JP2015062054A - Method for manufacturing photomask, drawing device, inspection method for photomask, inspection device for photomask, and method for manufacturing display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置や表示装置(LCD、有機ELなど)の製造に用いられるフォトマスクに関し、その製造方法や装置、検査方法や装置に関する。 The present invention relates to a photomask used for manufacturing a semiconductor device or a display device (LCD, organic EL, etc.), and relates to a manufacturing method and apparatus, an inspection method and an apparatus.
フォトマスクに形成される転写用パターンの精度を高くすること、更に、形成された転写パターンの検査精度を高くすることが望まれている。 It is desired to increase the accuracy of the transfer pattern formed on the photomask, and to increase the inspection accuracy of the formed transfer pattern.
特許文献1(特開2010-134433号公報)には、フォトマスクパターンが被転写体上に転写された際、その座標精度を高くすることが可能な描画方法、描画装置が記載されている。特に、フォトマスク製造工程において、転写用パターンを描画する時の膜面(パターン形成面)の形状が、露光時とは異なることにより、設計どおりのパターンが被転写体上に形成されない問題を解消するため、補正した描画データを得る方法が記載されている。 Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-134433) describes a drawing method and a drawing apparatus capable of increasing the coordinate accuracy when a photomask pattern is transferred onto a transfer target. In particular, in the photomask manufacturing process, the film surface (pattern formation surface) when drawing the transfer pattern is different from the exposure pattern, eliminating the problem that the designed pattern is not formed on the transfer target. Therefore, a method for obtaining corrected drawing data is described.
表示装置の製造においては、得ようとするデバイスの設計に基づいた転写用パターンを備えたフォトマスクが多く利用される。デバイスとして、スマートフォンやタブレット端末に代表される、液晶表示装置や有機EL表示装置には、明るく省電力、動作速度が速く、かつ、解像度の高い美しい画像が要求される。このため、上述の用途に使用されるフォトマスクに対し、新たな技術課題が発明者らによって顕在化した。 In manufacturing a display device, a photomask having a transfer pattern based on the design of a device to be obtained is often used. As a device, a liquid crystal display device and an organic EL display device typified by a smartphone or a tablet terminal are required to have beautiful images with high brightness, low power consumption, high operation speed, and high resolution. For this reason, a new technical problem has been revealed by the inventors with respect to the photomask used in the above-described applications.
微細な画像を鮮明に表現するためには、画素密度を高める必要があり、現在、画素密度400ppi(pixel per inch)又はそれ以上のデバイスが実現しようとしている。このため、フォトマスクの転写用パターンのデザインは、微細化、高密度化の方向にある。ところで、表示用デバイスを含む多くの電子デバイスは、微細パターンが形成された複数のレイヤ(Layer)の積層によって立体的に形成される。従って、これら複数のレイヤにおける座標精度の向上、及び互いの座標の整合が肝要になる。すなわち、個々のレイヤのパターン座標精度が、すべて所定レベルを満足していなければ、完成したデバイスにおいて適正な動作が生じないなどの不都合が起きる。従って、各レイヤに求められる座標ずれの許容範囲は益々小さくなっていく方向にある。 In order to express a fine image clearly, it is necessary to increase the pixel density. Currently, a device having a pixel density of 400 ppi (pixel per inch) or more is being realized. For this reason, the design of the photomask transfer pattern is in the direction of miniaturization and high density. By the way, many electronic devices including a display device are three-dimensionally formed by stacking a plurality of layers on which fine patterns are formed. Therefore, it is important to improve the coordinate accuracy of these multiple layers and to coordinate each other. That is, if the pattern coordinate accuracy of each layer does not satisfy a predetermined level, there is a problem that proper operation does not occur in the completed device. Therefore, the allowable range of coordinate deviation required for each layer is gradually decreasing.
ところで、特許文献1によれば、フォトマスクブランクの描画工程における膜面の形状と、露光時の膜面の形状との形状変化分を算定し、算定された形状変化分に基づいて、描画に用いる設計描画データを補正することが記載されている。該文献では、転写用パターンを描画する段階で、基板の膜面(透明基板においては、成膜される側の面、フォトマスクブランクにおいては膜が形成された面、フォトマスクにおいては、パターンが形成された面をいう。)における、理想平面からの変形要因のうち、露光時にも残留する分と、露光時には消失する分を区別して、補正した描画データを得る方法が記載されている。 By the way, according to Patent Document 1, the shape change between the shape of the film surface in the photomask blank drawing process and the shape of the film surface at the time of exposure is calculated, and drawing is performed based on the calculated shape change. It describes that the design drawing data to be used is corrected. In this document, at the stage of drawing the transfer pattern, the film surface of the substrate (the surface on the film forming side in the transparent substrate, the surface on which the film is formed in the photomask blank, and the pattern in the photomask The method of obtaining corrected drawing data by distinguishing the amount of deformation from the ideal plane in FIG. 2) that remains during exposure and the amount that disappears during exposure is described.
フォトレジスト付きのフォトマスクブランクに描画装置によりパターンを描画する際には、フォトマスクブランクは、描画装置のステージ上に膜面を上向きにした状態で載置される。その際、フォトマスクブランクの膜面の表面形状の、理想的な平面からの変形要因は、
(1)ステージの不十分なフラットネス、
(2)ステージ上の異物挟み込みによる基板の撓み、
(3)フォトマスクブランク膜面の凹凸、
(4)フォトマスクブランク裏面の凹凸に起因する膜面の変形、
があると考えられる。従って、この状態におけるフォトマスクブランクの表面形状は、上記4つの要因が累積して形成されている。そして、この状態のフォトマスクブランクに描画が行われる。
When a pattern is drawn on a photomask blank with a photoresist by a drawing device, the photomask blank is placed on a stage of the drawing device with the film surface facing upward. At that time, the deformation factor from the ideal plane of the surface shape of the film surface of the photomask blank is
(1) Inadequate flatness of the stage,
(2) Deflection of the substrate due to foreign object pinching on the stage,
(3) Photomask blank film surface irregularities,
(4) Deformation of the film surface due to irregularities on the back surface of the photomask blank,
It is thought that there is. Accordingly, the surface shape of the photomask blank in this state is formed by accumulating the above four factors. Then, drawing is performed on the photomask blank in this state.
一方、フォトマスクが露光装置に搭載される際には、膜面を下向きにし、フォトマスク周縁部のみを支持することにより固定される。レジスト膜を形成した被転写体(パターンが転写された後、エッチング等により加工されることから被加工体ともいう)をフォトマスクの下に配置して、フォトマスクの上から(裏面側から)露光光を照射する。この状態においては、上記4つの変形要因のうち、(1)ステージの不十分なフラットネス、及び(2)ステージ上の異物挟み込みによる基板の撓みは、消失する。また、(4)基板の裏面の凹凸は、この状態でも残るが、パターンが形成されていない裏面の表面形状は、表面(パターン形成面)の転写には影響しない。一方、フォトマスクが露光装置で使用される際にも残存する変形要因は、上記(3)である。 On the other hand, when the photomask is mounted on the exposure apparatus, it is fixed with the film surface facing downward and supporting only the peripheral edge of the photomask. Place the transfer object (also referred to as the object to be processed because the pattern is transferred and then processed by etching, etc.) under the photomask from above the photomask (from the back side). Irradiate exposure light. In this state, among the above four deformation factors, (1) insufficient flatness of the stage and (2) bending of the substrate due to foreign object pinching on the stage disappear. Further, (4) irregularities on the back surface of the substrate remain even in this state, but the surface shape of the back surface where the pattern is not formed does not affect the transfer of the front surface (pattern forming surface). On the other hand, the deformation factor that remains even when the photomask is used in an exposure apparatus is (3) above.
つまり、(1)、(2)、(4)による変形要因は、描画時に存在し、露光時に消失する。この変化に起因して、描画時と露光時との座標ずれが生じることとなる。そこで、上記(1)、(2)、(4)が要因となっている、表面形状の理想平面からの変化分について、設計描画データを補正して描画データとする一方、(3)が要因となっている表面形状変化分は、上記補正に反映させないこととすれば、より正確な、座標設計データの転写性能をもつフォトマスクが得られることになる。 That is, the deformation factors (1), (2), and (4) exist at the time of drawing and disappear at the time of exposure. Due to this change, a coordinate shift between drawing and exposure occurs. Therefore, while the above (1), (2), and (4) are factors, the change in the surface shape from the ideal plane is corrected to the drawing data, while (3) is the factor. If the change in the surface shape is not reflected in the correction, a photomask having a more accurate coordinate design data transfer performance can be obtained.
従って、特許文献1の方法によれば、被転写体上に形成されるパターンの座標精度を高めることができる。 Therefore, according to the method of Patent Document 1, it is possible to improve the coordinate accuracy of the pattern formed on the transferred body.
尚、フォトマスクブランクへの描画時と、フォトマスクの露光装置搭載時との、基板膜面の形状変化としては、基板の自重によるたわみ成分がある。描画装置内でのフォトマスクブランクはステージに載置され、その姿勢はステージの形状に依存する一方、露光装置に搭載された状態のフォトマスクは、自重によりたわみ、その膜面形状の、理想平面からの変形は相当に大きい。このような自重たわみによる膜面形状の変形、更に、その変形による各座標位置のずれ量は、基板のサイズや材料に由来する物性値等を与えられれば、比較的容易に算定することが可能である。このため、表示装置用マスクの製造に用いられる露光装置には一般に、この自重たわみ成分に由来する座標ずれの補正の機能が備えられており、自重たわみ成分を補償して描画がなされることが多い。従って、特許文献1の方法における描画データの補正には、基板の自重たわみ成分を反映させるステップを不要とすることができる。 Note that a change in the shape of the substrate film surface between drawing on the photomask blank and mounting of the photomask exposure apparatus includes a deflection component due to the weight of the substrate. The photomask blank in the drawing apparatus is placed on the stage, and its posture depends on the shape of the stage. On the other hand, the photomask mounted on the exposure apparatus bends by its own weight and has an ideal plane of its film surface shape. The deformation from is quite large. The deformation of the film surface shape due to such deflection due to its own weight, and the amount of displacement of each coordinate position due to the deformation can be calculated relatively easily if given physical property values derived from the size of the substrate and the material. It is. For this reason, an exposure apparatus used for manufacturing a mask for a display device generally has a function of correcting a coordinate deviation derived from the self-weight deflection component, and drawing may be performed by compensating the self-weight deflection component. Many. Therefore, the correction of the drawing data in the method of Patent Document 1 can eliminate the step of reflecting the self-weight deflection component of the substrate.
但し、露光装置内におけるフォトマスクは、単純な自重たわみのみを受けているのではなく、基板周縁近傍の保持領域においては、露光装置の保持部材によって保持され、この部分においては強制的に拘束されていることとなる。この場合、保持部材が接触する部分においてフォトマスクの受けた力による膜面変形は、パターンの形成された領域にも影響し、その座標精度を劣化させることが生じ得る。現在開発されている表示装置等におけるパターンの微細化や高集積化を考慮すると、こうした微細な影響も勘案する意義があることを、本発明者は見出した。 However, the photomask in the exposure apparatus is not only subjected to simple self-weight deflection, but is held by the holding member of the exposure apparatus in the holding area near the periphery of the substrate, and is forcibly restrained in this portion. Will be. In this case, the deformation of the film surface due to the force received by the photomask at the portion where the holding member comes into contact also affects the region where the pattern is formed, which may deteriorate the coordinate accuracy. The present inventor has found that it is meaningful to take into account such fine influences in consideration of pattern miniaturization and high integration in currently developed display devices and the like.
例えば、表示装置等のデバイスは、パターニングされた薄膜が積層されて形成されているが、積層される個々のレイヤは、個々の異なるフォトマスクがもつ転写用パターンによって形成されたものである。使用される個々のフォトマスクは、厳しい品質管理のもとに製造されることは言うまでも無い。しかしながら、個々のフォトマスクが異なるものである以上、その表面の平坦度をすべて完全な理想平面とすることは困難であり、また、その膜面形状を複数フォトマスクにおいて完全に一致させることも困難である。 For example, a device such as a display device is formed by laminating patterned thin films, and each layer to be laminated is formed by a transfer pattern of each different photomask. Needless to say, the individual photomasks used are manufactured under strict quality control. However, as long as the individual photomasks are different, it is difficult to make the flatness of the surface completely perfect, and it is also difficult to make the film surface shapes perfectly match among multiple photomasks. It is.
従って、個々のフォトマスクにおいて、その膜面形状に個体差があり、これら個々のフォトマスクが、露光装置内における保持によって変形を生じる場合を考慮し、これらの要因を考慮した描画データの補正を行えば、より座標精度の高い転写用パターンを形成できることとなる。 Therefore, there is an individual difference in the film surface shape in each photomask, and in consideration of the case where these individual photomasks are deformed by holding in the exposure apparatus, the drawing data is corrected in consideration of these factors. If this is done, a transfer pattern with higher coordinate accuracy can be formed.
つまり、特許文献1の方法よって、描画時と露光時の膜面姿勢の相違に起因する、座標精度の劣化を防止する事において有意な精度向上は得られるが、更に精度を高め、複数レイヤをもつデバイスの歩留まりを高めるためには、各レイヤに用いられるフォトマスク基板の膜面形状のわずかな個体差、およびそれらが露光装置内において受ける保持力による影響についても考慮し、この影響による転写性の劣化を実質的に解消する方法が有益であることが、本発明者によって見出された。 That is, by the method of Patent Document 1, significant accuracy improvement can be obtained by preventing deterioration of coordinate accuracy due to the difference in film surface posture at the time of drawing and exposure. In order to increase the yield of devices, the transfer characteristics due to this effect are also considered in consideration of slight individual differences in the film surface shape of the photomask substrate used in each layer and the influence of the holding force that they receive in the exposure apparatus. It has been found by the present inventors that a method that substantially eliminates the degradation of is useful.
そこで、本発明は、被転写体上に形成されるパターンの座標精度を高めることのできるフォトマスクの製造方法、描画装置、フォトマスクの検査方法、フォトマスクの検査装置、及び表示装置の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a photomask manufacturing method, a drawing apparatus, a photomask inspection method, a photomask inspection apparatus, and a display apparatus manufacturing method capable of increasing the coordinate accuracy of a pattern formed on a transfer target. The purpose is to provide.
