CN101201537B - 灰色调掩模的检查装置及制造方法、图案转印方法 - Google Patents

Abstract

在本发明的灰色调掩模的检查方法中，经由照明光学系统(2)向灰色调掩模(3)照射从光源(1)发出的规定波长的光束，经由物镜系统(4)，由摄像部件(5)摄像经过灰色调掩模(3)的光束，求出摄像图像数据，根据该摄像图像数据，取得灰色调掩模的包含半透光部的区域的透过光强度分布数据。

Description

灰色调掩模的检查装置及制造方法、图案转印方法

技术领域

本发明涉及一种用于检查曝光用灰色调掩模的性能的灰色调掩模检查方法，尤其是主要涉及一种平板显示器(下面称为FPD)装置制造用的大型灰色调掩模的检查方法。而且，本发明涉及一种液晶装置制造用灰色调掩模的制造方法及图案转印方法。

背景技术

以往，就光掩模的性能检查而言，在专利文献1(特开平5-249656号公报)中公开了一种利用摄像元件(下面称为CCD)对成为被检体的光掩模的透过照明光的强度分布进行检测、来检查缺陷的装置。该检查装置中，将检查光聚光照射到形成有0.3μm间距左右的细微图案的光掩模上，放大照射透过了该光掩模的检查光，利用分辨率为7μm左右的CCD进行摄像。

即，在该检查装置中，将光掩模水平载置于台架(stage)上，经照明光学系统向该光掩模照射来自光源的检查光。台架可沿光掩模的面内方向移动操作。并且，在该检查装置中，使经过光掩模的检查光放大照射到摄像元件上来成像，得到光掩模的像。

在专利文献2(特开平4-328548号公报)中，记载有一种可检测当通过曝光装置实际转印到晶片上时的光掩模的缺陷或异物的检查装置。在该检查装置中，除了以往的检查装置可检测的缺陷或异物之外，还可检查相位移位掩模或网袋(reticule)透过部的转换机构(shifter)的缺陷、或曝光波长依赖性的掩模基板部的缺陷等。

专利文献1中未言及对光掩模面内的规定部位进行摄像的方法。但是，由于台架可沿光掩模的面内方向移动操作，而且，光掩模是一边为5英寸至6英寸左右的方形基板，所以认为专利文献1中记载的检查装置能够良好地在进行遍及光掩模的整个面的检查。

另外，专利文献1中记载了为了对具有细微凹凸图案的相位移位掩模的缺陷、或使用了光掩模的曝光工序中的抗蚀剂厚度引起的焦点错位的影响进行评价，将错开检查光的焦点位置对摄像元件进行摄像而得到的像、与基于设计上的掩模图案的图像信号或将摄像元件作为焦点位置来摄像的图像信号进行比较。

即，在实际的IC制造工序中，由于反复多次层叠薄膜，所以有时在使用了光掩模的曝光工序中，存在着焦点错开抗蚀剂厚度大小，引起被缩小照射的问题。若考虑这些光掩模的细微图案间距，则不能忽视焦点错位造成的影响，进而在使用将焦点深度设得深的相位移位掩模的情况下，认为焦点错位的影响评价是重要的。

因此，在专利文献1所记载的检查装置中，为了评价使用相位移位掩模时等因被转印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使摄像元件变位的摄像位置变位部件，使得使用了光掩模的曝光工序中相当于被转印面的摄像元件沿光轴方向从焦点位置错开，来检查其影响。

然而，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大型光掩模中，不仅广泛使用双掩模(binary mask)，还广泛使用在透明基板的主表面具有遮光部、透光部和半透光部的灰色调掩模，其中，所述双掩模在透明基板的主表面形成以Cr等为主要成分的遮光膜，在该遮光膜中利用光刻法形成规定的图案，形成了具有遮光部和透光部的图案。所谓半透光部是透过曝光光的一部分的部分，下面称为灰色调(gray tone)部。另外，所谓灰色调掩模是指以使透过掩模的曝光光的量选择性地减少、选择性地调整被转印体上的光致抗蚀剂显影后的残膜厚度为目的的光掩模。除了具有一种使透过掩模的曝光光选择性地减少、使其一部分透过的半透光部的掩模(3灰度的灰色调掩模)之外，4个灰度以上的多色调掩模也包含于本申请中所谓的灰色调掩模中。

其中，半透光部中包含形成有半透光膜的半透光部(下面称为“半透光膜类型”)和利用曝光条件中的分辨率界限以下的细微图案构成半透光部的半透光部(下面称为“细微图案类型”)双方。

在执行这种灰色调掩模的缺陷检查或性能评价的检查中，存在着如下的课题。

即，在这种灰色调掩模中，掩模上形成的图案、与通过实际的掩模使用而转印到被转印体表面的抗蚀剂膜上的图案(现实中显影转印图案而得到的抗蚀剂图案)不同。因此，通过满足所使用的曝光装置的曝光条件，再现图案转印状态，来评价再现后的转印像，从而评价掩模的性能是必要的。

例如，就“细微图案类型”的半透光部而言，由于通过利用曝光装置的物镜系统的分辨率，进一步有意地执行散焦，将该细微图案作为非分辨状态刻意地形成转印像，所以，形成为该转印像的抗蚀剂图案的形状与掩模上形成的图案不同。并且，尽管上述的分辨率取决于曝光装置的透镜系统和曝光光的波长，但曝光装置的照明的波长特性按每个曝光装置而不同，还随时间变化。因此，必需事先通过模拟(simulation)来把握使用掩模可在被转印体上得到的抗蚀剂图案形状、规定部分的膜厚是否在期望的范围内等，来判定其性能。

并且，就“半透光膜类型”的半透光部而言，也因该半透光部的尺寸、形状不同，在曝光装置的曝光条件下受到邻接的遮光部等的影响，形成与掩模上形成的图案不同的转印像。进而，当该半透光部所使用的半透光膜的光透过率随曝光光的波长变化时，曝光光的波长特性按每个曝光装置而不同，还因其照明光源的时效变化而变化。因此，发现了需要使用由检查装置得到的透过光的强度分布，对在将特定曝光装置的曝光条件近似后的曝光条件下可得到的转印像进行模拟等的某些评价、判定方法。

另外，当上述灰色调掩模的灰色调部中产生了缺陷时，该缺陷与遮光部或透光部的缺陷不同，由于多数情况下根据其尺寸或形状，可知道是否成为掩模使用时的障碍，所以，对其事先评价在掩模成品率管理上具有极大的意义。此外，本发明者们认识到：当对灰色调部的缺陷实施修正时，判定该修正对掩模使用时的性能是否充分也是极其重要的。这是因为：灰色调部的修正与透光部、遮光部不同，不是仅基于其形状，还必需利用实际掩模使用时的条件下该部分的透过光的强度来进行判断，在此基础上需要特别的评价。

