JP6681945B2 - Photomask manufacturing method for display device manufacturing, drawing apparatus, photomask inspection method, and photomask inspection apparatus - Google Patents

Photomask manufacturing method for display device manufacturing, drawing apparatus, photomask inspection method, and photomask inspection apparatus Download PDF

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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、有利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 that is advantageously used for manufacturing a semiconductor device and a display device (LCD, organic EL, etc.), and relates to a manufacturing method and device, an inspection method and device thereof.

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、形成された転写用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 further 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。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-134433 discloses a drawing method and a drawing apparatus capable of increasing the coordinate accuracy of a photomask pattern when it is transferred onto a transfer target. In particular, in the photomask manufacturing process, the problem that the pattern as designed is not formed on the transfer target is solved because the shape of the film surface (pattern formation surface) when drawing the transfer pattern is different from that at the time of exposure. Therefore, a method for obtaining the corrected drawing data is described.

特開2010−134433号公報JP, 2010-134433, A

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 devices, liquid crystal display devices and organic EL display devices represented by smartphones and tablet terminals are required to have bright, power-saving, fast operation speed, and beautiful images with high resolution. Therefore, a new technical problem has been revealed by the inventors with respect to the photomask used for the above-mentioned 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)を超える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 clearly express a fine image, it is necessary to increase the pixel density, and at present, a device with a pixel density exceeding 400 ppi (pixel per inch) is about to be realized. Therefore, the design of the transfer pattern of the photomask is in the direction of miniaturization and high density. By the way, many electronic devices including display devices are three-dimensionally formed by stacking a plurality of layers in which fine patterns are formed. Therefore, it is important to improve the coordinate accuracy in these multiple layers and to coordinate the coordinates with each other. That is, if the pattern coordinate accuracy of each layer does not satisfy the predetermined level, the completed device does not operate properly. Therefore, the allowable range of coordinate shift required for each layer tends to become smaller and smaller.

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 amount between the shape of the film surface in the drawing step of the photomask blank and the shape of the film surface at the time of exposure is calculated, and drawing is performed based on the calculated shape change amount. It is described that the design drawing data used is corrected. In this document, at the stage of drawing the transfer pattern, the film surface of the substrate (the surface on the side where the film is formed in the transparent substrate, the surface on which the film is formed in the photomask blank, and the pattern in the photomask) Among the factors of deformation from the ideal plane in the formed surface.), There is described a method of obtaining corrected drawing data by distinguishing between the amount that remains during exposure and the amount that disappears during exposure.

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(すなわち(3)及び基板厚みのばらつき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 photoresist by a drawing device, the photomask blank is placed on the stage of the drawing device with its film surface facing upward. At that time, the deformation factor of the surface shape of the film surface of the photomask blank from the ideal plane is
(1) Insufficient flatness of the stage,
(2) Deflection of the substrate due to the inclusion of foreign matter on the stage,
(3) Asperity on the film surface of the photomask blank,
(4) Deformation of the film surface due to irregularities on the back surface of the photomask blank (that is, (3) and deformation of the film surface due to variations in substrate thickness),
It is thought that there is. Therefore, 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、フォトマスク外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たわみは、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 by making the film surface downward and supporting only the outer edge of the photomask. Place the transferred object with the resist film formed (also called the processed object because it is processed by etching after the pattern is transferred) under the photomask and from the top of 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) deflection of the substrate due to the inclusion of foreign matter on the stage disappear. Further, (4) the unevenness on the back surface of the substrate remains in this state, but the surface shape of the back surface on which no pattern is formed does not affect the transfer of the front surface (pattern forming surface). On the other hand, the deformation factor that remains when the photomask is used in the 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 due to (1), (2), and (4) exist at the time of drawing and disappear at the time of exposure. Due to this change, a coordinate shift occurs between drawing and exposure. Therefore, the design drawing data is corrected to be drawing data for the change amount of the surface shape from the ideal plane, which is caused by (1), (2), and (4), while (3) is a factor. If the change in the surface shape is not reflected in the above correction, a more accurate photomask having the transfer performance of the coordinate design data 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, the coordinate accuracy of the pattern formed on the transfer target can be improved.

一方、露光装置内におけるフォトマスクは、基板外縁近傍の保持領域において、露光装置の保持部材によってほぼ水平に保持され、支承される。このとき、保持部材によって強制的な拘束を受けて、基板の変形が生じる。更に、表示装置製造用などのフォトマスクであれば、大面積の基板を基板外縁近傍のみで支承するため、自重によるたわみも生じる。この場合、膜面の示す変形によって、フォトマスクのパターンの形成された領域にも影響を及ぼし、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高性能の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。   On the other hand, the photomask in the exposure apparatus is held and supported substantially horizontally by the holding member of the exposure apparatus in the holding area near the outer edge of the substrate. At this time, the substrate is deformed by being forcibly restrained by the holding member. Further, in the case of a photomask for manufacturing a display device, since a large-area substrate is supported only near the outer edge of the substrate, it may be bent due to its own weight. In this case, the deformation of the film surface may affect the area where the pattern of the photomask is formed, and the coordinate accuracy of the area may be deteriorated. The present inventor has found that considering the miniaturization and high integration of patterns in currently developed high-performance display devices and the like, it is significant to consider such fine influences.

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並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 laminated layer is formed by a transfer pattern of a different photomask. It goes without saying that the individual photomasks used are manufactured under strict quality control. However, since the individual photomasks are different, it is difficult to make all the flatness of the surface to be a perfect ideal plane, and it is also possible to make the film surface shapes to be the same in a plurality of photomasks. Have difficulty.

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、露光装置内において保持されたときに示す膜面形状を考慮して、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 of each photomask, and if the drawing data is corrected in consideration of the film surface shape shown when these photomasks are held in the exposure apparatus. Therefore, it is possible to form a transfer pattern with higher coordinate accuracy.

つまり、特許文献1の方法に対し、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、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個体差、およびそれらが露光装置内において受ける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。
ところで、上記文献1には、フォトマスクブランクを、膜面を上側にして描画装置のステージに載置し、この状態でこのフォトマスクブランクの上側の面の高さ分布を測定する工程が記載されている。この工程は、上記4つの要因の結果を定量化することを可能にする点で、有用である。但し、この工程は、フォトマスクブランクの描画装置占有時間を増加させるデメリットがある。フォトマスクの生産効率やコストに対する、描画装置占有時間の影響は大きいため、これを改善する潜在的な技術課題があることにも、本発明者は着目した。
That is, in comparison with the method of Patent Document 1, in preventing deterioration of coordinate accuracy due to a difference in film surface orientation between drawing and exposure, the accuracy is further improved and the yield of a device having a plurality of layers is increased. In consideration of the individual difference in the film surface shape of the photomask substrate used for each layer and the influence of the force exerted on them in the exposure apparatus, there is a method of substantially eliminating the deterioration of transferability due to this influence. It has been found by the present inventor to be beneficial.
By the way, the above-mentioned Document 1 describes a step of placing a photomask blank on the stage of a drawing apparatus with the film surface facing upward, and measuring the height distribution of the upper surface of the photomask blank in this state. ing. This step is useful in that it makes it possible to quantify the consequences of the above four factors. However, this step has a demerit that the occupation time of the drawing device of the photomask blank is increased. The present inventor has also noticed that there is a potential technical problem to improve the photomask production efficiency and the cost of the drawing device occupancy time, because the effect is large.

そこで、本発明は、上記課題を解決し、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。   Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems and is capable of improving the coordinate accuracy of a pattern formed on a transferred body, a photomask manufacturing method, a drawing apparatus, a photomask inspection method, a photomask inspection apparatus, Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device.

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、
前記基板の厚み分布を示す、厚み分布データT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を用意する工程と、
前記厚み分布データTと、前記転写面形状データC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。
In order to solve the aforementioned problems, the present invention has the following configurations.
(Structure 1)
A photomask blank in which a thin film and a photoresist film are formed on the main surface of the substrate is prepared, and a drawing device is used to draw a predetermined transfer pattern.
A step of preparing pattern design data A based on the design of the predetermined transfer pattern,
A step of preparing thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate,
The step of preparing transfer surface shape data C, which shows the shape of the main surface when the photomask is held in an exposure device,
A step of obtaining drawing difference data F using the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C;
A step of calculating the coordinate deviation amount at a plurality of points on the main surface corresponding to the drawing difference data F, and obtaining the drawing coordinate deviation amount data G;
A method of manufacturing a photomask, 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、
前記基板の厚み分布を示す厚み分布データT、及び前記主表面の表面形状を示す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、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、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、
前記厚み分布データTと、前記転写面形状データC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。
(Configuration 2)
A photomask blank in which a thin film and a photoresist film are formed on the main surface of the substrate is prepared, and a drawing device is used to draw a predetermined transfer pattern.
A step of preparing pattern design data A based on the design of the predetermined transfer pattern,
Thickness distribution data T indicating the thickness distribution of the substrate, and a step of preparing substrate surface shape data B indicating the surface shape of the main surface,
When the photomask is held in the exposure apparatus, the displacement caused in the surface shape is reflected on the substrate surface shape data B, showing the shape of the main surface when held in the exposure apparatus, A step of obtaining the transfer surface shape data C,
A step of obtaining drawing difference data F using the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C;
A step of calculating the coordinate deviation amount at a plurality of points on the main surface corresponding to the drawing difference data F, and obtaining the drawing coordinate deviation amount data G;
A method of manufacturing a photomask, 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)
前記基板が露光装置内に保持される際に生じる、前記主表面の変形のうち、前記基板の自重たわみに起因する前記主表面の変形分を示す自重変形分データRを求め、
前記描画差分データFを得る工程において、前記厚み分布データTと、前記転写面形状データCとともに、前記自重変形分データRを用いることを特徴とする、構成1又は2に記載のフォトマスクの製造方法。
(Structure 3)
When the substrate is held in the exposure apparatus, of the deformation of the main surface, the self-weight deformation amount data R indicating the deformation amount of the main surface due to the self-weight deflection of the substrate is obtained,
In the step of obtaining the drawing difference data F, the self-weight deformation data R is used together with the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C to manufacture the photomask according to configuration 1 or 2. Method.