前述の課題を解決するために、本発明は次の構成を有する。
(構成1)
基板の主表面上に薄膜とフォトレジスト膜とが形成されたフォトマスクブランクを用意し、描画装置により、所定の転写用パターンを描画することを含む、フォトマスクの製造方法において、
前記所定の転写用パターンの設計を基にパターン設計データAを用意する工程と、
前記フォトマスクを、露光装置に保持することに起因する前記主表面の変形分であって、自重たわみ成分以外の前記主表面の変形分を示す、転写面修正データDを得る工程と、
前記描画装置のステージ上に、前記主表面を上側にして前記フォトマスクブランクを載置した状態における、前記主表面の高さ分布を示す、描画時高さ分布データEを得る工程と、
前記描画時高さ分布データEと、前記転写面修正データDとの差分により、描画差分データFを得る工程と、
前記描画差分データFに対応する、前記主表面上の複数点における、座標ずれ量を算定して、描画用座標ずれ量データGを求める工程と、
前記描画用座標ずれ量データGと、前記パターン設計データAを用いて、前記フォトマスクブランク上に、描画を行う描画工程と
を有する、フォトマスクの製造方法。
In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration.
(Configuration 1)
In a photomask manufacturing method, comprising preparing a photomask blank in which a thin film and a photoresist film are formed on a main surface of a substrate, and drawing a predetermined transfer pattern by a drawing apparatus.
Preparing pattern design data A based on the design of the predetermined transfer pattern;
A step of obtaining transfer surface correction data D, which is a deformation of the main surface caused by holding the photomask in an exposure apparatus, and indicates a deformation of the main surface other than a self-weight deflection component;
On the stage of the drawing apparatus, obtaining the height distribution data E at the time of drawing indicating the height distribution of the main surface in a state where the photomask blank is placed with the main surface facing up,
The step of obtaining the drawing difference data F by the difference between the drawing height distribution data E and the transfer surface correction data D;
A step of calculating coordinate deviation amount G at a plurality of points on the main surface corresponding to the drawing difference data F to obtain drawing coordinate deviation amount data G;
A photomask manufacturing method, comprising: a drawing step of drawing on the photomask blank using the drawing coordinate deviation amount data G and the pattern design data A.
(構成2)
基板の主表面上に薄膜とフォトレジスト膜とが形成されたフォトマスクブランクを用意し、描画装置により、所定の転写用パターンを描画することを含む、フォトマスクの製造方法において、
前記所定の転写用パターンの設計を基にパターン設計データAを用意する工程と、
前記主表面の表面形状を測定することにより、基板表面形状データBを得る工程と、
前記フォトマスクが露光装置内において保持される際に、保持部材によって保持される複数の保持点を前記主表面上に特定し、前記複数の保持点を前記保持部材の形状に基づいて変位させたときに、前記表面形状に生じる変位を、前記基板表面形状データBに対して反映させて、転写面形状データCを得る工程と、
前記転写面形状データCから、前記基板が前記保持部材に保持された姿勢における自重たわみ成分を除去して、転写面修正データDを得る工程と、
前記描画装置のステージ上に、前記主表面を上側にして、前記フォトマスクブランクを載置した状態で、前記主表面の高さ分布を測定して、描画時高さ分布データEを得る工程と、
前記描画時高さ分布データEと、前記転写面修正データDとの差分により、描画差分データFを得る工程と、
前記描画差分データFに対応する、前記主表面上の複数点における、座標ずれ量を算定して、描画用座標ずれ量データGを求める工程と、
前記描画用座標ずれ量データGと、前記パターン設計データAを用いて、前記フォトマスクブランク上に、描画を行う描画工程と
を有する、フォトマスクの製造方法。
(Configuration 2)
In a photomask manufacturing method, comprising preparing a photomask blank in which a thin film and a photoresist film are formed on a main surface of a substrate, and drawing a predetermined transfer pattern by a drawing apparatus.
Preparing pattern design data A based on the design of the predetermined transfer pattern;
Measuring the surface shape of the main surface to obtain substrate surface shape data B;
When the photomask is held in the exposure apparatus, a plurality of holding points held by a holding member are specified on the main surface, and the plurality of holding points are displaced based on the shape of the holding member. Sometimes, the step of obtaining the transfer surface shape data C by reflecting the displacement generated in the surface shape to the substrate surface shape data B, and
From the transfer surface shape data C, removing the self-weight deflection component in the posture in which the substrate is held by the holding member, to obtain transfer surface correction data D;
On the stage of the drawing apparatus, measuring the height distribution of the main surface in a state where the photomask blank is placed with the main surface facing up, and obtaining height distribution data E during drawing; ,
The step of obtaining the drawing difference data F by the difference between the drawing height distribution data E and the transfer surface correction data D;
A step of calculating coordinate deviation amount G at a plurality of points on the main surface corresponding to the drawing difference data F to obtain drawing coordinate deviation amount data G;
A photomask manufacturing method, comprising: a drawing step of drawing on the photomask blank using the drawing coordinate deviation amount data G and the pattern design data A.
(構成3)
前記転写面形状データCを求める工程においては、有限要素法を用いることを特徴とする、構成2に記載のフォトマスクの製造方法。
(Configuration 3)
3. The photomask manufacturing method according to Configuration 2, wherein a finite element method is used in the step of obtaining the transfer surface shape data C.
(構成4)
前記描画工程においては、前記描画用座標ずれ量データGに基づいて、前記パターン設計データAを補正することにより得られた、補正パターンデータHを用いて描画を行うことを特徴とする、構成1〜3のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
(Configuration 4)
In the drawing step, drawing is performed using the correction pattern data H obtained by correcting the pattern design data A based on the drawing coordinate deviation amount data G. Configuration 1 The manufacturing method of the photomask in any one of -3.
(構成5)
前記描画工程においては、前記描画用座標ずれ量データGに基づいて、前記描画装置が有する座標系を補正し、得られた補正座標系と前記パターン設計データAを用いて描画を行うことを特徴とする、構成1〜3のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
(Configuration 5)
In the drawing step, the coordinate system of the drawing apparatus is corrected based on the drawing coordinate deviation amount data G, and drawing is performed using the obtained corrected coordinate system and the pattern design data A. The manufacturing method of the photomask in any one of the structures 1-3.
(構成6)
前記フォトマスクが露光装置内において保持される際に、保持部材によって保持される複数の保持点が平面上に配置されることを特徴とする、構成1〜5のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
(Configuration 6)
The photomask according to any one of configurations 1 to 5, wherein when the photomask is held in an exposure apparatus, a plurality of holding points held by a holding member are arranged on a plane. Production method.
(構成7)
前記基板表面形状データBは、前記フォトマスクブランク、又は、前記フォトマスクブランクとする為の基板を、主表面が鉛直になるように保持した状態で、前記主表面上の複数の測定点の位置を測定することによって求められることを特徴とする、構成1〜6のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
(Configuration 7)
The substrate surface shape data B is the position of a plurality of measurement points on the main surface in a state where the photomask blank or the substrate for making the photomask blank is held so that the main surface is vertical. The method for producing a photomask according to any one of Structures 1 to 6, wherein the method is obtained by measuring
(構成8)
基板の主表面上に薄膜とフォトレジスト膜とが形成されたフォトマスクブランクに対して、転写用パターンを描画することに用いる描画装置であって、
前記主表面を上側にして前記フォトマスクブランクをステージ上に載置した状態において、前記主表面の高さ分布を測定し、描画時高さ分布データEを得る、高さ測定手段と、
前記転写用パターンのパターン設計データA、
前記基板の主表面の形状を示す、基板表面形状データB、
前記基板を露光装置に保持するときの、保持状態に関する情報、および
前記基板素材の物性値を含む基板物性情報
を入力する入力手段と、
前記基板表面形状データB、前記保持状態に関する情報、及び、前記基板物性情報を用いて、露光装置内において保持された状態の前記基板の主表面形状を示すデータであって、自重たわみ成分を除去したデータである、転写面修正データDを演算するとともに、前記描画時高さ分布データEと、前記転写面修正データDとの差分を求めて、得られた差分に対応する、前記主表面上の複数点における描画用座標ずれ量データGを演算する演算手段と、
前記描画用座標ずれ量データGと、前記パターン設計データAを用いて、前記フォトマスクブランク上に、描画を行う描画手段と、
を有する、描画装置。
(Configuration 8)
A drawing apparatus used for drawing a transfer pattern on a photomask blank in which a thin film and a photoresist film are formed on a main surface of a substrate,
In the state where the photomask blank is placed on the stage with the main surface facing up, the height distribution of the main surface is measured to obtain drawing height distribution data E,
Pattern design data A for the transfer pattern,
Substrate surface shape data B indicating the shape of the main surface of the substrate,
Input means for inputting information on a holding state when holding the substrate in an exposure apparatus, and substrate physical property information including physical property values of the substrate material;
Data indicating the main surface shape of the substrate held in an exposure apparatus using the substrate surface shape data B, the information on the holding state, and the substrate physical property information, and removing the self-weight deflection component On the main surface corresponding to the obtained difference by calculating the transfer surface correction data D and calculating the difference between the drawing height distribution data E and the transfer surface correction data D. Calculating means for calculating drawing coordinate deviation amount data G at a plurality of points;
Drawing means for drawing on the photomask blank using the drawing coordinate deviation amount data G and the pattern design data A;
A drawing apparatus.
(構成9)
基板の主表面に薄膜をパターニングしてなる転写用パターンを有するフォトマスクを、検査装置を用いて検査する、フォトマスクの検査方法において、
前記フォトマスクを、前記検査装置のステージ上に載置した状態で、前記主表面に形成されたパターンの座標測定を行い、パターン座標データLを得る工程と、
前記フォトマスクを、露光装置に保持することに起因する前記主表面の変形分であって、自重たわみ成分以外の前記主表面の変形分を示す、転写面修正データDを得る工程と、
前記検査装置のステージ上に、前記主表面を上側にして、前記フォトマスクを載置した状態で、前記主表面の高さ分布を測定して、検査時高さ分布データIを得る工程と、
前記検査時高さ分布データIと、前記転写面修正データDの差分を求めることにより、検査差分データJを得る工程と、
前記検査差分データJに対応する、前記主表面上の複数点における、座標ずれ量を算定して、検査用座標ずれ量データKを求める工程と、
前記検査用座標ずれ量データKと、前記パターン座標データLを用いて、前記転写用パターンの検査を行う工程を有する、フォトマスクの検査方法。
(Configuration 9)
In a photomask inspection method for inspecting a photomask having a transfer pattern formed by patterning a thin film on a main surface of a substrate using an inspection apparatus,
In a state where the photomask is placed on the stage of the inspection apparatus, a coordinate measurement of a pattern formed on the main surface is performed to obtain pattern coordinate data L;
A step of obtaining transfer surface correction data D, which is a deformation of the main surface caused by holding the photomask in an exposure apparatus, and indicates a deformation of the main surface other than a self-weight deflection component;
On the stage of the inspection apparatus, with the main surface facing up, with the photomask mounted, measuring the height distribution of the main surface to obtain inspection height distribution data I;
Obtaining inspection difference data J by obtaining the difference between the inspection height distribution data I and the transfer surface correction data D;
A step of calculating a coordinate deviation amount K at a plurality of points on the main surface corresponding to the inspection difference data J to obtain inspection coordinate deviation amount data K;
A photomask inspection method comprising a step of inspecting the transfer pattern using the inspection coordinate deviation amount data K and the pattern coordinate data L.
(構成10)
基板の主表面に薄膜をパターニングしてなる転写用パターンを有するフォトマスクを、検査装置を用いて検査する、フォトマスクの検査方法において、
前記フォトマスクを、前記検査装置のステージ上に載置した状態で、前記主表面に形成されたパターンの座標測定を行い、パターン座標データLを得る工程と、
前記主表面の表面形状を測定することにより、基板表面形状データBを得る工程と、
前記フォトマスクが露光装置内において保持される際に、保持部材によって保持される複数の保持点を前記主表面上に特定し、前記複数の保持点を前記保持部材の形状に基づいて変位させたときに、前記表面形状に生じる変位を、前記基板表面形状データBに対して反映させて、転写面形状データCを得る工程と、
前記転写面形状データCから、前記基板が前記保持部材に保持された姿勢における自重たわみ成分を除去して、転写面修正データDを得る工程と、
前記検査装置のステージ上に、前記主表面を上側にして、前記フォトマスクを載置した状態で、前記主表面の高さ分布を測定して、検査時高さ分布データIを得る工程と、
前記検査時高さ分布データIと、前記転写面修正データDの差分を求めることにより、検査差分データJを得る工程と、
前記検査差分データJに対応する、前記主表面上の複数点における、座標ずれ量を算定して、検査用座標ずれ量データKを求める工程と、
前記検査用座標ずれ量データKと、前記パターン座標データLを用いて、前記転写用パターンの検査を行う工程を有する、フォトマスクの検査方法。
(Configuration 10)
In a photomask inspection method for inspecting a photomask having a transfer pattern formed by patterning a thin film on a main surface of a substrate using an inspection apparatus,
In a state where the photomask is placed on the stage of the inspection apparatus, a coordinate measurement of a pattern formed on the main surface is performed to obtain pattern coordinate data L;
Measuring the surface shape of the main surface to obtain substrate surface shape data B;
When the photomask is held in the exposure apparatus, a plurality of holding points held by a holding member are specified on the main surface, and the plurality of holding points are displaced based on the shape of the holding member. Sometimes, the step of obtaining the transfer surface shape data C by reflecting the displacement generated in the surface shape to the substrate surface shape data B, and
From the transfer surface shape data C, removing the self-weight deflection component in the posture in which the substrate is held by the holding member, to obtain transfer surface correction data D;
On the stage of the inspection apparatus, with the main surface facing up, with the photomask mounted, measuring the height distribution of the main surface to obtain inspection height distribution data I;
Obtaining inspection difference data J by obtaining the difference between the inspection height distribution data I and the transfer surface correction data D;
A step of calculating a coordinate deviation amount K at a plurality of points on the main surface corresponding to the inspection difference data J to obtain inspection coordinate deviation amount data K;
A photomask inspection method comprising a step of inspecting the transfer pattern using the inspection coordinate deviation amount data K and the pattern coordinate data L.
