KR20180012214A

KR20180012214A - 포토마스크의 제조 방법, 묘화 장치, 표시 장치의 제조 방법, 포토마스크 기판의 검사 방법 및 포토마스크 기판의 검사 장치

Info

Publication number: KR20180012214A
Application number: KR1020170092598A
Authority: KR
Inventors: 히사미 데라다
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2018-02-05
Also published as: JP2018017833A; KR102232151B1; TW201812433A; CN107656420A; JP6556673B2; TWI705293B

Abstract

포토마스크의 제조에 있어서의 좌표 정밀도의 향상을, 보다 효율적으로 행할 수 있도록 한다. 투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크의 제조 방법으로서, 제1 주면에 박막과 레지스트막을 적층한 포토마스크 기판을, 묘화 장치의 스테이지에 재치하는 공정과, 포토마스크 기판에 대하여, 묘화를 행하는 묘화 공정과, 레지스트막을 현상하여 형성한 레지스트 패턴을 사용하여, 박막을 패터닝하는 공정을 포함하고, 묘화 공정에서는, 묘화 장치가 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 묘화 장치 고유 데이터 M1과, 포토마스크 기판의 제2 주면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 준비하고, 묘화 장치 고유 데이터 M1 및 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을, 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 포토마스크 기판에 전사용 패턴을 묘화한다.

Description

포토마스크의 제조 방법, 묘화 장치, 표시 장치의 제조 방법, 포토마스크 기판의 검사 방법 및 포토마스크 기판의 검사 장치{METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOMASK, LITHOGRAPHY APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING DISPLAY DEVICE, INSPECTION METHOD OF PHOTOMASK SUBSTRATE AND INSPECTION APPARATUS OF PHOTOMASK SUBSTRATE}

본 발명은 반도체 장치나 표시 장치의 제조에 적합한 포토마스크에 관한 것이며, 특히 액정 표시 장치나 유기 EL(일렉트로루미네센스) 표시 장치 등으로 대표되는 FPD(플랫 패널 디스플레이) 등의 표시 장치를 제조할 때에 유리하게 사용되는 포토마스크의 제조 방법, 묘화 장치, 표시 장치의 제조 방법, 포토마스크 기판의 검사 방법 및 포토마스크 기판의 검사 장치에 관한 것이다.

포토마스크의 분야에서는, 설계된 디자인에 기초하여 포토마스크 기판에 형성되는 전사용 패턴의 형성 정밀도를 높게 하는 것, 또한, 형성된 전사용 패턴의 검사 정밀도를 높게 하는 것이 요망되고 있다.

특허문헌 1에는, 전사용 패턴이 형성된 포토마스크를 사용하여, 피전사체 상에 패턴을 전사할 때에, 그 패턴의 좌표 정밀도를 높게 하는 것이 가능한 포토마스크의 제조 방법 등이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 특히 포토마스크의 제조 공정에 있어서, 전사용 패턴의 설계 데이터를 그대로 묘화 데이터에 사용하여 묘화해도, 묘화 시의 막면(패턴 형성면)의 형상이, 노광 시와는 상이하기 때문에, 설계대로의 패턴이 피전사체 상에 형성되지 않는다는 문제를 해소하기 위해, 보정한 묘화 데이터를 얻는 방법이 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2010-134433호 공보

그런데, 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 깨끗한 화상이 요구된다. 이 때문에, 상술한 용도로 사용되는 포토마스크에 대하여, 새로운 기술 과제가 본 발명자들에 의해 현재화되었다.

미세한 화상을 선명하게 표현하기 위해서는, 화소 밀도를 높일 필요가 있고, 현재, 화소 밀도를 더욱 높이는 요구가 생기고 있다. 이 때문에, 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 만족시키고 있지 않으면, 완성된 디바이스에 있어서 적정한 동작이 행해지지 않는 등의 문제가 발생한다. 따라서, 각 레이어에 요구되는 좌표 어긋남의 허용 범위는 점점 작아져 가는 방향에 있다. 즉, 각 레이어를 제조하기 위해 사용되는 포토마스크의 전사용 패턴에 요구되는 좌표 정밀도의 요구가 점점 높아지는 경향에 있다.

포토마스크의 제조에는, 투명 기판의 제1 주면(이하, 「막면」이라고도 함)에 박막과 레지스트막이 형성된 포토마스크 기판이 사용된다. 또한, 포토마스크의 제조 공정에서는, 투명 기판 상의 박막을 패터닝하여, 원하는 형상을 갖는 전사용 패턴으로 하는 것이 행해진다.

본 명세서에 있어서, 「포토마스크 기판」이란, 하기에 열거하는 투명 기판, 포토마스크 블랭크, 레지스트를 구비한 포토마스크 블랭크, 포토마스크 중간체, 또는 포토마스크를 포함하는 것으로 한다.

(a) 포토마스크를 형성하기 위한 투명 기판.

(b) 상기 투명 기판 상에 박막(패터닝에 의해 전사용 패턴을 형성하기 위한 광학막으로서, 차광막이나 반투광막 등으로서 기능하는 막)이 형성된 포토마스크 블랭크.

(c) 상기 박막 상에 레지스트막이 형성된 레지스트를 구비한 포토마스크 블랭크.

(d) 이미 박막 패턴을 갖고, 한층 더한 패터닝을 행하기 위해, 또는, 한층 더한 박막 패턴을 적층하기 위한 포토마스크 중간체.

(e) 완성된 포토마스크.

또한, 본 명세서에서는, 포토마스크 기판을, 간편하게 「기판」이라 칭하는 경우가 있다.

포토마스크의 제조 공정에 있어서, 예를 들어 레지스트를 구비한 포토마스크 블랭크인 포토마스크 기판에, 묘화 장치를 사용하여 패턴을 묘화할 때는, 수평한 스테이지 상에 포토마스크 기판을 재치한다. 그때, 포토마스크 기판의 막면을 상향으로 한다. 그리고, 그 막면을 구성하고 있는 레지스트막에 대해, 레이저 빔 등의 에너지 빔을 조사하고, 또한 조사 위치를 변화시킴으로써, 원하는 패턴을 묘화한다.

단, 묘화 데이터로서, 원하는 전사용 패턴의 설계 데이터를 그대로 사용하면, 문제가 발생하는 경우가 있다. 그 이유는, 도 11의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 포토마스크 기판(51)을 지지하는 묘화 장치의 스테이지(50) 표면이 이상적인 평면이라고는 할 수 없고, 또한 포토마스크 기판(51)도 이상적인 평면만을 갖는다고는 할 수 없기 때문이다. 스테이지(50)의 표면 및 포토마스크 기판(51)의 2개의 주면은, 모두 정밀하게 가공되어 있지만, 면의 평탄도라는 관점에서 보면, 약간의 요철이 발생한 경우가 있다. 또한, 묘화 장치의 스테이지(50) 표면의 요철, 스테이지(50) 표면과 그것에 접하는 포토마스크 기판(51)의 제2 주면(이하, 「이면」이라고도 함) 사이의 이물의 끼임에 의한 기판의 휨, 포토마스크 기판(51)의 이면의 요철, 포토마스크 기판(51)의 두께의 변동 등이 발생한 경우가 있다. 이와 같은 경우, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 스테이지(50) 상에 재치된 포토마스크 기판(51)의 상면(즉 막면)의 형상은, 이들 변형 요인이 누적된 요철을 갖고 형성된다. 그리고, 이 상태의 포토마스크 기판(51)에 대해, 묘화 헤드(52)가 설계 묘화 데이터 W1에 따라서 패턴 묘화를 행한다. 또한, 도 11에 있어서는 포토마스크 기판이나 스테이지의 변형이 과장되어 도시되어 있다. 다른 마찬가지의 도면에 대해서도 마찬가지이다.

한편, 도 11의 (c)에 도시한 바와 같이, 전사용 패턴이 형성된 포토마스크 기판(포토마스크)(51)을 노광 장치에 탑재하고, 전사용 패턴을 피전사체 상에 전사하는 경우에는, 포토마스크 기판(51)의 막면(도면 중, 흑색으로 빈틈없이 칠해진 부분)을 하향으로 함과 함께, 포토마스크 기판(51)의 외연부만을 지그(53)에 의해 지지하는 상태에서, 노광 장치에 포토마스크 기판(51)을 고정한다. 그리고, 포토마스크 기판(51)의 하측에 피전사체(도시하지 않음)를 배치하고, 포토마스크 기판(51)의 상측으로부터(즉 포토마스크 기판(51)의 이면측으로부터) 노광광을 조사한다.

이와 같이, 포토마스크 기판(51)의 묘화 시와 노광 시에서는, 포토마스크 기판(51)의 막면의 방향이 상하 반전된다. 또한, 묘화 시에 있어서의 기판 막면의 상기 변형 요인은, 그 대부분이 노광 시에 소실된다. 따라서, 묘화 시와 노광 시에서는 포토마스크 기판의 막면 형상이 상이하다. 따라서, 묘화에 사용한 패턴 데이터에 대응하는 패턴과, 피전사체 상에 전사되는 패턴에서는, 패턴 형상에 차이가 발생한다. 구체적으로는, 설계된 패턴의 좌표에, 상기 막면 형상의 변화에 따른 어긋남이 발생하고, 이 어긋남이 전사상의 좌표 어긋남으로 된다(도 11의 (c) 참조).

따라서, 포토마스크 기판의 막면 형상의 변화에 기인하는 좌표 어긋남분을 미리 산정하고, 묘화 데이터에 반영시키는 것이 생각된다. 즉, 상정되는 좌표 어긋남분을 상쇄하기 위해, 묘화 데이터, 또는 묘화 조건을 보정해 두는 방법이 생각된다.

본 발명자는, 포토마스크 기판의 묘화 공정에서의 막면의 형상과, 전사용 패턴을 갖는 포토마스크 기판을 사용하여 노광을 행할 때의 막면의 형상의 형상 변화분을 산정하고, 산정한 형상 변화분에 기초하여, 묘화에 사용하는 설계 묘화 데이터를 보정하는 방법을 제안하였다(특허문헌 1). 즉, 막면을 상측으로 하여 포토마스크 기판을 묘화 장치의 스테이지에 재치한 상태에서, 포토마스크 기판의 상측의 면의 높이 분포를 측정함으로써 얻어지는 높이 분포 데이터와, 미리 취득한 포토마스크 기판의 막면 형상 데이터의 차분 데이터를 사용하여, 설계 묘화 데이터를 보정하는 방법이다. 이 방법을 도 12에 도시한다.

상기 방법에 있어서는, 패턴을 묘화하는 단계에서 존재하는, 포토마스크 기판의 막면에 있어서의 이상 평면으로부터의 변형 요인 중, 노광 시에도 잔류하는 분과, 노광 시에는 소실되는 분을 구별하여, 소실되는 분만큼을 설계 묘화 데이터에 반영하여 보정한 묘화 데이터를 얻는다.

구체적으로는, 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 포토마스크 기판(61)의 막면 형상을 측정하여, 막면 형상 데이터를 얻는다. 또한, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 막면을 상측으로 하여 포토마스크 기판(61)을 묘화 장치의 스테이지(60)에 재치하고, 그 상태에서 포토마스크 기판(61)의 상측의 면의 높이 분포를 측정하여, 높이 분포 데이터를 얻는다. 그리고, 도 12의 (c)에 도시한 바와 같이, 이들 2개의 데이터의 차분 데이터를 기초로 설계 묘화 데이터를 보정하고, 이에 의해 얻어진 보정 묘화 데이터를 사용하여 묘화한다. 이 방법을 채용함으로써, 포토마스크 기판에 형성되는 전사용 패턴의 좌표 정밀도를 높일 수 있다.

단, 상기 방법에서는, 막면을 상측으로 하여 포토마스크 기판을 묘화 장치의 스테이지에 재치하고, 그 상태에서 포토마스크 기판의 상측의 면의 높이 분포를 측정할 필요가 있다. 이 때문에, 포토마스크 기판에 의해 묘화 장치가 점유되는 시간(이하, 「묘화 장치의 점유 시간」이라고도 함)을 증가시키는 단점이 있다.

표시 장치 제조용의 포토마스크는, 일반적으로 면적이 커서(예를 들어, 주면의 한 변이 300㎜ 이상인 사각형), 묘화에 장시간을 요한다. 특히, 휴대 단말기의 생산 등에 많이 이용되는 포토마스크(주로, 주면의 한 변이 800㎜ 이상)에 있어서는, 묘화 시간이 증가하고 있다. 한편, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 포토마스크 기판의 상측의 면의 높이 분포를 측정하는 경우에, 기판의 면내에 소정의 간격으로 복수의 측정점을 설정하고, 각각의 측정점마다 높이를 측정하여 높이 데이터를 집적함으로써, 높이 분포 데이터를 구하고 있다. 이 때문에, 상술한 대면적의 기판의 측정에 수반하여 측정의 소요 시간도 길어지기 때문에, 묘화 장치의 점유 시간이 증대되어 버린다. 묘화 장치의 점유 시간은, 포토마스크의 생산 효율이나 비용에 대한 영향이 크다. 이 때문에, 이것을 개선하는 잠재적인 기술 과제가 있는 것에 본 발명자는 주목하였다.

따라서, 본 발명은 상기 과제를 해결하고, 피전사체 상에 형성되는 패턴의 좌표 정밀도를 높일 수 있는 포토마스크의 제조 방법, 묘화 장치, 표시 장치의 제조 방법, 포토마스크 기판의 검사 방법 및 포토마스크 기판의 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(제1 형태)

본 발명의 제1 형태는,

투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크의 제조 방법으로서,

상기 제1 주면에, 박막과, 레지스트막을 적층한 포토마스크 기판을, 묘화 장치의 스테이지에 재치하는 공정과,

상기 포토마스크 기판에 대하여, 묘화를 행하는 묘화 공정과,

상기 레지스트막을 현상하여 형성한 레지스트 패턴을 사용하여, 상기 박막을 패터닝하는 공정을 포함하고,

상기 묘화 공정에서는,

상기 묘화 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 묘화 장치 고유 데이터 M1과,

상기 포토마스크 기판의 제2 주면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 준비하고,

상기 묘화 장치 고유 데이터 M1 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 포토마스크 기판에 전사용 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법이다.

(제2 형태)

본 발명의 제2 형태는,

상기 묘화 장치의 스테이지면에 평행인 면을 XY 평면이라 하고, 그 XY 평면에 수직인 축을 Z축이라 할 때,

상기 좌표 어긋남 합성량 D1은, 상기 묘화 장치 고유 데이터 M1과 상기 이면 데이터 S2의 합계에 의한, Z축 방향의 높이 변동 데이터 H1을, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환한 것인 것을 특징으로 하는, 상기 제1 형태에 기재된 포토마스크의 제조 방법

(제3 형태)

본 발명의 제3 형태는,

상기 묘화 공정에서는, 상기 좌표 어긋남 합성량 D1을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키기 위해, 상기 좌표 어긋남 합성량 D1에 기초하여, 상기 좌표 어긋남을 상쇄하기 위해 상기 설계 묘화 데이터 W1을 보정하여 보정 묘화 데이터 W2를 구하고, 상기 보정 묘화 데이터 W2를 사용하여 묘화하는 것을 특징으로 하는, 상기 제1 또는 제2 형태에 기재된 포토마스크의 제조 방법이다.