因此，本发明者们发现：需要上述的满足灰色调掩模的特别便用方法的检查方法。

发明内容

本发明鉴于上述实际情况而提出，其目的在于，提供一种可良好地执行灰色调掩模的性能评价和缺陷检查的灰色调掩模的检查方法。

而且，本发明的目的还在于，提供一种使用了该灰色调掩模的检查方法的液晶装置制造用灰色调掩模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，本发明的灰色调掩模的检查方法具有以下构成之一。

[构成1]

构成1的灰色调掩模的检查方法用于在透明基板上形成包含遮光部、透光部和透过曝光光的一部分的半透光部的图案，通过由曝光装置实现的曝光将图案转印到被转印体上，从而制造显示装置时使用，其特征在于：具有经由照明光学系统向灰色调掩模照射从光源发出的规定波长的光束，经由物镜系统由摄像部件对透过该灰色调掩模后的光束进行摄像，求出摄像图像数据的工序；根据摄像图像数据，取得灰色调掩模的包含半透光部的区域的透过光强度分布数据。

在具有构成1的本发明的灰色调掩模检查方法中，由于具有经由照明光学系统向灰色调掩模照射从光源发出的规定波长的光束，经由物镜系统由摄像部件对经过该灰色调掩模的光束进行摄像，求出摄像图像数据的工序，并根据摄像图像数据，取得灰色调掩模的包含半透光部的区域的透过光强度分布数据，所以，可良好地执行灰色调掩模的性能评价和缺陷检查。

[构成2]

在具有构成1的灰色调掩模的检查方法中，作为光源，使用发出至少包含g线、h线或i线之一的光束、或者混合有其中任意二者以上的光束的光源。

在具有构成2的本发明的灰色调掩模检查方法中，由于作为光源，使用发出至少包含g线、h线或i线之一的光束、或者混合有其中任意二者以上的光束的光源，所以，可再现曝光装置中的曝光条件，良好地进行灰色调掩模的性能评价及缺陷检查。

即，就曝光装置而言，在灰色调掩模是包含液晶装置的FPD用等大型掩模的情况下，根据其图案尺寸，从曝光光率方面出发，曝光光量优先于分辨率，作为曝光光不使用单色光，而使用混合有多个波段的光的光束。在本发明中，与使用单色光作为检查光的光源的现有检查方法相比，可正确再现曝光装置中得到的曝光图案。

[构成3]

在具有构成1或构成2的灰色调掩模的检查方法中，设照明光学系统的数值孔径及物镜系统的数值孔径分别与曝光装置中的照明光学系统的数值孔径及物镜系统的数值孔径大致相等。

在具有构成3的本发明的灰色调掩模的检查方法中，由于设照明光学系统的数值孔径及物镜系统的数值孔径分别与曝光装置中的照明光学系统的数值孔径及物镜系统的数值孔径大致相等，所以，可再现曝光装置中的曝光条件，能够良好地进行灰色调掩模的性能评价和缺陷检查。

例如，就“细微图案类型”的半透光部而言，基于使透过了灰色调掩模后的曝光光成像的物镜系统的分辨率，透过该半透光部的曝光光的光量会大大受到影响，所以，若检查装置中的物镜系统的分辨率与曝光装置中的分辨率不同，则不能良好地进行灰色调掩模的性能评价和缺陷检查。即便是“半透光膜类型”的半透光部，在与遮光部邻接并被夹持两侧的区域中，由于基于该遮光部的成像状态使曝光光成像的物镜系统的分辨率，透过半透光部的曝光光的光量会受到影响，所以，若检查装置中的物镜系统的分辨率与曝光装置中的分辨率不同，则不能良好地进行灰色调掩模的性能评价和缺陷检查。但是，根据上述本发明可实现良好的评价。

[构成4]

在具有构成1～构成3之一的灰色调掩模的检查方法中，具有根据摄像图像数据，取得灰色调掩模的包含半透光部、透光部和遮光部的区域的透过光的强度分布数据，来把握半透光部的透过光强度与透光部或遮光部的透过光强度之差及/或比的工序。

在具有构成4的本发明的灰色调掩模检查方法中，由于具有根据摄像图像数据，取得灰色调掩模的包含半透光部、透光部和遮光部的区域的透过光的强度分布数据，来把握半透光部的透过光强度与透光部或遮光部的透过光强度之差及/或比的工序，所以，可根据这些透过光强度之差及/或比，正确评价灰色调掩模的特性。这些差或比与通过使用掩模而形成在被转印体上的抗蚀剂图案形状密切相关，与抗蚀剂图案中产生的段差的高度之差或比存在相关。

[构成5]

在具有构成1～构成4之一的灰色调掩模检查方法中，根据由摄像图像数据得到的灰色调掩模的透过光的强度分布数据，把握成为规定阈值以上及/或规定阈值以下的区域的大小，求出使用灰色调掩模曝光时被转印的遮光部、透光部或半透光部所对应的图案的尺寸。

在具有构成5的本发明的灰色调掩模检查方法中，由于根据由摄像图像数据得到的灰色调掩模的透过光的强度分布数据，把握成为规定阈值以上及/或规定阈值以下的区域的大小，求出使用灰色调掩模曝光时被转印的遮光部、透光部或半透光部所对应的图案的尺寸，所以，可再现曝光装置中的曝光条件，能够良好地进行灰色调掩模的性能评价。

[构成6]

在具有构成1～构成5之一的灰色调掩模检查方法中，根据由摄像图像数据得到的灰色调掩模的透过光的强度分布数据，把握成为规定阈值以上及/或规定阈值以下的区域的有无及该区域的大小，对使用灰色调掩模曝光时被转印的缺陷的有无和转印时的大小进行检测。

在具有构成6的本发明的灰色调掩模检查方法中，由于根据由摄像图像数据得到的灰色调掩模的透过光的强度分布数据，把握成为规定阈值以上及/或规定阈值以下的区域的有无及该区域的大小，对使用灰色调掩模曝光时被转印的缺陷的有无和转印时的大小进行检测，所以，可再现曝光装置中的曝光条件，判断是否需要修正缺陷，能够良好地执行灰色调掩模的缺陷检查。

[构成7]

在具有构成1～构成6之一的灰色调掩模检查方法中，灰色调掩模中的半透光部具有一个或一个以上与遮光部邻接的区域，通过得到半透光部的与所述遮光部邻接的区域的透过光强度分布数据，来求出曝光装置中透过该区域的曝光光的光强度及由该曝光光转印的图案形状。

在具有构成7的本发明的灰色调掩模检查方法中，由于灰色调掩模中的半透光部具有一个或一个以上与遮光部邻接的区域，通过得到半透光部中邻接的区域的透过光强度分布数据，来求出曝光装置中透过该区域的曝光光的光强度和由该曝光光转印的图案形状，所以，可再现曝光装置中的曝光条件，能够良好地执行灰色调掩模的性能评价。

[构成8]

在具有构成1～构成7之一的灰色调掩模检查方法中，灰色调掩模中的半透光部具有曝光装置的曝光条件下的分辨率界限以下的细微图案，通过调节物镜系统和摄像部件至少一方的光轴方向的位置，来得到该细微图案被散焦后变为非分辨状态的摄像图像数据。

