CN101196681A - 光掩膜的检查装置和方法、制造方法和图案转录方法 - Google Patents

Abstract

在本发明的光掩膜的检查装置中，由光掩膜保持部(3a)保持光掩膜(3)，经照明光学系统(2)向光掩膜(3)照射来自光源(1)的规定波长的光束，经物镜系统(4)，由摄像元件(5)摄像光掩膜(3)的像。使照明光学系统(2)、物镜系统(4)和摄像元件(5)的光轴一致，沿光轴方向彼此独立移动操作物镜系统(4)和摄像元件(5)，摄像光掩膜(3)的像。

Description

光掩膜的检查装置和方法、制造方法和图案转录方法

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录方法。

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)检测构成被检体的光掩膜的透过照明光的强度分布、从而检查缺陷的装置。该检查装置中，将检查光聚光照射到形成了0.3微米间距左右的细微图案的光掩膜上，放大照射透过该光掩膜的检查光，用分辨率为7微米左右的CCD来进行摄像。

即，在该检查装置中，将光掩膜水平载置于工作台上，经照明光学系统向该光掩膜照射来自光源的检查光。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，使经过光掩膜的检查光放大照射到摄像元件上成像，得到光掩膜的像。

在专利文献2(特开平4-328548号公报)中，记载了一种可检测在由曝光装置实际转录到晶片上时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，还可检查相位移位掩膜或中间掩膜(reticule)透过部的转换机构的缺陷、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，另外，光掩膜是一边为5英寸至6英寸左右的方形基板，所以认为专利文献1中记载的检查装置无不适合地在光掩膜的整个面中进行检查。

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位移位掩膜的缺陷或使用光掩膜的曝光工序中的抗蚀剂厚度引起的焦点错位的影响，将从检查光的焦点位置错开摄像元件进行摄像得到的像、与基于设计上的掩膜图案的图像信号或将摄像元件作为焦点位置摄像的图像信号进行比较。

即，在实际的IC制造工序中，由于反复多次积层薄膜，所以有时在使用光掩膜的曝光工序中，焦点错开抗蚀剂厚度大小，被缩小照射。若考虑这些光掩膜的细微图案间距，则不能忽视焦点错位造成的影响，另外，在使用将焦点深度设得深的相位移位掩膜的情况下，认为评价焦点错位的影响是重要的。

因此，在专利文献1记载的检查装置中，为了评价使用相位移位掩膜时等被转录面的段差等引起的焦点错位的影响，设置可沿检查光的光轴方向位移摄像元件的摄像位置位移部件，使使用光掩膜的曝光工序中相当于被转录面的摄像元件沿光轴方向从焦点位置错开，检查其影响。

但是，在所谓液晶显示面板等被称为FPD的显示器件的制造所使用的光掩膜中，存在一边超过1m那样的大型光掩膜。在显示器件的制造中，使用例如主平面为1220mm×1400mm、厚度为13mm的尺寸的光掩膜。这种光掩膜伴随着尺寸的大型化，重量也增加，例如使用具有50kg左右重量的光掩膜。图案间距通常为数微米至数百微米左右。

在进行这种大型光掩膜的缺陷检查或性能评价的检查中，存在如下课题。

即，若将这种大型光掩膜水平载置于专利文献1中记载的工作台上，则检查装置的设置面积会变大。并且，由于大型光掩膜不能由单一视野检查整个面，所以必需将检查区域分割成多个区域来进行检查。此时，若假设使光掩膜在水平面内相对摄像元件移动，则存在检查装置的设置面积进一步变大的问题。

另外，若水平保持光掩膜，则存在该光掩膜上附着由于重力在空中落下的微粒(尘埃)的概率变高的问题。

即便在专利文献2记载的检查装置中，尽管可对应于尺寸较小的中间掩膜，但在检查大型光掩膜的情况下，仍然产生上述那样的问题。

另外，虽然认为水平保持光掩膜时因自重引起的弯曲在使用该光掩膜进行曝光的曝光装置中产生，但在曝光装置中，对应于光掩膜的弯曲边调节焦点边进行曝光。因此，在沿光轴方向仅仅移动操作摄像元件来进行焦点调节的现有检查装置中，不能正确再现曝光装置的聚焦动作、曝光装置中得到的曝光图案，不能良好地进行大型光掩膜的性能评价和缺陷检查。

即，在沿光轴方向仅仅移动操作摄像元件来进行焦点调节的检查装置中，在实际曝光前在检查装置上再现光掩膜因自重产生弯曲的状态下进行曝光的曝光装置中基于光掩膜的像，由此不能精确评价曝光时的聚焦余裕。具体而言，就为了验证光掩膜曝光所允许的聚焦余裕而在曝光装置中如何定位物镜和被曝光体(被转录体)的每一个而言，不能够定量地模拟。

另外，在这种检查装置中，不能够定量地模拟由使用大型光掩膜的曝光装置散焦时的物镜系统和被曝光体的移动量。由此，现有的检查装置不适用于曝光下的聚焦余裕的评价、或有意产生散焦情况的具有细微图案的灰阶(グレ-ト-ン)掩膜的检查。所谓灰阶掩膜是指目的在于使透过掩膜的曝光光的量选择性地减少、选择地调整被转录体上的光刻胶显影后的残留膜厚的光掩膜。

液晶显示装置制造用等的大型光掩膜，通常由i线～g线波长频带的曝光光曝光。被转录体上的抗蚀剂膜形成近似曝光时受到的光掩膜透过光的状态，为了预测评价被转录体上得到的抗蚀剂图案、或使用其制作的膜图案，必需最合理地再现现实的曝光状态。

发明内容

本发明鉴于上述实情提出，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，其能够抑制装置的设置面积的增大，同时，在适应于实际的光掩膜的使用条件的条件下，可高精度地良好进行大型光掩膜的性能评价和缺陷检查。

另外，本发明的目的还在于提供一种确保对大型光掩膜的安全性或操作性的光掩膜的检查装置和光掩膜的检查方法。

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录方法。

为了解决上述课题并实现上述目的，本发明的光掩膜检查装置具有以下构成之一。

[构成1]

构成1的光掩膜的检查装置的特征在于，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，入射照射到光掩膜并经过该光掩膜的光束；

