KR101856912B1

KR101856912B1 - 포토마스크의 제조 방법, 묘화 장치, 포토마스크의 검사 방법, 포토마스크의 검사 장치 및 표시 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR101856912B1
Application number: KR1020170178705A
Authority: KR
Inventors: 다이스께 게모찌
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2018-05-10
Also published as: JP6559433B2; JP2016151636A; CN105892227A; TWI604268B; CN105892227B; KR20160101675A; KR20180001539A; KR101834062B1; TW201631381A

Abstract

피전사체 상에 형성되는 패턴의 좌표 정밀도를 높일 수 있는 포토마스크의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 포토마스크 제조 방법은, 패턴 설계 데이터 A를 준비하는 공정과, 포토마스크를 노광 장치에 보유 지지하는 것에 기인하는 주표면의 변형분을 나타내는, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정과, 묘화 장치의 스테이지 상에 포토마스크 블랭크를 적재한 상태에 있어서의, 주표면의 높이 분포를 나타내는, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정과, 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 전사면 형상 데이터 C와의 차분을 산출하여, 묘화 차분 데이터 F를 얻는 공정과, 묘화 차분 데이터 F에 대응하는 좌표 어긋남량을 산정하여, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 구하는 공정과, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 패턴 설계 데이터 A를 사용해서, 포토마스크 블랭크 상에, 묘화를 행하는 묘화 공정을 갖는다.

Description

포토마스크의 제조 방법, 묘화 장치, 포토마스크의 검사 방법, 포토마스크의 검사 장치 및 표시 장치의 제조 방법{PHOTOMASK MANUFACTURING METHOD, LITHOGRAPHY APPARATUS, PHOTOMASK INSPECTING METHOD, PHOTOMASK INSPECTING APPARATUS, AND DISPLAY DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 반도체 장치나 표시 장치(LCD, 유기 EL 등)의 제조에, 유리하게 사용되는 포토마스크에 관한 것으로, 그 제조 방법이나 장치, 검사 방법이나 장치에 관한 것이다.

포토마스크에 형성되는 전사용 패턴의 정밀도를 높게 하는 것, 또한, 형성된 전사용 패턴의 검사 정밀도를 높게 하는 것이 요망되고 있다.

특허문헌 1(일본 특허 공개 제2010-134433호 공보)에는, 포토마스크 패턴이 피전사체 상에 전사되었을 때, 그 좌표 정밀도를 높게 하는 것이 가능한 묘화 방법, 묘화 장치가 기재되어 있다. 특히, 특허문헌 1에는, 포토마스크 제조 공정에 있어서, 전사용 패턴을 묘화할 때의 막면(패턴 형성면)의 형상이, 노광 시와는 다르게 됨으로써, 설계대로의 패턴이 피전사체 상에 형성되지 않는 문제를 해소하기 위해, 보정한 묘화 데이터를 얻는 방법이 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2010-134433호 공보

표시 장치의 제조에 있어서는, 얻고자 하는 디바이스의 설계에 기초한 전사용 패턴을 구비한 포토마스크가 많이 이용된다. 디바이스로서, 스마트폰이나 태블릿 단말기로 대표되는, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치에는, 밝고 전력 절약, 동작 속도가 빠르고, 또한, 해상도가 높은 아름다운 화상이 요구된다. 이로 인해, 상술한 용도로 사용되는 포토마스크에 대해, 새로운 기술 과제가 발명자에 의해 현재화되었다.

상세하게 설명하면, 미세한 화상을 선명하게 표현하기 위해서는, 화소 밀도를 높일 필요가 있어, 현재, 화소 밀도 400ppi(pixel per inch)를 초과하는 디바이스를 실현하고자 하고 있다. 이로 인해, 포토마스크의 전사용 패턴의 디자인은 미세화, 고밀도화의 방향에 있다. 그런데, 표시용 디바이스를 포함하는 많은 전자 디바이스는, 미세 패턴이 형성된 복수의 레이어(Layer)의 적층에 의해 입체적으로 형성된다. 따라서, 이들 복수의 레이어에 있어서의 좌표 정밀도의 향상 및 서로의 좌표 정합이 긴요해진다. 즉, 개개의 레이어 패턴 좌표 정밀도가, 모두 소정 레벨을 만족하고 있지 않으면, 완성된 디바이스에 있어서 적정한 동작이 발생하지 않는 등의 문제가 일어난다. 따라서, 각 레이어에 구해지는 좌표 어긋남의 허용 범위는 점점 작아져 가는 방향에 있다.

그런데, 특허문헌 1에는, 포토마스크 블랭크의 묘화 공정에서의 막면의 형상과, 노광 시의 막면의 형상과의 형상 변화분을 산정하고, 산정된 형상 변화분에 기초하여, 묘화에 사용하는 설계 묘화 데이터를 보정하는 것이 기재되어 있다. 해당 특허문헌 1에서는, 전사용 패턴을 묘화하는 단계에서, 기판의 막면(투명 기판에 있어서는, 성막되는 측의 면, 포토마스크 블랭크에 있어서는 막이 형성된 면, 포토마스크에 있어서는, 패턴이 형성된 면을 말함)에 있어서의, 이상 평면으로부터의 변형 요인 중, 노광 시에도 잔류되는 분과, 노광 시에는 소실되는 분을 구별하여, 보정한 묘화 데이터를 얻는 방법이 기재되어 있다.

포토레지스트를 구비한 포토마스크 블랭크에 묘화 장치에 의해 패턴을 묘화할 때에는, 포토마스크 블랭크는 묘화 장치의 스테이지 상에 막면을 상향으로 한 상태에서 적재(재치)된다. 그 때, 포토마스크 블랭크의 막면의 표면 형상의, 이상적인 평면으로부터의 변형 요인에는, 다음에 설명하는 4개의 변형 요인이 있다고 생각된다.

(1) 스테이지의 불충분한 편평도,

(2) 스테이지 상의 이물 끼임에 의한 기판의 휨,

(3) 포토마스크 블랭크 막면의 요철, 및

(4) 포토마스크 블랭크 이면의 요철에 기인하는 막면의 변형

따라서, 이 상태에 있어서의 포토마스크 블랭크의 표면 형상은, 상기 4개의 변형 요인이 누적되어 형성되어 있다. 그리고, 이 상태의 포토마스크 블랭크에 묘화가 행해진다.

한편, 포토마스크가 노광 장치에 탑재될 때에는, 막면을 하향으로 하고, 포토마스크 주연부만을 지지함으로써 고정된다. 레지스트막을 형성한 피전사체(패턴이 전사된 후, 에칭 등에 의해 가공되기 때문에 피가공체라고도 함)를 포토마스크 의 아래에 배치하고, 포토마스크 위로부터(이면측으로부터) 노광광을 조사한다. 이 상태에 있어서는, 상기 4개의 변형 요인 중, (1) 스테이지의 불충분한 편평도 및 (2) 스테이지 상의 이물 끼임에 의한 기판의 휨은 소실된다. 또한, (4) 기판의 이면의 요철은, 이 상태에서도 남지만, 패턴이 형성되어 있지 않은 이면의 표면 형상은, 표면(패턴 형성면)의 전사에는 영향을 미치지 않는다. 한편, 포토마스크가 노광 장치에서 사용될 때에도 잔존하는 변형 요인은, 상기 (3)이다.

즉, (1), (2), (4)의 변형 요인은, 묘화 시에 존재하고, 노광 시에 소실된다. 이 변화에 기인하여, 묘화 시와 노광 시와의 좌표 어긋남이 생기게 된다. 따라서, 상기 (1), (2), (4)의 변형 요인에서 유래하는, 표면 형상의 이상 평면으로부터의 변화분에 대해, 설계 묘화 데이터를 보정해서 묘화 데이터로 하는 한편, (3)의 변형 요인에서 유래하는 표면 형상 변화분은, 상기 보정에 반영시키지 않는 것으로 하면, 보다 정확한 좌표 설계 데이터의 전사 성능을 갖는 포토마스크가 얻어지게 된다.

따라서, 특허문헌 1의 방법에 의하면, 피전사체 상에 형성되는 패턴의 좌표 정밀도를 높일 수 있다.

한편, 노광 장치 내에서의 포토마스크는, 기판 주연 근방의 보유 지지 영역에서, 노광 장치의 보유 지지 부재에 의해 보유 지지되고, 지지됨으로써, 강제적인 구속을 받아, 기판의 변형이 생긴다. 또한, 표시 장치 제조용 등의 포토마스크이면, 대면적의 기판을 기판 주연 근방에서만 지지하므로, 자중에 의한 휨의 영향을 무시할 수 없다. 이 경우, 막면이 나타내는 변형에 의해, 포토마스크의 패턴이 형성된 영역에도 영향을 미쳐, 그 좌표 정밀도를 열화시키는 것을 발생할 수 있다. 현재 개발되어 있는 고성능의 표시 장치 등에 있어서의 패턴의 미세화나 고집적화를 고려하면, 이러한 미세한 영향도 감안하는 의의가 있는 것을, 본 발명자는 발견했다.

