CN101196680B - 光掩膜的检查装置、检查方法、制造方法和图案转印方法 - Google Patents

Abstract

本发明的光掩膜的检查装置中，保持光掩膜(3)，将来自光源(1)的规定波长的光束介由照明光学系统(2)照射到光掩膜(3)，并介由物镜系统(4)且由摄像元件(5)摄像光掩膜(3)的像。从光源(1)发出的光束至少包含g线、h线或i线之一，或者包含它们任意二者以上混合后的光束，介由波长选择滤波器(6)而照射到光掩膜(3)上。

Description

光掩膜的检查装置、检查方法、制造方法和图案转印方法

技术领域

本发明涉及一种用于检查曝光用光掩膜的性能的光掩膜检查装置和光掩膜检查方法，尤其涉及一种平板显示器(下面称为FPD)装置制造用的大型光掩膜的检查装置和检查方法。另外，本发明涉及一种液晶装置制造用光掩膜的制造方法和图案转印方法。

背景技术

以前，就光掩膜的性能检查而言，在专利文献1(特开平5-249656号公报)中，记载了一种利用摄像元件(下面称为CCD)检测作为被检体的光掩膜的透过照明光的强度分布从而进行缺陷检查的装置。该检查装置中，将检查光聚光照射到形成有0.3微米间距左右的细微图案的光掩膜上，并将透过该光掩膜的检查光放大照射，由分辨率为7微米左右的CCD进行摄像。

即，在该检查装置中，将光掩膜水平地载置于工作台上，并将来自光源的检查光介由照明光学系统照射到该光掩膜。工作台可沿光掩膜的面内方向移动操作。另外，在该检查装置中，将经过光掩膜的检查光放大照射到摄像元件上而成像，得到光掩膜的像。

在专利文献2(特开平4-328548号公报)中，记载了一种可检测由曝光装置实际转印到晶片上的光掩膜的缺陷或异物的检查装置。在该检查装置中，除以前的检查装置可检测的缺陷或异物外，还可检查相移掩膜或分划板(reticule)透过部的移相器(shifter)的缺陷、或曝光波长依赖性的掩膜基板部的缺陷等。

专利文献1中，未言及对光掩膜面内的规定部位进行摄像的方法。但是，由于工作台可沿光掩膜的面内方向移动操作，并且光掩膜是一边为5英寸至6英寸左右的方形基板，所以，专利文献1中记载的检查装置中，可认为能以没有不适合的方式进行光掩膜整面范围的检查。

另外，专利文献1中记载了为了评价具有细微凹凸图案的相移掩膜的缺陷或使用光掩膜的曝光工序中的抗蚀剂厚度所引起的焦点错位的影响，比较将摄像元件从检查光的焦点位置错开后进行摄像所得到的像、与基于设计上的掩膜图案的图像信号或将摄像元件置于焦点位置进行摄像的图像信号。

即，在实际的IC制造工序中，由于薄膜的层叠多层地反复进行，所以在使用光掩膜的曝光工序中，存在焦点错开抗蚀剂厚度大小而被缩小照射的情况。尤其是在使用焦深设得深的相移掩膜的情况下，认为评价焦点错位的影响是重要的。

为此，在专利文献1记载的检查装置中，为了评价使用相移掩模时等的被转印面的段差等所引起的焦点错位的影响，设置可将摄像元件沿检查光的光轴方向变位的摄像位置变位机构，并将与使用光掩模的曝光工序中的被转印面相当的摄像元件沿光轴方向从焦点位置错开，来检查其影响。

但是，通常在制造光掩膜之际，为了使转印到被转印面上的图案如设计所示，在光掩膜形成怎样的图案就很重要。并且，就制造出的光掩膜而言，需要准确检查、判定是否图案按设计那样被转印。另外，当执行这种检查、判定时，仅使用现有的检查装置简单地比较所设计的图案数据与光掩膜中形成的图案，不能进行充分检查，这样的情形本发明人们已经认识到。

并且，在所谓的液晶显示面板等称为FPD的显示器件的制造所使用的光掩膜中，存在一边超过1m并且一边超过2m的大型光掩膜。在显示器件的制造中，使用例如主平面为1220mm×1400mm且厚度为13mm的尺寸的光掩膜。

在进行这种大型光掩膜的缺陷检查或性能评价的检查中，存在如下问题。

即，在使用这种大型光掩膜的领域的曝光装置中，由于曝光光量优先于分辨率，所以，作为光源使用具有包含i线至g线的较宽波段的发光管，而不是单色光源。因此，在仅使用单色光或规定波段的光作为检查光的光源的现有检查装置中，不能正确再现曝光装置得到的曝光图案，不能良好地进行大型光掩膜的性能评价和缺陷检查。

通常，在液晶装置制造用的大型光掩膜的曝光装置中，搭载具有基于光掩膜中形成的图案尺寸的适当分辨率的光学系统。因此，即使假设光掩膜上包含曝光装置的光学系统的分辨率界限以下的图案形状异常，只要不能由实际的曝光装置分辨，则不必将其判断为缺陷。在现有的检查装置中，存在将这种不必判断为缺陷的图案形状异常也判断为缺陷之虞。

因此，本发明人们发现，为了使检查精度提高，得到近似于实际使用光掩膜时得到的图案像的像或数据，应使用具有与曝光装置的光源一样的发光波段的光源，作为光掩膜检查中使用的检查装置的光源。

并且，发现了由于这种检查装置的光源中也有个体差异，所以通过对光源的个体差异所引起的光掩膜的光谱透过率进行补正，可进一步提高对应于曝光装置的光源特性的补正效果。另外，发现了即使在由多个检查装置检查的情况下，也可通过进行用于抵消曝光装置个体差异的标准化，来提高检查精度的可靠性。

另外，在检查装置中，在由摄像部件摄像掩膜图案的透过光的情况下，认为由摄像部件得到的摄像图像也需要补正。这是因为用作摄像部件的CCD或CMOS等摄像元件的光谱灵敏度特性，除在光源的发光波段中不恒定外，还存在每个元件的个体差异。

并且，在曝光装置的光源分光特性中，因曝光装置不同而存在个体差异。因此，即便是横贯i线至g线的波段的光源，实际上存在i线具有支配的强度、或g线强度比其它波长弱的情况。另外，在曝光装置中，由于光源产生经时变化，所以经过长期的使用期间后分光特性就会变化。若波段不同，则规定的图案的分辨率也变化，另外，对随着曝光而化学变化的被转印体上的抗蚀剂的影响也不同。这点在后述的具有半透光部的灰色调掩膜(具有多灰度的多色调掩膜)构成造成特别显著影响的要素。

并且，当使用光掩膜由曝光装置对被转印体执行图案转印，在被转印体所设置的抗蚀剂层中形成抗蚀剂图案(在曝光阶段，正确而言是抗蚀剂图案的潜像)时，使用的抗蚀剂的光谱灵敏度特性影响显影后得到的抗蚀剂图案的形状。因此，若能事先把握抗蚀剂的光谱灵敏度特性，与光掩膜的检查装置中得到的结果数据相结合，则光掩膜用户可得到更有益的检查结果。

另一方面，即便不考虑这种曝光装置中的曝光特性或抗蚀剂的光谱灵敏度特性，在不反映这些特性的检查条件下检查光掩膜，且对得到的图案像进行模拟，可以说其精度也有限。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述实情而提出的，其目的在于提供一种光掩膜的检查装置和光掩膜的检查方法，尤其可良好地进行液晶显示装置制造用等大型光掩膜的性能评价及缺陷检查。

另外，本发明的目的还在于提供一种可反映曝光装置的曝光特性和抗蚀剂的光谱灵敏度特性的检查装置和检查方法。

本发明的目的还在于提供一种使用这些光掩膜的检查装置和光掩膜的检查方法的液晶装置制造用光掩膜的制造方法和图案转印方法。

为了解决上述课题并实现上述目的，本发明人们着眼于对检查装置的光源的分光特性和/或摄像部件的光学特性进行补正、标准化，由此使检查精度进一步提高。本发明人们还着眼于将曝光装置的光学特性或由光掩膜转印的被转印体的抗蚀剂的光谱灵敏度特性与检查结果相结合，而使检查精度进一步提高。

即，本发明的光掩膜的检查装置具有以下构成之一。

[构成1]

构成1的光掩膜检查装置，其特征在于，具备：保持作为被检体的光掩膜的掩膜保持部件；发出规定波长的光束的光源；照明光学系统，引导来自光源的光束，向由掩膜保持部件保持的光掩膜照射该光束；物镜系统，入射照射到光掩膜且经过该光掩膜的光束；和摄像部件，接收经过物镜系统的光束，对光掩膜的像进行摄像。从光源发出的光束至少包含g线、h线或i线之一，或者包含其中任意二者以上混合后的光束，介由波长选择滤波器而照射到光掩膜。

