產生的缺陷已被適當地修正。
更進一步，本發明之又一目的，係提供一種灰階光罩，具有由微細圖案構成之灰階部。
本發明係藉由以下之實施型態所實施而得。
(第1實施型態)一種灰階光罩的缺陷修正方法，用以在被轉印體上形成膜厚呈階段性地或連續性地相異之光阻圖案，該灰階光罩具有用來遮蔽曝光光線之遮光部、讓曝光光線穿透之透光部、及用以降低曝光光線的穿透量之灰階部，其步驟包括：一被修正區域之特定化步驟，上述灰階部係由半透光膜所形成，而於上述灰階部中特定化產生有缺陷的被修正區域之步驟；以及一微細圖案之形成步驟，係在該被修正區域上，形成可得到跟在上述灰階部中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案之步驟。
(第2實施型態)在上述第1實施型態之灰階光罩的缺陷修正方法中，上述被修正區域係為該灰階光罩製造後，於上述灰階部中所產生的脫落缺陷區域，或是為將含有由在上述灰階部中所產生的上述遮光部之形成材料或異物所構成的多餘缺陷之區域去除掉而形成的脫落缺陷區域，或是為在將含有由在上述灰階部中所產生的上述遮光部之形成材料或異物所構成的多餘缺陷之區域去除掉而形成的脫落缺陷區域上，將修正用的半透光膜部分性地成膜之後進而所殘留的脫落缺陷區域。
(第3實施型態)在上述第1實施型態之灰階光罩的缺陷修正方法中，上述被修正區域係為該灰階光罩製造後，於上述灰階部中所產生的脫落缺陷區域上，將修正用的半透光膜部分性地成膜之際所產生的含有該半透光膜的重疊部分之區域，或是為在將含有由在上述灰階部中所產生的上述遮光部之形成材料或異物所構成的多餘缺陷之區域去除掉而形成的脫落缺陷區域上，將修正用的半透光膜部分性地成膜之際所產生的含有該半透光膜的重疊部分之區域。
(第4實施型態)在上述第1或第2實施型態之灰階光罩的缺陷修正方法中，上述微細圖案之形成步驟更包括有一修正用遮光膜之形成步驟，係在由上述灰階光罩部中之脫落缺陷所構成的被修正區域上，依微細圖案狀形成修正用之遮光膜。
(第5實施型態)在上述第1或第2實施型態之灰階光罩的缺陷修正方法中，上述微細圖案之形成步驟更包括其步驟：一修正用遮光膜之形成步驟，係在由上述灰階光罩部中之脫落缺陷所構成的被修正區域上，形成修正用之遮光膜；一依微細圖案狀加工之步驟，係將該修正用之遮光膜，依可得到跟在上述灰階部中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案狀進行加工。
(第6實施型態)在上述第4或第5實施型態之灰階光罩的缺陷修正方法中，上述修正用之遮光膜係由跟上述遮光部之形成材料相同的材料所構成。
(第7實施型態)在上述第3實施型態之灰階光罩的缺陷修正方法中，上述微細圖案之形成步驟更包括有一依微細圖案狀加工之步驟，係將上述灰階光罩部的被修正區域中之上述半透光膜的重疊部分，依可得到跟在上述灰階部中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案狀進行加工。
(第8實施型態)一種灰階光罩的製造方法，包括上述第1~第3、第6、第7之實施型態之缺陷修正方法之修正步驟。
(第9實施型態)本發明係提供一種灰階光罩，用以在被轉印體上形成膜厚呈階段性地或連續性地相異之光阻圖案，具有用來遮蔽曝光光線之遮光部、讓曝光光線穿透之透光部、及用以降低曝光光線的穿透量之灰階部，其特徵在於：上述灰階部係由半透光膜所形成；於上述灰階部中，具有缺陷已被修正的被修正區域；該被修正區域，係具有可得到跟在上述灰階部中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案。
(第10實施型態)在上述第9實施型態之灰階光罩中，上述遮光部係由遮光膜所形成，而在上述被修正區域上，則於由跟上述遮光膜相同的材料所構成之膜上形成有微細圖案。