(構成4)
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、主表面が実質的に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に記載のフォトマスクの製造方法。
(Structure 4)
The substrate surface shape data B is a plurality of measurements on the main surface of the photomask blank, or a substrate for forming the photomask blank, with the main surface being held substantially vertically. 3. The method for manufacturing a photomask according to configuration 2, which is obtained by measuring a position of a point.

(構成5)
前記厚み分布データT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、主表面が実質的に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1〜4のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
(Structure 5)
The thickness distribution data T is a plurality of measurement points on the main surface with the photomask blank, or a substrate for the photomask blank being held so that the main surface is substantially vertical. 5. The method for manufacturing a photomask according to any one of configurations 1 to 4, which is obtained by measuring the position of.

(構成6)
前記描画装置に固有の座標ずれ成分に関する、座標ずれ固有データQをあらかじめ求め、
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、前記パターン設計データAとともに、前記座標ずれ固有データQ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。
(Structure 6)
Regarding the coordinate deviation component peculiar to the drawing device, the coordinate deviation peculiar data Q is obtained in advance,
In the drawing step, drawing is performed on the photomask blank by using the coordinate deviation peculiar data Q together with the drawing coordinate deviation amount data G and the pattern design data A. Configuration 1 5. The method for manufacturing a photomask according to any one of 5 to 5.

(構成7)
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1〜6のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
(Structure 7)
7. The method of manufacturing a photomask according to any one of configurations 1 to 6, wherein a finite element method is used in the step of obtaining the transfer surface shape data C.

(構成8)
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1〜6のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
(Structure 8)
In the drawing step, drawing is performed by using the corrected pattern data H obtained by correcting the pattern design data A based on the drawing coordinate deviation amount data G. 7. The method for manufacturing a photomask according to any one of 6 to 6.

(構成9)
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1〜6のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
(Configuration 9)
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. 7. The method for manufacturing a photomask according to any one of configurations 1 to 6.

(構成10)
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1〜9のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
(Configuration 10)
10. The photomask according to any one of Configurations 1 to 9, wherein a plurality of holding points held by a holding member are arranged on a plane when the photomask is held in an exposure apparatus. Production method.

(構成11)
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、
前記転写用パターンのパターン設計データA、
前記基板の厚み分布を示す厚み分布データT、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、
前記厚み分布データT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。
(Configuration 11)
A drawing device 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,
Pattern design data A of the transfer pattern,
Thickness distribution data T indicating the thickness distribution of the substrate, and transfer surface shape data C indicating the main surface shape of the substrate in a state where the substrate is held by an exposure device.
Input means for inputting,
Using the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C, calculation means for calculating the drawing coordinate deviation amount data G at a plurality of points on the main surface,
A drawing apparatus comprising: a drawing unit that draws on the photomask blank using the drawing coordinate shift amount data G and the pattern design data A.

(構成12)
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、
前記転写用パターンのパターン設計データA、
前記基板の厚み分布を示す厚み分布データT、
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を演算可能であるとともに、前記厚み分布データT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。
(Configuration 12)
A drawing device 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,
Pattern design data A of the transfer pattern,
Thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate,
Showing the shape of the main surface of the substrate, substrate surface shape data B,
Input means for inputting information about a holding state when holding the substrate in the exposure apparatus, and substrate information including physical property values of the substrate material;
Using the substrate surface shape data B, information about the holding state, and the substrate information, it is possible to calculate transfer surface shape data C indicating the main surface shape of the substrate held in the exposure apparatus. , A calculation means for calculating drawing coordinate deviation amount data G at a plurality of points on the main surface using the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C,
A drawing apparatus comprising: a drawing unit that draws on the photomask blank using the drawing coordinate shift amount data G and the pattern design data A.

(構成13)
前記基板が露光装置内に保持される際に生じる、前記主表面の変形のうち、前記基板の自重たわみに起因する前記主表面の変形分を示す自重変形分データRを保存する記憶手段を更に有し、
前記演算手段は、前記自重変形分データRを使用して演算することを特徴とする、
構成12に記載の描画装置。
(Configuration 13)
Among the deformations of the main surface that occur when the substrate is held in the exposure apparatus, a storage unit that stores the self-weight deformation amount data R indicating the deformation amount of the main surface due to the deflection of the substrate by its own weight is further included. Have,
The calculating means is characterized in that it calculates using the self-weight deformation amount data R,
The drawing device according to configuration 12.

(構成14)
前記描画装置に固有の座標ずれ成分に関する、座標ずれ固有データQを保存する記憶手段を有し、
前記演算手段は、前記座標ずれ固有データQを使用して演算することを特徴とする、
構成12又は13に記載の描画装置。
(Configuration 14)
Regarding the coordinate deviation component peculiar to the drawing device, a storage means for storing the coordinate deviation peculiar data Q
The calculating means calculates using the coordinate deviation peculiar data Q,
The drawing device according to configuration 12 or 13.

(構成15)
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、
前記基板の厚み分布を示す、厚み分布データT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、
前記厚み分布データT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検査工程を有する、フォトマスクの検査方法。
(Structure 15)
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 device,
The photomask, in a state of being placed on the stage of the inspection device, performing coordinate measurement of a pattern formed on the main surface, and obtaining pattern coordinate data L,
A step of preparing thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate,
The step of obtaining the transfer surface shape data C showing the shape of the main surface when the photomask is held in an exposure device,
Using the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C, a step of obtaining inspection difference data J,
Calculating a coordinate deviation amount at a plurality of points on the main surface corresponding to the inspection difference data J, and obtaining inspection coordinate deviation amount data K;
A method of inspecting a photomask, comprising an inspection step of inspecting the transfer pattern using the inspection coordinate shift amount data K and the pattern coordinate data L.

(構成16)
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、
前記基板の厚み分布を示す、厚み分布データT、及び前記主表面の表面形状を示す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、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、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、
前記厚み分布データT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検査工程を有する、フォトマスクの検査方法。
(Configuration 16)
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 device,
The photomask, in a state of being placed on the stage of the inspection device, performing coordinate measurement of a pattern formed on the main surface, and obtaining pattern coordinate data L,
A step of preparing a thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate, and a substrate surface shape data B showing the surface shape of the main surface,
When the photomask is held in the exposure apparatus, the displacement caused in the surface shape is reflected on the substrate surface shape data B, showing the shape of the main surface when held in the exposure apparatus, A step of obtaining the transfer surface shape data C,
Using the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C, a step of obtaining inspection difference data J,
Calculating a coordinate deviation amount at a plurality of points on the main surface corresponding to the inspection difference data J, and obtaining inspection coordinate deviation amount data K;
A method of inspecting a photomask, comprising an inspection step of inspecting the transfer pattern using the inspection coordinate shift amount data K and the pattern coordinate data L.

(構成17)
前記基板が露光装置内に保持される際に生じる、前記主表面の変形のうち、前記基板の自重たわみに起因する前記主表面の変形分を示す自重変形分データRを求め、
前記検査差分データJを得る工程において、前記厚み分布データTと、前記転写面形状データCとともに、前記自重変形分データRを用いることを特徴とする、構成15又は16に記載のフォトマスクの検査方法。
(Configuration 17)
When the substrate is held in the exposure apparatus, of the deformation of the main surface, the self-weight deformation amount data R indicating the deformation amount of the main surface due to the self-weight deflection of the substrate is obtained,
17. In the step of obtaining the inspection difference data J, the thickness distribution data T, the transfer surface shape data C, and the self-weight deformation amount data R are used, and the inspection of the photomask according to configuration 15 or 16 is performed. Method.

(構成18)
前記検査装置に固有の座標ずれ成分に関する、検査座標ずれ定数データSをあらかじめ求め、
前記検査工程では、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とともに、前記検査座標ずれ定数データSを用いて、検査することを特徴とする、構成15〜17のいずれかに記載のフォトマスクの検査方法。
(Structure 18)
Regarding the coordinate deviation component peculiar to the inspection device, the inspection coordinate deviation constant data S is obtained in advance,
In the inspection step, the inspection coordinate deviation amount data K and the pattern coordinate data L are used, and the inspection coordinate deviation constant data S is used for the inspection, and the inspection is performed. Photomask inspection method.

(構成19)
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16〜18のいずれかに記載のフォトマスクの検査方法。
(Structure 19)
The photomask inspection method according to any one of Configurations 16 to 18, wherein a finite element method is used in the step of obtaining the transfer surface shape data C.

(構成20)
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15〜19のいずれかに記載のフォトマスクの検査方法。
(Configuration 20)
The inspection of the transfer pattern is characterized in that the inspection coordinate deviation amount data K is reflected in the pattern design data A, and the correction design data M obtained and the pattern coordinate data L are used. 20. The photomask inspection method according to any one of Configurations 15 to 19.

(構成21)
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15〜19のいずれかに記載のフォトマスクの検査方法。
(Configuration 21)
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 displacement amount data K on the pattern coordinate data L. 20. The photomask inspection method according to any one of Configurations 15 to 19.

(構成22)
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15〜21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 22)
A photomask blank in which a thin film and a photoresist film are formed on a main surface, which is used as a photomask by patterning the thin film.
A photomask manufacturing method, comprising the photomask inspection method according to any one of configurations 15 to 21.

(構成23)
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1〜10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 23)
A method for manufacturing a display device, which comprises performing pattern transfer to a device substrate having a layer to be processed by exposing a photomask having a transfer pattern formed on a main surface thereof,
A method for manufacturing a display device, which uses a photomask manufactured by the manufacturing method according to any one of configurations 1 to 10.

(構成24)
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1〜10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。
(Configuration 24)
A method of manufacturing a display device including sequentially performing pattern transfer to a plurality of layers to be processed formed on a device substrate by using a plurality of photomasks each having a transfer pattern formed on each main surface and an exposure device. At
The method of manufacturing a display device, wherein the plurality of photomasks are manufactured by the manufacturing method according to any one of configurations 1 to 10.