(構成11)
前記転写面形状データCを求める工程においては、有限要素法を用いることを特徴とする、構成10に記載のフォトマスクの検査方法。
(Configuration 11)
The photomask inspection method according to Configuration 10, wherein a finite element method is used in the step of obtaining the transfer surface shape data C.
(構成12)
前記転写用パターンの検査は、前記検査用座標ずれ量データKを、パターン設計データAに反映させて、得られた補正設計データMと、前記パターン座標データLとを用いて行うことを特徴とする、構成9〜11のいずれかに記載のフォトマスクの検査方法。
(Configuration 12)
The transfer pattern inspection is performed by using the corrected design data M and the pattern coordinate data L obtained by reflecting the inspection coordinate deviation amount data K in the pattern design data A. The photomask inspection method according to any one of Configurations 9 to 11.
(構成13)
前記転写用パターンの検査は、前記検査用座標ずれ量データKを、前記パターン座標データLに反映させて、得られた補正座標データNと、パターン設計データAとを用いて行うことを特徴とする、構成9〜11のいずれかに記載のフォトマスクの検査方法。
(Configuration 13)
The inspection of the transfer pattern is performed by using the corrected coordinate data N and the pattern design data A obtained by reflecting the inspection coordinate deviation amount data K in the pattern coordinate data L. The photomask inspection method according to any one of Configurations 9 to 11.
(構成14)
主表面上に薄膜とフォトレジスト膜とが形成されたフォトマスクブランクの、前記薄膜をパターニングすることによってフォトマスクとなす、フォトマスクの製造方法において、
構成9〜13のいずれかに記載のフォトマスクの検査方法を含むことを特徴とする、フォトマスクの製造方法。
(Configuration 14)
In a photomask blank, in which a thin film and a photoresist film are formed on a main surface, a photomask is formed by patterning the thin film.
A photomask manufacturing method comprising the photomask inspection method according to any one of Configurations 9 to 13.
(構成15)
主表面に転写用パターンが形成されたフォトマスクに露光することにより、被加工層をもつデバイス基板に対してパターン転写を行うことを含む、表示装置の製造方法において、
構成1〜7のいずれかに記載の製造方法によって製造されたフォトマスクを用いることを特徴とする、表示装置の製造方法。
(Configuration 15)
In a method for manufacturing a display device, including performing pattern transfer on a device substrate having a layer to be processed by exposing a photomask having a transfer pattern formed on a main surface,
A method for manufacturing a display device, comprising using a photomask manufactured by the manufacturing method according to any one of configurations 1 to 7.
(構成16)
それぞれの主表面に転写用パターンが形成された複数のフォトマスクと露光装置を用い、デバイス基板上に形成される複数の被加工層に対して順次パターン転写を行うことを含む表示装置の製造方法において、
前記複数のフォトマスクは、構成1〜7のいずれかに記載の製造方法によって製造されものであることを特徴とする、表示装置の製造方法。
(Configuration 16)
A method for manufacturing a display device, comprising: sequentially using a plurality of photomasks each having a transfer pattern formed on each main surface and an exposure apparatus, and sequentially transferring a pattern to a plurality of layers to be formed on a device substrate. In
The method for manufacturing a display device, wherein the plurality of photomasks are manufactured by the manufacturing method according to any one of configurations 1 to 7.
(構成17)
基板の主表面に薄膜をパターニングしてなる転写用パターンを有するフォトマスクを検査する、フォトマスクの検査装置であって、
前記主表面に形成されたパターンの座標測定を行い、パターン座標データLを得る、座標測定手段と、
前記主表面を上側にして、前記フォトマスクをステージ上に載置した状態で、前記主表面の高さ分布を測定し、検査時高さ分布データIを得る、高さ測定手段と、
前記基板の主表面の形状を示す、基板表面形状データB、
前記基板を露光装置に保持するときの、保持状態に関する情報、および
前記基板素材の物性値を含む基板物性情報
を入力する入力手段と、
前記基板表面形状データB、前記保持状態に関する情報、及び、前記基板物性情報を用いて、露光装置内において保持された状態の前記基板の主表面形状であって、自重たわみ成分を除去した主表面形状を示す、転写面修正データDを演算するとともに、前記検査時高さ分布データIと、前記転写面修正データDとの差分を求めて、得られた差分に対応する、前記主表面上の複数点における検査用座標ずれ量データKを演算する、演算手段と、
前記検査用座標ずれ量データKと、パターン設計データAを用いて、前記フォトマスクの転写用パターンを検査する、検査手段を有する、
フォトマスクの検査装置。
(Configuration 17)
A photomask inspection apparatus for inspecting a photomask having a transfer pattern formed by patterning a thin film on a main surface of a substrate,
Coordinate measurement of the pattern formed on the main surface to obtain pattern coordinate data L, coordinate measurement means,
With the main surface facing up, with the photomask placed on the stage, measure the height distribution of the main surface, and obtain height distribution data I during inspection, height measuring means,
Substrate surface shape data B indicating the shape of the main surface of the substrate,
Input means for inputting information on a holding state when holding the substrate in an exposure apparatus, and substrate physical property information including physical property values of the substrate material;
Using the substrate surface shape data B, the information on the holding state, and the substrate physical property information, the main surface shape of the substrate held in the exposure apparatus, and the main surface from which the self-weight deflection component is removed Calculate the transfer surface correction data D indicating the shape, obtain the difference between the inspection height distribution data I and the transfer surface correction data D, and correspond to the obtained difference on the main surface A computing means for computing coordinate deviation amount data K for inspection at a plurality of points;
The inspection coordinate deviation amount data K and the pattern design data A are used to inspect the photomask transfer pattern, and have inspection means.
Photomask inspection equipment.
本発明によれば、被転写体上に形成されるパターンの座標精度を高めることのできるフォトマスクの製造方法、描画装置、フォトマスクの検査方法、フォトマスクの検査装置、及び表示装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a photomask manufacturing method, a drawing apparatus, a photomask inspection method, a photomask inspection apparatus, and a display apparatus manufacturing method capable of increasing the coordinate accuracy of a pattern formed on a transfer target Can be provided.
<実施の態様1>
本発明のフォトマスクの製造方法は、以下の工程をもつ。
<Embodiment 1>
The photomask manufacturing method of the present invention includes the following steps.
フォトマスクブランクの用意
本発明では、基板の主表面に、1又は複数の薄膜と、フォトレジスト膜を形成したフォトマスクブランクに、得ようとするデバイスに基づいて設計したパターンを形成してフォトマスクとなすための描画を行う。このため、基板の一主表面上に、上記薄膜とフォトレジスト膜とが形成されたフォトマスクブランクを用意する。
Preparation of Photomask Blank In the present invention, a photomask is formed by forming a pattern designed based on a device to be obtained on a photomask blank in which one or a plurality of thin films and a photoresist film are formed on the main surface of the substrate. Draws for impersonation. Therefore, a photomask blank in which the thin film and the photoresist film are formed on one main surface of the substrate is prepared.
用意するフォトマスクブランクは公知のものを使用できる。
基板としては、石英ガラスなどの透明基板を用いることができる。大きさや厚さに制限は無いが、表示装置用デバイスの製造に用いられるものとしては、一辺300mm〜1800mm、厚さが5〜15mm程度のものが利用できる。
A known photomask blank can be used.
A transparent substrate such as quartz glass can be used as the substrate. Although there is no restriction | limiting in size or thickness, as a thing used for manufacture of the device for display apparatuses, a thing with a side of about 300 mm-1800 mm and a thickness of about 5-15 mm can be used.
本願では、薄膜を形成する前の基板のほか、主表面に一又は複数の薄膜を形成した後、或いは、更にフォトレジスト膜を形成した後の基板を、「基板」(或いは、フォトマスクブランク基板、フォトマスク基板)とよぶことがある。 In the present application, in addition to the substrate before forming the thin film, the substrate after forming one or a plurality of thin films on the main surface, or after further forming the photoresist film is referred to as “substrate” (or photomask blank substrate). , A photomask substrate).
基板の主表面の平坦度や高さ分布を測定する工程において、主表面に成膜された薄膜やフォトレジスト膜の厚さの影響は、実質的に生じない。薄膜やフォトレジスト膜の膜厚は、十分に小さく、上記測定に実質的な影響を与えないからである。 In the step of measuring the flatness and height distribution of the main surface of the substrate, the influence of the thickness of the thin film or the photoresist film formed on the main surface does not substantially occur. This is because the thickness of the thin film or the photoresist film is sufficiently small and does not substantially affect the measurement.
薄膜としては、フォトマスクを使用する際の露光光を遮光する遮光膜(光学濃度OD = 3以上)のほか、露光光を一部透過する、半透光膜(露光光透過率は、2〜80%)であってもよく、又は、位相シフト膜(例えば、露光光の位相シフト量が150〜210度、露光光透過率2〜30%程度のもの)、或いは、光の反射性を制御する反射防止膜などの光学膜であってもよい。更に、エッチングストッパ膜などの機能膜を含んでも良い。単一膜であっても、複数膜の積層であってもよい。例えば、Crを含む遮光膜や反射防止膜、Cr化合物や金属シリサイドを含む半透光膜や位相シフト膜などが適用できる。複数の薄膜が積層されたフォトマスクブランクを適用することもできる。これら複数の薄膜のそれぞれのパターニングに対して、本発明の方法を適用することによって、優れた座標精度の転写性をもつフォトマスクとすることができる。 As a thin film, in addition to a light-shielding film (optical density OD = 3 or higher) that blocks exposure light when using a photomask, a semi-transparent film that partially transmits exposure light (exposure light transmittance is 2 to 2) 80%), or a phase shift film (for example, a phase shift amount of exposure light of 150 to 210 degrees, exposure light transmittance of about 2 to 30%), or control of light reflectivity It may be an optical film such as an antireflection film. Furthermore, a functional film such as an etching stopper film may be included. A single film or a laminate of a plurality of films may be used. For example, a light shielding film or an antireflection film containing Cr, a semi-transparent film or a phase shift film containing a Cr compound or metal silicide, and the like can be applied. A photomask blank in which a plurality of thin films are stacked can also be applied. By applying the method of the present invention to the patterning of each of the plurality of thin films, a photomask having excellent coordinate accuracy transferability can be obtained.
最表面に形成されるフォトレジストは、ポジ型でもネガ型でも良い。表示装置用のフォトマスクとしては、ポジ型が有用である。 The photoresist formed on the outermost surface may be a positive type or a negative type. A positive type is useful as a photomask for a display device.
I パターン設計データAを用意する工程
パターン設計データは、得ようとするデバイス(表示装置など)に基づいて設計された、転写用パターンのデータである。
I Process for Preparing Pattern Design Data A Pattern design data is transfer pattern data designed based on the device (display device or the like) to be obtained.
本発明によるフォトマスクによって製造されるデバイスの用途に、制限は無い。例えば、液晶表示装置や有機EL表示装置を構成する各構成物の、各レイヤに適用することによって、優れた効果が得られる。たとえば、ピッチが7μm未満のラインアンドスペースパターン(ライン又はスペースに線幅(CD:Critical Dimension)が4μm、或いは3μm未満の部分があるものなど)や、径が5μm未満のホールパターンなどをもつ、微細な設計の表示装置用のフォトマスクなどに、本発明は有利に用いられる。 There is no limit to the use of the device manufactured by the photomask according to the present invention. For example, an excellent effect can be obtained by applying to each layer of each component constituting a liquid crystal display device or an organic EL display device. For example, a line-and-space pattern with a pitch of less than 7 μm (such as a line or space with a CD (Critical Dimension) of 4 μm or a portion with a diameter of less than 3 μm) or a hole pattern with a diameter of less than 5 μm, The present invention is advantageously used for a photomask for a display device with a fine design.
パターン設計データは、補正をせずにそのまま用いて描画を行うと、描画時(描画装置内に載置されたとき)と、露光時(露光装置内に保持されたとき)の、膜面形状の相違に起因して、転写用パターンが、被転写体に形成されたときの、座標精度が不十分となる(図13参照)。このため、以下の工程による補正を行う。 If the pattern design data is used as it is without correction, the shape of the film surface at the time of drawing (when placed in the drawing apparatus) and at the time of exposure (when held in the exposure apparatus) Due to the difference, the coordinate accuracy is insufficient when the transfer pattern is formed on the transfer target (see FIG. 13). For this reason, correction by the following steps is performed.
II 転写面修正データDを得る工程
フォトマスクを、露光装置に保持することに起因する膜面の変形分であって、自重たわみ成分以外の変形分を示す、転写面修正データDを得る。具体的には、以下のように行うことができる。
II Step of Obtaining Transfer Surface Correction Data D Transfer surface correction data D indicating the deformation of the film surface caused by holding the photomask in the exposure apparatus and indicating the deformation other than the self-weight deflection component is obtained. Specifically, it can be performed as follows.
II-1 基板表面形状データBを得る工程
前記主表面(膜面側)の表面形状を測定することにより、基板表面形状データBを得る。
例えば、測定対象の基板を、主表面が鉛直になるように保持し、自重による撓みが実質的に主表面形状に影響しない状態として、平坦度測定機によって測定することができる(図1参照)。
測定は、照射した光(レーザーなど)の反射光を検出するなど、光学的な測定方法を用いる平坦度測定機により行うことができる。測定装置の例として、例えば黒田精工株式会社製の平面度測定機FTTシリーズや、特開2007−46946号公報記載のものなどを挙げることができる。
このとき、主表面上に、等間隔(離間距離をピッチPとする)に、XY方向に描いた格子の交点(格子点)を、主表面上の全体に設定し、これを測定点とすることができる(図2参照)。
II-1 Step of obtaining substrate surface shape data B The substrate surface shape data B is obtained by measuring the surface shape of the main surface (film surface side).
For example, the measurement target substrate can be measured with a flatness measuring machine in a state where the main surface is held vertical and the deflection due to its own weight does not substantially affect the main surface shape (see Fig. 1). .
The measurement can be performed by a flatness measuring machine using an optical measurement method such as detecting reflected light of irradiated light (laser or the like). Examples of the measuring apparatus include a flatness measuring machine FTT series manufactured by Kuroda Seiko Co., Ltd., and those described in JP-A-2007-46946.