(제4 형태)

본 발명의 제4 형태는,

상기 묘화 공정에서는, 상기 좌표 어긋남 합성량 D1을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키기 위해, 상기 좌표 어긋남 합성량 D1에 기초하여, 상기 좌표 어긋남을 상쇄하기 위해 묘화 장치가 갖는 좌표계를 보정하여 보정 좌표계를 구하고, 상기 보정 좌표계를, 상기 설계 묘화 데이터 W1과 함께 사용하여 묘화하는 것을 특징으로 하는, 상기 제1 또는 제2 형태에 기재된 포토마스크의 제조 방법이다.

(제5 형태)

본 발명의 제5 형태는,

상기 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1이,

-100㎚≤k1≤100㎚

를 만족시킬 때,

상기 묘화 공정에서는,

상기 묘화 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 묘화 장치 고유 데이터 M1을 준비하고,

상기 묘화 장치 고유 데이터 M1에 기인하는 좌표 어긋남량 D2를, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 포토마스크 기판에 전사용 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법이다.

(제6 형태)

본 발명의 제6 형태는,

상기 묘화 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k2가,

-100㎚≤k2≤100㎚

를 만족시킬 때,

상기 묘화 공정에서는,

상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D3을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 포토마스크 기판에 전사용 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법이다.

(제7 형태)

본 발명의 제7 형태는,

투명 기판의 제1 주면에, 박막과, 레지스트막을 적층한 포토마스크 기판에 대해, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하는 전사용 패턴을 묘화하기 위한 묘화 장치로서,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

상기 스테이지에 재치된 상태의 포토마스크 기판에 대해, 묘화용의 에너지 빔을 조사하여 묘화하는 묘화 수단과,

묘화에 사용하는 패턴 데이터를 연산하여, 묘화를 제어하는 묘화 제어계를 구비하고,

상기 묘화 제어계는,

상기 묘화 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 묘화 장치 고유 데이터 M1을 보유하는 기억 수단과,

상기 설계 묘화 데이터 W1, 및 상기 포토마스크 기판의 이면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 입력하는 입력 수단과,

상기 묘화 장치 고유 데이터 M1 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산을 행하여, 상기 묘화 수단에 의한 묘화를 제어하는 데이터 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치이다.

(제8 형태)

본 발명의 제8 형태는,

상기 기억 수단은, 상기 묘화 장치 고유 데이터 M1을, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환한, 좌표 어긋남 보정량으로서 보유하는 것을 특징으로 하는, 상기 제7 형태에 기재된 묘화 장치이다.

(제9 형태)

본 발명의 제9 형태는,

상기 기억 수단은, 상기 묘화 장치 고유 데이터 M1을, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환하여 좌표계를 보정한, 보정 좌표계로서 보유하는 것을 특징으로 하는, 상기 제7 형태에 기재된 묘화 장치이다.

(제10 형태)

본 발명의 제10 형태는,

상기 묘화 장치 고유 데이터 M1은, 상기 스테이지의 표면 형상을 나타내는, 스테이지의 평탄도 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 제7 내지 제9 중 어느 하나의 형태에 기재된 묘화 장치이다.

(제11 형태)

본 발명의 제11 형태는,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

상기 묘화 제어계는,

상기 설계 묘화 데이터 W1을 입력하는 입력 수단과,

상기 묘화 장치 고유 데이터 M1에 기인하는 좌표 어긋남량 D2를, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산을 행하여, 상기 묘화 수단에 의한 묘화를 제어하는 데이터 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치이다.

(제12 형태)

본 발명의 제12 형태는,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

상기 묘화 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k2가,

-100㎚≤k2≤100㎚

를 만족시키고,

상기 묘화 제어계는,

상기 설계 묘화 데이터 W1과, 상기 포토마스크 기판의 이면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 입력하는 입력 수단과,

상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D3을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산을 행하여, 상기 묘화 수단에 의한 묘화를 제어하는 데이터 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치이다.

(제13 형태)

본 발명의 제13 형태는,

상기 제1 내지 제6 형태 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크를 준비하는 공정과,

노광 장치를 사용하여 상기 포토마스크를 노광하는 공정을 포함하는 표시 장치의 제조 방법이다.

(제14 형태)

본 발명의 제14 형태는,

투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하여 형성된 전사용 패턴을 갖는 포토마스크 기판의 검사 방법으로서,

상기 포토마스크 기판을, 검사 장치의 스테이지에 재치하는 공정과,

상기 전사용 패턴의 형상을 측정하여, 패턴 검사 데이터 X1을 얻는 검사 데이터 취득 공정과,

상기 전사용 패턴의 양부를 판정하는 판정 공정을 포함하고,

상기 판정 공정에서는,

상기 검사 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 검사 장치 고유 데이터 M2와,

상기 검사 장치 고유 데이터 M2 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D4와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 방법이다.

(제15 형태)

본 발명의 제15 형태는,

상기 판정 공정에서는, 상기 좌표 어긋남 합성량 D4를, 상기 패턴 검사 데이터 X1, 또는 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는, 상기 제14 형태에 기재된 포토마스크 기판의 검사 방법이다.

(제16 형태)

본 발명의 제16 형태는,

상기 검사 장치의 스테이지면에 평행인 면을 XY 평면이라 하고, 그 XY 평면에 수직인 축을 Z축이라 할 때,

상기 좌표 어긋남 합성량 D4는, 상기 검사 장치 고유 데이터 M2와 상기 이면 데이터 S2의 합계에 의한, Z축 방향의 높이 변동 데이터 H2를, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환한 것인 것을 특징으로 하는, 상기 제14 형태에 기재된 포토마스크 기판의 검사 방법이다.

(제17 형태)

본 발명의 제17 형태는,

상기 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1이,

-100㎚≤k1≤100㎚

를 만족시킬 때,

상기 판정 공정에서는,

상기 검사 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 검사 장치 고유 데이터 M2를 준비하고,

상기 검사 장치 고유 데이터 M2에 기인하는 좌표 어긋남량 D5와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 방법이다.

(제18 형태)

본 발명의 제18 형태는,

상기 검사 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k3이,

-100㎚≤k3≤100㎚

를 만족시킬 때,

상기 판정 공정에서는,

상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D6과, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 방법이다.

(제19 형태)

본 발명의 제19 형태는,

투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하여 형성된 전사용 패턴을 갖는 포토마스크 기판의 검사 장치로서,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

상기 스테이지에 재치된 상태의 포토마스크 기판이 갖는 전사용 패턴의 형상을 측정하여, 패턴 검사 데이터 X1을 취득하는 측정 수단과,

상기 전사용 패턴의 양부를 판정하는 판정 수단을 구비하고,

상기 판정 수단은,

상기 검사 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 검사 장치 고유 데이터 M2를 보유하는 기억 수단과,

상기 설계 묘화 데이터 W1, 및 상기 포토마스크 기판의 이면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 입력하는 입력 수단을 포함하고,

상기 검사 장치 고유 데이터 M2 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D4와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 장치이다.

(제20 형태)

본 발명의 제20 형태는,

상기 판정 수단은, 상기 좌표 어긋남 합성량 D4를, 상기 패턴 검사 데이터 X1, 또는 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는, 상기 제19 형태에 기재된 포토마스크 기판의 검사 장치이다.

(제21 형태)

본 발명의 제21 형태는,

상기 기억 수단은, 상기 검사 장치 고유 데이터 M2를, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환한, 좌표 어긋남 보정량으로서 보유하는 것을 특징으로 하는, 상기 제19 형태에 기재된 포토마스크 기판의 검사 장치이다.

(제22 형태)

본 발명의 제22 형태는,

상기 기억 수단은, 상기 검사 장치 고유 데이터 M2를, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환하여 좌표계를 보정한, 보정 좌표계로서 보유하는 것을 특징으로 하는, 상기 제19 형태에 기재된 포토마스크 기판의 검사 장치이다.

(제23 형태)

본 발명의 제23 형태는,

상기 검사 장치 고유 데이터 M2는, 상기 스테이지의 표면 형상을 나타내는, 스테이지의 평탄도 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 제19 내지 제22 중 어느 하나의 형태에 기재된 포토마스크 기판의 검사 장치이다.

(제24 형태)

본 발명의 제24 형태는,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

상기 판정 수단은,

상기 설계 묘화 데이터 W1을 입력하는 입력 수단을 포함하고,

상기 검사 장치 고유 데이터 M2에 기인하는 좌표 어긋남량 D5와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 포토마스크 기판의 검사 장치이다.

(제25 형태)

본 발명의 제25 형태는,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

상기 검사 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k3이,

-100㎚≤k3≤100㎚

를 만족시키고,

상기 판정 수단은,

상기 설계 묘화 데이터 W1과, 상기 포토마스크 기판의 이면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 입력하는 입력 수단을 포함하고,

상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D6과, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 포토마스크 기판의 검사 장치이다.

본 발명에 따르면, 포토마스크의 제조에 있어서의 좌표 정밀도의 향상을, 보다 효율적으로 행함으로써, 생산성이나 비용을 보다 유리하게 할 수 있다.

도 1은 포토마스크 기판의 일례를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 묘화 장치의 구성예를 도시하는 개략도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 포토마스크 기판의 제조 방법을 설명하는 도면으로서, (a)는 포토마스크 기판의 이면 데이터 S2를 준비하는 단계, (b)는 묘화 장치 고유 데이터 M1을 준비하는 단계, (c)는 높이 변동 데이터 H1을 구하는 단계, (d)는 좌표 어긋남 합성량 D1을 구하는 단계, (e)는 보정 묘화 데이터 W2를 구하는 단계를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 포토마스크 기판의 제조 방법 및 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 도면으로서, (a)는 포토마스크 기판에 패턴을 묘화하는 단계, (b)는 포토마스크 기판을 노광하는 단계를 도시하는 도면.
도 5의 (a)는 포토마스크 기판의 이면 데이터 S2의 일례를 도시하는 도면이고, (b)는 묘화 장치 고유 데이터 M1의 일례를 도시하는 도면.
도 6의 (a)는 포토마스크 기판의 이면 데이터 S2를 미러 반전하여 얻어지는 데이터의 일례를 도시하는 도면이고, (b)는 높이 변동 데이터 H1의 일례를 도시하는 도면.
도 7은 XY 변환의 일례를 설명하는 도면.
도 8은 설계 묘화 데이터와 보정 묘화 데이터의 묘화 위치의 관계를 나타내는 개념도.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 포토마스크의 검사 방법을 설명하는 도면으로서, (a)는 패턴 검사 데이터 X1을 얻는 단계, (b)는 포토마스크 기판의 이면 데이터 S2를 준비하는 단계, (c)는 검사 장치 고유 데이터 M2를 준비하는 단계, (d)는 높이 변동 데이터 H2를 구하는 단계, (e)는 좌표 어긋남 합성량 D4를 구하는 단계, (f)는 비교용 검사 데이터 X2를 얻어 판정하는 단계를 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 포토마스크 기판의 검사 장치의 구성예를 도시하는 개략도.
도 11은 종래의 제조 방법에 의한 포토마스크의 일례를 설명하는 도면으로서, (a)는 포토마스크 기판의 상태, (b)는 묘화의 단계, (c)는 노광의 단계를 도시하는 도면.
도 12는 종래의 제조 방법에 의한 포토마스크의 다른 예를 설명하는 도면으로서, (a)는 포토마스크 기판의 막면 형상 데이터를 얻는 단계, (b)는 스테이지 상의 기판 막면의 높이 분포 데이터를 얻는 단계, (c)는 보정 묘화 데이터를 얻는 단계를 도시하는 도면.
도 13은 종래의 제조 방법에 의한 포토마스크의 다른 예를 설명하는 도면으로서, (a)는 포토마스크 기판에 패턴을 묘화하는 단계, (b)는 포토마스크 기판을 노광하는 단계를 도시하는 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

본 발명은 포토마스크의 제조 방법, 묘화 장치, 표시 장치의 제조 방법, 포토마스크 기판의 검사 방법, 및 포토마스크 기판의 검사 장치를 포함하는 것이다. 이하, 각각의 실시 형태에 대하여 설명한다.

<제1 실시 형태>

본 발명의 제1 실시 형태는,

상기 묘화 공정에서는,

상기 묘화 장치 고유 데이터 M1 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 포토마스크 기판에 전사용 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

본 실시 형태에서는, 일례로서, 도 1에 도시한 포토마스크 기판(1)을 사용한다. 이 포토마스크 기판(1)은 레지스트를 구비한 포토마스크 블랭크로서, 투명 기판(2)과, 박막으로서의 차광막(3)과, 레지스트막(4)을 구비한다. 투명 기판(2)은 표리의 관계로 2개의 주면(2a, 2b)을 갖는다. 투명 기판(2)의 제1 주면(2a)에, 차광막(3)과, 레지스트막(4)이 순서대로 적층되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 투명 기판(2)의 제1 주면(2a)측에 위치하는 포토마스크 기판(1)의 주면을, 포토마스크 기판(1)의 제1 주면, 표면, 또는 막면이라고도 한다. 또한, 투명 기판(2)의 제2 주면(2b)측에 위치하는 포토마스크 기판(1)의 주면을, 포토마스크 기판(1)의 제2 주면, 또는 이면이라고도 한다.

투명 기판(2)으로서는, 석영 유리 등의 투명 재료를 평탄하게 또한 평활하게 연마한 것을 사용할 수 있다. 표시 장치 제조용의 포토마스크에 사용하는 투명 기판으로서는, 주표면이 한 변 300∼1800㎜인 사각형이며, 두께가 5∼16㎜인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 포토마스크 기판(1)은 투명 기판(2)의 제1 주면(2a)에, 박막으로서 Cr(크롬)계의 차광막(3)을 성막하고, 또한 그 차광막(3) 상에 레지스트막(4)을 형성함으로써 얻어진다. 여기에서는, 레지스트막(4)의 재료로서 포토레지스트를 사용한다. 포토레지스트는, 포지티브형이어도 네가티브형이어도 되지만, 여기에서는 포지티브형을 사용하기로 한다. 박막의 소재는, 물론 상기에 한정되지 않고, 포토마스크를 구성하는 막(차광막, 반투광막 등)으로서 사용되는 소재이면, 어떠한 소재여도 상관없다.

상기의 포토마스크 기판(1)을 사용하여, 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를 제조하기 위해서는, 포토마스크 기판(1)에 대하여 묘화를 행하는 묘화 공정과, 차광막(3)을 패터닝하는 공정(이하, 「패터닝 공정」이라 함)을 행할 필요가 있다. 이 중, 묘화 공정에서는, 포토마스크 기판(1)의 레지스트막(4)에 레이저 빔 등의 에너지 빔을 조사하고, 또한 조사 위치를 변화시킴으로써, 전사용 패턴을 묘화한다. 그 후의 패터닝 공정에서는, 현상액 등을 사용하여 레지스트막(4)을 현상하여, 포토마스크 기판(1)의 차광막(3) 상에 레지스트 패턴을 형성한다. 또한 레지스트 패턴을 사용하여 차광막(3)을 패터닝한다. 상술한 바와 같이 차광막(3)을 Cr계의 재료로 형성한 경우에는, Cr용 에칭제를 사용하여 차광막(3)을 패터닝할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 방법에서 사용되는 묘화 장치의 개념도이다.

묘화 장치로서는, EB(Electron Beam) 묘화 장치, 레이저 묘화 장치 등을 적용 가능하지만, 여기에서는, FPD용의 레이저 묘화 장치를 사용한다. 이 묘화 장치는, 스테이지(10)와, 묘화 수단(11)과, 높이 측정 수단(12)과, 묘화 제어계(15)를 구비하고 있다.

도 1, 도 2를 참조하여, 스테이지(10)는 묘화의 대상으로 되는 포토마스크 기판(1)을 수평하게 재치한 상태에서 지지(고정)한다. 이때, 박막(본 실시 형태에서는 차광막(3))이 형성되어 있는 투명 기판(2)의 제1 주면(2a)을 상향으로 하여 포토마스크 기판(1)을 배치한다.