摄像部件，接收经过了物镜系统的光束，以摄像光掩膜的像；

支持部件，分别支持照明光学系统、物镜系统和摄像部件；

移动操作部件，移动操作各个支持部件；和

控制部件，控制移动操作部件，

控制部件通过控制移动操作部件，在与由掩膜保持部件保持的光掩膜的主平面平行的面内，移动操作照明光学系统、物镜系统和摄像部件，在使它们的光轴一致的状态下，位于规定位置，并且，在光轴方向上能够位置调整物镜系统和摄像部件的至少之一。优选地，假设物镜系统的位置可调整。

具有构成1的本发明的光掩膜检查装置中，控制部件通过控制用于移动操作分别支持照明光学系统、物镜系统和摄像部件的支持部件的移动操作部件，在与由掩膜保持部件保持的光掩膜的主平面平行的面内，移动操作照明光学系统、物镜系统和摄像部件，在使它们的光轴一致的状态下，使位于规定位置，并且，在光轴方向上可位置调整物镜系统和摄像部件的至少一个，所以可由适合于现实的条件再现使用该掩膜时使用的曝光装置的聚焦动作、曝光装置中得到的曝光图案像。

即，在该检查装置中，可评价光掩膜因自重产生弯曲(翘曲)的状态下进行曝光的曝光装置中的聚焦余裕。具体而言，为了验证光掩膜的曝光允许的聚焦余裕，就曝光装置中如何定位物镜和被曝光体(被转录体)每个而言，可定量模拟。此时，优选地，通过在光轴方向上位置调整物镜，可更正确地执行近似光掩膜翘曲的检查。

或者，通过调整物镜与被曝光体的相位位置，可评价考虑了光掩膜使用时的曝光装置的光学系统时的光掩膜的透过光分布。另外，在该检查装置中，可定量模拟散焦时的物镜系统和被曝光体的移动量。由此，该检查装置还可适用于曝光中有意产生散焦(聚焦偏移)情况的灰阶掩膜的检查。

[构成2]

在具有构成1的光掩膜的检查装置中，其特征在于：物镜系统和照明光学系统各自的数值孔径可变，控制部件通过将物镜系统的数值孔径、或照明光学系统的数值孔径设为规定值，将照明光学系统的数值孔径与物镜系统的数值孔径之比控制为规定值。

在具有构成2的本发明的光掩膜的检查装置中，控制部件由于将物镜系统的数值孔径和照明光学系统的数值孔径与物镜系统的数值孔径之比控制为规定值，所以可良好地模拟曝光装置中的曝光图案。

[构成3]

在具有构成1或构成2的光掩膜的检查装置中，其特征在于：具备运算部件，根据由摄像部件得到的图像，使用光掩膜的规定区域的透过光的光强度分布数据，进行运算。

在具有构成3的本发明的光掩膜的检查装置中，由于具备运算部件，根据由摄像部件得到的图像，使用光掩膜的规定区域的透过光的光强度分布数据，进行运算，所以可利用期望的运算方法，预测、评价根据光掩膜得到的转录图案，进而判定光掩膜是否良好，并能判定缺陷修正的可能性或必要性。

[构成4]

在具有构成1至构成3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大致垂直，固定保持该光掩膜。

在具有构成4的本发明的光掩膜的检查装置中，由于掩膜保持部件使光掩膜的主平面大致垂直并固定保持该光掩膜，所以可抑制检查装置的设置面积的增大，同时，可确保对大型光掩膜的安全性或操作性。

[构成5]

在具有构成1或构成2的光掩膜的检查装置中，其特征在于：掩膜保持部件以使光掩膜的主平面与垂直成倾斜的角度、且与垂直成10度以内的角度，保持该光掩膜。

在具有构成5的本发明的光掩膜的检查装置中，由于以使光掩膜的主平面与垂直成倾斜的角度、且与垂直成10度以内的角度，保持该光掩膜，所以可抑制检查装置的设置面积的增大，同时，可确保对大型光掩膜的安全性或操作性。

[构成6]

在具有构成1至构成5之一的光掩膜的检查装置中，其特征在于：从光源发出的、经过了照明光学系统的光束至少包含g线、h线或i线的任何一个，或者，包含混合了其中任意二个以上的光束。

在具有构成6的本发明的光掩膜的检查装置中，由于从光源发出的、经过了照明光学系统的光束至少包含g线、h线或i线的任何一个，或者，包含混合了其中任意二个以上的光束，所以可正确再现使用大型光掩膜进行曝光的曝光装置中得到的曝光图案。

[构成7]

在具有构成1至构成6之一的光掩膜的检查装置中，其特征在于：照明光学系统向光掩膜照射光束的范围比摄像部件的摄像视野宽。

在具有构成7的本发明的光掩膜的检查装置中，由于照明光学系统向光掩膜照射光束的范围比摄像部件的摄像视野宽，所以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。

[构成8]

在具有构成1至构成7之一的光掩膜的检查装置中，其特征在于：照明光学系统具备视野光圈，经该视野光圈向光掩膜照射光束，并且，光掩膜上光量分布为5％以内的部分的直径比摄像部件的摄像视野直径大30％以上。

在具有构成8的本发明的光掩膜的检查装置中，由于利用照明光学系统的视野光圈，照射到光掩膜上的光束的光量分布为5％以内的部分的直径比摄像部件的摄像视野的直径大30％以上，所以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。

[构成9]

在具有构成1至构成8之一的光掩膜的检查装置中，其特征在于：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的微调整。

在具有构成9的本发明的光掩膜的检查装置中，由于具备角度调整机构，其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的微调整，所以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。

[构成10]

在具有构成1至构成9之一的光掩膜的检查装置中，其特征在于：物镜系统和照明光学系统具备使数值孔径可变的光圈机构。

在具有构成10的本发明的光掩膜的检查装置中，由于物镜系统和照明光学系统具备使数值孔径可变的光圈机构，所以可容易由控制部件控制数值孔径。

另外，本发明的光掩膜的检查方法具有以下构成之一。

[构成11]

一种光掩膜的检查方法，将在透明基板上形成具有规定图案的膜的光掩膜由掩膜保持部件保持，经照明光学系统向光掩膜照射来自用于发出规定波长光束的光源的光束，经物镜系统、由摄像部件接收经过了该光掩膜的光束，从而摄像光掩膜的像，根据得到的摄像图像，检查光掩膜，其特征在于：在与由掩膜保持部件保持的光掩膜的主平面平行的面内，移动操作照明光学系统、物镜系统和摄像部件，在使它们的光轴一致的状态下，使位于规定位置，并且，位置调整物镜系统或者摄像部件的至少之一，以在光轴方向上成为规定的相对位置，由摄像部件摄像光掩膜的像。