(構成25)
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、
前記転写用パターンのパターン設計データA、
前記基板の厚み分布を示す厚み分布データT、
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、
前記厚み分布データT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。
(Configuration 25)
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,
Performing coordinate measurement of the pattern formed on the main surface to obtain pattern coordinate data L, coordinate measuring means,
Pattern design data A of the transfer pattern,
Thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate,
Transfer surface shape data C indicating the main surface shape of the substrate in a state where the substrate is held in the exposure device
Input means for inputting,
Using the thickness distribution data T, and the transfer surface shape data C, to calculate the inspection coordinate deviation amount data K at a plurality of points on the main surface, a calculating unit,
A photomask inspection device having an inspection means for inspecting the transfer pattern of the photomask by using the inspection coordinate shift amount data K and the pattern design data A.

(構成26)
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、
前記転写用パターンのパターン設計データA、
前記基板の厚み分布を示す、厚み分布データT、
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を演算可能であるとともに、前記厚み分布データT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。
(Configuration 26)
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,
Performing coordinate measurement of the pattern formed on the main surface to obtain pattern coordinate data L, coordinate measuring means,
Pattern design data A of the transfer pattern,
The thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate,
Showing the shape of the main surface of the substrate, substrate surface shape data B,
Information about a holding state when holding the substrate in the exposure apparatus, and substrate information including physical property values of the substrate material
Input means for inputting,
Using the substrate surface shape data B, information about the holding state, and the substrate information, it is possible to calculate transfer surface shape data C indicating the main surface shape of the substrate held in the exposure apparatus. The thickness distribution data T and the transfer surface shape data C are used to calculate inspection coordinate deviation amount data K at a plurality of points on the main surface,
A photomask inspection device having an inspection means for inspecting the transfer pattern of the photomask by using the inspection coordinate shift amount data K and the pattern design data A.

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、効率的な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, an efficient photomask manufacturing method, a drawing apparatus, a photomask inspection method, a photomask inspection apparatus, and a display capable of improving the coordinate accuracy of a pattern formed on a transfer target are provided. A method for manufacturing a device can be provided.

図1(a)は、主表面が鉛直となるように保持された基板の側面図であり、図1(b)は、同基板の正面図である。FIG. 1 (a) is a side view of a substrate held so that its main surface is vertical, and FIG. 1 (b) is a front view of the same substrate. 図2(a)は、複数の測定点を設定した基板の断面図であり、図2(b)は、同基板の正面図である。FIG. 2 (a) is a cross-sectional view of the substrate in which a plurality of measurement points are set, and FIG. 2 (b) is a front view of the substrate. 図3(a)は、有限要素法に用いられるマスクモデルの断面図であり、図3(b)は、同マスクモデルの正面図である。FIG. 3 (a) is a cross-sectional view of a mask model used in the finite element method, and FIG. 3 (b) is a front view of the mask model. 図4(a)は、膜面が上側となるように配置したマスクモデルの断面図であり、図4(b)は、膜面が下側となるように配置したマスクモデルの断面図であり、図4(c)は、膜面が上側となるように配置したマスクモデルの正面図であり、図4(d)は、膜面が下側となるように配置したマスクモデルの正面図である。FIG. 4 (a) is a sectional view of the mask model arranged so that the film surface is on the upper side, and FIG. 4 (b) is a sectional view of the mask model arranged so that the film surface is on the lower side. 4 (c) is a front view of the mask model arranged so that the film surface is on the upper side, and FIG. 4 (d) is a front view of the mask model arranged so that the film surface is on the lower side. is there. 図5(a)は、実施の態様1における、保持部材による保持位置と、保持状態のマスクが受ける変位を示すマスクモデルの断面図である。図5(b)は、実施の態様1における、図5(a)のマスクモデルの正面図であり、保持部材による保持位置を点線で示している。FIG. 5 (a) is a sectional view of a mask model showing the holding position by the holding member and the displacement received by the mask in the held state in the first embodiment. FIG. 5 (b) is a front view of the mask model of FIG. 5 (a) in the first embodiment, and the holding position by the holding member is shown by a dotted line. 図6(a)は、実施の態様1において、露光装置に保持されたマスクに及ぼされる力の一例を示す断面図である。図6(b)は、実施の態様1において、マスクに真空圧が与えられる領域と保持部材の保持位置の一例を示す図である。FIG. 6A is a sectional view showing an example of a force exerted on the mask held by the exposure apparatus in the first embodiment. FIG. 6 (b) is a diagram showing an example of a region to which a vacuum pressure is applied to the mask and a holding position of the holding member in the first embodiment. 実施の態様1における、マスクモデルを構成する六面体の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a hexahedron that constitutes a mask model in the first embodiment. 実施の態様1において、基板表面形状データBから転写面形状データCを得た後、基板の厚み分布データTと転写面形状データCとの差分により描画差分データFを得て、描画差分データFから描画用座標ずれ量データGを得るまでの工程を示す模式図である。In the first embodiment, after the transfer surface shape data C is obtained from the substrate surface shape data B, the drawing difference data F is obtained from the difference between the substrate thickness distribution data T and the transfer surface shape data C, and the drawing difference data F FIG. 7 is a schematic diagram showing steps from to obtaining drawing coordinate deviation amount data G. 膜面の形状変動と、それによる座標ずれの関係を計算するための模式図である。It is a schematic diagram for calculating the relationship between the shape variation of the film surface and the coordinate shift due to it. 基板の厚み分布データTと転写面形状データCとの差分により検査差分データJを得た後、検査差分データJから検査用座標ずれ量データKを得るまでの工程を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a process from obtaining the inspection difference data J from the difference between the substrate thickness distribution data T and the transfer surface shape data C and then obtaining the inspection coordinate deviation amount data K from the inspection difference data J. 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。FIG. 3 is a conceptual diagram of a drawing device used in the photomask manufacturing method according to the embodiment. 基板表面の高低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。It is the figure which expressed the coordinate shift of the measurement point resulting from the height of the substrate surface by a vector. 図13(a)は、実施の態様2において、露光装置に保持されたマスクに及ぼされる力の一例を示す断面図である。図13(b)は、実施の態様2において、保持部材の保持位置の一例を示す図である。FIG. 13A is a sectional view showing an example of the force exerted on the mask held by the exposure apparatus in the second embodiment. FIG. 13B is a diagram showing an example of the holding position of the holding member in the second embodiment. 実施の態様1において、転写面形状データCと、理想基板の自由たわみを反映した参照形状データC1との差分から、自由たわみ成分を除いた転写面修正データDを得る工程を示す模式図である。9 is a schematic diagram showing a step of obtaining transfer surface correction data D from which a free flexure component is removed from the difference between the transfer surface shape data C and the reference shape data C1 reflecting the free flexure of the ideal substrate in the first embodiment. FIG. . 実施の態様2において、基板の厚み分布データTと転写面修正データDとの差分により、描画差分データFを得て、描画差分データFから、描画用座標ずれ量データGを得る工程を示す模式図である。In the second embodiment, a pattern showing a process of obtaining drawing difference data F from the difference between the substrate thickness distribution data T and the transfer surface correction data D, and obtaining drawing coordinate deviation amount data G from the drawing difference data F It is a figure. 実施の態様2において、自重たわみ成分を除いた転写面修正データDと、基板の厚み分布データTの差分から、検査差分データJを求め、この検査差分データJから、検査用座標ずれ量データKを得る工程を示す模式図である。In the second embodiment, the inspection difference data J is obtained from the difference between the transfer surface correction data D excluding the self-weight deflection component and the substrate thickness distribution data T, and the inspection coordinate deviation amount data K is obtained from the inspection difference data J. It is a schematic diagram which shows the process of obtaining. 図17(a)、(c)は、テスト用フォトマスクに描画されたパターンの座標測定結果を示している。図17(b)、(d)は、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、シミュレーションを行った結果を示している。17A and 17C show the coordinate measurement results of the pattern drawn on the test photomask. 17 (b) and 17 (d) show the results of simulation of the coordinate shift when the test photomask is set in the exposure apparatus.

<実施の態様1>(描画)
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> (Drawing)
The photomask manufacturing method of the present invention has 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 blank is formed by forming a pattern designed based on a device to be obtained on a photomask blank having a main surface of a substrate and one or more thin films and a photoresist film formed thereon. Draw to make 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. The size and thickness are not limited, but those used for manufacturing a display device having a side of 300 mm to 1800 mm and a thickness of 5 to 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もの、或いは、薄膜上にフォトレジスト膜を形成したものの基板を、「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 the thin film is formed, a substrate having one or more thin films formed on the main surface or a substrate having a photoresist film formed on the thin film is referred to as a “substrate” (or a photomask blank). Substrate, photomask substrate).

尚、基板の主表面の平坦度や厚み分布(以下、TTV(total thickness variation)ともいう)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 process of measuring the flatness and thickness distribution (hereinafter also referred to as TTV (total thickness variation)) of the main surface of the substrate, the influence of the thickness of the thin film or photoresist film formed on the main surface is substantially Does not occur. This is because the film thickness of the thin film or the photoresist film is sufficiently small and does not substantially affect the above 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 more) that blocks exposure light when using a photomask, a semi-transmissive film that partially transmits exposure light (exposure light transmittance is 2 ~ 80%) or a phase shift film (for example, an exposure light having a phase shift amount of 150 to 210 degrees and an exposure light transmittance of about 2 to 30%) or controlling the light reflectivity. It may be an optical film such as an antireflection film. Further, a functional film such as an etching stopper film may be included. It may be a single film or a laminated film of a plurality of films. For example, a light-shielding film containing Cr, an antireflection film, a semi-transparent film containing Cr compound or metal silicide, a phase shift film, and the like can be applied. It is also possible to apply a photomask blank in which a plurality of thin films are laminated. By applying the method of the present invention to the patterning of each of the plurality of thin films, a photomask having excellent transferability with excellent coordinate accuracy 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 of preparing pattern design data A The pattern design data is data of a transfer pattern designed based on a 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、各レイヤに本発明を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1.5〜5μm、特に1.5〜3.5μm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 are no restrictions on the application of the device manufactured by the photomask according to the present invention. For example, by applying the present invention to each layer of each constituent of the liquid crystal display device or the organic EL display device, excellent effects can be obtained. For example, a line-and-space pattern with a pitch of less than 7 μm (such as a line or space with a line width (CD: Critical Dimension) of 4 μm or a portion of less than 3 μm) or a diameter of 1.5 to 5 μm, especially 1.5 to 3.5 μm INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is advantageously used for a photomask for a finely designed display device having a hole pattern, etc.