묘화 수단(11)은 레이저 빔을 조사하면서, XY 평면과 평행하게 이동하는 묘화 헤드(14)(도 4 참조)를 갖는다. 이 묘화 헤드(14)의 이동에 의해 포토마스크 기판(1)의 막면 전체를 레이저 빔으로 주사할 수 있다. 단, 레이저 빔에 의한 주사는, 묘화 헤드(14)와 스테이지(10)의 상대적인 이동에 의해 행해지는 것이기 때문에, 묘화 헤드(14)의 이동 대신에 스테이지(10)의 이동에 의해 행해도 되고, 묘화 헤드(14)의 이동과 스테이지(10)의 이동을 적절히 조합하여 행해도 된다.

여기서, 묘화 장치의 스테이지(10)에 포토마스크 기판(1)을 재치한 상태에서, 스테이지(10)의 표면이나 투명 기판(2)의 주면(2a, 2b)과 실질적으로 평행인 평면을 XY 평면(XY 좌표 평면)이라 하고, 이 XY 평면에 직교하는 축을 Z축(높이 방향의 높은 쪽을 정방향)이라 한다. 또한, XY 평면 내에서 Z축에 직교하는 X축 및 Y축 중, 어느 한쪽의 축은, 포토마스크 기판(1)의 긴 변 또는 짧은 변에 평행하게 배치되는 것으로 한다. 이 조건은, 후술하는, 포토마스크 기판의 검사 장치에 있어서도 마찬가지이다.

높이 측정 수단(12)은 측정 대상으로 되는 표면의 높이를 측정하는 기능을 갖는다. 예를 들어 측정 대상으로 되는 표면에 소정 간격(예를 들어, X축 방향 및 Y축 방향으로 각각 10㎜ 간격)으로 격자 형상으로 복수의 측정점을 설정하고, 각각의 측정점마다 표면의 높이를 측정한다. 이에 의해, 측정 대상으로 되는 표면의 형상을 나타내는 높이 분포 데이터가 얻어진다. 높이 측정 수단(12)은 스테이지(10)에 포토마스크 기판(1)이 재치되어 있는 상태에서는, 포토마스크 기판(1)의 표면(막면)을 측정 대상으로 하여 높이 측정을 행하는 것이 가능하고, 스테이지(10)에 포토마스크 기판(1)이 재치되어 있지 않은 상태에서는, 스테이지(10)의 표면을 측정 대상으로 하여 높이 측정을 행하는 것이 가능하다.

묘화 제어계(15)의 상세한 기능에 대해서는 후술한다.

묘화 공정에서는, 얻고자 하는 디바이스의 설계에 기초하여 설계 묘화 데이터 W1을 작성하고, 이 설계 묘화 데이터 W1을, 묘화 제어계(15)가 구비하는 입력 수단(15b)에 의해 입력한다. 단, 이 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여 묘화를 행하면, 포토마스크 기판의 형상이나 묘화 장치에 기인하는 기판의 변형 요인에 의해, 제작된 포토마스크에 의한 전사상의 좌표 정밀도에 문제가 발생하는 경우가 있다. 따라서, 설계 묘화 데이터 W1에 보정을 실시한 보정 묘화 데이터를 사용하는 것이 생각된다.

설계 묘화 데이터 W1의 보정은, 묘화 장치의 스테이지(10)에 포토마스크 기판(1)을 세트하여 묘화할 때의 막면 형상과, 노광 장치에 포토마스크를 세트하여 노광할 때의 막면 형상의 차이에 기인하는 좌표 어긋남량을 정량적으로 구하고, 이 좌표 어긋남량을 상쇄하도록, 설계 묘화 데이터에 좌표 어긋남량을 반영시킴으로써 행할 수 있다. 즉, 상기 막면 형상의 차이, 즉 전사용 패턴 내의 각 좌표 위치에 있어서의 높이의 차이(Z축 방향의 차이)를, X축 방향 및 Y축 방향(XY 평면)의 좌표의 어긋남량으로 변환(이하, 「XY 변환」이라고도 함)하고, 설계 묘화 데이터 W1에 있어서의 대응하는 위치에, 이 어긋남을 캔슬하는 방향의 보정을 가하면 된다.

그런데, 묘화 시에 포토마스크 기판의 막면 형상이 변형되는 요인(이하, 「변형 요인」이라고도 함)에는, 이하의 4개의 요인이 있다.

(1) 묘화 장치의 스테이지 표면의 요철 등, 묘화 장치에 고유의 변형 요인. 동일한 묘화 장치를 사용하는 한, 재현성이 있는 것.

(2) 묘화 장치의 스테이지와 포토마스크 기판의 이면 사이에 이물이 끼이는 것에 의한, 포토마스크 기판의 휨. 포토마스크 기판을 스테이지 상에 재치할 때에, 이물의 끼임에 의한 포토마스크 기판의 이면의 휨이, 그것과 반대측의 막면의 변형으로서 나타난다.

(3) 포토마스크 기판의 제1 주면으로 되는 막면의 요철. 평탄화를 위한 정밀 연마 후, 다시 제1 주면에 잔존하는 것.

(4) 포토마스크 기판의 제2 주면으로 되는 이면의 요철.

한편, 전사용 패턴이 형성된 포토마스크 기판(포토마스크)을 노광 장치에 세트할 때에는, 전사용 패턴이 형성되어 있는 영역보다도 외측의 부분을 지그 등에 의해 보유 지지한다. 이때, 포토마스크 기판에는 자체 중량에 의한 휨이 발생한다. 단, 포토마스크 기판의 자체 중량 휨에 의한 좌표 어긋남의 영향은, 포토마스크 기판의 소재나 형상 등, 기지의 파라미터에 의해 산정 가능하고, 또한 노광 장치에 있어서도 이것을 보상하는 기구를 구비하는 것이 있다. 따라서, 본 발명에서는, 노광 시의 포토마스크 기판의 자체 중량 휨에 의한 변형 이외의 요인에 의한 좌표 어긋남에 주목한다. 즉, 본 발명에서 말하는, 묘화 시와 노광 시의, 포토마스크 기판의 형상 변화분에는, 노광 장치 내에서의 포토마스크 기판의 자체 중량 휨에 의한 변화는 포함되지 않는 것으로 한다.

또한, 상기 4개의 변형 요인 중, (3)의 포토마스크 기판의 막면의 요철에 대해서는, 묘화 시에서도 노광 시에서도 마찬가지로 존재하기 때문에 차이가 발생하지 않는다. 따라서, (1), (2), (4)의 변형 요인에 의해 발생하는 좌표 어긋남을 보정하는 것이 생각된다.

따라서, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 포토마스크 기판(61)의 막면 형상 데이터를 취득하는 한편, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 묘화 장치의 스테이지(60)에 포토마스크 기판(61)을 재치한 상태에서, 포토마스크 기판(61)의 상측의 면의 높이 분포를 측정하여 높이 분포 데이터를 취득하고 있다. 또한, 도 12의 (c)에 도시한 바와 같이, 막면 형상 데이터와 높이 분포 데이터의 차분 데이터를 사용하여 설계 묘화 데이터를 보정함으로써, 보정 묘화 데이터를 구하고 있다. 그리고, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 묘화 헤드(62)에 의해 패턴 묘화할 때에는, 상기 보정 묘화 데이터를 적용하여 포토마스크 기판(61)에 패턴을 묘화하고 있다. 이에 의해, 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 노광 장치의 지그(63)에 포토마스크 기판(61)을 세트하여 노광할 때에는, 전사상에 좌표 어긋남이 발생하지 않도록 하고 있다.

또한, 포토마스크 기판(61)의 막면 형상 데이터를 취득하는 경우에는, 포토마스크 기판(61)의 막면이 수평면에 대하여 수직으로 되도록 보유 지지함으로써, 포토마스크 기판(61)의 자체 중량에 의한 휨을 실질적으로 배제하고, 그 상태에서, 포토마스크 기판(61)의 막면 형상 데이터, 즉 막면의 플랫니스 데이터를 취득하고 있다. 이 막면 형상 데이터는, 상기 (3)의 포토마스크 기판의 막면의 요철에 상당한다.

한편, 포토마스크 기판(61)의 높이 분포 데이터를 취득하는 경우에는, 포토마스크 기판(61)의 막면을 상측으로 하여, 묘화 장치의 스테이지(60)에 포토마스크 기판(61)을 재치하고, 그 상태에서 포토마스크 기판(61)의 상측의 면(막면)의 높이 분포를 측정하고 있다. 구체적으로는, 묘화 장치의 스테이지(60) 상에 재치한 포토마스크 기판(61)의 막면에 복수의 측정점을 설정하고, 각각의 측정점에 있어서의 막면의 높이 분포를 측정함으로써, 막면 전체의 높이 분포 데이터를 취득하고 있다. 이 높이 분포 데이터는, 묘화 장치에 포토마스크 기판(61)을 세트한 상태에서의 막면 형상을 나타내는 것으로서, 이상 평면으로부터의 변형 요인의 합계, 즉 상기 4개의 변형 요인에 의한 막면 형상의 변형분의 합계를 의미한다.

상기 특허문헌 1에 기재된 방법에 의하면, 포토마스크 기판(61)의 막면 형상 데이터가, 상기 (3)의 변형 요인을 포함하고, 포토마스크 기판(61)의 막면의 높이 분포 데이터가 상기 (1), (2), (3), (4)의 변형 요인을 포함한다. 따라서, 막면 형상 데이터와 높이 분포 데이터의 차분 데이터는 상기 (1), (2), (4)의 변형 요인을 포함하게 된다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 이 차분 데이터를 사용하여 설계 묘화 데이터를 보정하고 있다. 이에 의해, 묘화 시와 노광 시의 막면 형상의 차이에 의해 발생하는 좌표 어긋남을 보정하는 것이 가능해진다.

그러나, 묘화 장치의 스테이지에 포토마스크 기판을 놓고 막면의 높이 분포를 측정하는 방법에서는, 포토마스크 기판에 대하여 묘화 수단에 의해 묘화를 행할 때마다, 그 포토마스크 기판에 대해 미리 높이 분포의 측정을 행하여 높이 분포 데이터를 취득할 필요가 있다. 본 발명자의 한층 더한 검토에 의하면, 이 높이 분포 데이터를 취득하기 위해 필요로 되는 묘화 장치의 점유 시간은, 포토마스크의 생산에 있어서 경시할 수 없다. 따라서, 본 발명자는, 묘화 시와 노광 시의 막면 형상의 차이에 의한 좌표 어긋남을 보정할 때에, 묘화 장치의 점유 시간을 증대시키지 않는 방법에 대하여 검토하였다.

먼저, 상술한 바와 같이, 묘화 시와 노광 시의 막면 형상의 차이에 의한 좌표 어긋남은, 상기 (1), (2), (4)의 변형 요인에 기인한다. 이 중, (1)의 스테이지 표면의 요철, 및, (4)의 포토마스크 기판의 이면의 요철은, 묘화 장치에 포토마스크 기판을 재치하지 않아도, 각각 개별의 측정에 의해 파악하는 것이 가능하다. 이에 반해, (2)의 이물의 끼임에 의한 기판의 휨은, 묘화 장치에 포토마스크 기판을 재치하기 전에 측정하여, 파악하는 것은 어렵다. 그 이유는, (2)의 변형 요인은 매우 우발적인 것으로서, 재현성이 없기 때문이다. 단, (2)의 변형 요인에 대해서는, 묘화 장치를 적절하게 관리함으로써, 이물의 끼임의 발생 확률을 최대한 내릴 수 있고, 설령 끼임이 발생한 경우라도 기판의 휨량을 작게 하여, 그 영향 정도를 저하시키는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, (1)과 (4)의 변형 요인에 의해 발생하는 좌표 어긋남을 구하는 것으로 하였다.

(스테이지 표면의 요철에 대하여)

먼저, (1)의 스테이지 표면의 요철 등, 묘화 장치 고유의 변형 요인에 의한 영향을 측정한다. 도 1, 도 2를 참조하여, 예를 들어 스테이지(10)에 포토마스크 기판(1)을 재치하지 않은 상태에서 높이 측정 수단(12)에 의해 높이 분포를 측정한다. 그 경우, 높이 측정 수단(12)은 스테이지(10)의 표면(포토마스크 기판(1)이 재치되는 면)을 피측정면으로 하여 높이 측정을 행하여, 스테이지(10) 표면의 형상(평탄도)을 반영한 높이 분포 데이터를 얻는다. 이 데이터는, 그 묘화 장치에 재치하는 포토마스크 기판에 상관없이, 재현성이 있다.

상기 측정은, 스테이지(10)에 포토마스크 기판(1)을 미재치한 상태에서 미리 행해 둘 수 있다. 또한, 이 측정에 의해 얻어지는 스테이지(10) 표면의 높이 분포 데이터는, 묘화 제어계(15)의 기억 수단(15a)에 보유해 둘 수 있다. 스테이지(10) 표면의 높이 분포 데이터는, 묘화 장치가 포토마스크 기판(1)의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 묘화 장치 고유 데이터 M1로 된다.

단, 스테이지(10) 표면의 높이 분포 데이터 외에도, 포토마스크 기판(1)의 형상에 영향을 미치는 묘화 장치 고유의 요인이 있으면, 그것을 묘화 장치 고유 데이터 M1에 가해도 된다. 즉, 스테이지(10) 표면의 형상 이외에도, 거기에 재치된 포토마스크 기판(1)의 막면에 변형을 제공하는 묘화 장치 고유의 요인이 있으면, 그것을 미리 측정해 둔다. 그리고, 그 측정 데이터를, 포토마스크 기판(1)이 재치되었을 때의, 막면 높이 분포(즉 Z축 방향의 변형량의 분포)에 제공하는 파라미터로서, 묘화 제어계(15)의 기억 수단(15a)에 보유해 둔다. 이 때문에, 묘화 장치 고유 데이터 M1은, 스테이지(10) 표면의 높이 분포 데이터를 포함하는 경우와, 그 높이 분포 데이터와 다른 요인 데이터를 포함하는 경우가 있다. 본 실시 형태에서는, 일례로서, 묘화 장치 고유 데이터 M1이 스테이지(10) 표면의 높이 분포 데이터를 포함하는 경우를 상정한다.

또한, 묘화 장치 고유 데이터 M1은, XY 면내에서의 좌표 어긋남량으로 환산하기 위해, XY 변환한 값으로서 보유해 두어도 된다. XY 변환의 방법에 대해서는 후술한다. 또한, 묘화 장치 고유 데이터 M1은, 묘화 장치에 구비된 묘화 제어계(15)의 기억 수단(메모리 등)(15a)에 보유해 둘 수 있다. 또한, 스테이지(10)의 표면 형상은, 단기적으로는 거의 변화되지 않지만, 장기적으로 보면 약간씩 변화되는 것도 생각된다. 이 때문에, 예를 들어 포토마스크 기판(1)의 묘화 처리 매수가 미리 결정된 소정 매수에 도달하면, 높이 측정 수단(12)을 사용하여 스테이지(10) 표면의 높이 분포를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여, 묘화 제어계(15)의 기억 수단(15a)에 보유하는 묘화 장치 고유 데이터 M1을 갱신해도 된다. 스테이지 이외의 장치 고유의 변형 요소에 대해서도 마찬가지로 할 수 있다.