在具有构成11的本发明的光掩膜的检查方法中，由于位置调整物镜系统或摄像部件的至少之一，以在光轴方向上成为规定的相对位置，由摄像部件摄像光掩膜的像，所以可正确再现曝光装置的聚焦动作、曝光装置中得到的曝光图案。

[构成12]

在具有构成11的光掩膜的检查方法中，其特征在于：通过预先把握使用光掩膜时适用的曝光条件，使用根据该曝光条件确定的分光特性、物镜系统的数值孔径、和照明光学系统的数值孔径与物镜系统的数值孔径之比，来进行由摄像部件进行的光掩膜的像的摄像。

在具有构成12的本发明的光掩膜的检查方法中，由于通过预先把握使用光掩膜时适用的曝光条件，使用根据该曝光条件确定的分光特性、物镜系统的数值孔径、和照明光学系统的数值孔径与物镜系统的数值孔径之比，来进行由摄像部件进行的光掩膜的像的摄像，所以可良好地模拟曝光装置中的曝光图案。

[构成13]

在具有构成11或构成12的光掩膜的检查方法中，其特征在于：使光掩膜的主平面大致垂直，固定保持该光掩膜。

在具有构成13的本发明的光掩膜的检查方法中，由于使光掩膜的主平面大致垂直而固定保持该光掩膜，所以可抑制检查装置的设置面积增大，同时，确保对大型光掩膜的安全性或操作性。

[构成14]

在具有构成11至构成13之一的光掩膜的检查方法中，其特征在于：以使光掩膜的主平面与垂直成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，由于以使光掩膜的主平面与垂直成10度以内的角度来保持该光掩膜，所以可抑制检查装置的设置面积的增大，同时，可确保对大型光掩膜的安全性或操作性。

[构成15]

在具有构成11或构成12的光掩膜的检查方法中，其特征在于：以使光掩膜的主平面与垂直成倾斜的角度、且与垂直成10度以内的角度，保持该光掩膜。

在具有构成15的本发明的光掩膜的检查方法中，由于以使光掩膜的主平面与垂直成倾斜的角度、且与垂直成10度以内的角度来保持该光掩膜，所以可抑制检查装置的设置面积的增大，同时，确保对大型光掩膜的安全性或操作性。

[构成16]

在具有构成11至构成15之一的光掩膜的检查方法中，其特征在于：作为照射到光掩膜的光束，至少包含g线、h线或i线之一，或者，使用混合了其中的任意二个以上的光束。

在具有构成16的本发明的光掩膜的检查方法中，由于作为照射到光掩膜的光束，至少包含g线、h线或i线之一，或者，使用混合了其中的任意二个以上的光束，所以可正确再现使用大型光掩膜来进行曝光的曝光装置中得到的曝光图案。

[构成17]

在具有构成11至构成16之一的光掩膜的检查方法中，其特征在于：作为照射到光掩膜的光束，预先把握使用该光掩膜来进行曝光的曝光装置中所使用的照明光的波长分布，根据该波长分布，使用据此确定的波长分布的光束。

在具有构成17的本发明的光掩膜的检查方法中，由于作为照射到光掩膜的光束，预先把握使用该光掩膜进行曝光的曝光装置中使用的照明光的波长分布，根据该波长分布，使用据此确定的波长分布的光束，所以可正确再现使用大型光掩膜进行曝光的曝光装置中得到的曝光图案。

[构成18]

在具有构成11至构成17之一的光掩膜的检查方法中，其特征在于：在比摄像部件的摄像视野宽的范围内，照射来自光源的光束。

在具有构成18的本发明的光掩膜的检查方法中，由于在比摄像部件的摄像视野宽的范围内，照射来自光源的光束，所以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。

[构成19]

在具有构成11至构成18之一的光掩膜的检查方法中，其特征在于：在照射到光掩膜的光束内，光量分布为5％以内的部分的直径比摄像部件的摄像视野的直径大30％以上。

在具有构成19的本发明的光掩膜的检查方法中，由于在照射到光掩膜的光束内，光量分布为5％以内的部分的直径比摄像部件的摄像视野的直径大30％以上，所以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。

[构成20]

在具有构成11至构成19之一的光掩膜的检查方法中，其特征在于：具有执行照明光学系统、或物镜系统和摄像部件至少之一的光轴的微调整的工序。

在具有构成20的本发明的光掩膜的检查方法中，由于具有执行照明光学系统、或物镜系统和摄像部件至少之一的光轴的微调整的工序，所以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。

[构成21]

在具有构成11至构成20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，根据由摄像部件得到的摄像图像，取得光掩膜的规定区域的透过光的光强度分布数据。

在具有构成21的本发明的光掩膜的检查方法中，由于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光强度分布数据，所以可良好地模拟曝光装置中的曝光图案。

[构成22]

在具有构成21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具有白缺陷或黑缺陷，得到该缺陷部分的摄像图像、或该缺陷部分的透过光的光强度分布数据，利用该摄像图像、或该光强度分布数据，判定是否需要修正该光掩膜。

在具有构成22的本发明的光掩膜的检查方法中，由于光掩膜在遮光部或透光部具有白缺陷或黑缺陷，得到该缺陷部分的摄像图像、或该缺陷部分的透过光的光强度分布数据，利用该数据，判定是否需要修正该光掩膜，所以可判断有无白缺陷或黑缺陷、修正了这些缺陷的状态是否良好。

[构成23]

在具有构成21或构成22的光掩膜的检查方法中，其特征在于：利用从摄像图像取得的光强度分布数据，检查成为规定阈值以上和/或规定阈值以下的区域。

在具有构成23的本发明的光掩膜的检查方法中，由于利用从摄像图像取得的光强度分布数据，检查成为规定阈值以上和/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24]

其特征在于：具有根据具有构成11至构成23之一的光掩膜的检查方法进行的检查工序。

在具有构成24的本发明的液晶装置制造用光掩膜的制造方法中，由于具有根据本发明的光掩膜的检查方法进行的检查工序，所以可制造缺陷被充分修正的良好的液晶装置制造用光掩膜。

并且，本发明的图案转录方法具有以下构成。

[构成25]

其特征在于：使用由具有构成24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，将图案转录到被转录体上。