예를 들어, 표시 장치 등의 디바이스는, 패터닝된 박막이 적층되어 형성되어 있지만, 적층되는 개개의 레이어는, 개개의 다른 포토마스크가 갖는 전사용 패턴에 의해 형성된 것이다. 사용되는 개개의 포토마스크는, 엄격한 품질 관리 하에 제조되는 것임은 말할 필요도 없다. 그러나, 개개의 포토마스크가 다른 것인 이상, 그 표면의 평탄도를 모두 완전한 이상 평면과 같다고 하는 것은 곤란하고, 또한, 그 막면 형상을 복수의 포토마스크에 있어서 완전히 일치시키는 것도 곤란하다.

따라서, 개개의 포토마스크에 있어서, 그 막면 형상에 개체차가 있고, 이들 개개의 포토마스크가, 노광 장치 내에서 보유 지지되었을 때에 나타내는 막면 형상을 고려하고, 이들 요인을 고려한 묘화 데이터의 보정을 행하면, 보다 좌표 정밀도가 높은 전사용 패턴을 형성할 수 있게 된다.

즉, 특허문헌 1의 방법에 의해, 묘화 시와 노광 시의 막면 자세의 차이에 기인하는, 좌표 정밀도의 열화를 방지하는 것에 있어서 유의한 정밀도 향상은 얻어지지만, 더욱 정밀도를 높여, 복수 레이어를 갖는 디바이스의 수율을 높이기 위해서는, 각 레이어에 사용되는 포토마스크 기판의 막면 형상의 약간의 개체차 및 그들이 노광 장치 내에서 받는 힘에 의한 영향에 대해서도 고려하고, 이 영향에 의한 전사성의 열화를 실질적으로 해소하는 방법이 유익한 것이, 본 발명자에 의해 발견되었다.

따라서, 본 발명은, 피전사체 상에 형성되는 패턴의 좌표 정밀도를 높일 수 있는 포토마스크의 제조 방법, 묘화 장치, 포토마스크의 검사 방법, 포토마스크의 검사 장치 및 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음의 구성을 갖는다.

(구성 1)

기판의 주표면 상에 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하고, 묘화 장치에 의해, 소정의 전사용 패턴을 묘화하는 것을 포함하는 포토마스크의 제조 방법에 있어서,

상기 소정의 전사용 패턴의 설계를 기초로 패턴 설계 데이터 A를 준비하는 공정과,

상기 포토마스크를, 노광 장치에 보유 지지했을 때의 상기 주표면의 형상을 나타내는, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정과,

상기 묘화 장치의 스테이지 상에, 상기 주표면을 상측으로 하여 상기 포토마스크 블랭크를 적재한 상태에 있어서의, 상기 주표면의 높이 분포를 나타내는, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정과,

상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 형상 데이터 C를 사용해서, 묘화 차분 데이터 F를 얻는 공정과,

상기 주표면 상의 복수점에 있어서, 상기 묘화 차분 데이터 F에 대응하는, 좌표 어긋남량을 산정하여, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 구하는 공정과,

상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용해서, 상기 포토마스크 블랭크 상에, 묘화를 행하는 묘화 공정

을 갖는 포토마스크의 제조 방법.

(구성 2)

상기 주표면의 표면 형상을 측정함으로써 얻어진, 기판 표면 형상 데이터 B를 준비하는 공정과,

상기 포토마스크가 노광 장치 내에서 보유 지지될 때에, 보유 지지 부재의 형상에 기초하여 상기 표면 형상에 생기는 변위를, 상기 기판 표면 형상 데이터 B에 대해 반영시켜, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정과,

상기 묘화 장치의 스테이지 상에, 상기 주표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크 블랭크를 적재한 상태에서, 상기 주표면의 높이 분포를 측정하고, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정과,

상기 묘화 차분 데이터 F에 대응하는, 상기 주표면 상의 복수점에 있어서의, 좌표 어긋남량을 산정하여, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 구하는 공정과,

상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용해서, 상기 포토마스크 블랭크 상에, 묘화를 행하는 묘화 공정을 갖는 포토마스크의 제조 방법.

(구성 3)

상기 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정에 있어서는, 유한 요소법을 사용하는 것을 특징으로 하는 구성 2에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 4)

상기 묘화 공정에 있어서는, 상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G에 기초하여, 상기 패턴 설계 데이터 A를 보정함으로써 얻어진, 보정 패턴 데이터 H를 사용해서 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 5)

상기 묘화 공정에 있어서는, 상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G에 기초하여, 상기 묘화 장치가 갖는 좌표계를 보정하고, 얻어진 보정 좌표계와 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용해서 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 6)

상기 포토마스크가 노광 장치 내에서 보유 지지될 때에, 보유 지지 부재에 의해 보유 지지되는 복수의 보유 지지점이 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 7)

상기 기판 표면 형상 데이터 B는, 상기 포토마스크 블랭크, 또는, 상기 포토마스크 블랭크로 하기 위한 기판을, 주표면이 연직으로 되도록 보유 지지한 상태에서, 상기 주표면 상의 복수의 측정점의 위치를 측정함으로써 구한 것인 것을 특징으로 하는 구성 2 내지 6 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 8)

기판의 주표면 상에 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크에 대해, 전사용 패턴을 묘화하는 것에 사용하는 묘화 장치로서,

상기 주표면을 상측으로 하여 상기 포토마스크 블랭크를 스테이지 상에 적재한 상태에 있어서, 상기 주표면의 높이 분포를 측정하고, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는, 높이 측정 수단과,

상기 전사용 패턴의 패턴 설계 데이터 A, 및

상기 기판을 노광 장치에 보유 지지한 상태의 상기 기판의 주표면 형상을 나타내는 전사면 형상 데이터 C를 입력하는 입력 수단과,

상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 형상 데이터 C를 사용해서, 상기 주표면 상의 복수점에 있어서의 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 연산하는 연산 수단과,

상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용해서, 상기 포토마스크 블랭크 상에, 묘화를 행하는 묘화 수단을 갖는 묘화 장치.

(구성 9)

상기 전사용 패턴의 패턴 설계 데이터 A,

상기 기판의 주표면의 형상을 나타내는, 기판 표면 형상 데이터 B,

상기 기판을 노광 장치에 보유 지지할 때의, 보유 지지 상태에 관한 정보,

및 상기 기판 소재의 물성값을 포함하는 기판 물성 정보

를 입력하는 입력 수단과,

상기 기판 표면 형상 데이터 B, 상기 보유 지지 상태에 관한 정보 및 상기 기판 물성 정보를 사용해서, 노광 장치 내에서 보유 지지된 상태의 상기 기판의 주표면 형상을 나타내는 전사면 형상 데이터 C를 연산함과 함께, 상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 형상 데이터 C를 사용해서, 상기 주표면 상의 복수점에 있어서의 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 연산하는 연산 수단과,

(구성 10)

기판의 주표면에 박막을 패터닝하여 이루어지는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를, 검사 장치를 사용해서 검사하는 포토마스크의 검사 방법에 있어서,

상기 포토마스크를, 상기 검사 장치의 스테이지 상에 적재한 상태에서, 상기 주표면에 형성된 상기 전사용 패턴의 좌표 측정을 행하고, 패턴 좌표 데이터 L을 얻는 공정과,

상기 포토마스크를, 노광 장치에 보유 지지했을 때의 상기 주표면 형상을 나타내는, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정과,

상기 검사 장치의 스테이지 상에, 상기 주표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 적재한 상태에서, 상기 주표면의 높이 분포를 측정하고, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는 공정과,

상기 검사 시 높이 분포 데이터 I와, 상기 전사면 형상 데이터 C를 사용해서, 검사 차분 데이터 J를 얻는 공정과,

상기 검사 차분 데이터 J에 대응하는, 상기 주표면 상의 복수점에 있어서의, 좌표 어긋남량을 산정하여, 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 구하는 공정과,

상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K와, 상기 패턴 좌표 데이터 L을 사용해서, 상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 공정을 갖는 포토마스크의 검사 방법.

(구성 11)

(구성 12)

상기 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정에 있어서는, 유한 요소법을 사용하는 것을 특징으로 하는 구성 11에 기재된 포토마스크의 검사 방법.

(구성 13)

상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 공정에 있어서는, 상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를, 패턴 설계 데이터 A에 반영시켜, 얻어진 보정 설계 데이터 M과, 상기 패턴 좌표 데이터 L을 사용해서 상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 것을 특징으로 하는 구성 10 내지 12 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 검사 방법.

(구성 14)

상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 공정에 있어서는, 상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를, 상기 패턴 좌표 데이터 L에 반영시켜, 얻어진 보정 좌표 데이터 N과, 패턴 설계 데이터 A를 사용해서 상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 것을 특징으로 하는 구성 10 내지 12 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 검사 방법.

(구성 15)

포토마스크의 제조 방법으로서,

주표면 상에 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,

상기 박막을 패터닝하는 공정과,

구성 10 내지 14 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 검사 방법에 의한 검사 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.

(구성 16)

표시 장치의 제조 방법으로서,

구성 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크이며, 주표면에 전사용 패턴이 형성된 포토마스크를 준비하는 공정과,

상기 포토마스크에 노광함으로써, 피가공층을 갖는 디바이스 기판에 대해 패턴 전사를 행하는 공정을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.

(구성 17)

표시 장치의 제조 방법으로서,

각각의 주표면에 전사용 패턴이 형성된 복수의 포토마스크와 노광 장치를 사용하고, 디바이스 기판 상에 형성되는 복수의 피가공층에 대해 순차 패턴 전사를 행하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서,

상기 복수의 포토마스크로서, 구성 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.

