TWI451187B - 顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法及圖案轉寫方法 - Google Patents

顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法及圖案轉寫方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI451187B
TWI451187B TW099104813A TW99104813A TWI451187B TW I451187 B TWI451187 B TW I451187B TW 099104813 A TW099104813 A TW 099104813A TW 99104813 A TW99104813 A TW 99104813A TW I451187 B TWI451187 B TW I451187B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
exposure
semi
film
pattern
Prior art date
Application number
TW099104813A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201100945A (en
Inventor
Koichiro Yoshida
Original Assignee
Hoya Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoya Corp filed Critical Hoya Corp
Publication of TW201100945A publication Critical patent/TW201100945A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI451187B publication Critical patent/TWI451187B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84—Inspecting
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70608—Monitoring the unpatterned workpiece, e.g. measuring thickness, reflectivity or effects of immersion liquid on resist

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法及圖案轉寫方法
本發明係關於一種於光學微影術步驟所使用之多灰階光罩之檢查方法。
先前之液晶顯示裝置等電子裝置之製造，一般具有下述步驟。即，包含：利用光學微影術步驟，對於形成於被蝕刻之被加工層上之抗蝕膜，使用具有特定圖案之光罩於特定曝光條件下進行曝光，以轉寫圖案之步驟；藉由顯影該抗蝕膜而形成抗蝕圖案之步驟；及以該抗蝕圖案作為遮罩，蝕刻前述被加工層之步驟等。
光罩中存在具有將曝光用之光加以遮光之遮光區域、透過曝光用之光之透光區域、及透過曝光用之光之一部分之半透光區域之多灰階光罩。使用如此之包含遮光區域、半透光區域及透光區域之多灰階光罩對作為被加工層之抗蝕膜轉寫所希望之圖案之情形，係經由多灰階光罩之透光區域及半透光區域照射光。此時，經由半透光區域照射之光量，比經由透光區域照射之光量少。因此，如此顯影被光照射之抗蝕膜後，對應於照射之光量抗蝕膜之殘膜值不同。即，經由多灰階光罩之半透光區域照射光之區域之抗蝕殘膜值，若為正型光致抗蝕膜，則比藉由遮光區域遮光之區域的抗蝕殘膜值薄。又，經由透光區域照射光之區域，抗蝕殘膜值為0。如此，藉由使用多灰階光罩進行曝光、顯影，可形成至少具有3個厚度之殘膜值(包含殘膜值 0)之抗蝕圖案。