在具有构成25的本发明的图案转录方法中，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，将图案转录到被转录体上，所以可执行良好的图案转录。

如上，根据本发明，可在抑制检查装置的设置面积的增大的同时，良好地执行大型光掩膜的性能评价及缺陷检查。根据本发明，还可提供一种确保对大型光掩膜的安全性或操作性的光掩膜的检查装置和光掩膜的检查方法，并可提供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录方法。

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的曲线。

图6是将所述光掩膜检查装置中得到的摄像数据数值化后的曲线。

图7是表示所述光掩膜检查装置中实施的光掩膜的检查方法的步骤的流程图。

图8(A)～图8(C)是表示使用灰阶掩膜的TFT基板的制造工序(前半)的截面图。

图9(A)～图9(C)是表示使用灰阶掩膜的TFT基板的制造工序(后半)的截面图。

图10是表示灰阶掩膜的构成的正面图。

图11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的图。

图12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13是数值化所述光掩膜检查装置中得到的摄像数据、并说明半透光部的透过率的曲线。

图14(A)、图14(B)是表示所述光掩膜检查装置中得到的摄像数据的缺陷尺寸与转录像的关系的图。

具体实施方式

下面，说明实施本发明的最佳实施方式。

[本发明的光掩膜的检查装置的概要]

本发明的光掩膜的检查装置是能够进行下述的装置：制作与通过使用由透明基板构成的光掩膜来进行曝光的曝光装置中的曝光条件相等的曝光条件、或根据所述曝光装置的曝光条件得到的曝光条件，模拟通过曝光装置的曝光被转录到被转录体上的图像，由摄像部件捕捉，并再作为光强度分布数据而得到。曝光装置是以一定的曝光条件将光掩膜中形成的图案转录到被转录体上的装置。另外，所谓被转录体，是例如涂布了抗蚀剂的玻璃基板等。

另外，在该光掩膜的检查装置中，基于从由摄像部件得到的图像数据所能够把握的光掩膜透过光的光强度分布，能够执行包含被转录体上的抗蚀剂膜中形成的抗蚀剂图案的形状、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，还包含制造光掩膜的中途的中间体。

本发明的检查装置和检查方法为了在将利用曝光形成于光掩膜中的图案转录到被转录体上时模拟该转录像，以近似曝光条件的条件执行透过光的摄像，或通过运算得到可近似曝光条件的条件，用得到的条件进行摄像。本发明的检查装置和检查方法尤其能够很好地适用于诸如液晶显示装置制造用的大型光掩膜的模拟。与如一般的缺陷检查装置那样的、使用线性传感器来扫描图案、并将得到的数据与其它图案或数据进行比较的检查方法不同，使用面积传感器来作为摄像图像捕捉掩膜的规定区域。因此，最好可摄像作为被检体的光掩膜的表面的任意位置，但不必高速扫描整个面。这是因为，若能模拟面内一部分区域的图案的转录状态，则可把握整个面的转录状态。

另外，优选地，本发明的检查装置中包含运算装置。由此，若导入适当的参数，则也可通过运算来模拟曝光装置的特性、或由单独的曝光装置的个体差异造成的对转录的影响、以及曝光后经被转录体的显影或蚀刻而形成电路图案等的状态。

[本发明的光掩膜的检查装置的构成]

该光掩膜的检查装置的一例如图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以将光掩膜3的主平面假设为大致垂直的状态，支持该光掩膜的下端部及侧缘部附近，使该光掩膜3倾斜，从而固定保持。作为光掩膜3，该掩膜保持部3a可保持大型且各种大小的光掩膜3。即，该掩膜保持部3a中，由于主要支持将主平面设为大致垂直的状态的光掩膜3的下端部，所以即使光掩膜3的大小不同，也可由同一支持部件支持光掩膜3的下端部。这里，所谓大型光掩膜，是例如主平面的一边尺寸为300mm以上的光掩膜，具体而言，是主平面的尺寸为1220mm×1400mm、厚度为13mm的光掩膜等。

在该检查装置中，由于以使光掩膜3的主平面假设为大致垂直的状态下支持光掩膜3，所以具有这种优点：在检查时，能够进行将由光掩膜3的自重引起的弯曲的影响排除后的解析。并且，可载置在有限的设置面积上，可降低微粒下落到光掩膜3上的危险。

这里，所谓大致垂直，是指垂直状态、或稍倾斜状态，优选指图1中用θ所示那样倾斜成为与垂直(垂直面)的角度为10度左右以内的状态，更优选是指与垂直成倾斜2度至10度的角度、最优选是与垂直成倾斜4度至10度的状态。该范围在将光掩膜3载置于本发明的检查装置上时，可最稳定地保持光掩膜，保持该姿势不变地检查光掩膜。

即，通过使用使光掩膜3倾斜而支持的掩膜保持部3a，可防止在保持光掩膜3的过程中使光掩膜3倒转，从而可稳定保持、固定光掩膜3。为了在检查装置中稳定保持光掩膜，最好利用支承光掩膜周边附近的框体(未图示)，来支承稍倾斜状态的光掩膜。这不仅防止因光掩膜的全部自身集中于光掩膜的下侧端面而损伤光掩膜，还由于使光掩膜的自身引起的弯曲的影响最小，有利于检查精度。在载置光掩膜3之后，最好使用掩膜保持部3a来固定光掩膜3。但是，在采用这种光掩膜的倾斜配置的情况下，当配置光学系统时，必需考虑，这点如后所述。

该光掩膜的检查装置具有发出规定波长(或波长带域)光束的光源1。作为光源1，例如可使用卤素灯、金属卤素灯、UHP灯(超高压水银灯)等。

作为光源1，优选使用近似于通过使用经过检查的光掩膜3来进行曝光的曝光装置中的曝光光的、或发出具有包含该波长分量至少一部分的波长分布的检查光的光源。具体而言，该检查光至少包含g线(波长436nm)、h线(波长405nm)或i线(波长365nm)之一，还可适用包含全部这些各波长分量、包含这些各波长分量中任意两个以上的混合光。可使用光学滤波器等波长选择滤波器6来调整这种各波长分量的混合比。

通常，当FPD制造用的大型掩膜曝光时，多使用具有包含上述波长的波长带域的光、即混合光。因此，即使在该检查装置中，在适用期望光强度比例下的混合光的情况下，也优选根据实际使用的曝光装置的光源特性来确定期望的光强度比例。