具有构成1的本发明的光掩膜检查装置中，从光源发出的光束至少包含g线、h线或i线之一，或者包含其中任意二者以上混合后的光束，介由波长选择滤波器而照射到光掩膜，所以可使用波长分布近似于使用该光掩膜在进行曝光的曝光装置中所使用的照明光的波长分布的光束，可正确再现使用大型光掩膜在进行曝光的曝光装置中得到的曝光图案。

[构成2]

在具有构成1的光掩膜的检查装置中，其特征在于，波长选择滤波器可选择性地使用：具有主要仅透过从光源发出的光束的g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过从光源发出的光束的h线的特性的第2滤波器；和具有主要仅透过从光源发出的光束的i线的特性的第3滤波器，该光掩膜的检查装置具有运算部件，该运算部件根据在使用了第1滤波器时由摄像部件得到的光强度数据、在使用了第2滤波器时由摄像部件得到的光强度数据、和在使用了第3滤波器时由摄像部件得到的光强度数据，算出g线、h线和i线以规定的强度比混合后的光束照射到光掩膜时所得到的光强度数据。

具有构成2的本发明的光掩膜检查装置中，波长选择滤波器选择性地使用：具有主要仅透过g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过h线的特性的第2滤波器、和具有主要仅透过i线的特性的第3滤波器，通过运算部件，根据在使用各滤波器时由摄像部件得到的光强度数据，算出在g线、h线和i线以规定的强度比混合后的光束照射到上述光掩膜时所得到的光强度数据，所以可正确再现使用大型光掩膜在进行曝光的曝光装置中所得到的曝光图案。

[构成3]

在具有构成1的光掩膜的检查装置中，其特征在于，波长选择滤波器可选择性地使用：具有主要仅透过光束中的g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过光束中的h线的特性的第2滤波器、和具有主要仅透过光束中的i线的特性的第3滤波器，关于针对作为基准的光掩膜的在使用了第1滤波器时由摄像部件得到的第1基准强度数据、在使用了第2滤波器时由摄像部件得到的第2基准强度数据、和在使用了第3滤波器时由摄像部件得到的第3基准强度数据，可预先求出将这些各基准强度数据形成为相互相等等级的各基准强度数据有关的第1-第3系数。

具有构成3的本发明的光掩膜检查装置中，关于针对作为基准的光掩膜的在使用了第1滤波器时由摄像部件得到的第1基准强度数据、在使用了第2滤波器时由摄像部件得到的第2基准强度数据、和在使用了第3滤波器时由摄像部件得到的第3基准强度数据，可预先求出将这些各基准强度数据形成为相互相等等级的各基准强度数据有关的第1-第3系数，所以对于作为被检体的光掩膜而言，通过向在使用第1-第3滤波器时由摄像部件得到的第1-第3光强度数据乘以对应的第1-第3系数，可补正来自光源的光束的分光特性。

[构成4]

在具有构成1的光掩膜的检查装置中，其特征在于，波长选择滤波器具有将光源发出的g线、h线或i线中至少两个以上分别以规定的透过强度透过的特性。

具有构成4的本发明的光掩膜检查装置中，波长选择滤波器具有将光源发出的g线、h线或i线中至少两个以上透过的特性，所以可使用波长分布近似于使用该光掩膜在进行曝光的曝光装置中使用的照明光的波长分布的光束，可正确再现使用大型光掩膜在进行曝光的曝光装置中得到的曝光图案。

[构成5]

在具有构成1-4之一的光掩膜的检查装置中，其特征在于，掩膜保持部件使光掩膜的主平面为大致垂直而固定保持该光掩膜。

具有构成5的本发明的光掩膜检查装置中，掩膜保持部件使光掩膜的主平面为大致垂直，并将该光掩膜倾斜后进行固定保持，所以可抑制装置的设置面积增大，同时确保对大型光掩膜的安全性或处理性。

[构成6]

在具有构成5的光掩膜的检查装置中，其特征在于，掩膜保持部件按光掩膜的主平面自垂直起倾斜后的角度、且为自垂直起10度以内的角度，保持该光掩膜。

在具有构成6的本发明的光掩膜的检查装置中，掩膜保持部件按光掩膜的主平面自垂直起倾斜后的角度、且为自垂直起10度以内的角度，保持该光掩膜，所以可抑制装置的设置面积增大，同时确保对大型光掩膜的安全性或处理性。

在具有构成6的本发明的光掩膜的检查装置中，还通过将照明光学系统形成得向光掩膜照射光束的范围比摄像部件的摄像视场宽，由此能够拓宽物镜系统和摄像部件相对照明光学系统的光轴错位的允许范围。

另外，优选照明光学系统具备视场光阑，通过该视场光阑将照射到光掩膜的光束内的光量分布形成为5％以内，由此可拓宽物镜系统和摄像部件相对照明光学系统的光轴错位的允许范围。

另外，优选具备角度调整机构，执行照明光学系统或物镜系统和摄像部件至少之一的光轴微调整，从而可抑制物镜系统和摄像部件相对照明光学系统的光轴错位。

另外，本发明的光掩膜的检查方法具有以下构成之一。

[构成7]

构成7的光掩膜检查方法，向作为被检体的光掩膜照射规定波长的光束，由摄像部件摄像经过该光掩膜的光束，求出光强度数据，其特征在于，作为光束，使用至少包含g线、h线或i线之一、或者包含其中任意二者以上的光束混合后的光束的光束，并将该光束介由波长选择滤波器照射到光掩膜。

具有构成7的本发明的光掩膜检查方法中，作为光束，使用至少包含g线、h线或i线之一，或者包含其中任意二者以上混合后的光束的光束，并将该光束介由波长选择滤波器照射到光掩膜，所以可使用波长分布近似于使用该光掩膜在进行曝光的曝光装置中使用的照明光的波长分布的光束，可正确再现使用大型光掩膜在进行曝光的曝光装置中得到的曝光图案。

[构成8]

在具有构成7的光掩膜的检查方法中，其特征在于，作为波长选择滤波器会选择性地使用：具有主要仅透过光束中的g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过光束中的h线的特性的第2滤波器、和具有主要仅透过光束中的i线的特性的第3滤波器，根据在使用第1滤波器时由摄像部件得到的光强度数据、在使用第2滤波器时由摄像部件得到的光强度数据、和在使用第3滤波器时由摄像部件得到的光强度数据，算出在g线、h线和i线以规定的强度比混合后的光束照射到光掩膜时所得到的光强度数据。

具有构成8的本发明的光掩膜检查方法中，作为波长选择滤波器可选择性地使用：具有主要仅透过g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过h线的特性的第2滤波器、和具有主要仅透过i线的特性的第3滤波器，根据在使用各滤波器时由摄像部件得到的光强度数据，算出在g线、h线和i线以规定的强度比混合后的光束照射到光掩膜时所得到的光强度数据，所以可正确再现使用大型光掩膜在进行曝光的曝光装置中得到的曝光图案。

[构成9]

在具有构成7的光掩膜的检查方法中，其特征在于，作为波长选择滤波器会选择性地使用：具有主要仅透过光束中的g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过光束中的h线的特性的第2滤波器、和具有主要仅透过光束中的i线的特性的第3滤波器，关于作为基准的光掩膜，求出在使用第1滤波器时由摄像部件得到的第1基准强度数据、在使用第2滤波器时由摄像部件得到的第2基准强度数据、和在使用第3滤波器时由摄像部件得到的第3基准强度数据，并且预先求出将第1-第3基准强度数据形成为相互相等等级而各基准强度数据有关的第1-第3系数，关于作为被检体的光掩膜，求出在使用第1滤波器时由摄像部件得到的第1光强度数据、在使用第2滤波器时由摄像部件得到的第2光强度数据、和在使用第3滤波器时由摄像部件得到的第3光强度数据，通过具有向第1-第3光强度数据乘以对应的第1-第3系数的工序，求出使用光掩膜对作为被曝光体的抗蚀剂曝光时的曝光状态所对应的光强度数据。