(第11實施型態)一種灰階光罩，包括：一遮光部；一透光部；以及一灰階部，用以降低光罩使用時所利用之曝光光線的穿透量；其中，上述灰階部更包括：一半透膜部分，係由在透明基板上所形成的半透光膜構成；及一遮光微細圖案部，係由形成有微細圖案的遮光膜所構成。
(第12實施型態)在上述第11實施型態之灰階光罩中，上述遮光微細圖案部之圖案，係由同一形狀的單位圖案呈規則性地排列而構成。
(第13實施型態)一種灰階光罩，包括：一遮光部；一透光部；以及一灰階部，用以降低光罩使用時所利用之曝光光線的穿透量；其中，上述灰階部更包括有一半透光微細圖案部，其係在透明基板上，由形成有微細圖案的半透光膜所構成。
(第14實施型態)在上述第13實施型態之灰階光罩中，上述灰階部更包括：一半透光微細圖案部，其係在透明基板上，由形成有微細圖案的半透光膜所構成；以及一由未形成有微細圖案的半透光膜所構成之部分；其中，上述半透光微細圖案部之膜厚係比未形成有微細圖案的半透光膜更厚。
(第15實施型態)在上述第14實施型態之灰階光罩中，在上述半透光微細圖案部上，更包括有一層積有半透光膜的部分。
(第16實施型態)在上述第13~第15的任一實施型態之灰階光罩中，上述半透光微細圖案部之圖案，係由同一形狀的單位圖案呈規則性地排列而構成。
依據本發明之上述第1~第7之實施型態，就可在灰階部中、於產生有缺陷的被修正區域上，以可得到跟在灰階部中之正常的灰階部分相同的灰階效果之方式而形成微細圖案來修正缺陷，而已被修正的被修正區域，因為會變成跟在灰階部中之正常的灰階部分具有相同的穿透率，故可適當地修正在灰階部所產生的缺陷。
又，在灰階部中，於產生有缺陷的被修正區域上，藉由形成微細圖案來修正缺陷，故而，例如在將修正膜埋入於脫落缺陷等情況下所產生的位置對齊等之繁雜的作業就可省卻，而能短時間且高精密度地修正上述缺陷。
依據本發明之上述第9~第16之實施型態，係在由半透光膜所形成的灰階部上，具有缺陷已被修正的被修正區域，上述被修正區域，係具有可得到跟在上述灰階部中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案。因此，上述被修正區域，由於跟在上述灰階部中之正常的灰階部分具有相同的穿透率，因此可提供在灰階部所產生的缺陷已被適當地修正之灰階光罩。
又，灰階部之構成可包括為半透光膜、已形成有微細圖案的遮光膜、或是已形成有微細圖案的半透光膜，皆可得到相同的灰階效果，而有提高產率的優點。
另外，在本發明中，可藉由微細圖案來進行灰階部的局部性修正，由於所修正的部分之光穿透率可藉由微細圖案的尺寸或形狀而預先決定，故灰階部之光穿透率就能有很大的自由度，而能依被修正部位狀況而應用適當的遮光膜。因此，比起將半透光膜局部性地成膜之情況，可較容易地控制膜厚精密度等之成膜時控制條件。
以下，就本發明之數個實施例來進行說明。
圖4A、4B係表示利用本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第1實施例之步驟圖。圖5A係表示利用圖4A、4B之灰階光罩的缺陷修正方法所修正得出的灰階光罩。圖5B係同時表示灰階光罩和被轉印體，圖5C係為跟圖5B所示的灰階光罩不同之另一形態的灰階光罩。
圖5A~圖5C所示的灰階光罩10，係用以製造例如液晶顯示裝置(LCD)之薄膜電晶體(TFT)及彩色濾光片，或是電漿顯示面板(PDP)等。簡言之，灰階光罩10係如圖5B所示般，被用來在被轉印體11上形成膜厚呈階段性不同之光阻圖案12。另外，光阻圖案係以膜厚呈連續性地不同之方式而形成。又，圖5B中之符號19A、19B，係表示在被轉印體11中、於透光性基板16上所層積之膜。