在具有构成8的本发明的灰色调掩模检查方法中，由于灰色调掩模中的半透光部具有曝光装置的曝光条件下的分辨率界限以下的细微图案，通过调节物镜系统和摄像部件至少一方的光轴方向的位置，来得到该细微图案被散焦后变为非分辨状态的摄像图像数据，所以，可再现曝光装置中的曝光条件，能够良好地执行使用细微图案形成的灰色调掩模的性能评价。

[构成9]

在具有构成1～构成8之一的灰色调掩模检查方法中，灰色调掩模被进行白缺陷或黑缺陷的修正。这里，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。

在具有构成9的本发明的灰色调掩模检查方法中，由于灰色调掩模被进行白缺陷或黑缺陷的修正，所以可判断是否良好地进行了修正。

[构成10]

在具有构成1～构成7之一的灰色调掩模检查方法中，灰色调掩模中的半透光部在透明基板上形成有半透光膜。

在具有构成10的本发明的灰色调掩模检查方法中，由于灰色调掩模中的半透光部在透明基板上形成有半透光膜，所以可良好地进行使用半透光膜形成的灰色调掩模的性能评价。

[构成11]

在具有构成10的灰色调掩模检查方法中，灰色调掩模被进行白缺陷或黑缺陷的修正。

在具有构成11的本发明的灰色调掩模检查方法中，由于灰色调掩模被进行白缺陷或黑缺陷的修正，所以可判断是否良好地进行了修正。

[构成12]

在具有构成11的灰色调掩模检查方法中，白缺陷或黑缺陷的修正通过形成组成与半透光膜不同的修正膜来进行。

在具有构成12的本发明的灰色调掩模检查方法中，由于白缺陷或黑缺陷的修正通过形成组成与半透光膜不同的修正膜来执行，所以可判断是否良好地进行了修正。

并且，本发明所涉及的液晶装置制造用灰色调掩模的制造方法具有如下构成。

[构成13]

一种液晶装置制造用灰色调掩模的制造方法，包括基于具有构成1～构成12之一的灰色调掩模检查方法的检查工序。

在具有构成13的本发明的液晶装置制造用灰色调掩模的制造方法中，由于包括基于本发明的灰色调掩模检查方法的检查工序，所以可制造充分修正了缺陷的良好液晶装置制造用灰色调掩模。

并且，本发明的图案转印方法具有以下构成。

[构成14]

使用由具有构成13的液晶装置制造用灰色调掩模的制造方法制造的液晶装置制造用灰色调掩模，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14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灰色调掩模的制造方法制造的液晶装置制造用灰色调掩模，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。

[构成15]

一种图案转印方法，使用在透明基板上形成有包含遮光部、透光部和透过曝光光的一部分的半透光部的图案的灰色调掩模，通过基于曝光装置的曝光，将图案转印到被转印体上，该方法事先经由照明光学系统向灰色调掩模照射从检查装置的光源发出的规定波长的光束，经由物镜系统，由摄像部件摄像透过了该灰色调掩模的光束，取得多个照射条件下的摄像图像数据，根据利用多个照射条件得到的摄像图像，确定曝光装置在转印图案时的曝光条件。

在具有构成15的本发明的图案转印方法中，由于在多个照射条件下实施事先经由照明光学系统向灰色调掩模照射从检查装置的光源发出的规定波长的光束，经由物镜系统，由摄像部件摄像经过了该灰色调掩模的光束，求出摄像图像数据的工序，并根据利用多个照射条件得到的摄像图像，确定曝光装置在转印图案时的曝光条件，所以，可对规定的灰色调掩模事先知道用于得到掩模使用者最期望的转印图案的曝光条件。

而且，根据具有构成15的图案转印方法，由于根据事先基于多个照射条件得到的摄像图像，确定曝光装置在图案转印时的曝光条件，所以，可提供一种图案转印方法，能够对规定的灰色调掩模事先知道用于得到掩模使用者最期望的转印图案的曝光条件。

如上所述，本发明提供一种可良好地进行灰色调掩模的性能评价和缺陷检查的灰色调掩模的检查方法，还提供一种使用该灰色调掩模检查方法的液晶装置制造用灰色调掩模的制造方法及图案转印方法。

并且，本发明的光掩模检查方法具有以下构成。

[构成16]

一种图案转印方法中使用的光掩模的检查方法，该图案转印方法使用在透明基板上形成有包含细微图案的遮光图案的光掩模，在规定的曝光条件下向该光掩模照射曝光光，为了在该曝光条件下使该细微图案变为非分辨，在被转印体上形成与该遮光图案不同的图案形状，其特征在于：事先利用对所述曝光条件进行近似的曝光条件、或把握与曝光条件的相关的假设曝光条件，对该光掩模进行测试曝光，通过该测试曝光，取得该光掩模在该曝光条件下或该假设曝光条件下的透过光的光强度分布数据。

根据构成16的光掩模的检查方法，由于在图案转印方法中使用的光掩模的检查方法中，该图案转印方法使用在透明基板上形成有遮光图案的光掩模，在规定的曝光条件下向该光掩模照射曝光光，为了在该曝光条件下使该细微图案变为非分辨，将与该遮光图案不同的图案形状形成在被转印体上，其中，事先利用对所述曝光条件进行近似的曝光条件、或可通过运算算出所述曝光条件的假设曝光条件，对该光掩模进行测试曝光，取得光掩模在该曝光条件下的透过光的光强度分布数据，所以，可评价实际使用光掩模时的转印像。这里，所谓假设曝光条件是指即便相对实际的曝光机的曝光条件曝光强度或波长分布不同，通过向测试曝光中得到的光强度分布数据乘以系数等的运算，也能够容易地模拟实际曝光装置的曝光条件下的光强度分布的曝光条件。

[构成17]

一种光掩模的检查方法，所述光掩模在透明基板上具有透光部、遮光部、半透光部，该半透光部在该透明基板上形成有透过曝光光的一部分的半透光膜，其特征在于：该半透光膜由光透过率具有波长依赖性的材料构成，事先根据对所述曝光条件进行近似的曝光条件、或把握与曝光条件的相关的假设曝光条件，对该光掩模进行测试曝光，通过该测试曝光，来取得该光掩模在该曝光条件下或该假设曝光条件下的透过光的光强度分布数据。

根据构成17的光掩模的检查方法，由于光掩模在透明基板上具有透光部、遮光部、半透光部，该半透光部在该透明基板上形成有透过曝光光的一部分的半透光膜，其中，该半透光膜由光透过率具有波长依赖性的材料构成，事先利用对所述曝光条件进行近似的曝光条件、或可通过运算算出所述曝光条件的假设曝光条件，测试曝光该光掩模，可通过该测试曝光，取得该光掩模在该曝光条件下的透过光的光强度分布数据，所以可评价实际的光掩模使用时的转印像。

[构成18]

在具有构成16或构成17的光掩模检查方法中，所述测试曝光利用所述曝光条件下的曝光光中包含的1个或2个以上波长进行，通过对所得到的所述光强度分布数据进行运算，来近似所述曝光条件。

