KR20110027731A - 포토마스크의 검사 방법, 포토마스크의 제조 방법, 전자 부품의 제조 방법, 테스트 마스크 및 테스트 마스크 세트 - Google Patents

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Abstract

테스트 마스크를 이용하여 노광, 현상하여 테스트용 레지스트 패턴을 얻고, 이를 측정하여 실제 노광 테스트 패턴 데이터를 얻는다. 또한, 테스트 마스크에 대해 소정의 광학적 조건에서 광 조사를 행하고, 광 투과 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하여 얻어진 광 투과 패턴을 기초로 하여 광 투과 테스트 패턴 데이터를 얻는다. 실제 노광 테스트 패턴 데이터와 광 투과 테스트 패턴 데이터를 비교하고, 이 비교 결과를 기초로 하여 광학적 조건을 설정하고, 검사 대상이 되는 포토마스크에 대해 광 조사를 행하여 얻게 된 광 투과 패턴을 기초로 하여 포토마스크의 검사를 행한다.

Description

포토마스크의 검사 방법, 포토마스크의 제조 방법, 전자 부품의 제조 방법, 테스트 마스크 및 테스트 마스크 세트 {INSPECTION METHOD OF PHOTO MASK, MANUFACTURING METHOD OF PHOTO MASK, MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE, TEST MASK AND TEST MASK SET}
본 발명은 전자 부품의 제조에 사용되는 포토마스크의 성능을 검사하기 위한 포토마스크의 검사 방법, 이 검사 방법에 의한 검사 공정을 포함하는 포토마스크의 제조 방법, 이 제조 방법에 의해 얻게 된 포토마스크를 이용한 전자 부품 제조 방법, 및 상기 포토마스크의 검사 방법에 이용할 수 있는 테스트 마스크 및 테스트 마스크 세트에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 플랫 패널 디스플레이(FPD) 장치에 대표되는 표시 장치 제조용 포토마스크, 특히 액정 디스플레이 장치 제조용, 예를 들어 박막 트랜지스터(TFT) 제조용, 컬러 필터(CF) 제조용에 유용한 포토마스크의 제조에 사용되는 검사 방법 등에 관한 것이다.
종래, 포토마스크의 성능 검사에 대해, 일본 특허 출원 공개 평5-249646호 공보(특허문헌 1)에는 검사 대상이 되는 노광용 포토마스크의 투과 조명광의 강도 분포를 촬상 소자(CCD)에 의해 검출하여 포토마스크의 결함을 검사하는 장치가 기재되어 있다. 이 장치에 있어서는 0.3 ㎛ 피치 정도의 미세한 패턴이 형성된 포토마스크에 검사광을 집광하여 조사하고, 이 포토마스크를 투과한 검사광을 확대 조사하여 분해능 7 ㎛ 정도의 CCD로 촬상하도록 하고 있다. 이 검사 장치는 촬상 소자를 초점 위치로부터 어긋나게 하여 촬상시키는 제어 수단을 갖고 있다. 이 검사 장치에 있어서는 실제 노광시에 있어서의 초점 어긋남의 영향을 포함하여 포토마스크를 검사하여 평가할 수 있는 효과가 있다고 되어 있다.
또한, 일본 특허 출원 공개 평4-328548호 공보(특허문헌 2)에는, 노광 장치에 의해 웨이퍼에 실제로 전사되는 포토마스크의 결함이나 이물질을 검출 가능하게 하는 검사 장치가 기재되어 있다. 이 장치에 있어서는 종래의 검사 장치에서 검출 가능한 결함이나 이물질 이외에, 위상 시프트 마스크나 레티클의 투과부의 시프터의 결함이나, 노광 파장 의존성의 마스크 기판부의 결함 등에 대해서도 검사 가능하게 되어 있다.
그런데, 전술한 바와 같은 검사 장치를 사용하여 포토마스크의 검사를 행하는 데 있어서는, 사용하는 검사 장치에 있어서의 촬상시의 조건이 포토마스크를 사용하는 실제 노광시의 조건과 정합하지 않으면, 검사 결과를 정확하게 평가하는 것은 곤란하다.
또한, 예를 들어 IC 제조에 이용되는 축소 투영형의 노광 장치를 사용하는 경우에 있어서는, 노광 장치에 있어서 사용되는 광원은 단일 파장 광원이므로, 광원의 분광 특성이나, 레지스트막의 분광 감도 특성이나, 촬상 수단의 분광 감도 특성 등의 요소는 문제가 되지 않는다. 그러나, 다양한 전자 부품의 제조 공정에 있어서는 광원의 분광 특성이나, 레지스트막 또는 현상 수단의 분광 감도 특성 등의 요소가 영향을 미치는 노광 조건이 적용되므로, 종래의 검사 장치에 의해서는 정확한 검사를 행할 수 없다.
그런데, 본 건 발명자들은 먼저 검사 대상인 포토마스크에 소정 파장의 광속을 조사하고, 이 포토마스크를 거친 광속을 촬상 수단에 의해 촬상하여 광 강도 데이터를 구하는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 조사하는 광속으로서 적어도 g선, h선, 또는 i선 중 어느 하나를 포함하거나, 혹은 이들 중 임의의 2 이상을 혼합한 광속을 포함하는 것을 이용하여, 이 광속을 파장 선택 필터를 통해 포토마스크에 조사하는 것, 또한 그것에 이용하는 검사 장치를 제안하고 있다.
이 검사 방법에 있어서는, 포토마스크를 이용하여 실제로 노광을 행하는 노광 장치와 같은 분광 특성을 갖는 광원을 이용하여 포토마스크를 검사할 수 있고, 실제 노광시에 있어서의 광 투과량 및 해상도를 어느 정도 정확하게 재현 또는 근사하게 할 수 있다.
따라서, 이 검사 방법에 있어서는 포토마스크를 이용한 실제의 노광에 의해 형성되는 레지스트 패턴, 또는 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여 피가공층을 에칭하여 얻게 되는 피가공층 패턴의 양부(良否)를 실제의 노광 및 현상을 행하지 않고 예측할 수 있다. 또한, 이 검사 방법에 의해, 포토마스크의 양부 판단뿐만 아니라, 포토마스크의 수정의 필요 여부 판단, 수정의 가능 여부, 수정 방법 등의 지견을 어느 정도 파악할 수 있다.
그러나 이 검사 방법에 있어서는, 실제 노광에 사용되는 노광 장치의 노광 조건, 즉 광원의 분광 특성이나 해상도 등을 완전히 반영하는 것이 곤란한 경우가 있다. 또한, 레지스트막을 이루는 레지스트 재료의 분광 감도나, 투과광의 데이터를 취득하기 위해 이용하는 촬상 수단(CCD 등)의 분광 감도 특성 등, 노광 장치 이외에 기인하는 요인은 또한 조건 정합이 곤란하다.
그래서, 본 발명은 검사 대상인 포토마스크에 소정 파장의 광속을 조사하고, 이 포토마스크를 거친 광속을 촬상 수단에 의해 촬상하여 광 강도 데이터를 구하는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 실제의 노광을 행하는 노광 장치와의 조건 정합을 양호하게 행하고, 또는 실제의 노광 조건이나 그 밖의 조건과의 상관 관계를 정량적으로 파악할 수 있도록 이루어진 포토마스크의 검사 방법을 제공하고, 이 검사 방법에 의한 검사 공정을 포함하는 포토마스크의 제조 방법을 제공하고, 이 제조 방법에 의해 얻어진 포토마스크를 이용한 전자 부품 제조 방법을 제공하고, 또한 이 포토마스크의 검사 방법에 이용하는 테스트 마스크 및 테스트 마스크 세트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하고 상기 목적을 달성하기 위해 본 건 발명자들은 예의 검토한 결과, 전술한 검사 방법의 실행에 있어서 사용하는 검사 장치(시뮬레이터)와 실제의 노광을 행하는 노광 장치 사이를 중개하거나, 혹은 검사 장치가 검사에 어울리는 조건을 설정할 수 있는 지견을 제공하기 위한 테스트 마스크를 이용하는 것이 유용하다는 지견을 얻었다.
즉, 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법은 이하의 구성 중 어느 하나를 갖는 것이다.
[구성 1]
에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막을 에칭 가공에 있어서의 마스크가 되는 레지스트 패턴으로 이루기 위해, 상기 레지스트막에 대해 소정 패턴의 노광을 행하는 데 이용하는 포토마스크의 검사 방법이며, 소정의 테스트 패턴이 형성된 테스트 마스크를 이용하여 테스트용 레지스트막에 대해 노광을 행하여 현상한 테스트용 레지스트 패턴을 얻는 공정과, 테스트용 레지스트 패턴 또는 상기 테스트용 레지스트 패턴을 마스크로 하여 피가공층을 에칭하여 얻게 되는 테스트용 피가공층 패턴을 측정하여 실제 노광 테스트 패턴 데이터를 얻는 공정과, 테스트 마스크에 대해 소정의 광학적 조건에서 광 조사를 행하고, 상기 테스트 마스크의 광 투과 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하여 얻어진 광 투과 패턴을 기초로 하여 광 투과 테스트 패턴 데이터를 얻는 공정과, 실제 노광 테스트 패턴 데이터와 광 투과 테스트 패턴 데이터를 비교하는 공정과, 검사 대상이 되는 포토마스크에 대해 소정의 광학적 조건과 동일 또는 다른 조건에 의해 광 조사를 행하여 상기 검사 대상 포토마스크의 광 투과 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하는 공정을 갖고, 비교 공정에 의해 얻어진 비교 결과와 상기 검사 대상 포토마스크의 광 투과 패턴을 기초로 하여 검사 대상이 되는 포토마스크의 평가를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 여기서 피가공층이라 함은 피전사체가 갖는 원하는 기능성의 층으로, 단층(單層)이라도 좋고 적층이라도 좋다. 이 피가공층은 피전사체의 용도에 따라서 설계되는 것이다.
[구성 2]
구성 1을 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 검사 대상이 되는 포토마스크의 광 투과 패턴의 취득에 적용하는 광학적 조건은 비교 공정에 의해 얻어진 비교 결과를 기초로 하여 설정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 3]
구성 1 또는 구성 2를 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 테스트용 레지스트 패턴은 레지스트의 두께가 단계적 또는 연속적으로 변화하고 있는 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 4]
구성 1 내지 구성 3 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 테스트 마스크의 광 투과 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하는 데 있어서는, 소정의 광학적 조건으로서 복수의 조건을 준비하여, 각 조건에 대해 취득하는 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 5]
구성 2 내지 구성 4 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 비교 결과를 기초로 하여 광학적 조건을 설정한 후, 이 설정에 의해 다시 테스트 마스크에 광 조사를 행하고 광 투과 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하여 광 투과 테스트 패턴 데이터를 얻고, 다시 실제 노광 테스트 패턴 데이터와의 비교를 행하여 새로운 비교 결과로 하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 6]
구성 1 내지 구성 5 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 광학적 조건은 광 투과 패턴을 취득하기 위해 사용하는 대물 렌즈계의 개구수, 조명 광학계 개구수의 대물 렌즈계 개구수에 대한 비, 조사광의 분광 특성 및 디포커스량 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 7]
구성 1 내지 구성 5 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 테스트용 레지스트 패턴을 이루는 레지스트 재료는 검사 대상이 되는 포토마스크를 이용하여 노광되는 레지스트막을 이루는 레지스트 재료와 동일한 재료인 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 8]
구성 1 내지 구성 7 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 비교 공정에 의해 얻어진 비교 결과를 기초로 하여 실제 노광 테스트 패턴 데이터와 광 투과 테스트 패턴 사이의 상관 관계를 파악하고, 이 상관 관계와 검사 대상 포토마스크의 광 투과 패턴을 기초로 하여 검사 대상이 되는 포토마스크의 평가를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 9]
구성 1 내지 구성 8 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 검사 대상이 되는 포토마스크는 노광광을 투과시키는 투과부, 노광광을 차광하는 차광부 및 노광광의 일부를 저감시켜 투과시키는 그레이톤부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 10]
구성 1 내지 구성 9 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 테스트 마스크에는 복수의 단위 패턴이 배열된 부분을 포함하는 테스트 패턴이 형성되어 있고, 복수의 단위 패턴은 일정한 규칙을 기초로 하여 패턴 형상이 축차 변화된 것인 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 11]
구성 1 내지 구성 9 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 테스트 마스크에는 복수의 단위 패턴이 배열된 부분을 포함하는 테스트 패턴이 형성되어 있고, 복수의 단위 패턴은 일정한 규칙을 기초로 하여 패턴 형상이 축차 변화된 부위를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 12]
구성 10 또는 구성 11을 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 일정한 규칙을 기초로 하는 패턴 형상의 축차 변화는 선 폭의 변화인 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 13]
구성 10 또는 구성 11을 갖는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 일정한 규칙을 기초로 하는 패턴 형상의 축차 변화는 노광광에 대한 실효 투과율의 변화인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 관한 포토마스크의 제조 방법은 이하의 구성을 갖는 것이다.
