KR101065564B1 - 포토마스크 정보의 취득 방법, 포토마스크의 품질 표시방법, 전자 디바이스의 제조 지원 방법, 전자 디바이스의제조 방법, 및 포토마스크 제품 - Google Patents

Abstract

소정의 노광 조건과 근사한 노광 조건을 이용하여 포토마스크에 노광을 행하고, 이 포토마스크의 투과광 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하며, 취득된 투과광 패턴에 의거하여 투과광 패턴 데이터를 얻는다.

에칭 가공, 포토마스크, 액정 표시 장치, 반투광부, 차광 패턴, 전자 디바이스

Description

포토마스크 정보의 취득 방법, 포토마스크의 품질 표시 방법, 전자 디바이스의 제조 지원 방법, 전자 디바이스의 제조 방법, 및 포토마스크 제품{PHOTOMASK INFORMATION ACQUISITION METHOD, PHOTOMASK QUALITY INDICATION METHOD, METHOD OF ASSISTING ELECTRONIC DEVICE'S FABRICATION, ELECTRONIC DEVICE FABRICATION METHOD, AND PHOTOMASK PRODUCT}

본 발명은 전자 디바이스의 제조에 사용되는 포토마스크에 관한 정보를 취득하는 포토마스크 정보의 취득 방법, 포토마스크의 품질을 표시하는 포토마스크의 품질 표시 방법, 전자 디바이스의 제조를 지원하는 전자 디바이스의 제조 지원 방법, 전자 디바이스의 제조 방법, 및 포토마스크 제품에 관한 것이다.

또한, 전자 디바이스로서는, 플랫 패널 디스플레이(FPD) 장치로 대표되는 표시 장치, 특히 액정 디스플레이 장치, 예를 들어 박막 트랜지스터(TFT), 컬러 필터(CF) 등의 전자 디바이스 제조에 유용한 포토마스크 정보의 취득 방법, 포토마스크의 품질을 표시하는 포토마스크의 품질 표시 방법, 이들 전자 디바이스의 제조를 지원하는 전자 디바이스의 제조 지원 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.

현재, LCD(Liquid Crystal Display)의 분야에 있어서, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, TFT라고 함)를 구비한 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display: 이하, TFT-LCD라고 함)는 CRT(음극선관)와 비교하여 박형으로 하기 쉽고 소비전력이 낮다는 이점 때문에 현재 상품화가 급속하게 진행되고 있다.

TFT-LCD는, 매트릭스 형상으로 배열된 각 화소에 TFT가 배열된 구조의 TFT 기판과, 각 화소에 대응하여 적색, 녹색, 및 청색의 화소 패턴이 배열된 컬러 필터가 액정층의 개재 하에 중첩된 개략 구조를 갖는다. TFT-LCD에서는 제조 공정 수가 많으며, TFT 기판만으로도 5매 내지 6매의 포토마스크를 사용하여 제조되고 있었다.

이러한 상황 하에서, TFT 기판의 제조를 4매의 포토마스크를 사용하여 행하는 방법이 제안되어 있다. 이 방법은, 차광부와 투광부와 반투광부(그레이톤부)를 갖는 포토마스크(이하, 그레이톤 마스크라고 함)를 이용함으로써 사용하는 마스크 매수를 저감시킨다는 것이다. 여기서, 반투광부는, 마스크를 사용하여 패턴을 피전사체에 전사할 때, 투과하는 노광광의 투과량을 소정량 저감시키고, 피전사체 상의 포토레지스트막의 현상 후의 잔막량을 원하는 범위로 제어하는 부분을 말한다. 그러한 반투광부를 차광부, 투광부와 함께 구비하고 있는 포토마스크를 그레이톤 마스크라고 한다.

이 그레이톤 마스크를 사용한 TFT 기판의 제조 공정은 이하의 것이 예시된다. 글래스 기판 상에 게이트 전극용 금속막이 형성되고, 포토마스크를 사용한 포 토리소그래피 프로세스에 의해 게이트 전극을 형성한다. 그 후, 게이트 절연막, 제1 반도체막(a-Si: 비정질 실리콘), 제2 반도체막(N+a-Si), 소스/드레인용 금속막 및 포지티브형 포토레지스트막을 형성한다. 다음으로, 차광부, 투광부 및 반투광부를 갖는 그레이톤 마스크를 사용하여 포지티브형 포토레지스트막을 노광하고, 현상함으로써, TFT 채널부 및 소스/드레인 형성 영역과, 데이터 라인 형성 영역을 덮고, 또한 채널부 형성 영역이 소스/드레인 형성 영역보다도 얇아지도록 제1 레지스트 패턴을 형성한다.

다음으로, 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 소스/드레인 금속막 및 제2, 제1 반도체막을 에칭한다. 다음으로, 채널부 형성 영역의 얇은 레지스트막을 산소에 의한 애싱에 의해 제거하고, 제2 레지스트 패턴을 형성한다. 그리고, 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여 소스/드레인용 금속막을 에칭하고, 소스/드레인을 형성하며, 이어서, 제2 반도체막을 에칭하고, 마지막으로 잔존된 제2 레지스트 패턴을 박리시킨다.

이러한 전자 디바이스의 제조에 사용하는 포토마스크의 제조에서는, 완성된 포토마스크의 평가를 행함으로써, 패턴 형상이나, 반투광부에 형성하는 막의 소재, 또는 막 두께에 대한 평가를 행한다. 이 평가 결과에 의거하여 패턴 형상 등의 수정, 변경을 행하여 다음 포토마스크를 제조함으로써, 패턴 형상, 막의 소재 및 막 두께의 적정화를 도모하고 있다.

특허 문헌 1(일본 공개 특허 2004-309327호 공보)에는, 미세 패턴을 갖는 그레이톤 마스크의 평가 시에, 소정의 광원을 이용한 현미경에 의해 포토마스크의 투 과광 화상을 취득하고, 이 투과광 화상을 화상 처리 소프트웨어에 의해 바림하는 처리를 실시하여 노광기의 해상도 상당의 투과 화상을 얻는 것이 기재되어 있다. 이 기술은, 이렇게 바림한 투과광 화상에 의거하여, 레지스트막에 패턴이 전사될 때의 포토마스크 투과율을 예측하는 것이다.

또한, 특허 문헌 2(일본 공개 특허 2003-307500호 공보)에는, 포토마스크의 반투광부를 스캐닝하여 투과율의 임계값을 구하고, 이 임계값에 의거하여 평가하는 기술이 기재되어 있다.

그런데, 전술한 바와 같은 포토마스크를 사용한 전자 디바이스의 제조에서는, 예를 들어 i선∼g선에 파장 범위를 갖는 노광기를 이용하고, 피전사체 상에 형성된 레지스트막에 포토마스크를 개재하여 노광하는 공정이 적용된다. 그러나, 이러한 노광에 의해 얻어지는, 피전사체 상의 레지스트 패턴 형상이 반드시 일정해지지는 않는다. 예를 들어, 노광기마다 파장 특성이 상이하고, 또한 노광기의 조명의 경시 변화도 있기 때문에, 동일한 포토마스크를 사용하여도, 이것을 투과하는 광강도의 패턴이 동일하다고 단정할 수는 없다. 특히 해당 포토마스크가 상기 반투광부를 갖는 그레이톤 마스크일 경우에는, 이하의 문제가 있다.

우선, 포토마스크를 사용하여 실제로 노광할 때의 노광기의 분광 특성에 의해, 반투광부의 투과율은 상이한 것으로 된다. 이것은, 소정의 재료에 의한 반투광성 막을 사용한 경우에, 그 반투광성 막의 투과율은 파장 의존성을 갖기 때문이 다. 또한, 노광기의 광학계와 그레이톤 마스크 상에 형성된 패턴의 형상에 의해, 반투광부에 생기는 회절의 영향 정도가 상이하기 때문에, 실제 투과율에 차가 생긴다. 이러한 요인때문에, 반투광부를 실제로 투과하는 노광광의 투과율(이하, 실효 투과율이라고 함)은 변동한다. 특히 채널부가 미세화하는 경향이 있는 TFT의 제조에서는, 이러한 실효 투과율의 변동을 간과할 수 없음이 본 발명자에 의해 발견되었다. 이하에 설명한다.

그레이톤 마스크의 그레이톤부의 형성 방법으로서는, 노광광을 소정량 저감시켜 투과시키는 반투광성 막을 형성하는 방법이 있다. 반투광성 막이라는 것은, 투명 기판의 노광광 투과율을 100%로 할 때, 예를 들어 20% 내지 60%의 투과율을 갖는 막을 의미한다.

그레이톤 마스크에서는 그레이톤부에서의 투과광 강도를 Ig로 하고, 충분히 넓은 백색(투광) 영역에서의 투과광 강도를 Iw, 충분히 넓은 흑색(차광) 영역에서의 투과광 강도를 Ib로 한 경우에, 이하의 식으로 표현되는 값을 그레이톤부의 투과율로 할 수 있다.

Transmittance(투과율) = {Ig/(Iw-Ib)}×100(%)

여기서, 그레이톤부에서의 투과광 강도 Ig는 상기 반투광성 막 고유의 투과율(패턴 형상에 의존하지 않고, 그 막과 노광광에 의해 결정하는 투과율)에 의해 결정되는 것으로 생각할 수 있다. 이러한 투과율의 관리는, 그레이톤부의 면적이 노광기의 해상도에 대하여 충분히 큰 경우, 또한 노광광의 분광 특성이 일정한 경우에는, 일정 값의 투과율을 취하기 때문에, 특별히 문제가 생기지 않는다. 그러 나, 그레이톤부의 면적이 미소하게 된 경우에는, 회절의 영향을 무시할 수 없어, 반투광부의 패턴 형상이 일부 미해상으로 된다. 이 때문에, 그레이톤부에 인접하는 차광부 또는 투광부의 영향에 의해, 실제 노광 시에는 투과율이 반투광막 고유의 투과율과는 상이한 값으로 된다. 환언하면, 반투광막 고유의 투과율을 실효값으로서 취급할 수 없는 경우가 있다.

예를 들어 박막 트랜지스터 제조용의 그레이톤 마스크에서는, 채널부에 상당하는 영역을 그레이톤부로 하고, 이것을 사이에 끼우는 형태로 인접하는 소스 및 드레인에 상당하는 영역을 차광부로 구성한 그레이톤 마스크가 이용되고 있다. 이 그레이톤 마스크에서는, 채널부의 면적(폭)이 작아짐에 따라, 인접하는 차광부와의 경계가 실제의 노광 조건 하에서 바림되어(해상되지 않아), 채널부의 노광광의 투과율은 반투광막 고유의 투과율보다도 낮아진다. 특히 액정 표시 장치 제조용 등의 대형 마스크용 노광기는 반도체 디바이스 제조용의 스텝퍼(stepper)와 달리, 해상도가 낮기 때문에, 상기 문제가 현저하다.

또한, 상기 대형 마스크용 노광기에서는 해상도보다 광량을 확보하기 위하여, 광원 파장은 i선∼g선에 걸친 광범위한 파장 영역을 갖는다. 노광기의 분광 특성이 상이하면, 그에 따라 해상도가 상이하기 때문에, 상기 변동 요소가 더 커진다.

최근의 박막 트랜지스터(TFT)에서는, 종래에 비하여 채널부의 폭을 작게 함으로써 액정의 동작 속도를 올리거나, 또는 채널부의 크기를 작게 함으로써 액정의 밝기를 증가시키는 등의 기술이 제안되어 있다. 이러한 박막 트랜지스터를 제조하 는 그레이톤 마스크에서는, 반투광막 그 자체의 투과율 외에, 그레이톤부를 형성했을 때에, 실제의 노광 조건 하에서 정의되는 「실효 투과율」을 고려할 필요가 생기고 있다고 할 수 있다.

또한, 그레이톤부로서, 해상 한계 이하의 치수를 갖는 미세한 차광 패턴을 형성한 그레이톤 마스크에서도, 노광기의 분광 특성에 의해, 미세 패턴의 해상 정도가 상이하기 때문에, 역시 실제의 노광 조건 하에서의 「실효 투과율」을 고려할 필요가 발견되었다.

전자 디바이스의 제조에서는, 소정 치수의 선폭을 갖고, 또한 그 레지스트 잔막값이 소정 범위에 있는 레지스트 패턴을 얻을 필요가 있으며, 이것을 실현할 수 있는 포토마스크가 필요하게 된다. 그래서, 이 사양을 기초로, 포토마스크의 제조에서는, 소정의 선폭이며, 소정의 레지스트 잔막값을 부여하는 실효 투과율의 반투광부를 갖는 포토마스크를 제조하는 것이 유리하다. 여기서, 포토마스크는 다음의 2가지 타입 중 어느 것이어도 상관없다. 제1 타입은 노광 조건 하에서 해상 한계 이하의 선폭을 갖는 패턴에 의해 노광광의 투과량을 조정하는 미세 패턴 타입의 그레이톤 마스크(미세 패턴형 그레이톤 마스크라고 함)이다. 제2 타입은 노광광의 일부분을 투과시키는 반투광막을 사용하여 투과량을 조정하는 하프톤 타입의 그레이톤 마스크(반투광막형 그레이톤 마스크라고 함)이다.