根据构成18的光掩模的检查方法，可成品率高地制造光掩模。

[构成19]

一种光掩模的制造方法，包含构成16～构成18之一的光掩模的检查方法。

根据构成19的光掩模的制造方法，由于可事先正确把握在使用掩模进行曝光的阶段中的曝光条件，所以可稳定生产显示装置等的电子器件。

[构成20]

一种图案转印方法，在构成16～构成18之一中，根据分别在不同曝光条件下执行多次测试曝光而得到的多个该光强度分布数据，确定曝光该光掩模的曝光条件。

根据构成20的图案转印方法，由于可根据基于多个测试曝光的多个光强度分布数据来确定光掩模曝光时的曝光条件，所以，可减小通过重复曝光光掩模来求出最佳条件的负荷。

附图说明

图1是表示实施本发明的灰色调掩模检查方法的检查装置的构成的侧视图。

图2是表示所述检查装置中的照明光学系统与物镜系统的位置关系的侧视图。

图3是表示所述检查装置中的照明光学系统与物镜系统的位置关系的立体图。

图4是表示所述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主视图。

图5是表示所述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是对在所述检查装置中得到的摄像数据进行数值化后的曲线。

图7是表示在所述检查装置中实施的灰色调掩模的检查方法步骤的流程图。

图8(A)～图8(C)是表示使用了灰色调掩模的TFT基板的制造工序(前半)的剖面图。

图9(A)～图9(C)是表示使用了灰色调掩模的TFT基板的制造工序(后半)的剖面图。

图10是表示灰色调掩模的构成的主视图。

图11是表示在所述检查装置中得到的摄像数据中的半透光部的状态的图。

图12是表示所述检查装置中的灰色调掩模、物镜系统和摄像元件的位置关系的侧视图。

图13是对所述检查装置中得到的摄像数据进行数值化、并用于说明半透光部的透过率的曲线。

图14(A)～图14(C)是用于说明所述检查装置得到的摄像数据中，基于两侧被遮光部夹持的半透光部的宽度引起透过率差异的曲线。

图15是表示所述检查装置中得到的摄像数据中的黑缺陷部位的状态的图。

图16是表示所述检查装置中得到的摄像数据中的白缺陷部位的状态的图。

图17(A)、图17(B)是表示所述检查装置中得到的摄像数据中的黑缺陷部位的转印状态的图。

图18(A)、图18(B)是表示所述检查装置中得到的摄像数据中的白缺陷部位的转印状态的图。

具体实施方式

下面，说明用于实施本发明的最佳实施方式。

[本发明的灰色调掩模的检查方法的概要]

在本发明的灰色调掩模的检查方法中，成为被检体的灰色调掩模在透明基板的主表面形成有遮光部、透光部和半透光部，不仅包含作为制品而完成的灰色调掩模，还包含制造灰色调掩模中途的中间体。

本发明的灰色调掩模的检查方法是一种在使用灰色调掩模时，形成与进行曝光的曝光装置中的曝光条件相等的曝光条件或近似的曝光条件，来得到基于曝光装置的曝光被转印到被转印体上的图像，作为由摄像部件捕捉到的光强度分布数据的方法。

并且，在该灰色调掩模的检查方法中，根据由摄像部件得到的光强度分布，可执行包括对被转印体上显影后的抗蚀剂图案的图案尺寸的完成值、残膜量进行左右的掩模的透过率变动的各种解析、评价。

因此，该检查方法在检查FPD制造用灰色调掩模的情况下效果显著，并且，最适用于液晶装置制造用灰色调掩模中的薄膜晶体管(下面称为TFT)制造用的灰色调掩模。在这些领域中，除了由于制造效率及成本上有利而大多使用灰色调掩模之外，还需要半透光部的尺寸极细微且精致。

[实施本发明的灰色调掩模检查方法的检查装置的概要]

实施本发明的灰色调掩模的检查方法中使用检查装置。该检查装置如图1所示，作为被检体的灰色调掩模3由掩模保持部(掩模保持部件)3a保持。该掩模保持部3a以将灰色调掩模3的主平面设为大致垂直的状态，支承该灰色调掩模3的下端部及侧缘部附近，使该灰色调掩模3倾斜地进行固定保持。该掩模保持部3a可保持大型、各种大小的灰色调掩模3作为灰色调掩模3。即，在该掩模保持部3a中，由于主要支承将主平面设为大致垂直的状态的灰色调掩模3的下端部，所以，即使灰色调掩模3的大小不同，也可由同一支承部件支承灰色调掩模3的下端部。这里，所谓大型灰色调掩模是主平面的一边超过1000mm大小的灰色调掩模，例如是主平面为1220mm×1400mm、厚度为13mm大小的灰色调掩模等。

这里，所谓大致垂直是指垂直、或稍倾斜状态，即指图1中用θ所示与垂直(垂直面)的角度为10度左右以内的状态，更好是指与垂直倾斜了2度至10度的角度、最好是与垂直倾斜了4度至10度的状态。

这样，通过使用使灰色调掩模3倾斜来进行支承的掩模保持部3a，可防止在保持灰色调掩模3的过程中灰色调掩模3倒转，能够稳定地保持、固定灰色调掩模3。并且，若完全垂直保持灰色调掩模3，则灰色调掩模3的全部重量会集中在下端部，灰色调掩模3受到损伤的可能性增大。通过使用使灰色调掩模3倾斜来进行支承的掩模保持部3a，可使灰色调掩模3的重量分散到多个支承点，能够防止灰色调掩模3的损伤。

这样，在该检查装置中，由于使灰色调掩模3的主平面大致垂直，来保持灰色调掩模3，所以可抑制检查装置的设置面积增大，并且可抑止微粒下落到灰色调掩模3上。

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、金属卤素灯、UHP灯(超高压水银灯)等。

作为光源1，优选使用与使用经过检查的灰色调掩模3进行曝光的曝光装置的曝光光相同或具有大致相等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)中的任意一个，优选使用包含全部这些各波长成分、进而优选包含这些各波长成分中任意两个以上的混合光。另外，可使用光学滤波器等波长选择滤波器6来调整这些各波长成分的混合比。

通常，当FPD制造用的大型掩模曝光时，多使用上述波长的混合光，因此，在该检查装置中使用期望光强度比例下的混合光时，也优选根据实际使用的曝光装置的光源特性来决定期望的光强度比例。

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所使用的曝光光的波长分布相同或大致相等，可进行反映了实际曝光条件的检查。即，这是因为由于曝光光不同，有时在白色光下视为缺陷的在曝光装置中作为正常图案被处理，相反，有时在白色光下不视为缺陷的在曝光装置中不作为正常图案进行处理。

作为其它优选的方式，本检查装置的光源1除了可照射单一波长的曝光光，利用单一波长来解析灰色调掩模的透过光之外，可利用多个单一波长对基于单一波长曝光的掩模透过光进行摄像，并根据得到的摄像数据，通过运算来导出使用了多个波长混合光时的透过光，对混合光曝光进行模拟等。即，可利用单一波长的假设曝光条件进行测试曝光，利用与事先把握的实际曝光条件的相关信息，模拟实际曝光条件下的曝光。