[구성 14]
구성 1 내지 구성 13 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 검사 방법을 행하는 검사 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 관한 전자 부품의 제조 방법은 이하의 구성을 갖는 것이다.
[구성 15]
구성 14를 갖는 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크를 사용하여, 전자 부품 제조용의 피가공층 상에 형성된 레지스트막에 대한 노광을 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 관한 테스트 마스크는 이하의 구성을 갖는 것이다.
[구성 16]
에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막을 에칭 가공에 있어서의 마스크가 되는 레지스트 패턴으로 이루기 위해, 상기 레지스트막에 대해 소정 패턴의 노광을 행하는 데 이용하는 포토마스크의 검사에 이용하는 테스트 마스크이며, 노광광을 투과시키는 투과부, 노광광을 차광하는 차광부 및 노광광의 일부를 저감시켜 투과시키는 그레이톤부를 갖는 테스트 패턴을 형성한 테스트 마스크에 있어서, 테스트 패턴은 일정한 규칙을 기초로 하여 패턴 형상이 축차 변화된 복수의 단위 패턴이 배열된 부분을 포함하고, 복수의 단위 패턴은 각각 그레이톤부를 갖고, 각 단위 패턴에 있어서의 그레이톤부의 면적은 일정한 규칙을 기초로 하여 각각 다르게 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 테스트 마스크는, 박막 트랜지스터 제조용 그레이톤 마스크에 있어서의, 채널부의 넓이의 차이에 대해 형성되는 레지스트 패턴 형상을 근사, 평가할 수 있는 면에서 유용하다.
[구성 17]
에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막을 에칭 가공에 있어서의 마스크가 되는 레지스트 패턴으로 이루기 위해, 상기 레지스트막에 대해 소정 패턴의 노광을 행하는 데 이용하는 포토마스크의 검사에 이용하는 테스트 마스크이며, 노광광을 투과시키는 투과부, 노광광을 차광하는 차광부 및 노광광의 일부를 저감시켜 투과시키는 그레이톤부를 갖는 테스트 패턴을 형성한 테스트 마스크에 있어서, 테스트 패턴은 일정한 규칙을 기초로 하여 패턴 형상이 축차 변화된 복수의 단위 패턴이 배열된 부분을 포함하고, 상기 복수의 단위 패턴은 각각 상기 그레이톤부를 갖고, 각 단위 패턴에 있어서의 그레이톤부의 소정 노광 조건하에 있어서의 실효 투과율은 일정한 규칙을 기초로 하여 각각 다르게 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
여기서, 실효 투과율이라 함은, 충분히 넓은 면적의 투광부의 노광량 투과율을 100 %로 할 때, 그것보다 소정량 저감된 투과율(예를 들어 40 내지 60 %)을 갖는 그레이톤부를 갖는 그레이톤 마스크에 있어서 상기 그레이톤 마스크를 노광 장치에 의해 노광하였을 때, 그레이톤부의 실효적인 노광광의 투과율은 패턴의 면적, 노광 장치에 이용하는 광학계의 해상도 등에 따라 다른 것에 유래하여 정의하는 것이다. 즉, 그레이톤 마스크의 노광 조건하에 있어서, 노광광에 대한 투광부의 투과율을 100 %, 차광부의 투과율을 0 %로 할 때, 그레이톤부를 실제로 투과하는 투과광의 투과율을 말한다. 예를 들어, 그레이톤부에 투과광량이 100 %보다 작은 (예를 들어 20 내지 80 %) 반투광성의 막이 성막된 그레이톤부를 갖는 포토마스크(이하,「반투광막형 그레이톤 마스크」라 함)를 이용하여 그레이톤 마스크를 제작할 때, 차광막이 형성된 부분에 인접한 반투광막 부분의 광 투과율이 노광 장치의 해상도에 있어서는 완전히 해상되지 않고 흐려지기(번지기) 때문에, 동일한 막이 형성된 무한한 넓이를 갖는 반투광막 부분보다도 낮아지는 것을 포함한 투과율이다.
즉, 실제로 반투광막형 그레이톤 마스크를 사용할 때에 그레이톤부로서 형성되는 레지스트 패턴의 형상을 결정하는 것은 반투광막으로서의 투과율이 아닌, 노광 조건하에서 흐려진(번진) 상태에서의 투과율이며, 이것을 실효 투과율이라 한다. 실효 투과율은, 상술한 바와 같이 막 자체의 투과율 외에, 노광 장치의 해상도나 패턴의 형상이 영향을 미친 결과로서의 투과율이다. 반투광막 형성 부분이 미소해지고 인접하는 차광막의 영향이 커질수록, 실효 투과율은 내려간다.
마찬가지로, 노광 조건하에서의 해상 한계 이하의 차광성 또는 반투광성의 미세 패턴을 가짐으로써, 투과광량을 저감시키는 그레이톤부를 갖는 포토마스크(이하,「미세 패턴형 그레이톤 마스크」라 함)에 있어서도, 노광 장치의 해상도나 패턴의 형상을 반영한 실제의 노광 조건하에서의 투과율을 실효 투과율로서 취급할 수 있다.
[구성 18]
구성 16 또는 구성 17을 갖는 테스트 마스크에 있어서, 테스트 패턴은 2 이상의 차광부에 인접하여 이들 차광부에 의해 끼워진 그레이톤부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 19]
구성 18을 갖는 테스트 마스크에 있어서, 2 이상의 차광부는 단계적으로 선 폭이 다르게 되어 있음으로써, 2개의 차광부 사이의 간격이 단계적으로 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 테스트 마스크는, 박막 트랜지스터 제조용의 그레이톤 마스크에 있어서의, 채널부의 넓이의 변화에 대해 형성되는 레지스트 패턴 형상을 근사, 평가할 수 있는 면에서 유용하다.
[구성 20]
구성 16 내지 구성 19 중 어느 하나를 갖는 테스트 마스크에 있어서, 테스트 패턴은 노광시의 소정의 광학적 조건하에 있어서의 해상 한계 이하의 선 폭의 패턴을 갖는 그레이톤부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 그레이톤부의 패턴을 평가하는 것은, 박막 트랜지스터 제조용 포토마스크에 있어서 소스, 드레인부에 인접하고, 이들에 의해 끼워진 채널부를 제작하는 레지스트 패턴 형상을 평가하는 면에서 매우 유용하다.
[구성 21]
구성 16 내지 구성 19 중 어느 하나를 갖는 테스트 마스크에 있어서, 단위 패턴은 노광광을 소정량 저감시켜 투과시키는 반투광성의 막이 형성된 그레이톤부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 관한 포토마스크 세트는 이하의 구성을 갖는 것이다.
[구성 22]
에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막을 에칭 가공에 있어서의 마스크가 되는 레지스트 패턴으로 이루기 위해, 레지스트막에 대해 소정 패턴의 노광을 행하는 데 이용하는 포토마스크의 검사에 이용하는 테스트 마스크와, 테스트 마스크에 관한 데이터를 포함하는 테스트 마스크 세트이며, 그 데이터는 테스트 마스크에 대해 소정의 광학적 조건에서 광 조사를 행하고, 테스트 마스크의 광 투과 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하여 얻어진 광 투과 패턴을 기초로 하여 얻어진 광 투과 테스트 패턴 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
[구성 23]
구성 22의 테스트 마스크 세트에 있어서, 광 투과 테스트 패턴 데이터는 테스트 마스크에 대해 복수의 다른 광학 조건하에 있어서의 광 투과 패턴을 기초로 하여 얻어진 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구성 1을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 소정의 테스트 패턴이 형성된 테스트 마스크를 이용하여 테스트용 레지스트막에 대해 노광을 행하여 현상한 테스트용 레지스트 패턴을 얻는 공정과, 테스트용 레지스트 패턴 또는 상기 테스트용 레지스트 패턴을 마스크로 하여 피가공층을 에칭하여 얻게 되는 테스트용 피가공층 패턴을 측정하여 실제 노광 테스트 패턴 데이터를 얻는 공정과, 테스트 마스크에 대해 소정의 광학적 조건에서 광 조사를 행하고, 상기 테스트 마스크의 광 투과 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하여 얻어진 광 투과 패턴을 기초로 하여 광 투과 테스트 패턴 데이터를 얻는 공정과, 실제 노광 테스트 패턴 데이터와 광 투과 테스트 패턴 데이터를 비교하는 공정과, 검사 대상이 되는 포토마스크에 대해 소정의 광학적 조건과 동일 또는 다른 조건에 의해 광 조사를 행하여 상기 검사 대상 포토마스크의 광 투과 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하는 공정을 갖고, 비교 공정에 의해 얻어진 비교 결과와 검사 대상 포토마스크의 광 투과 패턴을 기초로 하여 검사 대상이 되는 포토마스크의 평가를 행하므로, 실제의 노광을 행하는 노광 장치와의 조건 정합을 양호하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명은 검사 대상이 되는 포토마스크가 표시 장치 제조용 포토마스크인 경우에 특히 유효하다. 표시 장치 제조용 포토마스크는 전자 부품 제조용 포토마스크 중, 플랫 패널 디스플레이 장치로 대표되는 표시 장치 제조용 포토마스크이며, 예를 들어 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널, 일렉트로루미네센스 제조용의 것 등, 용도에 한정은 없다. 특히, 액정 디스플레이 장치 제조용, 예를 들어 박막 트랜지스터(TFT) 제조용, 컬러 필터(CF) 제조용 포토마스크에 대해 본 발명은 현저한 효과를 발휘한다.
구성 2를 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 검사 대상이 되는 포토마스크의 광 투과 패턴의 취득에 적용하는 광학적 조건은 비교 공정에 의해 얻어진 비교 결과를 기초로 하여 설정하므로, 실제의 노광을 행하는 노광 장치와의 조건 정합을 양호하게 행할 수 있다.
구성 3을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 테스트용 레지스트 패턴은 레지스트의 두께가 단계적 또는 연속적으로 변화하고 있는 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 것이며, 차광부, 투광부 및 포토마스크 사용시에 이용되는 노광광의 투과량을 소정량 저감시키는 그레이톤부를 갖고, 피전사체 상에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 다른 레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토마스크의 검사를 양호하게 행할 수 있다.
단, 본 발명에 있어서 검사 대상이 되는 포토마스크는 바이너리 마스크라도 좋고, 그레이톤 마스크라도 좋다. 특히, 본 발명의 효과가 현저한 것은 차광부, 투광부 및 노광광의 투과량을 소정량 저감시키는 그레이톤부를 갖고, 피전사체 상에 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 다른 레지스트 패턴을 형성하기 위한 그레이톤 마스크의 검사에 유효하다. 또한, 복수의 노광광 투과율의 그레이톤부를 갖고, 레지스트 패턴에 복수의 단차를 형성하는 멀티톤 마스크라도 좋다.