그리고, 본 발명자들은 실제로 전자 디바이스의 제조에서 사용되는 노광 조건(특정의 노광 파장 분포, 특정의 광학 조건)에 있어서, 특정의 마스크 패턴, 특히 반투광막 부분의 선폭 등, 좁은 면적, 가느다란 부위를 갖는 것(예를 들어, 폭 이 3미크론 미만의 패턴 부위)을 노광한 결과에 의해 그 포토마스크를 평가하거나, 또는 그 포토마스크를 사용하여 전자 디바이스를 제조할 때의 조건(레지스트 패턴의 현상 조건이나, 피가공막의 에칭 조건 등)을 판단하는 것이 유용함을 발견했다.

본 발명은 전술한 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 노광기의 광학계에 의한 요인, 광원의 분광 특성, 레지스트의 현상 특성 등의 모든 요인을 반영한 포토마스크의 성능 정보를 얻음으로써, 원하는 전자 디바이스의 제조를 가능하게 하는 포토마스크 정보의 취득 방법, 포토마스크의 품질 표시 방법, 전자 디바이스의 제조 지원 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법, 포토마스크 제품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

더 나아가서는, 전자 디바이스를 제조하고자 하는 마스크 유저가 노광기를 이용하여 포토마스크의 노광을 행할 때, 피전사체 상의 레지스트막에 원하는 레지스트 패턴을 형성하기 위해서는, 해당 포토마스크가 실제로 사용하는 노광기의 노광 조건 하에서 발휘하는 포토마스크의 특성을 알 필요가 있다. 이렇게 실제로 적용하는 노광 조건 하에서 발휘되는 포토마스크의 특성을, 포토마스크 정보로서, 제품으로서의 포토마스크와 관련지어 제공받으면, 전자 디바이스의 제조상 상당히 유용하다. 이러한 관점으로부터 본 발명자들은 이하와 같은 점을 발견했다. 상기한 바와 같은 포토마스크 정보가 있으면, 예를 들어 마스크 유저는 자신의 노광기를 이용하여 안정되게 원하는 레지스트 패턴을 제조할 수 있는지의 여부, 또는 자신의 노광기를 이용하여 노광할 때의 변동 요소를 어떻게 제어하면, 원하는 레지스트 패턴을 얻기 쉬운지를 파악할 수 있으며, 더 나아가서는, 노광에 의해 생기기 쉬운 불량을 미리 파악하거나, 미리 설정한 노광 조건의 변경을 검토하거나, 또한 노광 이외의 공정(예를 들어 레지스트 현상 공정 등)에서 불량을 해소하는 조건을 검토하는 것이 가능해진다.

그러나, 포토마스크를 제조하는 마스크 메이커는 마스크 유저가 사용하는 노광기를 보유하고 있지 않기 때문에, 마스크 유저가 원하는 마스크의 특성을 마스크 메이커가 적확하게 파악하여 마스크 유저에게 제공하는 것은 용이하지 않다.

전술한 과제를 해결하여, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 구성 중 어느 하나를 갖는 것이다.

<구성 1>

본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법은, 에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막에 대하여, 차광부, 투광부 및 반투광부로 이루어진 소정의 전사 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행하고, 상기 레지스트막을 상기 에칭 가공에서 마스크로 되는 레지스트 잔막량이 서로 다른 부위를 갖는 레지스트 패턴으로 이루는데 사용하는 해당 포토마스크에 관한 정보를 취득하는 포토마스크 정보의 취득 방법으로서, 상기 소정의 노광 조건과 근사한 노광 조건을 이용하여, 상기 포토마스크 또는 상기 포토마스크와 근사한 테스트 마스크에 노광을 행하고, 상기 포토마스크 또는 상기 테스트 마스크의 투과광 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하며, 취득된 투과광 패턴에 의거한 투과광 패턴 데이터를 포함하는 포토마스크 정보를 생성하고, 상기 포토마스크 정보를 상기 포 토마스크에 대응짓는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

<구성 2>

구성 1을 갖는 포토마스크 정보의 취득 방법에 있어서, 상기 피가공층은 액정 표시 장치 제조를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 3>

구성 1을 갖는 포토마스크 정보의 취득 방법에 있어서, 상기 반투광부는, 상기 투광부의 노광광 투과율을 100%로 할 때, 100% 미만의 소정의 투과율을 갖는 반투광막을 투명 기판 상에 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 4>

구성 1을 갖는 포토마스크 정보의 취득 방법에 있어서, 상기 반투광부는, 투명 기판 상에 상기 소정 노광 조건 하에서의 해상 한계 이하의 치수의 미세한 차광 패턴을 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 5>

구성 3 또는 4를 갖는 포토마스크 정보의 취득 방법에 있어서, 상기 포토마스크 정보는, 노광 조건의 변화에 대한, 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 6>

구성 3을 갖는 포토마스크 정보의 취득 방법에 있어서, 상기 포토마스크는 반투광부에 반투광막을 갖고, 상기 포토마스크 정보는 상기 반투광막의 막 두께, 또는 막질의 변화에 대한 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보 를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 7>

구성 3 또는 4를 갖는 포토마스크 정보의 취득 방법에 있어서, 상기 포토마스크 정보는, 패턴 선폭의 변화에 대한, 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 8>

본 발명에 따른 포토마스크의 품질 표시 방법은, 에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막에 대하여, 차광부, 투광부 및 반투광부로 이루어진 소정의 전사 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행하고, 상기 레지스트막을 상기 에칭 가공에서 마스크로 되는 레지스트 잔막량이 서로 다른 부위를 갖는 레지스트 패턴으로 이루는데 사용하는 해당 포토마스크의 품질을 표시하는 포토마스크의 품질 표시 방법으로서, 상기 소정의 노광 조건과 근사한 노광 조건을 이용하여, 상기 포토마스크 또는 상기 포토마스크와 근사한 테스트 마스크에 노광을 행하고, 상기 포토마스크 또는 상기 테스트 마스크의 투과광 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하며, 취득된 투과광 패턴에 의거한 투과광 패턴 데이터를 포함하는 포토마스크 정보를 생성하는 공정과, 상기 포토마스크 정보를 상기 포토마스크에 대응짓는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 9>

구성 8을 갖는 포토마스크의 품질 표시 방법에 있어서, 상기 피가공층은 액정 표시 장치 제조를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 10>

구성 8을 갖는 포토마스크의 품질 표시 방법에 있어서, 상기 반투광부는, 상기 투광부의 노광광 투과율을 100%로 할 때, 100% 미만의 소정의 투과율을 갖는 반투광막을 투명 기판 상에 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 11>

구성 8을 갖는 포토마스크의 품질 표시 방법에 있어서, 상기 반투광부는, 투명 기판 상에 상기 소정 노광 조건 하에서의 해상 한계 이하의 치수의 미세한 차광 패턴을 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 12>

구성 10 또는 11을 갖는 포토마스크의 품질 표시 방법에 있어서, 상기 포토마스크 정보는, 노광 조건의 변화에 대한, 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 13>

구성 10을 갖는 포토마스크의 품질 표시 방법에 있어서, 상기 포토마스크는 반투광부에 반투광막을 갖고, 상기 포토마스크 정보는 상기 반투광막의 막 두께, 또는 막질의 변화에 대한, 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 14>

구성 10 또는 11을 갖는 포토마스크의 품질 표시 방법에 있어서, 상기 포토마스크 정보는, 패턴 선폭의 변화에 대한, 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 15>

본 발명에 따른 전자 디바이스의 제조 지원 방법은, 에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막에 대하여, 차광부, 투광부 및 반투광부로 이루어진 소정의 전사 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행하고, 상기 레지스트막을 상기 에칭 가공에서 마스크로 되는 레지스트 잔막량이 서로 다른 부위를 갖는 레지스트 패턴으로 이루는 공정을 갖는, 전자 디바이스의 제조를 지원하는 전자 디바이스의 제조 지원 방법으로서, 상기 소정의 노광 조건과 근사한 노광 조건을 이용하여, 상기 포토마스크 또는 상기 포토마스크와 근사한 테스트 마스크에 노광을 행하고, 상기 포토마스크 또는 상기 테스트 마스크의 투과광 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하며, 취득된 투과광 패턴에 의거하여 투과광 패턴 데이터를 포함하는 포토마스크 정보를 생성하는 공정과, 상기 포토마스크 정보를 상기 포토마스크에 대응짓는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 16>

구성 15를 갖는 전자 디바이스의 제조 지원 방법에 있어서, 상기 전자 디바이스는 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 17>

구성 15를 갖는 전자 디바이스의 제조 지원 방법에 있어서, 상기 반투광부는, 상기 투광부의 노광광 투과율을 100%로 할 때, 100% 미만의 소정의 투과율을 갖는 반투광막을 투명 기판 상에 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 18>

구성 15를 갖는 전자 디바이스의 제조 지원 방법에 있어서, 상기 반투광부는, 투명 기판 상에 상기 소정 노광 조건 하에서의 해상 한계 이하의 치수의 미세한 차광 패턴을 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 19>

본 발명에 따른 전자 디바이스의 제조 방법은, 에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막에 대하여, 차광부, 투광부 및 반투광부로 이루어진 소정의 전사 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행하고, 상기 레지스트막을 상기 에칭 가공에서 마스크로 되는 레지스트 잔막량이 서로 다른 부위를 갖는 레지스트 패턴으로 이루는 공정을 포함하는, 전자 디바이스의 제조 방법에 있어서, 상기 구성 1에 기재된 취득 방법에 의한 포토마스크 정보를 기초로 노광 조건을 결정하고, 상기 결정한 노광 조건에 의해 상기 포토마스크로의 노광을 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 20>

구성 19를 갖는 전자 디바이스의 제조 방법에 있어서, 상기 포토마스크 정보에 의거하여, 상기 레지스트막의 현상 조건, 또는 상기 에칭 가공에서의 에칭 조건을 결정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

<구성 21>

상기 구성 1에 기재된 취득 방법에 의한 포토마스크 정보와, 상기 포토마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제품.

본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법에서는, 소정의 노광 조건과 근사한 노광 조건을 이용하여(즉, 실제로 이용하는 노광 장치의 노광 조건을 모방한 노광 조건을 재현할 수 있는 노광 수단을 이용하여) 포토마스크에 노광을 행하고, 이 포토마스크의 투과광 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하며, 취득된 투과광 패턴에 의거하여 투과광 패턴 데이터를 얻고, 그 투과광 패턴 데이터를 포함하는 포토마스크 정보를 생성하기 때문에, 그 포토마스크 정보에 의해 노광기의 광학계에 의한 요인, 광원의 분광 특성, 레지스트의 현상 특성 등의 모든 요인을 반영한 포토마스크 노광 조건, 피전사체의 가공 조건 결정이 가능해진다.

이 때, 실제로 노광에 사용하는 포토마스크와 근사하게 제조한 테스트 마스크를 사용하여도 된다.

이 포토마스크 정보의 취득 방법은, 전자 디바이스 제조에 사용되는 포토마스크에 적용할 수 있다. 또한, 이 전자 디바이스로서는, 액정 표시 장치일 때에 특히 유용하다. 또한, 본 발명에 있어서, 반투광부는 반투광막을 투명 기판 상에 형성한 것, 및 투명 기판 상에 노광 조건 하에서의 해상 한계 이하의 치수의 미세한 차광 패턴을 형성한 것 중의 어느 것이어도 된다.

또한, 본 발명에서는, 포토마스크 정보는 포토마스크의 반투광부의 투과율에 대한 허용 범위의 임계값을 포함하는 것으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 포토마스크의 품질 표시 방법에서는, 소정의 노광 조건과 근사한 노광 조건을 이용하여 포토마스크에 노광을 행하고, 이 포토마스크의 투과광 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하며, 취득된 투과광 패턴에 의거하여 투과광 패턴 데이터를 포함하는 포토마스크 정보를 생성하는 공정과, 포토마스크 정보를 이 포토마스크 정보에 대응하는 포토마스크에 대응짓는 공정을 갖기 때문에, 그 포토마스크 정보에 의해, 노광기의 광학계에 의한 요인, 광원의 분광 특성, 레지스트의 현상 특성 등의 모든 요인을 반영한 포토마스크의 노광 조건, 피전사체의 가공 조건의 결정이 가능해진다.