묘화 장치 고유 데이터 M1은, 예를 들어 스테이지(10)의 면내에서, 소정 간격(예를 들어 10㎜ 간격)으로 격자 형상으로 복수의 측정점을 설정하고, 각각의 측정점마다 높이 측정을 행하여 얻어지는 높이 분포 데이터로 할 수 있다. 이 높이 분포 데이터는, 스테이지(10) 표면의 평탄도 맵으로서 보존해 둘 수 있다. 그때, 각각의 측정점의 위치는, 후술하는 포토마스크 기판의 막면 데이터나 이면 데이터를 취득할 때에 설정하는 측정점의 위치와 대응하도록 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 측정점의 간격은, 후술하는 피치 P와 동일하게 할 수 있다. 이와 같이 스테이지(10) 표면에서 측정점의 위치를 선택함으로써, 포토마스크 기판의 막면 형상이나 이면 형상은, 스테이지(10)의 표면 형상과 마찬가지로, 소정 간격의 복수의 측정점에 의한 높이 분포(평탄도 분포, 평탄도 맵)로서 표현할 수 있다. 이 때문에, 각각의 면 형상을 나타내는 데이터를, 각각의 측정 위치를 대응지어 취급하는 경우에 편리하다.

묘화 장치의 스테이지(10) 표면의 높이 분포의 측정은, 높이 측정 수단(12)에 의해 행할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 스테이지(10) 표면으로부터 일정한 거리를 두고 높이 측정 수단(12)을 배치하고, 그 상태에서 높이 측정 수단(12)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 적절히 이동시킨다. 그때, 스테이지(10)의 표면 형상에 의한 높이의 변화에 따라서 높이 측정 수단(12)의 높이가 Z축 방향으로 변화되도록, 높이 측정 수단(12)을 지지하는 기구로 한다. 이에 의해, 높이 측정 수단(12)의 높이의 변화를, 스테이지(10) 표면의 높이의 변화로서 측정할 수 있다.

또한, 표면의 높이를 측정하는 방법으로서는, 예를 들어, 오토콜리미터 등의 광학적 각도 측정기나 Laser 평면도 측정기를 사용하여, 스테이지(10)의 면내에 소정 간격으로 설정한 각각의 측정점에 있어서의 각도 측정에 의해 행할 수 있다. 그리고, 이 측정에 의해, 소정의 측정 피치에 의한 각 위치의 평탄도를 얻어, 평탄도 맵을 얻을 수 있다. 또한, 그 밖에도, 예를 들어 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 등이어도 되고, 특정한 방법에 한정되지 않는다.

(포토마스크 기판의 이면의 요철에 대하여)

한편, 상기 (4)의 포토마스크 기판의 이면의 요철은, 포토마스크 기판(1)의 이면의 형상 측정을 행함으로써 얻어진다. 예를 들어, 포토마스크 기판(1)을 그 주면이 실질적으로 수평면과 수직으로 되도록 보유 지지하고, 포토마스크 기판(1)의 자체 중량에 의한 휨이 실질적으로 표리(양쪽 주면)의 형상에 영향을 미치지 않는 상태로 하여, 평탄도 측정기 등을 사용하여, 제2 주면(이면)의 형상을 측정한다. 이 측정은, 광학적인 측정 방법을 사용하는 평탄도 측정기에 의해 행할 수 있고, 측정 장치의 예로서, 예를 들어 구로다 세이코 가부시끼가이샤제의 평면도 측정기 FTT 시리즈나, 일본 특허 공개 제2007-46946호 공보에 기재된 것 등을 들 수 있다. 이때, 포토마스크 기판(1)의 제2 주면 상에, 등간격(이격 거리를 피치 P로 함)으로, X축 방향 및 Y축 방향으로 그린 격자의 교점(격자점)을 복수 설정하고, 각각의 교점을 측정점으로 할 수 있다. 그리고, 소정의 기준면과, 상기의 각 측정점의 Z축 방향(기준면과 수직의 방향)의 거리를, 각 측정점에 대하여 측정할 수 있다. 각 측정점의 이격 거리, 즉 피치 P는, 예를 들어 10㎜로 설정할 수 있다. 이 측정에 의해, 포토마스크 기판(1)의 제2 주면 형상(평탄도)을 나타내는 이면 데이터 S2가 얻어진다.

이렇게 하여 얻어지는 포토마스크 기판(1)의 이면 데이터 S2를, 다른 면 형상을 나타내는 데이터와 연산하는(합이나 차를 얻는) 경우에는, 후술하는 바와 같이, 좌표의 대응 관계와, 좌표축의 방향에 유의할 필요가 있다. 예를 들어, 묘화 장치의 스테이지(10)의 표면 형상과, 스테이지(10)에 재치되는 포토마스크 기판(1)의 이면 형상을 합성한 것이, 포토마스크 기판(1)의 막면의 형상에 영향을 미치는 것을 생각하면, 상술한 묘화 장치 고유 데이터 M1과 이면 데이터 S2를 합성한 평탄도 맵을 구하는 것이 유용하다.

또한, 여기에서 사용한 평탄도 측정기는, 포토마스크 기판(1)의 이면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2의 취득에 한하지 않고, 이면 형상 이외의 면 형상을 나타내는 데이터의 취득에도 이용 가능하다. 예를 들어, 상기 이면 데이터 S2를 취득할 때, 포토마스크 기판(1)의 막면에 대해서도, 상기와 마찬가지로 측정점을 설정하여, 마찬가지의 측정을 행함으로써, 포토마스크 기판(1)의 막면 형상을 나타내는 막면 데이터 S1을 취득하는 것도 가능하다. 또한, 포토마스크 기판(1)의 막면 데이터 S1과 이면 데이터 S2에 의해, 대응하는 위치의 각 측정점에 있어서의 포토마스크 기판(1)의 두께(대응하는 측정점에 있어서의 막면으로부터 이면까지의 거리)를 취득하고, 이 취득 결과에 기초하여 포토마스크 기판(1)의 판 두께 분포 데이터 T를 구해 둘 수도 있다. 포토마스크 기판(1)의 판 두께 분포는, TTV(Total Thickness Variation)라고도 불린다. 측정점의 설정에 대해서는, 포토마스크 기판(1)의 기판 사이즈에 의한 측정 시간의 관점과, 보정 정밀도의 관점에서, 각 측정점의 이격 거리 P를 결정할 수 있다. 이 이격 거리 P는, 예를 들어 5㎜≤P≤100㎜, 보다 바람직하게는 10㎜≤P≤50㎜로 할 수 있다.

또한, 포토마스크 기판(1)의 이면, 또는 막면의 형상 측정은, 포토마스크로 될 때에는 박리되어 버리는 레지스트막(4)이 형성된 상태에서 행해도 되고, 레지스트막(4)을 형성하기 전에 행해도 된다. 이것은, 상기 (1)∼(4)의 변형 요인이 좌표 정밀도에 미치는 영향에 비해, 레지스트막(4)이 미치는 영향은 무시할 수 있을 만큼 작기 때문이다. 즉, 레지스트막(4)의 막 두께는 매우 작고(통상 600∼1000㎚ 정도), 그 막 두께 변동은 더욱 작은 것이기 때문에, 포토마스크 기판(1)의 제1 주면의 형상을 레지스트막(4) 상으로부터 측정해도 지장이 발생하지 않기 때문이다. 또한, 포토마스크 기판(1)의 주면의 형상 측정은, 포토마스크 기판(1)의 제1 주면에 박막(차광막(3))이 형성된 상태에서 행해도 되고, 박막을 형성하기 전의 투명 기판(2)의 상태에서 행해도 된다. 이것은, 박막이 포토마스크 기판(1)의 주면의 평탄도에 미치는 영향이 매우 미미하기 때문이다.

상술한 바와 같이, 묘화 시와 노광 시에서 막면 형상에 차이가 발생하는 원인으로서는 상기 (1), (2), (4)의 요인이 있고, 이 중 (2)에 대해서는, 묘화 장치 등의 제조 환경의 관리에 의해 발생 확률을 저감 가능한 것을 고려하면, 묘화 시와 노광 시의 막면 형상의 차이에 의한 좌표 어긋남의 주요인은 상기 (1)과 (4)로 된다. 따라서, 묘화 데이터를 적절하게 보정하기 위해서는, 상기 (1)과 (4)의 요인에 의한 좌표 어긋남의 영향의 합, 즉 좌표 어긋남 합성량 D1을 구하는 것이 과제로 된다.

좌표 어긋남의 합성량이란, 복수의 요인에 의해 이상 좌표로부터 어긋남이 발생하고, 이 어긋남이 누적된 경우의, 좌표 어긋남량의 합이다. 묘화 장치의 스테이지(10)의 표면도, 포토마스크 기판(1)의 이면도, 대부분의 경우, 이상적인 평면이 아닌 것을 고려하면, 이들의 현실의 면 형상으로부터 발생하는 이상 좌표로부터의 좌표 어긋남을 누적하고, 결과로서의 좌표 어긋남을 산출하고, 이것을 상쇄하도록, 묘화를 제어하면 된다.

따라서 본 실시 형태에서는, 묘화 장치의 스테이지(10)에, 막면을 상측으로 하여 포토마스크 기판(1)을 재치하고, 이 포토마스크 기판(1)에 묘화 공정에서 묘화를 행할 때에, 상술한 바와 같이 묘화 장치 고유 데이터 M1과 이면 데이터 S2를 준비하고, 이들 데이터 M1, 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을 구한다. 그리고, 묘화 장치 고유 데이터 M1 및 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을, 상기 좌표 어긋남을 상쇄하기 위해 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 묘화 수단(11)에 의한 패턴 묘화를 제어한다. 이 경우, 묘화 장치 고유 데이터 M1 및 이면 데이터 S2는, 모두 묘화 장치에 포토마스크 기판(1)을 재치하기 전에 취득해 두는 것이 바람직하다. 묘화 장치 고유 데이터 M1은, 묘화 장치의 묘화 제어계(15)가 갖는 기억 수단(15a)에 보유해 둘 수 있다. 또한, 이면 데이터 S2는, 묘화 대상으로 되는 포토마스크 기판(1)이 결정된 후, 묘화 장치의 묘화 제어계(15)가 갖는 입력 수단(15b)에 의해 입력할 수 있다. 본 발명에 있어서의, 데이터의 준비란, 데이터를 입력 수단(15b)에 의해 입력하는 것 외에, 기억 수단(15a)으로부터의 읽어들이기를 포함한다.

묘화 장치 고유 데이터 M1 및 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을, 좌표 어긋남을 상쇄하기 위해 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 프로세스는, 이하와 같이 행할 수 있다. 또한, 이 프로세스에 있어서의 연산 처리는, 묘화 장치의 묘화 제어계(15)가 갖는 데이터 제어 수단(15c)에 의해 행할 수 있다. 그 프로세스의 개요를 도 3을 사용하여 설명한다.

먼저, 도 3의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 포토마스크 기판(1)의 이면 데이터 S2와 묘화 장치 고유 데이터 M1을 준비한다. 다음에, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 포토마스크 기판(1)의 이면 데이터 S2를 미러 반전(좌우 반전)한 데이터와, 묘화 장치 고유 데이터 M1을 사용하여, 포토마스크 기판(1)의 막면의 높이 변동 데이터 H1을 구한다. 다음에, 도 3의 (d)에 도시한 바와 같이, 앞서 구한 높이 변동 데이터 H1을, XY 평면(X축 방향 및 Y축 방향)의 좌표의 어긋남량으로 변환(XY 변환)하여, 좌표 어긋남 합성량 D1을 구한다. 다음에, 도 3의 (e)에 도시한 바와 같이, 좌표 어긋남 합성량 D1에 기초하여 설계 묘화 데이터 W1을 보정함으로써, 보정 묘화 데이터 W2를 구한다.

상기의 보정 묘화 데이터 W2는, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 포토마스크 기판(1)을 스테이지(10)에 재치하여, 묘화 헤드(14)에 의해 패턴 묘화를 행하기 위한 묘화 데이터에 적용된다. 이때, 포토마스크 기판(1)에 묘화되는 패턴은, 좌표 어긋남 합성량 D1에 상당하는 분만큼, 설계 묘화 데이터 W1이 나타내는 패턴과는 상이한 것으로 된다. 단, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 포토마스크 기판(1)을 노광 장치의 지그(16)에 세트하여 노광할 때에는, 상기 좌표 어긋남 합성량 D1에 의해 좌표 어긋남이 상쇄되기 때문에, 설계 묘화 데이터 W1이 나타내는 패턴대로의 전사상이 얻어진다.

이하에, 묘화 장치 고유 데이터 M1 및 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 프로세스에 대하여 상세하게 설명한다.

도 5의 (a)는 포토마스크 기판(1)의 이면 형상을 측정하여 얻어지는 이면 데이터 S2의 일례를 도시한다. 도 5의 (b)는 묘화 장치의 스테이지(10)의 표면 형상을 측정하여 얻어지는 묘화 장치 고유 데이터 M1의 일례를 도시한다. 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 있어서는, 예를 들어 각각의 측정 데이터로부터 최소 제곱법에 의해 구한 기준 평면(최소 제곱 평면)의 높이를 제로로 하고, 그 기준 평면보다도 높이가 높은 부분(정의 값을 취하는 부분)을 상대적으로 연한 농도로 나타내고, 기준 평면보다도 높이가 낮은 부분(부의 값을 취하는 부분)을 상대적으로 짙은 농도로 나타내고 있다. 포토마스크 기판(1)의 이면 데이터 S2는, 묘화의 대상으로 되는 포토마스크 기판(1)이 결정된 후, 묘화 장치의 묘화 제어계(15)가 갖는 입력 수단(15b)으로부터 입력하면 된다. 또한, 묘화 장치 고유 데이터 M1은, 묘화 장치의 묘화 제어계(15)가 갖는 기억 수단(15a)에 미리 저장해 두면 된다.

다음에, 묘화 장치 고유 데이터 M1 및 이면 데이터 S2가 합산된, Z축 방향의 높이 변동 데이터 H1을 얻는다. 그때, 이면 데이터 S2의 X, Y 좌표의 방향(XY 평면에 있어서의 X, Y축의 방향)과, 묘화 장치 고유 데이터 M1의 X, Y 좌표의 방향이 일치하고 있지 않은 경우에는, 그들 데이터를 합산하기 전에, 양쪽 데이터의 XY 좌표의 방향을 일치시킬 필요가 있다. 예를 들어, 이면 데이터 S2는, 포토마스크 기판(1)의 이면측으로부터 측정한 것이면, 이 이면 데이터 S2를 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 미러 반전(예를 들어, 도면 중 일점쇄선으로 나타내는 Y축 주위로 반전)함으로써, 묘화 장치 고유 데이터 M1에 대하여 XY축의 방향을 일치시킬 수 있다. 바람직하게는, 포토마스크 기판(1)의 이면 데이터 S2에 설정한 각 측정점의 좌표 위치와, 묘화 장치 고유 데이터 M1의 측정 시에 스테이지(10)의 표면에 설정한 각 측정점의 좌표 위치를 각각 일치시킨다. 혹은, 양쪽 데이터 중 어느 하나에 있어서, 실제의 측정점으로부터 보간하거나, 또는 보외하여 얻은 의사적인 측정점의 높이 데이터를 사용해도 된다. 또한, 양쪽 데이터의 측정점 중, 대표점을 복수 선택하여, 이들이 서로 일치하도록 해도 된다.