그레이톤 마스크는 투명 기판이 노출된 투광부, 투명 기판 상에 노광광을 차광하는 차광막이 형성된 차광부, 투명 기판 상에 차광막 또는 반투광막이 형성되어 투명 기판의 광 투과율을 100 %로 하였을 때에 그것보다 투과광량을 저감시켜 소정량의 광을 투과하는 그레이톤 부를 갖는 것이다. 이와 같은 그레이톤 마스크로서는, 미세 패턴형 그레이톤 마스크 혹은 반투광막형 그레이톤 중 어느 것에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
구성 4를 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 테스트 마스크의 광 투과 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하는 데 있어서는, 소정의 광학적 조건으로서 복수의 조건을 준비하여 각 조건에 대해 취득하므로, 보다 정확한 조건 설정을 행할 수 있다.
구성 5를 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 비교 결과를 기초로 하여 광학적 조건을 설정한 후, 이 설정에 의해 다시 테스트 마스크에 광 조사를 행하여 광 투과 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하여 광 투과 테스트 패턴 데이터를 얻고, 다시 실제 노광 테스트 패턴 데이터와의 비교를 행하여 새로운 비교 결과로 하는 공정을 포함하므로, 보다 정확한 조건 설정을 행할 수 있다.
구성 6을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 광학적 조건은 광 투과 패턴을 취득하기 위해 사용하는 대물 렌즈계의 개구수(NA), 조명 광학계 개구수의 대물 렌즈계 개구수에 대한 비[시그마값(σ: 코히어런스)], 조사광의 분광 특성 및 디포커스량 중 적어도 어느 하나를 포함하므로, 실제의 노광을 행하는 노광 장치와의 조건 정합을 양호하게 행할 수 있다.
구성 7을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 테스트용 레지스트 패턴을 이루는 레지스트 재료는 검사 대상이 되는 포토마스크를 이용하여 노광되는 레지스트막을 이루는 레지스트 재료와 동일한 재료이므로, 실제의 노광을 행하는 노광 장치와의 조건 정합을 양호하게 행할 수 있다.
구성 8을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 비교 공정에 의해 얻어진 비교 결과를 기초로 하여 실제 노광 테스트 패턴 데이터와 광 투과 테스트 패턴 사이의 상관 관계를 파악하고, 이 상관 관계와 검사 대상 포토마스크의 광 투과 패턴을 기초로 하여 검사 대상이 되는 포토마스크의 평가를 행하므로, 실제의 노광을 행하는 노광 장치와 검사 장치의 상관 관계를 기초로 하는 양호한 평가를 행할 수 있다. 또한, 노광 장치에 의한 조건 이외의, 레지스트 패턴 형성 조건이나 피가공층 형성 조건에 의한 패턴 형성에 대한 영향도 광 투과 테스트 패턴과의 상관 관계로서 파악할 수 있다.
구성 9를 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 검사 대상이 되는 포토마스크는 노광광을 투과시키는 투과부, 노광광을 차광하는 차광부 및 노광광의 일부를 저감시켜 투과시키는 그레이톤부를 가지므로, 그레이톤 마스크에 대한 광학적 조건의 설정을 양호하게 행할 수 있다.
구성 10을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 테스트 마스크에는 복수의 단위 패턴이 배열된 부분을 포함하는 테스트 패턴이 형성되어 있고, 복수의 단위 패턴은 일정한 규칙을 기초로 하여 패턴 형상이 축차 변화된 것이므로, 광학적 조건의 설정을 양호하게 행할 수 있다.
구성 11을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 테스트 마스크에는 복수의 단위 패턴이 배열된 부분을 포함하는 테스트 패턴이 형성되어 있고, 복수의 단위 패턴은 일정한 규칙을 기초로 하여 패턴 형상이 축차 변화된 부위를 가지므로, 광학적 조건의 설정을 양호하게 행할 수 있다.
구성 12를 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 일정한 규칙을 기초로 하는 패턴 형상의 축차 변화는 선 폭의 변화이므로, 패턴의 선 폭의 변화에 따른 광학적 조건의 설정을 행할 수 있다.
구성 13을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 일정한 규칙을 기초로 하는 패턴 형상의 축차 변화는 노광광에 대한 실효 투과율의 변화이므로, 투과율의 변화에 따른 광학적 조건의 설정을 행할 수 있다.
구성 14를 갖는 본 발명에 관한 포토마스크의 제조 방법에 있어서는, 구성 1 내지 구성 13 중 어느 하나를 갖는 포토마스크의 검사 방법을 행하는 검사 공정을 가지므로, 실제의 노광을 행하는 노광 장치와의 조건 정합이 이루어진 검사 공정을 거친 양호한 포토마스크를 제조할 수 있다.
구성 15를 갖는 본 발명에 관한 전자 부품의 제조 방법에 있어서는, 구성 14를 갖는 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크를 사용하여, 전자 부품 제조용 피가공층 상에 형성된 레지스트막에 대한 노광을 행하는 공정을 가지므로, 양호한 포토마스크를 사용하여 양호한 전자 부품을 제조할 수 있다.
구성 16을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크에 있어서는, 노광광을 투과시키는 투과부, 노광광을 차광하는 차광부 및 노광광의 일부를 저감시켜 투과시키는 그레이톤부를 갖는 테스트 패턴을 형성한 테스트 마스크에 있어서, 테스트 패턴은 일정한 규칙을 기초로 하여 패턴 형상이 축차 변화된 복수의 단위 패턴이 배열된 부분을 포함하고, 복수의 단위 패턴은 각각 그레이톤부를 갖고, 각 단위 패턴에 있어서의 그레이톤부의 면적은 일정한 규칙을 기초로 하여 각각 다르게 되어 있으므로, 본 발명에 관한 검사 방법에 있어서 광학적 조건의 설정을 양호하게 행할 수 있다.
이와 같은 테스트 마스크는, 박막 트랜지스터 제조용의 그레이톤 마스크에 있어서의, 채널부의 넓이의 차이에 대해 형성되는 레지스트 패턴 형상을 근사, 평가할 수 있는 면에서 유용하다.
구성 17을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크에 있어서는, 노광광을 투과시키는 투과부, 노광광을 차광하는 차광부 및 노광광의 일부를 저감시켜 투과시키는 그레이톤부를 갖는 테스트 패턴을 형성한 테스트 마스크에 있어서, 테스트 패턴은 일정한 규칙을 기초로 하여 패턴 형상이 축차 변화된 복수의 단위 패턴이 배열된 부분을 포함하고, 복수의 단위 패턴은 각각 그레이톤부를 갖고, 각 단위 패턴에 있어서의 그레이톤부의 소정 노광 조건하에 있어서의 실효 투과율은 일정한 규칙을 기초로 하여 각각 다르게 되어 있으므로, 본 발명에 관한 검사 방법에 있어서 광학적 조건의 설정을 양호하게 행할 수 있다.
구성 18을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크에 있어서는, 테스트 패턴은 2 이상의 차광부에 인접하여 이들 차광부에 의해 끼워진 그레이톤부를 가지므로, 본 발명에 관한 검사 방법에 있어서 광학적 조건의 설정을 양호하게 행할 수 있다.
구성 19를 갖는 본 발명에 관한 포토마스크에 있어서는, 2 이상의 차광부는 단계적으로 선 폭이 다르게 되어 있음으로써, 2개의 차광부 사이의 간격이 단계적으로 변화하고 있으므로, 본 발명에 관한 검사 방법에 있어서 광학적 조건의 설정을 양호하게 행할 수 있다.
이와 같은 테스트 마스크는, 박막 트랜지스터 제조용의 그레이톤 마스크에 있어서의, 채널부의 넓이의 변화에 대해 형성되는 레지스트 패턴 형상을 근사, 평가할 수 있는 면에서 유용하다.
구성 20을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크에 있어서는, 테스트 패턴은 노광시의 소정의 광학적 조건하에 있어서의 해상 한계 이하의 선 폭의 패턴을 갖는 그레이톤부를 가지므로, 그레이톤 마스크에 대해 광학적 조건의 설정을 양호하게 행할 수 있다.
이와 같은 그레이톤부의 패턴을 평가하는 것은, 박막 트랜지스터 제조용 포토마스크에 있어서 소스, 드레인부에 인접하고, 이들에 의해 끼워진 채널부를 제작하는 레지스트 패턴 형상을 평가하는 면에서 매우 유용하다.
구성 21을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크에 있어서는, 단위 패턴은 노광광을 소정량 저감시켜 투과시키는 반투광성의 막이 형성된 그레이톤부를 가지므로, 본 발명에 관한 검사 방법에 있어서 그레이톤 마스크에 대해 광학적 조건의 설정을 양호하게 행할 수 있다.
구성 22를 갖는 본 발명에 관한 포토마스크 세트는 포토마스크의 검사에 이용하는 테스트 마스크와, 상기 테스트 마스크에 관한 데이터를 포함하고, 그 데이터는 테스트 마스크에 대해 소정의 광학적 조건에서 광 조사를 행하고 상기 테스트 마스크의 광 투과 패턴을 촬상 수단에 의해 취득하여 얻어진 광 투과 패턴을 기초로 하여 얻어진 광 투과 테스트 패턴 데이터를 포함하므로, 본 발명에 관한 검사 방법에 있어서 광학적 조건의 설정을 양호하게 행할 수 있다.
구성 23을 갖는 본 발명에 관한 포토마스크 세트에 있어서는, 광 투과 테스트 패턴 데이터는 테스트 마스크에 대해 복수의 다른 광학 조건하에 있어서의 광 투과 패턴을 기초로 하여 얻어진 것을 포함하므로, 본 발명에 관한 검사 방법에 있어서 광학적 조건의 설정을 양호하게 행할 수 있다.
즉, 본 발명은 검사 대상인 포토마스크에 소정 파장의 광속을 조사하여, 이 포토마스크를 거친 광속을 촬상 수단에 의해 촬상하여 광 강도 데이터를 구하는 포토마스크의 검사 방법에 있어서, 실제의 노광을 행하는 노광 장치와의 조건 정합을 양호하게 행하고, 또는 실제의 노광 조건과의 상관 관계를 정량적으로 파악할 수 있도록 이루어진 포토마스크의 검사 방법을 제공하고, 또한 이 검사 방법에 의한 검사 공정을 포함하는 포토마스크의 제조 방법을 제공하고, 이 제조 방법에 의해 얻어진 포토마스크를 이용한 전자 부품 제조 방법을 제공하고, 또한 이 포토마스크의 검사 방법에 이용하는 테스트 마스크를 제공할 수 있는 것이다.
도1은 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 사용하는 검사 장치의 구성을 도시하는 측면도.
도2의 (A) 내지 도2의 (C)는 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정(전반)을 나타내는 단면도.
도3의 (A) 내지 도3의 (C)는 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정(후반)을 나타내는 단면도.
도4는 그레이톤 마스크의 구성을 도시하는 정면도.
도5는 상기 검사 장치에 있어서 얻어진 촬상 데이터에 있어서의 그레이톤부의 상태를 도시하는 도면.
도6의 (a) 및 도6의 (b)는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 사용하는 테스트 마스크의 구성을 도시하는 평면도.
도7의 (a) 및 도7의 (b)는 상기 테스트 마스크에 있어서의 단위 패턴을 나타내는 평면도.
도8은 상기 테스트 마스크에 있어서의 단위 패턴의 다른 예를 나타내는 평면도.
도9는 상기 테스트 마스크에 있어서의 단위 패턴의 또 다른 예를 나타내는 평면도.
도10의 (a)는 상기 포토마스크의 검사 장치에 있어서의 광원의 분광 특성을 나타내는 그래프이고, 도10의 (b)는 상기 포토마스크의 검사 장치에 있어서 사용하는 파장 선택 필터의 분광 특성을 나타내는 그래프이고, 도10의 (c)는 상기 포토마스크의 검사 장치에 있어서 사용하는 파장 선택 필터의 분광 특성의 다른 예를 나타내는 그래프.
도11은 상기 포토마스크의 검사 장치에 있어서의 광원의 분광 특성, 상기 포토마스크의 촬상 소자의 분광 감도 분포 및 각 필터에 대응하여 얻어지는 기준 강도 데이터를 나타내는 그래프와, 각 기준 강도 데이터에 대응하는 계수를 곱한 상태를 나타내는 그래프.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 실시 형태에 대해 설명한다.