이 포토마스크의 품질 표시 방법은, 전자 디바이스 제조에 사용되는 포토마스크에 적용할 수 있다. 또한, 이 전자 디바이스로서는, 액정 표시 장치인 것으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 반투광부는, 반투광막을 투명 기판 상에 형성한 것, 및 투명 기판 상에 노광 조건 하에서의 해상 한계 이하의 치수의 미세한 차광 패턴을 형성한 것 중의 어느 것이어도 된다. 또한, 본 발명에서는, 포토마스크 정보는 포토마스크의 반투광부의 투과율에 대한 허용 범위의 임계값을 포함하는 것으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 전자 디바이스의 제조 지원 방법에서는, 소정의 노광 조건과 근사한 노광 조건을 이용하여 포토마스크(또는 그와 근사한 테스트 마스크)에 노광을 행하고, 이 포토마스크의 투과광 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하며, 취득된 투과광 패턴에 의거하여 투과광 패턴 데이터를 포함하는 포토마스크 정보를 생성하는 공정과, 포토마스크 정보를 이 포토마스크 정보에 대응하는 포토마스크에 대응짓는 공정을 갖기 때문에, 이렇게 대응지어진 정보를 전자 디바이스의 제조에 이용함으로써, 노광기의 광학계에 의한 요인, 광원의 분광 특성, 레지스트의 현상 특성 등 의 모든 요인을 반영한 포토마스크의 노광 조건, 피전사체의 가공 조건을 결정하는 것이 가능해진다. 그리고, 전자 디바이스 제조 시의 조건 결정을 신속하게 행할 수 있어, 제조 수율이 높은 생산 조건을 실현할 수 있다.

이 전자 디바이스의 제조 지원 방법은, 적용되는 전자 디바이스로서, 액정 표시 장치인 것으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 반투광부는, 반투광막을 투명 기판 상에 형성한 것, 및 투명 기판 상에 노광 조건 하에서의 해상 한계 이하의 치수의 미세한 차광 패턴을 형성한 것 중의 어느 것이어도 된다. 또한, 본 발명에서는, 포토마스크 정보는 포토마스크의 반투광부의 투과율에 대한 허용 범위의 임계값을 포함하는 것으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 전자 디바이스의 제조 방법에서는, 본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법에 의해 취득된 포토마스크 정보에 의거하여 전자 디바이스를 제조하기 때문에, 노광기의 광학계에 의한 요인, 광원의 분광 특성, 레지스트의 현상 특성 등의 모든 요인을 반영한 포토마스크의 노광 조건, 피전사체의 가공 조건을 결정하여, 높은 효율, 높은 제조 수율의 전자 디바이스 제조가 가능해진다.

또한, 이 전자 디바이스의 제조 방법에 있어서, 포토마스크 정보에 의거하여, 포토마스크의 노광 조건, 레지스트막의 현상 조건, 또는 에칭 가공에서의 에칭 조건을 결정하도록 하면, 노광기의 광학계에 의한 요인, 광원의 분광 특성, 레지스트의 현상 특성 등의 모든 요인을 반영한 전자 디바이스의 제조가 가능해진다.

또한, 본 발명의 포토마스크 제품을 전자 디바이스의 제조에 이용함으로써, 노광기의 광학계에 의한 요인, 광원의 분광 특성 등의 모든 요인을 반영한 노광 조 건의 결정이 가능해진다. 더 나아가서는, 피전사체의 가공(현상, 에칭) 조건을 선택, 또는 결정하는 것이 가능하여 제조 수율이나, 제조 효율에 기여한다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 실시형태에 대해서 설명한다.

[본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법의 개요]

본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법은, 투명 기판 상에 소정의 전사 패턴이 형성된 포토마스크를 사용하여 피전사체에 대하여 노광 장치를 이용하여 노광을 행함에 있어서, 노광 장치에서의 노광에 의해 피전사체에 실제로 전사되는 패턴을 촬상 수단에 의해 포착한 마스크 투과광의 광강도 분포로부터 예측할 수 있는 포토마스크 정보를 취득하는 방법이다. 여기서, 피전사체라는 것은, 글래스 기판 등에 원하는 막이 형성되고, 레지스트막에 의해 피복된 것을 의미한다.

본 발명의 포토마스크 정보는 매체에 수용되어 있을 수 있고, 매체는 종이나, 메모리 등의 전자 기록 매체를 포함하는 정보 기록 매체이면 제약은 없다.

보다 구체적으로는, 노광 장치에서의 노광 조건과 근사한 노광 조건을 만들어 내고, 이것에 의해, 포토마스크 또는 그와 근사한 테스트 마스크를 노광하며, 그 투과광 패턴으로부터 얻은 데이터를 포함하는 포토마스크 정보를 얻는다. 그리고, 그 포토마스크 정보를 포토마스크와 대응짓는다.

여기서 대응짓는다는 것은, 포토마스크 정보에 포토마스크와의 대응짓기 정보를 포함시키거나, 또는 포토마스크에 포토마스크 정보와의 대응짓기 정보를 표시하는 등의 방법을 취할 수 있다.

노광 조건이 근사하다는 것은, 예를 들어 노광 파장이 근사한 것이다. 노광광이 파장 영역을 갖는 것인 경우에는, 광강도가 가장 큰 노광 파장이 동일한 것으로 할 수 있다. 더 바람직하게는, 실제의 노광 파장과 동일한 파장 영역을 갖는 노광 조건을 선택할 수 있다. 또한, 노광 조건이 근사하다는 것은, 광학계가 근사한 것도 포함한다. 예를 들어, 결상계의 NA(개구 수)가 대략 동일하거나, 또는 σ(코히런스)가 대략 동일한 것을 말한다.

여기서 NA가 대략 동일하다는 것은, 실제 노광기의 NA에 대하여 포토마스크 정보를 얻기 위해 적용하는 광학계의 NA±0.005인 경우가 예시된다. σ가 대략 동일하다는 것은, 실제 노광기의 σ에 대하여 ±0.05의 범위인 것이 예시된다. 또한, 결상계뿐만 아니라, 조명계의 NA도 대략 동일한 것이 바람직하다. 또한, 촬상계의 NA가 대략 동일하고, 또한 σ가 대략 동일한 광학계를 구비한 노광 조건을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 실제의 노광 조건과 근사한 노광 조건 하에서의 포토마스크의 투과광 패턴 데이터를 얻지만, 이 근사한 노광 조건은 노광 파장, 노광 광학계 중 어느 하나가 근사되어 있으면 된다. 보다 바람직하게는, 노광 파장, 노광 광학계 모두가 근사되어 있는 것이다.

또는, 실제의 노광과 가장 근사한 조건을 포함하고, 복수의 서로 다른 조건을 적용한 경우의, 각각의 투과광 패턴 데이터를 포함하는 포토마스크 정보로 하는 것도 가능하다. 예를 들어, 노광 광강도나, 분광 특성을 변화시킨 경우의 투과광 패턴 데이터를, 상기 노광과 근사한 조건과 함께 포토마스크 정보에 포함시켜도 된 다.

본 발명에 있어서, 상기 포토마스크와 근사한 테스트 마스크는, 상기 포토마스크와 동일한 소재(투명 기판, 반투광막을 가진 경우에는 그 재료나 막 두께 등)에 의해 이루어지고, 상기 포토마스크에 포함된 전사 패턴과 근사한 패턴을 포함하는 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 상기 포토마스크에는 TFT의 채널부에 대응하는, 차광부에 끼워진 반투광부의 전사 패턴이 포함되어 있던 경우, 마찬가지의 형상, 마찬가지의 선폭의 전사 패턴이 포함되어 있는 테스트 마스크가 이것에 해당된다.

또한, 상기 포토마스크가 갖는 반투광부에 사용한 반투광막에 대하여, 막 두께나 막질(조성)을 변화시켰을 때의 복수의 투과율 변화를 측정하고, 그 정보를 포토마스크 정보의 일부로서 포함시킬 수 있다.

또한, 상기 포토마스크의 패턴에 대하여, 패턴 선폭을 일정한 규칙에 의해 변화시키고, 그 때의 투과율 변화를 측정하고, 그 정보를 포토마스크 정보의 일부로서 포함시킬 수도 있다. 이러한 포토마스크 정보는, 반투광부에 미세 패턴을 사용한 포토마스크이면, 그 미세 패턴의 선폭으로서, 그 변화에 따른 투과율 변화를 파악하는데 유용하다. 이러한 포토마스크 정보는, 한편, 반투광부에 반투광막을 사용한 포토마스크이면, 그 반투광부 자체의 선폭의 변화에 의한 투과율 변화를 파악하는데 유용하다.

본 발명에 적용할 수 있는 테스트 마스크의 예에 대해서는 후술한다.

본 발명의 포토마스크에 있어서, 반투광부는 노광광의 일부를 투과시키는 부 분이다. 이 부분은, 투명 기판 상에 반투광성 막을 형성한 것, 또는 노광 조건 하에서 해상 한계 이하의 치수의 미세 패턴을 차광성막에 의해 형성한 것, 더 나아가서는 상기 미세 패턴을 반투광성 막으로 형성한 것 등이 포함된다. 이 부분은, 또한, 차광부 사이에 끼워진 해상 한계 이하의 치수의 투광부가 반투광부로서 기능하는 경우도 포함한다.

본 발명에 있어서, 투과율 패턴 데이터는, 촬상 수단에 의해 얻어진 투과광 패턴을 기초로 형성되는 데이터, 또는 얻어진 투과광 패턴에 다른 정보를 부가하여 형성되는 데이터를 의미한다.

투과율 패턴 데이터는, 예를 들어 반투광부 영역의 크기(차광부 사이에 끼워진 반투광부의 폭 등)의 변화에 대한, 노광광의 투과량 변화에 관한 데이터이어도 되고, 또는 노광광의 광량이나 파장의 변화에 대한, 노광광의 투과량 변화에 관한 데이터이어도 된다. 투과율 패턴 데이터는, 또한, 실제로 포토마스크를 사용하여 레지스트 패턴을 형성할 때의 레지스트의 처리 조건(현상 조건 등)을 부가한 데이터이어도 된다.

투과율 패턴 데이터는, 예를 들어 후술하는 바와 같이, 도 1의 그래프에 나타낸 것일 수도 있다.

또한, 본 발명에서는, 전술한 바와 같이, 실제로 포토마스크의 노광에 적용하는 노광 조건 하에서, 반투광부에서의 투과광의, 투과부의 투과광에 대한 비율을 실효 투과율로 부르기로 한다. 반투광부에 있어서, 실효 투과율의 분포가 있는 경우에는, 편의상 그 피크 값을 실효 투과율로 한다. 이 수치는 해당 마스크를 사용 하여 피전사체 상에 형성한, 레지스트 패턴의, 해당 부분의 레지스트 잔막값과 상관이 있다.

반투광부는, 상기 노광 조건 하에서의 투광부를 투과하는 노광광의 투과율을 100%로 했을 때, 그보다 작은 실효 투과율(제로보다 큼)을 갖는 부분이다.

반투광부는, 바람직하게는 20∼60%의 실효 투과율을 갖는다. 이것에 의해, 해당 레지스트 패턴에 투광부 또는 차광부에 대응하는 부분과는 상이한 두께의 레지스트 잔막을 부여한다.

여기서, 막 고유의 투과율은 투명 기판 상에 형성한 그 막이 갖는 고유의 투과율이며, 노광광의 파장, 및 노광기의 광학 조건에 대하여 충분히 큰 면적의 막형성면의, 노광광의 입사량에 대한 투과광의 양으로서 규정된다. 즉, 노광광의 파장 및 노광기의 광학 조건(조명계, 촬상계의 NA, σ 등)이 광투과율에 영향을 주지 않을 정도로 충분히 큰 면적의 막형성면에서는, 해당 노광 조건 하에서의 고유 투과율과 실효 투과율은 동등해진다.

한편, 예를 들어 막이 형성된 반투광부의 면적이 작으면, 그 반투광부에 인접하는 다른 부분(차광부, 투광부)의 영향을 받고, 노광 조건 하에서의 노광광에 대한 실효 투과율은 막 고유의 투과율과는 상이하다.

그리고, 본 발명에 의해 취득되는 포토마스크 정보에서는, 실제의 노광기와 근사한 광학 조건 하에서, 촬상 수단에 의해 얻어진 마스크의 투과 패턴의 광강도 분포에 의거하여, 피전사체 상의 레지스트 패턴, 또는 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여 가공한 피가공층 패턴 치수의 마무리 값, 포토마스크의 투과율 변동에 의 한 그들의 형상 변동 등을 예측하여, 다양한 해석, 평가를 행할 수 있다.