(구성 18)

기판의 주표면에 박막을 패터닝하여 이루어지는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를 검사하는 포토마스크의 검사 장치로서,

상기 주표면에 형성된 상기 전사용 패턴의 좌표 측정을 행하고, 패턴 좌표 데이터 L을 얻는, 좌표 측정 수단과,

상기 주표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 스테이지 상에 적재한 상태에서, 상기 주표면의 높이 분포를 측정하고, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는, 높이 측정 수단과,

상기 검사 시 높이 분포 데이터 I와, 상기 전사면 형상 데이터 C를 사용해서, 상기 주표면 상의 복수점에 있어서의 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 연산하는, 연산 수단과,

상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K와, 패턴 설계 데이터 A를 사용해서, 상기 포토마스크의 전사용 패턴을 검사하는, 검사 수단을 갖는 포토마스크의 검사 장치.

(구성 19)

상기 기판을 노광 장치에 보유 지지할 때의, 보유 지지 상태에 관한 정보, 및

상기 기판 소재의 물성값을 포함하는 기판 물성 정보

를 입력하는 입력 수단과,

상기 기판 표면 형상 데이터 B, 상기 보유 지지 상태에 관한 정보 및 상기 기판 물성 정보를 사용해서, 노광 장치 내에서 보유 지지된 상태의 상기 기판의 주표면 형상을 나타내는 전사면 형상 데이터 C를 연산함과 함께, 상기 검사 시 높이 분포 데이터 I와, 상기 전사면 형상 데이터 C를 사용해서, 상기 주표면 상의 복수점에 있어서의 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 연산하는, 연산 수단과,

본 발명에 따르면, 피전사체 상에 형성되는 패턴의 좌표 정밀도를 높일 수 있는 포토마스크의 제조 방법, 묘화 장치, 포토마스크의 검사 방법, 포토마스크의 검사 장치 및 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1의 (a)는 주표면이 연직 방향과 평행해지도록 보유 지지된 기판의 측면도이며, 도 1의 (b)는 상기 기판의 정면도이다.
도 2의 (a)는 복수의 측정점을 설정한 기판의 단면도이며, 도 2의 (b)는 상기 기판의 정면도이다.
도 3의 (a)는 유한 요소법에 사용되는 마스크 모델의 단면도이며, 도 3의 (b)는 상기 마스크 모델의 정면도이다.
도 4의 (a)는 막면이 상측이 되도록 배치한 마스크 모델의 단면도이며, 도 4의 (b)는 막면이 하측이 되도록 배치한 마스크 모델의 단면도이며, 도 4의 (c)는 막면이 상측이 되도록 배치한 마스크 모델의 정면도이며, 도 4의 (d)는 막면이 하측이 되도록 배치한 마스크 모델의 정면도이다.
도 5의 (a)는 보유 지지 부재에 의한 보유 지지 위치에 있어서의 마스크 모델의 단면도이다. 도 5의 (b)는 마스크 모델의 정면도이며, 보유 지지 부재에 의한 보유 지지 위치를 점선으로 나타내고 있다.
도 6의 (a)는 노광 장치에 보유 지지된 마스크에 미치게 되는 힘의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 6의 (b)는 마스크에 진공압이 부여되는 영역과 보유 지지 부재의 보유 지지 위치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 마스크 모델을 구성하는 육면체의 모식도이다.
도 8은 기판 표면 형상 데이터 B로부터 전사면 형상 데이터 C를 얻은 후, 묘화 시 높이 분포 데이터 E와 전사면 형상 데이터 C와의 차분에 의해 묘화 차분 데이터 F를 얻은 후, 묘화 차분 데이터 F로부터 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 얻을 때까지의 공정을 도시하는 모식도이다.
도 9는 막면의 형상 변동과, 그에 의한 좌표 어긋남의 관계를 계산하기 위한 모식도이다.
도 10은 검사 시 높이 분포 데이터 I와 전사면 형상 데이터 C와의 차분에 의해 검사 차분 데이터 J를 얻은 후, 검사 차분 데이터 J로부터 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 얻을 때까지의 공정을 도시하는 모식도이다.
도 11은 실시 형태에 관한 포토마스크의 제조 방법에서 사용되는 묘화 장치의 개념도이다.
도 12의 (a), (c)는 테스트용 포토마스크에 묘화된 패턴의 좌표 측정 결과를 나타내고 있다. 도 12의 (b), (d)는 테스트용 포토마스크를 노광 장치에 세트한 상태에 있어서의 좌표 어긋남에 대해, 시뮬레이션을 행한 결과를 나타내고 있다.
도 13은 높이의 차이에 기인하는 측정점의 좌표 어긋남을 벡터로 표현한 도면이다.

<실시 형태 1>

본 발명의 실시 형태에 관한 포토마스크의 제조 방법은, 이하의 공정을 갖는다.

포토마스크 블랭크의 준비

본 발명의 실시 형태에서는, 기판의 주표면에, 1개 또는 복수의 박막과, 포토레지스트막을 형성한 포토마스크 블랭크 상에, 얻고자 하는 디바이스에 기초하여 설계한 전사용 패턴을 형성해서 포토마스크로 이루기 위한 묘화를 행한다. 이로 인해, 기판의 하나의 주표면 상에 상기 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비한다.

준비하는 포토마스크 블랭크는 공지의 것을 사용할 수 있다.

기판으로서는, 석영 유리 등의 투명 기판을 사용할 수 있다. 크기나 두께에 제한은 없지만, 표시 장치의 제조에 사용되는 것으로서는, 1변 300㎜ 내지 1800㎜, 두께가 5 내지 15㎜ 정도의 것을 이용할 수 있다.

본 명세서 중에서는, 박막을 형성하기 전의 기판 외에, 주표면에, 패터닝 전 또는 후의 1 또는 복수의 박막을 형성한 것, 혹은, 박막 상에 포토레지스트막을 형성한 것의 기판을, 「기판」(혹은, 포토마스크 블랭크 기판, 포토마스크 기판)이라고 부르는 경우가 있다.

기판의 주표면의 평탄도나 높이 분포를 측정하는 공정에 있어서, 주표면에 성막된 박막이나 포토레지스트막의 두께 영향은, 실질적으로 발생하지 않는다. 박막이나 포토레지스트막의 막 두께는, 충분히 작고, 상기 측정에 실질적인 영향을 주지 않기 때문이다.

박막으로서는, 포토마스크를 사용할 때의 노광광을 차광하는 차광막(광학 농도 OD 3 이상) 외에, 노광광을 일부 투과하는, 반투광막(노광광 투과율은, 2 내지 80％)이어도 되고, 또는, 위상 시프트막(예를 들어, 노광광의 위상 시프트량이 150 내지 210도, 노광광 투과율 2 내지 30％ 정도의 것), 혹은, 광의 반사성을 제어하는 반사 방지막 등의 광학막이어도 된다. 또한, 박막은 에칭 스토퍼막 등의 기능막을 포함해도 된다. 단일 막이어도, 복수 막의 적층이어도 된다. 예를 들어, Cr을 포함하는 차광막이나 반사 방지막, Cr 화합물이나 금속 실리사이드를 포함하는 반투광막이나 위상 시프트막 등을 적용할 수 있다. 복수의 박막이 적층된 포토마스크 블랭크를 적용할 수도 있다. 이들 복수의 박막의 각각의 패터닝에 대해, 본 발명의 방법을 적용함으로써, 우수한 좌표 정밀도의 전사성을 갖는 포토마스크로 할 수 있다.

최표면에 형성되는 포토레지스트는, 포지티브형이라도 네가티브형이라도 된다. 표시 장치용의 포토마스크로서는, 포지티브형이 유용하다.

I 패턴 설계 데이터 A를 준비하는 공정

패턴 설계 데이터란, 얻고자 하는 디바이스(표시 장치 등)에 기초하여 설계된, 전사용 패턴의 데이터이다.

본 발명에 의한 포토마스크에 의해 제조되는 디바이스의 용도에, 제한은 없다. 예를 들어, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치를 구성하는 각 구성물의, 각 레이어에 본 발명을 적용함으로써, 우수한 효과가 얻어진다. 예를 들어, 피치가 7㎛ 미만의 라인 앤 스페이스 패턴[라인 또는 스페이스에 선 폭(CD:Critical Dimension)이 4㎛, 혹은 3㎛ 미만의 부분이 있는 것 등]이나, 직경이 1.5 내지 5㎛, 특히 1.5 내지 3.5㎛의 홀 패턴 등을 갖는, 미세한 설계의 표시 장치용의 포토마스크 등에, 본 발명은 유리하게 사용된다.

패턴 설계 데이터는, 보정을 하지 않고 그대로 사용해서 묘화를 행하면, 묘화 시(묘화 장치 내에 적재되었을 때)와, 노광 시(노광 장치 내에 보유 지지되었을 때)의, 막면 형상의 차이에 기인하여 전사용 패턴이, 피전사체에 형성되었을 때의, 좌표 정밀도가 불충분해진다. 이로 인해, 이하의 공정에 의한 보정을 행한다.

II 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정

포토마스크를, 노광 장치에 보유 지지하고, 지지할 때에 발생하는 막면의 변형분을 나타내는, 전사면 형상 데이터 C를 얻는다. 구체적으로는, 이하와 같이 행할 수 있다.