灰階光罩10，具體而言，係具有：在該灰階光罩10使用時，用以遮住曝光光線(穿透率大抵為0%)之遮光部13；讓曝光光線大抵100%穿透之透光部14；以及讓曝光光線之穿透率降低到大抵20~50%左右之灰階部15。灰階部15，係由在玻璃基板等之透光性基板16上，形成有光半穿透性之半透光膜17而構成。又，遮光部13，係在透光性基板16上，由半透光膜17及遮光性的遮光膜18所層積而構成。遮光部13，其形成順序有以下兩種：於透光性基板16上，依照半透光膜17、遮光膜18的順序而形成(圖5B)；或是於透光性基板16上，依照遮光膜18、半透光膜17的順序而形成(圖5C)。
以半透光膜17的材料而言，可舉例如：鉻化合物、MoSi、Si、W、Al等。其中，鉻化合物可為氧化鉻(CrOx)、氮化鉻(CrNx)、氮氧化鉻(CrOxN)、氟化鉻(CrFx)等，或為在上述等化合物中含有碳或氫之物質。另一方面，以遮光膜18的材料而言，可舉例如：Cr、Si、W、Al等。遮光部13之穿透率，可依半透光膜17、遮光膜18的膜材質及膜厚等條件擇定後設定之。又，灰階部15的穿透率，可依半透光膜17的膜材質及膜厚等條件擇定後設定之。
使用如上所述之灰階光罩10時，在遮光部13處曝光光線無法穿透，而在灰階部15處曝光光線會被減弱。其結果是，被轉印體11上所附著的光阻膜(正型光阻膜)，其對應於遮光部13之部分膜厚會變得較厚，對應於灰階部15之部分膜厚會變得較薄，而對應於透光部14之部分就變成沒有膜存在，最後成為光阻圖案12(圖5B)。在此光阻圖案12中，於對應於灰階部15之部分膜厚會變得較薄之效果，即係所謂的『灰階效果』。
接著，在光阻圖案12其沒有光阻膜的部分，對被轉印體11中之例如膜19A及19B施行第1蝕刻步驟時，同時藉由去灰步驟等去除掉光阻圖案12其光阻膜之較薄部分，再於已去除掉的部分，對被轉印體11中之例如膜19B施行第2蝕刻步驟。藉此，就可使用一道灰階光罩10來達到習知光罩需要二道光罩步驟才能完成的效果，而降低光罩數目。
然而，在上述的灰階光罩10之灰階部15中，產生如圖4A所示般的脫落缺陷(白缺陷)20時之缺陷修正方法，係說明如下。
在灰階光罩10製造後而於灰階部15中產生脫落缺陷20時，首先，將產生上述脫落缺陷20的區域特定化而作為被修正區域21(圖4A)。其次，於該被修正區域21上，以可得到跟在上述灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果之方式，依微細圖案狀形成複數的修正用遮光膜22(圖4B)。
修正用遮光膜22，係利用例如雷射CVD裝置等，以可成膜的最小尺寸依點狀配置而形成。此情況下，依點狀所形成的修正用遮光膜22之形狀或位置，由於並不要求其嚴密性，故雷射CVD裝置不需要嚴格的位置對齊操作等步驟。修正用遮光膜22之尺寸或間距(pitch)，係以事先固定而實施較佳。藉此，複數的修正用遮光膜22於形成2個以上之際，就不需要嚴密的位置對齊，而可提升作業性。
另外，此時，微細圖案狀之修正膜用遮光膜，係以由同一形狀的單位圖案呈規則性地排列而構成者較佳，個別單位圖案的外圍，並以不鄰接於灰階部及上述遮光部之邊界者較佳。此乃因為可較容易使灰階部控制在一定範圍的穿透率範圍內。
又，以可得到跟在上述灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果之修正用遮光膜22的微細圖案，係以如下方式形成者較佳。亦即，具有該微細圖案之被修正區域21的穿透率，係以相對於通過灰階部15中之正常的灰階部分所得到的被轉印體上之光阻圖案之光阻殘膜值而言，設定成可得到±15%以內、更佳為±10%以內的殘膜為較佳。
於灰階部15具有脫落缺陷之灰階光罩10，係如上所述般，具有脫落缺陷已被修正之被修正區域21(圖5A)。因此，脫落缺陷已被修正之被修正區域21，就變成可得到跟在灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果、而具有如圖4B所示般的微細圖案狀之修正用遮光膜22者。
第1實施例之灰階光罩，因為係以如上方式構成，故可達到以下的效果(1)~(3)。