在该检查装置中，通过事先把握使用光掩膜进行曝光的曝光装置中使用的照明光的波长分布，将从光源1发出的检查光的波长分布设定得与曝光装置中使用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，由于曝光光，有时在白色光下视为缺陷的在曝光装置中处理为正常图案，相反，有时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。

作为其它最佳方式，本检查装置的光源1可照射单独波长的曝光光，利用单独波长来解析光掩膜的透过光，此外，可通过运算来导出适用多个波长之混合光时的透过光，模拟混合光曝光等。

该检查装置具有照明光学系统2，引导来自光源1的检查光，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为了设数值孔径(NA)可变，所以具备开口光圈机构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野光圈2-2。经过了该照明光学系统2的检查光被照射到由掩膜保持部3a保持的光掩膜3上。

照射到光掩膜3上的检查光透过光掩膜3，入射到物镜系统4上。物镜系统4通过具备开口光圈机构4-1，使数值孔径(NA)可变。该物镜系统4例如可具备：第1群(模拟器透镜)4a，入射透过了光掩膜3的检查光，对该光束实施无限远补正，变为平行光；和第2群(成像透镜)4b，使经过了该第1群的光束成像。

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，所以可设照明光学系统2的数值孔径与物镜系统4的数值孔径的比、即σ值(σ：相干性)可变。如上所述，通过可调整数值孔径，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，可模拟基于此的灰阶部的转录像。

经过了物镜系统4的光束由摄像元件(摄像部件)5接收。该摄像元件5摄像光掩膜3的像。作为该摄像元件5，例如可使用CCD等摄像元件。

另外，在该检查装置中，设置进行对由摄像元件5得到的摄像图像的图像处理、运算、与规定阈值的比较及显示等的运算部(运算部件)11和显示部(显示部件)12。

另外，在该检查装置中，对使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数据，由运算部11进行规定的运算(波长合成运算)，可求出使用其它曝光光的条件下的摄像图像或光强度分布数据。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时的光强度分布。由此，在该检查装置中，可还包含曝光光掩膜的曝光装置的个体差异或随时间变化引起的波长变动，从而可执行再现或近似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，就使用光掩膜在被转录体上转录图案时形成的抗蚀剂图案而言，在假设了期望的光刻胶残膜量的情况下，可判断是否能实现它，或能简便地求出可实现的最佳曝光条件。

这样，由支持部13-1，13-2、及移动操作部(移动操作部件)15(如后所述)支持的照明光学系统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，担心容易产生光轴错位。另外，在使光掩膜3稍微倾斜的状态保持的情况下，与之相应，对于照明光学系统2与物镜系统4，使光轴与倾斜面正交而对立。此时，照明光学系统2与物镜系统4中，由于各自的自重，容易产生绕重心旋转的错位，结果，若至少一方引起错位，则两者的光轴不匹配。此时，照明光学系统2在光掩膜3上照明光束的位置、与物镜系统4捕捉光掩膜3上的光作为光束的位置会错开。

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至少之一的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，由照明光学系统2向光掩膜3上照射检查光的范围包含物镜系统4的视野，并且，比该物镜系统4的视野宽。优选光掩膜3上的检查光的照射范围的直径比物镜4的视野的直径大30％以上，更优选是大30％以上、300％以下。检查光的照射范围可由光源1的位置和照明光学系统2的视野光圈2-2调整。

并且，由照明光学系统2照射到光掩膜3上的检查光的光束中的光量分布(照度分布)优选为如图5所示的小，优选满足5％以内照度分布的照明范围的直径比物镜系统4的视野的直径大30％以上。期望更优选是30％以上、100％以下的范围内。更优选地，上述直径的照明范围的照度分布为2％以内。这是因为，在检查光的光束内的光量分布大的情况下，尤其是在物镜系统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，也担心不能正确检查光掩膜3的状态。

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的光轴错位规定以上时能够补正，优选具备微调整这些照明光学系统2和物镜系统4的光轴的相对角度的角度调整机构。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。角度调整机构如下实现。

在该检查装置中，由支持部(支持部件)13-1、13-2支持的物镜系统4和摄像部件5至少之一可由控制部(控制部件)14和移动操作部15沿光轴方向移动操作，使各自相对光掩膜3的相对距离变化。照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5可由控制部14和移动操作部15移动操作。该移动操作部1 5可使照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5各自的光轴彼此一致，同时，使其相对光掩膜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，即便是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，在光掩膜3主平面的整个面中进行检查，另外，可对主平面上的期望部位进行选择性检查。

在该检查装置中，优选地，通过物镜系统4和摄像元件5可独立沿光轴方向移动，使用光掩膜3进行曝光的曝光装置可以近似状态进行摄像。另外，也可有意偏移物镜系统4的位置或摄像元件5的位置，近似曝光装置中的掩膜弯曲，或利用摄像元件5，摄像光掩膜3的模糊的像(散焦图像)。通过评价这种模糊的像，如后所述，也可判断灰阶掩膜的性能及缺陷的有无。

该检查装置的控制部14可控制照明光学系统2的开口光圈机构2-1和视野光圈2-2、物镜系统4的开口光圈机构4-1。该控制部14在使用该检查装置的光掩膜的检查方法中，沿与由掩膜保持部3a保持的光掩膜3的主平面平行的方向，移动操作照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5，在到达光掩膜3上的期望位置时，可沿光轴方向彼此独立地移动操作物镜系统4和摄像元件5。此时，也可在将物镜系统4的数值孔径和σ值维持在规定值的状态下，与光掩膜3的主平面平行地移动操作物镜系统4和摄像元件5，或者，也可在将这些部件平行移动到光掩膜3上的期望位置后调整σ值。所谓σ值，如上所述，是指照明光学系统2的数值孔径与物镜系统4的数值孔径的比(相干性)。另外，在照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5的光轴一致的状态下，优选与光掩膜3的主平面平行地移动操作，但也可在到达光掩膜3上的规定位置的时刻，执行使光轴一致的控制。

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。该检查装置还可在偏移物镜系统4或摄像元件5的位置后散焦的状态下进行光掩膜上的期望位置的摄像，可检查由聚焦偏移造成的线宽变动或灰阶掩膜(即多灰度掩膜)的转录像等。另外，如图6所示，可数值化得到由摄像元件5得到的光强度分布，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录的形状(形成于被转录体上的抗蚀剂膜中的抗蚀剂转录图案形状)。另外，通过将摄像元件5得到的光强度与规定阈值相比较，可数值化获得转录图案中的期望抗蚀剂残膜值部分的尺寸。