특히 본 발명에서는, 한 쌍의 평행한 차광부의 에지 사이에 끼워진 반투광부 영역 중심에서의 실효 투과율에 의거하여, 해당 마스크의 노광에 의해 얻어지는 레지스트 패턴에서의, 그 한 쌍의 평행한 차광부의 에지 사이에 끼워진 영역에 대응하는 형상, 그 한 쌍의 평행한 차광부의 에지 사이에 대응하는 소정 투과율 임계값 간격 또는 잔막값을 추정하고, 그것에 의해, 노광 조건을 결정할 수 있다. 또한, 이 포토마스크 정보를, 노광 후의 피전사체에 대한, 현상이나 에칭의 조건을 결정하기 위해 사용할 수도 있다.

도 1은 한 쌍의 평행한 차광부의 에지 사이에 끼워진 반투광부 중심에서의 실효 투과율과 그 변화를 나타낸 그래프이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 평행한 차광부(SP1, SP2)의 에지 사이에 끼워진 반투광부(HP)의 폭을 좁게 하면, 실효 투과율은 낮아진다. 반대로, 한 쌍의 평행한 차광부(SP1, SP2)의 에지 사이에 끼워진 반투광부(HP)의 폭을 넓게 하면, 실효 투과율은 높아진다. 따라서, 포토마스크에 대한 테스트 노광에 있어서, 반투광부의 실효 투과율이 원하는 투과율보다도 높은 경우에는, 반투광부의 폭(한 쌍의 평행한 차광부 사이의 거리)을 좁게 하는 보정을 행할 수 있다. 반대로, 포토마스크에 대한 테스트 노광에 있어서, 반투광부의 실효 투과율이 원하는 투과율보다도 낮은 경우에는, 반투광부의 폭(한 쌍의 평행한 차광부 사이의 거리)을 넓게 하는 보정을 행할 수도 있다. 한편, 소정의 포토마스크에 대해서 반투광부의 선폭의 면내 편차가 존재하는 경우, 도 1을 참조하면, 선폭의 변동에 유래하여 실행 투과율의 변동이 어느 범위 내에 있는지를 실제 노광에 앞서 알 수 있다. 또한, 반투광부의 폭과 실효 투과율의 관계는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 노광 조건에 따라 변화된다. 따라서, 마스크 유저는, 노광에 앞서, 노광 조건의 변화에 대하여, 형성되는 레지스트 잔막을 추정할 수 있다. 또한, 여기서, 반투광막형 그레이톤 마스크의 막 설계(반투광막의 막 두께, 막 소재의 결정)가 변화되면, 실효 투과율이 변화되기 때문에, 막 설계와 실효 투과율의 상관을 본 발명의 포토마스크 정보에 포함시킬 수 있다.

또한, 이 포토마스크 정보의 취득 방법에 의해 취득되는 포토마스크 정보는 최종 제품인 포토마스크뿐만 아니라, 포토마스크를 제조하는 도중에서의 중간체에 관한 정보도 포함한다. 또한, 이 포토마스크에는 반투광막을 사용한 그레이톤 마스크뿐만 아니라, 미세 패턴을 사용한 그레이톤 마스크도 포함된다.

본 발명의 포토마스크는 이하와 같이 제작될 수 있다. 즉, 투명 기판 상에 반투광막 및 차광막을 이 순서로 적층시킨 포토마스크 블랭크를 준비한다. 이 포토마스크 블랭크 상에 차광부와 반투광부에 대응하는 영역의 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출된 차광막을 에칭한다. 그 레지스트 패턴 또는 차광막을 마스크로 하여 노출되어 있는 반투광막을 에칭함으로써 투광부를 형성한다. 다음으로, 적어도 차광부로 하고자 하는 개소를 포함하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출된 차광막을 에칭함으로써 반투광부 및 차광부를 형성한다. 이렇게 하여, 투명 기판 상에 반투광막에 의한 반투광부와, 반투광막과 차광막의 적층막에 의한 차광부와, 투광부를 형성한 포토마스크를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 포토마스크는 이하와 같이 제작될 수도 있다. 즉, 투명 기판 상에 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비한다. 그 포토마스크 블랭크 상에 차광부에 대응하는 영역의 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출된 차광막을 에칭함으로써 차광막 패턴을 형성한다. 다음으로, 레지스트 패턴을 제거한 후, 기판의 전체면에 반투광막을 성막한다. 그리고, 반투광부(또는 반투광부 및 차광부)에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출된 반투광막을 에칭함으로써 투광부 및 반투광부를 형성한다. 이렇게 하여, 투명 기판 상에 반투광부와, 차광막과 반투광막의 적층막에 의한 차광부와, 투광부를 형성한 포토마스크를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 포토마스크는 이하와 같이 제작될 수도 있다. 즉, 투명 기판 상에 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크 상에 차광부 및 투광부에 대응하는 영역의 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출된 차광막을 에칭함으로써 반투광부에 대응하는 영역의 투명 기판을 노출시킨다. 다음으로, 레지스트 패턴을 제거한 후, 기판의 전체면에 반투광막을 성막하고, 차광부 및 반투광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하며, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출된 반투광막(반투광막 및 차광막)을 에칭함으로써 투광부 및 차광부, 반투광부를 형성할 수도 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 차광막의 미세 패턴에 의해 투과율을 조정한 반투광부를 갖는 그레이톤 마스크로 하여도 된다.

본 발명에 있어서, 품질 표시라는 것은, 상기 포토마스크의 부속 정보로서 상기 포토마스크 정보를 첨부하는 것, 또는 포토마스크와 상기 포토마스크 정보의 대응짓기가 이루어진 상태에서 통신 수단에 의한 전달이나 게시를 행하는 것을 포함한다. 통신 수단은 통신회선에 의한 것이어도 되고, 물리적인 매체에 의한 것이어도 된다.

[본 발명에 있어서 사용하는 정보 취득 수단의 구성]

이 포토마스크 정보의 취득 방법에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 검사 장치를 사용할 수 있다. 이 검사 장치에서는, 포토마스크(3)는 마스크 유지부(3a)에 의해 유지된다. 이 마스크 유지부(3a)는 포토마스크(3)의 주평면을 대략 연직으로 한 상태에서 포토마스크(3)의 하단부 및 측연부 근방을 지지하고, 포토마스크(3)를 경사시켜 고정하여 유지하게 되어 있다. 이 마스크 유지부(3a)는, 포토마스크(3)로서, 대형(예를 들어, 주평면이 1220㎜×1400㎜, 두께 13mm인 것)이고, 또한 다양한 크기의 포토마스크(3)를 유지할 수 있게 되어 있다. 즉, 이 마스크 유지부(3a)에서는 주평면을 대략 연직으로 한 상태의 포토마스크(3)의 하단부를 주로 지지하기 때문에, 포토마스크(3)의 크기가 상이할지라도, 동일한 지지 부재에 의해 포토마스크(3)의 하단부를 지지할 수 있다.

여기서, 대략 연직이라는 것은, 도 2 중의 θ로 나타낸 연직으로부터의 각도가 10도 정도 이내인 것이 바람직하고, 나아가서는 연직으로부터 2도 내지 10도의 각도, 더 바람직하게는 연직으로부터 4도 내지 10도가 바람직함을 의미한다.

이와 같이, 포토마스크(3)를 경사시켜 지지하는 마스크 유지부(3a)를 이용함으로써, 포토마스크(3)를 유지시키는 과정에서 포토마스크(3)를 전도시키게 되는 것을 방지하여, 포토마스크(3)의 유지, 고정을 안정되게 행할 수 있다. 또한，포토마스크(3)를 완전히 연직으로 하여 유지시키는 것으로 하면, 포토마스크(3)의 전체 중량이 하단부에 집중되어 포토마스크(3)가 손상을 입을 가능성이 증대된다. 포토마스크(3)를 경사시켜 지지하는 마스크 유지부(3a)를 이용함으로써, 포토마스크(3)의 중량을 복수의 지지점으로 분산시켜 포토마스크(3)의 손상을 방지할 수 있다.

이와 같이, 이 검사 장치에서는 포토마스크(3)의 주평면을 상기와 같이 하여 포토마스크(3)를 유지하기 때문에, 검사 장치의 설치 면적의 증대가 억제됨과 함께, 포토마스크 상에의 파티클의 낙하를 억제할 수 있다.

그리고, 이 검사 장치는 소정 파장의 광속을 발하는 광원(1)을 갖고 있다. 이 광원(1)으로서는, 예를 들어 할로겐 램프, 메탈 할로겐 램프, UHP 램프(초고압 수은 램프) 등을 사용할 수 있다.

그리고, 이 검사 장치는 광원(1)으로부터의 검사광을 유도하여 마스크 유지부(3a)에 의해 유지된 포토마스크(3)에 검사광을 조사하는 조명 광학계(2)를 갖고 있다. 이 조명 광학계(2)는 개구 수(NA)를 가변으로 하기 때문에, 개구 조리개 기구(2-1)를 구비하고 있다. 또한, 이 조명 광학계(2)는 포토마스크(3)에서의 검사광의 조사 범위를 조정하기 위한 시야 조리개(2-2)를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이 조명 광학계(2)를 거친 검사광은 마스크 유지부(3a)에 의해 유지된 포토마스크(3)에 조사된다.

포토마스크(3)에 조사된 검사광은 이 포토마스크(3)를 투과하여 대물 렌즈 계(4)에 입사된다. 이 대물 렌즈계(4)는 개구 조리개 기구(4-1)를 구비함으로써 개구 수(NA)가 가변으로 되어 있다. 이 대물 렌즈계(4)는, 예를 들어 포토마스크(3)를 투과한 검사광이 입사되고, 이 광속에 무한원 보정을 가하여 평행광으로 하는 제1 그룹(시뮬레이터 렌즈)(4a)과, 이 제1 그룹을 거친 광속을 결상시키는 제2 그룹(결상 렌즈)(4b)을 구비한 것으로 할 수 있다.

이 검사 장치에서는 조명 광학계(2)의 개구 수와 대물 렌즈계(4)의 개구 수가 각각 가변으로 되어 있기 때문에, 조명 광학계(2)의 개구 수의 대물 렌즈계(4)의 개구 수에 대한 비, 즉, 시그마 값(σ: 코히런스)을 가변으로 할 수 있다. 코히런스 σ는 조명 광학계(2)의 개구 수의 대물 렌즈계(4)의 개구 수에 대한 비이다.

대물 렌즈계(4)를 거친 광속은 촬상부(촬상 수단)(5)에 의해 수광된다. 이 촬상부(5)는 포토마스크(3)의 상을 촬상한다. 이 촬상부(5)로서는, 예를 들어 CCD 등의 촬상 소자를 이용할 수 있다.

그리고, 이 검사 장치에서는 촬상부(5)에 의해 얻어진 촬상 화상에 대한 화상 처리, 연산, 소정의 임계값과의 비교 및 표시 등을 행하는 제어부(도시 생략) 및 표시부(도시 생략)가 설치되어 있다.

또한, 이 검사 장치에서는 소정의 노광광을 이용하여 얻어진 촬상 화상, 또는 이것에 의거하여 얻어진 광강도 분포에 대하여 제어부에 의해 소정의 연산을 행하고, 다른 노광광을 이용한 조건 하에서의 촬상 화상, 또는 광강도 분포를 구할 수 있다. 예를 들어, 이 검사 장치에서는 g선, h선 및 i선이 동일한 광강도비인 노광 조건에서 광강도 분포를 얻었을 때, g선, h선 및 i선이 1:2:1의 광강도비인 노광 조건에서 노광한 경우의 광강도 분포를 구할 수 있다. 이것에 의해, 이 검사 장치에서는 노광 장치에 사용하는 조명 광원의 종류, 개체 차나 노광 장치에 이용되고 있는 조명의 경시 변화에 의한 파장마다의 광강도 변동도 포함시켜, 실제로 이용하는 노광 장치에서의 노광 조건을 재현한 평가를 행하는 것이 가능하다. 또한, 이 검사 장치에서는, 원하는 포토레지스트의 잔막량을 상정한 경우에, 이것을 달성할 수 있는 최적의 노광 조건을 간편하게 구하는 것이 가능하다.

이 검사 장치를 이용하여 행하는 본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법에서는, 조명 광학계(2)와, 대물 렌즈계(4) 및 촬상부(5)는 주평면을 대략 연직으로 하여 유지된 포토마스크(3)를 사이에 두고 대치하는 위치에 각각 배치되며, 양자의 광축을 일치시킨 상태에서 검사광의 조사 및 수광을 행한다. 이들 조명 광학계(2), 대물 렌즈계(4) 및 촬상부(5)는 이동 조작부(도시 생략)에 의해 이동 조작 가능하게 지지되어 있다. 이 이동 조작부는 조명 광학계(2), 대물 렌즈계(4) 및 촬상부(5)를 각각의 광축을 서로 일치시키면서 포토마스크(3)의 주평면에 대하여 평행하게 이동시킬 수 있다. 이 검사 장치에서는, 이러한 이동 조작부가 설치되어 있음으로써, 대형 포토마스크를 검사하는 경우일지라도, 이 포토마스크(3)를 주평면과 평행한 방향으로 이동시키지 않고, 포토마스크(3)의 주평면 전면에 걸친 검사가 가능하며, 또한 주평면 상의 원하는 부위의 선택적인 검사가 가능하다.