단, 상기와 같이 이면 데이터 S2를 미러 반전하면, 각 측정점의 높이(Z축)의 정부가 반전된다. 이 때문에, 묘화 장치 고유 데이터 M1과 이면 데이터 S2의 합계(합)에 의해 막면의 높이 변동 데이터 H1을 연산하는 경우에는, 하기의 식과 같이, 묘화 장치 고유 데이터 M1로부터 이면 데이터 S2의 미러 반전 데이터를 차감함으로써, 포토마스크 기판(1)의 막면의 높이 변동 데이터 H1(도 6의 (b) 참조)을 구한다.

(높이 변동 데이터 H1)=(묘화 장치 고유 데이터 M1)-(이면 데이터 S2의 미러 반전 데이터)

다음에, 상기의 높이 변동 데이터 H1을, XY 평면(X축 방향 및 Y축 방향)의 좌표의 어긋남량으로 변환하여, 좌표 어긋남 합성량 D1을 얻는다. 이하에, XY 변환의 구체적인 방법을 예시한다.

(XY 변환)

먼저, 도 7에 도시한 바와 같이, 변형이 없는 이상적인 평면이었던 경우의 포토마스크 기판(1)의 막면을 가상적으로 기준면(21)이라 한다. 이 기준면(21)은 상기의 연산에 의해 구한 막면의 높이 변동 데이터 H1이 제로인 면이 된다. 단, 실제의 연산에 의해 구해지는 높이 변동 데이터 H1의 대부분은, 제로보다도 큰 값이나 작은 값을 취한다. 따라서, 예를 들어 높이 변동 데이터 H1이 제로인 측정점(22-1)과, 이 측정점(22-1)에 대하여 X축 방향 또는 Y축 방향에서 인접하는 측정점(22-2) 사이에, Z축 방향에서 H의 높이의 차이가 발생한 경우, 이 높이의 차이에 의해 포토마스크 기판(1)의 막면과 기준면(21)이 이루는 각도 Φ는,

로 나타내어진다. Pitch는 인접하는 2개의 측정점의 간격(상술한 피치 P)이다.

상기 (식 1)에 있어서, H/Pitch는 기판 표면의 높이 방향의 구배로 생각할 수도 있다.

또한, Φ의 값이 충분히 작으면,

로 근사할 수도 있다. 단, 이하의 설명에서는 (식 1)을 사용한다.

상기의 경우, 2개의 측정점(22-1, 22-2)이, 예를 들어 X축 방향에서 인접하는 것으로 하면, 이들 높이의 차이에 기인하는 측정점(22-2)의 X축 방향의 좌표 어긋남 d는, 포토마스크 기판(1)의 두께를 t로 하면, 일반적으로,

에 의해 구할 수 있다.

포토마스크 기판(1)의 두께 t는, 포토마스크 기판(1)의 평균 두께로 할 수 있다.

또한, 상기에 있어서도, Φ가 충분히 작으면,

로 근사할 수도 있다.

이와 같은 2개의 측정점의 높이의 차이에 기인하는 좌표 어긋남은, Y축 방향에서 인접하는 2개의 측정점에 관해서도, 상기와 마찬가지로 구할 수 있다.

이에 의해, X축 방향 및 Y축 방향에 대하여, Pitch에 대응한 높이 변동 데이터 H1을, 각 측정점에 있어서의 XY 평면 상의 좌표 어긋남으로 변환하여, 좌표 어긋남 합성량 D1을 얻을 수 있다. 즉, 높이 변동 데이터 H1이 나타내는 높이 분포에 기인하여 발생하는 좌표 어긋남을 정량적으로 파악할 수 있다. 그리고, 이 좌표 어긋남 합성량 D1에 기초하여, 미리 좌표 어긋남을 상쇄하는 방향으로 설계 묘화 데이터 W1을 보정함으로써, 보정 묘화 데이터 W2를 얻을 수 있다. 도 8은 설계 묘화 데이터와 보정 묘화 데이터의 묘화 위치의 관계를 나타내는 개념도이며, 도면 중의 흑색의 동그라미가 설계 묘화 데이터 W1의 묘화 위치, 회색의 동그라미가 보정 묘화 데이터 W2의 묘화 위치를 나타내고 있다.

도 1, 도 2로 되돌아가서, 묘화 장치는, 스테이지(10)에 재치된 포토마스크 기판(1)에 묘화를 행하는 경우에, 상기 보정 묘화 데이터 W2를 사용하여 묘화를 행한다. 구체적으로는, 묘화 장치의 묘화 제어계(15)가 보정 묘화 데이터 W2를 적용하여 묘화 수단(11)을 제어하여, 스테이지(10) 상의 포토마스크 기판(1)에 전사용 패턴을 묘화한다. 이에 의해, 좌표 어긋남 합성량 D1을 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 포토마스크 기판(1)에 전사용 패턴을 묘화할 수 있다.

이상 설명한 방법에 의하면, 묘화 장치의 스테이지(10)에 포토마스크 기판(1)을 놓고 높이 분포를 측정하지 않아도, 묘화 시와 노광 시의 기판 표면(막면)형상의 차이에 기인한 패턴의 좌표 어긋남을 보정할 수 있다. 이에 의해, 피전사체 상에 형성되는 패턴의 좌표 정밀도를 높일 때에, 묘화 장치의 점유 시간을 최대한 짧게 억제할 수 있다. 따라서, 포토마스크의 생산 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 여기에서는 좌표 어긋남 합성량 D1을 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키기 위해, 좌표 어긋남 합성량 D1에 기초하여 설계 묘화 데이터 W1을 보정하고, 이에 의해 얻어진 보정 묘화 데이터 W2를 사용하여 포토마스크 기판(1)에 묘화를 행하는 것으로 하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 설계 묘화 데이터 W1을 보정하는 대신에, 상기의 좌표 어긋남 합성량 D1에 기초하여, 묘화 장치가 갖는 좌표계를 보정하여 보정 좌표계를 구하고, 이 보정 좌표계를, 설계 묘화 데이터 W1과 함께 사용하여 묘화해도 된다. 이 경우에는, 묘화 장치가 갖는 좌표계가, 좌표 어긋남을 상쇄하도록 보정되기 때문에, 그 보정 좌표계에 설계 묘화 데이터 W1을 적용하여 패턴 묘화를 행함으로써, 좌표 어긋남 합성량 D1을 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 포토마스크 기판(1)에 전사용 패턴을 묘화할 수 있다.

또한, 포토마스크 기판(1) 상에서의 X축 및 Y축은, 각각 사각형의 기판 주면의 긴 변 방향을 X축 방향, 짧은 변 방향을 Y축 방향으로 해도 되고, 이것과 반대로, 기판 주면의 긴 변 방향을 Y축 방향, 짧은 변 방향을 X축 방향으로 해도 된다.

또한, 포토마스크 기판(1)의 이면 데이터 S2는, 포토마스크 기판(1)의 판 두께 분포 데이터 T와 막면 데이터 S1로부터 산출하여 구해도 된다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기의 연산 순서 외에, 연산의 전후를 교체해도 동일한 결과가 얻어지는 경우에 대하여, 배제되지 않는 것은 물론이다. 즉, 본 발명의 효과가 얻어지는 한에 있어서, 공정의 순서가 교체된 형태에 대해서도 본 발명에 포함된다.

이상, 묘화 장치의 스테이지(10) 상에서 높이 측정을 행하지 않고, 설계 묘화 데이터 W1의 보정, 혹은 묘화 장치의 좌표계의 보정을 행하는 방법에 대하여 설명하였다. 이 방법에서는, 묘화 장치를 사용하지 않아도 포토마스크 기판(1)의 이면 데이터 S2가 얻어지기 때문에, 실질적으로 묘화 장치의 점유 시간을 증가시키는 일이 없다. 한편, 포토마스크 기판(1)의 이면 데이터 S2를 얻기 위해서는, 포토마스크 기판 한장 한장에 대하여, 상술한 포토마스크 기판(1)의 이면의 형상 측정을 행하여 이면 데이터 S2를 보존할 필요가 있고, 이것이 소정의 공정수 및 소정의 시간을 요하여, 한층 더한 효율화를 도모하는 데 있어서 새로운 과제로 될 수 있다.

따라서, 좌표 어긋남의 영향 정도에 대하여, 포토마스크 기판(1)의 주면(특히, 제2 주면)의 요철이 충분히 작은 것을 선택하고, 이에 의해 이면 데이터 S2를 취득하기 위한 측정을 행하지 않는 방법이 생각된다. 즉, 상기 실시 형태에 있어서의 좌표 어긋남 합성량 D1 대신에, 묘화 장치 고유 데이터 M1만을 사용하여 좌표 어긋남량 D2를 구하고, 이 좌표 어긋남량 D2를 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 포토마스크 기판(1)에 전사용 패턴을 묘화하는 방법이다. 이하에, 이 방법을 본 발명의 제2 실시 형태로서 설명한다.

<제2 실시 형태>

본 발명의 제2 실시 형태는,

상기 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1이,

-100㎚≤k1≤100㎚

를 만족시킬 때,

상기 묘화 공정에서는,

상기 묘화 장치 고유 데이터 M1에 기인하는 좌표 어긋남량 D2를, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 포토마스크 기판에 전사용 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

이 방법은, 평탄성이 높은 포토마스크 기판을 사용하는 경우, 특히 포토마스크 기판의 이면(제2 주면)의 평탄도가 우수한 경우에 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 상기의 방법은, 포토마스크 기판의 이면의 평탄도가, 좌표 어긋남에 실질적으로 영향을 미치지 않는 범위 내인 것이, 미리 밝혀진 경우에 적용하는 것이 바람직하다.

즉, 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1은, 포토마스크 기판의 두께를 t1이라 하고, 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 맵을 취득할 때에 적용한 측정 피치(각 측정점의 이격 거리)를 p1이라 하고, X축 방향 또는 Y축 방향에서 인접하는 2개의 측정점의 Z축 방향의 높이의 차를 h1이라 할 때, 하기의 식에 의해 정의된다.

k1=(t1/2)×(h1/p1)

여기서, t1은 기판의 평균 두께, 또는, 규격상의 두께로 할 수 있다.

대부분의 경우, 포토마스크 기판 제품에는, 그 특징을 나타내는 수치로서, 주면(막면, 이면)의 평탄도 정보가, 측정 피치 p1 및 각 측정점에 있어서의 Z축 방향의 높이 데이터로서, 평탄도 맵 등의 형태로 부속된다.

상기의 h1/p1은, 소정의 측정점과 그것에 인접하는 측정점 사이에 있어서의, Z축 방향의 높이의 차이에 기인하여 상정되는 좌표 어긋남량을 의미한다. 이것이, 포토마스크 기판의 기판 면내 전체에 걸쳐 100㎚ 이하이면, 이 잠재적인 좌표 어긋남은, 그 포토마스크 기판을 사용하여 제조하는 표시 장치의 성능에는, 실질적으로 영향을 주지 않는다. 따라서, 평탄도 계수 k1의 값은, 바람직하게는 -100㎚≤k1≤100㎚이며, 보다 바람직하게는, -50㎚≤k1≤50㎚이다. 또한, 측정 피치 p1의 값은, 바람직하게는 5㎜≤p1≤100㎜이며, 보다 바람직하게는 10㎜≤p1≤50㎜이다.

따라서 본 제2 실시 형태에서는, 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1이, -100㎚≤k1≤100㎚(보다 바람직하게는, -50㎚≤k1≤50㎚)를 만족시키는 경우에는, 상기 제1 실시 형태에서 사용한 높이 변동 데이터 H1 대신에, 묘화 장치 고유 데이터 M1을 적용하고, 이 묘화 장치 고유 데이터 M1에서 유래되는 좌표 어긋남량 D2를 사용하여, 좌표 어긋남을 보정하는 것으로 하였다. 그때의 보정 방법은, 기본적으로 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

즉, 묘화 장치 고유 데이터 M1이 Z축 방향의 높이 분포 데이터를 나타내는 것인 것으로 하면, 그 묘화 장치 고유 데이터 M1을, XY 평면의 좌표의 어긋남량으로 변환하여, 좌표 어긋남량 D2를 얻는다. 그리고, 이 좌표 어긋남량 D2를, 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 포토마스크 기판(1)에 전사용 패턴을 묘화한다. 구체적으로는, 좌표 어긋남량 D2에 기초하여 설계 묘화 데이터 W1을 보정하고, 이에 의해 얻어진 보정 묘화 데이터를 사용하여 포토마스크 기판(1)에 묘화를 행한다. 혹은, 설계 묘화 데이터 W1을 보정하는 대신에, 상기의 좌표 어긋남량 D2에 기초하여, 묘화 장치가 갖는 좌표계를 보정하여 보정 좌표계를 구하고, 이 보정 좌표계를, 설계 묘화 데이터 W1과 함께 사용하여 묘화한다.

상기의 방법에 의하면, 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1이 소정의 조건을 만족시킬 때에, 노광 공정에 있어서, 포토마스크 기판의 이면 데이터 S2를 사용하지 않고, 묘화 장치 고유 데이터 M1에 기인하는 좌표 어긋남량 D2를 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 포토마스크 기판에 전사용 패턴을 묘화한다. 이 때문에, 포토마스크 기판 한장 한장에 대하여 이면의 형상 측정을 행할 필요가 없어져, 한층 더한 효율화가 도모된다.

또한, 여기에서는 높이 변동 데이터 H1 대신에, 묘화 장치 고유 데이터 M1을 적용하는 경우에 대하여 설명하였지만, 높이 변동 데이터 H1 대신에, 포토마스크 기판의 이면 데이터 S2를 적용해도 된다. 이하에, 이 방법을 본 발명의 제3 실시 형태로서 설명한다.

<제3 실시 형태>

본 발명의 제3 실시 형태는,

상기 묘화 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k2가,

-100㎚≤k2≤100㎚

를 만족시킬 때,

상기 묘화 공정에서는,

상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D3을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 포토마스크 기판에 전사용 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

이 방법은, 스테이지(10)의 평탄도가 높은 묘화 장치를 사용하는 경우에 적용할 수 있다.

또한, 상기의 방법은, 묘화 장치 고유 데이터 M1이, 좌표 어긋남에 실질적으로 영향을 미치지 않는 범위 내인 것이, 미리 밝혀진 경우에 적용하는 것이 바람직하다.

즉, 스테이지(10)의 평탄도 계수 k2는, 스테이지(10) 표면의 평탄도를 나타내는 계수로서, 묘화 장치에 있어서, 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지의 평탄도 맵을 취득할 때에 적용한 측정 피치(각 측정점의 이격 거리)를 p2라 하고, X축 방향 또는 Y축 방향에서 인접하는 2개의 측정점의 Z축 방향의 높이의 차를 h2라 할 때, 하기의 식에 의해 정의된다.

k2=(t2/2)×(h2/p2)

여기서, t2는, 취급하는 포토마스크 기판의 최대의 두께를 고려하여, 예를 들어 16㎜로 할 수 있다.

상기의 h2/p2는, 소정의 측정점과 그것에 인접하는 측정점 사이에 있어서의, Z축 방향의 높이의 차이에 기인하여 상정되는 좌표 어긋남량을 의미한다. 이것이, 스테이지(10)의 표면 전체에 걸쳐 100㎚ 이하이면, 이 잠재적인 좌표 어긋남은, 그 포토마스크 기판을 사용하여 제조하는 표시 장치의 성능에는, 실질적으로 영향을 주지 않는다. 따라서, 스테이지(10)의 평탄도 계수 k2의 값은, 바람직하게는 -100㎚≤k2≤100㎚이며, 보다 바람직하게는, -50㎚≤k2≤50㎚이다. 또한, p2의 값은, 바람직하게는 5㎜≤p2≤100㎜이며, 보다 바람직하게는 10㎜≤p2≤50㎜이다.