At this time, the intersections (lattice points) of the lattice drawn in the XY direction are set on the main surface at equal intervals (with a separation distance of pitch P), and this is set as the measurement point. (See Figure 2).
例えば、鉛直な平面を基準面とし、この基準面と、上記の各測定点とのZ方向(図2参照)の距離を、各測定点について測定する機能を有するような平坦度測定機を使用することができる。この測定により、基板の主表面の形状(フラットネス)が把握でき、これによって、基板表面形状データBが得られる。図2では、Pを10mmとした例を示す。 For example, use a flatness measuring machine that has a function to measure the distance in the Z direction (see Fig. 2) between this reference plane and each of the above measurement points as a reference plane. can do. By this measurement, the shape (flatness) of the main surface of the substrate can be grasped, whereby substrate surface shape data B is obtained. FIG. 2 shows an example in which P is 10 mm.
図2(a)に示すとおり、主表面上の全測定点のZ方向の高さを測定する。これにより、基板表面形状データBが、平坦度マップの形で得られる(図7(a)参照)。 As shown in FIG. 2 (a), the height in the Z direction at all measurement points on the main surface is measured. Thereby, the substrate surface shape data B is obtained in the form of a flatness map (see FIG. 7 (a)).
尚、上記基板表面形状データBを取得する際、基板裏面側(膜面となる主表面とは反対の面)についても、膜面側と対応する位置に測定点を設定して、同様の測定を行うことにより、基板裏面形状データ、及び、各測定点における基板の厚さ(膜面と裏面の距離)分布を求めておくことができる。基板の厚さ分布はTTV(Total thickness variation)とも表記する。このデータは、後段で使用する。 When acquiring the substrate surface shape data B, the same measurement is performed by setting measurement points at positions corresponding to the film surface side on the back surface side of the substrate (surface opposite to the main surface serving as the film surface). By performing the above, it is possible to obtain the substrate back surface shape data and the distribution of the substrate thickness (distance between the film surface and the back surface) at each measurement point. The thickness distribution of the substrate is also expressed as TTV (Total thickness variation). This data will be used later.
測定点の設定については、基板のサイズによる測定時間の観点と、補正精度の観点から、離間距離Pを決定することができる。離間距離Pは、例えば、2≦P≦20(mm)、より好ましくは5≦P≦15(mm)とすることができる。 Regarding the setting of the measurement point, the separation distance P can be determined from the viewpoint of measurement time depending on the size of the substrate and the viewpoint of correction accuracy. The separation distance P can be, for example, 2 ≦ P ≦ 20 (mm), more preferably 5 ≦ P ≦ 15 (mm).
また、膜面側の表面平坦度測定を行った後、測定値から、最小二乗平面を求めることができる。この面の中心を原点Oとする。 In addition, after the surface flatness measurement on the film surface side is performed, the least square plane can be obtained from the measured value. The center of this surface is the origin O.
II-2 転写面形状データCを得る工程
次に、この基板がフォトマスクとなったとき、該フォトマスクが露光装置内において保持される状態を考える。露光装置にセットされたフォトマスクは、膜面を下側に向けた状態で保持される。このとき、保持部材によって保持される複数の保持点を主表面上に特定し、この複数の保持点を保持部材の形状に基づいて変位させたときに、フォトマスク表面形状に生じる変位を、基板表面形状データBに対して反映させて、転写面形状データCを得る(図7(a)、(b)参照)。
II-2 Step of Obtaining Transfer Surface Shape Data C Next, consider a state where the photomask is held in the exposure apparatus when the substrate becomes a photomask. The photomask set in the exposure apparatus is held with the film surface facing downward. At this time, when a plurality of holding points held by the holding member are specified on the main surface and the plurality of holding points are displaced based on the shape of the holding member, the displacement generated in the photomask surface shape is changed to the substrate. Reflecting on the surface shape data B, transfer surface shape data C is obtained (see FIGS. 7A and 7B).
この工程においては、有限要素法を適用することが好ましい。そこで、その準備段階として、マスクモデルを作成する(図3)。 In this step, it is preferable to apply the finite element method. Therefore, as a preparation stage, a mask model is created (Figure 3).
既述の、膜面側と裏面側の平坦度測定により、両表面の形状データが得られている。ここで、最外周の測定点に対して、基板端部側に1ピッチ分離間した位置に更に仮想の測定点をそれぞれ1点追加し、この仮想測定点のZ方向の高さを、最外周の測定点と同じ高さに設定する。これは、以下で用いる有限要素法において、基板のサイズと重量を正しく反映させるためのものである。また、膜面側と裏面側の対応する測定点の中間にも、仮想測定点を設定し、対応する2つの測定値の中央値を設定する。そして、隣接する測定点(仮想測定点を含む)を、直線で結ぶ(図3(a)、(b)参照)。 The shape data of both surfaces is obtained by measuring the flatness of the film surface side and the back surface side as described above. Here, with respect to the outermost measurement point, one additional virtual measurement point is added at a position separated by one pitch on the substrate end side, and the height of the virtual measurement point in the Z direction is set to the outermost measurement point. Set to the same height as the measurement point. This is to correctly reflect the size and weight of the substrate in the finite element method used below. In addition, a virtual measurement point is set between the corresponding measurement points on the film surface side and the back surface side, and the median value of the two corresponding measurement values is set. Then, adjacent measurement points (including virtual measurement points) are connected with a straight line (see FIGS. 3A and 3B).
尚、上記の仮想測定点は、膜面と裏面の測定値の中央に設ける場合に限定されず、厚さ方向に等間隔で2点、又は3点設けてもかまわない。 The virtual measurement point is not limited to being provided at the center of the measured values on the film surface and the back surface, and may be provided at two or three points at equal intervals in the thickness direction.
図4(a)〜(d)には、このマスクモデルを、表裏両面及び断面からみた模式図を示す。 4A to 4D are schematic views of the mask model as seen from the front and back surfaces and the cross section.
次に、このマスクモデルにおいて、フォトマスクが露光装置内で保持部材に保持される複数の保持点を設定する。これは、フォトマスクが露光装置内に搭載されたときに、保持部材によって接触、或いは吸着による保持、拘束される点であり、露光装置のメーカーや世代、サイズによって異なるので、使用する露光装置に基づいて決定する。 Next, in this mask model, a plurality of holding points at which the photomask is held by the holding member in the exposure apparatus are set. This is the point that when the photomask is mounted in the exposure apparatus, it is held or restrained by the holding member or by suction, and varies depending on the manufacturer, generation, and size of the exposure apparatus. Determine based on.
本態様では、一例として、基板の対向する二辺の近傍に、平行に配置した保持部材が、基板の膜面側に接触する場合について説明する。すなわち、図5(b)に示すモデルにおいて、点線上にある測定点を、保持点とする。露光装置内において、保持点が保持部材と接触して拘束されることにより強制的に変位し、これによって、基板の有する物性により、膜面形状全体に変位が及ぶこととなる。 In this embodiment, as an example, a case will be described in which holding members arranged in parallel in the vicinity of two opposing sides of the substrate are in contact with the film surface side of the substrate. That is, in the model shown in FIG. 5 (b), the measurement point on the dotted line is set as the holding point. In the exposure apparatus, the holding point comes into contact with the holding member and is constrained to be displaced, whereby the entire film surface shape is displaced due to the physical properties of the substrate.
図5(a)に示すモデルでは、保持点となった測定点の位置がZ軸上でゼロとなるように強制変位量を設定する。尚、Z軸方向のゼロ位置は、既に設定した最小二乗平面(及びその上にある原点)を参照する。例えば、保持点となったある測定点の膜面側平坦度の値が5μmであれば、その測定点の強制変位量は、「−5μm」となる。 In the model shown in FIG. 5 (a), the amount of forced displacement is set so that the position of the measurement point that is the holding point is zero on the Z-axis. Note that the zero position in the Z-axis direction refers to the already set least square plane (and the origin above it). For example, if the value of flatness on the film surface side at a certain measurement point that is a holding point is 5 μm, the forced displacement amount at that measurement point is “−5 μm”.
次に、上記で用意したモデル条件を、有限要素法(FEM)のソフトウエアに入力し、上記強制変位によって、保持点以外の各測定点がどのような変位をするかを算定する。これによって、露光装置内における、フォトマスクの膜面形状を示す、「転写面形状データC」が得られる。この転写面形状データCには、重力によるたわみ成分が含まれている(図7(b)参照)。 Next, the model conditions prepared above are input to finite element method (FEM) software, and the displacement of each measurement point other than the holding point is calculated by the forced displacement. As a result, “transfer surface shape data C” indicating the film surface shape of the photomask in the exposure apparatus is obtained. The transfer surface shape data C includes a deflection component due to gravity (see FIG. 7B).
有限要素法を適用する際には、各種物性値や条件のパラメータが必要である。本態様では、例として以下のものとする。
[基板(石英ガラス)物性値条件]
ヤング率 E:7341 kg/mm^2
ポアソン比 ν:0.17
重量密度m :0.0000022 kg/mm^3
[Mask Model条件]
各測定点の座標値(x、y、z)ファイル: (膜面、裏面、中間点のすべての測定点について)
測定点を結ぶ条件ファイル: 六面体
本態様では、膜面と裏面の対応する測定点、その中間点(仮想測定点を含む)に関し、隣接するもの同士をすべてつなぐことにより、六面体が集積するモデルとした(図6参照)。
[保持条件]
強制変位量を設定したファイル: 上記保持点の強制変位量
When the finite element method is applied, various physical property values and condition parameters are required. In this embodiment, the following is taken as an example.
[Substrate (quartz glass) property value conditions]
Young's modulus E: 7341 kg / mm ^ 2
Poisson's ratio ν: 0.17
Weight density m: 0.0000022 kg / mm ^ 3
[Mask Model condition]
Coordinate value (x, y, z) file for each measurement point: (For all measurement points on the film surface, back surface, and intermediate points)
Condition file connecting measurement points: Hexahedron In this mode, a model in which hexahedrons are accumulated by connecting all adjacent points with respect to the corresponding measurement points on the film surface and the back surface and their intermediate points (including virtual measurement points). (See FIG. 6).
[Retention condition]
File with the forced displacement set: Forced displacement at the holding point
そして、有限要素法によって、保持点以外の全ての測定点の変位量を算出する。
露光装置内に保持されたフォトマスクは、これに働く力のつり合いにより静止している。このとき、
自重ベクトルg − 応力ベクトルσ = 0
が成立している。
Then, displacement amounts of all measurement points other than the holding point are calculated by the finite element method.
The photomask held in the exposure apparatus is stationary due to a balance of forces acting on the photomask. At this time,
Self-weight vector g − Stress vector σ = 0
Is established.
ここで、
応力ベクトルσ=[k] × 変位量ベクトルu
(但し、[k]は、ヤング率eとポアソン比νから構成される行列である)
自重ベクトルg= 要素体積 × 重量密度m × 重力方向ベクトル
である。
here,
Stress vector σ = [k] × displacement vector u
(However, [k] is a matrix composed of Young's modulus e and Poisson's ratio ν)
Self-weight vector g = element volume × weight density m × gravity direction vector.
ここで一つ一つの要素は、図6に示すとおり、個々の六面体である。
全要素(基板全体)について、これを重ね合わせると、
g1−σ1+g2−σ2+g3−σ3+・・・=0
g1+g2+g3+・・・=σ1+σ2+σ3+・・・=[k1]u1+[k2]u2+[k3]u3+・・・
Here, each element is an individual hexahedron as shown in FIG.
When all the elements (the whole board) are overlapped,
g1−σ1 + g2−σ2 + g3−σ3 + ・ ・ ・ = 0
g1 + g2 + g3 + ... = σ1 + σ2 + σ3 + ... = [k1] u1 + [k2] u2 + [k3] u3 + ...
ここで、変位量ベクトル(u1、u2、u3、・・・)が、各測定点にける変位量となり、求めようとする数値である。但し、保持点における変位量ベクトルは、上記のとおり強制変位量として入力される。 Here, the displacement amount vector (u1, u2, u3,...) Is a displacement amount at each measurement point and is a numerical value to be obtained. However, the displacement vector at the holding point is input as the forced displacement amount as described above.
上記有限要素法により算出した、各測定点の変位量ベクトルにより、露光装置内に保持されたフォトマスクの膜面形状のデータが得られる。すなわち、これが露光装置によってパターン転写がなされるときの、フォトマスクの膜面形状のデータであり、「転写面形状データC」である。 Data on the film surface shape of the photomask held in the exposure apparatus can be obtained from the displacement vector of each measurement point calculated by the finite element method. That is, this is data of the film surface shape of the photomask when pattern transfer is performed by the exposure apparatus, and is “transfer surface shape data C”.
II-3 転写面修正データDを得る工程
露光装置に保持された基板膜面の変形を定量的に算出する上では、上記有限要素法が非常に有効である。ここでは、基板に働く重力の影響が無視できない。但し、以下の工程で、描画補正パターンデータを求めるためには、露光装置に備えられた重力たわみ成分の補償機構による補正と、重複補正とならないよう、「転写面形状データC」から、重力たわみ成分を除去することが必要となる。そこで、上記転写面形状データCから、基板の自重たわみによる変形分、つまり自重たわみ成分を除去した、転写面修正データDを求める(図7(e))。
II-3 Step of Obtaining Transfer Surface Correction Data D The finite element method is very effective in quantitatively calculating the deformation of the substrate film surface held in the exposure apparatus. Here, the influence of gravity acting on the substrate cannot be ignored. However, in order to obtain the drawing correction pattern data in the following steps, the gravity deflection is determined from the “transfer surface shape data C” so that the correction by the compensation mechanism of the gravity deflection component provided in the exposure apparatus and the overlap correction are not caused. It is necessary to remove the components. Therefore, transfer surface correction data D obtained by removing the deformation due to the deflection of the substrate, that is, the deflection component of its own weight, is obtained from the transfer surface shape data C (FIG. 7 (e)).
このため、自重たわみのみによる変形成分(自重たわみ成分)を算定する。すなわち、上記基板と同様の素材、形状、サイズであって、理想形状(主平面同士が平行な理想平面である)の基板(理想基板ともいう)について、主表面の重力たわみのみによる変形を求める(図7(d))。これを参照形状データC1ともいう。ここでは上記と同様に有限要素法を適用することができる。 For this reason, the deformation component (self-weight deflection component) due to only the own-weight deflection is calculated. That is, for a substrate (also referred to as an ideal substrate) having the same material, shape, and size as the above substrate and having an ideal shape (the principal plane is an ideal plane parallel to each other), the deformation due to only the gravity deflection of the main surface is obtained. (FIG. 7 (d)). This is also referred to as reference shape data C1. Here, the finite element method can be applied as described above.