[本发明的光掩膜的检查方法]

图7是表示使用所述光掩膜检查装置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7所示，在步骤st1中，使主平面大致垂直，使光掩膜3载置保持于掩膜保持部3a。如上所述，光掩膜3优选稍倾斜。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，假设控制部14具备用于存储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和执行控制动作。

接着，在步骤st3中，判断是否是必需波长合成运算的情况。在不必波长合成运算的情况下，前进到步骤st4，在必需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、与物镜系统4和摄像元件5分别配置在夹持使主平面大致垂直保持的光掩膜3而对立的位置上，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进行的接收光、摄像，前进到步骤st7。

另一方面，在步骤st8中，使照明光学系统2、与物镜系统4和摄像元件5分别配置在将使主平面大致垂直所保持的光掩膜3夹持的状态而对立的位置上，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进行的接收光、摄像，前进到步骤st11。

在步骤st11中，判断是否摄像了全部波长合成运算所需的图像。若未摄像全部必要的图像，则前进到步骤st12，变更波长条件，返回到步骤st10。若摄像全部必要的图像，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，进行所得数据的解析，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]

构成本发明光掩膜检查装置中的被检体的光掩膜如上所述，不仅是作为制品完成的光掩膜，还包含制造光掩膜中途的中间体，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，不仅可检查二元(binary)掩膜，该二元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，还可检查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的灰阶掩膜。

在该检查装置中，在检查这种灰阶掩膜的情况下，得到特别显著的效果。并且，也可适用于用于判定是否可使用图案上有缺陷的二元掩膜、灰阶掩膜的检查。这里，缺陷包含白缺陷、黑缺陷。所谓白缺陷，是指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。在该检查装置中，通过得到缺陷部分的摄像图像、或缺陷部分的透过光的光强度分布数据，可利用该光强度分布数据来判定是否需要修正光掩膜。

因此，该检查装置在检查FPD制造用光掩膜的情况下，具有显著的效果，并且，即使在液晶装置制造用的光掩膜中，也最适于薄膜晶体管(下面称为TFT)制造用的光掩膜。这是因为，在这些领域中，除由于制造效率及成本上有利而多使用灰阶掩膜外，必要的是，半透光部的尺寸是极其细微且精致的。

半透光部中，包含形成半透光膜的半透光部(称为半透光膜类型)、与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。

[关于灰阶掩膜]

这里，说明本发明的光掩膜检查装置中构成被检体的灰阶掩膜。

具备TFT的液晶显示器件(下面称为LCD)与阴极射线管(CRT)相比，由于容易成薄型和功耗低的优点，目前被广泛使用。LCD中的TFT具有如下构造：使TFT排列在排列于矩阵上的各像素上的构造的TFT基板、和与各像素对应而排列红(R)、绿(G)和蓝(B)像素图案的滤色器通过介入液晶相而被重合。对于这种LCD，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，提出了使用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(灰阶部)的光掩膜(下面称为灰阶掩膜)，来降低使用的掩膜的片数。

图8和图9示出使用灰阶掩膜的TFT基板的制造工序一例。

首先，如图8(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和正型光刻胶膜207。

接着，如图8(B)所示，使用具有遮光部101、透光部102和半透光部(灰阶部)103的灰阶掩膜100，曝光和显影正型光刻胶膜207，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8(C)所示，将第1抗蚀剂图案207A作为掩膜，蚀刻源极漏极用金属膜206、第2和第1半导体膜205、204。接着，如图9(A)所示，利用基于氧的老化，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9(B)所示，将第2抗蚀剂图案207B作为掩膜，蚀刻源极漏极用金属膜206，形成源极/漏极206A、206B，之后，蚀刻第2半导体膜205。最后，如图9(C)所示，使残留的第2抗蚀剂图案207B剥离。

这里使用的灰阶掩膜100如图10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沟道部的灰阶部103。该灰阶部103是形成了遮光图案103A的区域，该遮光图案103A由使用灰阶掩膜100的大型LCD用曝光装置的分辨率界限以下的细微图案构成。遮光部101A、101B和遮光图案103A通常由铬或铬化合物等相同材料构成的相同厚度的膜形成。使用这种灰阶掩膜的大型LCD用曝光装置的分辨率界限在步进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，在灰阶部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分辨率界限以下的例如不足3微米。

在这种细微图案类型的灰阶部103的设计中，存在下述选择：将用于具有遮光部101A、101B与透光部102的中间半透光(灰阶)效果的细微图案设为直线和空间类型、或点(网点)类型、或其它图案。另外，在直线和空间类型的情况下，考虑线宽为多少、如何取光透过的部分与遮光部分的比率、将整体的透过率设计成何程度等来设计。但是，在实际使用掩膜时，没有可把握如何将这种细微图案转录到被转录体上的方法。另外，即便在灰阶掩膜的制造中，也要求线宽的中心值的管理和掩膜内的线宽的差异管理等非常难的生产技术，但在实际的掩膜使用环境中，没有可简便把握允许何程度差异等生产管理与合格率的平衡的方案。

另一方面，提出了利用半透光性的膜来形成灰阶部。通过在灰阶部中使用半透光膜，可减少灰阶部引起的曝光量，实施半阶(half tone)曝光。另外，通过在灰阶部中使用半透光膜，在设计中，只要研究整体的透过率必需多大即可，即便在灰阶掩膜的制造中，也可仅通过选择半透光膜的膜种类(膜材质)或膜厚，就可生产灰阶掩膜。因此，在这种半透光膜类型的灰阶掩膜的制造中，仅进行半透光膜的膜厚控制即可，比较容易管理。另外，在由灰阶掩膜的灰阶部形成TFT沟道部的情况下，若是半透光膜，则由于可利用光刻步骤来容易地实施构图，所以TFT沟道部的形状也可成为复杂的形状。

半透光膜类型的灰阶掩膜例如可按如下制造。这里，作为一例，举例说明TFT基板的图案。该图案如上所述，由对应于TFT基板的源极和漏极的图案构成的遮光部101、由对应于TFT基板的沟道部的图案构成的半透光部103、和这些图案周围形成的透光部102构成。