具有构成9的本发明的光掩膜检查方法中，关于作为基准的光掩膜，求出在使用第1滤波器时由摄像部件得到的第1基准强度数据、在使用第2滤波器时由摄像部件得到的第2基准强度数据、和在使用第3滤波器时由摄像部件得到的第3基准强度数据，并预先求出将第1-第3基准强度数据形成为相互相等等级而各基准强度数据有关的第1-第3系数，关于作为被检体的光掩膜，求出在使用第1-第3滤波器时由摄像部件得到的第1-第3光强度数据，具有向第1-第3光强度数据乘以对应的第1-第3系数的工序，所以可在来自光源的光束的分光特性补正后的状态下，求出对抗蚀剂曝光时的曝光状态所对应的光强度数据。

[构成10]

在具有构成9的光掩膜的检查方法中，其特征在于，通过向第1-第3光强度数据进一步乘以适用于光掩膜的曝光装置的分光特性所对应的系数，求出在使用光掩膜和曝光装置进行曝光时的曝光状态所对应的光强度数据。

具有构成10的本发明的光掩膜检查方法中，向第1-第3光强度数据进一步乘以适用于光掩膜的曝光装置的分光特性所对应的系数，所以可在来自光源的光束的分光特性和曝光装置的分光特性补正后的状态下，求出由曝光装置曝光时的曝光状态所对应的光强度数据。

[构成11]

在具有构成9或构成10的光掩膜的检查方法中，其特征在于，通过向第1-第3光强度数据进一步乘以转印光掩膜中形成的图案的被转印体上的抗蚀剂分光特性所对应的系数，求出在使用光掩膜和曝光装置对抗蚀剂曝光时的曝光状态所对应的光强度数据。

具有构成11的本发明的光掩膜检查方法中，向第1-第3光强度数据进一步乘以转印光掩膜中形成的图案的被转印体上的抗蚀剂分光特性所对应的系数，所以可在来自光源的光束的分光特性和抗蚀剂的分光特性补正后的状态下，求出对抗蚀剂曝光时的曝光状态所对应的光强度数据。

[构成12]

在具有构成7的光掩膜的检查方法中，其特征在于，作为波长选择滤波器，使用具有使g线、h线或i线中至少两个以上透过的特性的滤波器。

具有构成12的本发明的光掩膜检查方法中，作为波长选择滤波器，使用具有使g线、h线或i线中至少两个以上透过的特性的滤波器，所以可使用波长分布近似于使用该光掩膜在进行曝光的曝光装置中使用的照明光的波长分布的光束，可正确再现使用大型光掩膜在进行曝光的曝光装置中得到的曝光图案。

[构成13]

在具有构成7-构成12之一的光掩膜的检查方法中，其特征在于，使光掩膜的主平面为大致垂直，并将该光掩膜倾斜后固定保持。

在具有构成13的本发明的光掩膜的检查方法中，使光掩膜的主平面为大致垂直，并将该光掩膜倾斜后固定保持，所以可抑制装置的设置面积增大，同时确保对大型光掩膜的安全性或处理性(生产量)。

[构成14]

在具有构成13的光掩膜的检查方法中，其特征在于，按光掩膜的主平面自垂直起倾斜后的角度、且为自垂直起10度以内的角度，保持该光掩膜。

在具有构成14的本发明的光掩膜的检查方法中，按光掩膜的主平面自垂直起倾斜后的角度、且为自垂直起10度以内的角度，保持该光掩膜，所以可抑制装置的设置面积增大，同时确保对大型光掩膜的安全性或处理性(生产量)。

[构成15]

在具有构成7-构成14之一的光掩膜的检查方法中，其特征在于，光掩膜在透明基板上形成包含遮光部和透光部的图案而构成，根据得到的摄像图像，取得光掩膜的规定区域的透过光的强度分布数据。

在具有构成15的本发明的光掩膜的检查方法中，光掩膜在透明基板上形成包含遮光部和透光部的图案，根据得到的摄像图像，取得光掩膜的规定区域的透过光的强度分布数据，所以可良好地模拟曝光装置中的曝光图案。

[构成16]

在具有构成15的光掩膜的检查方法中，其特征在于，光掩膜在遮光部或透光部中具有白缺陷或黑缺陷。

在具有构成16的本发明的光掩膜的检查方法中，光掩膜在遮光部或透光部中具有白缺陷或黑缺陷，所以可判断白缺陷或黑缺陷的有无、这些缺陷修正后的状态是否良好。

[构成17]

在具有构成15或构成16的光掩膜的检查方法中，其特征在于，根据从摄像图像中取得的强度分布数据，检查为规定阈值以上和/或规定阈值以下的区域。

在具有构成17的本发明的光掩膜的检查方法中，根据从摄像图像中取得的强度分布数据，检查为规定阈值以上和/或规定阈值以下的区域，所以可良好地模拟曝光装置中的曝光图案。

另外，本发明的液晶装置制造用光掩膜的制造方法具有如下构成。

[构成18]

其特征在于：具有构成7-构成17所述的光掩膜检查方法的检查工序。

在具有构成18的本发明的液晶装置制造用光掩膜的制造方法中，由于具有基于本发明的光掩膜的检查方法的检查工序，所以可制造缺陷充分修正后的良好的液晶装置制造用光掩膜。

并且，本发明的图案转印方法具有以下构成。

[构成19]

其特征在于，使用由具有构成18的液晶装置制造用光掩膜的制造方法制造的液晶装置制造用光掩膜，由曝光装置曝光规定波长的光，将图案转印到被转印体上。

在具有构成19的本发明的图案转印方法中，由于使用由本发明的液晶装置制造用光掩膜的制造方法制造的液晶装置制造用光掩膜，由曝光装置曝光规定波长的光，将图案转印到被转印体上，所以可进行良好的图案转印。

即，本发明尤其可提供一种大型光掩膜的性能评价及缺陷检查可良好地进行的光掩膜检查装置和光掩膜检查方法。

本发明还可提供一种可反映曝光装置的曝光特性和抗蚀剂的光谱灵敏度特性的检查装置和检查方法。

本发明还可提供一种使用这些光掩膜的检查装置和光掩膜的检查方法的液晶装置制造用光掩膜的制造方法和图案转印方法。

附图说明

图1是表示本发明光掩膜检查装置的构成的侧面图。

图2是表示所述光掩膜检查装置中的照明光学系统与物镜系统的位置关系的侧面图。

图3是表示所述光掩膜检查装置中的照明光学系统与物镜系统的位置关系的斜视图。

图4是表示所述光掩膜检查装置中的照明光学系统的照明范围与物镜系统的摄像范围的关系的正面图。

图5是表示所述光掩膜检查装置中的照明光学系统的照明范围内的光强度分布与物镜系统的摄像范围的关系曲线。

图6是所述光掩膜检查装置中得到的摄像数据被数值化后的曲线。

图7(A)是表示所述光掩膜检查装置中的光源的分光特性的曲线，图7(B)是表示所述光掩膜检查装置中使用的波长选择滤波器的分光特性的曲线，图7(C)是表示所述光掩膜检查装置中使用的波长选择滤波器的分光特性另一例的曲线。

图8是表示所述光掩膜检查装置中的光源的分光特性、所述光掩膜的摄像元件的光谱灵敏度分布和与各滤波器对应地得到的基准强度数据的曲线，和表示向各基准强度数据乘以对应系数后的状态的曲线。

图9(A)是表示在所述光掩膜检查装置中、对同一缺陷由不同波长摄像的各图案，图9(B)是表示由各波长摄像的图案中的强度分布的曲线。

图10是表示曝光装置的光源的光谱分布的曲线。

图11是表示抗蚀剂的吸收光谱的曲线。

图12是表示所述光掩膜检查装置中实施的光掩膜的检查方法步骤的流程图。

图13(A)-图13(C)是表示使用灰色调掩膜的TFT基板的制造工序(前半)的截面图。

图14(A)-图14(C)是表示使用灰色调掩膜的TFT基板的制造工序(后半)的截面图。

图15是表示灰色调掩膜的构成的正面图。

图16是表示所述光掩膜检查装置中得到的摄像数据的半透光部的状态图。

图17是表示所述光掩膜检查装置中的光掩膜、物镜系统和摄像部件的位置关系的侧面图。

图18是将所述光掩膜检查装置中得到的摄像数据进行数值化、并说明半透光部的透过率的曲线。

图19(A)、图19(B)是表示所述光掩膜检查装置中得到的摄像数据的缺陷部位的状态图。

具体实施方式

下面，说明实施本发明的优选实施方式。

[本发明的光掩膜检查装置的概要]

本发明的光掩膜检查装置，制作与使用由透明基板构成的光掩膜在进行曝光的曝光装置中的曝光条件相等的曝光条件，并得到通过曝光装置的曝光转印到被转印体(玻璃基板或硅晶片)上的图像，作为由摄像部件捕捉到的光强度分布。曝光装置将光掩膜中形成的图案在规定的曝光条件下转印到被转印体上。