以下對使用如此包含殘膜值不同區域之抗蝕膜，蝕刻形成有抗蝕膜之被加工層之方法進行敘述。首先，蝕刻殘膜值0之區域(被加工層露出之區域，即對應於多灰階光罩之透光區域之區域)，之後，藉由灰化減膜抗蝕膜。藉此，除去相對性厚度較薄之抗蝕膜之區域(對應於多灰階光罩之半透光區域之區域)，露出該部分之被加工層。又，蝕刻該露出之被加工層。因此，實現具有複數之不同殘膜值之抗蝕圖案之多灰階光罩，由於藉由減少所使用之光罩之片數，可使光學微影術步驟效率化，故非常有用。
作為此處使用之多灰階光罩，已知有半透光區域以曝光機之解析界限以下之微細圖案形成之構造者，及藉由局部透過曝光用之光之半透光膜形成之構造者。無論為何種構造，皆可將該半透光區域之曝光量減少特定量地曝光，於被加工層上，可轉寫抗蝕殘膜值不同之2個轉寫圖案。由此，藉由使用1片灰階光罩實施先前之2片光罩量之步驟，於製造液晶顯示裝置用之薄膜電晶體(TFT)等之電子裝置時，可削減必要之光罩片數。
日本專利特開2004-309327(專利文獻1)係具有微細圖案之灰階光罩之檢查方法，記載有製作灰階部之圖像資料，並基於該圖像資料，實施可識別灰階部之缺陷之圖像處理，進行缺陷檢查之方法。
現在，使用半透光膜之多灰階光罩中之半透光區域之透過率之設定(膜質、膜厚之選擇)，係基於使用該光罩加工薄膜之步驟而決定。即，光罩使用者係預測藉由曝光將光罩之轉寫圖案轉寫於被加工層上所得到之抗蝕圖案之形狀，並基於將得之抗蝕圖案中之特定部分之抗蝕殘膜值及其容許變動範圍，決定光罩之半透光區域之透過率。此成為光罩製造時之管理值。
例如，多數情形，相對於某波長(例如g線)，指定使用之半透光膜之透過率，再於作為其面內分布之特定範圍內進行管理。控制藉此決定之抗蝕殘膜厚(形狀)與其分布，藉此，設想可設定適當加工條件，穩定地製造TFT等所希望之裝置。
本發明者係著眼於：因利用前述管理方法之製品管理並不一定充分，故根據情形，存在對光罩使用者決定加工條件上造成較大困難之可能性。此係因為，將前述多灰階光罩實際曝光時，決定形成於被加工層上之抗蝕圖案之殘膜值及其面內分布之要素，並非只有特定波長之半透光區域之膜透過率(即使假設可嚴格地控制膜透過率)，還根據轉寫圖案之圖案設計，以及曝光時所採用之光學條件而變動。
例如，如圖4(a)(b)所示，鄰接於2個遮光膜A地被夾持之構成半透光區域之半透光膜B之透過光之光強度分布，若該半透光膜B之線寬減小，則存在整體下降，峰值降低之傾向。因此，根據轉寫圖案之如何設計，半透光區域之透 過率不同。特別係半透光區域之線寬為一定以上之情形，問題較小，線寬變得微細之同時，因曝光用之光之繞射之影響，前述透過率下降之傾向較大。例如，相對於光罩圖案之線寬，作為面內分布之容許範圍大多使用200nm以內之管理值。於如此之情形，若該光罩圖案線寬之面內分布與前述半透光膜之透過率分布重疊，則所形成之抗蝕圖案之殘膜值有超過容許範圍地變動之虞。
此外，即使管理半透光膜之膜透過率面內分布至特定量(例如2%)以下，藉由實際之曝光，有助於被加工層上之抗蝕圖案形成之光量，比2%大地變動之可能性亦很大。如前所述，雖透過率可藉由代表波長(例如g線)表現，但此亦根據情形而不充分。雖然半透光區域之線寬微小化後，無法忽視曝光用之光之繞射影響這點如前所述，但曝光用之光中包含複數之波長，各該等波長繞射之量不同。因此，複數之波長有助於抗蝕圖案形成之情形，隨線寬變化而變化之透過率只由例如g線等之代表波長進行管理並不夠充分。因此，關於與抗蝕圖案形成有關之所有波長有必要分別預先掌握線寬與透過率之關係。又，若曝光機之光源改變，則藉由其照射之曝光用之光之分光特性亦改變。藉由該分光特性之變化，使曝光時實際產生之曝光量變動。此係因為藉由分光特性之變化，包含於曝光用之光中之有助於抗蝕圖案形成(例如g線、h線、i線等之)各波長之光量分別改變，其結果實際產生之曝光量亦改變。此外，半透光區域之線寬變得微小之情形，於各波長產生之繞射之影響 程度，因使繞射產生之線寬之值而各不相同。因此，產生曝光用之光之分光特性之變化造成的透過率變化因線寬而不同之問題。該情形，例如即使線寬之變化於面內分布之容許範圍內，亦存在照射之曝光用之光之分光特性改變時，形成之抗蝕圖案之殘膜值超出容許範圍而變動之虞。