그리고, 이 검사 장치에서는, 제어부 및 구동 기구에 의해, 대물 렌즈계(4) 및 촬상부(5)가 각각 광축 방향으로 이동 조작 가능하게 되어 있어, 이들 대물 렌 즈계(4) 및 촬상부(5)의 포토마스크(3)에 대한 상대 거리를 서로 독립적으로 변화시킬 수 있다. 이 검사 장치에서는, 대물 렌즈계(4) 및 촬상부(5)가 광축 방향으로 독립적으로 이동 가능한 것에 의해, 포토마스크(3)를 사용하여 노광을 행하는 노광 장치에 가까운 상태에서의 촬상을 행할 수 있다. 또한, 대물 렌즈계(4)의 포커스를 오프셋하고, 촬상부(5)에 의해, 포토마스크(3)의 바림된 상을 촬상하는 것도 가능하다.

그리고, 이 검사 장치의 제어부는 조명 광학계(2)의 시야 조리개(2-2) 및 개구 조리개 기구(2-1), 대물 렌즈계(4)의 개구 조리개 기구(4-1), 구동 기구, 이동 조작부를 제어한다. 이 제어부는, 이 검사 장치를 이용한 포토마스크 정보의 취득 방법에 있어서, 대물 렌즈계(4)의 개구 수(NA) 및 코히런스 σ(조명 광학계(2)의 개구 수의 대물 렌즈계(4)의 개구 수에 대한 비)를 소정의 값으로 유지한 상태에서, 이동 조작부에 의해, 조명 광학계(2), 대물 렌즈계(4) 및 촬상부(5)를 이들의 광축을 일치시킨 상태에서 마스크 유지부(3a)에 의해 유지된 포토마스크(3)의 주평면과 평행한 방향으로 이동 조작함과 함께, 대물 렌즈계(4) 및 촬상부(5)를 광축 방향에 대해서 서로 독립적으로 이동 조작한다.

[본 발명이 대상으로 하는 포토마스크]

본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법이 대상으로 하는 포토마스크는 제품으로서 완성된 포토마스크뿐만 아니라, 포토마스크를 제조하는 도중에서의 중간체도 포함하고, 또한 이 포토마스크의 종류나 용도에 특별히 제한은 없다.

즉, 투명 기판의 주표면에 차광부, 투광부 및 반투광부(그레이톤부)를 갖는 그레이톤 마스크를 검사하는 것이 가능하다.

또한, 그레이톤부에는, 반투광막이 형성된 반투광부와, 노광 조건에서의 해상 한계 이하의 미세 패턴에 의해 그레이톤부로 하는 것이 모두 포함된다. 즉, 그레이톤 마스크에는, 그레이톤부에 노광광의 투과 광량이 100%보다 작은(예를 들어 40∼60%) 반투광성 막이 성막된 그레이톤부를 갖는 포토마스크(반투광막형 그레이톤 마스크)와, 노광 조건 하에서의 해상 한계 이하의 차광성, 또는 반투광성 미세 패턴을 가짐으로써 투과 광량을 저감하는 그레이톤부를 갖는 포토마스크(미세 패턴형 그레이톤 마스크)가 모두 포함된다.

[그레이톤 마스크에 대해서]

여기서, 본 발명에 따른 포토마스크의 검사 장치에서 검사 대상으로 되는 그레이톤 마스크에 대해서 설명한다.

TFT를 구비한 액정 표시 디바이스, 즉, TFT-LCD는 음극선관(CRT)과 비교하여 박형으로 하기 쉽고 소비전력이 낮다는 이점때문에 현재 널리 사용되기에 이르렀다. TFT-LCD는 매트릭스 형상으로 배열된 각 화소에 TFT가 배열된 구조의 TFT 기판과, 각 화소에 대응하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소 패턴이 배열된 컬러 필터가 액정층을 개재하여 중첩된 구조를 갖고 있다. 이러한 TFT-LCD는 제조 공정 수가 많으며, TFT 기판만으로도 5매 내지 6매의 포토마스크를 사용하여 제조되고 있었다.

이러한 상황 하에서, TFT 기판의 제조를 4매의 포토마스크를 사용하여 행하는 방법이 제안되어 있다. 이 방법은, 차광부, 투광부 및 그레이톤부를 갖는 그레 이톤 마스크를 이용함으로써 사용하는 마스크 매수를 저감하는 것이다. 도 3 및 도 4에 그레이톤 마스크를 사용한 TFT 기판의 제조 공정의 일례를 나타낸다.

우선, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 글래스 기판(201) 상에 게이트 전극용 금속막을 형성하고, 포토마스크를 사용한 포토리소그래피 공정에 의해 게이트 전극(202)을 형성한다. 그 후, 게이트 절연막(203), 제1 반도체막(a-Si)(204), 제2 반도체막(N+a-Si)(205), 소스/드레인용 금속막(206) 및 포지티브형 포토레지스트막(207)을 차례로 형성한다.

다음으로, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 차광부(101), 투광부(102) 및 그레이톤부(103)를 갖는 그레이톤 마스크(100)를 사용하여 포지티브형 포토레지스트막(207)을 노광하고, 현상하여 제1 레지스트 패턴(207A)을 형성한다. 이 제1 레지스트 패턴(207A)은 TFT 채널부, 소스/드레인 형성 영역 및 데이터 라인 형성 영역을 덮고, 또한 TFT 채널부 형성 영역이 소스/드레인 형성 영역보다도 얇게 되어 있다.

이어서, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제1 레지스트 패턴(207A)을 마스크로 하여 소스/드레인용 금속막(206), 제2 및 제1 반도체막(205, 204)을 에칭한다.

다음으로, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 산소에 의한 애싱에 의해 레지스트막(207)을 전체적으로 감소시켜 채널부 형성 영역의 얇은 레지스트막을 제거하여, 제2 레지스트 패턴(207B)을 형성한다. 그 후, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제2 레지스트 패턴(207B)을 마스크로 하여 소스 드레인용 금속막(206)을 에칭하여 소스/드레인(206A, 206B)을 형성하고, 이어서 제2 반도체막(205)을 에칭한다. 마지막으로, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 잔존된 제2 레지스트 패턴(207B)을 박리시킨다.

여기서 사용되는 그레이톤 마스크(100)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 소스/드레인에 대응하는 차광부(101A, 101B), 투광부(102) 및 TFT 채널부에 대응하는 그레이톤부(103)를 갖는다. 이 그레이톤부(103)는 그레이톤 마스크(100)를 사용하는 대형 LCD용 노광 장치의 노광 조건 하에서 해상 한계 이하의 미세 패턴으로 이루어진 차광 패턴(103A)이 형성된 영역이다. 통상, 차광부(101A, 101B) 및 차광 패턴(103A)은 모두 크롬이나 크롬 화합물 등의 동일한 재료로 이루어진 동일한 두께의 막으로 형성되어 있다. 이러한 그레이톤 마스크를 사용하는 대형 LCD용 노광 장치의 해상 한계는 스텝퍼 방식의 노광 장치에서 약 3㎛, 미러 프로젝션 방식의 노광 장치에서 약 4㎛이다. 이 때문에, 그레이톤부(103)에서는 투과부(103B)의 스페이스 폭 및 차광 패턴(103A)의 라인 폭의 각각을 노광 장치의 노광 조건 하의 해상 한계 이하인, 예를 들어 3㎛ 미만으로 한다.

이러한 미세 패턴 타입의 그레이톤부(103)의 설계에서는, 차광부(101A, 101B)와 투광부(102)의 중간적인 반투광(그레이톤) 효과를 부여하기 위한 미세 패턴을 라인 앤드 스페이스 타입으로 할지, 도트(망점) 타입으로 할지, 또는 그 밖의 패턴으로 할지라는 선택이 있다. 또한, 라인 앤드 스페이스 타입의 경우, 선폭을 어느 정도로 할지, 광이 투과하는 부분과 차광되는 부분의 비율, 전체의 투과율을 어느 정도로 설계할지 등을 적절히 설계할 수 있다.

반투광막 타입의 그레이톤 마스크는, 예를 들어 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 여기서는, 일례로서, TFT 기판의 패턴을 예로 들어 설명한다. 이 패턴은, 도 3의 (b)에서 설명한 바와 같이, TFT 기판의 소스 및 드레인에 대응하는 패턴으로 이루어진 차광부(101)와, TFT 기판의 채널부에 대응하는 패턴으로 이루어진 그레이톤부(103)와, 이들 패턴의 주위에 형성되는 투광부(102)로 구성된다.

우선, 투명 기판 상에 반투광막 및 차광막을 차례로 형성한 마스크 블랭크를 준비하고, 이 마스크 블랭크 상에 레지스트막을 형성한다. 다음으로, 패턴 묘화를 행하여 현상함으로써, 패턴의 차광부 및 그레이톤부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성한다. 다음으로, 적절한 방법에 의해 에칭함으로써, 레지스트 패턴이 형성되지 않은 투광부에 대응하는 영역의 차광막과 그 하층의 반투광막을 제거하고, 패턴을 형성한다.

이렇게 하여, 투광부(102)가 형성되고, 동시에, 패턴의 차광부(101)와 그레이톤부(103)에 대응하는 영역의 차광 패턴이 형성된다. 그리고, 잔존하는 레지스트 패턴을 제거하고 나서 다시 레지스트막을 기판 상에 형성하고, 패턴 묘화를 행하여 현상함으로써, 패턴의 차광부(101)에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성한다.

다음으로, 적절한 에칭에 의해, 레지스트 패턴이 형성되지 않은 그레이톤부(103)의 영역의 차광막만을 제거한다. 이것에 의해, 반투광막의 패턴에 의한 그레이톤부(103)가 형성되고, 동시에, 차광부(101)의 패턴이 형성된다.

[그레이톤 마스크의 정보 취득 방법에 대해서]

전술한 바와 같은 그레이톤 마스크를 사용하여 포토마스크 정보를 취득하기 위해서는, 실제의 노광 조건을 반영한 조건 하에서 투과광 패턴 데이터를 얻는 것이 유용하다.

그레이톤 마스크에서는, 마스크에 형성된 패턴 형상이 이 마스크를 사용한 노광에 의해 피전사체 상에 형성되는 레지스트막 두께나 레지스트막의 형상에 영향을 준다. 예를 들어, 평면적인 패턴 형상의 평가뿐만 아니라, 그레이톤부의 광투과율이 적절한 범위 내에 있는지, 그레이톤부와 차광부의 경계의 광 투과량 상승(샤프니스 또는 바림 상태)이 어떠한지를 평가할 필요가 있다.

특히 미세 패턴으로 이루어진 그레이톤부를 갖는 그레이톤 마스크의 경우에는, 포토마스크를 사용하여 실제로 노광할 때에는 미세 패턴이 해상되지 않고, 실질적으로 균일한 투과율로 간주될 정도로 비해상의 상태에서 사용된다. 이 상태를 마스크의 제조 과정에서, 또는 출하 전의 단계에서, 더 나아가서는 결함 수정을 행한 단계에서 검사할 필요가 있다.

본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법에서는, 그레이톤부를 투과하는 노광광의 양을 저감하고 이 영역에서의 포토레지스트로의 조사량을 저감함으로써 포토레지스트의 막 두께를 선택적으로 바꾸는 것인 그레이톤 마스크의 검사를 실제의 노광 조건과 근사하게 고정밀도로 행하고, 실제의 노광에 의해 얻어지는 포토레지스트의 패턴 형상을 고정밀도로 예측할 수 있다.

예를 들어, 노광 조건을 변화시켰을 때의, 그레이톤 마스크의 투과광의 투과광 분포를 도 6에 나타낸다.

도 6에 나타낸 패턴은 2개의 차광부(TFT에서의 소스, 드레인에 대응)와, 그 에 인접하여 중앙부에 설치된 반투광부(채널부에 대응)로 이루어진 패턴을 나타낸다. 여기서, 중앙의 반투광부에는, 노광기의 개조 한계를 하회하는 선폭의 패턴(수평 방향으로, 미세 투광부ㆍ미세 차광부ㆍ미세 투광부가 배열)에 의해 형성하고 있다.