(1)依據灰階光罩10之缺陷修正方法，就可在灰階部15中、於發生有脫落缺陷20的被修正區域21上，以可得到跟在灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果而形成微細圖案狀之修正用遮光膜22來修正缺陷。修正完之後，已被修正的被修正區域21，就變成跟在灰階部15中之正常的灰階部分具有相同的穿透率，而可適當地修正在灰階部15所產生的脫落缺陷20。
(2)在灰階部15中，於發生有脫落缺陷20的被修正區域21上，藉由形成微細圖案狀之修正用遮光膜22來修正脫落缺陷20。藉此，例如，在將修正膜埋入於脫落缺陷20等情況下所產生的位置對齊等之繁雜的作業就可省卻，而能短時間且高精密度地修正脫落缺陷20。
(3)灰階光罩10，係在由半透光膜17所形成的灰階部15上，具有脫落缺陷20已被修正的被修正區域21。然後，已被修正的被修正區域21，係具有可得到跟在灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案狀之修正用遮光膜22。因此，已被修正的被修正區域21，由於跟在灰階部15中之正常的灰階部分具有相同的穿透率，因此可提供在灰階部15所產生的脫落缺陷20已被適當地修正之灰階光罩10。
圖6A~圖6C係表示利用本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第2實施例之步驟圖。在本第2實施例中，跟第1實施例相同的部分乃賦予相同的符號，並省略其說明。
在第2實施例之灰階光罩的缺陷修正方法中，係於灰階光罩10製造後，將在灰階部15中所產生的脫落缺陷20的區域特定化而作為被修正區域21(圖6A)。其次，於該被修正區域21的整體上，利用例如雷射CVD裝置等來進行修正用遮光膜23之成膜(圖6B)。之後，將該修正用遮光膜23以可得到跟在灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果之方式，利用例如雷射修復裝置等切除加工為微細圖案狀(圖6C)。符號23A係表示微細圖案狀之切除加工部。
另外，利用雷射修復裝置等進行微細圖案之切除加工，也可固定切除部位之尺寸及間距，故較佳。更進一步，具有在修正用遮光膜23所形成的微細圖案之被修正區域21(已被修正的被修正區域)之穿透率，亦以跟第1實施例(具有微細圖案狀之修正用遮光膜22之被修正區域21的穿透率)為相同範圍內較佳。
在灰階部15中具有脫落缺陷20之如圖6A所示的灰階光罩10，係如上述般，變成具有脫落缺陷20已被修正的被修正區域21之如圖6C所示的灰階光罩10。已被修正的被修正區域21，係具有可得到跟在灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案。
因此，即便是第2實施例，亦可達到跟上述第1實施例之效果(1)~(3)相同的效果。
圖7A~圖7D係表示利用本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第3實施例之步驟圖。在本第3實施例中，跟第1實施例相同的部分乃賦予相同的符號，並省略其說明。
在第3實施例之灰階光罩的缺陷修正方法中，係以在灰階光罩10的灰階部15中所產生之形成遮光部13的材料(特別是形成遮光膜18之材料)、或者是由異物所構成的多餘缺陷(黑缺陷)24(圖7A)作為對象。首先，利用雷射修復裝置等去除掉含有多餘缺陷(黑缺陷)24的區域而形成脫落缺陷25，再將已形成有脫落缺陷25之區域特定化而作為被修正區域26(圖7B)。
其次，於該被修正區域26的整體上，利用雷射CVD裝置等來進行修正用遮光膜27之成膜(圖7C)。之後，將該修正用遮光膜27以可得到跟在灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果之方式，利用雷射修復裝置等切除加工為微細圖案狀(圖7D)。符號27A係表示微細圖案狀之切除加工部。