或いは、仮想的な理想基板の重力たわみ成分を求める代わりに、所定の基準基板を用意し、これについて上記II-1〜II-2の手順によって、自重たわみによる変形を求めることもできる。この場合に得られた参照形状データC2を、上記C1の代わりに用いても良い。特定の露光装置に対して、基準基板の仕様を定めている場合には、この方法が適用できる。 Alternatively, instead of obtaining the gravity deflection component of the virtual ideal substrate, a predetermined reference substrate is prepared, and the deformation due to its own weight deflection can be obtained by the above procedures II-1 to II-2. The reference shape data C2 obtained in this case may be used instead of C1. This method can be applied when the specification of the reference substrate is defined for a specific exposure apparatus.
そして、既に求めた転写面形状データCから、C1(又はC2)を減じて差分を求めれば、転写面修正データDを得ることができる。(図7(e)) Then, the transfer surface correction data D can be obtained by subtracting C1 (or C2) from the transfer surface shape data C already determined to determine the difference. (Figure 7 (e))
III 描画時高さ分布データEを得る工程
図8は、本発明の実施の形態にかかるフォトマスクの製造方法で用いられる描画装置の概念図である。この描画装置は、ステージ10、描画手段11、高さ測定手段12及び描画データ作成手段15(演算手段)を少なくとも有している。ステージ10の上にはフォトマスクブランク13が固定されている。フォトマスクブランクは片面に薄膜14が形成されており、薄膜14が形成されている面を上向きに配置されている。描画手段11は、例えばレーザーなどのエネルギービームを照射し、描画工程において、ステージ10上に固定されたフォトレジスト膜付きのフォトマスクブランク13に所定の転写用パターンを描画するためのものである。高さ測定手段12は、例えば空気クッション等により、フォトマスクブランク13表面から一定の距離を隔てて配置されている。高さ測定手段12は、フォトマスクブランク13の表面形状による高さの変化に応じて、高さが上下する機構になっており、フォトマスクブランク13主表面の高さ(Z方向)を測定することができる。
III Step of Obtaining Height Distribution Data E During Drawing FIG. 8 is a conceptual diagram of a drawing apparatus used in the photomask manufacturing method according to the embodiment of the present invention. This drawing apparatus has at least a stage 10, drawing means 11, height measuring means 12, and drawing data creating means 15 (calculation means). A photomask blank 13 is fixed on the stage 10. A thin film 14 is formed on one side of the photomask blank, and the surface on which the thin film 14 is formed is arranged upward. The drawing means 11 irradiates an energy beam such as a laser, for example, and draws a predetermined transfer pattern on the photomask blank 13 with a photoresist film fixed on the stage 10 in the drawing process. The height measuring means 12 is arranged at a certain distance from the surface of the photomask blank 13 by, for example, an air cushion. The height measuring means 12 is a mechanism that increases and decreases according to a change in height due to the surface shape of the photomask blank 13, and measures the height (Z direction) of the main surface of the photomask blank 13. be able to.
尚、表面の高さを測定する方法としては、上記のほか、高さ測定手段12と同様な部材を一定位置に維持するためのエア流量を用いて測定する方法、ギャップ間の静電容量を測定する方法、レーザーを用いたパルスカウント、光学的なフォーカスによるもの、なども使用でき、限定されない。 As a method of measuring the height of the surface, in addition to the above, a method of measuring using an air flow rate for maintaining a member similar to the height measuring means 12 at a fixed position, and a capacitance between the gaps. A measurement method, a pulse count using a laser, an optical focus method, and the like can be used and are not limited.
このような描画装置のステージ上に、主表面(膜面側)を上側にしてフォトマスクブランクを載置し、上記で設定した測定点(離間距離P)における膜面の高さ測定を行う。これをマップ化したものが、図9(b)に示す、描画時高さ分布データEである。 A photomask blank is placed on the stage of such a drawing apparatus with the main surface (film surface side) on the upper side, and the height of the film surface is measured at the measurement point (separation distance P) set above. A map of this is the height distribution data E at the time of drawing shown in FIG.
この高さ分布の、理想平面からの変形要因は、上述のとおり、
(1)ステージ面の凹凸
(2)ステージ上の異物挟み込みによる基板の撓み、
(3)フォトマスクブランクの膜面の凹凸
(4)フォトマスクブランクの裏面の凹凸に起因する膜面の凹凸
が累積したものと考えられる。そして、この状態のフォトマスクブランクの膜面に描画が行われる。
The factor of deformation of this height distribution from the ideal plane is as described above,
(1) Unevenness on the stage surface (2) Deflection of the substrate due to foreign object pinching on the stage,
(3) Unevenness on the film surface of the photomask blank (4) Unevenness on the film surface due to the unevenness on the back surface of the photomask blank is considered to have accumulated. Then, drawing is performed on the film surface of the photomask blank in this state.
IV 描画差分データFを得る工程
次に、得られた描画時高さ分布データEと、先に求めた転写面修正データDとの、差分を得る。これが、描画時のフォトマスクブランクの膜面形状と、露光時のフォトマスクの膜面形状の差(ただし、重力たわみ成分を除く)となる。これが、描画差分データFである(図9(c)参照)。
IV Step of Obtaining Drawing Difference Data F Next, the difference between the obtained drawing height distribution data E and the transfer surface correction data D obtained previously is obtained. This is the difference between the film surface shape of the photomask blank at the time of writing and the film surface shape of the photomask at the time of exposure (excluding the gravity deflection component). This is the drawing difference data F (see FIG. 9C).
露光装置内に保持されたフォトマスク膜面の、理想平面からの変形要因は、
(5) フォトマスク膜面の凹凸(上記(3)と実質的に同じ)
(6) フォトマスク保持部材によって保持されることによって強制的になされる膜面の変形
(7) 自重によるたわみ
が累積したものとなる。
The deformation factor from the ideal plane of the photomask film surface held in the exposure apparatus is
(5) Photomask film surface irregularities (substantially the same as (3) above)
(6) Deformation of the film surface forced by being held by the photomask holding member (7) Deflection due to its own weight is accumulated.
したがって、この2つの膜面形状の差異(但し、(7)を除く)が、転写による座標ずれを生じる原因となる要素であるから、「パターン設計データA」の補正に適用されるべきものであると言える。これが、すなわち、上記描画差分データFである(図9(c)参照)。 Therefore, the difference between the two film surface shapes (excluding (7)) is an element that causes a coordinate shift due to transfer, and therefore should be applied to the correction of “pattern design data A”. It can be said that there is. This is the drawing difference data F (see FIG. 9C).
V 描画用座標ずれ量データGを得る工程
上記描画差分データFを、XY座標上の変位(座標ずれ量)に変換する。例えば、以下の方法により変換することができる(図10参照)。
Step of obtaining V drawing coordinate deviation amount data G The drawing difference data F is converted into displacement (coordinate deviation amount) on the XY coordinates. For example, it can be converted by the following method (see FIG. 10).
図10は、描画装置のステージ10上の基板13の断面の拡大図である。薄膜14は省略している。ステージ10上に配置された基板13の表面20の形状は、上記のとおり複数の要因により理想平面から変形したものとなっている。 FIG. 10 is an enlarged view of a cross section of the substrate 13 on the stage 10 of the drawing apparatus. The thin film 14 is omitted. The shape of the surface 20 of the substrate 13 disposed on the stage 10 is deformed from the ideal plane due to a plurality of factors as described above.
描画時高さ分布データEにおいて、高さ0の測定点(つまり、高さが基準表面21と一致する測定点)に隣接する測定点における高さがHだった場合、この高さの違いによる基板13の表面20と基準表面21とがなす角の角度Φは、
sinΦ = H/Pitch・・・・・・(式1)
(Pitch: 測定点の離間距離、つまり隣接する測定点との距離P)
で表わされる。尚、上記において、H/Pitchは、基板表面の高さ方向の勾配と考えることもできる。
In the height distribution data E at the time of drawing, when the height at the measurement point adjacent to the measurement point of 0 height (that is, the measurement point whose height coincides with the reference surface 21) is H, due to the difference in height. The angle Φ formed by the surface 20 of the substrate 13 and the reference surface 21 is
sinΦ = H / Pitch (1)
(Pitch: Distance between measurement points, that is, distance P between adjacent measurement points)
It is represented by In the above, H / Pitch can be considered as a gradient in the height direction of the substrate surface.
尚、Φの値が十分に小さければ、
Φ= H/Pitch ・・・・・・(式1')
と近似することもできる。以下の説明では、(式1)を用いる。
If the value of Φ is sufficiently small,
Φ = H / Pitch (Equation 1 ')
Can also be approximated. In the following description, (Formula 1) is used.
上記の場合、この高さの違いに起因する測定点のX軸方向のずれdは、
d= sinΦ × t/2 = H × (t/2Pitch) ・・・・・(式2)
で求めることができる。
In the above case, the deviation d in the X-axis direction of the measurement point due to the difference in height is
d = sinΦ × t / 2 = H × (t / 2Pitch) (Equation 2)
Can be obtained.
尚、上記においても、Φが十分に小さければ、
d= Φ×t/2 = H × (t/2Pitch) ・・・・・(式2')
と近似することもできる。
或いは、高さの違いに起因する測定点の座標ずれ量は、ベクトルを用いた手法で算出することもできる。図14は、高さの違いに起因する測定点の座標ずれをベクトルで表現した図である。描画時高さ分布データEにおいて、任意の3箇所の測定点から作られる傾斜面を考える。この時、傾斜面とX軸方向のずれΔX、傾斜面とY軸方向のずれΔYは、下記の式で表される。
ΔX= t/2 × cosθx
ΔY= t/2 × cosθy ・・・・・(式3)
任意の3箇所の測定点から2本の傾斜ベクトルを作ることが出来る。この2本の傾斜ベクトルの外積計算から傾斜面に対する法線ベクトルが作られる。
さらに法線ベクトルとX軸単位ベクトルの内積計算からcosθxが、法線ベクトルとY軸単位ベクトルの内積計算からcosθyが算出される。
算出されたcosθx及びcosθyを(式3)に代入して、最終的にX軸方向のずれΔXとY軸方向のずれΔYが算出できる。
Also in the above, if Φ is sufficiently small,
d = Φ × t / 2 = H × (t / 2Pitch) (Formula 2 ′)
Can also be approximated.
Alternatively, the coordinate shift amount of the measurement point due to the difference in height can be calculated by a technique using a vector. FIG. 14 is a diagram representing the coordinate deviation of the measurement point due to the difference in height as a vector. In the height distribution data E at the time of drawing, consider an inclined surface formed from arbitrary three measurement points. At this time, the deviation ΔX between the inclined surface and the X-axis direction and the deviation ΔY between the inclined surface and the Y-axis direction are expressed by the following equations.
ΔX = t / 2 × cosθx
ΔY = t / 2 × cosθy (Equation 3)
Two gradient vectors can be created from arbitrary three measurement points. A normal vector for the inclined plane is created from the outer product calculation of the two inclined vectors.
Further, cos θx is calculated from the inner product calculation of the normal vector and the X-axis unit vector, and cos θy is calculated from the inner product calculation of the normal vector and the Y-axis unit vector.
By substituting the calculated cos θx and cos θy into (Equation 3), the deviation ΔX in the X-axis direction and the deviation ΔY in the Y-axis direction can be finally calculated.
なお、ここで、tは基板の厚さである。各測定点の厚さtは、既に上記にて取得済みのTTVに含まれている。尚、ここでTTVの数値を使用せず、基板の厚みの平均値を用いても良い。 Here, t is the thickness of the substrate. The thickness t of each measurement point is included in the TTV already acquired above. Here, the average value of the thickness of the substrate may be used without using the TTV value.
そこで、基板13上の全測定点について、転写面修正データDと描画時高さ分布データEの差分に相当する高さを求め、得られた描画差分データFに対して、X方向、Y 方向について、座標ずれ量を計算することにより、描画用座標ずれ量データGを得ることができる。 Therefore, the height corresponding to the difference between the transfer surface correction data D and the drawing height distribution data E is obtained for all the measurement points on the substrate 13, and the obtained drawing difference data F is obtained in the X direction and the Y direction. By calculating the coordinate deviation amount, the drawing coordinate deviation amount data G can be obtained.
VI 補正パターンデータHの描画を行う描画工程
上記で得られた描画用座標ずれ量データGと、「パターン設計データA」とを用いて、補正パターンデータHの描画を行う。
このとき、描画用座標ずれ量データGに基づいて、パターン設計データAを補正し、描画補正パターンデータH(不図示)を求め、この描画補正パターンデータHに基づいて描画を行っても良い。
VI Drawing Step for Drawing Correction Pattern Data H Using the drawing coordinate deviation amount data G obtained above and “pattern design data A”, the correction pattern data H is drawn.
At this time, the pattern design data A may be corrected based on the drawing coordinate deviation amount data G, drawing correction pattern data H (not shown) may be obtained, and drawing may be performed based on the drawing correction pattern data H.
パターン設計データAを補正するときには、測定点ごとに得られた描画用座標ずれ量データGを、加工して用いても良い。例えば、最小二乗法を用いた測定点ごとのデータの補間、又は所定のルールで規格化をしたのち、描画用座標ずれ量データGを、パターン設計データAに反映させても良い。
又は、描画用座標ずれ量データGに基づいて、前記描画装置が有する座標系を補正し、得られた補正座標系と前記「パターン設計データA」を用いて描画を行っても良い。多くの描画装置においては、それが有する座標系に対して、所定の補正を与えた上で、該補正座標に基づく描画機能を有しているからである。
この際に用いる描画用座標ずれ量データGも、上記同様に、加工可能である。
When correcting the pattern design data A, the drawing coordinate deviation amount data G obtained for each measurement point may be processed and used. For example, the drawing coordinate deviation amount data G may be reflected in the pattern design data A after interpolation of data for each measurement point using the least square method or normalization by a predetermined rule.
