KR20150021453A - 포토마스크의 제조 방법, 묘화 장치, 포토마스크의 검사 방법, 포토마스크의 검사 장치 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

피전사체 위에 형성되는 패턴의 좌표 정밀도를 높일 수 있는 포토마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 포토마스크의 제조 방법은, 패턴 설계 데이터 A를 준비하는 공정과, 포토마스크를 노광 장치에 유지하는 것에 기인하는 주 표면의 변형분으로서, 자중 휨 성분 이외의 변형분을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정과, 묘화 장치의 스테이지 위에 포토마스크 블랭크를 적재한 상태에 있어서의, 주 표면의 높이 분포를 나타내는 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정과, 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 전사면 수정 데이터 D의 차분에 의해, 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 사용하여, 포토마스크 블랭크 위에 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 사용되는 포토마스크에 관한 것으로, 그 제조 방법과 장치, 검사 방법과 장치에 관한 것이다.

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

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

일본 특허공개 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 전력을 절약하고, 동작 속도가 빠르면서, 해상도가 높은 아름다운 화상이 요구된다. 이로 인해, 전술한 용도로 사용되는 포토마스크에 대하여, 새로운 기술 과제가 발명자들에 의해 현재화되었다.

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

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

포토레지스트가 부착된 포토마스크 블랭크에 묘화 장치에 의해 패턴을 묘화할 때에는, 포토마스크 블랭크는, 묘화 장치의 스테이지 위에 막면을 상측 방향으로 한 상태에서 적재된다. 그 때, 포토마스크 블랭크의 막면의 표면 형상의, 이상적인 평면으로부터의 변형 요인은,

(1) 스테이지의 불충분한 플래트니스,

(2) 스테이지 위의 이물 끼워넣기에 의한 기판의 휨,

(3) 포토마스크 블랭크 막면의 요철,

(4) 포토마스크 블랭크 이면의 요철에 기인하는 막면의 변형

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

한편, 포토마스크가 노광 장치에 탑재될 때에는, 막면을 하측 방향으로 하고, 포토마스크 주연부만을 지지함으로써 고정된다. 레지스트막을 형성한 피전사체(패턴이 전사된 후, 에칭 등에 의해 가공되는 점에서 피가공체라고도 함)를 포토마스크의 아래에 배치하여, 포토마스크의 위로부터(이면측으로부터) 노광광을 조사한다. 이 상태에 있어서는, 상기 4개의 변형 요인 중, (1) 스테이지가 불충분한 플래트니스, 및 (2) 스테이지 위의 이물 끼워넣기에 의한 기판의 휨은, 소실된다. 또한, (4) 기판의 이면의 요철은, 이 상태에서도 남지만, 패턴이 형성되지 않은 이면의 표면 형상은, 표면(패턴 형성면)의 전사에는 영향을 미치지 않는다. 한편, 포토마스크가 노광 장치로 사용될 때에도 잔존하는 변형 요인은, 상기 (3)이다.

즉, (1), (2), (4)에 의한 변형 요인은, 묘화 시에 존재하고, 노광 시에 소실된다. 이 변화에 기인하여 묘화 시와 노광 시의 좌표 어긋남이 발생하게 된다. 따라서, 상기 (1), (2), (4)가 요인으로 되어 있는, 표면 형상의 이상 평면으로부터의 변화분에 대하여, 설계 묘화 데이터를 보정하여 묘화 데이터로 하는 한편, (3)이 요인으로 되어 있는 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 위에 형성되는 패턴의 좌표 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 포토마스크 블랭크에의 묘화 시와, 포토마스크의 노광 장치 탑재 시의, 기판 막면의 형상 변화로서는, 기판의 자중에 의한 휨 성분이 있다. 묘화 장치 내에서의 포토마스크 블랭크는 스테이지에 적재되고, 그 자세는 스테이지의 형상에 의존하는 한편, 노광 장치에 탑재된 상태의 포토마스크는, 자중에 의해 휘고, 그 막면 형상의, 이상 평면으로부터의 변형은 상당히 크다. 이러한 자중 휨에 의한 막면 형상의 변형, 또한 그 변형에 의한 각 좌표 위치의 어긋남량은, 기판의 사이즈나 재료에 유래하는 물성값 등이 부여되면, 비교적 용이하게 산정하는 것이 가능하다. 이로 인해, 표시 장치용 마스크의 제조에 사용되는 노광 장치에는 일반적으로, 이 자중 휨 성분에 유래하는 좌표 어긋남의 보정 기능이 구비되어 있으며, 자중 휨 성분을 보상하여 묘화가 이루어지는 경우가 많다. 따라서, 특허문헌 1의 방법에 있어서의 묘화 데이터의 보정에는, 기판의 자중 휨 성분을 반영시키는 스텝을 불필요하게 할 수 있다.

단, 노광 장치 내에 있어서의 포토마스크는, 단순한 자중 휨만을 받고 있는 것이 아니라, 기판 주연 근방의 유지 영역에서는, 노광 장치의 유지 부재에 의해 유지되고, 이 부분에 있어서는 강제적으로 구속되어 있게 된다. 이 경우, 유지 부재가 접촉하는 부분에 있어서 포토마스크가 받은 힘에 의한 막면 변형은, 패턴이 형성된 영역에도 영향을 미쳐서, 그 좌표 정밀도를 열화시키는 일이 발생할 수 있다. 현재 개발되고 있는 표시 장치 등에 있어서의 패턴의 미세화나 고집적화를 고려하면, 이러한 미세한 영향도 감안할 의의가 있다는 사실을, 본 발명자는 알아내었다.

예를 들어, 표시 장치 등의 디바이스는, 패터닝된 박막이 적층되어 형성되어 있지만, 적층되는 개개의 레이어는, 개개의 서로 다른 포토마스크가 갖는 전사용 패턴에 의해 형성된 것이다. 사용되는 개개의 포토마스크는, 엄격한 품질 관리하에 제조되는 것은 물론이다. 그러나, 개개의 포토마스크가 상이한 것인 이상, 그 표면의 평탄도를 모두 완전한 이상 평면으로 하는 것은 곤란하며, 또한, 그 막면 형상을 복수 포토마스크에 있어서 완전히 일치시키는 것도 곤란하다.

따라서, 개개의 포토마스크에 있어서, 그 막면 형상에 개체 차가 있으며, 이들 개개의 포토마스크가, 노광 장치 내에 있어서의 유지에 따라 변형이 발생하는 경우를 고려하여, 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 상이에 기인하는, 좌표 정밀도의 열화를 방지하는 것에 있어서 유의한 정밀도 향상은 얻어지지만, 더 정밀도를 높여 복수 레이어를 갖는 디바이스의 수율을 높이기 위해서는, 각 레이어에 사용되는 포토마스크 기판의 막면 형상의 근소한 개체차, 및 그들이 노광 장치 내에 있어서 받는 유지력에 의한 영향에 대해서도 고려하여, 이 영향에 의한 전사성의 열화를 실질적으로 해소하는 방법이 유익하다는 사실을, 본 발명자에 의해 알게 되었다.

따라서, 본 발명은 피전사체 위에 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 위해서, 본 발명은 다음의 구성을 갖는다.