修正用遮光膜27，也可同前述的修正用遮光膜22般，使用跟遮光部13之遮光膜18相同的材料，亦可使用其他的材料。又，半透光膜也可使用跟上述半透光膜17穿透率不同之其他的半透光膜。再者，利用雷射修復裝置等進行微細圖案之切除加工，因可預先算定、固定切除部位之尺寸及間距，故實施起來較佳。更進一步，具有在修正用遮光膜27所形成的微細圖案之被修正區域26(已被修正的被修正區域)之穿透率，亦以跟第1實施例(具有微細圖案狀之修正用遮光膜22之被修正區域21的穿透率)為相同範圍內較佳。
在灰階部15中具有多餘缺陷(黑缺陷)24之如圖7A所示的灰階光罩10，係如上述般，變成具有多餘缺陷24已被修正的被修正區域26之如圖7D(圖5A)所示的灰階光罩10。已被修正的被修正區域26，係具有可得到跟在灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案。
因此，即便是第3實施例，亦可達到跟上述第1實施例之效果(1)~(3)相同的效果。
圖8A~圖8C係表示利用本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第4實施例之步驟圖。在本第4實施例中，跟第1實施例相同的部分乃賦予相同的符號，並省略其說明。
在第4實施例之灰階光罩的缺陷修正方法中，首先，係於灰階光罩10之製造後，於灰階部15所產生的脫落缺陷20之區域(圖8A)上，將修正用半透光膜28如圖8B所示般進行部分性成膜。然後，將在修正用半透光膜28成膜之際所產生的，包含有灰階部15之正常的灰階部分之半透光膜17(圖5B或圖5C)跟修正用半透光膜28之重疊部分29的區域，特定化而作為被修正區域30。其次，將上述重疊部分29以可得到跟在灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果之方式，利用雷射修復裝置等切除加工為微細圖案狀(圖8C)。符號29A係表示微細圖案狀之切除加工部。
另外，利用雷射修復裝置等進行微細圖案之切除加工，因可預先算定、固定切除部位之尺寸及間距，故實施起來較佳。更進一步，具有在半透光膜之重疊部分29所形成的微細圖案之被修正區域30之穿透率，亦以跟第1實施例(具有微細圖案狀之修正用遮光膜22之被修正區域21的穿透率)為相同範圍內較佳。
在灰階部15中具有脫落缺陷20之如圖8A所示的灰階光罩10，係如上述般，變成具有脫落缺陷20已被修正的被修正區域30之如圖8C(圖5A)所示的灰階光罩10。已被修正的被修正區域30，係具有可得到跟在灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案。
因此，即便是第4實施例，亦可達到跟上述第1實施例之效果(1)~(3)相同的效果。
圖9A~圖9E係表示利用本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第5實施例之步驟圖。在本第5實施例中，跟第3實施例(圖7A~圖7D)相同的部分乃賦予相同的符號，並省略其說明。
在第5實施例之灰階光罩的缺陷修正方法中，首先，係跟第3實施例同樣般，將含有形成遮光部13的材料(特別是形成遮光膜18之材料)或是由異物所構成的多餘缺陷(黑缺陷)24之區域，利用雷射修復裝置等去除掉而形成脫落缺陷25(圖9A、圖9B)。接著，再於該脫落缺陷25之區域上進行修正用半透光膜31之成膜。然後，將在修正用半透光膜31成膜之際所產生的，包含有灰階部15之正常的灰階部分之半透光膜17(圖5B或圖5C)跟修正用半透光膜31之重疊部分32、及更進一步殘留之脫落缺陷33的區域，特定化而作為被修正區域34(圖9C)。