[본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법의 개요]
본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법은 투명 기판 상에 소정의 패턴이 형성된 포토마스크를 이용하여 피전사체(글래스 기판 또는 실리콘 웨이퍼)에 대해 노광 장치를 이용하여 노광을 행하는 데 있어서, 노광 장치에 있어서의 노광에 의해 피전사체에 전사되는 이미지를 촬상 수단에 의해 파악한 광 강도 분포로부터 예측하여 포토마스크를 검사하는 방법이다.
보다 구체적으로는, 노광 장치에 있어서의 것과 근사한 노광 조건을 만들어내고, 노광 장치에 있어서의 노광에 의해 피전사체에 전사되는 이미지와 근사한 이미지를 촬상 수단에 의해 파악하여 검사하는 방법, 또는 시뮬레이터를 이용하여 노광 장치에 있어서의 노광 조건에서 형성되는 레지스트 패턴과, 촬상 수단에 의한 광 강도 분포와의 상관 관계를 정량적으로 파악하고, 이 상관 관계를 이용하여 피검사 대상이 되는 포토마스크가 노광에 의해 형성하는 레지스트 패턴을 추측(시뮬레이트)하여 검사하는 방법이 포함된다. 또, 노광 장치는 포토마스크에 형성된 패턴을 일정한 노광 조건에서 피전사체 상에 전사시키는 장치이다.
그리고, 이 포토마스크의 검사 방법에 있어서는 촬상 수단에 의해 얻어진 광 강도 분포를 기초로 하여 피전사체 상의 레지스트 패턴, 또는 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여 가공한 피가공층 패턴 치수의 마무리값, 포토마스크의 투과율의 변동에 의한 그것들의 형상 변동 등을 포함하는 다양한 해석, 평가를 행할 수 있다. 또, 이 검사 장치에 의해 검사되는 포토마스크는 최종 제품인 포토마스크뿐만 아니라, 포토마스크를 제조하는 도중에의 중간체도 포함한다.
[본 발명에 있어서 사용하는 검사 장치의 구성]
이 포토마스크의 검사 방법에 있어서는 도1에 도시한 바와 같은 검사 장치를 사용한다. 이 검사 장치에 있어서는, 검사 대상인 포토마스크(3)는 마스크 보유 지지 수단(3a)에 의해 보유 지지된다. 이 마스크 보유 지지 수단(3a)은 포토마스크(3)의 주 평면을 대략 연직으로 한 상태에서 이 포토마스크의 하단부 및 측모서리부 근방을 지지하고, 이 포토마스크(3)를 경사지게 하여 고정하여 보유 지지하도록 되어 있다. 이 마스크 보유 지지 수단(3a)은 포토마스크(3)로서 대형(예를 들어, 주 평면이 1220 ㎜ × 1400 ㎜, 두께 13 ㎜인 것), 또는 다양한 크기의 포토마스크(3)를 보유 지지할 수 있도록 되어 있다. 즉, 이 마스크 보유 지지 수단(3a)에 있어서는 주 평면을 대략 연직으로 한 상태의 포토마스크(3)의 하단부를 주로 지지하므로, 포토마스크(3)의 크기가 달라도 동일한 지지 부재에 의해 포토마스크(3)의 하단부를 지지할 수 있다.
여기서, 대략 연직이라 함은 도1 중 θ로 나타내는 연직으로부터의 각도가 10도 정도 이내인 것을 의미한다. 포토마스크(3)의 경사각은, 연직으로부터 2도 내지 10도의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 연직으로부터 4도 내지 10도의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이, 포토마스크(3)를 경사지게 하여 지지하는 마스크 보유 지지 수단(3a)을 이용함으로써, 포토마스크(3)를 보유 지지시키는 과정에 있어서 포토마스크(3)가 뒤집혀 버리는 것을 방지하여, 안정되게 포토마스크(3)의 보유 지지, 고정을 행할 수 있다. 또한, 포토마스크(3)를 완전히 연직으로 하여 보유 지지하는 것으로 하면, 포토마스크(3)의 전체 중량이 하단부에 집중해 버려 포토마스크(3)가 손상을 입을 가능성이 증대한다. 포토마스크(3)를 경사지게 하여 지지하는 마스크 보유 지지 수단(3a)을 이용함으로써, 포토마스크(3)의 중량을 복수의 지지점에 분산시켜 포토마스크(3)의 손상을 방지할 수 있다.
이와 같이, 이 검사 장치에 있어서는 포토마스크(3)의 주 평면을 상기한 바와 같이 하여 포토마스크(3)를 보유 지지하므로, 검사 장치의 설치 면적의 증대가 억제되는 동시에, 포토마스크 상으로의 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 할라이드 램프(metal halide lamp), UHP 램프(초고압 수은 램프) 등을 사용할 수 있다.
그리고, 이 검사 장치는 광원(1)으로부터의 검사광을 유도하여 마스크 보유 지지 수단(3a)에 의해 보유 지지된 포토마스크(3)에 검사광을 조사하는 조명 광학계(2)를 갖고 있다. 이 조명 광학계(2)는 개구수(NA)를 가변으로 하기 위해 조리개 기구(개구 조리개)(2a)를 구비하고 있다. 또한, 이 조명 광학계(2)는 포토마스크(3)에 있어서의 검사광의 조사 범위를 조정하기 위한 시야 조리개(2b)를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이 조명 광학계(2)를 거친 검사광은 마스크 보유 지지 수단(3a)에 의해 보유 지지된 포토마스크(3)에 조사된다.
포토마스크(3)에 조사된 검사광은 이 포토마스크(3)를 투과하여 대물 렌즈계(4)에 입사된다. 이 대물 렌즈계(4)는 조리개 기구(개구 조리개)(4c)를 구비함으로써, 개구수(NA)가 가변으로 이루어져 있다. 이 대물 렌즈계(4)는, 예를 들어 포토마스크(3)를 투과한 검사광이 입사되어 이 광속에 무한원(無限遠) 보정을 가하여 평행광으로 하는 제1 군(시뮬레이터 렌즈)(4a)과, 이 제1 군을 거친 광속을 결상시키는 제2 군(결상 렌즈)(4b)을 구비한 것으로 할 수 있다.
이 검사 장치에 있어서는 조명 광학계(2)의 개구수와 대물 렌즈계(4)의 개구수가 각각 가변으로 되어 있으므로, 조명 광학계(2)의 개구수의 대물 렌즈계(4)의 개구수에 대한 비, 즉 시그마값(σ : 코히어런스)을 가변할 수 있다.
대물 렌즈계(4)를 거친 광속은 촬상 수단(촬상 소자)(5)에 의해 수광된다. 이 촬상 수단(5)은 포토마스크(3)의 상을 촬상한다. 이 촬상 수단(5)으로서는, 예를 들어 CCD 등의 촬상 소자를 이용할 수 있다.
그리고, 이 검사 장치에 있어서는 촬상 수단(5)에 의해 얻어진 촬상 화상에 대한 화상 처리, 연산, 소정의 임계치와의 비교 및 표시 등을 행하는 도시하지 않은 제어 수단 및 표시 수단이 마련되어 있다.
또한, 이 검사 장치에 있어서는 소정의 노광광을 이용하여 얻어진 촬상 화상, 또는 이를 기초로 하여 얻어진 광 강도 분포에 대해, 제어 수단에 의해 소정의 연산을 행하여, 다른 노광광을 이용한 조건하에서의 촬상 화상 또는 광 강도 분포를 구할 수 있다. 예를 들어, 이 검사 장치에 있어서는, g선, h선 및 i선이 동일한 강도비의 노광 조건에 있어서 광 강도 분포를 얻었을 때, g선, h선 및 i선이 1 : 2 : 1의 강도비의 노광 조건에 있어서 노광한 경우의 광 강도 분포를 구할 수 있다. 이에 의해, 이 검사 장치에 있어서는 노광 장치에 사용하는 조명광원의 종류, 개체차(個體差)나 노광 장치에 이용되고 있는 조명의 시간의 흐름에 따른 변화에 의한 파장마다의 강도 변동도 포함하여, 실제로 이용하는 노광 장치에 있어서의 노광 조건을 재현한 평가를 행하는 것이 가능하고, 또한 원하는 포토레지스트의 잔여막량을 상정한 경우에, 이를 달성할 수 있는 최적의 노광 조건을 간편하게 구하는 것이 가능하다.
이 검사 장치를 이용하여 행하는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는 조명 광학계(2)와, 대물 렌즈계(4) 및 촬상 수단(5)은, 주 평면을 대략 연직으로 하여 보유 지지된 포토마스크(3)를 끼워 대치하는 위치에 각각 배치되고, 양자의 광축을 일치시킨 상태에서 검사광의 조사 및 수광을 행한다. 이들 조명 광학계(2), 대물 렌즈계(4) 및 촬상 수단(5)은 도시하지 않은 이동 조작 수단에 의해 이동 조작 가능하게 지지되어 있다. 이 이동 수단은 조명 광학계(2), 대물 렌즈계(4) 및 촬상 수단(5)을, 각각의 광축을 서로 일치시키면서 포토마스크(3)의 주 평면에 대해 평행하게 이동시킬 수 있다. 이 검사 장치에 있어서는 이와 같은 이동 조작 수단이 마련되어 있음으로써, 대형의 포토마스크를 검사하는 경우에도 이 포토마스크(3)를 주 평면에 평행한 방향으로 이동시키는 일 없이, 포토마스크(3)의 주 평면의 전체면에 걸치는 검사가 가능하며, 또한 주 평면 상의 원하는 부위의 선택적인 검사가 가능하다.
그리고, 이 검사 장치에 있어서는 제어 수단에 의해 대물 렌즈계(4) 및 촬상 수단(5)이 각각 광축 방향으로 이동 조작 가능하게 되어 있고, 이들 대물 렌즈계(4) 및 촬상 수단(5)을 서로 독립적으로 포토마스크(3)에 대한 상대 거리를 변화시킬 수 있다. 이 검사 장치에 있어서는, 대물 렌즈계(4) 및 촬상 수단(5)이 독립적으로 광축 방향으로 이동 가능한 것에 의해, 포토마스크(3)를 이용하여 노광을 행하는 노광 장치에 가까운 상태에서의 촬상을 행할 수 있다. 또한, 대물 렌즈계(4)의 포커스를 오프셋(디포커스량을 제어)하여, 촬상 수단(5)에 의해 포토마스크(3)가 흐려지게 된 상(像)을 촬상하는 것도 가능하다. 이와 같이 흐려지게 된 상을 평가함으로써, 후술하는 바와 같이 그레이톤 마스크의 성능 및 결함의 유무를 판단할 수도 있다.
그리고, 이 검사 장치의 제어 수단은 조명 광학계(2)의 시야 조리개(2b) 및 조리개 기구(2a), 대물 렌즈계(4)의 조리개 기구(4c), 이동 조작 수단을 제어한다. 이 제어 수단은 이 검사 장치를 이용한 포토마스크의 검사 방법에 있어서 대물 렌즈계(4)의 개구수(NA) 및 시그마값[조명 광학계(2) 개구수의 대물 렌즈계(4) 개구수에 대한 비]을 소정의 값으로 유지한 상태에서, 이동 조작 수단에 의해 조명 광학계(2), 대물 렌즈계(4) 및 촬상 수단(5)을, 이들의 광축을 일치시킨 상태에서, 마스크 보유 지지 수단에 의해 보유 지지된 포토마스크(3)의 주 평면에 평행한 방향으로 이동 조작하는 동시에, 대물 렌즈계(4) 및 촬상 수단(5)을 광축 방향에 대해 서로 독립적으로 이동 조작한다.
[본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법의 검사 대상]
본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서 검사 대상이 되는 포토마스크는 제품으로서 완성된 포토마스크뿐만 아니라, 포토마스크를 제조하는 도중에의 중간체도 포함하고, 또한 이 포토마스크의 종류나 용도에는 특별히 제한은 없다.