따라서 본 제3 실시 형태에서는, 묘화 장치의 스테이지(10)의 평탄도 계수 k2가, -100㎚≤k2≤100㎚(보다 바람직하게는, -50㎚≤k2≤50㎚)를 만족시키는 경우에는, 상기 제1 실시 형태에서 사용한 높이 변동 데이터 H1 대신에, 포토마스크 기판의 이면 데이터 S2를 적용하고, 이 이면 데이터 S2에서 유래되는 좌표 어긋남량 D3을 사용하여, 좌표 어긋남을 보정하는 것으로 하였다. 그때의 보정 방법은, 기본적으로 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

즉, 포토마스크 기판의 이면 데이터 S2를, XY 평면의 좌표의 어긋남량으로 변환하여, 좌표 어긋남량 D3을 얻는다. 그리고, 이 좌표 어긋남량 D3을, 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 포토마스크 기판(1)에 전사용 패턴을 묘화한다. 구체적으로는, 좌표 어긋남량 D3에 기초하여 설계 묘화 데이터 W1을 보정하고, 이에 의해 얻어진 보정 묘화 데이터를 사용하여 포토마스크 기판(1)에 묘화를 행한다. 혹은, 설계 묘화 데이터 W1을 보정하는 대신에, 상기의 좌표 어긋남량 D3에 기초하여, 묘화 장치가 갖는 좌표계를 보정하여 보정 좌표계를 구하고, 이 보정 좌표계를, 설계 묘화 데이터 W1과 함께 사용하여 묘화한다.

또한, 상기 제1∼제3 실시 형태에 있어서, 묘화 공정이 완료된 후에는, 포토마스크 기판 상의 레지스트막은 현상 공정에 의해 현상되어, 레지스트 패턴으로 된다. 그리고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 박막을 에칭에 의해 패터닝하면, 전사용 패턴이 형성된다. 박막의 에칭에는, 드라이 에칭과 웨트 에칭 모두 적용 가능하지만, FPD용 포토마스크로서는, 웨트 에칭을 적용하는 것이 효율적이다.

또한, 포토마스크를 제조하는 경우에는, 필요에 따라서, 동일한 포토마스크 기판에 대하여 묘화, 현상, 에칭의 공정에 의한 패터닝을 반복할 수 있다. 나아가, 새로운 박막을 성막하는 공정을 포함할 수도 있다.

또한, 상기의 방법에 의해 제조되는 포토마스크의 용도에는 특별히 제약은 없다. 전사용 패턴은, 얻고자 하는 디바이스의 디자인에 기초하는 마스크 패턴이다. 이 전사용 패턴을 갖는 포토마스크는, 투광부와 차광부를 포함하는 2치의 패턴을 갖는, 소위 바이너리 마스크여도 된다. 혹은, 3계조 이상의 톤을 갖는 다계조 포토마스크여도 된다. 혹은, 소정의 투과율을 가짐과 함께, 노광광의 위상을 반전시키는 위상 시프트 기능을 갖는, 위상 시프트 마스크여도 된다. 포토마스크 기판이 갖는 박막으로서, 위상 시프트 효과를 갖는 재료나 막 두께를 적용한, 하프톤형 위상 시프트 마스크로 할 수도 있다.

또한, 포토마스크의 전사용 패턴은, 표시 장치 제조용으로 패터닝된 패턴인 것이 바람직하다. 이 경우, 본 발명의 제조 방법에 의한 포토마스크를, 노광 장치에 의해 노광하고, 그 포토마스크가 갖는 전사용 패턴을, 디스플레이 패널 기판 등의 피전사체에 전사할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 또는 제3 실시 형태에 따른 제조 방법을 적용하여 제조되는 포토마스크를 준비하는 공정과, 노광 장치를 사용하여 그 포토마스크를 노광하는 공정을 포함하는 표시 장치의 제조 방법을 포함한다. 그 경우, 포토마스크를 노광하는 공정에서는, 상기의 제조 방법에 의해 얻어지는 포토마스크를 노광 장치에 탑재하고, 그 포토마스크에 형성되어 있는 전사용 패턴을 피전사체에 전사하게 된다.

또한, 상기 표시 장치의 제조 방법에서 사용하는 노광 장치로서는, LCD(liquid Crystal Display)용, 혹은 FPD(Flat Panel Display)용으로서 알려진 노광 장치를 적합하게 사용할 수 있다. 이러한 종류의 노광 장치로서는, 예를 들어 i선, h선, g선을 포함하는 노광광을 사용하고, 개구수(NA)가 0.08∼0.15, 코히어런트 팩터(σ)가 0.7∼0.9 정도인 등배 광학계를 갖는, 프로젝션 노광 장치를 사용 가능하다. 물론, 프록시미티 노광 장치를 사용해도 된다.

또한, 본 발명은 포토마스크의 제조 방법으로서 실현할 뿐만 아니라, 포토마스크의 제조에 사용하는 묘화 장치로서 실현할 수도 있다. 이하, 묘화 장치에 대하여 설명한다.

<제4 실시 형태>

본 발명의 제4 실시 형태는,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

묘화에 사용하는 패턴 데이터를 연산하고, 제어하는 묘화 제어계를 구비하고,

상기 묘화 제어계는,

상기 묘화 장치 고유 데이터 M1 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산을 행하여, 상기 묘화 수단에 의한 묘화를 제어하는 데이터 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치에 관한 것이다.

본 실시 형태에 따른 묘화 장치는, 도 2에 도시한 바와 같이, 스테이지(10)와, 묘화 수단(11)과, 높이 측정 수단(12)과, 묘화 제어계(15)를 구비한다. 또한, 묘화 제어계(15)는 기억 수단(15a)과, 입력 수단(15b)과, 데이터 제어 수단(15c)을 구비한다. 기억 수단(15a)은 묘화에 필요한 각종 데이터를 기억하여 보유하는 수단이다. 기억 수단(15a)이 보유하는 데이터에는, 묘화 장치 고유 데이터 M1이 포함된다. 입력 수단(15b)은 묘화의 대상으로 되는 포토마스크 기판이나, 이 포토마스크 기판에 묘화해야 할 전사용 패턴이 결정된 후에, 필요한 정보를 입력하기 위한 수단이다. 입력 수단(15b)을 통해 입력되는 정보에는, 설계 묘화 데이터 W1 및 포토마스크 기판의 이면 데이터 S2가 포함된다. 데이터 제어 수단(15c)은 입력 수단(15b)으로부터 입력된 정보를 적절하게 연산 처리하여, 묘화 수단(11)에 의한 묘화를 제어하는 수단이다. 데이터 제어 수단(15c)이 행하는 연산에는, 묘화에 사용하는 패턴 데이터의 연산이나, 좌표 어긋남 합성량 D1을 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산 등이 포함된다.

묘화 수단(11)은 레이저 빔 등의 에너지 빔을 출사하여, 포토마스크 기판에 대하여 묘화를 행하는 수단이다.

여기서, 묘화 장치 고유 데이터 M1은, 예를 들어 묘화 장치의 스테이지(10)의 표면 형상을 나타내는, 스테이지의 평탄도 데이터를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 스테이지(10) 상에서 포토마스크 기판을 보유 지지하는 지그 등, 묘화 공정 시마다 재현성을 갖고 나타나는 요소를, 묘화 장치 고유 데이터 M1로 할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 묘화 장치 고유 데이터 M1은, 묘화 제어계(15)의 기억 수단(15a)에 보유되어 있다. 기억 수단(15a)에는, 묘화 장치 고유 데이터 M1을, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환한, 좌표 어긋남 보정량으로서, 보유해 두어도 된다. 또한, 기억 수단(15a)에는, 묘화 장치 고유 데이터 M1을, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환하여, 묘화 장치가 갖는 좌표계를 보정한, 보정 좌표계로서 보유해 두어도 된다. 이들은, 동일한 묘화 장치를 사용하는 한, 재현되는 보정 요소이기 때문이다.

묘화 장치에 있어서는, 묘화 대상으로 되는 포토마스크 기판이 결정된 후, 그 이면 데이터 S2를, 묘화 제어계(15)의 입력 수단(15b)에 의해 입력한다. 이에 반해, 데이터 제어 수단(15c)은 기억 수단(15a)에 보유되어 있는 묘화 장치 고유 데이터 M1과, 입력 수단(15b)에 의해 입력된 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을 구한다. 좌표 어긋남 합성량 D1을 구하는 방법은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 단, 좌표 어긋남 합성량 D1을 구하는 방법은, 그것에 한하지 않고, 예를 들어 묘화 장치 고유 데이터 M1에 기인하는 좌표 어긋남량과, 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량을 각각 개별로 구하고 나서, 그들 좌표 어긋남량을 합산하여 좌표 어긋남 합성량 D1을 구해도 된다. 그 경우에는, 묘화 장치 고유 데이터 M1에 기인하는 좌표 어긋남량과, 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 중, 어느 쪽을 먼저 구해도 된다. 또한, 좌표 어긋남량의 연산은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로 XY 변환에 의해 행하면 된다.

이렇게 하여 좌표 어긋남 합성량 D1을 구하였다면, 데이터 제어 수단(15c)은 이 좌표 어긋남 합성량 D1을 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 묘화 수단(11)에 의한 묘화를 제어한다. 좌표 어긋남 합성량 D1을 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 방법은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 즉, 좌표 어긋남 합성량 D1에 기초하여 설계 묘화 데이터 W1을 보정하고, 이에 의해 얻어진 보정 묘화 데이터 W2를 사용하여, 묘화 수단(11)에 의한 묘화를 제어하면 된다. 혹은, 좌표 어긋남 합성량 D1에 기초하여, 묘화 장치가 갖는 좌표계를 보정하여 보정 좌표계를 구하고, 이 보정 좌표계를, 설계 묘화 데이터 W1과 함께 사용하여, 묘화 수단(11)에 의한 묘화를 제어해도 된다.

<제5 실시 형태>

본 발명의 제5 실시 형태는,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

상기 묘화 제어계는,

상기 설계 묘화 데이터 W1을 입력하는 입력 수단과,

상기 묘화 장치 고유 데이터 M1에 기인하는 좌표 어긋남량 D2를, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산을 행하여, 상기 묘화 수단에 의한 묘화를 제어하는 데이터 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치에 관한 것이다.

상기 구성의 묘화 장치는, 묘화 대상으로 되는 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1이, 하기의 조건을 만족시킬 때에 채용할 수 있다.

-100㎚≤k1≤100㎚

더욱 바람직하게는, -50㎚≤k1≤50㎚의 조건을 만족시킬 때에, 상기 구성의 묘화 장치를 적합하게 사용할 수 있다.

상기의 평탄도 계수 k1은, 상기 제2 실시 형태와 마찬가지로, 하기의 식에 의해 정의된다.

k1=(t1/2)×(h1/p1)

이와 같이, 포토마스크 기판의 이면의 평탄도가 높고, 그 평탄도가, 좌표 어긋남에 실질적으로 영향을 미치지 않는 범위 내인 경우에는, 묘화 장치 고유 데이터 W1에서 유래되는 좌표 어긋남량 D2를 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산을 데이터 제어 수단(15c)에 의해 행하고, 그 결과를 기초로 묘화 수단(11)에 의한 묘화를 제어함으로써, 패턴의 좌표 어긋남을 보정할 수 있다.

<제6 실시 형태>

본 발명의 제6 실시 형태는,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

상기 묘화 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k2가,

-100㎚≤k2≤100㎚

를 만족시키고,

상기 묘화 제어계는,

상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D3을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산을 행하여, 상기 묘화 수단에 의한 묘화를 제어하는 데이터 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 묘화 장치에 관한 것이다.

상기 구성의 묘화 장치는, 묘화 장치 고유 데이터 M1이, 좌표 어긋남에 실질적으로 영향을 미치지 않는 범위 내인 것이, 미리 밝혀진 경우에, 적합하게 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 묘화 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k2가, -50㎚≤k2≤50㎚인 조건을 만족시킬 때에, 상기 구성의 묘화 장치를 적합하게 사용할 수 있다.

상기의 평탄도 계수 k2는, 상기 제3 실시 형태와 마찬가지로, 하기의 식에 의해 정의된다.

k2=(t2/2)×(h2/p2)

이와 같이, 묘화 장치의 스테이지의 평탄도가 높고, 그 평탄도가, 좌표 어긋남에 실질적으로 영향을 미치지 않는 범위 내인 경우에는, 포토마스크 기판의 이면 데이터 S2에서 유래되는 좌표 어긋남량 D3을 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산을 데이터 제어 수단(15c)에 의해 행하고, 그 결과를 기초로 묘화 수단(11)에 의한 묘화를 제어함으로써, 패턴의 좌표 어긋남을 보정할 수 있다.

이상 설명한 포토마스크의 제조 방법 및 묘화 장치는, 포토마스크 기판의 검사 방법 및 포토마스크 기판의 검사 장치에도 전용할 수 있다. 이것은, 포토마스크 기판의 검사 공정에서는, 묘화 공정의 경우와 마찬가지로, 전사용 패턴을 갖는 면을 상측으로 하여 포토마스크 기판을 검사 장치의 스테이지에 재치하고, 이 상태에서 전사용 패턴의 형상을 측정하기 때문이다. 이하, 포토마스크 기판의 검사 방법 및 포토마스크 기판의 검사 장치에 관한 실시 형태를 설명한다.

<제7 실시 형태>

본 발명의 제7 실시 형태는,

상기 판정 공정에서는,

상기 검사 장치 고유 데이터 M2 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D4와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 방법에 관한 것이다.

묘화 공정, 현상 공정 및 에칭 공정에 의한 패터닝이 완료된 포토마스크, 또는, 그 중간체는, 패터닝의 정밀도를 확인하는 수단으로서, 검사 공정을 거친다. 예를 들어, 포토마스크 기판에 형성된 전사용 패턴의 형상, 특히 좌표 정밀도를 확인하기 위해, XY 평면에 있어서의 특정 패턴의 위치나, 특정 패턴간의 상대적인 위치 관계(예를 들어, 거리나 각도 등) 등을 측정한다. 이 측정은, 검사 장치가 갖는 측정 수단(후술)에 의해 행할 수 있다. 본 발명의 포토마스크 기판의 검사 장치는, 전사용 패턴의 패턴 형상을 측장하는 측장 장치를 포함할 수 있다.

포토마스크 기판의 검사 공정에서는, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 피검체로 되는 포토마스크 기판(1)을 제1 주면(막면)을 상측으로 하여, 검사 장치의 스테이지(30)에 재치하고, 그 상태에서 전사용 패턴의 형상을 검사 장치의 측정 수단(31)에 의해 측정하여, 패턴 검사 데이터 X1을 얻는다. 패턴 검사 데이터 X는, 소위 측장 데이터라 불리는 것을 포함한다. 그러한 경우, 스테이지(30) 표면의 요철이나, 포토마스크 기판(1)의 이면의 요철 등에 의해, 상기 묘화 시와 마찬가지의 좌표 어긋남 요소가 발생한다. 그리고, 이 좌표 어긋남 요소에 기인하여, 검사 결과의 정밀도를 저해할 가능성이 발생한다. 따라서, 검사 공정에 있어서는, 검사 장치에 의해 얻어지는 패턴 검사 데이터 X1에 대하여, 상기 좌표 어긋남 요소를 반영시켜, 올바른 검사 판정을 행할 필요가 있다.