其次，於脫落缺陷33的部分上，利用例如雷射CVD裝置等來進行修正用遮光膜35之成膜(圖9D)。之後，將該修正用遮光膜部分35跟上述半透光膜之重疊部分32，以可得到跟在灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果之方式，分別適用其各自適合的尺寸及間距，利用雷射修復裝置等切除加工為微細圖案狀(圖9E)。符號32A係表示在半透光膜之重疊部分32所設的微細圖案狀之切除加工部，而符號35A係表示在修正用遮光膜35所設的微細圖案狀之切除加工部。
另外，修正用遮光膜35，亦可使用跟遮光部13之遮光膜18相同的材料，也可使用其他的材料。更進一步，也可使用修正用半透光膜。又，利用雷射修復裝置等進行微細圖案之切除加工，因可預先算定切除部位之尺寸及間距，並能固定適用於其個別的膜質之值，故較佳。亦即，具有在半透光膜之重疊部分32及修正用遮光膜35所形成的微細圖案之被修正區域34之穿透率，亦以跟第1實施例(具有微細圖案狀之修正用遮光膜22之被修正區域21的穿透率)為相同範圍內較佳。
在灰階部15中具有多餘缺陷24之如圖9A所示的灰階光罩10，係如上述般，變成具有多餘缺陷24已被修正的被修正區域34之如圖9E(圖5A)所示的灰階光罩10。已被修正的被修正區域34，係具有可得到跟在灰階部15中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案。
因此，即便是第5實施例，亦可達到跟上述第1實施例之效果(1)~(3)相同的效果。
以上，僅係舉出本發明之數個實施例來進行說明，然本發明並不限於上述等實施例。
例如，在上述各實施例中，係針對修正用遮光膜22、23、27或35，或者是修正用半透光膜28或31之成膜，利用雷射CVD裝置實施之，並使用雷射修復裝置對上述等之修正用膜施行微細圖案之切除加工的情況，予以說明。然而，上述修正用遮光膜22、23、27、35或者是修正用半透光膜28、31之成膜，以及上述等膜之切除加工，也可使用FIB(Focused Ion Beam，聚焦離子束)裝置來實施之。
也就是說，如圖10所示般，FIB裝置40，係具有以下結構：產生Ga＋
離子之離子源41，電磁光學系統42，放出用以中和Ga＋
離子之電子的電子槍43，放出α氣體(碘氣體)之蝕刻用氣體槍49，以及放出二烯(prene)氣體之氣體槍44。電磁光學系統42，係將由離子源41所產生的Ga＋
離子轉換為離子束47者。掃描放大器(scan amp)50，係將被修正對象物以離子束47進行掃描。
然後，在X－Y台座45上，藉由承載被修正對象物之灰階光罩10，並使X－Y台座45移動，而將上述的灰階光罩10之被修正區域21(26、30、34)移動至離子束照射區域。其次，將被修正區域21(26、30、34)以離子束47進行掃描，再藉由二次離子檢測器48之作用來檢測此時所產生的二次離子(Cr、Si)，以檢測出被修正區域21(26、30、34)。藉由令離子束47經由光學系統42而照射於灰階光罩10之被修正區域21(26、30、34)上，來施行修正用遮光膜22(23、27、35)或修正用半透光膜28(31)之成膜及微細圖案的切除加工。另外，離子束之光束直徑，係為0.1 μ m ψ以下。
當修正用遮光膜22、23、27、35或修正用半透光膜28、31進行成膜時，離子束47乃經由光學系統42而放出，同時二烯氣體乃藉由氣體槍44放出。藉此，二烯氣體就會接觸到離子束47而進行聚合(化學反應)，並於離子束47之照射區域上，沉積修正用遮光膜22、23、27、35或修正用半透光膜28、31而成膜。
又，在被修正區域21、26、30、34中進行微細圖案之切除加工時，乃藉由蝕刻用氣體槍49使α氣體(碘氣體)放出，並於該狀態下經由光學系統42以照射出離子束47，而實施微細圖案之切除加工，並進而緩和對於灰階光罩10之透光性基板16的損傷。
1．．．玻璃基板
2．．．閘極電極
3．．．閘極絕緣膜
4．．．第1半導體膜(a－Si)