II-1 기판 표면 형상 데이터 B를 얻는 공정

상기 주표면(막면측)의 평탄도를 측정함으로써, 기판 표면 형상 데이터 B를 얻는다.

예를 들어, 측정 대상의 기판을, 주표면이 실질적으로 연직으로 되도록 보유 지지하고, 자중에 의한 휨이 실질적으로 주표면 형상에 영향을 미치지 않는 상태로 하여, 평탄도 측정기에 의해 측정할 수 있다(도 1 참조).

측정은, 조사한 광(레이저 등)의 반사광을 검출하는 등, 광학적인 측정 방법을 사용하는 평탄도 측정기에 의해 행할 수 있다. 측정 장치의 예로서, 예를 들어, 구로다 정공 가부시끼가이샤제의 평면도 측정기 FTT 시리즈나, 일본 특허 공개 제2007-46946호 공보 기재의 것 등을 들 수 있다.

이때, 주표면 상에 등간격(이격 거리를 피치 P로 함)으로, XY 방향으로 그린 격자의 교점(격자점)을, 주표면 상에 복수 설정하고, 이를 측정점으로 할 수 있다(도 2 참조).

예를 들어, 실질적으로 연직된 평면을 기준면으로 하고, 이 기준면과, 상기의 각 측정점과의 Z 방향(도 2 참조)의 거리를, 각 측정점에 대해 측정하는 기능을 갖는 평탄도 측정기를 사용할 수 있다. 이 측정에 의해, 기판의 주표면의 평탄도를 파악할 수 있고, 이에 의해, 기판 표면 형상 데이터 B가 얻어진다. 도 2에서는, 피치 P를 10㎜로 한 예를 나타낸다.

도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 주표면 상의 전체 측정점의 Z 방향의 높이를 측정한다. 이에 의해, 기판 표면 형상 데이터 B가, 평탄도 맵의 형태로 얻어진다[도 8의 (a) 참조].

또한, 상기 기판 표면 형상 데이터 B를 취득할 때, 기판 이면측(막면이 되는 주표면과는 반대인 면)에 대해서도, 막면측과 대응하는 위치에 측정점을 설정하여, 마찬가지의 측정을 행함으로써, 기판 이면 형상 데이터 및 각 측정점에 있어서의 기판의 두께(막면과 이면의 거리) 분포를 구해 둘 수 있다. 기판의 두께 분포는 TTV(Total thickness variation)라고도 표기한다. 이 데이터는, 후단에서 사용할 수 있다.

측정점의 설정에 대해서는, 기판의 사이즈에 의한 측정 시간의 관점과, 보정 정밀도의 관점에서, 이격 거리 P를 결정할 수 있다. 이격 거리 P는, 예를 들어, 2≤P≤20(㎜), 보다 바람직하게는 5≤P≤15(㎜)로 할 수 있다.

또한, 막면측의 표면의 평탄도 측정을 행한 후, 측정값으로부터, 최소 제곱 평면을 구할 수 있다. 이 면의 중심을 원점 O으로 한다.

II-2 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정

다음에, 이 기판이 포토마스크가 되었을 때, 해당 포토마스크가 노광 장치 내에서 보유 지지되는 상태를 생각한다. 노광 장치에 세트된 포토마스크는, 막면을 하측을 향한 상태로 보유 지지된다. 이 상태에서, 기판의 막면(전사면)은, 보유 지지 상태에 의해 다른 힘을 받고, 그 형상이 변화된다. 예를 들어, 보유 지지 부재의 형상에 의해, 포토마스크가 받는 힘이 변화된다. 또한, 포토마스크의 자중에 대항하고, 포토마스크 전사면의 휨을 저감하는 목적으로, 포토마스크의 이면(막면측과 반대인 면)에 소정의 영역을 설정하고, 해당 영역에, 진공압에 의한 힘을 미치는 경우[도 6의 (b)]에는, 그 영역이나 진공압의 크기에 의해, 포토마스크가 받는 힘이 변화된다. 여기서 진공압을 미치는 경우란, 포토마스크 전사면의 이면의 공간을 감압함으로써, 포토마스크를 상방에 흡인하는 상태를 말한다.

이러한 힘을 받은 상태의, 기판 표면 형상(전사면 형상)을, 측정할 수 있다. 즉, 노광기에 세트된 상태의 포토마스크 막면에 필요한 수의 측정점을 설치하고, 광학적 수단 등에 의해, 측정점에 있어서의 표면 형상을 측정함으로써, 예를 들어, 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같은 맵을 얻을 수 있다.

단, 상기 전사면 형상의 측정을 행하지 않아도, 본 발명을 실시할 수 있다. 예를 들어, 노광 장치에 보유 지지된 상태의 포토마스크 막면에 생기는 변위를 산정하고, 이를, 기판 표면 형상 데이터 B에 대해 반영시켜, 전사면 형상 데이터 C를 얻을 수 있다[도 8의 (b) 참조]. 즉, 포토마스크를 노광 장치에 보유 지지했을 때에 주평면 형상에 영향을 미치는, 보유 지지 상태에 관한 정보(보유 지지 부재에 의한 보유 지지 조건 및 자중에 대항하는 진공압 조건이 이에 포함됨)를 사용해서, 전사면 형상 데이터 C를, 시뮬레이션에 의해 구할 수 있다.

이 공정에 있어서는, 유한 요소법을 적용하는 것이 바람직하다. 따라서, 그 준비 단계로서, 마스크 모델을 작성한다(도 3).

이미 설명한, 막면측과 이면측의 평탄도 측정에 의해, 양쪽 표면의 기판 표면 형상 데이터가 얻어지고 있다. 여기서, 최외주의 측정점에 대해, 기판 단부측에 1피치분 이격된 위치에 또한 가상의 측정점을 각각 1점 추가하고, 이 가상 측정점의 Z 방향의 높이를, 최외주의 측정점과 동일한 높이로 설정한다. 이것은, 이하에서 사용하는 유한 요소법에 있어서, 기판의 사이즈와 중량을 정확하게 반영시키기 위한 것이다. 또한, 막면측과 이면측의 대응하는 측정점의 중간에도, 가상 측정점을 설정하고, 대응하는 2개의 측정값의 중앙값을 설정한다. 그리고, 인접하는 측정점(가상 측정점을 포함함)을, 직선으로 연결한다[도 3의 (a), (b) 참조].

또한, 상기의 가상 측정점은, 막면과 이면의 측정값의 중앙에 설치하는 경우에 한정되지 않고, 두께 방향으로 등간격으로 2점, 또는 3점 설치해도 상관없다.

도 4의 (a) 내지 (d)에는, 이 마스크 모델을, 표리 양면 및 단면에서 본 모식도를 도시한다.

다음에, 이 마스크 모델에 있어서, 포토마스크가 노광 장치 내에서 보유 지지 부재에 보유 지지되는 복수의 보유 지지점을 설정한다. 이 복수의 보유 지지점은, 포토마스크가 노광 장치 내에 탑재되었을 때에, 보유 지지 부재에 의해 접촉, 혹은 흡착에 의한 보유 지지, 구속되는 점이며, 노광 장치의 메이커나 세대, 사이즈에 의해 다르므로, 사용하는 노광 장치에 기초하여 결정한다.

본 형태에서는, 일례로서, 기판의 주표면의 외주를 이루는 4변의 근방에, 4변과 평행하게, 외주로부터 소정의 거리만큼 이격시켜 배치된 사각형 띠 형상의 보유 지지 부재가, 전사용 패턴 형성 영역을 둘러싸도록, 기판의 막면측에 접촉하는 경우에 대해서 설명한다[도 5의 (b)의 점선].

즉, 도 6의 (a), (b)에 도시하는 모델에 있어서, 점선 상에 있는 측정점을, 보유 지지점으로 한다. 노광 장치 내에서, 보유 지지점이 보유 지지 부재와 접촉해서 구속됨으로써 변위하고, 이에 의해, 기판이 갖는 물성에 의해, 막면 형상 전체에 변위가 미치는 경우가 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 기판에는 자중이 가해져, 휨을 발생시키므로, 휨을 저감시키기 위한 상향의 힘을 부여한다. 이것은, 기판 상(이면측)으로부터, 진공압을 미치는 것에 의해 행한다[도 6의 (a)]. 진공압을 미치는 영역은, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 기판 주표면의 중심을 포함하는, 사각형 영역으로 할 수 있다.

도 5의 (a)에 도시하는 모델에서는, 보유 지지점이 된 측정점의 위치가 Z축 상에서 제로가 되도록 강제 변위량을 설정한다. 또한, Z축 방향의 제로 위치는, 이미 설정한 최소 제곱 평면(및 그 위에 어떤 원점)을 참조한다. 예를 들어, 보유 지지점이 된 어느 측정점의 막면측 평탄도의 값이 5㎛이면, 그 측정점의 강제 변위량은, 「-5㎛」가 된다.

또한, 기판의 이면측으로부터 부가하는 진공압의 양을, 막면의 평탄도가 최소가 되는 양으로 설정한다.

또한, 소정의 면의 평탄도(편평도)를 평가할 때, 그 면과, 기준면(소정의 면과 거의 평행한 면을 기준면으로 하는 경우가 많음)과의 거리에 있어서, 그 최대값과 최소값의 차로서 표현하는 경우가 있다. 즉, 평탄도의 수치가 작은 경우는, 그 면에 요철이 적어, 보다 평탄한 것을 의미한다.