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。このため、以下の工程による補正を行う。   When the pattern design data is used as it is without being corrected for drawing, the film surface shape 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 becomes insufficient when the transfer pattern is formed on the transfer target. Therefore, the correction is performed by the following steps.

II 基板の厚み分布を示す厚み分布データT、及び、基板表面形状データBを得る工程
厚み分布データTと基板表面形状データBの取得の順序はいずれが先でもよく、また、別々の工程で取得しても、ひとつの工程中で取得してもよい。ここでは、同一の平坦度測定器を用いてひとつの工程中で測定する場合について例示する。
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する。すなわち、自重によるたわみが実質的に基板表裏の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)。
II Process of obtaining the thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate and the substrate surface shape data B The order of acquiring the thickness distribution data T and the substrate surface shape data B may be either first, or in separate steps Alternatively, it may be acquired in one step. Here, the case where the same flatness measuring device is used to perform the measurement in one step will be exemplified.
For example, the substrate to be measured is held so that the main surface is substantially vertical. That is, it can be measured by a flatness measuring device in a state where the deflection due to its own weight does not substantially affect the shapes of the front and back surfaces of the substrate (see FIG. 1).
The measurement can be performed by a flatness measuring device using an optical measuring method such as detecting reflected light of irradiated light (laser or the like). Examples of the measuring device include flatness measuring machine FTT series manufactured by Kuroda Seiko Co., Ltd., and those described in JP-A-2007-46946.
At this time, set a plurality of intersections (lattice points) of the grid drawn in the XY direction at equal intervals on the main surface (with the spacing P as the pitch P) and set them as measurement points. (See Figure 2).

例えば、実質的に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、基板の主表面の平坦度が把握でき、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, a flatness measurement that has a function of measuring the distance in the Z direction (see Fig. 2) between the reference plane and each of the above measurement points as a reference plane. Machine can be used. By this measurement, the flatness of the main surface of the substrate can be grasped, and thereby the substrate surface shape data B can be 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8(a)参照)。   As shown in FIG. 2 (a), the heights in the Z direction of all measurement points on the main surface are measured. As a result, the substrate surface shape data B is obtained in the form of a flatness map (see FIG. 8 (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み(膜面と裏面の距離)分布データTを求めておくことができる(図2(a)参照)。基板の厚み分布はTTV(Total thickness variation)とも表記する。この厚み分布データTは、後段で使用することができる。   In addition, when acquiring the substrate surface shape data B, the measurement point is set at a position corresponding to the film surface side on the substrate back surface side (the surface opposite to the main surface which is the film surface), and the same measurement is performed. By performing the above, it is possible to obtain the substrate backside shape data and the substrate thickness (distance between the film surface and the backside) distribution data T at each measurement point (see FIG. 2 (a)). The thickness distribution of the substrate is also referred to as TTV (Total thickness variation). This thickness distribution data T can 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), and 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。   Moreover, after the surface flatness on the film surface side is measured, the least squares plane can be obtained from the measured value. The origin O is the center of this plane.

III 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。この状態で、基板の膜面(転写面)は、保持状態に応じて、その状態に依存した力を受け、その形状が変化する。これは、保持部材の形状によっても異なる変形となる。
III Step of Obtaining Transfer Surface Shape Data C Next, when this substrate becomes a photomask, consider a state in which the photomask is held in the exposure apparatus. The photomask set in the exposure device is held with the film surface facing downward. In this state, the film surface (transfer surface) of the substrate receives a force depending on the holding state, and its shape changes. This results in different deformation depending on the shape of the holding member.

III-1方式<1>
ここでは、図6(a)(b)に示す方式で、マスク基板を保持する露光装置を使用する場合について説明する。
露光機内で、マスク基板は、膜面側(パターン形成面)を下方に向けてほぼ水平に支承され、外縁近傍にて保持部材と接触して、保持される。
III-1 method <1>
Here, a case will be described in which an exposure apparatus that holds a mask substrate is used by the method shown in FIGS.
In the exposure device, the mask substrate is supported substantially horizontally with the film surface side (pattern formation surface) facing downward, and is held by contacting the holding member in the vicinity of the outer edge.

略水平に保持された基板は、自重によるたわみを生じ、主平面の中央付近の位置が外縁付近より下がる。そこで、フォトマスクの自重に対抗し、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ことができる(図6b))。この場合、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。   The substrate held substantially horizontally is bent by its own weight, and the position near the center of the main plane is lower than the position near the outer edge. Therefore, in order to counter the self-weight of the photomask and reduce the deflection, a predetermined area may be set on the back surface (the surface opposite to the film surface side) of the photomask, and a force due to vacuum pressure may be applied to the area. Yes (Figure 6b)). In this case, the force received by the photomask changes depending on the area and the magnitude of the vacuum pressure. Here, the case of exerting a vacuum pressure refers to a state in which the space on the back surface of the photomask transfer surface is depressurized to suck the photomask upward.

こうした力を受けた状態で、基板表面形状(転写面形状)を、測定することができる。すなわち、露光機にセットされた状態のフォトマスク膜面に必要な数の測定点を設け、光学的手段等によって形状測定することにより、例えば図10(b)に示すようなマップを得ることができる。この測定点は、上記基板表面形状データBで用いた測定点と同じ位置とすることが好ましい。   The substrate surface shape (transfer surface shape) can be measured under such a force. That is, by providing the required number of measurement points on the photomask film surface set in the exposure machine and measuring the shape by an optical means or the like, for example, a map as shown in FIG. 10 (b) can be obtained. it can. This measurement point is preferably the same position as the measurement point used in the substrate surface shape data B.

但し、測定を行わなくても、本発明を実施することができる。
例えば、露光装置に保持された状態のフォトマスク膜面に生じる変位を算定し、これを、基板表面形状データBに対して反映させ、転写面形状データCを得ることができる(図8((b)参照)。すなわち、露光装置に保持したときに主平面形状に及ぼす、保持状態に関する情報(保持部材による保持条件、及び、自重に対抗する真空圧条件がこれに含まれる)を用いて、転写面形状データCを、シミュレーションにより求めることができる。
However, the present invention can be carried out without performing measurement.
For example, the displacement generated on the photomask film surface held in the exposure apparatus is calculated, and this is reflected on the substrate surface shape data B to obtain the transfer surface shape data C (FIG. 8 ((( (See b)), that is, using the information about the holding state (including the holding condition by the holding member and the vacuum pressure condition against the own weight) that affects the main plane shape when held in the exposure apparatus, The transfer surface shape data C can be obtained by simulation.

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 preparatory step, a mask model is created (Fig. 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)。   By the above-described flatness measurement of the film surface side and the back surface side, the shape data of both surfaces are obtained. Here, with respect to the outermost measurement point, one more virtual measurement point is added at a position separated by one pitch on the substrate end side, and the height in the Z direction of this virtual measurement point is set to the outermost circumference. Set the same height as the measurement point of. This is to correctly reflect the size and weight of the substrate in the finite element method used below. Also, a virtual measurement point is set in the middle of 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 by a straight line (see FIGS. 3 (a) and 3 (b)).

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 points are not limited to being provided at the center of the measured values on the film surface and the back surface, and two or three points may be provided 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。   4 (a) to 4 (d) are schematic views of this mask model as seen from both the front and back sides 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 by the holding member or held and constrained by suction, and it depends on the manufacturer, generation, and size of the exposure apparatus. Make a decision based on

本態様では、一例として、基板の主表面の外周をなす四辺の近傍に、四辺と平行に、外周から所定の距離だけ離間して配置された四角形帯状の保持部材が、転写用パターン形成領域を囲むように、基板の膜面側に接触する場合について説明する(図5(b)の点線)。
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。
In this aspect, as an example, a rectangular band-shaped holding member arranged in the vicinity of four sides forming the outer periphery of the main surface of the substrate in parallel with the four sides and separated from the outer periphery by a predetermined distance forms a transfer pattern formation region. A case where the film surface side of the substrate is contacted so as to surround it will be described (dotted line in FIG. 5B).
That is, in the models shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the measurement points on the dotted line are the holding points. In the exposure apparatus, the holding point is displaced by coming into contact with and restrained by the holding member, which may cause the entire film surface shape to be displaced due to the physical properties of the substrate.
Further, as described above, since the substrate is subjected to its own weight and is bent, an upward force for reducing the bending is applied. This is done by applying a vacuum pressure from above the substrate (back side). (Figure 6 (a)). The region exerting the vacuum pressure can be a rectangular region including the center of the main surface of the substrate, as shown in FIG. 6 (b).

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。
ここで、裏面側から付加する真空圧の量を、膜面の平坦度が最小となる量に設定することが好ましい。
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に、その面に凹凸が少なく、より平坦であることを意味する。
In the model shown in FIG. 5 (a), the forced displacement amount is set so that the position of the measurement point, which is the holding point, becomes zero on the Z axis. The zero position in the Z-axis direction refers to the already set least-squares plane (and the origin on it). For example, when the value of the flatness on the film surface side of a certain measurement point which is the holding point is 5 μm, the amount of forced displacement at that measurement point is “−5 μm”.
Here, the amount of vacuum pressure applied from the back surface side is preferably set to an amount that minimizes the flatness of the film surface.
When evaluating the flatness of a given surface, the maximum value of the distance between the given surface and the reference surface (often the reference surface is almost parallel to the given surface) It may be expressed as the difference between the minimum values. That is, when the value of the flatness is small, it means that the surface has less unevenness and is flatter.