(구성 1)

기판의 주 표면 위에 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 유지하는 것에 기인하는 상기 주 표면의 변형분으로서, 자중 휨 성분 이외의 상기 주 표면의 변형분을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정과,

상기 묘화 장치의 스테이지 위에 상기 주 표면을 상측으로 하여 상기 포토마스크 블랭크를 적재한 상태에 있어서의, 상기 주 표면의 높이 분포를 나타내는, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정과,

상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분에 의해, 묘화 차분 데이터 F를 얻는 공정과,

상기 묘화 차분 데이터 F에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의, 좌표 어긋남량을 산정하여, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 구하는 공정과,

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

을 갖는 포토마스크의 제조 방법.

(구성 2)

기판의 주 표면 위에 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 주 표면의 표면 형상을 측정함으로써, 기판 표면 형상 데이터 B를 얻는 공정과,

상기 포토마스크가 노광 장치 내에 있어서 유지될 때, 유지 부재에 의해 유지되는 복수의 유지점을 상기 주 표면 위에 특정하고, 상기 복수의 유지점을 상기 유지 부재의 형상에 기초하여 변위시켰을 때, 상기 표면 형상에 발생하는 변위를, 상기 기판 표면 형상 데이터 B에 대하여 반영시켜서, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정과,

상기 전사면 형상 데이터 C로부터, 상기 기판이 상기 유지 부재에 유지된 자세에 있어서의 자중 휨 성분을 제거하여, 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정과,

상기 묘화 장치의 스테이지 위에, 상기 주 표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크 블랭크를 적재한 상태에서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하여, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정과,

상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분에 의해, 묘화 차분 데이터 F를 얻는 공정과,

상기 묘화 차분 데이터 F에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의, 좌표 어긋남량을 산정하여, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 구하는 공정과,

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

을 갖는 포토마스크의 제조 방법.

(구성 3)

상기 전사면 형상 데이터 C를 구하는 공정에 있어서는, 유한 요소법을 이용하는 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 사용하여 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 사용하여 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 6)

상기 포토마스크가 노광 장치 내에 있어서 유지될 때, 유지 부재에 의해 유지되는 복수의 유지점이 평면 위에 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, 주 표면이 연직이 되도록 유지한 상태에서, 상기 주 표면 위의 복수의 측정점의 위치를 측정함으로써 구해지는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 8)

기판의 주 표면 위에 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크에 대하여 전사용 패턴을 묘화하는 것에 사용하는 묘화 장치로서,

상기 주 표면을 상측으로 하여 상기 포토마스크 블랭크를 스테이지 위에 적재한 상태에 있어서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하고, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는, 높이 측정 수단과,

상기 전사용 패턴의 패턴 설계 데이터 A,

상기 기판의 주 표면 형상을 나타내는, 기판 표면 형상 데이터 B,

상기 기판을 노광 장치에 유지할 때의, 유지 상태에 관한 정보, 및

상기 기판 소재의 물성값을 포함하는 기판 물성 정보

를 입력하는 입력 수단과,

상기 기판 표면 형상 데이터 B, 상기 유지 상태에 관한 정보, 및 상기 기판 물성 정보를 이용하여, 노광 장치 내에 있어서 유지된 상태의 상기 기판의 주 표면 형상을 나타내는 데이터로서, 자중 휨 성분을 제거한 데이터인, 전사면 수정 데이터 D를 연산함과 함께, 상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분을 구하여, 얻어진 차분에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 연산하는 연산 수단과,

상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용하여, 상기 포토마스크 블랭크 위에 묘화를 행하는 묘화 수단

을 갖는 묘화 장치.

(구성 9)

기판의 주 표면에 박막을 패터닝하여 이루어지는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를, 검사 장치를 사용하여 검사하는, 포토마스크의 검사 방법에 있어서,

상기 포토마스크를, 상기 검사 장치의 스테이지 위에 적재한 상태에서, 상기 주 표면에 형성된 패턴의 좌표 측정을 행하고, 패턴 좌표 데이터 L을 얻는 공정과,

상기 포토마스크를, 노광 장치에 유지하는 것에 기인하는 상기 주 표면의 변형분으로서, 자중 휨 성분 이외의 상기 주 표면의 변형분을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정과,

상기 검사 장치의 스테이지 위에 상기 주 표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 적재한 상태에서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하여, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는 공정과,

상기 검사 시 높이 분포 데이터 I와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분을 구함으로써, 검사 차분 데이터 J를 얻는 공정과,

상기 검사 차분 데이터 J에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의, 좌표 어긋남량을 산정하여, 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 구하는 공정과,

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

(구성 10)

기판의 주 표면에 박막을 패터닝하여 이루어지는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를, 검사 장치를 사용하여 검사하는, 포토마스크의 검사 방법에 있어서,

상기 포토마스크를, 상기 검사 장치의 스테이지 위에 적재한 상태에서, 상기 주 표면에 형성된 패턴의 좌표 측정을 행하고, 패턴 좌표 데이터 L을 얻는 공정과,

상기 주 표면의 표면 형상을 측정함으로써, 기판 표면 형상 데이터 B를 얻는 공정과,

상기 포토마스크가 노광 장치 내에 있어서 유지될 때, 유지 부재에 의해 유지되는 복수의 유지점을 상기 주 표면 위에 특정하고, 상기 복수의 유지점을 상기 유지 부재의 형상에 기초하여 변위시켰을 때, 상기 표면 형상에 발생하는 변위를, 상기 기판 표면 형상 데이터 B에 대하여 반영시켜서, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정과,

상기 전사면 형상 데이터 C로부터, 상기 기판이 상기 유지 부재에 유지된 자세에 있어서의 자중 휨 성분을 제거하여, 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정과,

상기 검사 장치의 스테이지 위에 상기 주 표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 적재한 상태에서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하여, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는 공정과,

상기 검사 시 높이 분포 데이터 I와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분을 구함으로써, 검사 차분 데이터 J를 얻는 공정과,

상기 검사 차분 데이터 J에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의, 좌표 어긋남량을 산정하여, 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 구하는 공정과,

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

(구성 11)

상기 전사면 형상 데이터 C를 구하는 공정에 있어서는, 유한 요소법을 이용하는 것을 특징으로 하는, 구성 10에 기재된 포토마스크의 검사 방법.

(구성 12)

상기 전사용 패턴의 검사는, 상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를, 패턴 설계 데이터 A에 반영시켜서, 얻어진 보정 설계 데이터 M과, 상기 패턴 좌표 데이터 L을 이용하여 행하는 것을 특징으로 하는, 구성 9 내지 11 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 검사 방법.

(구성 13)

상기 전사용 패턴의 검사는, 상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를, 상기 패턴 좌표 데이터 L에 반영시켜서, 얻어진 보정 좌표 데이터 N과, 패턴 설계 데이터 A를 사용하여 행하는 것을 특징으로 하는, 구성 9 내지 11 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 검사 방법.

(구성 14)

주 표면 위에 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크의, 상기 박막을 패터닝함으로써 포토마스크로 만드는, 포토마스크의 제조 방법에 있어서,

구성 9 내지 13 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 검사 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.

(구성 15)

주 표면에 전사용 패턴이 형성된 포토마스크에 노광함으로써, 피가공층을 갖는 디바이스 기판에 대하여 패턴 전사를 행하는 것을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법에 있어서,

구성 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크를 사용하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.