따라서, 시뮬레이션에 적용하는 진공압의 양을 결정하기 위해서는, 포토마스크 기판의 이면에 부여하는 진공압을 변화시켰을 때, 막면의 평탄도가 최소가 될 때의 진공압을 구하면 된다. 일반적으로, 기판의 자중 휨에 의한 변위는, 기판 중심 부근에서 최대가 되므로, 막면(기판 주표면)의 중심점에 있어서의, 기준면으로부터의 거리가, 기판 외측 테두리에 있어서의 기준면으로부터의 거리와, 가장 가까워질 때, 평탄도가 최소라고 생각된다. 기판 외측 테두리에 있어서의 기준면으로부터의 거리의 측정에 있어서는, 외측 테두리 상에, 측정점을 복수 설정해도 되고, 또는, 특정한 위치를, 대표점으로서 정해도 된다. 또한, 막면의 평탄도가 최소가 될 때의 진공압은, 실제로 노광 장치에 기판을 세트해서 실측해도 되거나, 또는, 상기 보유 지지 상태에 관한 정보를 사용한 시뮬레이션의 일환으로서 구해도 된다.

다음에, 상기에서 준비한 모델 조건을, 유한 요소법(FEM)의 소프트웨어에 입력하고, 상기 강제 변위에 의해, 보유 지지점 이외의 각 측정점이 어떠한 변위를 하는지를 산정한다. 이에 의해, 노광 장치 내에서의, 포토마스크의 막면 형상을 나타내는, 「전사면 형상 데이터 C」가 얻어진다.

유한 요소법을 적용할 때에는, 각종 물성값이나 조건의 파라미터가 필요하다. 본 형태에서는, 예로서 이하의 것으로 한다.

[기판(석영 유리) 물성값 조건]

영률 E:7341㎏/㎟

포와송비 ν:0.17

중량 밀도 m:0.0000022㎏/㎣

[Mask Model 조건]

각 측정점의 좌표값(x, y, z) 파일:(막면, 이면, 중간점의 모든 측정점에 대해서)

측정점을 연결하는 조건 파일:육면체

본 형태에서는, 막면과 이면의 대응하는 측정점, 그 중간점(가상 측정점을 포함함)에 관하여, 인접하는 것끼리를 모두 연결함으로써, 육면체가 집적하는 모델로 했다(도 7 참조).

[보유 지지 조건]

강제 변위량을 설정한 파일:상기 보유 지지점의 강제 변위량

[진공압 조건]

진공압의 양과, 그것을 미치는 영역을 설정한 파일

그리고, 유한 요소법에 의해, 보유 지지점 이외의 모든 측정점의 변위량을 산출한다.

노광 장치 내에 보유 지지된 포토마스크는, 이에 작용하는 힘의 균형에 의해 정지되어 있다.

이때,

자중 벡터 G - 응력 벡터 σ - 진공 압력 벡터 = 0

이 성립하고 있다.

여기서,

응력 벡터 σ = [k] × 변위량 벡터 u

(단, [k]는, 영률 e와 포와송비 ν로 구성되는 행렬임)

자중 벡터 G = 요소 체적 × 중량 밀도 m × 중력 방향 벡터

이다.

여기서 하나하나의 요소는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 개개의 육면체이다.

전체 요소(기판 전체)에 대해, 이를 중첩하면,

G1 - σ1 - F1 + G2 - σ2 - F2 + G3 - σ3 - F3 + … = 0

G1 - F1 + G2 - F2 + G3 - F3 + … = σ1 + σ2 + σ3 + … = [k1]u1 + [k2]u2 + [k3]u3 + …

여기서, 변위량 벡터(u1, u2, u3, …)가, 각 측정점에 있어서의 변위량이 되고, 구하고자 하는 수치이다. 단, 보유 지지점에 있어서의 변위량 벡터는, 상기한 바와 같이 강제 변위량으로서 입력된다.

상기 유한 요소법에 의해 산출한, 각 측정점의 변위량 벡터에 의해, 노광 장치 내에 보유 지지된 포토마스크의 막면 형상의 데이터가 얻어진다. 즉, 이것이 노광 장치에 의해 패턴 전사가 이루어질 때의, 포토마스크의 막면 형상의 데이터이며, 「전사면 형상 데이터 C」이다.

III 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정

도 11은, 본 발명의 실시 형태에 관한 포토마스크의 제조 방법에서 사용되는 묘화 장치의 개념도이다. 이 묘화 장치는, 스테이지(10), 묘화 수단(11), 높이 측정 수단(12) 및 묘화 데이터 작성 수단(연산 수단)(15)을 적어도 갖고 있다. 스테이지(10) 상에는 포토마스크 블랭크(13)가 고정되어 있다. 포토마스크 블랭크(13)는 편면에 박막(14)이 형성되어 있고, 박막(14)이 형성되어 있는 면을 상향으로 배치되어 있다. 묘화 수단(11)은, 예를 들어, 레이저 등의 에너지 빔을 조사하고, 묘화 공정에 있어서, 스테이지(10) 상에 고정된 포토레지스트막을 구비한 포토마스크 블랭크(13)에 소정의 전사용 패턴을 묘화하기 위한 것이다. 높이 측정 수단(12)은, 예를 들어, 공기 쿠션 등에 의해, 포토마스크 블랭크(13) 표면으로부터 일정한 거리를 이격시켜 배치되어 있다. 높이 측정 수단(12)은 포토마스크 블랭크(13)의 표면 형상에 의한 높이의 변화에 따라서, 높이가 상하하는(오르내리는) 기구로 되어 있고, 포토마스크 블랭크(13) 주표면의 높이(Z 방향)를 측정할 수 있다.

또한, 표면의 높이를 측정하는 방법으로서는, 상기의 것 외에, 높이 측정 수단(12)과 마찬가지의 부재를 일정 위치에 유지하기 위한 에어 유량을 사용해서 측정하는 방법, 갭간의 정전 용량을 측정하는 방법, 레이저를 사용한 펄스 카운트, 광학적인 포커스에 의한 것 등도 사용할 수 있어, 한정되지 않는다.

이와 같은 묘화 장치의 스테이지 상에, 주표면(막면측)을 상측으로 하여 포토마스크 블랭크를 적재하고, 상기에서 설정한 측정점(이격 거리 P)에 있어서의 막면의 높이 측정을 행한다. 이를 맵화된 것이, 도 8의 (c)에 도시하는, 묘화 시 높이 분포 데이터 E이다.

이 높이 분포의, 이상 평면으로부터의 변형 요인은, 상술한 바와 같이, 하기의 4개의 변형 요인이 누적된 것으로 생각된다.

(1) 스테이지면의 요철,

(2) 스테이지 상의 이물 끼임에 의한 기판의 휨,

(3) 포토마스크 블랭크의 막면의 요철, 및

(4) 포토마스크 블랭크의 이면의 요철에 기인하는 막면의 요철

그리고, 이 상태의 포토마스크 블랭크의 막면에 묘화가 행해진다.

IV 묘화 차분 데이터 F를 얻는 공정

다음에, 얻어진 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 앞서 구한 전사면 형상 데이터 C를 사용해서, 묘화 차분 데이터 F를 구한다. 본 형태에서는, 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 전사면 형상 데이터 C의, 차분을 구한다. 이것이, 묘화 시의 포토마스크 블랭크의 막면 형상과, 노광 시의 포토마스크의 막면 형상의 차가 된다. 이것이, 묘화 차분 데이터 F이다[도 8의 (d) 참조].

노광 장치 내에 보유 지지된 포토마스크의 막면의, 이상 평면으로부터의 변형 요인은, 다음에 설명하는 3개의 변형 요인이 누적된 것이 된다.

(5) 포토마스크의 막면의 요철[상기 (3)과 실질적으로 동일함],

(6) 포토마스크 보유 지지 부재에 의해 보유 지지됨으로써 강제적으로 이루어지는 막면의 변형, 및

(7) 자중에 의한 휨과, 이를 저감하기 위한 진공압에 의한 역방향의 변형

따라서, 이 2개의 막면 형상의 차이가, 전사에 의한 좌표 어긋남을 발생하는 원인이 되는 요소이기 때문에, 「패턴 설계 데이터 A」의 보정에 적용되어야 하는 것이라고 할 수 있다. 이것이, 즉, 상기 묘화 차분 데이터 F이다.

V 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 얻는 공정

상기 묘화 차분 데이터 F를, XY 좌표 상의 변위(좌표 어긋남량)로 변환한다. 예를 들어, 이하의 방법에 의해 변환할 수 있다(도 9 참조).

도 9는 묘화 장치의 스테이지(10) 상의 기판(포토마스크 블랭크)(13)의 단면의 확대도이다. 박막(14)은 생략되어 있다. 스테이지(10) 상에 배치된 기판(13)의 표면(20)의 형상은, 상기한 바와 같이 복수의 요인에 의해 이상 평면으로부터 변형된 것으로 되어 있다.

묘화 시 높이 분포 데이터 E에 있어서, 높이 0의 측정점[즉, 높이가 기준 표면(21)과 일치하는 측정점]에 인접하는 측정점에 있어서의 높이가 H이었던 경우, 이 높이의 차이에 의한 기판(13)의 표면(20)과 기준 표면(21)이 이루는 각의 각도 Φ는,

[식 1]

(Pitch:측정점의 이격 거리, 즉 인접하는 측정점과의 거리 P)

로 표시된다. 또한, 상기에 있어서, H/Pitch는 기판 표면의 높이 방향의 구배라고 생각할 수도 있다.