Alternatively, the coordinate system of the drawing apparatus may be corrected based on the drawing coordinate deviation amount data G, and drawing may be performed using the obtained corrected coordinate system and the “pattern design data A”. This is because many drawing apparatuses have a drawing function based on the corrected coordinates after giving a predetermined correction to the coordinate system of the drawing apparatus.
The drawing coordinate deviation amount data G used at this time can also be processed in the same manner as described above.
尚、本発明による描画方法は、上記態様に限定されない。
描画の際には、転写用パターン領域外に、マークパターンなどを適宜加えて行っても良い。後述するように、座標測定用のマークパターンをここで追加して描画することができる。
Note that the drawing method according to the present invention is not limited to the above embodiment.
When drawing, a mark pattern or the like may be appropriately added outside the transfer pattern area. As will be described later, a coordinate measurement mark pattern can be added and drawn here.
例えば、露光装置のもつ保持部材の形状は、前述のとおり、装置によって異なる場合がある。上記説明では、基板の対向する二辺の近傍に、平行に配置した保持部材が、基板の膜面側に接触する場合について説明したが、基板の四辺に沿った、4つの直線状の保持部材を備えた露光装置においても、本発明を適用することができる。これは、上記した有限要素法の計算時のモデル条件と強制変位量を与える際に、それらを適宜変更して行えばよい。 For example, the shape of the holding member of the exposure apparatus may vary depending on the apparatus as described above. In the above description, the case where the holding members arranged in parallel in the vicinity of the two opposing sides of the substrate are in contact with the film surface side of the substrate has been described. However, four linear holding members along the four sides of the substrate are described. The present invention can also be applied to an exposure apparatus provided with This may be performed by appropriately changing the model conditions and the forced displacement amount at the time of calculation of the finite element method described above.
また、上記態様では、保持部材にフォトマスクが保持される保持点が、平面上(基板膜面の最小二乗平面)に拘束されるものとした。これは、保持部材が単一平面でフォトマスクを保持するとしたものである。但し、保持部材の形状により、保持点が単一平面に乗らない場合には、転写面形状データCを得る工程で、強制変位量を設定する際に、保持部材の形状を反映させればよい。 In the above aspect, the holding point at which the photomask is held by the holding member is constrained on a plane (the least square plane of the substrate film surface). This is because the holding member holds the photomask in a single plane. However, if the holding point does not lie on a single plane due to the shape of the holding member, the shape of the holding member may be reflected when setting the forced displacement amount in the step of obtaining the transfer surface shape data C. .
また、本発明の作用効果を妨げない限り、工程の順序を変更してもよい。 Further, the order of the steps may be changed as long as the effects of the present invention are not hindered.
上記態様の描画方法によって、フォトマスクブランクに補正されたパターンデータを描画した後、パターニングのプロセスによって、フォトマスクが製造される。 After the pattern data corrected on the photomask blank is drawn by the drawing method of the above aspect, a photomask is manufactured by a patterning process.
パターニングプロセスについて
描画が行われた、フォトマスクブランク(フォトマスク中間体)は、以下の工程を経て、フォトマスクとなる。
パターニングのプロセスについては、公知の方法を適用することができる。すなわち、描画を施されたレジスト膜は、公知の現像液によって現像され、レジストパターンが形成される。このレジストパターンをエッチングマスクとして、薄膜をエッチングすることができる。
エッチング方法は公知のものを使用できる。ドライエッチングを適用してもウェットエッチングを適用しても良い。本発明は、表示装置用のフォトマスクの製造方法として特に有用であるため、ウェットエッチングを適用する場合に、本発明の効果が顕著に得られる。
Patterning Process The photomask blank (photomask intermediate) on which drawing has been performed becomes a photomask through the following steps.
A known method can be applied to the patterning process. That is, the drawn resist film is developed with a known developer to form a resist pattern. Using this resist pattern as an etching mask, the thin film can be etched.
A known etching method can be used. Either dry etching or wet etching may be applied. Since the present invention is particularly useful as a method for manufacturing a photomask for a display device, the effects of the present invention are remarkably obtained when wet etching is applied.
尚、上記にて説明した本発明の描画工程につき、該描画の対象となるものは、フォトマスクブランク(転写用パターンが未描画のもの)のみでなく、複数の薄膜を備え、その一部にパターンが形成された、フォトマスク中間体であってもよい。 Note that, in the drawing process of the present invention described above, the object to be drawn is not only a photomask blank (transfer pattern is not drawn) but also a plurality of thin films, and a part thereof It may be a photomask intermediate in which a pattern is formed.
複数の薄膜を備えたフォトマスクブランクに対しては、それぞれの薄膜のパターニングのための描画工程に、上記にて説明した本発明の描画工程を適用することができる。この場合、重ね合わせ精度に優れた、高精度のフォトマスクが製造できる点で極めて有利である。 For the photomask blank provided with a plurality of thin films, the above-described drawing process of the present invention can be applied to the drawing process for patterning each thin film. In this case, it is extremely advantageous in that a high-precision photomask having excellent overlay accuracy can be manufactured.
描画装置
尚、本願は上記のような描画方法を実施することができる、描画装置に関する発明を含む。
すなわち、該描画装置は、基板の主表面上に薄膜とフォトレジスト膜とが形成されたフォトマスクブランクに対して、転写用パターンを描画することに用いる描画装置である。描画装置は、以下の手段を備える。
Drawing Device In addition, this application includes the invention regarding the drawing device which can implement the above drawing methods.
That is, the drawing apparatus is a drawing apparatus used for drawing a transfer pattern on a photomask blank in which a thin film and a photoresist film are formed on the main surface of a substrate. The drawing apparatus includes the following means.
高さ測定手段
高さ測定手段は、主表面を上側にして前記フォトマスクブランクをステージ上に載置した状態において、前記主表面の高さ分布を測定し、描画時高さ分布データEを得ることのできる手段である。
Height measuring means The height measuring means measures the height distribution of the main surface in a state where the photomask blank is placed on the stage with the main surface facing upward, and obtains height distribution data E during drawing It is a means that can.
入力手段
入力手段は、
前記転写用パターンのパターン設計データA、
前記基板の主表面の形状を示す、基板表面形状データB、
前記基板を露光装置に保持するときの、保持状態に関する情報、および
前記基板素材の物性値を含む基板物性情報
を入力可能とする手段である。
Input means Input means
Pattern design data A for the transfer pattern,
Substrate surface shape data B indicating the shape of the main surface of the substrate,
It is means for enabling input of information relating to a holding state when holding the substrate in an exposure apparatus and substrate physical property information including physical property values of the substrate material.
演算手段
演算手段は、前記基板表面形状データB、前記保持状態に関する情報、及び、前記基板物性情報を用いて、露光装置内において保持された状態の前記基板の主表面形状であって、自重たわみ成分を除去した主表面形状を示す、転写面修正データDを演算するとともに、
前記描画時高さ分布データEと、前記転写面修正データDとの差分を求めて、得られた差分に対応する、前記主表面上の複数点における描画用座標ずれ量データGを演算することのできる手段である。
演算手段としては、例えば、パーソナルコンピュータ等の公知の演算装置を用いることが可能である。
Arithmetic means The arithmetic means is the main surface shape of the substrate held in the exposure apparatus using the substrate surface shape data B, the information on the holding state, and the substrate physical property information, and has its own weight deflection. While calculating the transfer surface correction data D, which shows the main surface shape with the components removed,
Calculating a difference between the drawing height distribution data E and the transfer surface correction data D, and calculating drawing coordinate deviation amount data G at a plurality of points on the main surface corresponding to the obtained difference; It is a means that can be.
As the calculation means, for example, a known calculation device such as a personal computer can be used.
描画手段
描画手段は、前記描画用座標ずれ量データGと、前記パターン設計データAを用いて、前記フォトマスクブランク上に、描画を行うことのできる手段である。
Drawing means The drawing means is means capable of drawing on the photomask blank using the drawing coordinate deviation amount data G and the pattern design data A.
尚、上記入力手段、演算手段、及び描画手段を制御する、制御手段を備えることが好ましい。 In addition, it is preferable to provide a control means for controlling the input means, calculation means, and drawing means.
ここで、保持状態に関する情報とは、例えば、保持部材の形状、又は、基板を露光装置内に保持したときに、基板が保持部材に接触する基板保持点の座標(座標の情報により、保持点の強制変位量が算定可能である)を含むことが好ましい。 Here, the information on the holding state is, for example, the shape of the holding member or the coordinates of the substrate holding point at which the substrate contacts the holding member when the substrate is held in the exposure apparatus (the holding point is determined by the coordinate information). It is preferable that the forced displacement amount can be calculated.
基板物性情報は、例えば、基板のヤング率、ポアソン比及び重量密度であることができる。 The substrate property information can be, for example, the Young's modulus, Poisson's ratio, and weight density of the substrate.
このような描画装置を用いることにより、上記にて説明した、フォトマスク製造方法に必要な描画工程を実施することができる。 By using such a drawing apparatus, the drawing process necessary for the photomask manufacturing method described above can be performed.
<実施の態様2(検査)>
以上において説明したとおり、本発明によると、被加工体に形成されるパターンの座標精度を極めて高いものとすることができるフォトマスクを得ることができる。
ところで、このようなフォトマスクを出荷前に検査するにあたっては、検査装置に載置された状態のフォトマスクと、露光装置に保持された状態のフォトマスクとの相違を考慮した検査を行うことが最も望ましい。
そこで、新たな検査方法の必要性が、発明者によって見出された。
<Embodiment 2 (inspection)>
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a photomask capable of extremely increasing the coordinate accuracy of a pattern formed on a workpiece.
By the way, when inspecting such a photomask before shipment, it is possible to perform an inspection in consideration of the difference between the photomask placed on the inspection apparatus and the photomask held on the exposure apparatus. Most desirable.
Thus, the inventors have found a need for a new inspection method.
VII パターン座標データLを得る工程
パターン形成が行われたフォトマスクを、膜面(パターン形成面)を上側にして座標検査装置のステージに載置し、座標測定を行う。ここで得られたデータを、パターン座標データLとする。
ここで、座標測定とは、予め転写用パターンと同時にフォトマスクの主表面上に形成された、マークパターンの座標を測定することによって行うことが好ましい。このマークパターンは、主表面上であって、転写用パターンの領域外の複数位置に設けることが好ましい。
VII Step for Obtaining Pattern Coordinate Data L The photomask on which pattern formation has been performed is placed on the stage of the coordinate inspection apparatus with the film surface (pattern formation surface) facing upward, and coordinate measurement is performed. The data obtained here is referred to as pattern coordinate data L.
Here, the coordinate measurement is preferably performed by measuring the coordinates of the mark pattern formed on the main surface of the photomask at the same time as the transfer pattern. This mark pattern is preferably provided at a plurality of positions on the main surface and outside the region of the transfer pattern.
VIII 転写面修正データDを得る工程
一方、このフォトマスクを、露光装置に保持することに起因する前記主表面の変形分であって、自重たわみ成分以外の前記主表面の変形分を示す、転写面修正データDを得る。これは、前述のII-1〜II-3の工程と同様である。上記の描画方法を適用して製造した本発明のフォトマスクである場合には、既に得られている転写面修正データDを使用することができる。
VIII Step of Obtaining Transfer Surface Correction Data D On the other hand, a transfer portion showing the deformation amount of the main surface caused by holding the photomask in an exposure apparatus, and showing the deformation amount of the main surface other than the self-weight deflection component. The surface correction data D is obtained. This is the same as the steps II-1 to II-3 described above. In the case of the photomask of the present invention manufactured by applying the above drawing method, the transfer surface correction data D already obtained can be used.
IX 検査時高さ分布データIを得る工程
検査装置のステージ上に、膜面(パターン形成面)を上側にして、前記フォトマスクを載置した状態で、前記主表面の高さ分布を測定して、検査時高さ分布データIを得る。
この工程における高さ測定は、上記IIIの「描画時高さ分布データEを得る工程」において行った高さ測定と同様である。また、この工程では、上記IIIの工程における高さ測定と同じ測定点において、高さを測定することが好ましい。
IX Process of obtaining height distribution data I during inspection With the photomask placed on the stage of the inspection apparatus with the film surface (pattern formation surface) facing up, the height distribution of the main surface is measured. Thus, the height distribution data I at the time of inspection is obtained.
The height measurement in this step is the same as the height measurement performed in “Process for obtaining height distribution data E at the time of drawing” in III above. In this step, it is preferable to measure the height at the same measurement point as the height measurement in step III.
X 検査差分データJを得る工程
検査時高さ分布データIと、転写面修正データDの差分を求めることにより、検査差分データJを得る(図11(a)〜(c)参照)。
X Step for Obtaining Inspection Difference Data J By obtaining the difference between the height distribution data I during inspection and the transfer surface correction data D, the inspection difference data J is obtained (see FIGS. 11A to 11C).
XI 検査用座標ずれ量データKを得る工程
検査差分データJに対応する、前記主表面上の複数点における、座標ずれ量を算定して、検査用座標ずれ量データKを求める(図11(c)〜(d)参照)。ここで、高さの差分を、座標ずれ量に換算する工程は、前述のVの工程と同様に行うことができる。
XI Step of obtaining inspection coordinate deviation amount data K The coordinate deviation amount data K at a plurality of points on the main surface corresponding to the inspection difference data J is calculated to obtain the inspection coordinate deviation amount data K (FIG. 11 (c ) To (d)). Here, the step of converting the height difference into the coordinate shift amount can be performed in the same manner as the step V described above.
そして、得られた検査用座標ずれ量データKと、前記パターン座標データLを用いて、前記転写用パターンの検査を行う。
具体的には、転写用パターンの検査は、検査用座標ずれ量データKを、パターン設計データAに反映させて、得られた補正設計データMと、パターン座標データLとを用いて(比較して)行うことができる。
或いは、前記転写用パターンの検査は、検査用座標ずれ量データKを、前記パターン座標データLに反映させて、得られた補正座標データNと、前記パターン設計データAとを用いて(比較して)行うこともできる。
Then, the transfer pattern inspection is performed using the obtained inspection coordinate deviation amount data K and the pattern coordinate data L.
Specifically, in the inspection of the transfer pattern, the inspection coordinate deviation amount data K is reflected in the pattern design data A, and the obtained correction design data M and the pattern coordinate data L are used (compared). Can do).