(구성 16)

각각의 주 표면에 전사용 패턴이 형성된 복수의 포토마스크와 노광 장치를 사용하고, 디바이스 기판 위에 형성되는 복수의 피가공층에 대하여 순차 패턴 전사를 행하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서,

상기 복수의 포토마스크는, 구성 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 제조되는 것임을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.

(구성 17)

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

상기 주 표면에 형성된 패턴의 좌표 측정을 행하고, 패턴 좌표 데이터 L을 얻는, 좌표 측정 수단과,

상기 주 표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 스테이지 위에 적재한 상태에서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하고, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는, 높이 측정 수단과,

상기 기판의 주 표면의 형상을 나타내는, 기판 표면 형상 데이터 B,

상기 기판을 노광 장치에 유지할 때의, 유지 상태에 관한 정보, 및

상기 기판 소재의 물성값을 포함하는 기판 물성 정보

를 입력하는 입력 수단과,

상기 기판 표면 형상 데이터 B, 상기 유지 상태에 관한 정보, 및 상기 기판 물성 정보를 이용하여, 노광 장치 내에 있어서 유지된 상태의 상기 기판의 주 표면 형상으로서, 자중 휨 성분을 제거한 주 표면 형상을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 연산함과 함께, 상기 검사 시 높이 분포 데이터 I와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분을 구하여, 얻어진 차분에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 연산하는, 연산 수단과,

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

포토마스크의 검사 장치.

본 발명에 의하면, 피전사체 위에 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, 주 표면이 연직이 되도록 유지된 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 이용되는 마스크 모델의 단면도이며, 도 3의 (b)는, 상기 마스크 모델의 정면도이다.
4의 (a)는, 막면이 상측이 되도록 배치한 마스크 모델의 단면도이고, 도 4 의 (b)는, 막면이 하측이 되도록 배치한 마스크 모델의 단면도이고, 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, 유지 부재에 의한 유지 위치에 있어서의 마스크 모델의 단면도이고, 도 5의 (b)는, 마스크 모델의 정면도이며, 유지 부재에 의한 유지 위치를 점선으로 나타내고 있다.
도 6은, 마스크 모델을 구성하는 육면체의 모식도이다.
도 7은, 기판 표면 형상 데이터 B로부터 전사면 형상 데이터 C를 얻은 후, 전사면 형상 데이터 C로부터 자중 휨 성분을 제거함으로써, 전사면 수정 데이터 D를 얻을 때까지의 공정을 나타내는 모식도이다.
도 8은, 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 방법에서 사용되는 묘화 장치의 개념도이다.
도 9는, 묘화 시 높이 분포 데이터 E와 전사면 수정 데이터 D의 차분에 의해 묘화 차분 데이터 F를 얻은 후, 묘화 차분 데이터 F로부터 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 얻을 때까지의 공정을 나타내는 모식도이다.
도 10은, 막면의 형상 변동과, 그에 따른 좌표 어긋남의 관계를 계산하기 위한 모식도이다.
도 11은, 검사 시 높이 분포 데이터 I와 전사면 수정 데이터 D의 차분에 의해 검사 차분 데이터 J를 얻은 후, 검사 차분 데이터 J로부터 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 얻을 때까지의 공정을 나타내는 모식도이다.
도 12의 (a), (c)는, 테스트용 포토마스크에 형성된 패턴의 좌표 측정 결과를 나타내고 있으며, 도 12의 (b), (d)는, 테스트용 포토마스크를 노광 장치에 세트한 상태에 있어서의 좌표 어긋남에 대하여, 시뮬레이션을 행한 결과를 나타내고 있다.
도 13은, 묘화 시와 노광 시의 포토마스크의 주 표면 형상의 상이에 기인하는, 패턴의 좌표 어긋남에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 14는, 높이의 차이에 기인하는 측정점의 좌표 어긋남을 벡터로 표현한 도면이다.

<실시 형태 1>

본 발명의 포토마스크의 제조 방법은, 이하의 공정을 갖는다.

(포토마스크 블랭크의 준비)

본 발명에서는, 기판의 주 표면에, 1개 또는 복수의 박막과, 포토레지스트막을 형성한 포토마스크 블랭크에, 얻고자 하는 디바이스에 기초하여 설계한 패턴을 형성하여 포토마스크로 만들기 위한 묘화를 행한다. 이로 인해, 기판에 하나의 주 표면 위에 상기 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비한다.

준비하는 포토마스크 블랭크는 공지된 것을 사용할 수 있다.

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

본 출원에서는, 박막을 형성하기 전의 기판 이외에, 주 표면에 1 또는 복수의 박막을 형성한 후, 혹은, 나아가 포토레지스트막을 형성한 후의 기판을, 「기판」 (혹은, 포토마스크 블랭크 기판, 포토마스크 기판)이라 부르는 경우가 있다.

기판의 주 표면의 평탄도나 높이 분포를 측정하는 공정에 있어서, 주 표면에 성막된 박막이나 포토레지스트막의 두께의 영향은, 실질적으로 발생하지 않는다. 박막이나 포토레지스트막의 막 두께는, 충분히 작아, 상기 측정에 실질적인 영향을 미치지 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 되거나, 또는 위상 시프트막(예를 들어, 노광광의 위상 시프트량이 150 내지 210°, 노광광 투과율 2 내지 30％ 정도의 것), 혹은 광의 반사성을 제어하는 반사 방지막 등의 광학막이어도 된다. 또한, 에칭 스토퍼막 등의 기능막을 포함하여도 된다. 단일막이어도, 복수막의 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 대하여, 본 발명의 방법을 적용함으로써, 우수한 좌표 정밀도의 전사성을 갖는 포토마스크로 할 수 있다.

최표면에 형성되는 포토레지스트는, 포지티브형이어도 네가티브형이어도 된다. 표시 장치용 포토마스크로서는, 포지티브형이 유용하다.

Ⅰ. 패턴 설계 데이터 A를 준비하는 공정

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

본 발명에 따른 포토마스크에 의해 제조되는 디바이스의 용도에 제한은 없다. 예를 들어, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치를 구성하는 각 구성물의, 각 레이어에 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 5㎛ 미만의 홀 패턴 등을 갖는, 미세한 설계의 표시 장치용 포토마스크 등에, 본 발명은 유리하게 이용된다.

패턴 설계 데이터는, 보정을 하지 않고 그대로 사용하여 묘화를 행하면, 묘화 시(묘화 장치 내에 적재되었을 때)와, 노광 시(노광 장치 내에 유지되었을 때)의, 막면 형상의 상이에 기인하여, 전사용 패턴이 피전사체에 형성되었을 때의, 좌표 정밀도가 불충분해진다(도 13 참조). 이로 인해, 이하의 공정에 의한 보정을 행한다.

Ⅱ. 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정

포토마스크를, 노광 장치에 유지하는 것에 기인하는 막면의 변형분으로서, 자중 휨 성분 이외의 변형분을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 얻는다. 구체적으로는, 이하와 같이 행할 수 있다.

Ⅱ-1. 기판 표면 형상 데이터 B를 얻는 공정

상기 주 표면(막면측)의 표면 형상을 측정함으로써, 기판 표면 형상 데이터 B를 얻는다.