另外，在该光掩膜的检查装置中，可根据由摄像部件得到的光强度分布，执行包含被转印体上的图案尺寸的完成值、透过率的变动的各种解析、评价。由该检查装置检查的光掩膜不仅包含作为最终制品的光掩膜，还包含光掩膜制造中途的中间体。

[本发明的光掩膜检查装置的构成]

该光掩膜的检查装置如图1所示，作为被检体的光掩膜3由掩膜保持部(掩膜保持部件)3a保持。该掩膜保持部3a在使光掩膜3的主平面为大致垂直的状态下，支撑该光掩膜的下端部及侧缘部附近，将该光掩膜3倾斜固定地保持。该掩膜保持部3a能够对作为光掩膜3的、大型且各种大小的光掩膜3进行保持。即，该掩膜保持部3a中，由于主要对主平面为大致垂直的状态下的光掩膜3的下端部进行支撑，所以即使光掩膜3的大小不同，也可由同一支撑部件支撑光掩膜3的下端部。这里，作为大型光掩膜，例如其主平面为1220mm×1400mm且厚度为13mm。

这里，作为优选，所谓大致垂直是指如图1中由θ所示那样保持成自垂直(垂直面)的角度为10度左右以内，更优选为自垂直为2度至10度的角度，进一步优选处于自垂直倾斜4度至10度的状态。

这样，通过利用将光掩膜3倾斜支撑的掩膜保持部3a，在保持光掩膜3的过程中，可防止光掩膜3转动跌倒，可稳定地保持、固定光掩膜3。并且，若将光掩膜3完全垂直地进行保持，则光掩膜3的全部重量会集中在下端部，光掩膜3受损伤的可能性增大。通过使用将光掩膜3倾斜支撑的掩膜保持部3a，使光掩膜3的重量分散到多个支撑点，可防止光掩膜3的损伤。

这样，在该检查装置中，由于如上所述使光掩膜3的主平面倾斜来保持光掩膜3，所以可抑制检查装置的设置面积增大，同时，可抑止微粒下落到光掩膜3上。

另外，该检查装置具有发出规定波长光束的光源1。作为该光源1，例如可使用卤素灯、氢化金属(metal hydride)灯、UHP灯(超高压水银灯)等。

该检查装置具有照明光学系统2，其将来自光源1的检查光进行引导并向由掩膜保持部3a保持的光掩膜3照射检查光。该照明光学系统2为了将数值孔径(NA)可变，所以具备孔径光阑机构2-1。并且，该照明光学系统2优选具备用于调整光掩膜3中的检查光的照射范围的视场光阑2-2。经过该照明光学系统2的检查光被照射到由掩膜保持部3a保持的光掩膜3。

照射到光掩膜3上的检查光，透过光掩膜3而入射到物镜系统4。物镜系统4通过具备孔径光阑机构4-1而使数值孔径(NA)可变。该物镜系统4可具备：例如，第1群(模拟透镜)4a，入射透过光掩膜3的检查光，并对该光束实施无限远补正而使其变为平行光；和使经过该第1群的光束成像的第2群(成像透镜)4b。

在该检查装置中，由于照明光学系统2的数值孔径与物镜系统4的数值孔径分别可变，所以照明光学系统2的数值孔径与物镜系统4的数值孔径之比、即σ值(σ：相干性)可变。如上所述，通过数值孔径和σ值为可调整的，可近似适用于作为被检查体的光掩膜3的曝光装置的光学系统，可更现实地模拟基于此的灰色调部的转印像。

经过物镜系统4的光束由摄像元件(摄像部件)5感光。该摄像元件5对光掩膜3的像进行摄像。作为该摄像元件5例如可使用CCD等摄像元件。

另外，该检查装置中设置有：对由摄像元件5得到的摄像图像进行图像处理、运算、与规定阈值的比较及显示等的运算部(运算部件)11、控制部(控制部件)14和显示部(显示部件)12。运算部11也可由控制部14的运算功能来实现。

另外，在该检查装置中，对利用规定的曝光光得到的摄像图像或据此得到的光强度分布，由运算部11进行规定的运算，可求出在使用其它曝光光的条件下的摄像图像或光强度分布。例如，在该检查装置中，当在g线、h线和i线为相同的强度比的曝光条件下得到光强度分布时，可求出g线、h线和i线为1∶2∶1的强度比的曝光条件下曝光后的光强度分布。由此，在该检查装置中，还包含曝光装置中使用的照明光源的种类、个体差异或曝光装置中使用的照明随时间变化所引起的每个波长的强度变动，由此可进行再现实际使用的曝光装置中的曝光条件的评价。另外，在该检查装置中，在假设了期望的光致抗蚀剂的残膜量的情况下，可简便地求出能实现它的最佳曝光条件。这点在下面的[检查光的分光特性(1)]和[检查光的分光特性(2)]中进行说明。

另外，在使用该检查装置进行的本发明的光掩膜的检查方法中，将照明光学系统2、和物镜系统4及摄像元件5分别配置在夹持处于主平面大致垂直的状态下被保持的光掩膜3、且对立的位置上，在两者的光轴一致的状态下，进行检查光的照射和感光。这些照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5如后所述，由支撑部13-1、13-2和移动操作部(移动操作部件)15以可移动操作的方式支撑。该移动操作部15可使照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5不仅各自的光轴彼此一致，并且相对光掩膜3的主平面平行移动。在该检查装置中，通过设置这种移动操作部15，即便在检查大型光掩膜的情况下，也可不使该光掩膜3沿平行于主平面的方向移动，就可进行光掩膜3主平面的整面范围的检查，另外，可对主平面上的期望部位进行选择性检查。

这样，由支撑部13-1、13-2和移动操作部15支撑的照明光学系统2和物镜系统4，如图2所示，在与光轴大致正交的方向上受到基于各自自重的重力。因此，在这些照明光学系统2和物镜系统4之间，存在容易产生光轴错位之虞。因此，在该检查装置中，为了在照明光学系统2和物镜系统4任一光轴相对另一光轴错开的情况下也不妨碍检查，如图3和图4所示，通过照明光学系统2将检查光照射到光掩膜3上的范围，包含物镜系统4的视场，并且，比该物镜系统4的视场更宽。光掩膜3中检查光照射的范围，可由光源1的位置和照明光学系统2的视场光阑2-2进行调整。另外，物镜系统4的视场可由物镜系统4的孔径光阑机构4-1调整。

并且，由照明光学系统2照射到光掩膜3上的检查光的光束内的光量分布(照度分布)，如图5所示，优选为相对光量分布最大值是5％以内，更优选是2％以内。这是因为在检查光的光束内的光量分布较大的情况下，尤其在物镜系统4的光轴错位的情况下，即便求出光掩膜3的透过光的光强度分布，也存在不能正确检查光掩膜3的状态之虞。

另外，在该检查装置中，为了在照明光学系统2和物镜系统4的光轴错开规定以上时能进行补正，优选具备对这些照明光学系统2和物镜系统4的光轴的相对角度进行微调整的角度调整机构。通过具备这种角度调整机构，可利用容易的操作，使这些照明光学系统2和物镜系统4的光轴始终一致。将角度调整机构按以下方式实现，即由支撑部13-1支撑光源1和照明光学系统2，另一方面，由支撑部13-2支撑物镜系统4和摄像元件5，各自由移动操作部1 5驱动且由控制部14控制。

在该检查装置中，通过控制部14和移动操作部15，将物镜系统4和/或摄像元件5分别沿光轴方向也可移动操作，而使这些物镜系统4和摄像部件5以相互独立的方式改变相对于光掩膜3的相对距离。在该检查装置中，通过物镜系统4和/或摄像元件5可独立地沿光轴方向移动，可在近似于使用光掩膜3进行曝光的曝光装置的状态下摄像。尤其是在近似曝光中因自重产生弯曲的光掩膜的目的中，优选该检查装置的物镜系统4可沿光轴方向移动。另外，也可将物镜系统4的聚焦偏移，由摄像元件5对光掩膜3的模糊的像进行摄像。通过评价如此模糊的像，如后所述，也可判断灰色调掩膜的性能和有无缺陷。

该检查装置的控制部14可控制照明光学系统2的孔径光阑机构2-1和视场光阑2-2、物镜系统4的孔径光阑机构4-1、移动操作部15。该控制部14在使用该检查装置的光掩膜的检查方法中，在将物镜系统4的数值孔径和σ值维持为规定值的状态下，利用移动操作部15，可将照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5在它们的光轴一致的状态下，沿平行于由掩膜保持部3a保持的光掩膜3的主平面的方向移动操作，同时，将物镜系统4和摄像元件5沿光轴方向移动操作。所谓σ值如上所述是指照明光学系统2的数值孔径对物镜系统4的数值孔径之比。