또한, 여기서는, 4단계의 서로 다른 해상도의 광학계를 이용하여 투과광 패턴을 촬상한 것이며, 우측으로 갈수록 해상도가 낮아지고, 도 6의 하단에 나타낸 투과광 패턴 곡선의 피크가 낮아지고 있다. 이 부분의 농도가 이 그레이톤 마스크를 사용한 경우의 이 부분의 「실효 투과율」을 나타내고, 이것에 의해 그레이톤부에 의해 형성되는 레지스트막의 잔막량이 영향을 받는다. 이 4개의 해상 조건 중, 우측으로 갈수록 실제 노광기의 조건과 근사하다.

따라서, 도 6의 하단에 나타낸 바와 같은 투과광 패턴 데이터에 의해, 그레이톤 마스크의 노광에 적용하는 노광 조건과, 그것에 의해 얻어지는 피전사체 상의 레지스트 패턴 형상의 상관을 파악할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 실제 노광 조건 하의 비해상 상태에서 촬상 화상을 얻었을 때에, 필요에 따라 적절한 연산을 거쳐 채널부와 소스/드레인부의 경계 부분의 샤프니스를 평가하고, 포토레지스트의 입체 형상을 예측하는 것도 가능하다.

이 경우, 도 2에 있어서, 예를 들어 해상 한계 이하의 미세 패턴으로 이루어진 반투광부를 갖는 포토마스크(3)를 검사 장치에 설치하고, 예를 들어 대물 렌즈계(4)의 개구 수 및 코히런스 σ를 실제로 이용하는 노광기와 근사한 소정의 값으로 함으로써, 촬상부(5)에서의 촬상면에는, 실제의 노광에 의한 패턴 전사 시와 마 찬가지로, 미세 패턴의 비해상 상태의 상이 얻어진다. 그리고, 촬상된 화상 데이터를 연산부에 의해 처리함으로써, 마스크 패턴의 투과광 패턴을 얻을 수 있다. 이 투과광 패턴으로부터 얻어진 투과광 패턴 데이터를 본 발명의 포토마스크 정보의 일부로 할 수 있다. 또한, 포토마스크 정보는 포토마스크의 반투광부의 투과율에 대한 허용 범위의 임계값 정보를 포함할 수도 있다.

[테스트 마스크에 대해서]

본 발명에 따른 포토마스크 정보에는, 노광 조건의 변화(이것은 패턴의 선폭(CD)과의 상관 관계를 가짐), 반투광막 고유의 투과율(막 두께, 막질에 의존) 변화에 따른, 반투광부의 실효 투과율의 변화 경향을 포함시킬 수 있다. 이러한 정보는, 예를 들어 도 13의 (b)의 그래프와 같이 표현할 수 있다. 여기서는, 소정의 노광 조건(노광량)이나, 반투광막 고유의 투과율에 대하여, 패턴의 선폭을 변화시키고, 이것에 대한, 실효 투과율의 의존성을 플롯하고 있다. 도 13의 (b)에 있어서, 횡축은 채널부(반투광부)의 선폭, 종축은 실효 투과율을 각각 나타낸다. 또한, T1:Ref는 실제 마스크의 패턴 데이터를 나타내고, T1±x%, T1±y%는 각각 막 고유의 투과율을 나타낸다.

상기한 바와 같이, 포토마스크에 이용하는 반투광막 고유의 투과율 변화나, 패턴 형상(선폭 등)에 의한 실효 투과율의 변화 경향을 포토마스크 정보에 포함시키기 위해서는, 미리 도 7에 일례를 나타낸 바와 같은 테스트 마스크(11)를 사용하여 광투과 패턴 데이터를 얻는 것이 가능하다. 본 발명의 포토마스크와 근사한 테스트 마스크로서, 예를 들어 이하와 같은 것을 사용할 수 있다.

이 테스트 마스크(11)는 패턴 형상의 변화에 의한, 실효 투과율의 변화를 파악할 수 있는 것이다. 전술한 노광기를 모방한 노광 수단을 사용한 포토마스크 정보의 취득 방법에 있어서, 복수의 패턴 형상에 의한 투과광 패턴을 정확하고 신속하게 얻기 위한 것이다. 이것에 더하여, 또는 이것 대신에, 레지스트막의 분광 감도나, 촬상부의 분광 감도 특성 등 노광기와의 조건 정합이 불가능한 인자도 포함시킨 조건에 대해서도 해당 테스트 마스크를 사용하여 피전사체에의 노광 테스트를 행하고, 레지스트막의 패터닝을 행하는 것을 통하여, 복수의 조건 하에서의 레지스트 패턴 형상의 경향을 파악하면, 포토마스크 정보에 포함시키는 것이 가능하다.

이 테스트 마스크(11)에서는, 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 800㎜×920㎜의 기판 상에 동일한 테스트 패턴(12)이 X축 방향 및 Y축 방향의 각각으로 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 개개의 테스트 패턴(12)은, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, X축 방향 및 Y축 방향으로 1열씩 배열된 단위 패턴(13)을 갖고 형성되어 있다. 잉여 부분에는 다른 테스트 패턴 등을 적절히 배치하여도 된다. 예를 들어, 도 7의 (b)에서는 주연부에 위치 기준 마크(PM), 중앙부에 일반적인 해상도 패턴(PP)을 배치한 예이다.

본 발명의 테스트 패턴에 있어서, 개개의 단위 패턴(13)은 각각 동일한 패턴이어도 되지만, 예를 들어 도 8에 나타낸 바와 같이, 후술하는 평가 공정에서 유용한, 각각 서로 다른 패턴을 배열시키는 것이 바람직하다. 여기서는, 단위 패턴(13)(웨지 패턴)이 X축 방향으로 21개 배열되고, 각각의 단위 패턴(13)에서 Y축 방향으로 21단계로 형상이 변화되고 있는 예를 나타낸다. 즉, 각 단위 패턴(13)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 배열 순서에 따라 일정한 규칙에 의거하여 변화되고 있다.

개개의 단위 패턴(13)은 차광막에 의해 형성되어 있다. 이 단위 패턴(13)은, 도 8의 (a)에 있어서 「a∼u」로 나타낸 Y축 방향에 대해서 계단 형상으로 폭이 변화되고 있는 한 쌍의 차광부(13-1) 사이에 끼워진 투광부(13-2)에 차광막에 의한 세로선(차광 라인)이 배치된 라인 앤드 스페이스의 패턴으로 되어 있다. 하나 하나의 단위 패턴(13)에서는, 양측의 한 쌍의 차광부(13-1)는 도 8의 (a)에 있어서 「1∼21」로 나타낸 X축 방향에 대해서 동일하지만, 중앙의 투광부(13-2)에 형성된 차광 라인의 선폭은 X축 방향에 대해서 「1∼21」을 향하여 일정한 피치로 가늘어지고 있다.

또한, 개개의 단위 패턴(13)은 차광막 및 반투광막에 의해 형성하여도 된다. 이 경우에는, 단위 패턴(13)은 계단 형상으로 폭이 변화되고 있는 한 쌍의 차광부 사이에 끼워져, 반투광막이 형성된 패턴으로 된다. 즉, 반투광막이 형성된 영역은 한 쌍의 평행한 차광부의 에지 사이에 끼워진 영역(반투광부)으로 된다.

이러한 단위 패턴(13)을 배열시킴으로써, 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 차광부 사이에 끼워진 그레이톤부의 투과율이 점차 커져 가는 마스크에 근사시킬 수 있다. 예를 들어, 박막 트랜지스터에서의 채널부 형성용 그레이톤 마스크에 있어서, 그레이톤부의 광투과율을 점차 변화시킨 양태로 근사시킬 수 있다.

한편, 각 단위 패턴(13)에 있어서, Y축 방향에 대해서는 「a∼u」에 걸쳐 양측의 차광부 선폭이 점차 작아지고 있다. 이것은, 예를 들어 박막 트랜지스터에서 의 채널부 형성용 그레이톤 마스크에 있어서, 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 채널부의 폭이 점차 커져 가는 양태로 근사시킬 수 있다. 또한, 여기서, 각 단위 패턴(13)에서의 한 쌍의 차광부 선폭의 변화 피치는 중앙의 차광 라인 선폭의 변화 피치와 동등하게 하여 두는 것이 후술한 이유에서 바람직하다.

한편, 이와 같이 배열한 단위 패턴(13)은, 경사 방향으로 관찰, 평가함으로써, 해당 마스크의 선폭(CD(Critical Dimension)) 변동에 의한 피전사체에의 전사 영향을 평가하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 「a1, b2, c3, …」라는 배열은 역시 일정한 규칙에 의해 패턴 형상이 변화되고 있으며, 이 규칙은 중앙의 차광 라인이 일정한 피치로 가늘어짐과 함께, 양측의 차광부 선폭도 일정한 피치로 가늘어져 간다. 이것은 포토마스크 제조 공정 중의 인자 등 다양한 이유에 의한 포토마스크의 CD 변동(선폭이 소정량 커지거나, 또는 소정량 작아짐)에 근사시킬 수 있다.

따라서, 이러한 테스트 마스크를 사용하는 본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법을 실시하면, 검사 장치에서 얻어지는 광강도 분포와, 동일한 테스트 마스크를 사용하여 실제 노광을 행하여 얻어지는 피전사체 상의 레지스트 패턴과의 상관을, 각 패턴 형상의 변화와의 관계에서 파악하는 것이 가능하다.

또한, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 단위 패턴(13)은 테스트 마스크(11)에서 X축 방향 및 Y축 방향으로 90°의 각도로 배열되어 있다. 이것은 전자 디바이스, 예를 들어 액정 패널의 제조 시에 생길 수 있는 X축 방향 및 Y축 방향의 패턴의 해상도 불균일 요인을 평가하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 노광 장치 의 주사 방향과 이것에 수직인 방향에서 해상도에 차이가 생기고 있으면, 이러한 해상도 차이의 상태를 평가할 수 있다.

또한, 여기서는, 단위 패턴(13)으로서, 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 계단 형상으로 폭이 변화되고 있는 한 쌍의 차광부(13-1) 사이에 끼워진 투광부(13-2)에 차광막에 의한 차광 라인을 배치한 라인 앤드 스페이스 패턴(웨지 패턴)을 갖는 테스트 마스크(11)에 대해서 설명했으나, 본 발명에서의 테스트 마스크가 이것에 한정되지는 않는다.

서로 다른 테스트 패턴을 도 9 및 도 10에 예시한다. 도 9에 나타낸 테스트 패턴(12')에서의 단위 패턴(13')은 정사각형 틀 형상의 투광부(13-2')와, 이 투광부(13-2') 내에 형성된 정사각형 틀 형상의 차광부(13-1')를 갖는 것이며, 1개의 단위 패턴(13')에서 4방향에 대한 평가를 행할 수 있다.

도 10에 나타낸 테스트 패턴(12")에서의 단위 패턴(13")은 정팔각형 틀 형상의 투광부(13-2")와, 이 투광부(13-2") 내에 형성된 정팔각형 틀 형상의 차광부(13-1")를 갖는 것이며, 1개의 단위 패턴(13")에서 8방향에 대한 평가를 행할 수 있다.

또한, 서로 다른 형태로서, 도 8의 (a)의 테스트 패턴의 계단 형상으로 폭이 변화되고 있는 한 쌍의 차광부 사이에 끼워진 부분에 반투광막(투광부에 대하여 소정량 투과율을 저감시킬 목적으로 형성된 막)을 성막하여 단위 패턴으로 하여도 된다. 이 경우에는, 이 테스트 마스크를 사용하여, 반투광막이 형성된 그레이톤부를 갖는 그레이톤 마스크의 평가를 행하는 것이 가능해진다. 채널부에 대응하는 부분 에 반투광막을 배치한 TFT 제조용 그레이톤 마스크를 근사할 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법에서는, 노광 조건을 변경하면서 복수회의 조사를 행하고, 각각의 조사에 의한 테스트 마스크의 촬상 화상을 얻는 것이 바람직하다. 이 복수의 서로 다른 조건에 의한 테스트 마스크의 투과광의 광강도 분포 데이터는 해당 테스트 마스크의 실제 노광에 의한 레지스트 패턴과의 비교 대조에 이용함으로써, 많은 정보를 더 얻는 것이 가능해진다. 예를 들어, 소정량씩 개구 수(NA)를 변화시키면서 조사를 행하거나, 또는 소정량씩 개구 수(NA) 또는 코히런스(σ)를 변화시키면서 조사를 행하는 등이다. 이렇게 하여 얻어진 투과광의 광강도 분포 데이터는 데이터베이스로서 축적할 수 있다. 이 데이터베이스의 일부 또는 전부를 포토마스크 정보로 할 수 있다.