예를 들어, 측정 대상의 기판을, 주 표면이 연직이 되도록 유지하고, 자중에 의한 휨이 실질적으로 주 표면 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 이용하는 평탄도 측정기에 의해 행할 수 있다. 측정 장치의 예로서, 예를 들어 구로다세이코사 제조의 평면도 측정기 FTT 시리즈나, 일본 특허공개 제2007-46946호 공보에 기재된 것 등을 들 수 있다.

이때, 주 표면 위에 등간격(이격 거리를 피치 P라 함)으로, XY 방향에 그린 격자의 교점(격자점)을 주 표면 위의 전체에 설정하고, 이것을 측정점으로 할 수 있다(도 2 참조).

예를 들어, 연직된 평면을 기준면으로 하고, 이 기준면과, 상기의 각 측정점의 Z 방향(도 2 참조)의 거리를, 각 측정점에 대하여 측정하는 기능을 갖는 평탄도 측정기를 사용할 수 있다. 이 측정에 의해, 기판의 주 표면 형상(플래트니스)을 파악할 수 있어, 이에 의해, 기판 표면 형상 데이터 B가 얻어진다. 도 2에서는, P를 10㎜로 한 예를 나타낸다.

도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 주 표면 위의 전체 측정점의 Z 방향의 높이를 측정한다. 이에 의해, 기판 표면 형상 데이터 B가, 평탄도 맵의 형태로 얻어진다(도 7의 (a) 참조).

또한, 상기 기판 표면 형상 데이터 B를 취득할 때, 기판 이면측(막면이 되는 주 표면과는 반대의 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, 후술에서 사용한다.

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 표면 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

다음으로, 이 기판이 포토마스크로 되었을 때, 그 포토마스크가 노광 장치 내에 있어서 유지되는 상태를 고려한다. 노광 장치에 세트된 포토마스크는, 막면을 하측을 향한 상태로 유지된다. 이때, 유지 부재에 의해 유지되는 복수의 유지점을 주 표면 위에 특정하고, 이 복수의 유지점을 유지 부재의 형상에 기초하여 변위시켰을 때, 포토마스크 표면 형상에 발생하는 변위를, 기판 표면 형상 데이터 B에 대하여 반영시켜서, 전사면 형상 데이터 C를 얻는다(도 7의 (a), (b) 참조).

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

이미 설명한, 막면측과 이면측의 평탄도 측정에 의해, 양 표면의 형상 데이터가 얻어졌다. 여기서, 최외주의 측정점에 대하여, 기판 단부측에 1 피치만큼 이격한 위치에 가상의 측정점을 각각 1점 더 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 이면측이 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 측정값 중앙에 설치하는 경우에 한정되지 않고, 두께 방향에 등간격으로 2점, 또는 3점 설치하여도 무방하다.

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

다음으로, 이 마스크 모델에 있어서, 포토마스크가 노광 장치 내에서 유지 부재에 유지되는 복수의 유지점을 설정한다. 이것은, 포토마스크가 노광 장치 내에 탑재되었을 때, 유지 부재에 의해 접촉, 혹은 흡착에 의한 유지, 구속되는 점이며, 노광 장치의 메이커나 세대, 사이즈에 따라 상이하므로, 사용하는 노광 장치에 기초하여 결정한다.

본 형태에서는, 일례로서, 기판이 대향하는 2변의 근방에, 평행하게 배치한 유지 부재가, 기판의 막면측에 접촉하는 경우에 대하여 설명한다. 즉, 도 5의 (b)에 도시한 모델에 있어서, 점선 위에 있는 측정점을, 유지점으로 한다. 노광 장치 내에서, 유지점이 유지 부재와 접촉하여 구속됨으로써 강제적으로 변위하고, 이에 의해, 기판이 갖는 물성에 의해, 막면 형상 전체에 변위가 미치게 된다.

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

다음으로, 상기에서 준비한 모델 조건을, 유한 요소법(FEM)의 소프트웨어에 입력하고, 상기 강제 변위에 의해, 유지점 이외의 각 측정점이 어떠한 변위를 할지를 산정한다. 이에 의해, 노광 장치 내에 있어서의, 포토마스크의 막면 형상을 나타내는, 「전사면 형상 데이터 C」가 얻어진다. 이 전사면 형상 데이터 C에는, 중력에 의한 휨 성분이 포함되어 있다(도 7의 (b) 참조).

유한 요소법을 적용할 때에는, 각종 물성값이나 조건의 파라미터가 필요하다. 본 형태에서는, 예로서 이하의 것을 든다.

[기판(석영 유리) 물성값 조건]

영률 E: 7341㎏/㎜^2

포와송비 ν: 0.17

중량 밀도 m: 0.0000022㎏/㎜^3

[Mask Model 조건]

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

측정점을 연결하는 조건 파일: 육면체

본 형태에서는, 막면과 이면이 대응하는 측정점, 그 중간점(가상 측정점을 포함함)에 관한 것으로, 인접하는 것끼리를 모두 연결함으로써, 육면체가 집적하는 모델로 하였다(도 6 참조).

[유지 조건]

강제 변위량을 설정한 파일: 상기 유지점의 강제 변위량

그리고, 유한 요소법에 의해, 유지점 이외의 모든 측정점의 변위량을 산출한다.

노광 장치 내에 유지된 포토마스크는, 이에 작용하는 힘의 균형에 의해 정지하고 있다. 이때,

자중 벡터 g-응력 벡터 σ=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 6에 도시한 바와 같이, 개개의 육면체이다.

전체 요소(기판 전체)에 대하여, 이것을 중첩하면,

g1-σ1+g2-σ2+g3-σ3+…=0

g1+g2+g3+…=σ1+σ2+σ3+…=[k1]u1+[k2]u2+[k3]u3+…

여기서, 변위량 벡터(u1, u2, u3, …)가, 각 측정점에 걸리는 변위량으로 되고, 구하려고 하는 수치이다. 단, 유지점에 있어서의 변위량 벡터는, 상기한 바와 같이 강제 변위량으로서 입력된다.

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

Ⅱ-3. 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정

노광 장치에 유지된 기판 막면의 변형을 정량적으로 산출하는 데 있어서는, 상기 유한 요소법이 매우 유효하다. 여기에서는, 기판에 작용하는 중력의 영향을 무시할 수 없다. 단, 이하의 공정에서, 묘화 보정 패턴 데이터를 구하기 위해서는, 노광 장치에 구비된 중력 휨 성분의 보상 기구에 의한 보정과, 중복 보정이 되지 않도록, 「전사면 형상 데이터 C」로부터, 중력 휨 성분을 제거하는 것이 필요해진다. 따라서, 상기 전사면 형상 데이터 C로부터, 기판의 자중 휨에 의한 변형분, 즉 자중 휨 성분을 제거한, 전사면 수정 데이터 D를 구한다(도 7의 (e)).

이로 인해, 자중 휨만에 의한 변형 성분(자중 휨 성분)을 산정한다. 즉, 상기 기판과 마찬가지의 소재, 형상, 사이즈로서, 이상 형상(주 평면끼리가 평행한 이상 평면임)의 기판(이상 기판이라고도 함)에 대하여, 주 표면의 중력 휨만에 의한 변형을 구한다(도 7의 (d)). 이것을 참조 형상 데이터 C1이라고도 한다. 여기에서는 상기와 마찬가지로 유한 요소법을 적용할 수 있다.