这样，在该检查装置中，可自由调整曝光条件、即物镜系统4的数值孔径及σ值。该检查装置还可在物镜系统4的聚焦偏移后的状态下进行摄像，可检查聚焦偏移造成的线宽变动等。另外，如图6所示，摄像元件5得到的光强度分布可数值化获得，通过将该光强度与规定阈值相比较，可得到曝光装置中被转印的形状(转印图案)。另外，通过将由摄像元件5得到的光强度与规定阈值相比较，转印图案中的尺寸可数值化获得。

[检查光的分光特性(1)]

作为该检查装置中的光源1，优选使用发出具有与使用经检查后的光掩膜3进行曝光的曝光装置中的曝光光相同、或大致相等波长分布的检查光之光源。这是因为实际上对光掩膜3曝光并进行转印时，若曝光光的分光特性不同，则分辨率不同。具体而言，在使用采用半透光膜的灰色调掩膜的情况下，该半透光膜的光透过率有时具有波长依赖性，在这种情况下，本发明的检查方法特别有效。另外，这种本发明的优点也适用于后述的[检查光的分光特性(2)]。

具体而言，该检查光如图7(A)所示，可以至少包含g线(波长436nm)、h线(波长405nm)或i线(波长365nm)之一，也可以是包含全部这些各波长成分、或这些各波长成分中任意两个以上混合后的混合光。通常，当FPD制造用的大型掩膜曝光时，作为曝光光，使用包含这些波长的、具有规定波段的混合光。因此，即使在该检查装置中，在适用期望的光强度比率的混合光的情况下，也优选根据实际使用的曝光装置的光源特性来确定。

并且，该检查光通过透过光学滤波器等波长选择滤波器6而照射到光掩膜3上，可调整光掩膜3上各波长成分的混合比。作为该波长选择滤波器6，如图7B所示，可使用具有截断规定波长以下或规定波长以上的光束的特性之滤波器。

在该检查装置中，通过使从光源1发出的检查光的波长分布与曝光装置中的曝光光的波长分布相同或大致相等，可执行反映了实际曝光条件的检查。即，这是因为根据曝光光，可能存在白色光下视为缺陷的在曝光装置中处理为正常图案的情况，或相反地，存在白色光下不视为缺陷的在曝光装置中不处理为正常图案的情况。

并且，在该检查装置中，作为波长选择滤波器6，如图7C所示，可选择性地使用具有主要仅透过光源1发出的光束的g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过光源1发出的光束的h线的特性的第2滤波器、和具有主要仅透过光源1发出的光束的i线的特性的第3滤波器。

此时，分别求出在使用第1滤波器时由摄像元件5得到的光强度数据dg、在使用第2滤波器时由摄像元件5得到的光强度数据dh、和在使用第3滤波器时由摄像元件5得到的光强度数据di。并且，在对这些各光强度数据dg、dh、di分别进行规定加权后进行加法运算，从而可算出在g线、h线和i线以规定强度比混合后的光束照射到光掩膜3时所得到的光强度数据。

各光强度数据dg、dh、di的加权例如设为来自该检查装置的光源1的光束中的g线、h线和i线的强度比率是[1.00∶1.20∶1.30]，来自曝光装置的光源的曝光光中的g线、h线和i线的强度比率是[1.00∶0.95∶1.15]。此时，应与光强度数据dg相乘的系数fg为1.00，应与光强度数据dh相乘的的系数fh为0.95/1.20(＝0.79)，应与光强度数据di相乘的系数fi为1.15/1.30(＝0.88)。

将这些相加后的数据、即[fg*dg+fh*dh+fi*di]成为表示曝光装置中向光掩膜3照射曝光光时得到的光强度分布的数据。这种运算可由运算部11来执行。

[检查光的分光特性(2)]

该检查装置中的光源1发出的检查光即便具有与曝光装置中的曝光光不同的波长分布，也可如下所示，对曝光装置中的曝光状态进行模拟。

在该检查装置中，如上所述，作为波长选择滤波器6，可选择性地使用具有主要仅透过光源1发出的光束的g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过光源1发出的光束的h线的特性的第2滤波器、和具有主要仅透过光源1发出的光束的i线的特性的第3滤波器。

因此，使用作为基准的光掩膜，如图8所示，求出在使用第1滤波器时由摄像元件5得到的第1基准强度数据Ig、在使用第2滤波器时由摄像元件5得到的第2基准强度数据Ih、和在使用第3滤波器时由摄像元件5得到的第3基准强度数据Ii。这些各基准数据Ig、Ih、Ii是将光源1的光谱分布、摄像元件5的光谱灵敏度分布与第1-第3各滤波器的光谱透过率相乘的结果，并且，是该检查装置中来自光源1的检查光透过的各光学元件的光谱透过率也相乘后的结果。此外，所谓光学元件是指构成照明光学系统2和物镜系统4的光学元件。

光源1的光谱分布、摄像元件5的光谱灵敏度分布和各光学元件的光谱透过率，相对于波长是不一样的。因此，对某个缺陷所摄像的图案，如图9(A)所示，随着摄像中使用的各检查光(g线、h线、i线)的波长不同而为不同的图案。这些图案如图9(B)所示，当以规定的阈值相除后，可识别为大小不同的图案。

接着，求出将第1-第3基准强度数据Ig、Ih、Ii形成为彼此相等的等级而各基准强度数据Ig、Ih、Ii有关的第1-第3系数α、β、γ。即，如图8所示，求出各系数α、β、γ以使第1基准强度数据Ig与第1系数α相乘后的结果、第2基准强度数据Ih与第2系数β相乘后的结果、和第3基准强度数据Ii与第3系数γ相乘后的结果为相等的等级。这里，所谓相等的等级是指例如各基准强度数据Ig、Ih、Ii的峰值强度彼此相等。

在该检查装置中，事先求出各基准强度数据Ig、Ih、Ii为彼此相等的等级的第1-第3系数α、β、γ，这些系数α、β、γ由使用该检查装置的用户把握。

当对作为被检体的光掩膜进行检查时，针对该光掩膜，使用第1滤波器由摄像元件5求出第1光强度数据Jg；使用第2滤波器由摄像元件5求出第2光强度数据Jh；并且，使用第3滤波器由摄像元件5求出第3光强度数据Ji。

接着，向第1光强度数据Jg乘以第1系数α，向第2光强度数据Jh乘以第2系数β，向第3光强度数据Ji乘以第3系数γ，从而补正光源1的光谱分布、摄像元件5的光谱灵敏度分布和检查装置的各光学元件的光谱透过率所造成的影响，求出使用该光掩膜对作为被曝光体的抗蚀剂曝光时的曝光状态所对应的光强度数据[αJg、βJh、γJi]。

该运算如上所述那样可由运算部11执行。

另外，如图10所示，在判明曝光装置的分光特性、即曝光装置的光源的光谱分布和曝光装置的各光学元件的光谱透过率的情况下，可预先确定这些分光特性对应的系数u、v、w。作为该系数u、v、w例如可使用：按照求出g线的强度为1时的h线强度(例如0.9104)和i线的强度(例如1.0746)后它们的合计成为1的方式所得到的强度比(例如0.335∶0.305∶0.360)。

然后，通过使这些曝光装置的分光特性所对应的系数与第1-第3光强度数据Ig、Ih、Ii建立对应并且相乘，可更正确地求出由该曝光装置在使用该光掩膜对抗蚀剂曝光时的曝光状态所对应的光强度数据[u*α*Jg、v*β*Jh、w*γ*Ji]。

并且，如图11所示，在判明抗蚀剂的光谱灵敏度特性(吸收光谱)的情况下，可确定该光谱灵敏度特性对应的系数x、y、z。作为这些系数x、y、z例如可使用：按照求出g线的吸收量设为1时的h线吸收量(例如1.6571)和i线的吸收量(例如1.8812)后它们的合计为1的方式所得到的吸收比(例如0.220∶0.365∶0.415)。

然后，通过使该分光特性所对应的系数x、y、z与第1-第3光强度数据Ig、Ih、Ii建立对应并且相乘，可更正确地求出由该曝光装置在使用该光掩膜对抗蚀剂曝光时的曝光状态所对应的光强度数据[x*α*Jg、y*β*Jh、z*γ*Ji](或[x*u*α*Jg、y*v*β*Jh、z*w*γ*Ji]。

