JP6559433B2 - 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 - Google Patents
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Description
(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たわみ、
(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。
(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、露光装置に保持したときの前記主表面の形状を示す、転写面形状データC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、前記転写面形状データCとを用いて、描画差分データFを得る工程と、
前記主表面上の複数点において、前記描画差分データFに対応する、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。
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得られた、基板表面形状データBを用意する工程と、
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、保持部材の形状に基づいて、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、前記転写面形状データCとを用いて、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。
(構成3)
前記転写面形状データCを得る工程においては、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。
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。
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。
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。
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2〜6のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
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、および
前記基板を露光装置に保持した状態の前記基板の主表面形状を示す転写面形状データCを入力する入力手段と、
前記描画時高さ分布データEと、前記転写面形状データCとを用いて、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。
(構成9)
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転写面形状データCを演算するとともに、前記描画時高さ分布データEと、前記転写面形状データCとを用いて、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。
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、露光装置に保持したときの前記主表面の形状を示す、転写面形状データC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、前記転写面形状データCとを用いて、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。
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得られた、基板表面形状データBを用意する工程と、
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、保持部材の形状に基づいて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、前記転写面形状データCとを用いて、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。
前記転写面形状データCを得る工程においては、有限要素法を用いることを特徴とする、構成11に記載のフォトマスクの検査方法。
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10〜12のいずれかに記載のフォトマスクの検査方法。
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10〜12のいずれかに記載のフォトマスクの検査方法。
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10〜14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。
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。
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たものであることを特徴とする、表示装置の製造方法。
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、
前記基板を露光装置に保持した状態の前記基板の主表面形状を示す転写面形状データCを入力する入力手段と、
前記検査時高さ分布データIと、前記転写面形状データCとを用いて、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。
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を示す転写面形状データCを演算するとともに、前記検査時高さ分布データIと、前記転写面形状データCとを用いて、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。
本発明のフォトマスクの製造方法は、以下の工程をもつ。
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。
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。
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。
フォトマスクを、露光装置に保持し、支承するときに生じる膜面の変形分を示す、転写面形状データCを得る。具体的には、以下のように行うことができる。
前記主表面(膜面側)の平坦度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、主表面が実質的に鉛直になるように保持し、自重によるたわ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、主表面上に複数設定し、これを測定点とすることができる(図2参照)。
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。この状態で、基板の膜面(転写面)は、保持状態によって異なる力を受け、その形状が変化する。例えば、保持部材の形状によって、フォトマスクの受ける力が変化する。更に、フォトマスクの自重に対抗し、フォトマスク転写面のたわみを低減する目的で、フォトマスクの裏面(膜面側と反対の面)に所定の領域を設定し、該領域に、真空圧による力を及ぼす場合(図6b))には、その領域や真空圧の大きさにより、フォトマスクの受ける力が変化する。ここで真空圧を及ぼす場合とは、フォトマスク転写面の裏面の空間を減圧することにより、フォトマスクを上方に吸引する状態をいう。
すなわち、図6(a),(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がある。
更に、上記のとおり、基板には自重がかかり、たわみを生じるので、たわみを低減させるための上向きの力を与える。これは、基板の上(裏面側)から、真空圧を及ぼすことによって行う。(図6(a))。真空圧を及ぼす領域は、図6(b)に示すとおり、基板主表面の中心を含む、四角形領域とすることができる。
尚、所定の面の平坦度(フラットネス)を評価するとき、その面と、基準面(所定の面とほぼ平行な面を基準面とすることが多い)との距離において、その最大値と最小値の差として表現することがある。すなわち、平坦度の数値が小さい場合は、その面に凹凸が少なく、より平坦であることを意味する。
そこで、シミュレーションに適用する真空圧の量を決定するためには、フォトマスク基板の裏面に与える真空圧を変化させたとき、膜面の平坦度が最小となるときの真空圧を求めれば良い。一般的に、基板の自重たわみによる変位は、基板中心付近で最大となるため、膜面(基板主表面)の中心点における、基準面からの距離が、基板外縁における基準面からの距離と、最も近くなる時、平坦度が最小であると考えられる。基板外縁における基準面からの距離の測定においては、外縁上に、測定点を複数設定してもよく、又は、特定の位置を、代表点として定めても良い。また、膜面平坦度が最小となるときの真空圧は、実際に露光装置に基板をセットして実測してもよく、又は、上記保持状態に関する情報を用いたシミュレーションの一環として求めても良い。
[基板(石英ガラス)物性値条件]
ヤング率 E:7341 kg/mm2
ポアソン比 ν:0.17
重量密度m :0.0000022 kg/mm3
[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7参照)。
[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
[真空圧条件]
真空圧の量と、それを及ぼす領域を設定したファイル
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 − 真空圧力ベクトル = 0
が成立している。
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。
全要素(基板全体)について、これを重ね合わせると、
G1−σ1−F1+G2−σ2−F2+G3−σ3−F3+・・・=0
G1−F1+G2−F2+G3−F3+・・・=σ1+σ2+σ3+・・・=[k1]u1+[k2]u2+[k3]u3+・・・
図11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。
(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たわみ、
(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。
次に、得られた描画時高さ分布データEと、先に求めた転写面形状データC とを用いて、描画差分データFを求める。本態様では、描画時高さ分布データEと、転写面形状データCの、差分を求める。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となる。これが、描画差分データFである(図8(d)参照)。
(5) フォトマスクの膜面の凹凸(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) 自重によるたわみと、これを低減するための真空圧による逆方向の変形
が累積したものとなる。
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9参照)。
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。