上述内容关系到当实际对灰色调掩模曝光来进行转印时，若曝光光的分光特性不同，则分辨率不同。即，由于最小的分辨尺寸与物镜系统的数值孔径(NA)成反比，还与曝光光波长成正比，所以，在作为曝光装置的曝光光的i线～g线的波长分布中，尤其是在i线的强度起支配地位的曝光光中分辨率高，若g线起支配地位则分辨率低。与之对应，由于灰色调部的分辨状态不同，所以在灰色调掩模的检查中，必需近似或运算该点，得到满足实际曝光的检查结果。

并且，在使用采用了半透光膜的灰色调掩模的情况下，该半透光膜的光透过率有时具有波长依赖性，随着曝光光的分光特性不同，透过率变化。这样，进行事先反映了现实的曝光条件的检查至关重要，因此，本发明的方法特别有效。

该检查装置具有照明光学系统2，其引导来自光源1的检查光，向由掩模保持部3a保持的灰色调掩模3照射检查光。该照明光学系统2为了使数值孔径(NA)可变，具备孔径光阑机构2-1。并且，该照明光学系统2优选具备用于调整灰色调掩模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模保持部3a保持的灰色调掩模3上。

照射到灰色调掩模3上的检查光透过该灰色调掩模3，入射到物镜系统4。该物镜系统4通过具备孔径光阑机构4-1，其数值孔径(NA)可变。该物镜系统4例如可具备：第1组(模拟透镜)4a，其被入射透过灰色调掩模后3的检查光，对该光束实施无限远补正使其变为平行光；和使经过该第1组的光束成像的第2组(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，可设照明光学系统2的数值孔径与物镜系统4的数值孔径之比、即σ值(σ：相干性)可变。另外，通过如上所述可调整数值孔径及σ值，可近似作为被检体的光掩模3中所适用的曝光装置的光学系统，能够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的光束被摄像元件(摄像部件)5受光。该摄像元件5摄像灰色调掩模3的像。作为该摄像元件5，例如可使用CCD等摄像元件。

并且，在该检查装置中，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，通过运算部11进行规定的运算，可求出使用了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g线、h线和i线为相同的强度比的曝光条件下得到了光强度分布时，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，可还包含因曝光灰色调掩模的曝光装置的个体差异或时效变化引起的波长变动，执行对实际使用的曝光装置中的曝光条件进行再现或近似的评价。此外，当使用该灰色调掩模在被转印体上转印图案时，就所形成的抗蚀剂图案而言，在假设了期望的光致抗蚀剂残膜量的情况下，可判断是否能实现，或简便地求出能够实现的最佳的曝光条件。

在使用该检查装置进行的本发明的灰色调掩模的检查方法中，照明光学系统2与物镜系统4及摄像元件5分别配置在隔着使主平面大致垂直地被保持的灰色调掩模3而对置的位置上，在使两者的光轴一致的状态下，进行检查光的照射和受光。这些照明光学系统2、物镜系统4及摄像元件5由支承部(支承部件)13-1、13-2和移动操作部(移动操作部件)15可移动操作地支承。该移动操作部15在使照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5各自的光轴彼此一致的同时，使照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5平行于灰色调掩模3的主平面地移动。在该检查装置中，通过设置这种移动操作部15，即便在检查大型灰色调掩模的情况下，也可不使该灰色调掩模3沿平行于主平面的方向移动地对灰色调掩模3的主平面的整个面进行检查，而且，能够选择性地检查主平面上的期望部位。

由支承部13-1、13-2和移动操作部15如此支承的照明光学系统2及物镜系统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及物镜系统4之间，担心容易产生光轴错位。因此，在该检查装置中，为了在照明光学系统2及物镜系统4至少一方的光轴相对另一方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向灰色调掩模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。优选照明范围的直径比物镜系统4的视野直径大30％以上，更优选为30％以上、300％以下。检查光的照射范围可通过光源1的位置及照明光学系统2的视场光阑2-2来调整。

并且，由照明光学系统2照射到灰色调掩模3上的检查光的光束中的光量分布(照度分布)优选如图5所示那样地小，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的视野直径大30％以上。更优选在30％以上、100％以下的范围内。最优选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时，尤其是在物镜系统4的光轴错位的情况下，即便求出灰色调掩模3的透过光的光强度分布，也有可能无法正确检查灰色调掩模3的状态。

而且，在该检查装置中，为了能在照明光学系统2及物镜系统4的光轴错位规定以上时进行补正，优选具备对这些照明光学系统2及物镜系统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，可基于容易的操作，使这些照明光学系统2及物镜系统4的光轴始终一致。角度调整机构可通过由支承部13-1支承照明光学系统2，另外，由支承部13-2支承物镜系统4及摄像元件5，分别由移动操作部15驱动，由控制部14进行控制而实现。

在该检查装置中，利用控制部14和移动操作部15还可沿光轴方向分别移动操作物镜系统4及摄像元件5。由此，这些物镜系统4和摄像部件5可彼此独立地使相对灰色调掩模3的相对距离变化。在该检查装置中，通过物镜系统4及摄像元件5可独立沿光轴方向移动，能够在对使用灰色调掩模3实施曝光的曝光装置进行近似的状态下执行摄像。为了近似曝光中因自重等产生弯曲的灰色调掩模，特别优选可沿光轴方向移动该检查装置的物镜系统4。另外，还能够使物镜系统4的位置或摄像元件6的位置有意地偏移，利用摄像元件5拍摄灰色调掩模3的模糊的像。通过评价这种模糊的像(散焦图像)，如后所述，还可判断灰色调掩模的性能及缺陷的有无。其中，每当对灰色调掩模3的模糊像的转印像进行近似时，也可调整物镜系统4的数值孔径(NA)，这是优选的方法。

该检查装置的控制部14对照明光学系统2的孔径光阑机构2-1及视场光阑2-2、物镜系统4的孔径光阑机构4-1、移动操作部15进行控制。该控制部14在使用了该检查装置的灰色调掩模的检查方法中，以将物镜系统4的数值孔径和σ值维持在规定值的状态，利用移动操作部15在使照明光学系统2、物镜系统4和摄像元件5的光轴一致的状态下，沿着与由掩模保持部3a保持的灰色调掩模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，同时，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。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。该检查装置还可在使物镜系统4或摄像元件5的位置偏移后散焦的状态下进行摄像，由此能够检查聚焦偏移造成的线宽变动或灰色调掩模的转印像等。而且，如图6所示，可对由摄像元件5得到的光强度分布进行数值化，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(形成于被转印体上的抗蚀剂膜中的转印图案形状)。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，可对转印图案中的期望抗蚀剂残膜残量部分的尺寸进行数值化。

[本发明的光掩模的检查方法]