该运算也可由运算部11执行。

此外，在此所阐述的、光源1的光谱分布、摄像元件5的光谱灵敏度分布和检查装置的各光学元件的光谱透过率的影响，由各系数α、β、γ进行补正和进一步由曝光装置的分光特性和/或抗蚀剂的光谱灵敏度特性所对应的系数u、v、w、x、y、z来补正，也可适用于下述的[本发明的光掩膜检查装置的使用方式]以下的项目中。在下面的说明中，未明确记载这些补正，但‘检查装置取得的数据’中包含已进行这些补正后的数据。

[本发明的光掩膜的检查方法]

图12是表示使用所述光掩膜检查装置所实施的光掩膜的检查方法步骤的流程图。

在使用该检查装置进行的本发明的光掩膜的检查方法中，如图12所示，在步骤st1中，使主平面处于大致垂直的状态下由掩膜保持部3a载置保持光掩膜3。如上所述，光掩膜3优选稍微倾斜。接着，在步骤st2中，设定光源1的波长(λ)、物镜系统4的数值孔径(NA)、σ值(σ)等光学条件。在以后的步骤中，也可由控制部14自动执行。即，也可将控制部14形成得具备存储有控制程序的存储装置(未图示)，当控制时从存储装置读出控制程序，执行控制动作。

接着，在步骤st3中，判断是否是需要波长合成运算的情况。在不需要波长合成运算的情况下，前进到步骤st4，在需要波长合成运算的情况下，前进到步骤st8。

在步骤st4中，将照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5分别配置在夹持主平面为大致垂直被保持的光掩膜3且对立的位置上，在使两者的光轴一致的状态下，使其移动(平行移动)到光掩膜3的观察位置。另外，在步骤st5中，进行光轴方向的位置调整(聚焦调整)。接着，在步骤st6中，执行检查光的照射和由摄像元件5进行的感光、摄像，前进到步骤st7。

另一方面，在步骤st8中，将照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5分别配置在夹持主平面为大致垂直被保持的光掩膜3且对立的位置上，在使两者的光轴一致的状态下，使其移动到光掩膜3的观察位置。另外，在步骤st9中，进行光轴方向的位置调整(聚焦调整)。接着，在步骤st10中，执行规定波长条件的检查光的照射和由摄像元件5进行的感光、摄像，前进到步骤st11。

在步骤st11中，判断是否摄像了波长合成运算所需的全部图像。若所需的图像未全部被摄像，则前进到步骤st12并变更波长条件且返回到步骤st10。若必要的图像已经全部被摄像，则前进到步骤st13，执行波长合成运算，前进到步骤st7。

在步骤st7中，对得到的数据进行解析，取得光强度分布数据。接着，前进到步骤st14，算出透过率。

[本发明的光掩膜的检查装置的使用方式]

作为本发明的光掩膜检查装置中的被检体的光掩膜，如上所述，不仅包括作为制品完成的光掩膜，还包含光掩膜制造中途的中间体，另外，不特别限制该光掩膜的种类或用途。

即，在该检查装置中，不仅可检查双(binary)掩膜还可检查灰色调掩膜，该双掩膜在透明基板的主表面形成以Cr等为主要成分的遮光膜，利用光刻法在该遮光膜中形成规定的图案，从而形成具有遮光部和透光部的图案。该灰色调掩膜在透明基板的主表面中具有遮光部、透光部和透过曝光光的一部分的半透光部。

在该检查装置中，在检查这种灰度调掩膜的情况下，可得到特别显著的效果。

因此，该检查装置在检查FPD制造用光掩膜时具有显著效果，并且，液晶装置制造用光掩膜中最适于薄膜晶体管(下面称为TFT)制造用的光掩膜。这是因为在这些领域中，从制造效率及成本上有利性而言，除大多使用灰色调掩膜外，还需要半透光部的尺寸极细微且精致。

此外，半透光部中，包含形成有半透光膜的半透光部(称为半透光膜类型)、和因曝光条件下的分辨率界限以下的细微图案而变为半透光部的半透光部(称为细微图案类型)双方。

[灰色调掩膜]

这里，说明本发明的光掩膜检查装置中作为被检体的灰色调掩膜。

具备TFT的液晶显示器件(下面称为LCD)与阴极射线管(CRT)相比，由于易于制成薄型且功耗低的优点，目前被广泛使用。LCD中的TFT具有如下构造，即在矩阵上排列的各象素、排列有TFT的构造的TFT基板，和对应于各象素排列有红(R)、绿(G)和蓝(B)象素图案的滤色镜，介由液晶相重合。这种LCD的制造工序数多，即便仅是TFT基板，也要使用5至6片光掩膜来制造。

在这种状况下，提议使用4片光掩膜来制造TFT基板的方法。该方法通过使用具有遮光部、透光部和半透光部(灰度调部)的光掩膜(下面称为灰色调掩膜)，降低使用的掩膜的片数。灰色调掩膜不限于上述3个灰度的掩膜，也包含4个灰度以上的掩膜。

图13和图14示出使用灰色调掩膜的TFT基板的制造工序一例。

首先，如图13(A)所示，在玻璃基板201上，形成栅极电极用金属膜，利用使用光掩膜的光刻工序，形成栅极电极202。之后，依次形成栅极绝缘膜203、第1半导体膜(a-Si)204、第2半导体膜(N+a-Si)205、源极漏极用金属膜206和阳性光致抗蚀剂膜207。

接着，如图13(B)所示，使用具有遮光部101、透光部102和半透光部(灰色调部)103的灰色调掩膜100，对阳性光致抗蚀剂膜207进行曝光并进行显影，形成第1抗蚀剂图案207A。该第1抗蚀剂图案207A覆盖TFT沟道部、源极漏极形成区域和数据线形成区域，并且，TFT沟道部形成区域比源极漏极形成区域薄。

接着，如图13(C)所示，将第1抗蚀剂图案207A作为掩膜，对源极漏极用金属膜206、第2和第1半导体膜205、204进行蚀刻。接着，如图14(A)所示，通过基于氧引起的灰化(ashing)而使抗蚀剂膜207整体减少，去除TFT沟道部形成区域的薄的抗蚀剂膜，形成第2抗蚀剂图案207B。之后，如图14(B)所示，将第2抗蚀剂图案207B作为掩膜，对源极漏极用金属膜206进行蚀刻而形成源极/漏极206A、206B，接着，蚀刻第2半导体膜205。最后，如图14(C)所示，将残存的第2抗蚀剂图案207B剥离。

这里使用的灰色调掩膜100，如图15所示，具有：对应于源极/漏极的遮光部101A、101B、透光部102；和对应于TFT沟道部的灰色调部103。该灰色调部103是形成有由在使用灰色调掩膜100的大型LCD用曝光装置的曝光条件下的分辨率界限以下的细微图案所构成的遮光图案103A的区域。遮光部101A、101B和遮光图案103A通常都由铬或铬化合物等相同材料构成的相同厚度的膜形成。使用这种灰色调掩膜的大型LCD用曝光装置的分辨率界限，在逐次移动(stepper)方式的曝光装置中约为3微米，在镜面投影方式的曝光装置中约为4微米。因此，在灰色调部103中，将透过部103B的空间宽度和遮光图案103A的线宽分别设为曝光装置的曝光条件下的分辨率界限以下例如不足3微米。

在这种细微图案类型的灰色调部103的设计中，选择将遮光部101A、101B与透光部102的中间的用于具有半透光(灰色调)效果的细微图案设为直线及空间类型、或点(网点)类型、或其它图案。另外，在直线及空间类型的情况下，必须考虑线宽为多少、光透过的部分与遮光部分的比率如何处理、整体的透过率设计成何程度等非常多的因素来进行设计。另外，即便在灰色调掩膜的制造中，也要求线宽的中心值管理和掩膜内的线宽的离散偏差管理等非常难的生产技术。

因此，以前提议由半透光性膜来形成灰色调部。通过在灰色调部中使用半透光膜，可将灰色调部引起的曝光量减少，实施半色调曝光。另外，通过在灰色调部中使用半透光膜而在设计中只要研究整体的透过率需要多大即可，即便在灰色调掩膜的制造中，仅通过选择半透光膜的膜种类(膜材质)或膜厚，也可生产灰色调掩膜。因此，在这种半透光膜类型的灰色调掩膜的制造中，仅进行半透光膜的膜厚控制即可，从而比较容易管理。