또는, 가상적인 이상 기판의 중력 휨 성분을 구하는 대신에, 소정의 기준 기판을 준비하고, 이에 대하여 상기 Ⅱ-1 내지 Ⅱ-2의 수순에 의해, 자중 휨에 의한 변형을 구할 수도 있다. 이 경우에 얻어진 참조 형상 데이터 C2를, 상기 C1 대신에 사용하여도 된다. 특정한 노광 장치에 대하여, 기준 기판의 사양을 정하고 있는 경우에는, 이 방법을 적용할 수 있다.

그리고, 이미 구한 전사면 형상 데이터 C로부터, C1(또는 C2)을 감하여 차분을 구하면, 전사면 수정 데이터 D를 얻을 수 있다(도 7의 (e))

Ⅲ. 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정

도 8은, 본 발명의 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 방법에서 사용되는 묘화 장치의 개념도이다. 이 묘화 장치는, 스테이지(10), 묘화 수단(11), 높이 측정 수단(12) 및 묘화 데이터 작성 수단(15: 연산 수단)을 적어도 갖고 있다. 스테이지(10)의 위에는 포토마스크 블랭크(13)가 고정되어 있다. 포토마스크 블랭크는 편면에 박막(14)이 형성되어 있으며, 박막(14)이 형성되어 있는 면을 상측 방향으로 하여 배치되어 있다. 묘화 수단(11)은, 예를 들어 레이저 등의 에너지 빔을 조사하고, 묘화 공정에 있어서, 스테이지(10) 위에 고정된 포토레지스트막이 부착된 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 이격하여 배치되어 있다. 높이 측정 수단(12)은, 포토마스크 블랭크(13)의 표면 형상에 의한 높이의 변화에 따라서, 높이가 오르내리는 기구로 되어 있어, 포토마스크 블랭크(13) 주 표면의 높이(Z 방향)를 측정할 수 있다.

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

이와 같은 묘화 장치의 스테이지 위에, 주 표면(막면측)을 상측으로 하여 포토마스크 블랭크를 적재하고, 상기에서 설정한 측정점(이격 거리 P)에 있어서의 막면의 높이 측정을 행한다. 이것을 맵화한 것이, 도 9의 (b)에 도시한, 묘화 시 높이 분포 데이터 E이다.

이 높이 분포의, 이상 평면으로부터의 변형 요인은, 전술한 바와 같이,

(1) 스테이지면의 요철

(2) 스테이지 위의 이물 끼워넣기에 의한 기판의 휨

(3) 포토마스크 블랭크의 막면의 요철

(4) 포토마스크 블랭크의 이면의 요철에 기인하는 막면의 요철

이 누적된 것이라 생각된다. 그리고, 이 상태의 포토마스크 블랭크의 막면에 묘화가 행해진다.

Ⅳ. 묘화 차분 데이터 F를 얻는 공정

다음으로, 얻어진 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 앞에서 구한 전사면 수정 데이터 D의 차분을 얻는다. 이것이, 묘화 시의 포토마스크 블랭크의 막면 형상과, 노광 시의 포토마스크의 막면 형상의 차(단, 중력 휨 성분을 제외함)로 된다. 이것이, 묘화 차분 데이터 F이다(도 9의 (c) 참조).

노광 장치 내에 유지된 포토마스크 막면의, 이상 평면으로부터의 변형 요인은,

(5) 포토마스크 막면의 요철(상기 (3)과 실질적으로 동일함)

(6) 포토마스크 유지 부재에 의해 유지됨으로써 강제적으로 이루어지는 막면의 변형

(7) 자중에 의한 휨

이 누적된 것으로 된다.

따라서, 이 2개의 막면 형상의 차이(단, (7)을 제외함)가, 전사에 의한 좌표 어긋남이 발생하는 원인으로 되는 요소이기 때문에, 「패턴 설계 데이터 A」의 보정에 적용되어야 할 것이라고 말할 수 있다. 이것이, 즉, 상기 묘화 차분 데이터 F이다(도 9의 (c) 참조).

Ⅴ. 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 얻는 공정

상기 묘화 차분 데이터 F를, XY 좌표상의 변위(좌표 어긋남량)로 변환한다. 예를 들어, 이하의 방법에 의해 변환할 수 있다(도 10 참조).

도 10은, 묘화 장치의 스테이지(10) 위의 기판(13)의 단면 확대도이다. 박막(14)은 생략하고 있다. 스테이지(10) 위에 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 H인 경우, 이 높이의 차이에 의한 기판(13)의 표면(20)과 기준 표면(21)이 이루는 각의 각도 Φ는,

<식 1>

sinΦ=H/Pitch

(Pitch: 측정점의 이격 거리, 즉 인접하는 측정점과의 거리 P)

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

또한, Φ의 값이 충분히 작으면,

<식 1'>

Φ=H/Pitch

로 근사할 수도 있다. 이하의 설명에서는, 식 1을 이용한다.

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

<식 2>

d=sinΦ×t/2=H×(t/2Pitch)

로 구할 수 있다.

또한, 상기에 있어서도, Φ가 충분히 작으면,

<식 2'>

d=Φ×t/2=H×(t/2Pitch)

로 근사할 수도 있다.

또는, 높이의 차이에 기인하는 측정점의 좌표 어긋남량은, 벡터를 사용한 방법에 의해 산출할 수도 있다. 도 14는, 높이의 차이에 기인하는 측정점의 좌표 어긋남을 벡터로 표현한 도면이다. 묘화 시 높이 분포 데이터 E에 있어서, 임의의 3개소의 측정점으로부터 만들어지는 경사면을 고려한다. 이때, 경사면과 X축 방향의 어긋남 ΔX, 경사면과 Y축 방향의 어긋남 ΔY는, 하기의 식으로 표현된다.

<식 3>

ΔX=t/2×cosθx

ΔY=t/2×cosθy

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, 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 취득 완료의 TTV에 포함되어 있다. 또한, 여기서 TTV의 수치를 사용하지 않고, 기판의 두께 평균값을 사용하여도 된다.

따라서, 기판(13) 위의 전체 측정점에 대하여, 전사면 수정 데이터 D와 묘화 시 높이 분포 데이터 E의 차분에 상당하는 높이를 구하고, 얻어진 묘화 차분 데이터 F에 대하여, X 방향, Y 방향에 대하여 좌표 어긋남량을 계산함으로써, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 얻을 수 있다.

Ⅵ. 보정 패턴 데이터 H의 묘화를 행하는 묘화 공정

상기에서 얻어진 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 「패턴 설계 데이터 A」를 사용하여, 보정 패턴 데이터 H의 묘화를 행한다.

이때, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G에 기초하여, 패턴 설계 데이터 A를 보정하여, 묘화 보정 패턴 데이터 H(도시생략)를 구하고, 이 묘화 보정 패턴 데이터 H에 기초하여 묘화를 행하여도 된다.

패턴 설계 데이터 A를 보정할 때에는, 측정점마다 얻어진 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를, 가공하여 사용하여도 된다. 예를 들어, 최소 제곱법을 이용한 측정점마다의 데이터의 보간, 또는 소정의 룰로 규격화를 한 다음, 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 사용하여 묘화를 행하여도 된다. 대부분의 묘화 장치에 있어서는, 그것이 갖는 좌표계에 대하여 소정의 보정을 부여한 다음에, 그 보정 좌표에 기초하는 묘화 기능을 갖고 있기 때문이다.