[검사광의 분광 특성에 대해서(1)]

그런데, 이 검사 장치에서의 광원(1)(도 2)으로서는, 실제로 노광을 행하는 노광 장치에서의 노광광과 동일하거나, 또는 대략 동일한 파장 분포를 갖는 검사광을 발하는 것을 이용하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 이 검사광은, 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 적어도 g선(파장 436㎚), h선(파장 405㎚), 또는 i선(파장 365㎚) 중 어느 하나를 포함하고 있으며, 이들 각 파장 성분을 모두 포함하거나, 또는 이들 각 파장 성분 중 임의의 2이상이 혼합되어 있는 믹스광으로 할 수도 있다. 통상, FPD 제조용의 대형 마스크의 노광 시에는, 노광광으로서, 이들 파장의 믹스광을 이용하기 때문에, 이 검사 장치에 있어서도, 원하는 광강도 비율에서의 믹스광을 적용함으로써, 노광 조건과 근사한 조건으로 할 수 있다.

그리고, 이 검사광은, 광학 필터 등의 파장 선택 필터(6)(도 2)를 투과하여 포토마스크(3)에 조사됨으로써, 포토마스크(3) 상에서의 각 파장 성분의 혼합비가 조정된다. 이 파장 선택 필터(6)로서는, 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 소정의 파장 이하 또는 소정의 파장 이상의 광속을 컷트하는 특성을 갖는 필터를 사용할 수 있다.

이 검사 장치에서는, 광원(1)으로부터 발생되는 검사광의 파장 분포가 노광 장치에서의 노광광의 파장 분포와 동일하거나, 또는 대략 동일한 것에 의해, 실제의 노광 조건과 근사한 노광 조건으로 할 수 있다.

또한, 이 검사 장치에서는, 파장 선택 필터로서, 도 11의 (c)에 나타낸 바와 같이, 광원(1)(도 2)으로부터 발생된 주로 g선만을 투과시키는 특성을 갖는 제1 필터와, 광원(1)으로부터 발생된 주로 h선만을 투과시키는 특성을 갖는 제2 필터와, 광원(1)으로부터 발생된 주로 i선만을 투과시키는 특성을 갖는 제3 필터를 선택적으로 사용할 수 있다.

이 경우에서는, 제1 필터를 사용했을 때에 촬상부(5)(도 2)에 의해 얻어지는 광강도 데이터 dg와, 제2 필터를 사용했을 때에 촬상부(5)에 의해 얻어지는 광강도 데이터 dh와, 제3 필터를 사용했을 때에 촬상부(5)에 의해 얻어지는 광강도 데이터 di를 각각 구한다.

그리고, 이들 각 광강도 데이터 dg, dh, di를 각각에 소정의 가중치 부여를 행한 후, 가산함으로써, g선, h선 및 i선이 소정의 광강도비로 혼합된 광속을 포토 마스크(3)에 조사했을 때에 얻어지는 광강도 데이터를 산출할 수 있다.

각 광강도 데이터 dg, dh, di의 가중치 부여는, 예를 들어 이 검사 장치의 광원(1)으로부터의 광속에서의 g선, h선 및 i선의 광강도 비율이 [1.00:1.20:1.30]으로서, 실제 노광 장치의 광원으로부터의 노광광에서의 g선, h선 및 i선의 광강도 비율이 [1.00:0.95:1.15]이었다고 한다. 이 경우, 광강도 데이터 dg에 곱할 계수 fg는 1.00, 광강도 데이터 dh에 곱할 계수 fh는 0.95/1.20(=0.79), 광강도 데이터 di에 곱할 계수 fi는 1.15/1.30(=0.88)로 된다.

이들을 가산한 데이터, 즉, [fg×dg+fh×dh+fi×di]가 노광 장치에서 노광광을 포토마스크(3)에 조사했을 때에 얻어지는 광강도 분포를 나타내는 데이터로 된다. 또한, 이러한 연산은 제어부를 연산부로서 사용하고, 이 제어부에 의해 행할 수 있다. 이러한 방법에 의해, 실제의 노광 조건과 근사한 노광 조건에서의 포토마스크의 투과광 패턴을 얻는 것도 가능하다.

[검사광의 분광 특성에 대해서(2)]

이 검사 장치에서의 광원(1)이 발하는 검사광이 노광 장치에서의 노광광과 상이한 파장 분포를 갖고 있어도, 다음과 같이 하여 노광 장치에서의 노광 상태를 근사시킨 투과광 패턴을 얻을 수 있다.

이 검사 장치에서는, 전술한 바와 같이, 파장 선택 필터로서, 광원(1)으로부터 발생된 주로 g선만을 투과시키는 특성을 갖는 제1 필터와, 광원(1)으로부터 발생된 주로 h선만을 투과시키는 특성을 갖는 제2 필터와, 광원(1)으로부터 발생된 주로 i선만을 투과시키는 특성을 갖는 제3 필터를 선택적으로 사용할 수 있다.

그래서, 테스트 마스크(11)(도 7)를 사용하여, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제1 필터를 사용했을 때에 촬상부(5)(도 2)에 의해 얻어지는 제1 기준 광강도 데이터 Ig, 제2 필터를 사용했을 때에 촬상부(5)에 의해 얻어지는 제2 기준 광강도 데이터 Ih, 제3 필터를 사용했을 때에 촬상부(5)에 의해 얻어지는 제3 기준 광강도 데이터 Ii를 구한다. 이들 각 기준 광강도 데이터 Ig, Ih, Ii는 광원(1)의 분광 분포와, 촬상부(5)의 분광 감도 분포와, 각 필터의 분광 투과율이 승산된 결과이며, 또한 이 검사 장치에서 광원(1)으로부터의 검사광이 투과하는 각 광학 소자의 분광 투과율도 승산된 결과이다.

광원(1)의 분광 분포, 촬상부(5)의 분광 감도 분포 및 각 광학 소자의 분광 투과율은 파장에 대하여 균일하지 않다. 그 때문에, 어느 촬상 패턴은, 촬상에 이용한 각 검사광(g선, h선, i선)의 파장 차이에 따라 서로 다른 패턴으로 된다.

다음으로, 제1 내지 제3 기준 광강도 데이터 Ig, Ih, Ii를 서로 동등한 레벨로 하는 각 기준 광강도 데이터 Ig, Ih, Ii에 대한 제1 내지 제3 계수 α, β, γ를 구하여 둔다. 즉, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제1 기준 광강도 데이터 Ig에 제1 계수 α를 곱한 결과와, 제2 기준 광강도 데이터 Ih에 제2 계수 β를 곱한 결과와, 제3 기준 광강도 데이터 Ii에 제3 계수 γ를 곱한 결과가 동등한 레벨로 되도록 하는 각 계수 α, β, γ를 구한다. 여기서, 동등한 레벨이라는 것은, 예를 들어 각 기준 광강도 데이터 Ig, Ih, Ii의 피크 강도가 서로 동등한 것을 의미한다.

이 검사 장치에서는, 각 기준 광강도 데이터 Ig, Ih, Ii를 서로 동등한 레벨로 하는 제1 내지 제3 계수 α, β, γ가 미리 구해져 있고, 이들 계수 α, β, γ 는 이 검사 장치를 사용하는 유저에 의해 파악되어 있다.

그리고, 검사 대상인 포토마스크에 대해서 검사를 행할 때에는, 이 포토마스크에 대해서, 제1 필터를 사용하여 촬상부(5)에 의해 제1 광강도 데이터 Jg를 구하고, 제2 필터를 사용하여 촬상부(5)에 의해 제2 광강도 데이터 Jh를 구하며, 또한 제3 필터를 사용하여 촬상부(5)에 의해 제3 광강도 데이터 Ji를 구한다.

다음으로, 제1 광강도 데이터 Jg에 제1 계수 α를 곱하고, 제2 광강도 데이터 Jh에 제2 계수 β를 곱하며, 제3 광강도 데이터 Ji에 제3 계수 γ를 곱함으로써, 광원(1)의 분광 분포, 촬상부(5)의 분광 감도 분포 및 검사 장치의 각 광학 소자의 분광 투과율에 의한 영향이 보정되고, 해당 포토마스크를 사용하여 피노광체인 레지스트를 노광했을 때의 노광 상태에 대응한 광강도 데이터 [α×Jg, β×Jh, γ×Ji]가 구해진다.

이러한 연산은, 전술한 바와 같이, 제어부를 연산부로서 사용하고 이 제어부에 의해 행할 수 있다.

또한, 노광 장치의 분광 특성, 즉, 노광 장치의 광원의 분광 분포 및 노광 장치의 각 광학 소자의 분광 투과율을 알고 있는 경우에는, 이들 분광 특성에 따른 계수 u, v, w를 정하여 둘 수 있다. 이 계수 u, v, w로서는, 예를 들어 g선의 광강도를 1.0으로 했을 때의 h선의 광강도(예를 들어, 0.9104) 및 i선의 광강도(예를 들어, 1.0746)를 구하고, 이들의 합계가 1로 되도록 한 광강도비(예를 들어, 0.335:0.305:0.360)를 사용할 수 있다.

그리고, 이들 노광 장치의 분광 특성에 따른 계수를 제1 내지 제3 광강도 데 이터에 대응시켜 다시 곱함으로써, 이 노광 장치에 의해 해당 포토마스크를 사용하여 레지스트를 노광했을 때의 노광 상태에 대응한 광강도 데이터 [u×α×Jg, v×β×Jh, w×γ×Ji]를 보다 정확하게 구할 수 있다.

또한, 레지스트의 분광 감도 특성(흡수 스펙트럼)을 알고 있는 경우에는, 이 분광 감도 특성에 따른 계수 x, y, z를 정하여 둘 수 있다. 이 계수 x, y, z로서는, 예를 들어 g선의 흡수량을 1.0으로 했을 때의 h선의 흡수량(예를 들어, 1.6571) 및 i선의 흡수량(예를 들어, 1.8812)을 구하고, 이들의 합계가 1로 되도록 한 흡수비(예를 들어, 0.220:0.365:0.415)를 사용할 수 있다.

그리고, 이 분광 특성에 따른 계수를 제1 내지 제3 광강도 데이터에 대응시켜 다시 곱함으로써, 이 노광 장치에 의해 해당 포토마스크를 사용하여 레지스트를 노광했을 때의 노광 상태에 대응한 광강도 데이터 [x×α×Jg, y×β×Jh, z×γ×Ji](또는 [x×u×α×Jg, y×v×β×Jh, z×w×γ×Ji])를 보다 정확하게 구할 수 있다. 이러한 연산도 제어부를 연산부로서 사용하고 이 제어부에 의해 행할 수 있다.

[본 발명에 따른 포토마스크의 품질 표시 방법]

본 발명에 따른 포토마스크의 품질 표시 방법은, 전술한 바와 같이 하여 취득된 포토마스크 정보를 이 포토마스크 정보에 대응하는 포토마스크에 대응짓는 것이다. 대응지을 때에는, 포토마스크와 포토마스크 정보에 해당 포토마스크 고유의 식별 정보를 인식 가능한 형태로 붙일 수 있다.

이 포토마스크의 품질 표시 방법에서는, 각 포토마스크에 대해서 포토마스크 정보가 대응지어져 있기 때문에, 이 포토마스크를 사용하여 노광 장치에 의한 노광을 행함에 있어서, 전술한 바와 같이, 노광 조건을 적절히 설정할 수 있고, 또한 노광 후의 레지스트의 현상 조건, 에칭 조건 등을 적절히 설정할 수 있다.

[본 발명에 따른 전자 디바이스의 제조 지원 방법]

본 발명에 따른 전자 디바이스의 제조 지원 방법은, 도 13의 (a)에 나타낸 바와 같이, 전술한 바와 같이 하여 취득된 포토마스크 정보를 이 포토마스크 정보에 대응하는 포토마스크에 대응지어 둠으로써, 이 포토마스크를 사용한 전자 디바이스의 제조를 지원하는 것이다.

이 일례를 도 13의 (a)에 나타낸다. 이 전자 디바이스의 제조 지원 방법에서는, 스텝 st1에서 포토마스크의 패턴 데이터(CAD 데이터)를 준비하고, 스텝 st2에서 이 패턴 데이터에 의거하여 포토마스크의 제조를 행한다. 스텝 st3에서는 제조된 포토마스크의 마무리 평가를 행한다. 여기까지는 통상의 마스크 제조 프로세스이다. 그리고, 도 2에 나타낸 바와 같은 하드웨어 시뮬레이터를 검사 장치로서 이용하여 해당 마스크의 성능을 확인하고, 그 때, 실제 마스크의 노광 조건과 근사한 조건을 채용하는 것을 발명자는 앞서 제안하고 있다. 그리고, 마스크 성능이 확인되면, 출하된다.

한편, 본 발명에서는 미리 포토마스크 정보를 취득하고, 그 포토마스크 정보를 포토마스크와 관련지은 상태로 포토마스크 유저에게 제공하고, 이것을 통하여, 포토마스크를 사용하는 포토마스크 유저가 전자 디바이스를 제조하는 공정을 지원한다.