Alternatively, in the inspection of the transfer pattern, the inspection coordinate deviation amount data K is reflected in the pattern coordinate data L, and the obtained correction coordinate data N and the pattern design data A are used (compared). You can also do it.
本発明の製造方法によって製造されたフォトマスクに対し、本発明の検査方法により検査を行うことが好ましい。 It is preferable to inspect the photomask manufactured by the manufacturing method of the present invention by the inspection method of the present invention.
尚、フォトマスクの用途に制限はなく、その構成にも制限はない。
いわゆるバイナリマスク、多階調マスク、位相シフトマスク等、いずれの膜構成をもつフォトマスクにおいても、本発明による作用効果が得られることは明らかである。
In addition, there is no restriction | limiting in the use of a photomask, and there is no restriction | limiting also in the structure.
It is clear that the operational effects of the present invention can be obtained in any photomask having any film configuration such as a so-called binary mask, multi-tone mask, and phase shift mask.
検査装置
尚、本発明は上記のような検査方法を実施可能な、検査装置に関する発明を含む。
すなわち、
基板の主表面に薄膜をパターニングしてなる転写用パターンを有するフォトマスクを検査する、フォトマスク検査装置であって、
前記主表面に形成されたパターンの座標測定を行い、パターン座標データLを得る、座標測定手段と、
前記主表面を上側にして、前記フォトマスクをステージ上に載置した状態で、前記主表面の高さ分布を測定し、検査時高さ分布データIを得る、高さ測定手段と、
前記基板の主表面の形状を示す、基板表面形状データB、
前記基板を露光装置に保持するときの、保持状態に関する情報、および
前記基板素材の物性値を含む基板物性情報
を入力する入力手段と、
前記基板表面形状データB、前記保持状態に関する情報、及び、前記基板物性情報を用いて、露光装置内において保持された状態の前記基板の主表面形状であって、自重たわみ成分を除去した主表面形状を示す、転写面修正データDを演算するとともに、前記検査時高さ分布データIと、前記転写面修正データDとの差分を求めて、得られた差分に対応する、前記主表面上の複数点における検査用座標ずれ量データKを演算する、演算手段と、
前記検査用座標ずれ量データKと、前記パターン設計データAを用いて、前記フォトマスクの転写用パターンを検査する、検査手段を有する、
検査装置。
Inspection Device The present invention includes an invention related to an inspection device capable of performing the above inspection method.
That is,
A photomask inspection apparatus for inspecting a photomask having a transfer pattern formed by patterning a thin film on a main surface of a substrate,
Coordinate measurement of the pattern formed on the main surface to obtain pattern coordinate data L, coordinate measurement means,
With the main surface facing up, with the photomask placed on the stage, measure the height distribution of the main surface, and obtain height distribution data I during inspection, height measuring means,
Substrate surface shape data B indicating the shape of the main surface of the substrate,
Input means for inputting information on a holding state when holding the substrate in an exposure apparatus, and substrate physical property information including physical property values of the substrate material;
Using the substrate surface shape data B, the information on the holding state, and the substrate physical property information, the main surface shape of the substrate held in the exposure apparatus, and the main surface from which the self-weight deflection component is removed Calculate the transfer surface correction data D indicating the shape, obtain the difference between the inspection height distribution data I and the transfer surface correction data D, and correspond to the obtained difference on the main surface A computing means for computing coordinate deviation amount data K for inspection at a plurality of points;
Using the inspection coordinate deviation amount data K and the pattern design data A, the inspection means for inspecting the transfer pattern of the photomask,
Inspection device.
前記基板を露光装置に保持するときの、保持状態に関する情報、及び、前記基板素材の物性値を含む基板物性情報とは、前述のとおりである。 The information regarding the holding state and the substrate physical property information including the physical property values of the substrate material when the substrate is held in the exposure apparatus are as described above.
露光装置内において保持された状態の前記基板の主表面形状であって、自重たわみ成分を除去した主表面形状を示す、転写面修正データDを演算するとは、前述のII-1〜II-3の工程と同様の工程を行う為の演算を意味する。 The transfer surface correction data D, which is the main surface shape of the substrate held in the exposure apparatus and indicates the main surface shape from which the self-weight deflection component is removed, is calculated by the above-described II-1 to II-3. It means an operation for performing the same process as the process.
前記検査用座標ずれ量データKと、前記パターン設計データAを用いて、前記フォトマスクの転写用パターンを検査する際には、前記XIの工程に必要な比較(必要であれば比較のための演算)を行う。 When inspecting the transfer pattern of the photomask using the inspection coordinate deviation amount data K and the pattern design data A, a comparison necessary for the step XI (for comparison if necessary) (Calculation).
表示装置の製造方法
本発明は、主表面に転写用パターンが形成されたフォトマスクに露光することにより、被加工層をもつデバイス基板に対してパターン転写を行うことを含む、表示装置の製造方法において、本発明の製造方法によるフォトマスクを使用する、表示装置の製造方法を含む。
すなわち、本発明の製造方法によるフォトマスクを用い、かつ、該フォトマスクを製造するとき、露光装置内に保持される状態について条件を決定した、当該露光装置を用いて、露光を行う、パターン転写方法を適用した、表示装置の製造方法である。パターン転写によって被加工体に転写されたパターンは、エッチング等の加工を施されることによって、表示装置となる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a display device, including performing pattern transfer on a device substrate having a layer to be processed by exposing a photomask having a transfer pattern formed on a main surface thereof. And a manufacturing method of a display device using a photomask according to the manufacturing method of the present invention.
That is, using the photomask according to the manufacturing method of the present invention, and manufacturing the photomask, the conditions are determined for the state held in the exposure apparatus, and exposure is performed using the exposure apparatus. Pattern transfer A display device manufacturing method to which the method is applied. The pattern transferred to the workpiece by the pattern transfer becomes a display device by being subjected to processing such as etching.
ここで、露光装置のもつ光学性能としては、例えば、以下のようなものであるときに、本発明の効果が顕著である。
LCD用(或いはFPD用、液晶用)として使用される、等倍露光の露光装置であり、その構成は、
光学系の開口数(NA)が0.08〜1.0(特に0.085〜0.095)、
コヒレンスファクター(σ)が0.7〜0.9、
露光波長は、i線、h線、g線のいずれかを代表波長とする露光光、特に、i線、h線、g線をすべて含むブロード波長光源が好ましい。
Here, as the optical performance of the exposure apparatus, for example, the effects of the present invention are conspicuous when it is as follows.
It is an exposure device for 1x exposure, used for LCD (or FPD, liquid crystal),
The numerical aperture (NA) of the optical system is 0.08 to 1.0 (especially 0.085 to 0.095),
Coherence factor (σ) is 0.7-0.9,
The exposure wavelength is preferably exposure light having a representative wavelength of any one of i-line, h-line, and g-line, particularly a broad wavelength light source including all i-line, h-line, and g-line.
被加工層とは、フォトマスクの有する転写用パターンを転写したのち、エッチング等のプロセスを経て、所望の電子デバイスの構成物となる、各レイヤを言う。例えば、液晶表示装置や有機EL表示装置を駆動するための、TFT(薄膜トランジスタ)回路を形成する場合には、画素レイヤ、ソース/ドレインレイヤなどが例示される。 The layer to be processed refers to each layer that becomes a constituent of a desired electronic device through a process such as etching after the transfer pattern of the photomask is transferred. For example, when a TFT (thin film transistor) circuit for driving a liquid crystal display device or an organic EL display device is formed, a pixel layer, a source / drain layer, and the like are exemplified.
デバイス基板とは、得ようとする電子デバイスの構成物となる回路を有する基板、例えば、液晶パネル基板、有機ELパネル基板などをいう。 The device substrate refers to a substrate having a circuit that is a component of the electronic device to be obtained, such as a liquid crystal panel substrate or an organic EL panel substrate.
更に本発明は、上記露光装置と、それぞれの主表面に転写用パターンが形成された複数のフォトマスクを用い、デバイス基板上に形成される複数の被加工層に対して順次パターン転写を行うことを含む表示装置の製造方法において、本発明の製造方法によって製造されたフォトマスクを用いることを含む。 Furthermore, the present invention uses the exposure apparatus and a plurality of photomasks each having a transfer pattern formed on each main surface, and sequentially performs pattern transfer on a plurality of layers to be processed formed on a device substrate. In the manufacturing method of the display apparatus containing this, using the photomask manufactured by the manufacturing method of this invention is included.
本発明を適用して製造された表示装置は、それを構成する各レイヤの重ね合わせ(オーバーレイ)精度が極めて高い。従って、表示装置製造の歩留まりが高く、製造効率が高い。 The display device manufactured by applying the present invention has extremely high overlay accuracy of each layer constituting the display device. Therefore, the display device manufacturing yield is high and the manufacturing efficiency is high.
[実施例]
本発明のフォトマスクの製造方法(描画工程)による、発明の効果を図12に示す模式図を用いて説明する。
ここでは、特定の基板表面形状(基板表面形状データB)をもつ基板(フォトマスクブランク)に、転写用パターンを描画した場合、露光装置内にセットされたときの転写用パターンの座標精度がどのようになるか(結果的に、被転写体上に形成されるパターンの座標精度がどのようになるか)をシミュレーションにより求めた結果を示す。
[Example]
The effect of the invention by the photomask manufacturing method (drawing step) of the present invention will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG.
Here, when a transfer pattern is drawn on a substrate (photomask blank) having a specific substrate surface shape (substrate surface shape data B), the coordinate accuracy of the transfer pattern when set in the exposure apparatus is determined. The result of having obtained by simulation whether it will become (resulting in the coordinate precision of the pattern formed on a to-be-transferred body will be shown) is shown.
まず上記フォトマスクブランクに、描画装置を用いて、特定のテストパターンを描画した。ここで用いるテスト用フォトマスクブランクは、800mm×920mmのサイズをもつ石英基板の主表面に、遮光膜と、ポジ型のフォトレジスト膜を形成したものとした。 First, a specific test pattern was drawn on the photomask blank using a drawing apparatus. The test photomask blank used here had a light shielding film and a positive photoresist film formed on the main surface of a quartz substrate having a size of 800 mm × 920 mm.
ここで用いたパターン設計データとしては、X,Y方向に50mm間隔で、主表面のほぼ全面に配置した十字パターンを含むテストパターンとした。そして、このフォトレジストを現像し、遮光膜をウェットエッチングすることにより、遮光膜パターンをもつ、テスト用フォトマスクを得た。これを、座標検査装置にセットし、座標測定を行った結果が、図12(a)である。 The pattern design data used here was a test pattern including a cross pattern arranged on almost the entire main surface at intervals of 50 mm in the X and Y directions. Then, the photoresist was developed, and the light shielding film was wet-etched to obtain a test photomask having a light shielding film pattern. FIG. 12 (a) shows the result of setting this in the coordinate inspection apparatus and performing coordinate measurement.
尚、ここで、描画装置のステージフラットネスと、座標検査装置のステージフラットネスに起因する座標ずれ要因は、両装置のステージフラットネスを予め測定することにより、図12(a)のデータからは除去されている。 Incidentally, here, the stage flatness of the drawing apparatus and the coordinate deviation factor due to the stage flatness of the coordinate inspection apparatus are obtained from the data of FIG. 12 (a) by measuring the stage flatness of both apparatuses in advance. Has been removed.
次に、このテスト用フォトマスクを露光装置(等倍プロジェクション露光方式)にセットした状態における座標ずれについて、シミュレーションを行った。ここでは、露光機のマスク保持部材の形状情報、及び基板物性情報を用い、上記のテストパターンに生じる座標ずれ(自重たわみ分を除く)を、有限要素法を用いて算定し、図12(b)のデータ(比較例)を得た。 Next, a simulation was performed on the coordinate shift in a state where the test photomask was set in an exposure apparatus (equal magnification projection exposure method). Here, using the shape information of the mask holding member of the exposure machine and the physical property information of the substrate, the coordinate deviation (excluding the deflection due to its own weight) generated in the test pattern is calculated using the finite element method, and FIG. ) Data (comparative example).
一方、上記フォトマスクブランクに対して、同様のテストパターンを描画するに際し、描画機の座標系に対して補正を施してパターン設計データを描画した。座標系の補正に際しては、上記II-1〜Vの工程により、描画用座標ずれ量データを求めて行った。この結果得られたテスト用フォトマスクを座標検査装置にセットし、座標測定を行った結果を、図12(c)に示す。 On the other hand, when drawing a similar test pattern on the photomask blank, pattern design data was drawn by correcting the coordinate system of the drawing machine. When correcting the coordinate system, the coordinate deviation amount data for drawing was obtained by the above steps II-1 to V-V. FIG. 12 (c) shows the result of setting the test photomask obtained as a result to the coordinate inspection apparatus and performing coordinate measurement.
次に、この結果得られたテスト用フォトマスクを露光装置にセットした状態における座標ずれについて、上記と同様にシミュレーションを行った。シミュレーションの結果を、図12(d)(実施例)に示す。 Next, a simulation was performed in the same manner as described above for the coordinate deviation in a state where the test photomask obtained as a result was set in the exposure apparatus. The simulation results are shown in FIG. 12 (d) (Example).
図12(d)により、図12(b)に比較して、よりパターン設計データに近い転写像が、被転写体上に得られることがわかる。本発明の方法で製造したフォトマスクにおいては、座標精度が高く、座標エラー値を0.15μm未満に抑えることができる。すなわち、描画装置の能力に起因する座標ずれ以外のエラー成分が、ほぼ取り除かれた精度とすることができる。 From FIG. 12 (d), it can be seen that a transfer image closer to the pattern design data can be obtained on the transfer object as compared with FIG. 12 (b). The photomask manufactured by the method of the present invention has high coordinate accuracy, and the coordinate error value can be suppressed to less than 0.15 μm. In other words, it is possible to achieve an accuracy in which error components other than the coordinate deviation due to the drawing apparatus ability are substantially removed.