이때 사용하는 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G도, 상기와 마찬가지로 가공 가능하다.

또한, 본 발명에 의한 묘화 방법은, 상기 형태에 한정되지 않는다.

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

예를 들어, 노광 장치가 갖는 유지 부재의 형상은, 전술한 바와 같이, 장치에 따라 상이한 경우가 있다. 상기 설명에서는, 기판이 대향하는 2변의 근방에, 평행하게 배치한 유지 부재가, 기판의 막면측에 접촉하는 경우에 대하여 설명하였지만, 기판의 4변을 따른, 4개의 직선 형상의 유지 부재를 구비한 노광 장치에 있어서도, 본 발명을 적용할 수 있다. 이것은, 상기한 유한 요소법의 계산 시의 모델 조건과 강제 변위량을 부여할 때에 그들을 적절히 변경하여 행하면 된다.

또한, 상기 형태에서는, 유지 부재에 포토마스크가 유지되는 유지점이, 평면 위(기판 막면의 최소 제곱 평면)에 구속되는 것으로 하였다. 이것은, 유지 부재가 단일 평면에서 포토마스크를 유지하는 것으로 한 것이다. 단, 유지 부재의 형상에 의해, 유지점이 단일 평면에 실리지 않는 경우에는, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정에 의해, 강제 변위량을 설정할 때에 유지 부재의 형상을 반영시키면 된다.

또한, 본 발명의 작용 효과를 방해하지 않는 한도에서, 공정의 순서를 변경하여도 된다.

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

(패터닝 프로세스에 대하여)

묘화가 행해진, 포토마스크 공백(포토마스크 중간체)은, 이하의 공정을 거쳐, 포토마스크로 된다.

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

에칭 방법은 공지된 것을 사용할 수 있다. 드라이 에칭을 적용하여도 웨트 에칭을 적용하여도 된다. 본 발명은 표시 장치용 포토마스크의 제조 방법으로서 특히 유용하기 때문에, 웨트 에칭을 적용하는 경우에, 본 발명의 효과가 현저하게 얻어진다.

또한, 상기에서 설명한 본 발명의 묘화 공정에 대하여, 그 묘화의 대상으로 되는 것은, 포토마스크 공백(전사용 패턴이 미묘화인 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, 본 출원은 상기와 같은 묘화 방법을 실시할 수 있는, 묘화 장치에 관한 발명을 포함한다.

즉, 그 묘화 장치는, 기판의 주 표면 위에 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크에 대하여, 전사용 패턴을 묘화하는 것에 사용하는 묘화 장치이다. 묘화 장치는, 이하의 수단을 구비한다.

(높이 측정 수단)

높이 측정 수단은, 주 표면을 상측으로 하여 상기 포토마스크 블랭크를 스테이지 위에 적재한 상태에 있어서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하고, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻을 수 있는 수단이다.

(입력 수단)

입력 수단은,

상기 전사용 패턴의 패턴 설계 데이터 A,

상기 기판의 주 표면 형상을 나타내는, 기판 표면 형상 데이터 B,

상기 기판을 노광 장치에 유지할 때의, 유지 상태에 관한 정보, 및

상기 기판 소재의 물성값을 포함하는 기판 물성 정보

를 입력 가능하게 하는 수단이다.

(연산 수단)

연산 수단은, 상기 기판 표면 형상 데이터 B, 상기 유지 상태에 관한 정보, 및 상기 기판 물성 정보를 이용하여, 노광 장치 내에 있어서 유지된 상태의 상기 기판의 주 표면 형상으로서, 자중 휨 성분을 제거한 주 표면 형상을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 연산함과 함께,

상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분을 구하여, 얻어진 차분에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 연산할 수 있는 수단이다.

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

(묘화 수단)

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

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

여기서, 유지 상태에 관한 정보란, 예를 들어 유지 부재의 형상, 또는 기판을 노광 장치 내에 유지했을 때, 기판이 유지 부재에 접촉하는 기판 유지점의 좌표(좌표의 정보에 의해, 유지점의 강제 변위량이 산정 가능함)를 포함하는 것이 바람직하다.

기판 물성 정보는, 예를 들어 기판의 영률, 포와송비 및 중량 밀도일 수 있다.

이와 같은 묘화 장치를 사용함으로써, 상기에서 설명한, 포토마스크의 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 극히 높은 것으로 할 수 있는 포토마스크를 얻을 수 있다.

그런데, 이러한 포토마스크를 출하 전에 검사하는 데 있어서는, 검사 장치에 적재된 상태의 포토마스크와, 노광 장치에 유지된 상태의 포토마스크의 상이를 고려한 검사를 행하는 것이 가장 바람직하다.

따라서, 새로운 검사 방법의 필요성을, 발명자에 의해 알게 되었다.

Ⅶ. 패턴 좌표 데이터 L을 얻는 공정

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

여기서, 좌표 측정이란, 미리 전사용 패턴과 동시에 포토마스크의 주 표면 위에 형성된, 마크 패턴의 좌표를 측정함으로써 행하는 것이 바람직하다. 이 마크 패턴은, 주 표면 위로서, 전사용 패턴의 영역 외의 복수 위치에 설치하는 것이 바람직하다.

Ⅷ. 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정

한편, 이 포토마스크를, 노광 장치에 유지하는 것에 기인하는 상기 주 표면의 변형분으로서, 자중 휨 성분 이외의 상기 주 표면의 변형분을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 얻는다. 이것은, 전술한 Ⅱ-1 내지 Ⅱ-3의 공정과 마찬가지이다. 상기의 묘화 방법을 적용하여 제조한 본 발명의 포토마스크인 경우에는, 이미 얻어진 전사면 수정 데이터 D를 사용할 수 있다.

Ⅸ. 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는 공정

검사 장치의 스테이지 위에 막면(패턴 형성면)을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 적재한 상태에서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하여, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는다.

이 공정에서의 높이 측정은, 상기 Ⅲ의 「묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정」에서 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 수정 데이터 D의 차분을 구함으로써, 검사 차분 데이터 J를 얻는다 (도 11의 (a) 내지 (c) 참조).

XⅠ. 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 얻는 공정

검사 차분 데이터 J에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의, 좌표 어긋남량을 산정하여, 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 구한다(도 11의 (c) 내지 (d) 참조). 여기서, 높이의 차분을, 좌표 어긋남량으로 환산하는 공정은, 전술한 V의 공정과 마찬가지로 행할 수 있다.

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

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

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

본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크에 대하여, 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 따른 작용 효과가 얻어지는 것은 명확하다.

(검사 장치)

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

즉,

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

상기 주 표면에 형성된 패턴의 좌표 측정을 행하고, 패턴 좌표 데이터 L을 얻는 좌표 측정 수단과,

상기 주 표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 스테이지 위에 적재한 상태에서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하고, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는 높이 측정 수단과,

상기 기판의 주 표면 형상을 나타내는, 기판 표면 형상 데이터 B,

상기 기판을 노광 장치에 유지할 때의, 유지 상태에 관한 정보, 및

상기 기판 소재의 물성값을 포함하는 기판 물성 정보

를 입력하는 입력 수단과,

상기 기판 표면 형상 데이터 B, 상기 유지 상태에 관한 정보, 및 상기 기판 물성 정보를 이용하여, 노광 장치 내에 있어서 유지된 상태의 상기 기판의 주 표면 형상으로서, 자중 휨 성분을 제거한 주 표면 형상을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 연산함과 함께, 상기 검사 시 높이 분포 데이터 I와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분을 구하여, 얻어진 차분에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 연산하는 연산 수단과,

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

검사 장치.