또한, Φ의 값이 충분히 작으면,

[식 1']

로 근사할 수도 있다. 이하의 설명에서는, 식 1을 사용한다.

상기의 경우, 이 높이의 차이에 기인하는 측정점의 X축 방향의 어긋남 d는,

[식 2]

로 구할 수 있다.

또한, 상기에 있어서도, Φ가 충분히 작으면,

[식 2']

로 근사할 수도 있다.

혹은, 높이의 차이에 기인하는 측정점의 좌표 어긋남량은, 벡터를 사용한 방법에 의해 산출할 수도 있다. 도 13은 높이의 차이에 기인하는 측정점의 좌표 어긋남을 벡터로 표현한 도면이다. 묘화 시 높이 분포 데이터 E에 있어서, 임의의 3개소의 측정점으로부터 만들어지는 경사면을 생각한다. 이때, 경사면과 X축 방향의 어긋남 ΔX, 경사면과 Y축 방향의 어긋남 ΔY는, 하기의 식으로 표현된다.

[식 3]

임의의 3개소의 측정점으로부터 2개의 경사 벡터를 만들 수 있다. 이 2개의 경사 벡터의 외적 계산으로부터 경사면에 대한 법선 벡터가 만들어진다.

또한 법선 벡터와 X축 단위 벡터의 내적 계산으로부터 cosθx가 산출되고, 법선 벡터와 Y축 단위 벡터의 내적 계산으로부터 cosθy가 산출된다.

산출된 cosθx 및 cosθy를 식 3에 대입하여, 최종적으로 X축 방향의 어긋남 ΔX와 Y축 방향의 어긋남 ΔY를 산출할 수 있다.

또한, 여기서, t는 기판의 두께이다. 각 측정점의 두께 t는, 이미 상기에서 취득된 TTV에 포함되어 있다. 또한, 여기서 TTV의 수치를 사용하지 않고, 기판의 두께의 평균값을 사용해도 된다.

따라서, 본 형태에서는, 기판(13) 상의 전체 측정점에 대해, 전사면 형상 데이터 C와 묘화 시 높이 분포 데이터 E의 차분에 상당하는 높이를 구하고, 얻어진 묘화 차분 데이터 F에 대해, X 방향, Y 방향에 대해, 좌표 어긋남량을 계산함으로써, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 얻을 수 있다. 물론 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 계산 방법은, 상기에 한정되지 않는다.

VI 보정 패턴 데이터 H의 묘화를 행하는 묘화 공정

상기에서 얻어진 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 「패턴 설계 데이터 A」를 사용해서, 포토마스크 블랭크 상에, 보정 패턴 데이터 H의 묘화를 행한다.

이때, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G에 기초하여, 패턴 설계 데이터 A를 보정하고, 묘화 보정 패턴 데이터 H(도시하지 않음)를 구하고, 이 묘화 보정 패턴 데이터 H에 기초하여 묘화를 행해도 된다.

패턴 설계 데이터 A를 보정할 때에는, 측정점마다 얻어진 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를, 가공해서 사용해도 된다. 예를 들어, 최소 제곱법을 사용한 측정점마다의 데이터의 보간, 또는 소정의 룰로 규격화를 한 후, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를, 패턴 설계 데이터 A에 반영시켜도 된다.

또는, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G에 기초하여, 상기 묘화 장치가 갖는 좌표계를 보정하고, 얻어진 보정 좌표계와 상기 「패턴 설계 데이터 A」를 사용해서 묘화를 행해도 된다. 많은 묘화 장치에 있어서는, 그것이 갖는 좌표계에 대해, 소정의 보정을 행한 후에, 해당 보정 좌표계에 기초하는 묘화 기능을 갖고 있기 때문이다.

이때에 사용하는 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G도, 상기한 바와 마찬가지로, 가공 가능하다.

또한, 본 발명에 의한 묘화 방법은, 상기 형태에 한정되지 않는다.

묘화 시에는, 전사용 패턴 영역 외에, 마크 패턴 등을 적절히 추가하여 행해도 된다. 후술하는 바와 같이, 좌표 측정용의 마크 패턴을 여기서 추가하여 묘화할 수 있다.

예를 들어, 노광 장치가 갖는 보유 지지 부재의 형상은, 전술한 바와 같이, 장치에 따라 다른 경우가 있다. 다른 기구의 노광 장치에 있어서는, 각각 상기한 유한 요소법의 계산 시의 모델 조건과, 보유 지지 조건, 진공압 조건을 부여할 때에, 그들을 적절히 변경해서 행하면 된다.

또한, 상기 형태에서는, 보유 지지 부재에 포토마스크가 보유 지지되는 보유 지지점이, 평면 상(기판 막면의 최소 제곱 평면)에 구속되는 것으로 했다. 이것은, 보유 지지 부재가 단일 평면에서 포토마스크를 보유 지지하는 것으로 한 것이다. 단, 보유 지지 부재의 형상에 의해, 보유 지지점이 단일 평면에 올라가지 않는 경우에는, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정에서, 강제 변위량을 설정할 때에 보유 지지 부재의 형상을 반영시키면 된다.

또한, 본 발명의 작용 효과를 방해하지 않는 한, 공정의 순서를 변경해도 된다.

상기 형태의 묘화 방법에 의해, 포토마스크 블랭크에 보정된 패턴 데이터를 묘화한 후, 패터닝의 프로세스에 의해, 포토마스크가 제조된다.

패터닝 프로세스에 대해서

묘화가 행해진, 포토마스크 블랭크(포토마스크 중간체)는, 이하의 공정을 거쳐, 포토마스크가 된다.

패터닝의 프로세스에 대해서는, 공지의 방법을 적용할 수 있다. 즉, 묘화가 실시된 레지스트막은, 공지의 현상액에 의해 현상되고, 레지스트 패턴이 형성된다. 이 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 박막을 에칭할 수 있다.

에칭 방법은 공지의 것을 사용할 수 있다. 드라이 에칭을 적용해도 웨트 에칭을 적용해도 된다. 본 발명은, 표시 장치용의 포토마스크의 제조 방법으로서 특히 유용하므로, 웨트 에칭을 적용하는 경우에, 본 발명의 효과가 현저하게 얻어진다.

또한, 상기에서 설명한 본 발명의 묘화 공정에 대해, 해당 묘화의 대상으로 되는 것은, 포토마스크 블랭크(전사용 패턴이 미묘화된 것)뿐만 아니라, 복수의 박막을 구비하고, 그 일부에 패턴이 형성된, 포토마스크 중간체이어도 된다.

복수의 박막을 구비한 포토마스크 블랭크에 대해서는, 각각의 박막의 패터닝을 위한 묘화 공정에, 상기에서 설명한 본 발명의 묘화 공정을 적용할 수 있다. 이 경우, 중첩 정밀도가 우수한, 고정밀도의 포토마스크를 제조할 수 있는 점에서 매우 유리하다.

묘화 장치

또한, 본원은 상기와 같은 묘화 방법을 실시할 수 있는, 묘화 장치에 관한 발명을 포함한다.

즉, 해당 묘화 장치는, 기판의 주표면 상에 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크에 대해, 전사용 패턴을 묘화하는 것에 사용하는 묘화 장치이다.

묘화 장치는, 이하의 수단을 구비한다.

높이 측정 수단

높이 측정 수단은, 주표면을 상측으로 하여 상기 포토마스크 블랭크를 스테이지 상에 적재한 상태에 있어서, 상기 주표면의 높이 분포를 측정하고, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻을 수 있는 수단이다.

입력 수단

입력 수단은,

상기 전사용 패턴의 패턴 설계 데이터 A, 및

상기 기판을 노광 장치에 보유 지지한 상태의 상기 기판의 주표면 형상을 나타내는 전사면 형상 데이터 C를 입력 가능하게 하는 수단이다.

연산 수단

연산 수단은, 상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 형상 데이터 C를 사용해서, 상기 주표면 상의 복수점에 있어서의 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 연산한다.

그리고, 해당 묘화 장치는, 상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용해서, 상기 포토마스크 블랭크 상에, 묘화를 행하는 묘화 수단을 갖는다.

또한, 본 형태의 묘화 장치는, 상기 높이 측정 수단과 함께, 이하의 수단을 구비해도 된다.

입력 수단

입력 수단은,

상기 전사용 패턴의 패턴 설계 데이터 A,

상기 기판 소재의 물성값을 포함하는 기판 물성 정보

를 입력 가능하게 하는 수단이다.

연산 수단

연산 수단은, 상기 기판 표면 형상 데이터 B, 상기 보유 지지 상태에 관한 정보 및 상기 기판 물성 정보를 사용해서, 노광 장치 내에서 보유 지지된 상태의 상기 기판의 주표면 형상을 나타내는, 전사면 형상 데이터 C를 연산함과 함께, 상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 형상 데이터 C를 사용해서, 상기 주표면 상의 복수점에 있어서의 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 연산할 수 있는 수단이다.

연산 수단으로서는, 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터 등의 공지의 연산 장치를 사용하는 것이 가능하다.

묘화 수단

묘화 수단은, 상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용해서, 상기 포토마스크 블랭크 상에, 묘화를 행할 수 있는 수단이다.