즉, 이 검사 장치에 있어서는 투명 기판의 주 표면에 Cr 등을 주성분으로 하는 차광막을 형성하여, 이 차광막에 소정 패턴을 포토리소그래피에 의해 형성하여 차광부 및 투광부를 갖는 패턴을 형성한 바이너리 마스크뿐만 아니라, 투명 기판의 주 표면에 차광부, 투광부 및 그레이톤부를 갖는 그레이톤 마스크를 검사하는 것이 가능하다. 이 검사 장치에 있어서는 이와 같은 그레이톤 마스크를 검사하는 경우에, 특별히 현저한 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 이 검사 장치는 FPD의 제조용 포토마스크를 검사하는 경우에 현저한 효과가 있고, 또한 액정 장치 제조용 포토마스크 중에서도 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하,「TFT」라 함) 제조용의 것에 가장 적합하다. 이는, 이들 분야에서는 제조 효율 및 비용상의 유리함으로부터, 그레이톤 마스크가 널리 이용되는 데 더하여, 그레이톤부의 치수가 매우 미세하고 또한 정밀할 필요가 있기 때문이다.
또, 그레이톤부에는 반투광막이 형성된 반투광부(「반투광막형」이라 함)와, 노광 조건에서의 해상 한계 이하의 미세 패턴에 의해 그레이톤부로 하는 것(「미세 패턴형」이라 함)의 양쪽이 포함된다. 즉, 그레이톤 마스크에는 그레이톤부에 투과광량이 100 %보다 작은 (예를 들어 40 내지 60 %) 반투광성의 막이 성막된 그레이톤부를 갖는 포토마스크(반투광막형 그레이톤 마스크)와, 노광 조건하에 있어서의 해상 한계 이하의 차광성 또는 반투광성의 미세 패턴을 가짐으로써 투과광량을 저감시키는 그레이톤부를 갖는 포토마스크(미세 패턴형 그레이톤 마스크)의 양쪽이 포함된다.
[그레이톤 마스크에 대해]
여기서, 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 장치에 있어서 검사 대상이 되는 그레이톤 마스크에 대해 설명한다.
TFT를 구비한 액정 표시 디바이스(Liquid Crystal Display : 이하,「LCD」라 함)는 음극선관(CRT)에 비교하여 박형으로 하기 쉽고 소비 전력이 낮다는 이점에서 현재 널리 사용되는 데 이르렀다. LCD는 매트릭스 상에 배열된 각 화소에 TFT가 배열된 구조의 TFT 기판과, 각 화소에 대응하여 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 화소 패턴이 배열된 컬러 필터가 액정상(液晶相)을 개재하여 중첩된 구조를 갖고 있다. 이와 같은 LCD는 제조 공정수가 많고, TFT 기판만으로도 5 내지 6매의 포토마스크를 이용하여 제조되어 있었다.
이와 같은 상황하에서, TFT 기판의 제조를 4매의 포토마스크를 이용하여 행하는 방법이 제안되어 있다. 이 방법은 차광부, 투광부 및 그레이톤부를 갖는 그레이톤 마스크를 이용함으로써 사용하는 마스크의 매수를 저감시키는 것이다. 도2 및 도3에 그레이톤 마스크를 이용한 TFT 기판의 제조 공정의 일례를 나타낸다.
우선, 도2의 (A)에 도시한 바와 같이 글래스 기판(201) 상에 게이트 전극용 금속막을 형성하고, 포토마스크를 이용한 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 형성한다.
다음에, 도2의 (B)에 도시한 바와 같이 차광부(101), 투광부(102) 및 그레이톤부(103)를 갖는 그레이톤 마스크(100)를 이용하여 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 채널부를 덮는 부분이 소스 드레인 형성 영역을 덮는 부분보다도 얇게 되어 있다.
다음에, 도2의 (C)에 도시한 바와 같이 제1 레지스트 패턴(207A)을 마스크로 하여 소스 드레인용 금속막(206), 제2 및 제1 반도체막(205, 204)을 에칭한다. 다음에, 도3의 (A)에 도시한 바와 같이 산소에 의한 애싱(ashing)에 의해 제1 레지스트 패턴(207A)의 두께를 전체적으로 감소시켜 채널부 형성 영역의 얇은 레지스트막을 제거하고, 제2 레지스트 패턴(207B)을 형성한다. 그 후, 도3의 (B)에 도시한 바와 같이 제2 레지스트 패턴(207B)을 마스크로 하여, 소스 드레인용 금속막(206)을 에칭하여 소스/드레인(206A, 206B)을 형성하고, 계속해서 제2 반도체막(205)을 에칭한다. 마지막으로, 도3의 (C)에 도시한 바와 같이 잔존한 제2 레지스트 패턴(207B)을 박리시킨다.
여기서 이용되는 그레이톤 마스크(100)로서는, 후술하는 반투광막으로 이루어지는 그레이톤부(103)를 갖는 것이 있다. 또한, 도4에 도시한 바와 같은 것도 있다. 도4의 그레이톤 마스크(100)는 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 조건하에서 해상 한계 이하의 미세 패턴으로 이루어지는 차광 패턴(103A)이 형성된 영역이다. 차광부(101A, 101B) 및 차광 패턴(103A)은 통상 모두 크롬이나 크롬화합물 등의 동일한 재료로 이루어지는 동일한 두께의 막으로 형성되어 있다. 이와 같은 그레이톤 마스크를 사용하는 대형 LCD용 노광 장치의 해상 한계는 스테퍼 방식의 노광 장치에서 약 3 ㎛, 미러 프로젝션 방식의 노광 장치에서 약 4 ㎛이다. 이로 인해, 그레이톤부(103')에 있어서는 투과부(103B)의 스페이스 폭 및 차광 패턴(103A)의 라인 폭의 각각을 노광 장치의 노광 조건하의 해상 한계 이하의, 예를 들어 3 ㎛ 미만으로 한다.
이와 같은 미세 패턴형의 그레이톤부(103')의 설계에 있어서는 차광부(101A, 101B)와 투광부(102)의 중간적인 반투광(그레이톤) 효과를 갖게 하기 위한 미세 패턴을 라인 앤드 스페이스 타입으로 하거나, 도트(망점) 타입으로 하거나, 혹은 그 밖의 패턴으로 하는 선택이 있다. 또한, 라인 앤드 스페이스 타입의 경우, 선 폭을 어느 정도로 할지, 광이 투과하는 부분과 차광되는 부분의 비율을 어떻게 할지, 전체의 투과율을 어느 정도로 설계할지 등 매우 많은 것을 고려하여 설계가 이루어져야만 한다. 또한, 그레이톤 마스크의 제조에 있어서도, 선 폭의 중심값의 관리 및 마스크 내의 선 폭의 변동 관리 등 매우 어려운 생산 기술이 요구되고 있었다.
그래서, 종래 그레이톤부를 반투광성의 막에 의해 형성하는 것이 제안되어 있다. 그레이톤부에 반투광막을 이용함으로써, 그레이톤부에 의한 노광량을 적게 하여 하프톤 노광을 실시할 수 있다. 또한, 그레이톤부에 반투광막을 이용함으로써, 설계에 있어서는 전체의 투과율이 어느 정도 필요한지를 검토하는 것만으로 충분하고, 그레이톤 마스크의 제조에 있어서도 반투광막의 막 종류(막 재질)나 막 두께를 선택하는 것만으로 그레이톤 마스크의 생산이 가능해진다고 생각되고 있었다. 따라서, 이와 같은 반투광막 타입의 그레이톤 마스크의 제조에서는 반투광막의 막 두께 제어를 행하는 것만으로 충분하여 비교적 관리가 용이하다는 견해도 존재하였다. 또한, TFT 채널부를 그레이톤 마스크의 그레이톤부로 형성하는 경우에는, 반투광막이면 포토리소그래피 공정에 의해 용이하게 패터닝을 실시할 수 있으므로, TFT 채널부의 형상도 복잡한 형상으로 하는 것이 가능해진다.
반투광막 타입의 그레이톤 마스크는, 예를 들어 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 여기서는, 일례로서 TFT 기판의 패턴을 들어 설명한다. 이 패턴은 전술한 바와 같이 TFT 기판의 소스 및 드레인에 대응하는 패턴으로 이루어지는 차광부(101)와, TFT 기판의 채널부에 대응하는 패턴으로 이루어지는 그레이톤부(103)와, 이들 패턴의 주위에 형성되는 투광부(102)에 의해 구성된다.
우선, 투명 기판 상에 반투광막 및 차광막을 순차 형성한 마스크 블랭크를 준비하고, 이 마스크 블랭크 상에 레지스트막을 형성한다. 다음에, 패턴 묘화를 행하여 현상함으로써, 패턴의 차광부 및 그레이톤부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성한다. 다음에, 적당한 방법으로 에칭함으로써, 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 투광부에 대응하는 영역의 차광막과 그 하층의 반투광막을 제거하여 패턴을 형성한다.
이와 같이 하여 투광부(102)가 형성되고, 동시에 패턴의 차광부(101)와 그레이톤부(103)에 대응하는 영역의 차광 패턴이 형성된다. 그리고, 잔존하는 레지스트 패턴을 제거한 후, 다시 레지스트막을 기판 상에 형성하고, 패턴 묘화를 행하여 현상함으로써, 패턴의 차광부(101)에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성한다.
다음에, 적당한 에칭에 의해 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 그레이톤부(103)의 영역의 차광막만을 제거한다. 이에 의해, 반투광막의 패턴에 의한 그레이톤부(103)가 형성되고, 동시에 차광부(101)의 패턴이 형성된다.
[그레이톤 마스크의 검사에 대해]
전술한 바와 같은 그레이톤 마스크에 있어서의 결함이나 성능상의 검사를 행하기 위해서는, 실제의 노광 조건을 반영한 시뮬레이션을 행하여 결함의 유무, 성능의 우열을 평가해야만 한다.
그레이톤 마스크에 있어서는, 마스크에 형성된 패턴 형상이 이 마스크를 사용한 노광에 의해 형성되는 레지스트막 두께나 레지스트막의 형상에 영향을 준다. 예를 들어, 평면적인 패턴 형상의 평가뿐만 아니라, 그레이톤부의 광 투과율이 적절한 범위 내에 있는지, 그레이톤부와 차광부의 경계의 시작점(샤프니스 또는 흐려짐 상태)이 어떠한지를 평가할 필요가 있다.
특히, 미세 패턴으로 이루어지는 그레이톤부를 갖는 그레이톤 마스크의 경우에는, 포토마스크를 이용하여 실제로 노광할 때에는 미세 패턴이 해상되지 않고, 실질적으로 균일한 투과율로 간주될 정도로 비해상(非解像)의 상태에서 사용된다. 이 상태를 마스크의 제조 과정에 있어서, 또는 출하 전의 단계에 있어서, 또는 결함 수정을 행한 단계에 있어서 검사할 필요가 있다.
본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 그레이톤부를 투과하는 노광광의 양을 저감시켜 이 영역에 있어서의 포토레지스트로의 조사량을 저감시킴으로써 포토레지스트의 막 두께를 선택적으로 바꾸는 것인 그레이톤 마스크의 검사를 실제의 노광 조건에 근사하게 하여 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 근사하게 할 수 없는 요인이 있어도, 실제의 노광에 의해 얻어지는 포토레지스트의 패턴 형상을 고정밀도로 예측할 수 있다.
그리고, 이 검사 장치에 있어서 취득하는 데이터에서는, 장치에 부여하는 광학 조건(사용하는 노광 장치의 광학 조건에 대략 동일한 조건)에 대해 적절하게 설계되고 적절하게 형성된 패턴이면, 도5에 도시한 바와 같이 그레이톤부(103)에 형성된 미세 패턴이 실제 노광시에 발생하는 상태와 마찬가지로 실질적으로 대략 단일의 농도로 되는 비해상(해상도 낮음)의 상태가 된다. 이 부분(반투광부)의 농도가, 이 그레이톤 마스크를 사용한 경우의 이 부분의 투과율을 나타내고, 이에 의해 그레이톤부에 의해 형성되는 레지스트막의 잔여막량이 결정된다. 한편, 혹시 설계가 광학 조건에 대해 부적절한 경우나, 제조 공정에서 소정의 형상, 치수에 패턴이 형성되어 있지 않은 경우에는, 반투광부의 농도나 그레이톤부의 형상 등이 상기의 정상적인 상태와는 다른 상태를 나타내게 되므로, 정상적인 상태와의 비교에 의해 검사 부분의 양부를 판정할 수 있다.