图7是表示使用所述检查装置实施的光掩模的检查方法步骤的流程图。该检查方法不仅适用于光掩模，也可适用于灰色调掩模的情况。

在使用该检查装置进行的本发明的光掩模的检查方法中，如图7所示，在步骤st1中，设主平面大致垂直，使光掩模3载置保持于掩模保持部3a。如上所述，优选光掩模3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，设控制部14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来执行控制动作。

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

在步骤st4中，将照明光学系统2与物镜系统4及摄像元件5分别配置在隔着主平面大致垂直地被保持的光掩模3而对置的位置上，在使两者的光轴一致的状态下，使其移动(平行移动)到光掩模3的观察位置。然后，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摄像元件5的受光、摄像，进入到步骤st7。

另一方面，在步骤st8中，使照明光学系统2与物镜系统4及摄像元件5隔着主平面大致垂直地被保持的光掩模3分别配置在对立的位置上，在使两者的光轴一致的状态下，使其移动到光掩模3的观察位置。然后，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及摄像元件5的受光、摄像，进入到步骤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。若未摄像必要的全部图像，则进入到步骤st12，变更波长条件，返回到步骤st10。若拍摄了全部必要的图像，则进入到步骤st13，执行波长合成运算，然后进入到步骤st7。

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

[灰色调掩模]

这里，对本发明的灰色调掩模检查方法中成为被检体的灰色调掩模进行说明。

具备TFT的液晶显示器件(下面称为LCD)与阴极射线管(CRT)相比，由于容易薄型化、功耗低的优点，目前被广泛使用。LCD中的TFT具有如下构造，即经由液晶相使在矩阵上排列的各像素中排列有TFT的构造的TFT基板、与对应于各像素排列有红(R)、绿(G)和蓝(B)像素图案的滤色器重合。这种LCD的制造工序数多，即便仅是TFT基板也要使用5至6片光掩模来制造。

在这种状况下，提出了使用4片光掩模来制造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(灰色调部)的灰色调掩模，降低所使用的掩模的片数。

图8和图9表示使用了灰色调掩模的TFT基板的制造工序的一例。

首先，如图8(A)所示，在玻璃基板201上形成栅电极用金属膜，通过使用了光掩模的光刻工序，形成栅电极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和正型光致抗蚀剂膜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(灰色调部)103的灰色调掩模100，对正型光致抗蚀剂膜207进行曝光、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8(C)所示，将第1抗蚀剂图案207A作为掩模，蚀刻源极漏极用金属膜206、第2及第1半导体膜205、204。接着，如图9(A)所示，通过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作为掩模，蚀刻源极漏极用金属膜206，形成源极/漏极206A、206B，接着，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。

这里所使用的灰色调掩模100如图10所示，具有与源极/漏极对应的遮光部101A、101B、透光部102及与TFT沟道部对应的灰色调部103。该灰色调部103是形成有由使用灰色调掩模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的遮光图案103A的区域。遮光部101A、101B及遮光图案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。使用这种灰色调掩模的大型LCD用曝光装置的分辨率界限在步进(stepper)方式的曝光装置中约为3μm，在镜面投影方式的曝光装置中约为4μm。因此，在灰色调部103中，将透过部103B的空间宽度及遮光图案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3μm。

在这种细微图案类型的灰色调部103的设计中，选择将具有遮光部101A、101B与透光部102中间的半透光(灰色调)效果用的细微图案设为直线和空间类型(line and space type)、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，可考虑线宽为多少、如何取光透过的部分与遮光部分的比率、或将整体的透过率设计成何程度等来进行设计。但是，在实际使用掩模时，没有可把握如何将这种细微图案转印到被转印体上的方法。而且，即便在灰色调掩模的制造中，也要求线宽的中心值管理和掩模内的线宽偏差管理等非常难的生产技术，但在实际的掩模使用环境下，没有可简便把握允许何种程度偏差等生产管理与成品率的平衡的方案。

另一方面，提出了利用半透光性的膜来形成灰色调部的方案。通过在灰色调部中使用半透光膜，可减少灰色调部的曝光量，实施半色调曝光。另外，通过在灰色调部中使用半透光膜，在设计中只要研究整体的透过率需要多大即可，即便在灰色调掩模的制造中，也可仅通过选择半透光膜的膜种类(膜材质)或膜厚，来生产灰色调掩模。因此，在这种半透光膜类型的灰色调掩模的制造中，仅进行半透光膜的膜厚控制即可，可实现比较容易管理。另外，在由灰色调掩模的灰色调部形成TFT沟道部的情况下，若是半透光膜，则可通过光刻工序容易地实施布图，所以TFT沟道部的形状也可形成复杂的形状。

半透光膜类型的灰色调掩模例如可如下制造。这里，作为一个例子，将举例说明TFT基板的图案。该图案如上所述，通过由与TFT基板的源极和漏极对应的图案构成的遮光部101、由与TFT基板的沟道部对应的图案构成的半透光部103、和在这些图案的周围形成的透光部102构成。

首先，准备在透明基板上依次形成了半透光膜及遮光膜的掩模半成品，在该掩模半成品上形成抗蚀剂膜。接着，进行图案描绘，通过显影，在图案的与遮光部及半透光部对应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，来去除与未形成抗蚀剂图案的透光部对应的区域的遮光膜及其下层的半透光膜、形成图案。

这样，在形成透光部102的同时，可形成图案的与遮光部101和半透光部103对应的区域的遮光图案。然后，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，在图案的与遮光部101对应的区域中形成抗蚀剂图案。

接着，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，形成了基于半透光膜的图案的半透光部103，同时，形成了遮光部101的图案。

即便在使用这种半透光膜的灰色调掩模中，也存在生产管理上的问题。例如，因为半透光膜的光透过率或曝光装置的分辨率条件随着曝光光的波长变化而变化，并且，曝光光的波长特性按每个曝光装置不同等，存在各种掩模生产阶段难以把握的掩模性能因素。

[灰色调掩模的检查方法]

在本发明的灰色调掩模的检查方法中，为了执行上述灰色调掩模中的缺陷或性能上的检查，通过执行反映了实际曝光条件的模拟，来评价有无缺陷、性能的优劣。

另外，在灰色调掩模中，形成于掩模的图案形状对通过使用了该掩模的曝光而形成的被转印体上的抗蚀剂图案膜厚或抗蚀剂图案的形状造成影响。例如，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(锐度或模糊程度)如何。

(1)[细微图案类型]的情况

在具有由细微图案构成的半透光部的“细微图案类型”的灰色调掩模的情况下，当使用灰色调掩模实际进行曝光时，可不分辨细微图案地在视为实质上均匀(规定阈值范围内)的透过率的程度下以非分辨的状态使用。在灰色调掩模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。针对这一课题，本发明者们发现了本发明的检查方法具有显著的效果。