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。   Therefore, in order to determine the amount of vacuum pressure applied to the simulation, the vacuum pressure at which the flatness of the film surface becomes minimum when the vacuum pressure applied to the back surface of the photomask substrate is changed may be obtained. Generally, the displacement of the substrate due to its own weight deflection is maximum near the center of the substrate, so the distance from the reference plane at the center point of the film surface (substrate main surface) is the distance from the reference surface at the outer edge of the substrate, When closest, the flatness is considered to be minimal. In measuring the distance from the reference plane at the outer edge of the substrate, a plurality of measurement points may be set on the outer edge, or a specific position may be set as a representative point. Further, the vacuum pressure at which the film surface flatness becomes the minimum may be set by actually setting the substrate in the exposure apparatus and actually measured, or may be obtained as a part of a simulation using the above information on the holding state. .

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」を得ることができる。   Next, the model conditions prepared above are input to software of the finite element method (FEM), 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 can be obtained.

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
When applying the finite element method, various physical property values and parameters of conditions are required. In this aspect, the following is taken as an example.
[Substrate (quartz glass) physical property condition]
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 of each measurement point: (for all measurement points of film surface, back surface, and intermediate point)
Condition file connecting measurement points: hexahedron In this aspect, regarding the corresponding measurement points on the film surface and the back surface, and their intermediate points (including virtual measurement points), a model in which hexahedrons are accumulated by connecting all adjacent objects (See Figure 7).
[Retention condition]
File with forced displacement set: Forced displacement at the above holding point [vacuum pressure condition]
File that sets the amount of vacuum pressure and the area that exerts it

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 − 真空圧力ベクトル = 0
が成立している。
Then, the finite element method is used to calculate the displacement amounts of all measurement points other than the holding point.
The photomask held in the exposure apparatus is stationary due to the balance of the forces acting on it. At this time,
Weight vector G − Stress vector σ − Vacuum pressure vector = 0
Has been 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)
Gravity vector G = Element volume x Weight density m x Gravity direction vector.

ここで一つ一つの要素は、図7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−F1+G2−σ2−F2+G3−σ3−F3+・・・=0 (式<1>)
G1−F1+G2−F2+G3−F3+・・・=σ1+σ2+σ3+・・・=[k1]u1+[k2]u2+[k3]u3+・・・ (式<2>)
Here, each element is an individual hexahedron as shown in FIG.
For all elements (entire board)
G1−σ1−F1 + G2−σ2−F2 + G3−σ3−F3 + ・ ・ ・ = 0 (Equation <1>)
G1-F1 + G2-F2 + G3-F3 + ... = σ1 + σ2 + σ3 + ・ ・ ・ = [k1] u1 + [k2] u2 + [k3] u3 + ・ ・ ・ (Equation <2>)

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, ...) Becomes the displacement amount at each measurement point and is a numerical value to be obtained. However, the displacement amount 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 amount vector of each measurement point calculated by the finite element method. That is, this is the data of the film surface shape of the photomask when the pattern is transferred by the exposure device, and is “transfer surface shape data C”.

III-2 方式<2>
方式<2>では、図13のモデルを使用する。
ここでは、図13(b)に示すように、露光装置の保持部材は、マスク基板主表面における、対向する2つの辺の近傍にそれぞれ接触する(図13(b)の点線上にある測定点が、保持点となる)。そして、膜面側を下方に向けてフォトマスクを保持する。露光機内のフォトマスク基板主平面は、この保持点が保持部材に拘束され、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になる。
III-2 method <2>
The method <2> uses the model in FIG.
Here, as shown in FIG. 13 (b), the holding member of the exposure apparatus is in contact with the vicinity of two opposing sides on the main surface of the mask substrate (measurement points on the dotted line in FIG. 13 (b)). Is the holding point). Then, the photomask is held with the film surface side facing downward. In the main plane of the photomask substrate in the exposure machine, this holding point is constrained by the holding member and forcibly displaced, whereby the physical properties of the substrate cause the entire film surface shape to be displaced.

図13(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. 13 (a), the forced displacement amount is set so that the position of the measurement point, which is the holding point, becomes zero on the Z axis. The zero position in the Z-axis direction refers to the already set least-squares plane (and the origin on it). For example, when the value of the flatness on the film surface side of a certain measurement point which is the holding point is 5 μm, the amount of forced displacement 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14(b)参照)。   Next, the model conditions prepared above are input to software of the finite element method (FEM), 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 can be obtained. The transfer surface shape data C includes a flexure component due to gravity (see FIG. 14 (b)).

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。但し、本方式では、露光装置にセットされたマスク基板には真空圧を適用しない。従って、上記方式<1>における、真空圧条件を設定したファイルは不要である。   When applying the finite element method, various physical property values and parameters of conditions are required. However, in this method, the vacuum pressure is not applied to the mask substrate set in the exposure apparatus. Therefore, the file that sets the vacuum pressure condition in the above method <1> is unnecessary.

ここでも一つ一つの要素は、図7に示すとおり、個々の六面体とする。
六全要素(基板全体)の総和は、
G1−σ1+G2−σ2+G3−σ3+・・・=0 (式<3>)
G1+G2+G3+・・・=σ1+σ2+σ3+・・・=[k1]u1+[k2]u2+[k3]u3+・・・ (式<4>)
Here again, each element is an individual hexahedron, as shown in FIG.
The sum of all six elements (entire board) is
G1--σ1 + G2--σ2 + G3--σ3 + ... = 0 (Equation <3>)
G1 + G2 + G3 + ・ ・ ・ = σ1 + σ2 + σ3 + ・ ・ ・ = [k1] u1 + [k2] u2 + [k3] u3 + ・ ・ ・ (Formula <4>)

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, ...) Becomes the displacement amount at each measurement point and is a numerical value to be obtained. However, the displacement amount 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 amount vector of each measurement point calculated by the finite element method. That is, this is the data of the film surface shape of the photomask when the pattern is transferred by the exposure device, and is “transfer surface shape data C”.

転写面修正データDを得る工程
上記の転写面形状データCには、基板に働く重力によるたわみの影響が含まれている。一方、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の中には、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いるものがあり、この場合、自重たわみ成分を補償して描画がなされる。
Step of Obtaining Transfer Surface Correction Data D The transfer surface shape data C includes the influence of bending due to gravity acting on the substrate. On the other hand, the deformation of the film surface shape due to the deflection due to its own weight and the amount of deviation of each coordinate position due to the deformation can be calculated relatively easily if the physical property value derived from the size of the substrate and the material is given. Is possible. For this reason, some exposure apparatuses used for manufacturing masks for display devices are provided with a function of correcting the coordinate shift caused by the self-weight deflection component. In this case, the self-weight deflection component is compensated. Is drawn.

そこで、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能による補正と、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14(e))。   Therefore, in order to obtain the drawing correction pattern data, the gravity deflection component should be removed from the "transfer surface shape data C" so as not to perform the correction by the compensation function of the gravity deflection component provided in the exposure apparatus and the overlap correction. Is required. Therefore, from the transfer surface shape data C, transfer surface correction data D from which the deformation due to the self-weight deflection of the substrate, that is, the self-weight deflection component is removed is obtained (FIG. 14 (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14(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 due to the self-weight deflection (self-weight deflection component) is calculated. That is, for a substrate (also referred to as an ideal substrate) having the same material, shape, and size as the above-described substrate and having an ideal shape (the main planes are parallel to each other), deformation of the main surface due to gravity deflection alone is obtained. (Fig. 14 (d)). This is also referred to as reference shape data C1. The finite element method can be applied here as in the above case.

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、これについて上記有限要素法の手順によって、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。
このC1又はC2は、基板が露光装置内に保持される際に生じる、前記主表面の変形のうち、前記基板の自重たわみに起因する前記主表面の変形分を示す自重変形分データRに相当する。
Alternatively, instead of obtaining the gravitational deflection component of the virtual ideal substrate, a predetermined reference substrate may be prepared and the deformation due to its own weight deflection may be obtained by the procedure of the finite element method. 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.
This C1 or C2 is equivalent to the self-weight deformation amount data R indicating the deformation amount of the main surface due to the self-weight deflection of the substrate among the deformations of the main surface that occur when the substrate is held in the exposure apparatus. To do.

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14(e))   Then, the transfer surface correction data D can be obtained by subtracting C1 (or C2) from the already acquired transfer surface shape data C to obtain the difference. (Fig. 14 (e))

IV 描画差分データFを得る工程
上述のとおり、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の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。
IV Step of obtaining drawing difference data F As described above, when a pattern is drawn on the photomask blank by the drawing device, the photomask blank is placed on the stage of the drawing device with the film surface facing upward. . At that time, the deformation factor of the surface shape of the film surface of the photomask blank from the ideal plane is
(1) Insufficient flatness of the stage,
(2) Deflection of the substrate due to the inclusion of foreign matter on the stage,
(3) Asperity on the film surface of the photomask blank,
(4) Deformation of the film surface due to unevenness on the back surface of the photomask blank,
It is thought that there is. Therefore, 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、描画後にパターニングが施され、露光装置内にセットされたフォトマスクにおいて、その主表面には、上記(1)、(2)、(4)による変形要因が消失している。この形状変化による座標ずれ分を定量化する必要がある。   On the other hand, in the photomask which has been patterned after drawing and set in the exposure apparatus, the deformation factors due to (1), (2), and (4) have disappeared from the main surface thereof. It is necessary to quantify the coordinate shift due to this shape change.