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。
d= sinΦ × t/2 = H × (t/2Pitch) ・・・・・(式2)
で求めることができる。
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13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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、及び
前記基板を露光装置に保持した状態の前記基板の主表面形状を示す転写面形状データCを入力可能とする手段である。
演算手段は、前記描画時高さ分布データEと、前記転写面形状データCとを用いて、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。
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。
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を示す、転写面形状データCを演算するとともに、前記描画時高さ分布データEと、前記転写面形状データCとを用いて、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。
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。
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。
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。
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を示す、転写面形状データCを得る。これは、前述のII-1〜II-2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形状データCを使用することができる。
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。
検査時高さ分布データIと、転写面形状データCの差分を求めることにより、検査差分データJを得る(図10(a)〜(d)参照)。
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10(d)〜(e)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。
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。
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。
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、
前記基板を露光装置に保持した状態の前記基板の主表面形状を示す転写面形状データCを入力する入力手段と、
前記検査時高さ分布データIと、前記転写面形状データCとを用いて、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。
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を示す転写面形状データCを演算するとともに、前記検査時高さ分布データIと、前記転写面形状データCとを用いて、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。
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。
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0.08〜0.15(特に0.08〜0.10)、
コヒレンスファクター(σ)が0.5〜0.9、
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。
露光装置に、フォトマスクをセットする際には、上記有限要素法において適用した真空圧を適用することが好ましい。
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。
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
Claims (17)
- 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、表示装置製造用の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得られた、基板表面形状データBを用意する工程と、
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、保持部材の形状に基づいて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、前記転写面形状データCとを用いて、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し、
前記描画時高さ分布データEは、
(1)前記ステージの不十分なフラットネス、
(2)前記ステージ上の異物挟み込みによる前記基板のたわみ、及び
(4)前記基板の裏面の凹凸に起因する前記主表面の変形
による前記主表面の変形要因を含み、かつ、
前記転写面形状データCを得る工程においては、予め求めた基板裏面形状データを用いることを特徴とする、フォトマスクの製造方法。 - 前記転写面形状データCを得る工程においては、有限要素法を用いることを特徴とする、請求項1に記載のフォトマスクの製造方法。
- 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、請求項1又は2に記載のフォトマスクの製造方法。
- 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、請求項1又は2に記載のフォトマスクの製造方法。
- 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、請求項1〜4のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
- 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、請求項1〜5のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
- 前記描画装置のステージは、前記フォトマスクブランクの裏面全体が接触するものであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
- 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表示装置製造用の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、
ならびに、基板裏面形状データ、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、前記基板物性情報、および前記基板裏面形状データを用いて、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転写面形状データCを演算するとともに、前記描画時高さ分布データEと、前記転写面形状データCとを用いて、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、を有し、
前記描画時高さ分布データEは、
(1)前記ステージの不十分なフラットネス、
(2)前記ステージ上の異物挟み込みによる前記基板のたわみ、及び
(4)前記基板の裏面の凹凸に起因する前記主表面の変形
による変形要因を含むものであることを特徴とする、描画装置。 - 前記描画装置のステージは、前記フォトマスクブランクの裏面全体が接触するものであることを特徴とする、請求項8に記載の描画装置。
- 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、表示装置製造用のフォトマスクを、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得られた、基板表面形状データBを用意する工程と、
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、保持部材の形状に基づいて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、前記転写面形状データCとを用いて、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し、
前記検査時高さ分布データIは、
(1)前記ステージの不十分なフラットネス、
(2)前記ステージ上の異物挟み込みによる前記基板のたわみ、及び
(4)前記基板の裏面の凹凸に起因する前記主表面の変形
による変形要因を含み、かつ、
前記転写面形状データCを得る工程においては、予め求めた基板裏面形状データを用いることを特徴とする、フォトマスクの検査方法。 - 前記転写面形状データCを得る工程においては、有限要素法を用いることを特徴とする、請求項10に記載のフォトマスクの検査方法。
- 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、請求項10又は11に記載のフォトマスクの検査方法。
- 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、請求項10又は11に記載のフォトマスクの検査方法。
- 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、
請求項10〜13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。 - 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、
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。 - 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、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ものであることを特徴とする、表示装置の製造方法。 - 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表示装置製造用の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、
ならびに、基板裏面形状データ、
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、前記基板物性情報、および前記基板裏面形状データを用いて、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転写面形状データCを演算するとともに、前記検査時高さ分布データIと、前記転写面形状データCとを用いて、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、検査手段を有し、
前記検査時高さ分布データIは、
(1)前記ステージの不十分なフラットネス、
(2)前記ステージ上の異物挟み込みによる前記基板のたわみ、及び
(4)前記基板の裏面の凹凸に起因する前記主表面の変形
による変形要因を含むものであることを特徴とする、フォトマスクの検査装置。
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