即，在本发明的灰色调掩模的检查方法中，可再现实际的曝光条件，高精度执行通过降低透过半透光部的曝光光的量来降低对该区域中的光致抗蚀剂的照射量，选择性地改变光致抗蚀剂的膜厚的灰色调掩模的检查。或者，为了能通过运算算出实际的曝光条件，也可使用事先把握与实际的曝光装置的相关的条件来执行曝光(测试曝光)。通过测试曝光得到的光强度分布数据基于该相关进行加工，可进行现实曝光条件下的数据的模拟。

并且，在该检查方法取得的数据中，对提供给检查装置的光学条件(与所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，若是恰当形成的光掩模图案，则如图11(右端)所示，形成于半透光部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了该灰色调掩模时该部分的透过率，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，在掩模的设计相对曝光光学条件不适当的情况下、或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，在通过上述的检查装置检查灰色调掩模的情况下，若上述非分辨部分出现(即出现灰色部)的曝光条件与实际适用于灰色调掩模的曝光条件基本一致，则认为灰色调掩模的性能是充分的。

并且，当在上述非分辨的状态下得到了摄像图像时，必要时可经适当的运算，评价半透光部与遮光部的边界部分的锐度，来预测该部分的光致抗蚀剂图案的立体形状。例如，在该灰色调掩模是薄膜晶体管制造用的掩模时，也可预测薄膜晶体管的性能上、尤其是重要的沟道部与源极部、漏极部的边界所对应的光致抗蚀剂图案的立体形状。

因此，本发明的灰色调掩模检查方法可有效适用于对具有在实际的曝光条件下由成为分辨率界限以下的细微遮光图案构成的灰色调部的灰色调掩模的检查。

该情况下，将具有分辨率界限以下的细微图案的灰色调掩模3作为被检体设置于检查装置，在事先把握使用该掩模的曝光装置的曝光条件的基础上，例如将物镜系统4的数值孔径和σ值设为规定值。另外，通过适当地沿光轴方向调节物镜系统4的位置，可在摄像元件5的摄像面中得到细微图案的非分辨状态的像。然后，通过由运算部11对摄像到的图像数据进行处理，可得到掩模图案的光强度分布。可根据该摄像图像的形状和规定评价点的光强度数据，评价灰色调掩模3的性能优劣、缺陷的有无。

并且，如果使用所述检查装置，则如图12所示，物镜系统4及摄像元件5分别可沿光轴方向移动操作，可使这些物镜系统4及摄像元件5彼此独立地相对灰色调掩模3的相对距离变化。由此，即便在使用灰色调掩模3进行曝光的曝光装置中灰色调掩模3因自重等产生弯曲的情况下，也可以在接近该曝光装置的状态下进行摄像。即，在该检查装置中，可自由调整从灰色调掩模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。另外，也可偏移物镜系统4的位置或摄像元件5的位置，利用摄像元件5来摄像灰色调掩模的模糊像。通过如此评价模糊的像，也可判断灰色调掩模的性能和缺陷的有无。

(2)“半透光膜类型”的情况

在本发明的灰色调掩模的检查方法中，除了上述由分辨界限以下的细微图案构成的半透光部之外，还可检查具有由半透光性膜形成的半透光部的“半透光膜类型”的灰色调掩模。作为半透光性的膜，可使用曝光光的遮光率相对透光部例如为10％～60％、更优选为40％～60％的膜。

例如图13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设为Iw、遮光部的光强度设为Ib时，半透光部与透光部的透过比率可用Ig/(Iw-Ib)表示，可将其设为灰色调掩模的评价项目。利用该评价项目，可评价是否是具有规定范围的透过率(即，在实际的曝光时形成的抗蚀剂图案的抗蚀剂膜厚成为规定的膜厚)的灰色调掩模。

另外，当设赋予半透光部(例如沟道部)的规定宽度尺寸的光强度为Ig’时，通过如下所述使用多个评价项目(参数)来比较这些参数，可进行图案的评价。

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色调掩模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，由此可进行掩模的评价。这里，所谓透过率是指半透光部的透过量相对遮光部与透光部的透过量之差。

另外，可利用根据光强度分布得到的信息，对使用灰色调掩模实际在曝光装置曝光的情况下形成的抗蚀剂图案进行模拟，对其实施评价。

这样，在本发明的灰色调掩模的检查方法中，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，可在满足现实的使用的条件下，适当评价灰色调掩模的性能、缺陷的有无。另外，此时除了检查在反映了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之外，可与上述一样，当得到了摄像图像时，可评价沟道部与源极部、漏极部的边界部分的锐度，预测曝光后的光致抗蚀剂的立体形状。

而且，灰色调掩模中的半透光部如图14所示，在具有与一个或一个以上遮光部邻接的区域的情况下，因这种区域的尺寸、形状不同导致透过率产生差异。例如图14(A)所示，在两侧被遮光部夹持的半透光部的宽度为4μm的情况下，该半透光部的中央部变为半透光部的半透光膜原来的透过率。相反，随着两侧被遮光部夹持的半透光部的宽度窄至3μm、2μm，如图14(B)和图14(C)所示，该半透光部的中央部比半透光部中使用的半透光膜原来的透过率低。

这种依赖于线宽的透过率变化是依赖于曝光装置中的分辨率而产生的现象。因此，为了适当预测这种透过率的变化，需要执行反映了实际曝光条件的模拟。在本发明的检查方法中，由于使检查光的波长分布、物镜系统4的数值孔径和σ值与曝光装置中的条件一致，所以，可适当求出依赖于线宽的透过率的变化。

(3)是否需要缺陷修正的判断

本发明的灰色调掩模的检查方法不仅可适用于上述制造的灰色调掩模的检查、评价，也可适用于判断是否需要修正缺陷、或经过缺陷修正后的灰色调掩模的修正效果是否充分的检查。

如图15的左上所示，当在灰色调掩模3上使用存在黑缺陷的掩模以规定曝光条件进行转印时，如图15的右上所示，在该黑缺陷部分可得到透过率下降后的摄像数据。另外，如图16的左上所示，当在灰色调掩模3上存在白缺陷的情况下，如图16的右上所示，在该白缺陷部分可得到透过率上升了的摄像数据。

并且，在如此存在黑缺陷的情况下，如图17(A)所示，当该黑缺陷足够小时，在曝光的状态下如图17(B)所示，透过率的下降不低于转印的阈值，不影响转印图案。另外，在存在白缺陷的情况下，如图18(A)所示，当该白缺陷足够小时，在曝光的状态下如图18(B)所示，透过率的上升不超过转印的阈值，不影响转印图案。

这样，在该检查方法中，通过适当设定转印的阈值，当缺陷足够小时，可判断为由摄像元件5得到的摄像数据中几乎不出现透过率变化，不必进行修正。

尤其是就半透光部中产生的白缺陷、黑缺陷而言，与正常部分的透过率差小，难以利用图案的缺陷检查来判定是否良好，若透过率与其分布在期望范围内，则由于存在着不必判定为缺陷等特殊的情况，所以本发明的检查方法非常有效。

(4)缺陷修正后的检查

并且，在该检查方法中，就半透光膜或由细微图案构成的半透光部而言，在通过附加地局部形成形状与半透光膜或细微图案不同的细微图案来修正白缺陷的情况下，或在使包含缺陷的图案的一部分剥离后、通过局部形成形状与半透光膜或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，也可适当进行修正结果是否充分的检查。