따라서, 본 발명에 관한 검사 장치에 의해 그레이톤 마스크를 검사하는 경우에는, 노광 조건이 실제로 포토마스크에 적용하는 노광 조건과 대략 일치하고 있어, 상기 조건하에서 상기한 바와 같은 적절한 비해상 부분이 출현(즉, 그레이부가 출현)하면, 포토마스크의 성능이 충분하다고 할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 비해상의 상태에 있어서 촬상 화상을 얻었을 때에, 필요에 따라 적절한 연산을 거쳐서 채널부와, 소스, 드레인부와의 경계 부분의 샤프니스를 평가하여 포토레지스트의 입체 형상을 예측하는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명에 관한 검사 장치는 실제의 노광 조건에서는 해상 한계 이하가 되는 미세한 차광 패턴으로 이루어지는 그레이톤부를 갖는 포토마스크의 검사에 유리하게 적용할 수 있다.
이 경우, 해상 한계 이하의 미세 패턴을 갖는 포토마스크(3)를 검사 대상으로 하여 검사 장치에 설치하고, 예를 들어 대물 렌즈계(4)의 개구수 및 시그마값[조명 광학계(2) 개구수의 대물 렌즈계(4) 개구수에 대한 비]을 소정의 값으로 하고, 또한 대물 렌즈계(4)의 위치를 적절하게 광축 방향으로 조절함으로써, 촬상 수단(5)에 있어서의 촬상면에는 미세 패턴의 비해상인 상태의 상이 얻어진다. 그리고, 촬상된 화상 데이터를 연산 수단에 의해 처리함으로써, 마스크 패턴의 광 강도 분포를 얻을 수 있다. 이 촬상 화상의 형상 및 소정의 평가점에 있어서의 광 강도 데이터로부터 포토마스크(3)의 성능의 우열, 결함의 유무를 평가할 수 있다.
[테스트 마스크에 대해]
본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 도6에 도시한 바와 같은 테스트 마스크(11)를 사용한다.
이 테스트 마스크(11)는 전술한 검사 장치를 사용한 포토마스크의 검사에 있어서는 노광 장치와의 광학적 조건을 정확하고, 신속하게 정합시키기 위한 중개를 행하는 것이다. 이에 더하여, 또는 이 대신에 레지스트막의 분광 감도나, 촬상 수단의 분광 감도 특성 등 노광 장치와의 조건 정합이 불가능한 인자도 포함한 조건에 대해서도, 검사 장치와 노광 장치 사이를 중개하거나, 혹은 검사 결과와 노광에 의한 레지스트 패턴 형성 결과 사이의 상관 관계를 유도하는 것이다. 상관 관계를 정량적으로 파악할 수 있으면, 그것을 상쇄하는 오프셋 매개 변수를 산출하고, 이후 검사 대상이 되는 포토마스크의 검사 결과에 이 매개 변수를 반영시키면, 정확한 노광 결과를 추측할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 테스트 마스크에 의한 본 발명의 검사 방법에 의해 검사 장치에 있어서의 노광 조건 중, 기본적인 특성을 노광 장치의 노광 조건과 일치시켜 두고, 그 후 노광 장치 하나하나의 개체차나, 노광 장치 이외의 프로세스에 기인하는 조건 차이를, 이 테스트 마스크를 이용한 검사 공정에 의해 변환 계수로서 파악할 수 있다.
이 테스트 마스크(11)에 있어서는, 도6의 (a)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 800 ㎜ × 920 ㎜의 기판 상에 동일한 테스트 패턴(12)이 X축 방향 및 Y축 방향의 각각에 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 개개의 테스트 패턴(12)은, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이 X축 방향 및 Y축 방향으로 1열씩 배열된 단위 패턴열(13)을 갖고 형성되어 있다. 나머지 부분에는, 적절하게 다른 테스트 패턴 등을 배치해도 좋다. 예를 들어, 도6의 (b)에서는 주연부에 위치 기준 마크(14), 중앙부에 일반적인 해상도 패턴(15)을 배치한 예이다.
본 발명의 테스트 패턴(12)에 있어서, 개개의 단위 패턴열(13)은 동일 단위 패턴을 복수 배열한 것이라도 좋지만, 예를 들어 도7에 도시한 바와 같이 후술하는 평가 공정에 있어서 유용한, 각각 다른 단위 패턴을 복수 배열시킨 것이 바람직하다. 여기서는, 단위 패턴(13-1)(웨지 패턴)이 X 방향으로 21개 배열되고, 각각의 단위 패턴(13-1)에 있어서 Y 방향으로 21단계(a 내지 u)로 형상이 변화되고 있는 예를 나타내고 있다. 즉, 각 단위 패턴열(13)은 X 방향으로도 Y 방향으로도, 배열순으로 일정한 규칙을 기초로 하여 변화하고 있다.
개개의 단위 패턴(13-1)은 차광막에 의해 형성되어 있다. 이 단위 패턴(13-1)은 도7의 (a)에 있어서,「a 내지 u」로 나타내는 Y축 방향에 대해 계단 형상으로 폭이 변화하고 있는 한 쌍의 차광부(71) 사이에 끼인 투광부에, 차광막에 의한 세로선(차광 라인)(72)이 배치된 라인 앤드 스페이스의 패턴으로 되어 있다. 하나하나의 단위 패턴(13-1)에 있어서는, 양측 한 쌍의 차광부(71)는 도7의 (a)에 있어서「1 내지 21」로 나타내는 X축 방향에 대해 동일하지만, 중앙의 투광부에 형성된 차광 라인(72)의 선 폭은 X축 방향에 대해「1 내지 21」을 향해 일정한 피치로 가늘게 되어 있다.
이와 같은 단위 패턴(13-1)을 배열시킴으로써, 도7의 (b)에 도시한 바와 같이 차광부(71, 71) 사이에 끼인 그레이톤부의 투과율이 점차 커져 가는 마스크에 근사하게 할 수 있다. 예를 들어, 박막 트랜지스터에 있어서의 채널부 형성용 그레이톤 마스크에 있어서, 그레이톤부의 광 투과율을 점차 변화시킨 형태에 근사하게 할 수 있다.
한편, 각 단위 패턴(13-1)에 있어서, Y 방향에 대해서는「a 내지 u」에 걸쳐서 양측 차광부(71, 71)의 선 폭이 점차 작아지고 있다. 이는, 예를 들어 박막 트랜지스터에 있어서의 채널부 형성용 그레이톤 마스크에 있어서, 도7의 (b)에 도시한 바와 같이 채널부의 폭이 점차 커져 가는 형태에 근사하게 할 수 있다. 또한, 여기서 각 단위 패턴(13-1)에 있어서의 한 쌍의 차광부(71, 71)의 선 폭의 변화 피치는 중앙의 차광 라인(72)의 선 폭의 변화 피치에 동일하게 해 두는 것이 후술하는 이유에서 바람직하다.
한편, 이와 같이 배열한 단위 패턴열(13)은 경사 방향으로 관찰, 평가함으로써, 상기 마스크의 선 폭(CD)의 변동에 의한 피전사체에의 전사의 영향을 평가하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어,「a1, b2, c3…」이라는 배열은, 역시 일정한 규칙으로 패턴 형상 변화를 하고 있고, 이 규칙은 중앙의 차광 라인(72)이 일정한 피치로 가늘어지는 동시에, 양측 차광부(71, 71)의 선 폭도 일정한 피치로 가늘어져 간다. 이것은 포토마스크 제조 공정 중의 인자 등 다양한 이유에 의한 포토마스크의 CD 변동(선 폭이 소정량 커지거나, 또는 작아지는)에 근사하게 할 수 있다.
따라서, 이와 같은 테스트 마스크를 사용하는 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법을 실시하면, 검사 장치에서 얻어지는 광 강도 분포와, 동일 테스트 마스크를 이용하여 실제의 노광을 행하여 얻어지는 피전사체 상의 레지스트 패턴과의 상관 관계를, 각 패턴 형상의 변화와의 관계에 있어서 파악하는 것이 가능하다.
또한, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이 2개의 단위 패턴열(13, 13)은 테스트 마스크(11)에 있어서 X 방향 및 Y 방향으로 90°의 각도를 갖고 배열되어 있다. 이것은 전자 부품, 예를 들어 액정 패널의 제조시에 생길 수 있는 X 방향 및 Y 방향의 패턴의 해상도의 불균일 요인을 평가하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 노광 장치의 주사 방향과 이에 수직인 방향에서 해상도에 차이가 발생하고 있으면, 이와 같은 해상도의 차이의 상태를 평가할 수 있다.
또한, 여기서는 단위 패턴(13-1)으로서, 도7에 도시한 바와 같이, 계단 형상으로 폭이 변화하고 있는 한 쌍의 차광부(71, 71) 사이에 끼인 투광부에 차광막에 의한 차광 라인(72)을 배치한 라인 앤드 스페이스의 패턴(웨지 패턴)을 갖는 테스트 마스크(11)에 대해 설명하였지만, 본 발명에 있어서의 테스트 마스크는 이에 한정되지 않는다. 다른 테스트 패턴을 도8 및 도9에 예시한다. 도8에 도시하는 단위 패턴(13-2)은 정사각형 프레임 형상의 투광부와, 이 투광부 내에 형성된 정사각형 프레임 형상의 차광부를 갖는 것으로, 1개의 단위 패턴(13-2)에 있어서 4방향에 대한 평가를 행할 수 있다. 도9에 도시하는 단위 패턴(13-3)은 정팔각형 프레임 형상의 투광부와, 이 투광부 내에 형성된 정팔각형 프레임 형상의 차광부를 갖는 것으로, 하나의 단위 패턴(13-3)에 있어서 8방향에 대한 평가를 행할 수 있다.
또한, 다른 형태로서, 도7의 테스트 패턴의 계단 형상으로 폭이 변화하고 있는 한 쌍의 차광부(71, 71) 사이에 끼인 부분에 반투광막(투광부에 대해 소정량 투과율을 저감시키는 목적으로 설치된 막)을 성막하여 단위 패턴으로 해도 좋다. 이 경우에는, 이 테스트 마스크를 이용하여 반투광막이 형성된 그레이톤부를 갖는 그레이톤 마스크의 평가를 행하는 것이 가능해진다. 채널부에 상당하는 부분에 반투광막을 배치한 TFT 제조용 그레이톤 마스크를 근사하게 할 수 있다.
[본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법]
본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는, 우선 전술한 테스트 마스크(11)를 이용하여, 실제로 포토마스크의 노광에 사용하는 노광 장치에 의해 노광을 행하여 피전사체에 패턴을 전사시킨다. 피전사체의 피가공층 상에는 레지스트막이 도포되어 있다. 레지스트막 하의 피가공층은 피전사체의 용도에 따라서 형성된 것이다.
노광 후, 피전사체에 형성된 레지스트막을 현상함으로써 레지스트 패턴을 형성한다. 이 레지스트 패턴은 삼차원 형상 측정기에 의해 그 형상을 측정하여 수치화하는 것이 바람직하다.
또한, 레지스트 패턴의 형상에 의해 본 발명에 관한 포토마스크의 검사를 행하도록 해도 좋고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여 에칭 처리를 실시하고, 레지스트층 하의 피가공층의 패턴(피가공층 패턴)을 형성한 후에, 그 피가공층 패턴을 측정하여 평가해도 좋다. 그 경우에는, 피가공층 패턴을 형상 측정기에 의해 측정하여 수치화하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여, 테스트 마스크를 이용하여 노광하고 현상하여 형성되는 레지스트 패턴의 형상을 수치화한「실제 노광 테스트 패턴 데이터」를 얻을 수 있다.