10 ステージ
11 描画手段
12 測定手段
13 フォトマスクブランク
14 薄膜
15 描画データ作成手段
20 表面
21 基準表面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stage 11 Drawing means 12 Measuring means 13 Photomask blank 14 Thin film 15 Drawing data creation means 20 Surface 21 Reference surface
Claims (17)
前記所定の転写用パターンの設計を基にパターン設計データAを用意する工程と、
前記フォトマスクを、露光装置に保持することに起因する前記主表面の変形分であって、自重たわみ成分以外の前記主表面の変形分を示す、転写面修正データDを得る工程と、
前記描画装置のステージ上に、前記主表面を上側にして前記フォトマスクブランクを載置した状態における、前記主表面の高さ分布を示す、描画時高さ分布データEを得る工程と、
前記描画時高さ分布データEと、前記転写面修正データDとの差分により、描画差分データFを得る工程と、
前記描画差分データFに対応する、前記主表面上の複数点における、座標ずれ量を算定して、描画用座標ずれ量データGを求める工程と、
前記描画用座標ずれ量データGと、前記パターン設計データAを用いて、前記フォトマスクブランク上に、描画を行う描画工程と
を有する、フォトマスクの製造方法。 In a photomask manufacturing method, comprising preparing a photomask blank in which a thin film and a photoresist film are formed on a main surface of a substrate, and drawing a predetermined transfer pattern by a drawing apparatus.
Preparing pattern design data A based on the design of the predetermined transfer pattern;
A step of obtaining transfer surface correction data D, which is a deformation of the main surface caused by holding the photomask in an exposure apparatus, and indicates a deformation of the main surface other than a self-weight deflection component;
On the stage of the drawing apparatus, obtaining the height distribution data E at the time of drawing indicating the height distribution of the main surface in a state where the photomask blank is placed with the main surface facing up,
The step of obtaining the drawing difference data F by the difference between the drawing height distribution data E and the transfer surface correction data D;
A step of calculating coordinate deviation amount G at a plurality of points on the main surface corresponding to the drawing difference data F to obtain drawing coordinate deviation amount data G;
A photomask manufacturing method, comprising: a drawing step of drawing on the photomask blank using the drawing coordinate deviation amount data G and the pattern design data A.
前記所定の転写用パターンの設計を基にパターン設計データAを用意する工程と、
前記主表面の表面形状を測定することにより、基板表面形状データBを得る工程と、
前記フォトマスクが露光装置内において保持される際に、保持部材によって保持される複数の保持点を前記主表面上に特定し、前記複数の保持点を前記保持部材の形状に基づいて変位させたときに、前記表面形状に生じる変位を、前記基板表面形状データBに対して反映させて、転写面形状データCを得る工程と、
前記転写面形状データCから、前記基板が前記保持部材に保持された姿勢における自重たわみ成分を除去して、転写面修正データDを得る工程と、
前記描画装置のステージ上に、前記主表面を上側にして、前記フォトマスクブランクを載置した状態で、前記主表面の高さ分布を測定して、描画時高さ分布データEを得る工程と、
前記描画時高さ分布データEと、前記転写面修正データDとの差分により、描画差分データFを得る工程と、
前記描画差分データFに対応する、前記主表面上の複数点における、座標ずれ量を算定して、描画用座標ずれ量データGを求める工程と、
前記描画用座標ずれ量データGと、前記パターン設計データAを用いて、前記フォトマスクブランク上に、描画を行う描画工程と
を有する、フォトマスクの製造方法。 In a photomask manufacturing method, comprising preparing a photomask blank in which a thin film and a photoresist film are formed on a main surface of a substrate, and drawing a predetermined transfer pattern by a drawing apparatus.
Preparing pattern design data A based on the design of the predetermined transfer pattern;
Measuring the surface shape of the main surface to obtain substrate surface shape data B;
When the photomask is held in the exposure apparatus, a plurality of holding points held by a holding member are specified on the main surface, and the plurality of holding points are displaced based on the shape of the holding member. Sometimes, the step of obtaining the transfer surface shape data C by reflecting the displacement generated in the surface shape to the substrate surface shape data B, and
From the transfer surface shape data C, removing the self-weight deflection component in the posture in which the substrate is held by the holding member, to obtain transfer surface correction data D;
On the stage of the drawing apparatus, measuring the height distribution of the main surface in a state where the photomask blank is placed with the main surface facing up, and obtaining height distribution data E during drawing; ,
The step of obtaining the drawing difference data F by the difference between the drawing height distribution data E and the transfer surface correction data D;
A step of calculating coordinate deviation amount G at a plurality of points on the main surface corresponding to the drawing difference data F to obtain drawing coordinate deviation amount data G;
A photomask manufacturing method, comprising: a drawing step of drawing on the photomask blank using the drawing coordinate deviation amount data G and the pattern design data A.
前記主表面を上側にして前記フォトマスクブランクをステージ上に載置した状態において、前記主表面の高さ分布を測定し、描画時高さ分布データEを得る、高さ測定手段と、
前記転写用パターンのパターン設計データA、
前記基板の主表面の形状を示す、基板表面形状データB、
前記基板を露光装置に保持するときの、保持状態に関する情報、および
前記基板素材の物性値を含む基板物性情報
を入力する入力手段と、
前記基板表面形状データB、前記保持状態に関する情報、及び、前記基板物性情報を用いて、露光装置内において保持された状態の前記基板の主表面形状を示すデータであって、自重たわみ成分を除去したデータである、転写面修正データDを演算するとともに、前記描画時高さ分布データEと、前記転写面修正データDとの差分を求めて、得られた差分に対応する、前記主表面上の複数点における描画用座標ずれ量データGを演算する演算手段と、
前記描画用座標ずれ量データGと、前記パターン設計データAを用いて、前記フォトマスクブランク上に、描画を行う描画手段と、
を有する、描画装置。 A drawing apparatus used for drawing a transfer pattern on a photomask blank in which a thin film and a photoresist film are formed on a main surface of a substrate,
In the state where the photomask blank is placed on the stage with the main surface facing up, the height distribution of the main surface is measured to obtain drawing height distribution data E,
Pattern design data A for the transfer pattern,
Substrate surface shape data B indicating the shape of the main surface of the substrate,
Input means for inputting information on a holding state when holding the substrate in an exposure apparatus, and substrate physical property information including physical property values of the substrate material;
Data indicating the main surface shape of the substrate held in an exposure apparatus using the substrate surface shape data B, the information on the holding state, and the substrate physical property information, and removing the self-weight deflection component On the main surface corresponding to the obtained difference by calculating the transfer surface correction data D and calculating the difference between the drawing height distribution data E and the transfer surface correction data D. Calculating means for calculating drawing coordinate deviation amount data G at a plurality of points;
Drawing means for drawing on the photomask blank using the drawing coordinate deviation amount data G and the pattern design data A;
A drawing apparatus.
前記フォトマスクを、前記検査装置のステージ上に載置した状態で、前記主表面に形成されたパターンの座標測定を行い、パターン座標データLを得る工程と、
前記フォトマスクを、露光装置に保持することに起因する前記主表面の変形分であって、自重たわみ成分以外の前記主表面の変形分を示す、転写面修正データDを得る工程と、
前記検査装置のステージ上に、前記主表面を上側にして、前記フォトマスクを載置した状態で、前記主表面の高さ分布を測定して、検査時高さ分布データIを得る工程と、
前記検査時高さ分布データIと、前記転写面修正データDの差分を求めることにより、検査差分データJを得る工程と、
前記検査差分データJに対応する、前記主表面上の複数点における、座標ずれ量を算定して、検査用座標ずれ量データKを求める工程と、
前記検査用座標ずれ量データKと、前記パターン座標データLを用いて、前記転写用パターンの検査を行う工程を有する、フォトマスクの検査方法。 In a photomask inspection method for inspecting a photomask having a transfer pattern formed by patterning a thin film on a main surface of a substrate using an inspection apparatus,
In a state where the photomask is placed on the stage of the inspection apparatus, a coordinate measurement of a pattern formed on the main surface is performed to obtain pattern coordinate data L;
A step of obtaining transfer surface correction data D, which is a deformation of the main surface caused by holding the photomask in an exposure apparatus, and indicates a deformation of the main surface other than a self-weight deflection component;
On the stage of the inspection apparatus, with the main surface facing up, with the photomask mounted, measuring the height distribution of the main surface to obtain inspection height distribution data I;
Obtaining inspection difference data J by obtaining the difference between the inspection height distribution data I and the transfer surface correction data D;
A step of calculating a coordinate deviation amount K at a plurality of points on the main surface corresponding to the inspection difference data J to obtain inspection coordinate deviation amount data K;
A photomask inspection method comprising a step of inspecting the transfer pattern using the inspection coordinate deviation amount data K and the pattern coordinate data L.
前記フォトマスクを、前記検査装置のステージ上に載置した状態で、前記主表面に形成されたパターンの座標測定を行い、パターン座標データLを得る工程と、
前記主表面の表面形状を測定することにより、基板表面形状データBを得る工程と、
前記フォトマスクが露光装置内において保持される際に、保持部材によって保持される複数の保持点を前記主表面上に特定し、前記複数の保持点を前記保持部材の形状に基づいて変位させたときに、前記表面形状に生じる変位を、前記基板表面形状データBに対して反映させて、転写面形状データCを得る工程と、
前記転写面形状データCから、前記基板が前記保持部材に保持された姿勢における自重たわみ成分を除去して、転写面修正データDを得る工程と、
前記検査装置のステージ上に、前記主表面を上側にして、前記フォトマスクを載置した状態で、前記主表面の高さ分布を測定して、検査時高さ分布データIを得る工程と、
前記検査時高さ分布データIと、前記転写面修正データDの差分を求めることにより、検査差分データJを得る工程と、
前記検査差分データJに対応する、前記主表面上の複数点における、座標ずれ量を算定して、検査用座標ずれ量データKを求める工程と、
前記検査用座標ずれ量データKと、前記パターン座標データLを用いて、前記転写用パターンの検査を行う工程を有する、フォトマスクの検査方法。 In a photomask inspection method for inspecting a photomask having a transfer pattern formed by patterning a thin film on a main surface of a substrate using an inspection apparatus,
In a state where the photomask is placed on the stage of the inspection apparatus, a coordinate measurement of a pattern formed on the main surface is performed to obtain pattern coordinate data L;
Measuring the surface shape of the main surface to obtain substrate surface shape data B;
When the photomask is held in the exposure apparatus, a plurality of holding points held by a holding member are specified on the main surface, and the plurality of holding points are displaced based on the shape of the holding member. Sometimes, the step of obtaining the transfer surface shape data C by reflecting the displacement generated in the surface shape to the substrate surface shape data B, and
From the transfer surface shape data C, removing the self-weight deflection component in the posture in which the substrate is held by the holding member, to obtain transfer surface correction data D;
On the stage of the inspection apparatus, with the main surface facing up, with the photomask mounted, measuring the height distribution of the main surface to obtain inspection height distribution data I;
Obtaining inspection difference data J by obtaining the difference between the inspection height distribution data I and the transfer surface correction data D;
A step of calculating a coordinate deviation amount K at a plurality of points on the main surface corresponding to the inspection difference data J to obtain inspection coordinate deviation amount data K;
A photomask inspection method comprising a step of inspecting the transfer pattern using the inspection coordinate deviation amount data K and the pattern coordinate data L.
請求項9〜13のいずれかに記載のフォトマスクの検査方法を含むことを特徴とする、フォトマスクの製造方法。 In a photomask blank, in which a thin film and a photoresist film are formed on a main surface, a photomask is formed by patterning the thin film.
A photomask manufacturing method comprising the photomask inspection method according to claim 9.
請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法によって製造されたフォトマスクを用いることを特徴とする、表示装置の製造方法。 In a method for manufacturing a display device, including performing pattern transfer on a device substrate having a layer to be processed by exposing a photomask having a transfer pattern formed on a main surface,
A method for manufacturing a display device, wherein the photomask manufactured by the manufacturing method according to claim 1 is used.
前記複数のフォトマスクは、請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法によって製造されものであることを特徴とする、表示装置の製造方法。 A method for manufacturing a display device, comprising: sequentially using a plurality of photomasks each having a transfer pattern formed on each main surface and an exposure apparatus, and sequentially transferring a pattern to a plurality of layers to be formed on a device substrate. In
The method for manufacturing a display device, wherein the plurality of photomasks are manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
前記主表面に形成されたパターンの座標測定を行い、パターン座標データLを得る、座標測定手段と、
前記主表面を上側にして、前記フォトマスクをステージ上に載置した状態で、前記主表面の高さ分布を測定し、検査時高さ分布データIを得る、高さ測定手段と、
前記基板の主表面の形状を示す、基板表面形状データB、
前記基板を露光装置に保持するときの、保持状態に関する情報、および
前記基板素材の物性値を含む基板物性情報
を入力する入力手段と、
前記基板表面形状データB、前記保持状態に関する情報、及び、前記基板物性情報を用いて、露光装置内において保持された状態の前記基板の主表面形状であって、自重たわみ成分を除去した主表面形状を示す、転写面修正データDを演算するとともに、前記検査時高さ分布データIと、前記転写面修正データDとの差分を求めて、得られた差分に対応する、前記主表面上の複数点における検査用座標ずれ量データKを演算する、演算手段と、
前記検査用座標ずれ量データKと、パターン設計データAを用いて、前記フォトマスクの転写用パターンを検査する、検査手段を有する、
フォトマスクの検査装置。 A photomask inspection apparatus for inspecting a photomask having a transfer pattern formed by patterning a thin film on a main surface of a substrate,
Coordinate measurement of the pattern formed on the main surface to obtain pattern coordinate data L, coordinate measurement means,
With the main surface facing up, with the photomask placed on the stage, measure the height distribution of the main surface, and obtain height distribution data I during inspection, height measuring means,
Substrate surface shape data B indicating the shape of the main surface of the substrate,
Input means for inputting information on a holding state when holding the substrate in an exposure apparatus, and substrate physical property information including physical property values of the substrate material;
Using the substrate surface shape data B, the information on the holding state, and the substrate physical property information, the main surface shape of the substrate held in the exposure apparatus, and the main surface from which the self-weight deflection component is removed Calculate the transfer surface correction data D indicating the shape, obtain the difference between the inspection height distribution data I and the transfer surface correction data D, and correspond to the obtained difference on the main surface A computing means for computing coordinate deviation amount data K for inspection at a plurality of points;
The inspection coordinate deviation amount data K and the pattern design data A are used to inspect the photomask transfer pattern, and have inspection means.
Photomask inspection equipment.
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