(판정 공정)

따라서, 판정 공정에서는, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 포토마스크 기판(1)의 제2 주면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 준비한다. 이미, 상기 묘화 공정에서 묘화를 행하기 전에 이면 데이터 S2가 얻어져 있는 경우, 그 이면 데이터 S2를 그대로 적용할 수 있다. 또한, 이면 데이터 S2보다 먼저, 포토마스크 기판(1)의 판 두께 분포 데이터 T와 막면 데이터 S1이 얻어져 있는 경우에는, 상기 묘화 공정과 마찬가지로, 포토마스크 기판(1)의 판 두께 분포 데이터 T와 막면 데이터 S1로부터 이면 데이터 S2를 산출하여 구해도 된다.

또한, 판정 공정에서는, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 검사 장치가 포토마스크 기판(1)의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 검사 장치 고유 데이터 M2를 준비한다. 이 검사 장치 고유 데이터 M2에는, 예를 들어 검사 장치의 스테이지(30)의 평탄도 데이터가 포함되는 것이 바람직하다. 그 경우에는, 상기 묘화 장치의 경우와 마찬가지로, 스테이지(30)의 표면(포토마스크 기판(1)이 재치되는 면)을 피측정면으로 하여 높이 측정을 행하고, 이것에 의해 얻어진 높이 분포 데이터를, 스테이지(30)의 평탄도 데이터로서 사용할 수 있다. 또한, 검사 장치 고유 데이터 M2는, 검사 장치가 갖는 기억 수단(후술)에 보유해 두는 것이 바람직하다.

이렇게 하여 검사 장치 고유 데이터 M2와 이면 데이터 S2를 준비하였다면, 이들 데이터 M2, S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D4를 구한다. 그리고, 이 좌표 어긋남 합성량 D4와, 패턴 검사 데이터 X1과, 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 전사용 패턴의 양부를 판정한다.

그때, 좌표 어긋남 합성량 D4는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해 구할 수 있다. 즉, 검사 장치 고유 데이터 M2와 이면 데이터 S2의 합계에 의한, Z축 방향의 높이 변동 데이터 H2를 구하고, 이 높이 변동 데이터 H2를, XY 평면의 좌표의 어긋남량으로 변환함으로써, 좌표 어긋남 합성량 D4를 구할 수 있다. 또한, 검사 장치 고유 데이터 M2와 이면 데이터 S2를 합계하는 방법은, 상기 제1 실시 형태에서 기술한, 묘화 장치 고유 데이터 M1과 이면 데이터 S2의 합계를 얻은 방법을 참조할 수 있다. 즉, 어느 하나의 데이터의 미러 반전, 및 Z축의 정부의 조정을 행하는 것이 바람직하다(도 9의 (d) 참조). 이 경우도, 검사 장치 고유 데이터 M2와 이면 데이터 S2의 합계(합)에 의해 막면의 높이 변동 데이터 H2를 연산하는 경우에는, 하기의 식을 적용할 수 있다.

(높이 변동 데이터 H2)=(검사 장치 고유 데이터 M2)-(이면 데이터 S2의 미러 반전 데이터)

또한, 포토마스크 기판의 검사 장치에 있어서도, 상기 묘화 장치의 경우와 마찬가지로, 스테이지의 주면이나 거기에 수평으로 재치되는 포토마스크 기판의 주면(특히 제2 주면)에 평행인 면을 XY면, 이것에 수직인 축을 Z축(높이가 높은 쪽을 정방향)이라 한다. 또한, XY 평면 내에서 Z축에 직교하는 X축 및 Y축 중, 어느 한쪽의 축은, 포토마스크 기판의 긴 변 또는 짧은 변에 평행하게 배치할 수 있다.

다음에, 도 9의 (e)에 도시한 바와 같이, 상기의 높이 변동 데이터 H2를, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표의 어긋남량으로 변환하여, 좌표 어긋남 합성량 D4를 얻는다. XY 변환의 방법은 이미 설명한 대로이다. 다음에, 도 9의 (f)에 도시한 바와 같이, 상기 좌표 어긋남 합성량 D4를 패턴 검사 데이터 X1에 반영시켜, 검사 장치에 있어서의 좌표 어긋남의 영향을 상쇄하기 위해, 비교용 검사 데이터 X2를 얻는다. 구체적으로는, 좌표 어긋남 합성량 D4에 기초하여, 미리 좌표 어긋남을 상쇄하는 방향으로, 패턴 검사 데이터 X1을 보정함으로써, 비교용 검사 데이터 X2를 얻는다. 이 비교용 검사 데이터 X2는, 전사용 패턴의 형상 측정에 의해 얻어지는 패턴 검사 데이터 X1에 대하여, 검사 장치 고유 데이터 M2에 기인하는 좌표 어긋남과, 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남을 가미한 패턴 검사 데이터로 된다. 따라서, 이 비교용 검사 데이터 X2를 설계 묘화 데이터 W1과 비교하여, 설계 묘화 데이터 W1에 대한 비교용 검사 데이터 X2의 어긋남이, 미리 정한 허용 범위 내인지 여부에 따라, 전사용 패턴의 양부를 판정한다. 이에 의해, 검사 장치 고유 데이터 M2 및 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 요소를 반영시켜, 올바른 검사 판정을 행할 수 있다.

또한, 여기에서는, 좌표 어긋남 합성량 D4를 패턴 검사 데이터 X1에 반영시켜, 상기 판정을 행하도록 하고 있지만, 이 이외에도, 좌표 어긋남 합성량 D4를 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 판정을 행하도록 해도 된다. 그 경우에는, 좌표 어긋남 합성량 D4를 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 비교용 묘화 데이터 W3으로 하고, 이 비교용 묘화 데이터 W3을 패턴 검사 데이터 X1과 비교한다. 그리고, 비교용 묘화 데이터 W3에 대한 패턴 검사 데이터 X1의 어긋남이, 미리 정한 허용 범위 내인지 여부에 따라, 전사용 패턴의 양부를 판정한다. 혹은, 좌표 어긋남 합성량 D4에 의해, 검사 장치가 갖는 좌표계를 보정하고, 보정한 좌표계에 의해, 설계 묘화 데이터 W1을 패턴 검사 데이터 X1과 비교해도 된다.

또한, 측정에 의해 얻어지는 패턴 검사 데이터 X1이, 예를 들어 전사용 패턴의 특정한 부분(예를 들어, 포토마스크 기판의 4코너 등)에 존재하는 특정 패턴의 위치를 나타내는 데이터인 것으로 하면, 이 패턴 검사 데이터 X1에 좌표 어긋남 합성량 D4를 반영시켜 얻어지는 비교용 검사 데이터 X2는, 좌표 어긋남 합성량 D4에 의한 좌표 어긋남분만큼 특정 패턴의 위치를 시프트시킨 데이터로 된다. 따라서, 비교용 검사 데이터 X2와 설계 묘화 데이터 W1의 비교에서는, 설계 묘화 데이터 W1에 의해 규정되는 특정 패턴의 위치에 대해, 비교용 검사 데이터 X2가 나타내는 특정 패턴의 위치가 어느 정도 어긋나 있는지를 확인하고, 이 어긋남이 허용 범위 내이면 전사용 패턴을 「양호」로 판정하고, 어긋남이 허용 범위 외이면 「불량」으로 판정하면 된다. 이에 반해, 좌표 어긋남 합성량 D4를 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 경우에는, 이에 의해 얻어지는 비교용 묘화 데이터 W3이, 좌표 어긋남 합성량 D4에 의한 좌표 어긋남분만큼 설계 묘화 데이터 W1의 패턴 위치를 시프트시킨 데이터로 된다. 따라서, 비교용 묘화 데이터 W3과 패턴 검사 데이터 X1의 비교에서는, 비교용 묘화 데이터 W3에 의해 규정되는 특정 패턴의 위치에 대해, 패턴 검사 데이터 X1이 나타내는 특정 패턴의 위치가 어느 정도 어긋나 있는지 확인하고, 이 어긋남이 허용 범위 내이면 전사용 패턴을 「양호」로 판정하고, 어긋남이 허용 범위 외이면 「불량」으로 판정하면 된다.

<제8 실시 형태>

본 발명의 제8 실시 형태는,

상기 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1이,

-100㎚≤k1≤100㎚

를 만족시킬 때,

상기 판정 공정에서는,

상기 검사 장치 고유 데이터 M2에 기인하는 좌표 어긋남량 D5와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 방법에 관한 것이다.

이 방법은, 평탄성이 높은 포토마스크 기판을 사용하는 경우, 특히 포토마스크 기판의 이면(제2 주면)의 평탄도가 높은 경우에, 적합하게 사용할 수 있다.

포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1은, 상기 제2 실시 형태와 마찬가지로 규정(정의)되는 계수로서, 바람직하게는 -100㎚≤k1≤100㎚이며, 보다 바람직하게는, -50㎚≤k1≤50㎚이다.

또한, 검사 장치 고유 데이터 M2에 기인하는 좌표 어긋남량 D5는, 검사 장치 고유 데이터 M2가 Z축 방향의 높이 분포 데이터를 나타내는 것인 것으로 하면, 그 검사 장치 고유 데이터 M2를, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표의 어긋남량으로 변환함으로써 얻어진다. 다음은, 상기 제7 실시 형태에 있어서의 좌표 어긋남 합성량 D4 대신에, 좌표 어긋남량 D5를, 패턴 검사 데이터 X1, 또는 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 전사용 패턴의 양부를 판단하면 된다. 이에 의해, 검사 장치 고유 데이터 M2에 기인하는 좌표 어긋남 요소를 반영시켜, 올바른 검사 판정을 행할 수 있다.

<제9 실시 형태>

본 발명의 제9 실시 형태는,

상기 검사 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k3이,

-100㎚≤k3≤100㎚

를 만족시킬 때,

상기 판정 공정에서는,

상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D6과, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 방법에 관한 것이다.

이 방법은, 스테이지의 평탄도가 높은 검사 장치를 사용하는 경우에 적용할 수 있다.

또한, 상기의 방법은, 검사 장치 고유 데이터 M2에 나타나는, 포토마스크 기판의 변형 요인이 충분히 작고, 검사 장치 고유 데이터 M2가, 좌표 어긋남에 실질적으로 영향을 미치지 않는 범위 내인 것이, 미리 밝혀진 경우에 적용하는 것이 바람직하다.

검사 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k3은, 상기 제3 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k2와 마찬가지로 규정(정의)되는 계수이다. 즉, 검사 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k3은, 검사 장치에 있어서, 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지의 평탄도 맵을 취득할 때에 적용하는 측정 피치(각 측정점의 이격 거리)를 p3이라 하고, X축 방향 또는 Y축 방향에서 인접하는 2개의 측정점의 Z축 방향의 높이의 차를 h3이라 할 때, 하기의 식에 의해 정의된다.

k3=(t3/2)×(h3/p3)

여기서, t3은, 취급하는 포토마스크 기판의 최대의 두께를 고려하여, 예를 들어 16㎜로 한다.

스테이지의 평탄도 계수 k3은, 바람직하게는 -100㎚≤k3≤100㎚이며, 보다 바람직하게는, -50㎚≤k3≤50㎚이다.

또한, 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D6은, 그 이면 데이터 S2를, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표의 어긋남량으로 변환함으로써 얻어진다. 다음은, 상기 제7 실시 형태에 있어서의 좌표 어긋남 합성량 D4 대신에, 좌표 어긋남량 D6을, 패턴 검사 데이터 X1, 또는 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 전사용 패턴의 양부를 판단하면 된다. 이에 의해, 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 요소를 반영시켜, 올바른 검사 판정을 행할 수 있다.

<제10 실시 형태>

본 발명의 제10 실시 형태는,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

상기 판정 수단은,

상기 검사 장치 고유 데이터 M2 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D4와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 장치에 관한 것이다.

여기서, 검사 장치 고유 데이터 M2는, 검사 장치의 스테이지의 표면 형상을 나타내는, 스테이지의 평탄도 데이터를 포함하는 것이 바람직하다.

포토마스크 기판의 검사 장치는, 도 10에 도시한 바와 같이, 스테이지(30)와, 측정 수단(31)과, 판정 수단(32)을 구비하고 있다.

스테이지(30)는 검사의 대상으로 되는 포토마스크 기판을 수평하게 재치한 상태에서 지지(고정)하는 것이다. 실제로 포토마스크 기판을 스테이지(30)에 놓는 경우에는, 막면을 상측으로 하여 포토마스크 기판을 스테이지(30)에 놓는다. 이에 의해, 포토마스크 기판에 형성되어 있는 전사용 패턴은, Z축 방향에서 측정 수단(31)과 대향하는 상태로 된다. 또한, 포토마스크 기판의 이면은, 스테이지(30)의 표면(상면)에 대향하는 상태로 된다.

측정 수단(31)은 스테이지(30)에 재치된 포토마스크 기판이 갖는 전사용 패턴의 형상을 측정함으로써, 패턴 검사 데이터 X1을 취득하는 것이다. 측정 수단(31)이 전사용 패턴의 형상을 측정하는 경우에는, 측정 수단(31) 및 스테이지(30) 중 적어도 한쪽이, XY 평면과 평행하게 이동한다.

판정 수단(32)은 포토마스크 기판이 갖는 전사용 패턴의 양부를 판정하는 것이다. 이 판정 수단(32)은 검사에 필요한 각종 데이터를 기억하여 보유하는 기억 수단(32a)과, 검사에 필요한 정보를 입력하기 위한 입력 수단(32b)을 포함한다. 기억 수단(32a)이 보유하는 데이터에는, 검사 장치 고유 데이터 M2가 포함된다. 또한, 입력 수단(32b)을 통해 입력되는 정보에는, 설계 묘화 데이터 W1 및 포토마스크 기판의 이면 데이터 S2가 포함된다.

판정 수단(32)은 기억 수단(32a)이 보유하는 데이터나, 입력 수단(32b)으로부터 입력되는 정보를 사용하여, 전사용 패턴의 양부를 판정한다. 즉, 판정 수단(32)은 상기 제7 실시 형태와 마찬가지로, 검사 장치 고유 데이터 M2와 이면 데이터 S2의 합계에 의한, Z축 방향의 높이 변동 데이터 H2를 구하고, 이 높이 변동 데이터 H2를, XY 평면의 좌표의 어긋남량으로 변환함으로써, 좌표 어긋남 합성량 D4를 취득한다. 또한, 판정 수단(32)은 좌표 어긋남 합성량 D4를, 패턴 검사 데이터 X1, 또는 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 판정을 행한다. 구체적으로는, 판정 수단(32)은 좌표 어긋남 합성량 D4를 패턴 검사 데이터 X1에 반영시켜, 비교용 검사 데이터 X2로 하고, 이 비교용 검사 데이터 X2를 설계 묘화 데이터 W1과 비교함으로써, 전사용 패턴의 양부를 판정한다. 혹은, 판정 수단(32)은 좌표 어긋남 합성량 D4를 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 비교용 묘화 데이터 W3으로 하고, 이 비교용 묘화 데이터 W3을 패턴 검사 데이터 X1과 비교함으로써, 전사용 패턴의 양부를 판정한다. 이에 의해, 검사 장치 고유 데이터 M2 및 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 요소를 반영시켜, 올바른 검사 판정을 행할 수 있다.

또한, 검사 장치의 기억 수단(32a)에는, 상기 제4 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 경우와 마찬가지로, 검사 장치 고유 데이터 M2를, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환한, 좌표 어긋남 보정량으로서 보유해 두어도 된다. 또한, 기억 수단(32a)에는, 검사 장치 고유 데이터 M1을, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환하여, 검사 장치가 갖는 좌표계를 보정한, 보정 좌표계로서 보유해 두어도 된다.