5．．．第2半導體膜(N＋a－Si)
6．．．源極－汲極用金屬膜
6A．．．源極
6B．．．汲極
7．．．正型光阻膜
7A．．．第1光阻圖案
7B．．．第2光阻圖案
10．．．灰階光罩
11．．．被轉印體
12．．．光阻圖案
13．．．遮光部
14．．．透光部
15．．．灰階部
16．．．透光性基板
17．．．半透光膜
18．．．遮光膜
19A,19B．．．層積膜
24．．．多餘缺陷
21,26,30,34．．．被修正區域
28,31．．．修正用半透光膜
29,32．．．重疊部分
40．．．FIB裝置
41．．．離子源
42．．．電磁光學系統
43．．．電子槍
44．．．氣體槍
45．．．X－Y台座
47．．．離子束
49．．．蝕刻用氣體槍
50．．．掃描放大器
101,101A,101B．．．遮光部
100．．．灰階光罩
102．．．透光部
103．．．灰階部
103A．．．遮光圖案
103B．．．穿透部
22,23,27,35．．．修正用遮光膜
20,25,33．．．脫落缺陷(白缺陷)
23A,27A,29A,32A,35A．．．微細圖案狀之切除加工部
圖1A~圖1C係表示使用有灰階光罩的習知TFT基板之製造步驟步驟圖。
圖2A~圖2C係表示圖1A~圖1C之製造步驟之後續步驟圖。
圖3係表示具有形成了曝光機解析限度以下之遮光圖案的灰階部之一般灰階光罩之平面圖。
圖4A、4B係表示利用本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第1實施例之步驟圖。
圖5A~圖5C係表示利用本發明的第1實施例之灰階光罩的缺陷修正方法所修正得出的灰階光罩，特別是圖5A係表示灰階光罩之平面圖，圖5B係同時表示灰階光罩和被轉印體之側剖面圖，圖5C係為跟圖5B所示的灰階光罩不同之另一形態的灰階光罩之側剖面圖。
圖6A~圖6C係表示利用本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第2實施例之步驟圖。
圖7A~圖7D係表示利用本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第3實施例之步驟圖。
圖8A~圖8C係表示利用本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第4實施例之步驟圖。
圖9A~圖9E係表示利用本發明之灰階光罩的缺陷修正方法之第5實施例之步驟圖。
圖10係表示本發明之灰階光罩的缺陷修正方法所使用的FIB裝置之結構示意概略側面圖。
10．．．灰階光罩
13．．．遮光部
14．．．透光部
15．．．灰階部
20．．．脫落缺陷
21．．．被修正區域
22．．．修正用遮光膜
Claims (16)
- 一種灰階光罩的缺陷修正方法，用以在被轉印體上形成膜厚呈階段性地或連續性地相異之光阻圖案，該灰階光罩具有用來遮蔽曝光光線之遮光部、讓曝光光線穿透之透光部、及用以降低曝光光線的穿透量之灰階部，其特徵在於包括下列步驟：被修正區域之特定化步驟，上述灰階部係由半透光膜所形成，而於上述灰階部中特定化產生有缺陷的被修正區域之步驟；以及微細圖案之形成步驟，係在該被修正區域上，形成可得到跟在上述灰階部中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案之步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述之灰階光罩的缺陷修正方法，其中上述被修正區域係為該灰階光罩製造後，於上述灰階部中所產生的脫落缺陷區域，或是為將含有由在上述灰階部中所產生的上述遮光部之形成材料或異物所構成的多餘缺陷之區域去除掉而形成的脫落缺陷區域，或是為在將含有由在上述灰階部中所產生的上述遮光部之形成材料或異物所構成的多餘缺陷之區域去除掉而形成的脫落缺陷區域上，將修正用的半透光膜部分性地成膜之後進而所殘留的脫落缺陷區域。