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

노광 장치 내에 있어서 유지된 상태의 상기 기판의 주 표면 형상으로서, 자중 휨 성분을 제거한 주 표면 형상을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 연산함이란, 전술한 Ⅱ-1 내지 Ⅱ-3의 공정과 마찬가지의 공정을 행하는 위한 연산을 의미한다.

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

(표시 장치의 제조 방법)

본 발명은, 주 표면에 전사용 패턴이 형성된 포토마스크에 노광함으로써, 피가공층을 갖는 디바이스 기판에 대하여 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 사용하면서, 그 포토마스크를 제조할 때, 노광 장치 내에 유지되는 상태에 대하여 조건을 결정한, 그 노광 장치를 사용하여 노광을 행하는, 패턴 전사 방법을 적용한, 표시 장치의 제조 방법이다. 패턴 전사에 의해 피가공체에 전사된 패턴은, 에칭 등의 가공이 실시됨으로써, 표시 장치로 된다.

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

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

광학계의 개구수(NA)가 0.08 내지 1.0(특히 0.085 내지 0.095),

코히런스 팩터(σ)가 0.7 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.

피가공층이란, 포토마스크가 갖는 전사용 패턴을 전사한 다음, 에칭 등의 프로세스를 거쳐서, 원하는 전자 디바이스의 구성물로 되는, 각 레이어를 의미한다. 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 구성물로 되는 회로를 갖는 기판, 예를 들어 액정 패널 기판, 유기 EL 패널 기판 등을 의미한다.

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

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

[실시예]

본 발명의 포토마스크의 제조 방법(묘화 공정)에 의한, 발명의 효과를 도 12에 도시한 모식도를 이용하여 설명한다.

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

우선 상기 포토마스크 블랭크에, 묘화 장치를 사용하여, 특정한 테스트 패턴을 묘화하였다. 여기에서 사용하는 테스트용 포토마스크 블랭크는, 800㎜×920㎜의 사이즈를 갖는 석영 기판의 주 표면에, 차광막과, 포지티브형 포토레지스트막을 형성한 것으로 하였다.

여기에서 사용한 패턴 설계 데이터로서는, X, Y 방향에 50㎜ 간격으로, 주 표면의 거의 전체면에 배치한 십자 패턴을 포함하는 테스트 패턴으로 하였다. 그리고, 이 포토레지스트를 현상하고, 차광막을 웨트 에칭함으로써, 차광막 패턴을 갖는, 테스트용 포토마스크를 얻었다. 이것을, 좌표 검사 장치에 세트하고, 좌표 측정을 행한 결과가, 도 12의 (a)이다.

또한, 여기서, 묘화 장치의 스테이지 플래트니스와, 좌표 검사 장치의 스테이지 플래트니스에 기인하는 좌표 어긋남 요인은, 양 장치의 스테이지 플래트니스를 미리 측정함으로써, 도 12의 (a)의 데이터로부터는 제거되었다.

다음으로, 이 테스트용 포토마스크를 노광 장치(등배 프로젝션 노광 방식)에 세트한 상태에 있어서의 좌표 어긋남에 대하여, 시뮬레이션을 행하였다. 여기에서는, 노광기의 마스크 유지 부재의 형상 정보 및 기판 물성 정보를 이용하고, 상기의 테스트 패턴에 발생하는 좌표 어긋남(자중 휨 분을 제외함)을 유한 요소법을 이용하여 산정하고, 도 12의 (b)의 데이터(비교예)를 얻었다.

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

다음으로, 이 결과 얻어진 테스트용 포토마스크를 노광 장치에 세트한 상태에 있어서의 좌표 어긋남에 대하여, 상기와 마찬가지로 시뮬레이션을 행하였다. 시뮬레이션의 결과를, 도 12의 (d)(실시예)에 나타내었다.

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

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

Claims (19)