首先，准备在透明基板上依次形成了半透光膜和遮光膜的掩膜半成品，在该掩膜半成品上形成抗蚀剂膜。接着，进行图案描绘，通过显影，在图案对应于遮光部和半透光部的区域中，形成抗蚀剂图案。接着，通过用适当的方法蚀刻，去除对应于未形成抗蚀剂图案的透光部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，形成图案对应于遮光部101与半透光部103的区域的遮光图案。之后，在去除残留的抗蚀剂图案之后，再次在基板上形成抗蚀剂膜，进行图案描绘，通过显影，在图案对应于遮光部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。

即便在使用这种半透光膜的灰阶掩膜中，也存在生产管理上的问题。这是因为，例如，半透光膜的光透过率或曝光装置的分辨率条件根据曝光光的波长而变化，并且，曝光光的波长特性对每个曝光装置不同等，存在各种在掩膜生产阶段难以把握的掩膜性能因素。

另外，本发明还适用于如上述包含遮光部、透光部和半透光部的3灰度的灰阶掩膜，或者也适用于具有拥有彼此不同的光透过率的多个半透光部的4灰度以上的灰阶掩膜。

[灰阶掩膜的检查]

为了执行上述那样的灰阶掩膜中的缺陷或性能上的检查，期望执行反映实际曝光条件的模拟，评价有无缺陷、性能的优劣。

在灰阶掩膜中，掩膜中形成的图案形状影响着由通过使用该掩膜的曝光所形成的被转录体上的抗蚀剂图案膜厚或抗蚀剂图案的形状。例如，必需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开始(锐度或模糊程度)如何。

尤其是，在具有由细微图案构成的半透光部的灰阶掩膜的情况下，当使用光掩膜实际曝光时，不分辨细微图案，在视为实质上均匀的透过率的程度下，以非分辨的状态使用。在掩膜的制造过程或出厂前的阶段以及进行缺陷修正的阶段，必需检查该状态。针对这种课题，本发明人发现，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，可再现实际的曝光条件，可高精度地执行通过降低透过半透光部的曝光光的量和降低对该区域中的光刻胶的照射量、来选择性地改变光刻胶的膜厚的灰阶掩膜的检查。

另外，在该检查装置取得的数据中，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，若是适当形成的光掩膜图案，则如图11(右端图)所示，半透光部中形成的细微图案构成为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阶掩膜的情况下该部分的光透过量，利用该部分的透过量对透光部的降低程度(或透过量对透光部的增加程度)，确定使用掩膜时由半透光部形成的抗蚀剂膜的残膜量。另一方面，在掩膜的设计对曝光光学条件不适当的情况下，或在制造工序中未将图案形成为规定形状、尺寸的情况下，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阶掩膜的情况下，若上述那样的适当的非分辨部分出现(即灰色部出现)的曝光条件与实际适用于光掩膜的曝光条件基本一致，则认为光掩膜的性能是充分的。

并且，在灰阶掩膜是薄膜晶体管制造用掩膜的情况下，当在上述那样的非分辨的状态下得到摄像图像时，必要时，也可经适当的运算，评价沟道部与源极部、漏极部之间的边界部分的锐度，预测该部分的光刻胶图案的立体形状。

因此，本发明的检查装置可有效适用于检查具有灰阶部的光掩膜，该灰阶部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构成。

此时，将具有分辨率界限以下的细微图案的光掩膜3作为被检体而设置在检查装置中，通过事先把握使用该光掩膜的曝光装置的曝光条件，例如，将物镜系统4的数值孔径和σ值设为规定值。也可代之以使用根据曝光条件确定的分光特性。另外，通过适当沿光轴方向调节物镜系统4的位置，在摄像元件5的摄像面中，得到细微图案的非分辨状态的像。另外，通过由运算部11处理摄像到的图像数据，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，可评价光掩膜3的性能优劣、缺陷的有无。

并且，在该检查装置中，如图12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，可使这些物镜系统4和摄像元件5彼此独立地相对光掩膜3改变相对距离。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因自重等产生弯曲的情况下，也可以在该曝光装置上进行近似状态下的摄像。即，在该检查装置中，可自由调整从光掩膜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的每一个。优选地，物镜系统可沿光轴方向移动操作。由此，可更正确地近似光掩膜的自重引起的弯曲。另外，也可偏移物镜系统4的位置和摄像元件5的位置，以及利用摄像元件5来摄像光掩膜的模糊的像。通过如此评价模糊的像，也可判断灰阶掩膜的性能和缺陷的有无。另外，当评价上述模糊的转录像时，也可使用用于调整物镜系统的NA或σ值的部件，是最佳的方法。

在本发明的检查装置中，还可检查不仅具有由分辨率界限以下的细微图案构成的半透光部、还具有由半透光性膜形成的半透光部的灰阶掩膜。作为半透光性的膜，可使用曝光光的遮光率例如为透光部的透光率的10％～60％、优选为40％～60％的膜。

例如，如图13所示，当将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，半透光部与透光部的透过比率可用Ig/(Iw-Ib)表示，可将其设为光掩膜的评价项目。(多数情况下，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，当设提供半透光部(例如沟道部)的规定宽度尺寸的光强度为Ig’时，通过如下使用多个评价项目(参数)，比较这些参数，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(沟道部内透过率的变化量、范围)

即，在上述评价中，根据由摄像图像得到的灰阶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，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差的透过量。但是，通常，遮光部的透过量实质上为0。

另外，利用根据光强度分布得到的信息，可模拟使用光掩膜实际在曝光装置曝光的情况下形成的抗蚀剂图案，对其进行评价。

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分辨率状态的摄像图像，所以可以在满足现实使用的条件下，适当评价光掩膜的性能、缺陷的有无。另外，此时，除检查在反映实际的曝光条件的条件下，是否满足半透光部所要求的规定范围的透过率外，可与上述一样，当得到摄像图像时，能够评价沟道部与源极部、漏极部之间的边界部分的锐度，预测曝光后的光刻胶的立体形状。

并且，在本发明的检查装置中，不仅如上述那样进行制造的光掩膜的检查、评价，还可如图14所示，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，其是极有用的。即便在光掩膜3上如图14(a)所示那样有黑缺陷的情况下，或如图14(b)所示那样有白缺陷的情况下，当这些缺陷足够小时，利用曝光装置的分辨率，在曝光的状态下不出现其影响。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，光强度变化基本不出现，可判断为不必修正。