- 如申請專利範圍第1項所述之灰階光罩的缺陷修正方法，其中上述被修正區域係為該灰階光罩製造後，於上 述灰階部中所產生的脫落缺陷區域上，將修正用的半透光膜部分性地成膜之際所產生的含有該半透光膜的重疊部分之區域，或是為在將含有由在上述灰階部中所產生的上述遮光部之形成材料或異物所構成的多餘缺陷之區域去除掉而形成的脫落缺陷區域上，將修正用的半透光膜部分性地成膜之際所產生的含有該半透光膜的重疊部分之區域。
- 如申請專利範圍第1項所述之灰階光罩的缺陷修正方法，其中上述微細圖案之形成步驟更包括有一修正用遮光膜之形成步驟，係在由上述灰階光罩部中之脫落缺陷所構成的被修正區域上，依微細圖案狀形成修正用之遮光膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之灰階光罩的缺陷修正方法，其中上述微細圖案之形成步驟更包括有下列步驟：修正用遮光膜之形成步驟，係在由上述灰階光罩部中之脫落缺陷所構成的被修正區域上，形成修正用之遮光膜；依微細圖案狀加工之步驟，係將該修正用之遮光膜，依可得到跟在上述灰階部中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案狀進行加工。
- 如申請專利範圍第4項所述之灰階光罩的缺陷修正方法，其中上述修正用之遮光膜係由跟上述遮光部之形成材料相同的材料所構成。
- 如申請專利範圍第5項所述之灰階光罩的缺陷修正方法，其中上述修正用之遮光膜係由跟上述遮光部之形成材料相同的材料所構成。
- 如申請專利範圍第3項所述之灰階光罩的缺陷修正方法，其中上述微細圖案之形成步驟更包括有一依微細圖案狀加工之步驟，係將上述灰階光罩部的被修正區域中之上述半透光膜的重疊部分，依可得到跟在上述灰階部中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案狀進行加工。
- 一種灰階光罩的製造方法，包括如申請專利範圍第1至3、6至8項中任一項所述之缺陷修正方法之修正步驟。
- 一種灰階光罩，用以在被轉印體上形成膜厚呈階段性地或連續性地相異之光阻圖案，具有用來遮蔽曝光光線之遮光部、讓曝光光線穿透之透光部、及用以降低曝光光線的穿透量之灰階部，其特徵在於：上述灰階部係由半透光膜所形成，於上述灰階部中，具有缺陷已被修正的被修正區域，該被修正區域，係具有可得到跟在上述灰階部中之正常的灰階部分相同的灰階效果之微細圖案。
- 如申請專利範圍第10項所述之灰階光罩，其中上述遮光部係由遮光膜所形成，而在上述被修正區域上，則於由跟上述遮光膜相同的材料所構成之膜上形成有微細圖案。
- 一種灰階光罩，包括：一遮光部；一透光部；以及一灰階部，用以降低光罩使用時所利用之曝光光線的 穿透量；其特徵在於：上述灰階部更包括：一半透膜部分，係由在透明基板上所形成的半透光膜構成；及一遮光微細圖案部，係由形成有微細圖案的遮光膜所構成。
- 如申請專利範圍第12項所述之灰階光罩，其中上述遮光微細圖案部之圖案係由同一形狀的單位圖案呈規則性地排列而構成。
- 一種灰階光罩，包括：一遮光部；一透光部；以及一灰階部，用以降低光罩使用時所利用之曝光光線的穿透量；其特徵在於：上述灰階部更包括有一半透光微細圖案部，其係在透明基板上，由形成有微細圖案的半透光膜所構成，以及一由未形成有微細圖案的半透光膜所構成之部分；其中，上述半透光微細圖案部之膜厚係比未形成有微細圖案的半透光膜更厚。
- 如申請專利範圍第14項所述之灰階光罩，其中在上述半透光微細圖案部上，更包括有一層積有半透光膜的部分。
- 如申請專利範圍第14或15項所述之灰階光罩，其中上述半透光微細圖案部之圖案係由同一形狀的單位圖案呈規則性地排列而構成。
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