另外，在由灰色调掩膜的灰色调部形成TFT沟道部的情况下，由于若为半透光膜则可通过光刻工序易于实施图案化，所以TFT沟道部的形状也可形成为复杂的形状。

半透光膜类型的灰色调掩膜例如可如下制造。这里，作为一例，举例说明TFT基板的图案。该图案如上所述那样由与TFT基板的源极和漏极对应的图案构成的遮光部101、与TFT基板的沟道部对应的图案构成的半透光部103、和与这些图案周围所形成的透光部102构成。

首先，准备已在透明基板上依次形成有半透光膜和遮光膜的掩膜生料，并且在该掩膜生料上形成抗蚀剂膜。接着，进行图案描绘并通过显影，在对应于图案的遮光部和半透光部的区域中形成抗蚀剂图案。接着，通过用适当的方法进行蚀刻，去除与未形成抗蚀剂图案的透光部所对应的区域的遮光膜及其下层的半透光膜，形成图案。

这样，形成透光部102，同时形成对应于图案的遮光部101与半透光部103的区域的遮光图案。于是，在去除残存的抗蚀剂图案之后，再次在基板上形成抗蚀剂膜并进行图案描绘且通过显影，由此在对应于图案的遮光部101的区域中，形成抗蚀剂图案。

之后，利用适当的蚀刻，仅去除未形成抗蚀剂图案的半透光部103的区域的遮光膜。由此，形成基于半透光膜的图案的半透光部103，同时，形成遮光部101的图案。

[关于灰色调掩膜的检查]

为了执行上述灰色调掩膜中的缺陷或性能上的检查，必须执行反映实际曝光条件的模拟，并评价缺陷的有无、性能的优劣。

在灰色调掩膜中，掩膜中形成的图案形状影响到由使用该掩膜的曝光所形成的抗蚀剂膜厚或抗蚀剂膜的形状。例如，不仅要评价平面的图案形状，还需要评价半透光部的光透过率是否在适当的范围内、或半透光部与遮光部的边界的上升沿(锐度或模糊度)如何。

尤其在具有由细微图案构成的半透光部的灰色调掩膜的情况下，当使用光掩膜进行实际曝光时，在不分辨细微图案且以视为实质上均匀的透过率的程度非分辨的状态下使用。该状态在掩膜的制造过程或出厂前的阶段以及用于缺陷修正的阶段中需要进行检查。针对这种课题，本发明人们发现使用本发明的检查装置的检查方法具有显著的效果。

即，在本发明的检查装置中，通过将透过半透光部的曝光光的量降低并将对该区域中的光致抗蚀剂的照射量降低而使光致抗蚀剂的膜厚选择性地改变的掩模即灰色调掩膜的检查，可在实际的曝光条件再现且高精度下进行。

另外，在该检查装置取得的数据中，若对提供给检查装置的光学条件(与使用的曝光装置的光学条件大致相等的条件)进行适当设计且为适当形成的光掩膜图案，则如图16所示那样在半透光部中形成的细微图案就处于实际上大致单一浓度的非分辨的状态。该部分的浓度表示使用该灰色调掩膜时的该部分的透过率，由此可确定由半透光部形成的抗蚀剂膜的残膜量。另一方面，在掩膜的设计相对于曝光光学条件为不适当的情况下，或制造工序中未以规定形状、尺寸形成图案的情况下，由于半透光部的浓度或半透光部的形状等表示与上述正常状态不同的状态，所以通过与正常状态的比较，可判定检查部分是否良好。

因此，在由本发明的检查装置检查灰色调掩膜的情况下，上述适当的非分辨部分出现(即灰色部出现)的曝光条件若与实际适用于光掩膜的曝光条件基本一致，则可认为光掩膜的性能是充分的。

并且，在上述非分辨的状态下得到摄像图像时，根据需要也可经适当的运算，对沟道部与源极部、漏极部的边界部分的锐度进行评价，且预测光致抗蚀剂的立体形状。

因此，本发明的检查装置可有效适用于检查具有由在实际的曝光条件下为分辨率界限以下的细微遮光图案所构成的灰色调部的光掩膜。例如，若是在实际的曝光条件下在i线-g线范围的曝光波段中i线具有支配强度的曝光装置，则随着分辨能力高(分辨界限的图案尺寸与曝光波长成正比，与物镜光学系统的NA成反比)等曝光装置的分光特性，在使用该曝光装置转印规定的掩膜图案时所形成的抗蚀剂图案形状就变得不同。因此，需要在反映了这些要素的检查装置中进行检查。

此时，将具有分辨界限以下的细微图案的光掩膜3作为被检体设置在检查装置中，并且例如将物镜系统4的数值孔径和σ值设为规定值。另外，通过将物镜系统4的位置沿光轴方向进行适当的调节，在摄像元件5的摄像面中，可得到细微图案的非分辨状态的像。另外，通过由运算部11处理所摄像的图像数据，可得到掩膜图案的光强度分布。根据该摄像图像的形状和规定评价点的光强度数据，能够评价光掩膜3的性能的优劣、缺陷的有无。

并且，在该检查装置中，如图17所示，物镜系统4和摄像元件5分别可沿光轴方向移动操作，由此可使这些物镜系统4和摄像元件5彼此独立地以相对于光掩膜3的相对距离变化的方式变化。由此，即便在使用光掩膜3进行曝光的曝光装置中光掩膜3产生翘曲的情况下，也可以在近似于该曝光装置的状态下进行摄像。即，在该检查装置中，从光掩膜3至物镜系统4的距离L1、和从物镜系统4至摄像元件5的距离L2可分别调整自如。另外，也可将物镜系统4的聚焦偏移，且由摄像元件5摄像光掩膜的模糊像。通过如此对模糊的像(模糊像)进行评价，也可判断灰色调掩膜的性能和缺陷的有无。

在本发明的检查装置中，不仅可检查具有由分辨率界限以下的细微图案构成的半透光部，还可检查具有由半透光性膜形成的半透光部的灰色调掩膜。作为半透光性的膜，可使用曝光光的遮光率例如相对于透光部的透光率为10％-60％的、更优选为40％-60％的膜。

例如，图18所示，当将所摄像的图像数据中的半透光部的光强度的峰值设为Ig、足够宽的透光部的光强度为Iw、遮光部的光强度为Ib时，半透光部对透光部的透过比率可由Ig/(Iw-Ib)表示，可将其设为光掩膜的评价项目。多数情况下，遮光部的光强度Ib实质上为0。利用该评价项目，可评价是否是具有规定范围透过率(即在实际的曝光时形成的抗蚀剂图案的抗蚀剂膜厚为规定膜厚)的光掩膜。

另外，当提供沟道部的规定宽度尺寸的光强度设为Ig’时，如下那样通过使用多个评价项目(参数)并比较这些参数，由此可评价图案。

Ig/(Iw-Ib)＝Tg

Ig’/(Iw-Ib)＝Tg’(沟道部的透过率的最低值)

(Tg-Tg’)/2＝Tgc(沟道内透过率的中央值)

|Tg-Tg’|＝Tgd(沟道内透过率的变化量、范围)

即，在上述评价中，根据由摄像图像得到的灰色调掩膜的透过光强度分布数据，得到半透光部、透光部、遮光部的透过光强度，并根据这些数值，求出半透光部的透过率的最大值，或求出半透光部的透过率的最低值，或求出半透光部的透过率的中央值，或求出半透光部的透过率的范围，由此可评价掩膜。这里，所谓透过率是指半透光部相对遮光部与透光部的透过量之差的透过量。但是，通常遮光部的透过量实质上为0。

这样，在本发明的检查装置中，由于可得到与实际的曝光装置的曝光条件一样的非分辨的摄像图像，所以可适当评价光掩膜的性能、缺陷的有无。另外，此时，除在反映实际的曝光条件的条件下半透光部要求的规定范围的透过率是否充足的检查外，可与上述一样，在得到摄像图像时，评价沟道部与源极部、漏极部的边界部分的锐度，并且预测曝光后的光致抗蚀剂的立体形状。

并且，本发明的检查装置中，不仅可适用于上述那样的所制造的光掩膜的检查、评价，还可如图19所示那样适用于缺陷是否需要修正的判断、或经缺陷修正后的光掩膜的修正效果是否充分的检查中，并且是极有用的。这里，缺陷包含白缺陷、黑缺陷，所谓白缺陷是指该部分的曝光光的透过量比规定量大的缺陷，所谓黑缺陷是指曝光光的透过量比规定量小的缺陷。

即便在光掩膜3上如图19(A)所示那样有黑缺陷的情况下，或如图19(B)所示那样有白缺陷的情况下，当这些缺陷足够小时，在曝光的状态下其影响不会出现。在该检查装置中，在摄像元件5得到的摄像数据中，当缺陷足够小时，强度变化基本不出现，由此可判断为不需要修正。