这里，黑缺陷的修正可使用FIB(Focused Ion Deposition)等方法，白缺陷的修正可使用激光CVD(Chemical Vapor Deposition)等方法。

根据本发明，在向白缺陷部分附加成膜来进行缺陷修正的情况下，或通过剥离黑缺陷的一部分后再成膜来进行缺陷修正的情况下，即便在再成膜的原料与原来的膜原料不同时，也可正确评价曝光时的转印状态。由于这样为了缺陷修正而再成膜的膜的分光特性与原来的膜原料不同，所以，通过使用了波长与曝光装置的曝光光不同的检查光的检查不能恰当地测定透过率。但是，通过采用反映了曝光装置的曝光光的条件，并应用本发明的方法，可实现上述目的。

根据本发明的灰色调掩模的检查方法，由于在实际的曝光装置的曝光条件下进行检查，所以，可检查缺陷修正的结果是否具有充分的遮光效果或作为半透光部的效果。另外，通过在进行修正之前执行本发明的灰色调掩模的检查方法，可确定修正所需的再成膜的膜厚。

[液晶装置制造用灰色调掩模的制造方法]

当制造液晶装置制造用灰色调掩模时，通过在公知的制造工序中包含上述本发明的灰色调掩模检查方法的检查工序，可迅速制造需要充分修正缺陷的良好液晶装置制造用灰色调掩模。作为制造工序，有在透明基板上依次(或颠倒顺序)形成半透光膜与遮光膜，基于使用了抗蚀剂的蚀刻工序，半透光部使半透光膜露出，透光部使透明基板露出的方法；或对于在透明基板上形成的遮光膜，在半透光部中形成细微图案，透光部使透明基板露出的方法等。

[图案转印方法]

通过使用由上述的液晶装置制造用灰色调掩模的制造方法制造的液晶装置制造用灰色调掩模，由曝光装置对规定波长的光进行曝光，可对被转印体良好地转印规定的图案。

并且，使用本发明的检查方法，事先应用多个照射条件来进行掩模的转印检查，利用得到的摄像图像，可确定实际使用灰色调掩模时的曝光条件。这还具有如下效果，即：当掩模用户使用掩模时，由于得到最接近期望的线宽等，故可事先知道应采用的曝光条件。

Claims (16)

1.一种灰色调掩模的检查方法，当在透明基板上形成包含遮光部、透光部和透过曝光光的一部分的半透光部的图案，通过基于曝光装置的混合有多个波长的曝光，将所述图案转印到被转印体上，从而选择性地调整所述被转印体上的光致抗蚀剂显影后的残膜厚度来制造显示装置时使用，

具有经由照明光学系统向所述灰色调掩模照射从光源发出的单一波长的光束，经由物镜系统，由摄像部件对透过该灰色调掩模的光束进行摄像，求出摄像图像数据的步骤；和

根据所述摄像图像数据，取得所述灰色调掩模的包含半透光部、遮光部、透光部的区域的透过光强度分布数据，且基于所述透过光的强度分布数据，通过混合了所述多个波长的曝光，解析形成在所述被转印体上的抗蚀剂图案的尺寸或残膜厚度的步骤，

在所述摄像中，通过使用多个单一波长的曝光光，从而求出多个摄像图像数据，

以多个所述摄像图像数据为基础，运算混合了多个波长时的透过光，取得所述透过光的强度分布数据。

2.根据权利要求1所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

发出所述单一波长的光束的光源发出至少g线、h线或i线中的任一种光束。

3.根据权利要求1所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

所述照明光学系统的数值孔径及所述物镜系统的数值孔径分别与所述曝光装置中的照明光学系统的数值孔径及物镜系统的数值孔径大致相等。

4.根据权利要求1所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

具有通过取得所述透过光的强度分布数据，把握所述半透光部的透过光强度与所述透光部或所述遮光部的透过光强度之差及/或比的工序。

5.根据权利要求1所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

根据所述透过光的强度分布数据，把握成为规定阈值以上或规定阈值以下的区域的大小，求出使用所述灰色调掩模曝光时被转印的所述遮光部、所述透光部或所述半透光部所对应的图案的尺寸。

6.根据权利要求1所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

根据所述透过光强度分布数据，把握成为规定阈值以上或规定阈值以下的区域的有无及该区域的大小，对使用所述灰色调掩模曝光时被转印的缺陷的有无和转印时的大小进行检测。

7.根据权利要求1所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

所述灰色调掩模中的半透光部具有一个或一个以上与所述遮光部邻接的区域，

通过得到所述半透光部的与所述遮光部邻接的区域的透过光强度分布数据，求出曝光装置中透过该区域的曝光光的光强度及由该曝光光转印的图案的形状。

8.根据权利要求1所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

所述灰色调掩模中的半透光部具有所述曝光装置的曝光条件的分辨率界限以下的细微图案，通过调节所述物镜系统和所述摄像部件至少一方的光轴方向的位置，得到该细微图案被散焦后变为非分辨状态的摄像图像数据。

9.根据权利要求1所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

所述灰色调掩模被进行白缺陷或黑缺陷的修正。

10.根据权利要求1所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

所述灰色调掩模中的半透光部在所述透明基板上形成有半透光膜。

11.根据权利要求10所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

所述灰色调掩模被进行白缺陷或黑缺陷的修正。

12.根据权利要求11所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

所述白缺陷或黑缺陷的修正通过形成组成与所述半透光膜不同的修正膜来进行。

13.一种液晶装置制造用灰色调掩模的制造方法，其特征在于：

具有基于权利要求1～12中任意一项所述的灰色调掩模的检查方法的检查工序。

14.一种图案转印方法，使用由权利要求13所述的液晶装置制造用灰色调掩模的制造方法制造的液晶装置制造用灰色调掩模，由曝光装置曝光规定波长的光，将图案转印到被转印体上。

15.一种图案转印方法，使用在透明基板上形成有包含遮光部、透光部和透过曝光光的一部分的半透光部的图案的、用于选择性地调整被转印体上的光致抗蚀剂显影后的残膜厚度的灰色调掩模，通过基于曝光装置的混合了多个波长的曝光，将图案转印到所述被转印体上，

事先经由照明光学系统向所述灰色调掩模照射从检查装置的光源发出的单一波长的光束，经由物镜系统，由摄像部件对透过该灰色调掩模的光束进行摄像，取得多个照射条件下的摄像图像数据，

通过从利用所述多个照射条件得到的摄像图像中取得包含所述灰色调掩模的半透光部、遮光部、透光部的区域的透过光的强度分布数据，从而解析形成在所述被转印体上的抗蚀剂图案的尺寸或残膜厚度，

确定所述曝光装置在转印图案时的曝光条件。

16.根据权利要求10所述的灰色调掩模的检查方法，其特征在于：

所述半透光膜由光透过率具有波长依赖性的材料构成。

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