포토마스크 정보의 취득 시에는, 예를 들어 도 13의 (a)의 스텝 st4에서 테스트 마스크를 작성하여 둔다. 이 테스트 마스크는, 상기 포토마스크의 패턴을 참조하고 상기 포토마스크의 노광의 시뮬레이션으로 되도록, 근사된 패턴을 포함시킴과 함께, 복수의 선폭의 반투광부를 포함시키는 등의 설계를 행하여 제조한 것이다. 스텝 st5에서는, 전술한 검사 장치(시뮬레이터)를 이용하여 상기 포토마스크의 실제 노광 조건과 근사한 조건을 적용하고, 포토마스크의 투과광의 투과광 패턴을 얻는다. 바람직하게는, 복수의 노광 조건을 적용한 경우의 투과광 패턴을 얻는다. 그리고, 해당 투과광 패턴으로부터 투과광 패턴 데이터를 생성한다.

여기서, 투과광 패턴 데이터를 얻기 위해 사용하는 마스크는, 테스트 마스크 외에, 상기 포토마스크 자체로 하는 것도 물론 가능하다. 다만, 그 정보만인 경우에는, 반투광부의 선폭 변화에 의한 투과광 패턴 데이터의 변화를 파악할 수는 없다.

스텝 st6에서, 제조된 포토마스크와 이 포토마스크에 대응하는 포토마스크 정보를 대응지어, 전자 디바이스의 제조 공정에 보내거나, 또는 전자 디바이스의 제조 공정에 관계하는 마스크 유저에게 제공한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 상기 투과광 패턴 데이터를 상기 포토마스크와 관련지은 상태로 제공함으로써, 마스크 유저는 이 마스크를 노광에 이용했을 때에 얻어지는 레지스트 패턴을 예측할 수 있고, 또한 노광에 적용하는 노광 조건을 결정할 수 있다.

이 전자 디바이스의 제조 지원 방법에서는, 각 포토마스크에 대해서 포토마 스크 정보가 대응지어져 있기 때문에, 이 포토마스크를 사용하여 노광 장치에 의한 노광을 행함에 있어서, 전술한 바와 같이, 노광 조건을 적절히 설정할 수 있고, 또한 노광 후의 레지스트의 현상 조건, 에칭 조건 등을 적절히 설정할 수 있다.

또한, 포토마스크의 제조와, 이 포토마스크를 사용한 전자 디바이스의 제조가, 서로 다른 제조자에 의해 행해지는 경우일지라도, 포토마스크의 제조자가 본 발명에 따른 전자 디바이스의 제조 지원 방법을 실시함으로써, 전자 디바이스의 제조자는 포토마스크의 제조자로부터 납품된 포토마스크를 사용하여 노광 장치에 의한 노광을 행함에 있어서, 전술한 바와 같이, 노광 조건을 적절히 설정할 수 있고, 또한 노광 후의 레지스트의 현상 조건, 에칭 조건 등을 적절히 설정할 수 있기 때문에, 전자 디바이스의 제조를 적확하게 행할 수 있다.

[전자 디바이스의 제조 방법]

액정 표시 장치 등의 전자 디바이스를 제조함에 있어서는, 일반적인 공지의 제조 공정에 있어서, 전술한 본 발명에 따른 포토마스크 정보를 이용함으로써 적절한 노광 조건을 결정할 수 있고, 또한 노광에 의해 얻어지는 레지스트 패턴을 예측할 수 있다. 이 때문에, 양호한 전자 디바이스(액정 표시 장치 등)를 신속하게 제조할 수 있다.

이것에 의해, 전자 디바이스에 대한 원하는 성능을 양호한 제조 수율로 단기간에 안정되게 얻는 것이 가능해진다.

[포토마스크 제품]

또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법에 의한 포토 마스크 정보와 상기 포토마스크를 포함하는 포토마스크 제품 전반에 적용된다.

도 1은 한 쌍의 평행한 차광부의 에지 사이에 끼워진 반투광부의 중심에서의 실효 투과율을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법에 사용하는 검사 장치의 구성을 나타낸 측면도.

도 3의 (a)∼(c)는 그레이톤 마스크를 사용한 TFT 기판의 제조 공정(전반)을 나타낸 단면도.

도 4의 (a)∼(c)는 그레이톤 마스크를 사용한 TFT 기판의 제조 공정(후반)을 나타낸 단면도.

도 5는 그레이톤 마스크의 구성을 나타낸 평면도.

도 6은 도 2에 나타낸 검사 장치에서 얻어진 촬상 데이터에서의 그레이톤부의 상태를 나타낸 도면.

도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 포토마스크 정보의 취득 방법에 사용하는 테스트 마스크의 구성을 나타낸 평면도.

도 8의 (a) 및 (b)는 도 7의 (a) 및 (b)에 나타낸 테스트 마스크에서의 단위 패턴을 나타낸 평면도.

도 9는 도 7의 (a) 및 (b)에 나타낸 테스트 마스크에서의 단위 패턴의 다른 예를 나타낸 평면도.

도 10은 도 7의 (a) 및 (b)에 나타낸 테스트 마스크에서의 단위 패턴의 또 다른 예를 나타낸 평면도.

도 11의 (a)는 도 2에 나타낸 포토마스크의 검사 장치에서의 광원의 분광 특성을 나타낸 그래프, 도 11의 (b)는 도 2에 나타낸 포토마스크의 검사 장치에서 사용하는 파장 선택 필터의 분광 특성을 나타낸 그래프, 도 11의 (c)는 도 2에 나타낸 포토마스크의 검사 장치에서 사용하는 파장 선택 필터의 분광 특성의 다른 예를 나타낸 그래프.

도 12는 도 2에 나타낸 포토마스크의 검사 장치에서의 광원의 분광 특성, 검사 장치에서의 촬상부를 구성하고 있는 촬상 소자의 분광 감도 분포 및 검사 장치에서의 각 필터에 대응하여 얻어지는 기준 광강도 데이터를 나타낸 그래프와, 각 기준 광강도 데이터에 대응하는 계수를 곱한 상태를 나타낸 그래프.

도 13의 (a)는 본 발명에 따른 전자 디바이스의 제조 지원 방법에서의 순서를 나타낸 플로차트, 도 13의 (b)는 도 13의 (a) 중의 그래프의 확대도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 광원

2: 조명 광학계

3: 포토마스크

3a: 마스크 유지부

4: 대물 렌즈계

5: 촬상부

Claims (26)

1. 에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막에 대하여, 차광부, 투광부 및 반투광부로 이루어진 소정의 전사 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여, 노광기가 갖는 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행하고, 상기 레지스트막을, 상기 에칭 가공에서 마스크로 되는 레지스트 잔막량이 서로 다른 부위를 갖는 레지스트 패턴으로 이루는데 사용하는 해당 포토마스크에 관한 정보를 취득하는 포토마스크 정보의 취득 방법으로서,

   노광기마다 상이한 노광 조건 중, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광기의, 상기 소정의 노광 조건과 근사한 노광 조건을 이용하여, 상기 포토마스크 또는 테스트 마스크에 노광을 행하고, 상기 포토마스크 또는 상기 테스트 마스크의 상기 반투광부의 투과광 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하며, 취득된 투과광 패턴에 의거한 투과광 패턴 데이터를 포함하는 포토마스크 정보를 생성하고, 상기 포토마스크 정보를 상기 포토마스크에 대응짓는 것을 포함하고,

   상기 반투광부의 투과광 패턴은, 상기 소정의 노광 조건에 따른 상기 반투광부의 해상 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 피가공층은 액정 표시 장치 제조를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 반투광부는, 상기 투광부의 노광광 투과율을 100%로 할 때, 100% 미만의 소정의 투과율을 갖는 반투광막을 투명 기판 상에 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 반투광부의, 상기 소정의 노광 조건 하에서의 실효 투과율은, 상기 반투광부에 형성된 반투광막의 고유의 투과율보다 낮은 것을 특징으로 하는 포토 마스크 정보의 취득 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 반투광부는, 투명 기판 상에 상기 소정 노광 조건 하에서의 해상 한계 이하의 치수의 미세한 차광 패턴을 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 반투광부의 해상 상태는, 상기 미세한 차광 패턴이 실질적으로 균일한 투과율로 간주될 정도로 비해상의 상태인 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 포토마스크 정보는, 노광 조건의 변화에 대한, 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
8. 제 3 항에 있어서,

   상기 포토마스크는 반투광부에 반투광막을 갖고, 상기 포토마스크 정보는 상기 반투광막의 막 두께, 또는 막질의 변화에 대한 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 포토마스크 정보는, 패턴 선폭의 변화에 대한, 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 포토마스크는, 결함 수정을 행한 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
11. 제1항에 있어서,

    상기 소정의 노광 조건은, i선~g선의 파장 영역을 포함하는 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
12. 제1항에 있어서,

    상기 테스트 마스크는, 상기 포토마스크에 포함되는 전사 패턴과 동일한 형상 또는 동일한 선폭의 전사 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
13. 제1항에 있어서,

    상기 테스트 마스크는, 상기 포토마스크가 갖는 막과 동일한 막재료와 막두께를 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
14. 제1항에 있어서,

    상기 소정의 노광조건에 근사한 노광조건이, 상기 소정의 노광조건에 있어서의 노광 파장 영역과 동일한 파장 영역을 갖는 노광조건인 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
15. 제1항에 있어서,

    상기 소정의 노광조건에 근사한 노광조건이, 상기 소정의 노광조건과, 가장 광강도가 큰 노광 파장이 동일한 노광조건인 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
16. 제1항에 있어서,

    상기 소정의 노광조건에 근사한 노광조건이, 상기 소정의 노광조건에서 사용하는 결상 광학계의 개구수에 대해 ±0.005의 범위 내의 개구수를 갖고, 상기 소정의 노광조건에서 사용하는 결상 광학계의 코히런스(σ)에 대해 ±0.05의 범위 내의 코히런스(σ)를 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 취득 방법.
17. 에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막에 대하여, 차광부, 투광부 및 반투광부로 이루어진 소정의 전사 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여, 노광기가 갖는 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행하고, 상기 레지스트막을, 상기 에칭 가공에서 마스크로 되는 레지스트 잔막량이 서로 다른 부위를 갖는 레지스트 패턴으로 이루는데 사용하는 해당 포토마스크의 품질을 표시하는 것을 포함하는 포토마스크 정보의 제조 방법으로서,

    노광기마다 상이한 노광 조건 중, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광기의, 상기 소정의 노광 조건과 근사한 노광 조건을 이용하여, 상기 포토마스크 또는 테스트 마스크에 노광을 행하고, 상기 포토마스크 또는 상기 테스트 마스크의 상기 반투광부의 투과광 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하며, 취득된 투과광 패턴에 의거한 투과광 패턴 데이터를 포함하는 포토마스크 정보를 생성하는 공정을 갖고,

    상기 반투광부의 투과광 패턴은, 상기 소정의 노광 조건에 따른 상기 반투광부의 해상 상태를 나타내는 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 제조 방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 피가공층은 액정 표시 장치 제조를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 제조 방법.
19. 제 17 항에 있어서,

    상기 반투광부는, 상기 투광부의 노광광 투과율을 100%로 할 때, 100% 미만의 소정의 투과율을 갖는 반투광막을 투명 기판 상에 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 제조 방법.
20. 제 17 항에 있어서,

    상기 반투광부는, 투명 기판 상에 상기 소정의 노광 조건 하에서의 해상 한계 이하의 치수의 미세한 차광 패턴을 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 제조 방법.
21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,

    상기 포토마스크 정보는, 노광 조건의 변화에 대한, 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 제조 방법.
22. 제 19 항에 있어서,

    상기 포토마스크는 반투광부에 반투광막을 갖고, 상기 포토마스크 정보는 상기 반투광막의 막 두께, 또는 막질의 변화에 대한 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 제조 방법.
23. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,

    상기 포토마스크 정보는, 패턴 선폭의 변화에 대한, 상기 반투광부의 노광광 투과율의 변화 경향에 관한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 정보의 제조 방법.
24. 에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막에 대하여, 차광부, 투광부 및 반투광부로 이루어진 소정의 전사 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여 소정의 노광 조건 하에서 노광을 행하고, 상기 레지스트막을, 상기 에칭 가공에서 마스크로 되는 레지스트 잔막량이 서로 다른 부위를 갖는 레지스트 패턴으로 이루는 공정을 포함하는, 전자 디바이스의 제조 방법으로서,

    제 1 항의 취득 방법에 의한 포토마스크 정보를 기초로, 노광 조건을 결정하고, 상기 결정한 노광 조건에 의해 상기 포토마스크에의 노광을 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 포토마스크 정보에 의거하여, 상기 레지스트막의 현상 조건, 또는 상기 에칭 가공에서의 에칭 조건을 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
26. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 취득 방법에 의한 포토마스크 정보와, 상기 포토마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제품.

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