另外，该检查装置可针对在由细微图案构成的半透光部中通过附加地局部成膜形状与细微图案不同的细微图案来修正白缺陷的情况，或通过在使包含缺陷的图案的一部分剥离后、局部成膜形状与最初的细微图案不同的细微图案来修正黑缺陷或白缺陷的情况，可适当进行修正结果是否充分的检查。

在对白缺陷部分进行附加的成膜并进行缺陷修正的情况下，或通过将黑缺陷的一部分剥离且再成膜来进行缺陷修正的情况下，有时再成膜的原料与原来的膜原料不同。另外，对于黑缺陷，有时通过去除形成的膜的一部分或使该膜的膜厚减少，来进行缺陷修正。无论在这些中的任一情况下，都可根据本发明的检查装置，检查缺陷修正的结果在实际的曝光装置的曝光条件下是否具有充分的遮光效果或作为半透光部的效果。

[液晶装置制造用光掩膜的制造方法]

在制造液晶装置制造用光掩膜之际，通过在一般的公知制造工序中进行包含上述本发明的光掩膜检查方法的检查工序的工序，可迅速制造缺陷所需充分修正后的良好的液晶装置制造用光掩膜。

[图案转印方法]

通过使用由上述液晶装置制造用光掩膜的制造方法制造的液晶装置制造用光掩膜，由曝光装置曝光规定波长的光，可对被转印体良好地转印规定的图案。

Claims (19)

1.一种光掩膜的检查装置，具备：

保持作为被检体的光掩膜的掩膜保持部件；

至少发出g线、h线及i线的光束的光源；

照明光学系统，向由上述掩膜保持部件保持的光掩膜照射上述光束；

物镜系统，入射照射到上述光掩膜且经过该光掩膜的上述光束；

摄像部件，接收经过上述物镜系统的上述光束，对上述光掩膜的像进行摄像；和

波长选择滤波器，对照射到上述光掩模的光束进行波长条件变更的波长选择滤波器，

并且，上述光掩膜的检查装置进一步具备运算部件，根据在上述波长条件变更后所摄像的上述光掩模的像的光强度数据，算出在g线、h线和i线以规定强度比混合后的光束照射到上述光掩膜时所得到的光强度数据。

2.根据权利要求1所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

上述波长选择滤波器可选择性地使用：具有主要仅透过上述光源发出的g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过上述光源发出的h线的特性的第2滤波器、和具有主要仅透过上述光源发出的i线的特性的第3滤波器，

上述运算部件根据在使用了上述第1滤波器时所得到的光强度数据、在使用了上述第2滤波器时所得到的光强度数据、和在使用了上述第3滤波器时所得到的光强度数据，算出在g线、h线和i线以规定的强度比混合后的光束照射到上述光掩膜时所得到的光强度数据。

3.根据权利要求1所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

上述波长选择滤波器可选择性地使用：具有主要仅透过上述光束的g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过上述光束的h线的特性的第2滤波器、和具有主要仅透过上述光束的i线的特性的第3滤波器，

在将基准强度数据设为使与上述光源的光谱分布、上述摄像部件的光谱灵敏度分布与各滤波器的光谱透过率、在上述光掩模的检查装置中来自上述光源的检查光透过的各光学元件的光谱透过率所对应的系数相乘后的光强度数据时，

使用所述光掩模的检查装置求得：针对作为基准的光掩膜的在使用了上述第1滤波器时所得到的第1基准强度数据、在使用了上述第2滤波器时所得到的第2基准强度数据、和在使用了上述第3滤波器时所得到的第3基准强度数据，

预先求出将这些各基准强度数据形成为相互相等等级的各基准强度数据有关的第1-第3系数，并且将上述系数在上述算出中使用。

4.根据权利要求1所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

上述波长选择滤波器具有将上述光源发出的g线、h线或i线中至少两个以上分别以规定的透过强度透过的特性。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

上述掩膜保持部件使上述光掩膜的主平面为大致垂直而固定保持该光掩膜。

6.根据权利要求5所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

上述掩膜保持部件按上述光掩膜的主平面自垂直起倾斜后的角度、且为自垂直起10度以内的角度，保持该光掩膜。

7.一种光掩膜的检查方法，向作为被检体的光掩膜照射包含g线、h线及i线的任一个的光束，且由摄像部件摄像上述光掩膜的透过光，求出用于检查上述光掩模的光强度数据，

并且，上述光掩膜的检查方法具有以下工序：

使用波长选择滤波器，对照射到上述光掩模的光束进行波长条件变更后进行摄像的工序；

根据在上述波长条件变更后的上述光掩模的光强度数据，算出在g线、h线和i线以规定强度比混合后的光束照射到上述光掩膜时所得到的光强度数据的工序。

8.根据权利要求7所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

作为上述波长选择滤波器可选择性地使用：具有主要仅透过上述光束的g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过上述光束的h线的特性的第2滤波器、和具有主要仅透过上述光束的i线的特性的第3滤波器，

根据在使用了上述第1滤波器时所得到的光强度数据、在使用了上述第2滤波器时所得到的光强度数据、和在使用了上述第3滤波器时所得到的光强度数据，算出在g线、h线和i线以规定的强度比混合后的光束照射到上述光掩膜时所得到的光强度数据。

9.根据权利要求7所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

作为上述波长选择滤波器可选择性地使用：具有主要仅透过上述光束的g线的特性的第1滤波器、具有主要仅透过上述光束的h线的特性的第2滤波器、和具有主要仅透过上述光束的i线的特性的第3滤波器，

在将基准强度数据设为使与上述光源的光谱分布、上述摄像部件的光谱灵敏度分布、各滤波器的光谱透过率、在上述光掩模的检查装置中来自上述光源的检查光透过的各光学元件的光谱透过率所对应的系数相乘后的光强度数据时，

使用权利要求1所述的光掩模的检查装置求得：针对作为基准的光掩膜的在使用了上述第1滤波器时所得到的第1基准强度数据、在使用了上述第2滤波器时所得到的第2基准强度数据、和在使用了上述第3滤波器时所得到的第3基准强度数据，

预先求出将上述第1-第3基准强度数据形成为相互相等的等级的各基准强度数据有关的第1-第3系数，

关于作为被检体的光掩膜，求出在使用了上述第1滤波器时所得到的第1光强度数据、在使用了上述第2滤波器时所得到的第2光强度数据、和在使用了上述第3滤波器时所得到的第3光强度数据，

通过具有向上述第1-第3光强度数据乘以所对应的上述第1-第3系数的工序，求出在使用上述光掩膜对作为被曝光体的抗蚀剂进行曝光时的曝光状态所对应的光强度数据。

10.根据权利要求9所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

通过向上述第1-第3光强度数据进一步乘以适用于上述光掩膜的曝光装置的分光特性所对应的系数，求出在使用上述光掩膜和上述曝光装置进行曝光时的曝光状态所对应的光强度数据。

11.根据权利要求9或10所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

通过向上述第1-第3光强度数据进一步乘以用于转印上述光掩膜中形成的图案的被转印体上的抗蚀剂分光特性所对应的系数，求出在使用上述光掩膜和上述曝光装置对上述抗蚀剂进行曝光时的曝光状态所对应的光强度数据。

12.根据权利要求7所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

作为上述波长选择滤波器，使用具有使g线、h线或i线中至少两个以上透过的特性的滤波器。

13.根据权利要求7所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

使上述光掩膜的主平面为大致垂直而固定保持该光掩膜。

14.根据权利要求13所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

按上述光掩膜的主平面自垂直起倾斜后的角度、且为自垂直起10度以内的角度，保持该光掩膜。

15.根据权利要求7所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

上述光掩膜在透明基板上形成包含遮光部和透光部的图案而构成，

根据得到的上述摄像图像，取得上述光掩膜的规定区域的透过光的光强度分布数据。

16.根据权利要求15所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

上述光掩膜在上述遮光部或上述透光部中具有白缺陷或黑缺陷。

17.根据权利要求15或16所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

根据从上述摄像图像中取得的光强度分布数据，检查为规定阈值以上和/或规定阈值以下的区域。

18.一种液晶装置制造用光掩膜的制造方法，其特征在于：

具有权利要求7-10、12-16任一项所述的光掩膜的检查方法的检查工序。

19.一种图案转印方法，使用由权利要求18所述的液晶装置制造用光掩膜的制造方法所制造的液晶装置制造用光掩膜，由曝光装置曝光规定波长的光，将图案转印到被转印体上。

Images