ここで、上記(1)は、描画装置のステージに固有のものであり、同一のステージを使用する限り、再現性をもって生じる座標ずれ要素である。従って、あらかじめ、描画装置のステージ面形状を精密に測定し、パラメータとして保有し、これを、後述の描画差分データFを求める際に使用することができる。このパラメータを、例えば、座標ずれ固有データQとする。   Here, the above (1) is unique to the stage of the drawing apparatus, and is a coordinate shift element that occurs reproducibly as long as the same stage is used. Therefore, the stage surface shape of the drawing apparatus is precisely measured in advance and held as a parameter, which can be used when obtaining drawing difference data F described later. This parameter is, for example, coordinate deviation specific data Q.

また、上記(2)は、偶発的な座標ずれ要因であって、発生確率は大きくない。更に、この要因による座標ずれの発生を更に低減するためには、ステージのクリーニング工程をより厳格に行うことにより、異物の存在を極力排除することができる。   Further, the above item (2) is an accidental coordinate shift factor, and the occurrence probability is not large. Furthermore, in order to further reduce the occurrence of coordinate deviation due to this factor, the presence of foreign matter can be eliminated as much as possible by performing the stage cleaning process more strictly.

上記(3)+(4)による、描画ステージ上での高さ変動は、換言すれば、(3)+(基板厚み変動)とすることができる。つまり、座標ずれに影響する要素のうち、(4)については、厚み分布データTの数値を使用してデータ補正を行うことができる。   In other words, the height variation on the drawing stage due to the above (3) + (4) can be expressed as (3) + (substrate thickness variation). That is, of the factors that affect the coordinate shift, the data correction can be performed for the value (4) using the numerical value of the thickness distribution data T.

このため、本発明では、あらかじめ求めた、厚み分布データTと、転写面形状データCを用いて、描画差分データFを得る工程を実施することができる。   Therefore, in the present invention, it is possible to carry out the step of obtaining the drawing difference data F by using the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C which are obtained in advance.

方式<1>の場合(図8):
図8に示すとおり、転写面形状データCと厚み分布データTの差分を求める。好ましくは、ここで得た差分から、さらにステージ面平坦度など、描画装置固有の座標ずれ要素を示す、座標ずれ固有データQを減じて、描画差分データFを求める。尚、この座標ずれ固有データQは、座標ずれ量としてXY座標値に変換したのちに、描画用座標ずれ量データGに対して反映させてもよい。
For method <1> (Fig. 8):
As shown in FIG. 8, the difference between the transfer surface shape data C and the thickness distribution data T is obtained. Preferably, the drawing difference data F is obtained by further subtracting the coordinate deviation specific data Q indicating the coordinate deviation element unique to the drawing apparatus such as the stage surface flatness from the difference obtained here. The coordinate deviation specific data Q may be converted into the XY coordinate value as the coordinate deviation amount and then reflected on the drawing coordinate deviation amount data G.

方式<2>の場合(図14、15)
図15に示すとおり、転写面修正データDと厚み分布データTの差分を求めることにより、描画差分データFを求める。好ましくは、ここで得た差分から、さらに座標ずれ固有データQを減じて、描画差分データFを求める。尚、この座標ずれ固有データQは、座標ずれ量としてXY座標値に変換したのちに、描画用座標ずれ量データGに対して反映させてもよい。
For method <2> (Figs. 14 and 15)
As shown in FIG. 15, the drawing difference data F is obtained by obtaining the difference between the transfer surface correction data D and the thickness distribution data T. Preferably, the coordinate difference specific data Q is further subtracted from the difference obtained here to obtain the drawing difference data F. The coordinate deviation specific data Q may be converted into the XY coordinate value as the coordinate deviation amount and then reflected on the drawing coordinate deviation amount data G.

一方、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(これを低減するために真空圧を与える場合は、それによる逆方向の変形)
が累積したものとなる。
On the other hand, the factors of deformation of the photomask film surface held in the exposure apparatus from the ideal plane are
(5) Concavity and convexity on the photomask film surface (substantially the same as the above (3))
(6) Deformation of the film surface that is forced by being held by the photomask holding member (7) Deflection due to its own weight (when vacuum pressure is applied to reduce this, deformation in the opposite direction)
Will be accumulated.

したがって、この2つの膜面形状の差異が、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。   Therefore, it can be said that the difference between the two film surface shapes should be applied to the correction of the “pattern design data A” because it is a factor that causes a coordinate shift due to transfer. This is the drawing difference data F.

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9参照)。
V Process of obtaining coordinate deviation amount data G for drawing The drawing difference data F is converted into a displacement (coordinate deviation amount) on the XY coordinates. For example, it can be converted by the following method (see FIG. 9).

図9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. 9 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 arranged on the stage 10 is deformed from the ideal plane due to a plurality of factors as described above.

ここで、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。
Here, when the height at the measurement point adjacent to the measurement point having the height of 0 (that is, the measurement point whose height matches the reference surface 21) is H, the difference between the height and the surface 20 of the substrate 13 The angle Φ formed by the reference surface 21 is
sinΦ = H / Pitch (Equation 1)
(Pitch: Distance between measurement points, that is, distance P between adjacent measurement points)
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 small enough,
Φ = H / Pitch (Equation 1 ')
Can also be approximated. In the following description, (Equation 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 displacement d in the X-axis direction of the measurement point due to this difference in height is
d = sinΦ × t / 2 = H × (t / 2Pitch) (Equation 2)
Can be obtained by

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12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。
Even in the above, if Φ is sufficiently small,
d = Φ × t / 2 = H × (t / 2Pitch) (Equation 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 method using a vector. FIG. 12 is a diagram in which the coordinate shift of the measurement point due to the difference in height is represented by a vector. In the drawing height distribution data E, consider an inclined surface made from three arbitrary measurement points. At this time, the deviation ΔX in the X-axis direction from the inclined surface and the deviation ΔY in the Y-axis direction from the inclined surface are expressed by the following equations.
ΔX = t / 2 × cos θx
ΔY = t / 2 × cos θy (Equation 3)
Two tilt vectors can be created from arbitrary three measurement points. A normal vector for the inclined surface is created from the cross product calculation of these two inclination 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。   Here, t is the thickness of the substrate. The thickness t at each measurement point is included in the TTV already acquired above.

そこで、本態様では、基板13上の全測定点について、転写面形状データC(方式<2>では、転写面形状データCから重力たわみ成分を減じた転写面修正データD)と厚み分布データTの差分に相当する高さ分を求め、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。もちろん発明の効果を損なわない限り、計算方法は、上記に限定されない。   Therefore, in this embodiment, the transfer surface shape data C (in the method <2>, the transfer surface correction data D obtained by subtracting the gravity deflection component from the transfer surface shape data C in the method <2>) and the thickness distribution data T at all measurement points on the substrate 13. The drawing coordinate difference amount data G can be obtained by obtaining the height corresponding to the difference and calculating the coordinate difference amount in the X direction and the Y direction for the obtained drawing difference data F. . Of course, the calculation method is not limited to the above unless the effects of the invention are impaired.

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 of Drawing Correction Pattern Data H The correction pattern data H is drawn using the drawing coordinate deviation amount data G and “pattern design data A” obtained above.
At this time, the pattern design data A may be corrected based on the drawing coordinate shift amount data G to obtain drawing correction pattern data H (not shown), 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。   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 the data of each measurement point is interpolated using the least squares method or is standardized by a predetermined rule.

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。
Alternatively, the coordinate system of the drawing device may be corrected based on the drawing coordinate shift 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 devices have a drawing function based on the corrected coordinates after given a predetermined correction to the coordinate system of the drawing device.
The drawing coordinate shift amount data G used at this time can 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。
The drawing method according to the present invention is not limited to the above aspect.
At the time of drawing, a mark pattern or the like may be appropriately added outside the transfer pattern area. As described later, a mark pattern for coordinate measurement can be additionally 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。
方式<1>では、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を例示した。
方式<2>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。
For example, the shape of the holding member of the exposure apparatus may differ depending on the apparatus, as described above.
In the method <1>, the exposure apparatus provided with four linear holding members along the four sides of the substrate is illustrated.
In the method <2>, the case where the holding members arranged in parallel near the two opposite sides of the substrate contact the film surface side of the substrate has been described.

但し、他の部材の形状をもつ装置においても、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、保持条件、必要に応じて真空圧条件を与える際に、それらを適宜変更して行えばよい。   However, the present invention can be applied to a device having another member shape. This may be performed by appropriately changing the model condition at the time of calculation of the finite element method, the holding condition, and the vacuum pressure condition if necessary.

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。   Further, in the above aspect, the holding point at which the photomask is held by the holding member is constrained on the plane (least square plane of the substrate film surface). This is because the holding member holds the photomask on 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。また、演算の順序を変えても結果が変わらない場合は、本発明に含まれることは当然のことである。   The order of the steps may be changed as long as the effects of the present invention are not impaired. Further, when the result does not change even if the order of the operations is changed, it is a matter of course that the present invention includes the result.

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 corrected pattern data is drawn on the photomask blank by the drawing method of the above aspect, the photomask is manufactured by the 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。
About the 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 developing solution to form a resist pattern. The thin film can be etched by using this resist pattern as an etching mask.
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 can be 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。   In the drawing step of the present invention described above, the drawing target is not only a photomask blank (one in which the transfer pattern is not drawn) but also a plurality of thin films It may be a patterned photomask intermediate.

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 a photomask blank including a plurality of thin films, the drawing process of the present invention described above can be applied to the drawing process for patterning each thin film. In this case, it is extremely advantageous in that a highly accurate 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 The present application includes an invention relating to a drawing device capable of carrying out the above-described drawing method.
That is, the drawing device is a drawing device 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 device includes the following means.

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、
前記基板の厚み分布を示す厚み分布データT、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
を入力可能とする手段である。
Input means Input means
Pattern design data A of the transfer pattern,
Thickness distribution data T indicating the thickness distribution of the substrate, and transfer surface shape data C indicating the main surface shape of the substrate in a state where the substrate is held by an exposure device.
Is a means for enabling input.