또한, 전술한 노광(실제의 노광) 공정에 있어서는, 실제로 사용하는 검사 대상이 되는 포토마스크(실제 마스크)에 적용하는 노광 조건(노광 장치 및 노광시의 광학 조건)과 동일 조건을 적용하는 것이 바람직하다. 또한, 이용하는 레지스트막의 소재, 레지스트막의 현상 조건도 검사 대상이 되는 포토마스크를 이용하여 패턴을 전사한 피전사체를 처리하는 경우와 동일하게 하는 것이 바람직하다. 그와 같이 함으로써, 본 발명에 관한 포토마스크의 검사에 의해 얻어진 평가 결과를 검사 대상이 되는 포토마스크에 의한 제품 제조에 대해 적용할 수 있다.
한편, 이 테스트 마스크를 전술한 검사 장치에 있어서의 검사 대상으로 하여 설치하고, 소정의 노광광을 조사하여 그 광 투과량 분포를 촬상 수단에 의해 취득한다. 구체적으로는, CCD 카메라 등에 의해 테스트 마스크를 투과한 광속을 취하여, 얻어진 화상을 수치화하여「광 투과 테스트 패턴 데이터」를 얻는다.
여기서 적용하는 노광광의 조사 조건은, 검사 대상이 되는 포토마스크를 이용하여 실제의 제품을 제조할 때의 노광 조건과 최대한 근사하게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 검사 대상이 되는 포토마스크를 이용하여 노광할 때의 노광 장치의 광원의 파장 특성을 미리 파악하여, 이에 근사한 파장 특성의 광원을 검사 장치에 있어서도 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 노광 장치에 있어서의 광학 조건[대물 광학계의 개구수(NA), 시그마값(σ) 등의 광학 설계치]에 근사하게 하여 검사를 행하는 것이 바람직하다. 그와 같이 함으로써, 검사 대상이 되는 포토마스크를 이용하여 노광하여 형성되는 레지스트 패턴(또는, 피가공층 패턴)에 근사해진 조건하에서 테스트 마스크에 의한 레지스트 패턴을 형성할 수 있어,「실제 노광 테스트 패턴 데이터」와「광 투과 테스트 패턴 데이터」의 비교 대조에 의한 해석이 용이해진다.
검사 결과를 얻은 후,「실제 노광 테스트 패턴 데이터」와「광 투과 테스트 패턴 데이터」의 비교 대조 결과를 사용하여, 조사 조건을 변경하여 보다 실제 노광에 있어서의 노광 조건에 근접해 가는 것이 가능하다. 즉, 검사 장치에 있어서의 광학적 조건을 최적화하여, 실제 노광에 있어서의 노광 조건에 가까운 것으로 하기 위해, 테스트 마스크를 이용하여 2개의 수치화 데이터(「실제 노광 테스트 패턴 데이터」및「광 투과 테스트 패턴 데이터」)를 취득하고, 이들을 비교 대조한다. 그리고, 이 비교 결과를 이하와 같이 사용할 수 있다.
(1) 검사 장치의 최적 조건의 설정
2개의 수치화 데이터(「실제 노광 테스트 패턴 데이터」및「광 투과 테스트 패턴 데이터」)의 차이를 기초로 하여 검사 장치에 있어서의 노광 조건[검사 장치에 있어서의 개구수(NA) 및 시그마값(σ) 등]을 변경(수정)함으로써, 검사 장치에 있어서의 조사 조건(예를 들어 해상도)을 실제의 노광 장치에 있어서의 노광 조건에 가깝게 할 수 있다.
또한, 2개의 수치화 데이터의 차이를 기초로 하여 검사 장치에 있어서의 노광에 이용한 광원의 분광 특성(g선이 강하거나, 또는 i선이 강하다는 특성)을 변경(수정)함으로써, 검사 장치에 있어서의 조사 조건을 실제의 노광 조건에 가깝게 할 수 있다.
(2) 검사 장치에 의한 광 투과량 분포와, 실제 노광에 의한 레지스트 패턴(또는 피가공층막 패턴)의 상관 관계의 파악
2개의 수치화 데이터의 상관 관계를 파악하여, 포토마스크의 패턴을 검사 장치에 의해 측정하여 얻은 데이터로부터 실제 노광에 의해 얻어지는 레지스트 패턴을 추정할 수 있다.
예를 들어, 검사 장치에 의해 얻은 데이터에 대해 분광 특성의 보정을 행하는 경우의 보정 계수(오프셋 매개 변수)를 얻을 수 있다. 이에 의해 실제 노광시의 해상도 및 실제 노광시의 광 투과량을 추정할 수 있다. 또한, 해상도는 파장에 영향받고, 또한 반투광막이 있는 포토마스크를 사용하는 경우에는 투과율은 파장에 따라 다르다. 따라서, 검사 장치의 조사광의 분광 특성이 노광 장치의 조사광의 분광 특성과 완전히 동일하게 할 수 없는 경우에도, 그들의 상관 관계를 수치화할 수 있으면, 피검사 마스크의 검사로부터 실제 노광 결과를 추정할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어진 검사 장치의 적절한 조사 조건 설정은 실제 노광에 사용되는 노광 장치마다, 또는 제품 등마다 행해져, 검사 장치에 연장 설치된 제어 장치에 의해 기억되어 보존될 수 있다.
또한, 포토마스크의 패턴 수정을 행할 때에 상관 관계를 반영하여 수정 데이터를 산출할 수 있다. 예를 들어, 검사 장치에서 얻어지는 광 투과율과, 실제 노광에서 얻어지는 레지스트 패턴의 잔여막 두께의 상관 관계를 반영하여 수정을 행할 수 있다.
미세 패턴형의 그레이톤 마스크의 검사에 있어서는, 그레이톤부에의 노광에 의해 얻어지는 레지스트 패턴의 잔여막 두께(잔여막값이라고도 함)의 추정에도 유효하다. 조사 조건이 적절하게 이루어진 검사 장치를 사용하고, 또한 임의의 형상의 미세 패턴을 이용하면, 어떠한 잔여막 두께로 어떠한 형상의 레지스트 패턴(또는 피가공층 패턴)을 얻을 수 있을지를 추정할 수 있다.
또한, 검사 장치에 있어서의 조사 조건과 실제 노광에 의한 레지스트 패턴의 상관 관계뿐만 아니라, 조건 변화에 의한 양자의 변화의 경향도 파악하는 것이 바람직하다. 그로 인해, 조사 조건을 바꾸어 복수의 조사 테스트를 행하는 것 외에, 테스트 마스크에도 전술한 바와 같이 조건을 변화시킨 단위 패턴을 복수 배열하여, 1회의 조사 테스트에서 얻을 수 있는 정보를 많게 하는 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 있어서는 노광 조건을 변경하면서 복수회의 조사를 행하여, 각각의 조사에 의한 테스트 마스크의 촬상 화상을 얻는 것이 바람직하다. 이 복수의 서로 다른 조건에 의한 테스트 마스크의 투과광 광 강도 분포 데이터는 상기 테스트 마스크의 실제의 노광에 의한 레지스트 패턴과의 비교 대조에 제공함으로써, 더욱 많은 정보를 얻는 것이 가능해진다. 예를 들어, 소정량씩 개구수(NA)를 변화시키면서 조사를 행하거나, 혹은 소정량씩 개구수(NA) 또는 코히어런스(σ)를 변화시키면서 조사를 행하는 등이다.
이와 같이 하여 얻어진 투과광의 광 강도 분포 데이터는 데이터베이스로서 축적할 수 있다. 이 데이터 베이스에 의해 검사 대상이 되는 포토마스크를 검사할 때의 검사 장치의 조건 설정을 정밀하게 행할 수 있는 동시에, 불필요한 실험을 적게 하여 최적 조건에 빠르게 도달할 수 있다. 즉, 검사 장치에 의해 얻은 데이터와, 실제 노광에 의해 얻은 데이터의 차이를 해석할 때, 그 차이의 인과 관계를 유도하여 양자의 상관 관계를 정확하게 파악하고, 검사 장치의 조건 설정의 변경이나, 포토마스크를 이용하여 실제로 노광하였을 때의 레지스트 패턴의 시뮬레이션에 이용할 수 있다.
또한, 테스트 마스크에 의한 시뮬레이션 결과에 의해 검사기의 광원의 분광 특성에 대한 보정 계수를 구할 수 있다.
[검사광의 분광 특성에 대해 (1)]
그런데, 이 검사 장치에 있어서의 광원(1)으로서는, 검사를 거친 포토마스크(3)를 이용하여 노광을 행하는 노광 장치에 있어서의 노광광과 동일, 또는 대략 동일한 파장 분포를 갖는 검사광을 발하는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 이 검사광은 도10의 (a)에 도시한 바와 같이 적어도 g선(436 ㎚), h선(405 ㎚), 또는 i선(365 ㎚) 중 어느 하나를 포함하고 있고, 이들 각 파장 성분을 모두 포함하거나, 또는 이들 각 파장 성분 중 임의의 2 이상이 혼합되어 있는 혼합광으로 할 수도 있다. 통상, FPD 제조용 대형 마스크의 노광시에는 노광광으로서 이들 파장의 혼합광을 이용하므로, 이 검사 장치에 있어서도 원하는 광 강도 비율로의 혼합광을 적용하는 경우에는, 실제로 사용하는 노광 장치의 광원의 특성을 기초로 하여 결정하는 것이 바람직하다. 즉, 전술한 테스트 마스크에 의한 시뮬레이션 결과에 의해 검사 장치의 광원의 분광 특성을, 실제로 사용하는 노광 장치의 광원의 특성을 기초로 하는 것으로 할 수 있다.
그리고, 이 검사광은 광학 필터 등의 파장 선택 필터(6)를 투과하여 포토마스크(3)에 조사됨으로써, 포토마스크(3) 상에 있어서의 각 파장 성분의 혼합비가 조정된다. 이 파장 선택 필터(6)로서는, 도10의 (b)에 나타낸 바와 같이 소정의 파장 이하, 또는 소정의 파장 이상의 광속을 차단하는 특성을 갖는 필터를 사용할 수 있다.
이 검사 장치에 있어서는, 광원(1)으로부터 발하게 되는 검사광의 파장 분포가 노광 장치에 있어서의 노광광의 파장 분포와 동일, 또는 대략 동일한 것에 의해 실제의 노광 조건을 반영한 검사를 행할 수 있다. 즉, 노광광에 따라서는, 백색광 하에서 결함으로 간주되는 것이 노광 장치에 있어서 정상적인 패턴으로서 취급할 수 있는 경우나, 그 반대로 백색광 하에서 결함으로 간주되지 않는 것이 노광 장치에 있어서 정상적인 패턴으로서 취급할 수 없는 경우가 있을 수 있기 때문이다.
또한, 이 검사 장치에 있어서는 파장 선택 필터로서, 도10의 (c)에 도시한 바와 같이 광원(1)으로부터 발하게 된 주로 g선만을 투과시키는 특성을 갖는 제1 필터와, 광원(1)으로부터 발하게 된 주로 h선만을 투과시키는 특성을 갖는 제2 필터와, 광원(1)으로부터 발하게 된 주로 i선만을 투과시키는 특성을 갖는 제3 필터를 선택적으로 사용할 수 있다.
이 경우에 있어서는, 제1 필터를 사용하였을 때에 촬상 수단(5)에 의해 얻어지는 광 강도 데이터 dg와, 제2 필터를 사용하였을 때에 촬상 수단(5)에 의해 얻어지는 광 강도 데이터 dh와, 제3 필터를 사용하였을 때에 촬상 수단(5)에 의해 얻어지는 광 강도 데이터 di를 각각 구한다.
그리고, 이들 각 광 강도 데이터 dg, dh, di를 각각에 소정의 가중치 부여를 행한 후, 가산함으로써, g선, h선 및 i선이 소정의 강도비로 혼합된 광속을 포토마스크(3)에 조사하였을 때에 얻어지는 광 강도 데이터를 산출할 수 있다.