另外，该检查装置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下，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下，可适当检查修正结果是否充分。

在对白缺陷部分附加地成膜并进行缺陷修正的情况下，或通过剥离和再成膜黑缺陷的一部分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]

当制造液晶装置制造用光掩膜时，通过将一般的公知制造工序设为包含上述本发明的光掩膜检查方法的检查工序的工序，可迅速制造必要充分修正了缺陷的良好的液晶装置制造用光掩膜。

[图案转录方法]

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来由曝光装置曝光规定波长的光，可对被转录体良好地转录规定的图案。

Claims (25)

1.一种光掩膜的检查装置，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，引导来自所述光源的光束，向由所述掩膜保持部件保持的光掩膜照射该光束；

物镜系统，入射被照射到所述光掩膜、并经过了该光掩膜的所述光束；

摄像部件，接收经过了所述物镜系统的光束，摄像所述光掩膜的像；

支持部件，分别支持所述照明光学系统、所述物镜系统和所述摄像部件；

移动操作部件，移动操作所述各个支持部件；和

控制部件，控制所述移动操作部件，

所述控制部件通过控制所述移动操作部件，在与由所述掩膜保持部件保持的光掩膜的主平面平行的面内，移动操作所述照明光学系统、所述物镜系统和所述摄像部件，在使它们的光轴一致的状态下，使位于规定位置，并且，在光轴方向上位置调整所述物镜系统和所述摄像部件的至少一个。

2.根据权利要求1所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

所述物镜系统和所述照明光学系统各自的数值孔径可变，

所述控制部件通过将所述物镜系统的数值孔径、或所述照明光学系统的数值孔径设为规定值，将所述照明光学系统的数值孔径与所述物镜系统的数值孔径之比控制为规定值。

3.根据权利要求1或2所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

具备运算部件，根据由所述摄像部件得到的图像，使用所述光掩膜的规定区域的透过光的光强度分布数据，来进行运算。

4.根据权利要求1或2所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

所述掩膜保持部件使所述光掩膜的主平面大致垂直，固定保持该光掩膜。

5.根据权利要求1或2所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

所述掩膜保持部件以使所述光掩膜的主平面与垂直成倾斜的角度、且与垂直成10度以内的角度，保持该光掩膜。

6.根据权利要求1或2所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

从所述光源发出的、经过了所述照明光学系统的光束至少包含g线、h线或i线之一，或者包含混合了其中的任意二个以上的光束。

7.根据权利要求1或2所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

所述照明光学系统，向所述光掩膜照射光束的范围比所述摄像部件的摄像视野宽。

8.根据权利要求1或2所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

所述照明光学系统具备视野光圈，经该视野光圈向所述光掩膜照射光束，并且，所述光掩膜上光量分布为5％以内的部分的直径比所述摄像部件的摄像视野的直径大30％以上。

9.根据权利要求1或2所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

具备角度调整机构，执行所述照明光学系统、或所述物镜系统和所述摄像部件至少之一的光轴的微调整。

10.根据权利要求1或2所述的光掩膜的检查装置，其特征在于：

所述物镜系统和所述照明光学系统具备使数值孔径可变的光圈机构。

11.一种光掩膜的检查方法，将在透明基板上形成具有规定图案的膜的光掩膜由掩膜保持部件保持，经照明光学系统向所述光掩膜照射来自发出规定波长光束的光源的光束，经物镜系统，由摄像部件接收经过了该光掩膜的所述光束，摄像所述光掩膜的像，根据得到的摄像图像，检查所述光掩膜，特征在于：

在与由所述掩膜保持部件保持的光掩膜的主平面平行的面内，移动操作所述照明光学系统、所述物镜系统和所述摄像部件，在使它们的光轴一致的状态下，位于规定位置，并且，位置调整所述物镜系统和所述摄像部件至少之一，以在光轴方向上为规定的相对位置，由所述摄像部件摄像所述光掩膜的像。

12.根据权利要求11所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

由所述摄像部件进行的所述光掩膜的像的摄像，通过事先把握使用所述光掩膜时适用的曝光条件，使用根据该曝光条件确定的分光特性、所述物镜系统的数值孔径、和所述照明光学系统的数值孔径与所述物镜系统的数值孔径之比来进行。

13.根据权利要求11或12所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

使所述光掩膜的主平面大致垂直，固定保持该光掩膜。

14.根据权利要求11或12所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

以使所述光掩膜的主平面与垂直成倾斜的角度、且与垂直成10度以内的角度，保持该光掩膜。

15.根据权利要求11或12所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

作为照射到所述光掩膜的光束，至少包含g线、h线或i线之一，或者，使用混合了其中的任意二个以上的光束。

16.根据权利要求11或12所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

作为照射到所述光掩膜的光束，事先把握使用该光掩膜进行曝光的曝光装置中使用的照明光的波长分布，根据该波长分布，使用据此确定的波长分布的光束。

17.根据权利要求11或12所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

在比所述摄像部件的摄像视野宽的范围内，照射来自所述光源的光束。

18.根据权利要求11或12所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

在照射到所述光掩膜的光束内，光量分布为5％以内的部分的直径比所述摄像部件的摄像视野的直径大30％以上。

19.根据权利要求11或12所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

具有执行所述照明光学系统、或所述物镜系统和所述摄像部件至少之一的光轴的微调整的工序。

20.根据权利要求11所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

所述光掩膜在透明基板上形成包含遮光部和透光部的图案，

根据由所述摄像部件得到的所述摄像图像，取得所述光掩膜的规定区域的透过光的光强度分布数据。

21.根据权利要求20所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

所述光掩膜在遮光部或透光部具有白缺陷或黑缺陷，通过得到该缺陷部分的摄像图像、或该缺陷部分的透过光的光强度分布数据，利用该摄像图像、或该光强度分布数据，判定是否需要修正该光掩膜。

22.根据权利要求20或21所述的光掩膜的检查方法，其特征在于：

利用从所述摄像图像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。

23.一种液晶装置制造用光掩膜的制造方法，其特征在于：

具有根据权利要求11所述的光掩膜的检查方法的检查工序。

24.一种液晶装置制造用光掩膜的制造方法，其特征在于：

具有根据权利要求20所述的光掩膜的检查方法的检查工序。

25.一种图案转录方法，其特征在于：

使用由权利要求23或24所述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，将图案转录到被转录体上。

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