1. 기판의 주 표면 위에 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 유지하는 것에 기인하는 상기 주 표면의 변형분으로서, 자중 휨 성분 이외의 상기 주 표면의 변형분을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정과,
   상기 묘화 장치의 스테이지 위에, 상기 주 표면을 상측으로 하여 상기 포토마스크 블랭크를 적재한 상태에 있어서의, 상기 주 표면의 높이 분포를 나타내는, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정과,
   상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분에 의해, 묘화 차분 데이터 F를 얻는 공정과,
   상기 묘화 차분 데이터 F에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의 좌표 어긋남량을 산정하여, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 구하는 공정과,
   상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용하여, 상기 포토마스크 블랭크 위에 묘화를 행하는 묘화 공정
   을 갖는 포토마스크의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 묘화 공정에 있어서는, 상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G에 기초하여, 상기 패턴 설계 데이터 A를 보정함으로써 얻어진, 보정 패턴 데이터 H를 사용하여 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
3. 제1항에 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 사용하여 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
4. 기판의 주 표면 위에 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 주 표면의 표면 형상을 측정함으로써, 기판 표면 형상 데이터 B를 얻는 공정과,
   상기 포토마스크가 노광 장치 내에 있어서 유지될 때, 유지 부재에 의해 유지되는 복수의 유지점을 상기 주 표면 위에 특정하고, 상기 복수의 유지점을 상기 유지 부재의 형상에 기초하여 변위시켰을 때, 상기 표면 형상에 발생하는 변위를, 상기 기판 표면 형상 데이터 B에 대하여 반영시켜서, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정과,
   상기 전사면 형상 데이터 C로부터, 상기 기판이 상기 유지 부재에 유지된 자세에 있어서의 자중 휨 성분을 제거하여, 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정과,
   상기 묘화 장치의 스테이지 위에, 상기 주 표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크 블랭크를 적재한 상태에서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하여, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 공정과,
   상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분에 의해, 묘화 차분 데이터 F를 얻는 공정과,
   상기 묘화 차분 데이터 F에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의 좌표 어긋남량을 산정하여, 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 구하는 공정과,
   상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용하여, 상기 포토마스크 블랭크 위에 묘화를 행하는 묘화 공정
   을 갖는 포토마스크의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전사면 형상 데이터 C를 구하는 공정에 있어서는, 유한 요소법을 이용하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 묘화 공정에 있어서는, 상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G에 기초하여, 상기 패턴 설계 데이터 A를 보정함으로써 얻어진, 보정 패턴 데이터 H를 사용하여 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
7. 제4항에 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 사용하여 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 포토마스크가 노광 장치 내에 있어서 유지될 때, 유지 부재에 의해 유지되는 복수의 유지점이 평면 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 기판 표면 형상 데이터 B는, 상기 포토마스크 블랭크, 또는 상기 포토마스크 블랭크로 하기 위한 기판을, 주 표면이 연직이 되도록 유지한 상태에서, 상기 주 표면 위의 복수의 측정점의 위치를 측정함으로써 구해지는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
10. 주 표면에 전사용 패턴이 형성된 포토마스크에 노광함으로써, 피가공층을 갖는 디바이스 기판에 대하여 패턴 전사를 행하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크를 준비하는 공정과, 상기 준비한 포토마스크에 노광하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
11. 각각의 주 표면에 전사용 패턴이 형성된 복수의 포토마스크와 노광 장치를 사용하고, 디바이스 기판 위에 형성되는 복수의 피가공층에 대하여 순차 패턴 전사를 행하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 상기 복수의 포토마스크를 준비하는 공정과,
    상기 준비한 복수의 포토마스크에 노광하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
12. 기판의 주 표면 위에 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크에 대하여, 전사용 패턴을 묘화하는 것에 사용하는 묘화 장치로서,
    상기 주 표면을 상측으로 하여 상기 포토마스크 블랭크를 스테이지 위에 적재한 상태에 있어서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하고, 묘화 시 높이 분포 데이터 E를 얻는 높이 측정 수단과,
    상기 전사용 패턴의 패턴 설계 데이터 A,
    상기 기판의 주 표면 형상을 나타내는, 기판 표면 형상 데이터 B,
    상기 기판을 노광 장치에 유지할 때의, 유지 상태에 관한 정보, 및
    상기 기판 소재의 물성값을 포함하는 기판 물성 정보
    를 입력하는 입력 수단과,
    상기 기판 표면 형상 데이터 B, 상기 유지 상태에 관한 정보, 및 상기 기판 물성 정보를 이용하여, 노광 장치 내에 있어서 유지된 상태의 상기 기판의 주 표면 형상을 나타내는 데이터로서, 자중 휨 성분을 제거한 데이터인, 전사면 수정 데이터 D를 연산함과 함께, 상기 묘화 시 높이 분포 데이터 E와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분을 구하여, 얻어진 차분에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G를 연산하는 연산 수단과,
    상기 묘화용 좌표 어긋남량 데이터 G와, 상기 패턴 설계 데이터 A를 사용하여, 상기 포토마스크 블랭크 위에 묘화를 행하는 묘화 수단
    을 갖는 묘화 장치.
13. 기판의 주 표면에 박막을 패터닝하여 이루어지는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를, 검사 장치를 사용하여 검사하는 포토마스크의 검사 방법에 있어서,
    상기 포토마스크를, 상기 검사 장치의 스테이지 위에 적재한 상태에서, 상기 주 표면에 형성된 패턴의 좌표 측정을 행하고, 패턴 좌표 데이터 L을 얻는 공정과,
    상기 포토마스크를, 노광 장치에 유지하는 것에 기인하는 상기 주 표면의 변형분으로서, 자중 휨 성분 이외의 상기 주 표면의 변형분을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정과,
    상기 검사 장치의 스테이지 위에 상기 주 표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 적재한 상태에서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하여, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는 공정과,
    상기 검사 시 높이 분포 데이터 I와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분을 구함으로써, 검사 차분 데이터 J를 얻는 공정과,
    상기 검사 차분 데이터 J에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의 좌표 어긋남량을 산정하여, 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 구하는 공정과,
    상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K와, 상기 패턴 좌표 데이터 L을 사용하여, 상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 공정을 갖는 포토마스크의 검사 방법.
14. 기판의 주 표면에 박막을 패터닝하여 이루어지는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를, 검사 장치를 사용하여 검사하는 포토마스크의 검사 방법에 있어서,
    상기 포토마스크를, 상기 검사 장치의 스테이지 위에 적재한 상태에서, 상기 주 표면에 형성된 패턴의 좌표 측정을 행하고, 패턴 좌표 데이터 L을 얻는 공정과,
    상기 주 표면의 표면 형상을 측정함으로써, 기판 표면 형상 데이터 B를 얻는 공정과,
    상기 포토마스크가 노광 장치 내에 있어서 유지될 때, 유지 부재에 의해 유지되는 복수의 유지점을 상기 주 표면 위에 특정하고, 상기 복수의 유지점을 상기 유지 부재의 형상에 기초하여 변위시켰을 때, 상기 표면 형상에 발생하는 변위를, 상기 기판 표면 형상 데이터 B에 대하여 반영시켜서, 전사면 형상 데이터 C를 얻는 공정과,
    상기 전사면 형상 데이터 C로부터, 상기 기판이 상기 유지 부재에 유지된 자세에 있어서의 자중 휨 성분을 제거하여, 전사면 수정 데이터 D를 얻는 공정과,
    상기 검사 장치의 스테이지 위에 상기 주 표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 적재한 상태에서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하여, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는 공정과,
    상기 검사 시 높이 분포 데이터 I와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분을 구함으로써, 검사 차분 데이터 J를 얻는 공정과,
    상기 검사 차분 데이터 J에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의 좌표 어긋남량을 산정하여, 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 구하는 공정과,
    상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K와, 상기 패턴 좌표 데이터 L을 사용하여, 상기 전사용 패턴의 검사를 행하는 공정을 갖는 포토마스크의 검사 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 전사면 형상 데이터 C를 구하는 공정에 있어서는, 유한 요소법을 이용하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 검사 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 전사용 패턴의 검사는, 상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를, 패턴 설계 데이터 A에 반영시켜서, 얻어진 보정 설계 데이터 M과, 상기 패턴 좌표 데이터 L을 사용하여 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 검사 방법.
17. 제15항에 있어서,
    상기 전사용 패턴의 검사는, 상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를, 상기 패턴 좌표 데이터 L에 반영시켜서, 얻어진 보정 좌표 데이터 N과, 패턴 설계 데이터 A를 사용하여 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 검사 방법.
18. 주 표면 위에 박막과 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크의, 상기 박막을 패터닝함으로써 포토마스크로 만드는 포토마스크의 제조 방법에 있어서,
    제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 포토마스크의 검사 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
19. 기판의 주 표면에 박막을 패터닝하여 이루어지는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를 검사하는, 포토마스크의 검사 장치로서,
    상기 주 표면에 형성된 패턴의 좌표 측정을 행하여, 패턴 좌표 데이터 L을 얻는 좌표 측정 수단과,
    상기 주 표면을 상측으로 하여, 상기 포토마스크를 스테이지 위에 적재한 상태에서, 상기 주 표면의 높이 분포를 측정하여, 검사 시 높이 분포 데이터 I를 얻는 높이 측정 수단과,
    상기 기판의 주 표면 형상을 나타내는, 기판 표면 형상 데이터 B,
    상기 기판을 노광 장치에 유지할 때의, 유지 상태에 관한 정보, 및
    상기 기판 소재의 물성값을 포함하는 기판 물성 정보
    를 입력하는 입력 수단과,
    상기 기판 표면 형상 데이터 B, 상기 유지 상태에 관한 정보, 및 상기 기판 물성 정보를 이용하여, 노광 장치 내에 있어서 유지된 상태의 상기 기판의 주 표면 형상으로서, 자중 휨 성분을 제거한 주 표면 형상을 나타내는, 전사면 수정 데이터 D를 연산함과 함께, 상기 검사 시 높이 분포 데이터 I와, 상기 전사면 수정 데이터 D의 차분을 구하여, 얻어진 차분에 대응하는, 상기 주 표면 위의 복수점에 있어서의 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K를 연산하는 연산 수단과,
    상기 검사용 좌표 어긋남량 데이터 K와, 패턴 설계 데이터 A를 사용하여, 상기 포토마스크의 전사용 패턴을 검사하는 검사 수단을 갖는
    포토마스크의 검사 장치.

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