각 광 강도 데이터 dg, dh, di의 가중치 부여는, 예를 들어 이 검사 장치의 광원(1)으로부터의 광속에 있어서의 g선, h선 및 i선의 강도 비율이 [1.00 : 1.20 : 1.30]이고, 노광 장치의 광원으로부터의 노광광에 있어서의 g선, h선 및 i선의 강도 비율이 [1.00 : 0.95 : 1.15]였다고 하면, dg에 곱해야 할 계수 fg는 1.00, dh에 곱해야 할 계수 fh는 0.95/1.20(= 0.79), di에 곱해야 할 계수 fi는 1.15/1.30(= 0.88)이 된다.
이들을 가산한 데이터, 즉 [fgdg + fhdh + fidi]가 노광 장치에 있어서 노광광을 포토마스크(3)에 조사하였을 때에 얻어지는 광 강도 분포를 나타내는 데이터가 된다. 또한, 이와 같은 연산은 제어 수단을 연산 수단으로서 사용하여, 이 제어 수단에 의해 행할 수 있다.
[검사광의 분광 특성에 대해 (2)]
이 검사 장치에 있어서의 광원(1)이 발하는 검사광이 노광 장치에 있어서의 노광광과 다른 파장 분포를 갖고 있어도, 이하와 같이 하여 노광 장치에 있어서의 노광 상태를 시뮬레이션할 수 있다.
또한, 이하에 서술하는 조작에 의해 검사 장치의 광원의 분광 특성, 노광 장치의 광원의 분광 특성 및 레지스트의 분광 감도 특성 등에 대해 정합시켜 두고, 또한 전술한 테스트 마스크를 이용한「실제 노광 테스트 패턴 데이터」와「광 투과 테스트 패턴 데이터」의 비교를 행함으로써, 보다 신속하고 또한 적절하게 포토마스크의 검사시의 오프셋 매개 변수를 얻을 수 있고, 포토마스크의 검사를 용이하고 또한 정확하게 행할 수 있다.
이 검사 장치에 있어서는, 전술한 바와 같이 파장 선택 필터로서, 광원(1)으로부터 발하게 된 주로 g선만을 투과시키는 특성을 갖는 제1 필터와, 광원(1)으로부터 발하게 된 주로 h선만을 투과시키는 특성을 갖는 제2 필터와, 광원(1)으로부터 발하게 된 주로 i선만을 투과시키는 특성을 갖는 제3 필터를 선택적으로 사용할 수 있다.
그래서, 테스트 마스크(11)를 이용하여 도11에 도시한 바와 같이 제1 필터를 사용하였을 때에 촬상 수단(5)에 의해 얻어지는 제1 기준 강도 데이터 Ig, 제2 필터를 사용하였을 때에 촬상 수단(5)에 의해 얻어지는 제2 기준 강도 데이터 Ih, 제3 필터를 사용하였을 때에 촬상 수단(5)에 의해 얻어지는 제3 기준 강도 데이터 Ii를 구한다. 이들 각 기준 데이터 Ig, Ih, Ii는 광원(1)의 분광 분포와, 촬상 수단(5)의 분광 감도 분포와, 각 필터의 분광 투과율이 승산되고, 또한 이 검사 장치에 있어서 광원(1)으로부터의 검사광이 투과하는 각 광학 소자의 분광 투과율이 승산된 결과이다.
광원(1)의 분광 분포, 촬상 수단(5)의 분광 감도 분포 및 각 광학 소자의 분광 투과율은 파장에 대해 일정하지는 않다. 그로 인해, 임의의 결함에 대해 촬상되는 패턴은 촬상에 이용한 각 검사광(g선, h선, i선)의 파장의 차이에 의해 다른 패턴이 된다. 이들 패턴은 일정한 임계치로 절단하였을 때에 크기가 다른 패턴으로서 인식된다.
다음에, 제1 내지 제3 기준 강도 데이터 Ig, Ih, Ii를 서로 동일한 레벨로 하는 각 기준 강도 데이터 Ig, Ih, Ii에 대한 제1 내지 제3 계수α, β, γ를 구해 둔다. 즉, 도11에 도시한 바와 같이 제1 기준 강도 데이터 Ig에 제1 계수 α를 곱한 결과와, 제2 기준 강도 데이터 Ih에 제1 계수 β를 곱한 결과와, 제3 기준 강도 데이터 Ii에 제1 계수 γ를 곱한 결과가 동일한 레벨이 되는 각 계수 α, β, γ를 구한다. 여기서, 동일한 레벨이라 함은, 예를 들어 각 기준 강도 데이터 Ig, Ih, Ii의 피크 강도가 서로 동일한 것을 말한다.
이 검사 장치에 있어서는 각 기준 강도 데이터 Ig, Ih, Ii를 서로 동일한 레벨로 하는 제1 내지 제3 계수 α, β, γ가 미리 구해져 있고, 이들 계수 α, β, γ는 이 검사 장치를 사용하는 사용자에게 파악되고 있다.
그리고, 검사 대상인 포토마스크에 대해 검사를 행할 때에는, 이 포토마스크에 대해 제1 필터를 사용하여 촬상 수단(5)에 의해 제1 광 강도 데이터 Jg를 구하고, 제2 필터를 사용하여 촬상 수단(5)에 의해 제2 광 강도 데이터 Jh를 구하고, 또한 제3 필터를 사용하여 촬상 수단(5)에 의해 제3 광 강도 데이터 Ji를 구한다.
다음에, 제1 광 강도 데이터 Jg에 제1 계수 α를 곱하고, 제2 광 강도 데이터 Jh에 제2 계수 β를 곱하고, 제3 광 강도 데이터 Ji에 제3 계수 γ를 곱함으로써, 광원(1)의 분광 분포, 촬상 수단(5)의 분광 감도 분포 및 검사 장치의 각 광학 소자의 분광 투과율에 의한 영향이 보정되고, 당해 포토마스크를 이용하여 피노광체인 레지스트에 노광하였을 때의 노광 상태에 대응한 광 강도 데이터 [αJg, βJh, γJi]를 구할 수 있다.
이와 같은 연산은 전술한 바와 같이 제어 수단을 연산 수단으로서 사용하여, 이 제어 수단에 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 정해 둘 수 있다. 이 계수 u, v, w로서는, 예를 들어 g선의 강도를 1.0으로 하였을 때의 h선의 강도(예를 들어 0.9104) 및 i선의 강도(예를 들어 1.0746)를 구하여, 이들 합계가 1이 되도록 한 강도비(예를 들어 0.335 : 0.305 : 0.360)를 사용할 수 있다.
그리고, 이들 노광 장치의 분광 특성에 따른 계수를 제1 내지 제3 광 강도 데이터에 대응시켜 다시 곱함으로써, 보다 정확하게 이 노광 장치에 의해 당해 포토마스크를 이용하여 레지스트에 노광하였을 때의 노광 상태에 대응한 광 강도 데이터 [uαJg, vβJh, wγJi]를 구할 수 있다.
또한, 레지스트의 분광 감도 특성(흡수 스펙트럼)을 알고 있는 경우에는, 이 분광 감도 특성에 따른 계수 x, y, z를 정해 둘 수 있다. 이 계수 x, y, z로서는, 예를 들어 g선의 흡수량을 1.0으로 하였을 때의 h선의 흡수량(예를 들어 1.6571) 및 i선의 흡수량(예를 들어 1.8812)을 구하여, 이들 합계가 1이 되도록 한 흡수비(예를 들어 0.220 : 0.365 : 0.415)를 사용할 수 있다.
그리고, 이 분광 특성에 따른 계수를 제1 내지 제3 광 강도 데이터에 대응시켜 다시 곱함으로써, 보다 정확하게 이 노광 장치에 의해 당해 포토마스크를 이용하여 레지스트에 노광하였을 때의 노광 상태에 대응한 광 강도 데이터 [xαJg, yβJh, zγJi](또는, [xuαJg, yvβJh, zwγJi])를 구할 수 있다. 이와 같은 연산도 제어 수단을 연산 수단으로서 사용하여, 이 제어 수단에 의해 행할 수 있다.
[포토마스크의 제조 방법]
액정 장치 제조용 포토마스크를 제조하는 데 있어서는, 일반적인 공지의 제조 공정에 있어서, 전술한 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 의한 검사 공정을 포함하는 공정으로 함으로써, 결함이 필요 충분하게 수정된 양호한 액정 장치 제조용 포토마스크를 신속하게 제조할 수 있다.
[전자 부품의 제조 방법]
본 발명에 있어서는, 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 의해 제조된 포토마스크, 특히 본 발명에 관한 포토마스크의 검사 방법에 의해 성능이 확인된 포토마스크를 이용하여, 노광 장치를 이용하여 피전사체의 피가공층 상에 형성된 레지스트층에 노광함으로써, 전자 부품을 제조하는 것이 가능하다.
이에 의해, 전자 부품에 대한 원하는 성능을 수율 좋게, 단기간에 안정되게 얻는 것이 가능해진다.
1 : 광원
2 : 조명 광학계
3 : 포토마스크
4 : 대물 렌즈계
5 : 촬상 수단
6 : 파장 선택 필터
100 : 그레이톤 마스크
101 : 차광부
102 : 투광부
103 : 그레이톤부
206 : 소스 드레인용 금속막
207 : 포지티브형 포토레지스트막

Claims (7)

  1. 에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막을 상기 에칭 가공에 있어서의 마스크가 되는 레지스트 패턴으로 이루기 위해, 상기 레지스트막에 대해 소정 패턴의 노광을 행하는 데 이용하는 포토마스크의 검사에 이용하는 테스트 마스크이며,
    노광광을 투과시키는 투과부, 노광광을 차광하는 차광부 및 노광광의 일부를 저감시켜 투과시키는 그레이톤부를 갖는 테스트 패턴을 형성한 테스트 마스크에 있어서,
    상기 테스트 패턴은 일정한 규칙을 기초로 하여 패턴 형상이 축차 변화된 복수의 단위 패턴이 배열된 부분을 포함하고,
    상기 복수의 단위 패턴은 각각 상기 그레이톤부를 갖고,
    상기 각 단위 패턴에 있어서의 상기 그레이톤부의 면적은 상기 일정한 규칙을 기초로 하여 각각 다르게 되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트 마스크.
  2. 에칭 가공이 이루어지는 피가공층 상에 형성된 레지스트막을 상기 에칭 가공에 있어서의 마스크가 되는 레지스트 패턴으로 이루기 위해, 상기 레지스트막에 대해 소정 패턴의 노광을 행하는 데 이용하는 포토마스크의 검사에 이용하는 테스트 마스크이며,
    노광광을 투과시키는 투과부, 노광광을 차광하는 차광부 및 노광광의 일부를 저감시켜 투과시키는 그레이톤부를 갖는 테스트 패턴을 형성한 테스트 마스크에 있어서,
    상기 테스트 패턴은 일정한 규칙을 기초로 하여 패턴 형상이 축차 변화된 복수의 단위 패턴이 배열된 부분을 포함하고,
    상기 복수의 단위 패턴은 각각 상기 그레이톤부를 갖고,
    상기 각 단위 패턴에 있어서의 상기 그레이톤부의 소정 노광 조건하에 있어서의 실효 투과율은 상기 일정한 규칙을 기초로 하여 각각 다르게 되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트 마스크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 테스트 패턴은 2 이상의 차광부에 인접하여 이들 차광부에 의해 끼워진 그레이톤부를 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 마스크.
  4. 제3항에 있어서, 상기 2 이상의 차광부는 단계적으로 선 폭이 다르게 되어 있음으로써, 2개의 차광부 사이의 간격이 단계적으로 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 테스트 마스크.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 테스트 패턴은 노광시의 소정의 광학적 조건하에 있어서의 해상 한계 이하의 선 폭의 패턴을 갖는 그레이톤부를 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 마스크.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단위 패턴은 노광광을 소정량 저감시켜 투과시키는 반투광성의 막이 형성된 그레이톤부를 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 마스크.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단위 패턴은 X 방향 및 해당 X 방향에 90도의 각도를 가지는 Y 방향에 배열하는 것을 특징으로 하는 테스트 마스크.
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