또한, 묘화 장치는, 상기 입력 수단, 연산 수단 및 묘화 수단을 제어하는, 제어 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 보유 지지 상태에 관한 정보란, 예를 들어, 보유 지지 조건[보유 지지 부재의 형상, 또는, 기판을 노광 장치 내에 보유 지지했을 때에, 기판이 보유 지지 부재에 접촉하는 기판 보유 지지점의 좌표(좌표의 정보에 의해, 보유 지지점의 강제 변위량이 산정 가능함)]에 관한 정보를 포함하고, 또한, 진공압 조건(진공압의 양과 그것을 부여하는 영역)에 관한 정보를 포함하는 것이 바람직하다.

기판 물성 정보는, 예를 들어, 기판의 영률, 포와송비 및 중량 밀도를 나타내는 정보일 수 있다.

이와 같은 묘화 장치를 사용함으로써, 상기에서 설명한, 포토마스크 제조 방법에 필요한 묘화 공정을 실시할 수 있다.

<실시 형태 2(검사)>

이상에 있어서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 피가공체에 형성되는 패턴의 좌표 정밀도를 매우 높은 것으로 할 수 있는 포토마스크를 얻을 수 있다.

그런데, 이와 같은 포토마스크를 출하 전에 검사하는 데 있어서는, 검사 장치에 적재된 상태의 포토마스크와, 노광 장치에 보유 지지된 상태의 포토마스크와의 차이를 고려한 검사를 행하는 것이 가장 바람직하다.

따라서, 새로운 검사 방법의 필요성이, 발명자에 의해 발견되었다.

VII 패턴 좌표 데이터 L을 얻는 공정

패턴 형성이 행해진 포토마스크를, 막면(패턴 형성면)을 상측으로 하여 좌표 검사 장치의 스테이지에 적재하고, 전사용 패턴의 좌표 측정을 행한다. 여기서 얻어진 데이터를, 패턴 좌표 데이터 L로 한다.

여기서, 좌표 측정은, 미리 전사용 패턴과 동시에 포토마스크의 주표면 상에 형성된, 마크 패턴의 좌표를 측정함으로써 행하는 것이 바람직하다. 이 마크 패턴은, 주표면 상이며, 전사용 패턴의 영역 외의 복수 위치에 설치하는 것이 바람직하다.

VIII 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정

한편, 이 포토마스크를, 노광 장치에 보유 지지하는 것에 기인하는 상기 주표면의 변형분을 나타내는, 전사면 형상 데이터 C를 얻는다. 이것은, 전술한 II-1 내지 II-2의 공정과 마찬가지이다.

상기의 묘화 방법을 적용해서 제조한 본 발명의 포토마스크인 경우에는, 이미 얻어져 있는 전사면 형상 데이터 C를 사용할 수 있다.

IX 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는 공정

검사 장치의 스테이지 상에, 막면(패턴 형성면)을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 적재한 상태에서, 상기 주표면의 높이 분포를 측정하고, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는다.

이 공정에서의 높이 측정은, 상기 III의 「묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정」에 있어서 행한 높이 측정과 마찬가지이다. 또한, 이 공정에서는, 상기 III의 공정에서의 높이 측정과 동일한 측정점에 있어서, 높이를 측정하는 것이 바람직하다.

X 검사 차분 데이터 J를 얻는 공정

검사 시 높이 분포 데이터 I와, 전사면 형상 데이터 C의 차분을 구함으로써, 검사 차분 데이터 J를 얻는다[도 10의 (a) 내지 (d) 참조].

XI 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 얻는 공정

검사 차분 데이터 J에 대응하는, 상기 주표면 상의 복수점에 있어서의, 좌표 어긋남량을 산정하여, 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 구한다[도 10의 (d) 내지 (e) 참조]. 여기서, 높이의 차분을, 좌표 어긋남량으로 환산하는 공정은, 전술한 V의 공정과 마찬가지로 행할 수 있다.

그리고, 전사용 패턴의 검사를 행하는 공정에서는, 얻어진 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K와, 상기 패턴 좌표 데이터 L을 사용해서, 상기 전사용 패턴의 검사를 행한다.

구체적으로는, 전사용 패턴의 검사는 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를, 패턴 설계 데이터 A에 반영시켜, 얻어진 보정 설계 데이터 M과, 패턴 좌표 데이터 L을 사용해서(비교하여) 행할 수 있다.

혹은, 상기 전사용 패턴의 검사는 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를, 상기 패턴 좌표 데이터 L에 반영시켜, 얻어진 보정 좌표 데이터 N과, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용해서(비교하여) 행할 수도 있다.

본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크에 대해, 본 발명의 검사 방법에 의해 검사를 행하는 것이 바람직하다.

또한, 포토마스크의 용도에 제한은 없으며, 그 구성에도 제한은 없다.

소위 바이너리 마스크, 다계조 마스크, 위상 시프트 마스크 등, 어느 것의 막 구성을 갖는 포토마스크에 있어서도, 본 발명에 의한 작용 효과가 얻어지는 것은 명확하다.

검사 장치

또한, 본 발명은 상기와 같은 검사 방법을 실시 가능한, 검사 장치에 관한 발명을 포함한다.

즉,

상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K와, 패턴 설계 데이터 A를 사용해서, 상기 포토마스크의 전사용 패턴을 검사하는, 검사 수단을 갖는 포토마스크의 검사 장치이다.

나아가서는, 본 발명은 이하의 검사 장치를 포함한다.

기판의 주표면에 박막을 패터닝하여 이루어지는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를 검사하는, 포토마스크 검사 장치로서,

상기 기판의 주표면 형상을 나타내는, 기판 표면 형상 데이터 B,

상기 기판 소재의 물성값을 포함하는 기판 물성 정보

를 입력하는 입력 수단과,

상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용해서, 상기 포토마스크의 전사용 패턴을 검사하는, 검사 수단을 갖는 검사 장치이다.

상기 기판을 노광 장치에 보유 지지할 때의, 보유 지지 상태에 관한 정보 및 상기 기판 소재의 물성값을 포함하는 기판 물성 정보는, 전술한 바와 같다.

노광 장치 내에서 보유 지지된 상태의 상기 기판의 주표면 형상을 나타내는, 전사면 형상 데이터 C를 연산한다고 하는 것은, 전술한 II-1 내지 II-2의 공정과 마찬가지의 공정을 행하기 위한 연산을 의미한다.

상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용해서, 상기 포토마스크의 전사용 패턴을 검사할 때에는, 상기 XI의 공정에 필요한 비교(필요하면 비교를 위한 연산)를 행한다.

표시 장치의 제조 방법

본 발명은, 주표면에 전사용 패턴이 형성된 포토마스크에 노광함으로써, 피가공층을 갖는 디바이스 기판에 대해 패턴 전사를 행하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 본 발명의 제조 방법에 의한 포토마스크를 사용하는, 표시 장치의 제조 방법을 포함한다.

즉, 본 발명의 제조 방법에 의한 포토마스크를 사용하고, 또한, 해당 포토마스크를 제조할 때, 노광 장치 내에 보유 지지되는 상태에 대해 조건을 결정한, 당해 노광 장치를 사용해서, 노광을 행하는, 패턴 전사 방법을 적용한, 표시 장치의 제조 방법이다. 패턴 전사에 의해 피가공체에 전사된 패턴은, 에칭 등의 가공을 실시함으로써, 표시 장치가 된다.

여기서, 노광 장치가 갖는 광학 성능으로서는, 예를 들어, 이하와 같은 것일 때에, 본 발명의 효과가 현저하다.

LCD용(혹은 FPD용, 액정용)으로서 사용되는, 등배 노광의 노광 장치이며, 그 구성은,

광학계의 개구수(NA)가 0.08 내지 0.15(특히 0.08 내지 0.10),

코히어런스 팩터(σ)가 0.5 내지 0.9,

노광 파장은, i선, h선, g선 중 어느 하나를 대표 파장으로 하는 노광광, 특히, i선, h선, g선을 모두 포함하는 브로드 파장 광원이 바람직하다.

노광 장치에, 포토마스크를 세트할 때에는, 상기 유한 요소법에 있어서 적용한 진공압을 적용하는 것이 바람직하다.

피가공층이란, 포토마스크가 갖는 전사용 패턴을 전사한 후, 에칭 등의 프로세스를 거쳐, 원하는 전자 디바이스의 구성물이 되는, 각 레이어를 말한다. 예를 들어, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치를 구동하기 위한, TFT(박막 트랜지스터) 회로를 형성하는 경우에는, 화소 레이어, 소스/드레인 레이어 등이 예시된다.

디바이스 기판이란, 얻고자 하는 전자 디바이스의 구성물이 되는 회로를 갖는 기판, 예를 들어, 액정 패널 기판, 유기 EL 패널 기판 등을 말한다.

또한 본 발명은, 상기 노광 장치와, 각각의 주표면에 전사용 패턴이 형성된 복수의 포토마스크를 사용하고, 디바이스 기판 상에 형성되는 복수의 피가공층에 대해 순차 패턴 전사를 행하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크를 사용하는 것을 포함한다.

본 발명을 적용해서 제조된 표시 장치는, 그것을 구성하는 각 레이어의 중첩(오버레이) 정밀도가 매우 높다. 따라서, 표시 장치 제조의 수율이 높고, 제조 효율이 높다.