<제11 실시 형태>

본 발명의 제11 실시 형태는,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

상기 판정 수단은,

상기 검사 장치 고유 데이터 M2에 기인하는 좌표 어긋남량 D5와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 포토마스크 기판의 검사 장치에 관한 것이다.

상기의 검사 장치는, 평탄성이 높은 포토마스크 기판을 사용하는 경우, 특히 포토마스크 기판의 이면(제2 주면)의 평탄도가 높은 경우에, 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 검사 대상으로 되는 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1이, 하기의 조건을 만족시킬 때에 채용할 수 있다.

-100㎚≤k1≤100㎚

더욱 바람직하게는, -50㎚≤k1≤50㎚의 조건을 만족시킬 때에, 상기 구성의 검사 장치를 적합하게 사용할 수 있다.

k1=(t1/2)×(h1/p1)

이와 같이, 포토마스크 기판의 이면의 평탄도가 높고, 그 평탄도가, 좌표 어긋남에 실질적으로 영향을 미치지 않는 범위 내인 경우에는, 검사 장치 고유 데이터 W2에서 유래되는 좌표 어긋남량 D5와, 패턴 검사 데이터 X1과, 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 전사용 패턴의 양부를 판정한다. 이에 의해, 검사 장치 고유 데이터 W2에 기인하는 좌표 어긋남 요소를 반영시켜, 올바른 검사 판정을 행할 수 있다.

<제12 실시 형태>

본 발명의 제12 실시 형태는,

상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,

상기 검사 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k3이,

-100㎚≤k3≤100㎚

를 만족시키고,

상기 판정 수단은,

상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D6과, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 포토마스크 기판의 검사 장치에 관한 것이다.

상기의 검사 장치는, 검사 장치 고유 데이터 M2에 나타나는, 포토마스크 기판의 변형 요인이 충분히 작고, 검사 장치 고유 데이터 M2가, 좌표 어긋남에 실질적으로 영향을 미치지 않는 범위 내인 것이, 미리 밝혀진 경우에 적용하는 것이 바람직하다.

검사 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k3은, 상기 제3 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k2와 마찬가지로 규정(정의)되는 계수로서, 바람직하게는 -100㎚≤k3≤100㎚이며, 보다 바람직하게는, -50㎚≤k3≤50㎚이다.

이와 같이, 검사 장치의 스테이지의 평탄도가 높고, 그 평탄도를 반영한 검사 장치 고유 데이터 M2가, 좌표 어긋남에 실질적으로 영향을 미치지 않는 범위 내인 경우에는, 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D6과, 패턴 검사 데이터 X1과, 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 전사용 패턴의 양부를 판정한다. 이에 의해, 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 요소를 반영시켜, 올바른 검사 판정을 행할 수 있다.

1 : 포토마스크 기판
2 : 투명 기판
3 : 차광막
4 : 레지스트막
10 : 스테이지
11 : 묘화 수단
12 : 높이 측정 수단
15 : 묘화 제어계
15a : 기억 수단
15b : 입력 수단
15c : 데이터 제어 수단
30 : 스테이지
31 : 측정 수단
32 : 판정 수단
32a : 기억 수단
32b : 입력 수단

Claims

투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크의 제조 방법으로서,
상기 제1 주면에, 박막과, 레지스트막을 적층한 포토마스크 기판을, 묘화 장치의 스테이지에 재치하는 공정과,
상기 포토마스크 기판에 대하여, 묘화를 행하는 묘화 공정과,
상기 레지스트막을 현상하여 형성한 레지스트 패턴을 사용하여, 상기 박막을 패터닝하는 공정을 포함하고,
상기 묘화 공정에서는,
상기 묘화 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 묘화 장치 고유 데이터 M1과, 상기 포토마스크 기판의 제2 주면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 준비하고,
상기 묘화 장치 고유 데이터 M1 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 포토마스크 기판에 전사용 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 묘화 장치의 스테이지면에 평행인 면을 XY 평면이라 하고, 그 XY 평면에 수직인 축을 Z축이라 할 때,
상기 좌표 어긋남 합성량 D1은, 상기 묘화 장치 고유 데이터 M1과 상기 이면 데이터 S2의 합계에 의한, Z축 방향의 높이 변동 데이터 H1을, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환한 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 묘화 공정에서는, 상기 좌표 어긋남 합성량 D1을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키기 위해, 상기 좌표 어긋남 합성량 D1에 기초하여, 상기 좌표 어긋남을 상쇄하기 위해 상기 설계 묘화 데이터 W1을 보정하여 보정 묘화 데이터 W2를 구하고, 상기 보정 묘화 데이터 W2를 사용하여 묘화하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 묘화 공정에서는, 상기 좌표 어긋남 합성량 D1을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키기 위해, 상기 좌표 어긋남 합성량 D1에 기초하여, 상기 좌표 어긋남을 상쇄하기 위해 묘화 장치가 갖는 좌표계를 보정하여 보정 좌표계를 구하고, 상기 보정 좌표계를, 상기 설계 묘화 데이터 W1과 함께 사용하여 묘화하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크의 제조 방법으로서,
상기 제1 주면에, 박막과, 레지스트막을 적층한 포토마스크 기판을, 묘화 장치의 스테이지에 재치하는 공정과,
상기 포토마스크 기판에 대하여, 묘화를 행하는 묘화 공정과,
상기 레지스트막을 현상하여 형성한 레지스트 패턴을 사용하여, 상기 박막을 패터닝하는 공정을 포함하고,
상기 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1이,
-100㎚≤k1≤100㎚
를 만족시킬 때, 상기 묘화 공정에서는, 상기 묘화 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 묘화 장치 고유 데이터 M1을 준비하고, 상기 묘화 장치 고유 데이터 M1에 기인하는 좌표 어긋남량 D2를, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 포토마스크 기판에 전사용 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크의 제조 방법으로서,
상기 제1 주면에, 박막과, 레지스트막을 적층한 포토마스크 기판을, 묘화 장치의 스테이지에 재치하는 공정과,
상기 포토마스크 기판에 대하여, 묘화를 행하는 묘화 공정과,
상기 레지스트막을 현상하여 형성한 레지스트 패턴을 사용하여, 상기 박막을 패터닝하는 공정을 포함하고,
상기 묘화 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k2가,
-100㎚≤k2≤100㎚
를 만족시킬 때,
상기 묘화 공정에서는, 상기 포토마스크 기판의 제2 주면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 준비하고, 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D3을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 포토마스크 기판에 전사용 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
투명 기판의 제1 주면에, 박막과, 레지스트막을 적층한 포토마스크 기판에 대해, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하는 전사용 패턴을 묘화하기 위한 묘화 장치로서,
상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,
상기 스테이지에 재치된 상태의 포토마스크 기판에 대해, 묘화용의 에너지 빔을 조사하여 묘화하는 묘화 수단과,
묘화에 사용하는 패턴 데이터를 연산하여, 묘화를 제어하는 묘화 제어계를 구비하고,
상기 묘화 제어계는,
상기 묘화 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 묘화 장치 고유 데이터 M1을 보유하는 기억 수단과,
상기 설계 묘화 데이터 W1, 및 상기 포토마스크 기판의 이면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 입력하는 입력 수단과,
상기 묘화 장치 고유 데이터 M1 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D1을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산을 행하여, 상기 묘화 수단에 의한 묘화를 제어하는 데이터 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
제7항에 있어서,
상기 기억 수단은, 상기 묘화 장치 고유 데이터 M1을, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환한, 좌표 어긋남 보정량으로서 보유하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
제7항에 있어서,
상기 기억 수단은, 상기 묘화 장치 고유 데이터 M1을, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환하여 좌표계를 보정한, 보정 좌표계로서 보유하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 묘화 장치 고유 데이터 M1은, 상기 스테이지의 표면 형상을 나타내는, 스테이지의 평탄도 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
투명 기판의 제1 주면에, 박막과, 레지스트막을 적층한 포토마스크 기판에 대해, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하는 전사용 패턴을 묘화하기 위한 묘화 장치로서,
상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,
상기 스테이지에 재치된 상태의 포토마스크 기판에 대해, 묘화용의 에너지 빔을 조사하여 묘화하는 묘화 수단과,
묘화에 사용하는 패턴 데이터를 연산하여, 묘화를 제어하는 묘화 제어계를 구비하고,
상기 묘화 제어계는,
상기 묘화 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 묘화 장치 고유 데이터 M1을 보유하는 기억 수단과,
상기 설계 묘화 데이터 W1을 입력하는 입력 수단과,
상기 묘화 장치 고유 데이터 M1에 기인하는 좌표 어긋남량 D2를, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산을 행하여, 상기 묘화 수단에 의한 묘화를 제어하는 데이터 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
투명 기판의 제1 주면에, 박막과, 레지스트막을 적층한 포토마스크 기판에 대해, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하는 전사용 패턴을 묘화하기 위한 묘화 장치로서,
상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,
상기 스테이지에 재치된 상태의 포토마스크 기판에 대해, 묘화용의 에너지 빔을 조사하여 묘화하는 묘화 수단과,
묘화에 사용하는 패턴 데이터를 연산하여, 묘화를 제어하는 묘화 제어계를 구비하고,
상기 묘화 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k2가,
-100㎚≤k2≤100㎚
를 만족시키고,
상기 묘화 제어계는,
상기 설계 묘화 데이터 W1과, 상기 포토마스크 기판의 이면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 입력하는 입력 수단과,
상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D3을, 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시키는 연산을 행하여, 상기 묘화 수단에 의한 묘화를 제어하는 데이터 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크를 준비하는 공정과, 노광 장치를 사용하여 상기 포토마스크를 노광하는 공정을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하여 형성된 전사용 패턴을 갖는 포토마스크 기판의 검사 방법으로서,
상기 포토마스크 기판을, 검사 장치의 스테이지에 재치하는 공정과,
상기 전사용 패턴의 형상을 측정하여, 패턴 검사 데이터 X1을 얻는 검사 데이터 취득 공정과,
상기 전사용 패턴의 양부를 판정하는 판정 공정을 포함하고,
상기 판정 공정에서는,
상기 검사 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 검사 장치 고유 데이터 M2와,
상기 포토마스크 기판의 제2 주면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 준비하고,
상기 검사 장치 고유 데이터 M2 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D4와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 방법.
제14항에 있어서,
상기 판정 공정에서는, 상기 좌표 어긋남 합성량 D4를, 상기 패턴 검사 데이터 X1, 또는 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 방법.
제14항에 있어서,
상기 검사 장치의 스테이지면에 평행인 면을 XY 평면이라 하고, 그 XY 평면에 수직인 축을 Z축이라 할 때,
상기 좌표 어긋남 합성량 D4는, 상기 검사 장치 고유 데이터 M2와 상기 이면 데이터 S2의 합계에 의한, Z축 방향의 높이 변동 데이터 H2를, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환한 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 방법.
투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하여 형성된 전사용 패턴을 갖는 포토마스크 기판의 검사 방법으로서,
상기 포토마스크 기판을, 검사 장치의 스테이지에 재치하는 공정과,
상기 전사용 패턴의 형상을 측정하여, 패턴 검사 데이터 X1을 얻는 검사 데이터 취득 공정과,
상기 전사용 패턴의 양부를 판정하는 판정 공정을 포함하고,
상기 포토마스크 기판의 이면의 평탄도 계수 k1이,
-100㎚≤k1≤100㎚
를 만족시킬 때,
상기 판정 공정에서는,
상기 검사 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 검사 장치 고유 데이터 M2를 준비하고,
상기 검사 장치 고유 데이터 M2에 기인하는 좌표 어긋남량 D5와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 방법.
투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하여 형성된 전사용 패턴을 갖는 포토마스크 기판의 검사 방법으로서,
상기 포토마스크 기판을, 검사 장치의 스테이지에 재치하는 공정과,
상기 전사용 패턴의 형상을 측정하여, 패턴 검사 데이터 X1을 얻는 검사 데이터 취득 공정과,
상기 전사용 패턴의 양부를 판정하는 판정 공정을 포함하고,
상기 검사 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k3이,
-100㎚≤k3≤100㎚
를 만족시킬 때,
상기 판정 공정에서는,
상기 포토마스크 기판의 제2 주면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 준비하고,
상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D6과, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 방법.
투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하여 형성된 전사용 패턴을 갖는 포토마스크 기판의 검사 장치로서,
상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,
상기 스테이지에 재치된 상태의 포토마스크 기판이 갖는 전사용 패턴의 형상을 측정하여, 패턴 검사 데이터 X1을 취득하는 측정 수단과,
상기 전사용 패턴의 양부를 판정하는 판정 수단을 구비하고,
상기 판정 수단은,
상기 검사 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 검사 장치 고유 데이터 M2를 보유하는 기억 수단과,
상기 설계 묘화 데이터 W1, 및 상기 포토마스크 기판의 이면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 입력하는 입력 수단을 포함하고,
상기 검사 장치 고유 데이터 M2 및 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남 합성량 D4와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 장치.
제19항에 있어서,
상기 판정 수단은, 상기 좌표 어긋남 합성량 D4를, 상기 패턴 검사 데이터 X1, 또는 상기 설계 묘화 데이터 W1에 반영시켜, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 장치.
제19항에 있어서,
상기 기억 수단은, 상기 검사 장치 고유 데이터 M2를, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환한, 좌표 어긋남 보정량으로서 보유하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 장치.
제19항에 있어서,
상기 기억 수단은, 상기 검사 장치 고유 데이터 M2를, X축 방향 및 Y축 방향의 좌표 어긋남량으로 변환하여 좌표계를 보정한, 보정 좌표계로서 보유하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 장치.
제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검사 장치 고유 데이터 M2는, 상기 스테이지의 표면 형상을 나타내는, 스테이지의 평탄도 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판의 검사 장치.
투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하여 형성된 전사용 패턴을 갖는 포토마스크 기판의 검사 장치로서,
상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,
상기 스테이지에 재치된 상태의 포토마스크 기판이 갖는 전사용 패턴의 형상을 측정하여, 패턴 검사 데이터 X1을 취득하는 측정 수단과,
상기 전사용 패턴의 양부를 판정하는 판정 수단을 구비하고,
상기 판정 수단은,
상기 검사 장치가 상기 포토마스크 기판의 형상에 미치는 변형량을 나타내는 검사 장치 고유 데이터 M2를 보유하는 기억 수단과,
상기 설계 묘화 데이터 W1을 입력하는 입력 수단을 포함하고,
상기 검사 장치 고유 데이터 M2에 기인하는 좌표 어긋남량 D5와, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 포토마스크 기판의 검사 장치.
투명 기판의 제1 주면에, 설계 묘화 데이터 W1에 기초하여 형성된 전사용 패턴을 갖는 포토마스크 기판의 검사 장치로서,
상기 포토마스크 기판을 재치하는 스테이지와,
상기 스테이지에 재치된 상태의 포토마스크 기판이 갖는 전사용 패턴의 형상을 측정하여, 패턴 검사 데이터 X1을 취득하는 측정 수단과,
상기 전사용 패턴의 양부를 판정하는 판정 수단을 구비하고,
상기 검사 장치의 스테이지의 평탄도 계수 k3이,
-100㎚≤k3≤100㎚
를 만족시키고,
상기 판정 수단은, 상기 설계 묘화 데이터 W1과, 상기 포토마스크 기판의 이면 형상을 나타내는 이면 데이터 S2를 입력하는 입력 수단을 포함하고, 상기 이면 데이터 S2에 기인하는 좌표 어긋남량 D6과, 상기 패턴 검사 데이터 X1과, 상기 설계 묘화 데이터 W1을 사용하여, 상기 판정을 행하는 포토마스크 기판의 검사 장치.