演算手段
演算手段は、前記厚み分布データT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。
Calculating means The calculating means uses the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C to calculate the drawing coordinate deviation amount data G at a plurality of points on the main surface.

そして、該描画装置は、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、描画を行う描画手段を有する。
更に、本発明の描画装置は、以下の手段を備えても良い。
Then, the drawing apparatus has a drawing means for drawing on the photomask blank using the drawing coordinate shift amount data G and the pattern design data A.
Furthermore, the drawing apparatus of the present invention may include the following means.

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、
前記基板の厚み分布を示す厚み分布データT、および
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情報
を入力可能とする手段である。
Input means Input means
Pattern design data A of the transfer pattern,
Thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate, and showing the shape of the main surface of the substrate, substrate surface shape data B,
It is a means for inputting information about a holding state when holding the substrate in the exposure apparatus and substrate 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を演算可能であるとともに、前記厚み分布データT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。
Calculating means The calculating means uses the substrate surface shape data B, the information regarding the holding state, and the substrate information to indicate the main surface shape of the substrate held in the exposure apparatus. A means capable of calculating C, and by using the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C, it is possible to calculate drawing coordinate deviation amount data G at a plurality of points on the main surface. . 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 Drawing means is means for drawing on the photomask blank using the drawing coordinate shift 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 include a control unit that controls the input unit, the calculation unit, and the drawing unit.

ここで、保持状態に関する情報とは、例えば、保持条件(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)を含み、更に、真空圧を用いる場合は、真空圧条件(真空圧の量と与える領域)を含むことが好ましい。   Here, the information regarding the holding state is, for example, the holding condition (the shape of the holding member, or the coordinates of the substrate holding point at which the substrate comes into contact with the holding member when the substrate is held in the exposure apparatus (according to the information of the coordinate. , The amount of forced displacement of the holding point can be calculated), and when vacuum pressure is used, it is preferable to include a vacuum pressure condition (amount of vacuum pressure and a region to be applied).

基板情報は、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 information can be, for example, 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, it is possible to carry out the drawing process necessary for the photomask manufacturing method described above.

<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 that can make the coordinate accuracy of a pattern formed on a workpiece extremely high.
By the way, when inspecting such a photomask before shipping, it is necessary to perform an inspection in consideration of a difference between the photomask placed in the inspection apparatus and the photomask held in the exposure apparatus. Most desirable.
Therefore, the need for a new inspection method was found by the inventor.

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 of obtaining pattern coordinate data L The photomask on which the pattern has been formed is placed on the stage of the coordinate inspection device with the film surface (pattern formation surface) facing upward, and the coordinates are measured. The data obtained here is referred to as pattern coordinate data L.
Here, the coordinate measurement is preferably performed by measuring the coordinates of a mark pattern formed on the main surface of the photomask in advance at the same time as the transfer pattern. This mark pattern is preferably provided on the main surface at a plurality of positions outside the area of the transfer pattern.

VIII 前記基板の厚み分布を示す、厚み分布データTを用意する工程
上記実施の形態1のIIで説明した工程と同様に、厚み分布データTを得ることができる。
VIII Step of preparing thickness distribution data T indicating the thickness distribution of the substrate The thickness distribution data T can be obtained in the same manner as the step described in II of the first embodiment.

IX 転写面形状データCを得る工程
上記実施の形態1のIIIで説明した工程と同様に、転写面形状データCを得ることができる。
IX Step of Obtaining Transfer Surface Shape Data C The transfer surface shape data C can be obtained in the same manner as the step described in III of the first embodiment.

X 検査差分データJを得る工程
前記厚み分布データT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)。
好ましくは、ここで得た差分に対し、ステージ面平坦度など検査装置固有の座標ずれ成分である、検査座標ずれ定数データSを更に減じる。
Step of Obtaining X Inspection Difference Data J The inspection difference data J is obtained by obtaining the difference between the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C (see FIGS. 10 (a) to 10 (d)).
Preferably, the inspection coordinate deviation constant data S, which is a coordinate deviation component peculiar to the inspection apparatus such as the flatness of the stage surface, is further reduced with respect to the difference obtained here.

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。
XI Process of obtaining inspection coordinate deviation amount data K Calculate the coordinate deviation amount at a plurality of points on the main surface corresponding to the inspection difference data J to obtain the inspection coordinate deviation amount data K (Fig. 10 (d )-(E)). 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, using the obtained inspection coordinate shift amount data K and the pattern coordinate data L, the transfer pattern is inspected.
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 corrected design data M and the pattern coordinate data L are used (compared with each other. You can do it.
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 corrected coordinate data N and the pattern design data A are used (compared with each other). 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。   The photomask manufactured by the manufacturing method of the present invention is preferably inspected 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。
There are no restrictions on the use of the photomask, and there is no restriction on its configuration.
It is obvious that the photomask having any film structure such as a so-called binary mask, multi-tone mask, phase shift mask, or the like can provide the operation and effect of the present invention.

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、
前記転写用パターンのパターン設計データA、
前記基板の厚み分布を示す厚み分布データT、
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、
前記厚み分布データT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。
Inspection Device The present invention includes an invention relating to an inspection device capable of implementing the above-described 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,
Performing coordinate measurement of the pattern formed on the main surface to obtain pattern coordinate data L, coordinate measuring means,
Pattern design data A of the transfer pattern,
Thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate,
Transfer surface shape data C indicating the main surface shape of the substrate in a state where the substrate is held in the exposure device
Input means for inputting,
Using the thickness distribution data T, and the transfer surface shape data C, to calculate the inspection coordinate deviation amount data K at a plurality of points on the main surface, a calculating unit,
A photomask inspection device having an inspection means for inspecting the transfer pattern of the photomask by using the inspection coordinate shift amount data K and the pattern design data A.

更には、本発明は以下の検査装置を含む。
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、
前記転写用パターンのパターン設計データA、
前記基板の厚み分布を示す、厚み分布データT、
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を演算可能であるとともに、前記厚み分布データT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。
Furthermore, the present invention includes the following inspection device.
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,
Performing coordinate measurement of the pattern formed on the main surface to obtain pattern coordinate data L, coordinate measuring means,
Pattern design data A of the transfer pattern,
The thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate,
Showing the shape of the main surface of the substrate, substrate surface shape data B,
Input means for inputting information about a holding state when holding the substrate in the exposure apparatus, and substrate information including physical property values of the substrate material;
Using the substrate surface shape data B, information about the holding state, and the substrate information, it is possible to calculate transfer surface shape data C indicating the main surface shape of the substrate held in the exposure apparatus. The thickness distribution data T and the transfer surface shape data C are used to calculate inspection coordinate deviation amount data K at a plurality of points on the main surface,
A photomask inspection device having an inspection means for inspecting the transfer pattern of the photomask by using the inspection coordinate shift amount data K and the pattern design data A.

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情報とは、前述のとおりである。   The information regarding the holding state when holding the substrate in the exposure apparatus and the substrate information including the physical property values of the substrate material 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を示す、転写面形状データCを演算するとは、前述のIII-1〜III-2の工程と同様の工程を行う為の演算を意味する。   Calculating the transfer surface shape data C indicating the main surface shape of the substrate held in the exposure apparatus means an operation for performing the same steps as the steps III-1 to III-2 described above. To do.

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。   Using the inspection coordinate deviation amount data K and the pattern design data A, when inspecting the transfer pattern of the photomask, the 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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a display device, which comprises 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. In the method of manufacturing a display device, the photomask according to the manufacturing method of the present invention is used.

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。   That is, using a photomask according to the manufacturing method of the present invention, and when manufacturing the photomask, the conditions for the state held in the exposure apparatus are determined. Exposure is performed using the exposure apparatus, pattern transfer It is a manufacturing method of a display device to which the method is applied. The pattern transferred to the object to be processed 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0.08〜0.15 (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。
尚、真空圧を適用する場合には、露光装置に、フォトマスクをセットする際、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。
Here, the effects of the present invention are remarkable when the optical performance of the exposure apparatus is, for example, as follows.
It is an exposure device of 1x exposure used for LCD (or FPD, liquid crystal), and its configuration is
The numerical aperture (NA) of the optical system is 0.08 to 0.15 (especially 0.08 to 0.10),
Coherence factor (σ) is 0.5 to 0.9,
The exposure wavelength is preferably exposure light having a representative wavelength of any one of i-line, h-line and g-line, and particularly a broad wavelength light source including all i-line, h-line and g-line.
When applying a vacuum pressure, it is preferable to apply the vacuum pressure applied in the finite element method when setting the photomask in the exposure apparatus.

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 transferring a transfer pattern of a photomask. For example, in the case of forming a TFT (thin film transistor) circuit for driving a liquid crystal display device or an organic EL display device, a pixel layer, a source / drain layer, etc. 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 which is a constituent of an 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 above-mentioned exposure apparatus and a plurality of photomasks each having a transfer pattern formed on its main surface, and sequentially performs pattern transfer to a plurality of layers to be processed formed on a device substrate. A method of manufacturing a display device including: using a photomask manufactured by the manufacturing method of the present invention.

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 manufacturing yield of the display device 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17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 the transfer pattern is drawn on a substrate (photomask blank) having a specific substrate surface shape (substrate surface shape data B), what is the coordinate accuracy of the transfer pattern when set in the exposure device? The results obtained by simulation are shown below (resulting in that the coordinate accuracy of the pattern formed on the transfer-receiving body will be improved).

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、850mm×1200mm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 device. 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 850 mm × 1200 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75mm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17(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 75 mm intervals in the X and Y directions. Then, this photoresist was developed and the light-shielding film was wet-etched to obtain a test photomask having a light-shielding film pattern. FIG. 17 (a) shows the result of setting this on the coordinate inspection device and measuring the coordinates.