[실시예]

본 발명의 포토마스크 제조 방법(묘화 공정)에 의한, 발명의 효과를 도 12에 도시하는 모식도를 사용해서 설명한다.

여기서는, 특정한 기판 표면 형상(기판 표면 형상 데이터 B)을 갖는 기판(포토마스크 블랭크)에, 전사용 패턴을 묘화한 경우, 노광 장치 내에 세트되었을 때의 전사용 패턴의 좌표 정밀도가 어떻게 되는지(결과적으로, 피전사체 상에 형성되는 패턴의 좌표 정밀도가 어떻게 되는지)를 시뮬레이션에 의해 구한 결과를 나타낸다.

우선 상기 포토마스크 블랭크에, 묘화 장치를 사용해서, 특정한 테스트 패턴을 묘화했다. 여기서 사용하는 테스트용 포토마스크 블랭크는, 850㎜×1200㎜의 사이즈를 갖는 석영 기판의 주표면에, 차광막과, 포지티브형의 포토레지스트막을 형성한 것으로 했다.

여기서 사용한 패턴 설계 데이터로서는, X, Y 방향으로 75㎜ 간격으로, 주표면의 거의 전체면에 배치한 십자 패턴을 포함하는 테스트 패턴으로 했다. 그리고, 이 포토레지스트를 현상하고, 차광막을 웨트 에칭함으로써, 차광막 패턴을 갖는, 테스트용 포토마스크를 얻었다. 이를, 좌표 검사 장치에 세트하고, 좌표 측정을 행한 결과가, 도 12의 (a)이다.

또한, 여기서, 묘화 장치의 스테이지 편평도와, 좌표 검사 장치의 스테이지 편평도에 기인하는 좌표 어긋남 요인은, 양쪽 장치의 스테이지 편평도를 미리 측정함으로써, 도 12의 (a)의 데이터로부터는 제거되어 있다.

다음에, 이 테스트용 포토마스크를 노광 장치(등배 프로젝션 노광 방식)에 세트한 상태에 있어서의 좌표 어긋남에 대해, 시뮬레이션을 행했다. 여기서는, 노광기의 마스크 보유 지지 부재의 형상 정보, 진공압 조건 및 기판 물성 정보를 사용하고, 상기의 테스트 패턴에 발생하는 좌표 어긋남을, 유한 요소법을 사용해서 산정하고, 도 12의 (b)의 데이터(비교예)를 얻었다.

한편, 상기 포토마스크 블랭크에 대해, 마찬가지의 테스트 패턴을 묘화할 때에, 묘화기의 좌표계에 대해 보정을 실시해서 패턴 설계 데이터를 묘화했다. 좌표계의 보정 시에는, 상기 II-1 내지 V의 공정에 의해, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터를 구해 행했다. 이 결과 얻어진 테스트용 포토마스크를 좌표 검사 장치에 세트하고, 좌표 측정을 행한 결과를, 도 12의 (c)에 도시한다.

다음에, 이 결과 얻어진 테스트용 포토마스크를 노광 장치에 세트한 상태에 있어서의 좌표 어긋남에 대해, 상기와 마찬가지로 시뮬레이션을 행했다. 시뮬레이션의 결과를, 도 12의 (d)(실시예)에 도시한다.

도 12의 (d)에 의해, 도 12의 (b)에 비교하여, 보다 패턴 설계 데이터에 가까운 전사상이, 피전사체 상에 얻어지는 것을 알 수 있다. 본 발명의 방법에 의해 제조한 포토마스크에 있어서는, 좌표 정밀도가 높고, 좌표 에러값을 0.15㎛ 미만으로 억제할 수 있다. 즉, 묘화 장치의 능력에 기인하는 좌표 어긋남 이외의 에러 성분이, 거의 제거된 정밀도로 할 수 있다.

10 : 스테이지
11 : 묘화 수단
12 : 측정 수단
13 : 포토마스크 블랭크(기판)
14 : 박막
15 : 묘화 데이터 작성 수단
20 : 표면
21 : 기준 표면

Claims

기판의 주표면 상에 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하고, 묘화 장치에 의해, 소정의 전사용 패턴을 묘화하는 것을 포함하는 포토마스크의 제조 방법에 있어서,
상기 소정의 전사용 패턴의 설계를 기초로 패턴 설계 데이터 A를 준비하는 공정과,
상기 주표면의 표면 형상을 측정함으로써 얻어진, 기판 표면 형상 데이터 B를 준비하는 공정과,
상기 포토마스크가 노광 장치 내에서 보유 지지될 때에, 보유 지지 부재의 형상에 기초하여 상기 표면 형상에 생기는 변위를, 상기 기판 표면 형상 데이터 B에 대해 반영시킨, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정과,
상기 묘화 장치의 스테이지 상에, 상기 주표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크 블랭크를 적재한 상태에서, 상기 주표면의 높이 분포를 측정하고, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정과,
상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 형상 데이터 C를 사용해서, 묘화 차분 데이터 F를 얻는 공정과,
상기 묘화 차분 데이터 F에 대응하는, 상기 주표면 상의 복수점에 있어서의, 좌표 어긋남량을 산정하여, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 구하는 공정과,
상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용해서, 상기 포토마스크 블랭크 상에, 묘화를 행하는 묘화 공정을 갖고,
상기 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정에서는, 상기 기판 표면 형상 데이터 B와, 상기 보유 지지 부재의 형상에 관한 정보 및 상기 기판의 물성 정보를 사용하여 연산하는 것을 포함하는, 포토마스크의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정에 있어서는, 유한 요소법을 사용하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 묘화 공정에 있어서는, 상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G에 기초하여, 상기 패턴 설계 데이터 A를 보정함으로써 얻어진, 보정 패턴 데이터 H를 사용해서 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 묘화 공정에 있어서는, 상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G에 기초하여, 상기 묘화 장치가 갖는 좌표계를 보정하고, 얻어진 보정 좌표계와 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용해서 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 포토마스크가 노광 장치 내에서 보유 지지될 때에, 보유 지지 부재에 의해 보유 지지되는 복수의 보유 지지점이 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판 표면 형상 데이터 B는, 상기 포토마스크 블랭크, 또는, 상기 포토마스크 블랭크로 하기 위한 기판을, 주표면이 연직으로 되도록 보유 지지한 상태에서, 상기 주표면 상의 복수의 측정점의 위치를 측정함으로써 구한 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
기판의 주표면에 박막을 패터닝하여 이루어지는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를, 검사 장치를 사용해서 검사하는 포토마스크의 검사 방법에 있어서,
상기 포토마스크를, 상기 검사 장치의 스테이지 상에 적재한 상태에서, 상기 주표면에 형성된 상기 전사용 패턴의 좌표 측정을 행하고, 패턴 좌표 데이터 L을 얻는 공정과,
상기 주표면의 표면 형상을 측정함으로써 얻어진, 기판 표면 형상 데이터 B를 준비하는 공정과,
상기 포토마스크가 노광 장치 내에서 보유 지지될 때에, 보유 지지 부재의 형상에 기초하여 상기 표면 형상에 생기는 변위를, 상기 기판 표면 형상 데이터 B에 대해 반영시킨, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정과,
상기 검사 장치의 스테이지 상에, 상기 주표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 적재한 상태에서, 상기 주표면의 높이 분포를 측정하고, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는 공정과,
상기 검사 시 높이 분포 데이터 I와, 상기 전사면 형상 데이터 C를 사용해서, 검사 차분 데이터 J를 얻는 공정과,
상기 검사 차분 데이터 J에 대응하는, 상기 주표면 상의 복수점에 있어서의, 좌표 어긋남량을 산정하여, 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 구하는 공정과,
상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K와, 상기 패턴 좌표 데이터 L을 사용해서, 상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 공정을 갖고,
상기 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정에서는, 상기 기판 표면 형상 데이터 B와, 상기 보유 지지 부재의 형상에 관한 정보 및 상기 기판의 물성 정보를 사용하여 연산하는 것을 포함하는, 포토마스크의 검사 방법.
제7항에 있어서,
상기 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정에 있어서는, 유한 요소법을 사용하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 검사 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 공정에 있어서는, 상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를, 패턴 설계 데이터 A에 반영시켜, 얻어진 보정 설계 데이터 M과, 상기 패턴 좌표 데이터 L을 사용해서 상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 검사 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 공정에 있어서는, 상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를, 상기 패턴 좌표 데이터 L에 반영시켜, 얻어진 보정 좌표 데이터 N과, 패턴 설계 데이터 A를 사용해서 상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 검사 방법.
포토마스크의 제조 방법으로서,
주표면 상에 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 박막을 패터닝하는 공정과,
제7항 또는 제8항에 기재된 포토마스크의 검사 방법에 의한 검사 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
표시 장치의 제조 방법으로서,
제1항 또는 제2항에 기재된 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크이며, 주표면에 전사용 패턴이 형성된 포토마스크를 준비하는 공정과,
상기 포토마스크에 노광함으로써, 피가공층을 갖는 디바이스 기판에 대해 패턴 전사를 행하는 공정
을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
표시 장치의 제조 방법으로서,
각각의 주표면에 전사용 패턴이 형성된 복수의 포토마스크와 노광 장치를 사용하여, 디바이스 기판 상에 형성되는 복수의 피가공층에 대해 순차 패턴 전사를 행하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
상기 복수의 포토마스크로서, 제1항 또는 제2항에 기재된 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.