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17(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 caused by the stage flatness of the coordinate inspection apparatus, by measuring the stage flatness of both devices in advance, from the data of FIG. 17 (a) It 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、上記方式<1>の露光装置を用い、そのマスク保持部材の形状情報、真空圧条件、及び基板情報を用い、上記のテストパターンに生じる座標ずれを、有限要素法を用いて算定し、図17(b)のデータ(比較例)を得た。   Next, a simulation was performed on the coordinate shift in the state where the test photomask was set in the exposure apparatus (equal magnification projection exposure method). Here, using the exposure apparatus of the above method <1>, using the shape information of the mask holding member, the vacuum pressure condition, and the substrate information, the coordinate deviation occurring in the test pattern is calculated using the finite element method. The data (comparative example) of FIG. 17 (b) was obtained.

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〜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17(c)に示す。   On the other hand, when drawing the same test pattern on the photomask blank, the coordinate system of the drawing machine was corrected to draw the pattern design data. The correction of the coordinate system was performed by obtaining the coordinate deviation amount data for drawing in the above steps II to V. The test photomask obtained as a result is set in a coordinate inspection apparatus, and the result of coordinate measurement is shown in FIG. 17 (c).

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17(d)(実施例)に示す。   Next, with respect to the coordinate shift in the state in which the test photomask obtained as a result was set in the exposure apparatus, simulation was performed in the same manner as above. The result of the simulation is shown in FIG. 17 (d) (Example).

図17(d)により、図17(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。   It can be seen from FIG. 17D that a transfer image closer to the pattern design data can be obtained on the transfer target compared to FIG. 17B. In the photomask manufactured by the method of the present invention, the coordinate accuracy is high and the coordinate error value can be suppressed to less than 0.15 μm. That is, it is possible to obtain an accuracy in which error components other than the coordinate shift caused by the capability of the drawing device are almost 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
10 stage 11 drawing means 12 measuring means 13 photomask blank 14 thin film 15 drawing data creating means 20 surface 21 reference surface

Claims (10)

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、
前記基板の厚み分布を示す、厚み分布データT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を用意する工程と、
前記厚み分布データTと、前記転写面形状データCの差分を求めることにより、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、表示装置製造用フォトマスクの製造方法。
A photomask blank in which a thin film and a photoresist film are formed on the main surface of a substrate is prepared, and including a drawing device drawing a predetermined transfer pattern, in a manufacturing method of a display device manufacturing photomask,
A step of preparing pattern design data A based on the design of the predetermined transfer pattern,
A step of preparing thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate,
The step of preparing transfer surface shape data C, which shows the shape of the main surface when the photomask is held in an exposure device,
A step of obtaining drawing difference data F by obtaining a difference between the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C;
A step of calculating the coordinate deviation amount at a plurality of points on the main surface corresponding to the drawing difference data F, and obtaining the drawing coordinate deviation amount data G;
A method of manufacturing a photomask for manufacturing a display device, comprising: a drawing step of drawing on the photomask blank using the drawing coordinate deviation amount data G and the pattern design data A.
前記転写面形状データCは、前記主表面の表面形状を示す基板表面形状データBに対し、前記フォトマスクが、露光装置に保持される際に、前記表面形状に生じる変位を反映させたものである、請求項1記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。The transfer surface shape data C is obtained by reflecting the displacement generated in the surface shape when the photomask is held by the exposure device, with respect to the substrate surface shape data B indicating the surface shape of the main surface. The method for manufacturing a photomask for manufacturing a display device according to claim 1, wherein 前記厚み分布データT、及び、前記基板表面形状データBは、
自重たわみが実質的に前記基板の形状に影響しない状態で、前記主表面上、及び前記主表面の反対側にある裏面対応する位置にそれぞれ複数の測定点を設定し、
該測定点における、基準面からの距離をそれぞれ測定することによって得る、
請求項に記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。
The thickness distribution data T 2 and the substrate surface shape data B are
In a state where the self-deflection does not substantially affect the shape of the substrate, a plurality of measurement points are set at corresponding positions on the main surface and on the back surface opposite to the main surface ,
Obtained by measuring the distance from the reference plane at the measurement point,
The method of manufacturing a photomask for manufacturing a display device according to claim 2 .
前記転写面形状データCは、前記フォトマスクを、前記露光装置に保持し、前記フォトマスクの裏面に、前記フォトマスクの自重に対抗してたわみを低減するための力を及ぼしたときの前記主表面の形状を示すものである、請求項1〜3のいずれかに記載の表示装置製造用フォトマスクの製造方法。The transfer surface shape data C is obtained by holding the photomask in the exposure device, and applying a force to the back surface of the photomask to reduce deflection against the weight of the photomask. The method for manufacturing a photomask for manufacturing a display device according to claim 1, which shows a surface shape. 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、
前記転写用パターンのパターン設計データA、
前記基板の厚み分布を示す厚み分布データT、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、
前記厚み分布データTと、前記転写面形状データCとの差分を求め、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 device used for drawing a transfer pattern on a photomask blank for manufacturing a display device in which a thin film and a photoresist film are formed on a main surface of a substrate,
Pattern design data A of the transfer pattern,
Thickness distribution data T indicating the thickness distribution of the substrate, and input means for inputting transfer surface shape data C indicating the main surface shape of the substrate in a state where the substrate is held in an exposure device,
Calculation means for calculating the difference between the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C, and calculating the drawing coordinate deviation amount data G at a plurality of points on the main surface,
A drawing apparatus comprising: a drawing unit that draws on the photomask blank using the drawing coordinate shift amount data G and the pattern design data A.
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、
前記基板の厚み分布を示す、厚み分布データT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、
前記厚み分布データTと、前記転写面形状データ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検査工程を有する、フォトマスクの検査方法。
In a photomask inspection method for inspecting a display device manufacturing photomask having a transfer pattern formed by patterning a thin film on a main surface of a substrate using an inspection device,
The photomask, in a state of being placed on the stage of the inspection device, performing coordinate measurement of a pattern formed on the main surface, and obtaining pattern coordinate data L,
A step of preparing thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate,
The step of obtaining the transfer surface shape data C showing the shape of the main surface when the photomask is held in an exposure device,
Said thickness distribution data T, by obtaining a difference between the transfer surface shape data C, a step of obtaining a test difference data J,
Calculating a coordinate deviation amount at a plurality of points on the main surface corresponding to the inspection difference data J, and obtaining inspection coordinate deviation amount data K;
A method of inspecting a photomask, comprising an inspection step of inspecting the transfer pattern using the inspection coordinate shift amount data K and the pattern coordinate data L.
前記転写面形状データCは、前記主表面の表面形状を示す基板表面形状データBに対し、前記フォトマスクが、露光装置に保持される際に、前記表面形状に生じる変位を反映させたものである、請求項6に記載のフォトマスクの検査方法。The transfer surface shape data C is obtained by reflecting the displacement generated in the surface shape when the photomask is held by the exposure device, with respect to the substrate surface shape data B indicating the surface shape of the main surface. 7. The method for inspecting a photomask according to claim 6, wherein. 前記厚み分布データT、及び、前記基板表面形状データBは、
自重たわみが実質的に前記基板の形状に影響しない状態で、前記主表面上、及び前記主表面の反対側にある裏面対応する位置にそれぞれ複数の測定点を設定し、
該測定点における、基準面からの距離をそれぞれ測定することによって得る、
請求項7に記載のフォトマスクの検査方法。
The thickness distribution data T 2 and the substrate surface shape data B are
In a state where the self-deflection does not substantially affect the shape of the substrate, a plurality of measurement points are set at corresponding positions on the main surface and on the back surface opposite to the main surface ,
Obtained by measuring the distance from the reference plane at the measurement point,
The photomask inspection method according to claim 7.
前記転写面形状データCは、前記フォトマスクを、前記露光装置に保持し、前記フォトマスクの裏面に、前記フォトマスクの自重に対抗してたわみを低減するための力を及ぼしたときの前記主表面の形状を示すものである、請求項6〜8のいずれかに記載のフォトマスクの検査方法。The transfer surface shape data C is obtained by holding the photomask in the exposure device and applying a force to the back surface of the photomask against the self-weight of the photomask to reduce deflection. The photomask inspection method according to claim 6, which shows the shape of the surface. 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、
前記転写用パターンのパターン設計データA、
前記基板の厚み分布を示す厚み分布データT、
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、
前記厚み分布データTと、前記転写面形状データCとの差分を求め、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 device for inspecting a display device manufacturing photomask having a transfer pattern formed by patterning a thin film on a main surface of a substrate, comprising:
Performing coordinate measurement of the pattern formed on the main surface to obtain pattern coordinate data L, coordinate measuring means,
Pattern design data A of the transfer pattern,
Thickness distribution data T showing the thickness distribution of the substrate,
Transfer surface shape data C indicating the main surface shape of the substrate in a state where the substrate is held in the exposure device
Input means for inputting,
Obtaining a difference between the thickness distribution data T and the transfer surface shape data C, and computing the inspection coordinate deviation amount data K at a plurality of points on the main surface, computing means,
A photomask inspection device having an inspection means for inspecting the transfer pattern of the photomask by using the inspection coordinate shift amount data K and the pattern design data A.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3393947B2 (en) * 1995-03-13 2003-04-07 株式会社東芝 Semiconductor circuit pattern evaluation method and evaluation system, writing method, and writing system
AU5261200A (en) * 1999-05-20 2000-12-12 Micronic Laser Systems Ab A method for error reduction in lithography
JP4856798B2 (en) * 2006-10-18 2012-01-18 Hoya株式会社 Reflective mask blank manufacturing method, reflective mask manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method
JP5331638B2 (en) * 2008-11-04 2013-10-30 Hoya株式会社 Photomask manufacturing method and drawing apparatus for display device manufacturing
CN102822743B (en) * 2010-03-30 2014-09-03 Hoya株式会社 Method for manufacturing substrate for photomask blank, method for manufacturing photomask blank, method for manufacturing transfer mask, and method for manufacturing semiconductor device
JP5970021B2 (en) * 2013-08-20 2016-08-17 Hoya株式会社 Photomask manufacturing method, drawing apparatus, photomask inspection method, photomask inspection apparatus, and display device manufacturing method
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