考慮到前述要因，欲藉由多灰階光罩獲得所希望之抗蝕圖案，欲獲得所希望之抗蝕殘膜值時，若對於用於光罩之半透光區域之半透光膜之透過率，除了該光罩之曝光條件或轉寫圖案之設計以外，未高精度地推定實際位於被加工層上之抗蝕膜所受到之照射光量，則不夠充分。
特別係TFT之設計朝微細化之方向。例如，為提高液晶動作速度，進而為增加液晶之明亮度，形成TFT之圖案之線寬亦朝減小之方向。因此，用於製造TFT所使用之光罩之線寬之微細化亦有必要。其結果，產生線寬變得微細，必須充分考慮線寬與透過率之關係。
前述專利文獻1之方法中，對於曝光機之解析界限以下之遮光圖案之圖像，實施高斯分布化之「模糊處理」。 但，因只將圖案圖像高斯分布化，並非顯示實際曝光時抗蝕膜受到之光強度分布者，故光罩之評價不充分。因於實際曝光條件中，曝光用之光學系統、光源之條件、圖案之形狀，以及於半透光區域使用半透光膜之情形，該膜透過率或透過率面內分布等多種要因會影響所形成之抗蝕圖案之形狀。因此，有必要採用考慮到該等眾多要因，可進行光罩之精密評價之方法。
本發明之多灰階光罩之檢查方法，其中前述多灰階光罩係具備轉寫圖案，該轉寫圖案係形成於透明基板上，且藉由至少遮光膜被圖案化而包含透光區域、遮光區域及半透光區域，前述檢查方法之特徵在於包含：藉由攝像機構取得前述轉寫圖案之解析圖像之步驟；藉由對前述解析圖像實施特定之處理，而獲得對前述轉寫圖案適用特定曝光條件時所形成之空間像之步驟；藉由前述空間像，獲得前述轉寫圖案之實效透過率分布之步驟；及基於前述實效透過率分布，評價前述多灰階光罩之步驟。
根據該方法，因將模仿多灰階光罩所適用之曝光裝置之曝光條件的曝光條件藉由軟體模擬再現，模擬於該曝光條件下藉由多灰階光罩之透過光形成之轉寫圖案之空間像，故可以作為適合評價多灰階光罩之正確之圖像資料評價多灰階光罩。又，因於評價時使用實效透過率分布，故可不根據圖案之形狀或曝光條件，模擬實際應形成於被加工層之空間像。
於本發明之多灰階光罩之檢查方法中，對前述解析圖像實施特定之處理，較好地為包含藉由前述解析圖像獲得前述轉寫圖案之輪廓資料之第1處理，與對於前述輪廓資料適用預先設定之曝光條件，獲得前述空間像之第2處理。
於本發明之多灰階光罩之檢查方法中，前述曝光條件較好地為包含前述曝光裝置之投影光學系統之開口數、照明光學系統之開口數相對於前述投影光學系統之開口數之 比，及曝光波長中之至少一個。
於本發明之多灰階光罩之檢查方法中，前述半透光區域，可於前述透明基板上形成透過一部分曝光用之光之半透光膜而成。
又，於本發明之多灰階光罩之檢查方法中，前述半透光區域可於前述透明基板上形成透過一部分曝光用之光之半透光膜而成，前述曝光條件可包含前述半透光膜之膜透過率。
又，於本發明之多灰階光罩之檢查方法中，前述半透光區域可於前述透明基板上至少具有包含遮光膜之具有曝光解析界限以下尺寸之微細圖案。
本發明之多灰階光罩之製造方法，其中前述多灰階光罩係具備轉寫圖案，前述轉寫圖案係形成於透明基板上，且藉由至少遮光膜被圖案化而包含透光區域、遮光區域及半透光區域，前述製造方法之特徵在於包含：形成前述轉寫圖案之圖案形成步驟；及評價所形成之前述轉寫圖案之圖案檢查步驟；前述圖案檢查步驟係使用前述檢查方法。
根據該方法，因使用以多灰階光罩之使用時形成之空間像進行評價後之多灰階光罩，故曝光條件之決定容易，且可正確地將轉寫圖案轉寫於被加工層上。
根據本發明，於實際之曝光條件下，可模擬多灰階光罩形成之空間像，並基於其實效透過率評價光罩。藉此，可預測形成於被加工層上之抗蝕圖案。因此，可提供即使不 進行實際之曝光，亦可評價光罩之良否(品質)，TFT等之生產優良之多灰階光罩。
以下，對本發明之實施形態參照添附圖式進行詳細說明。
本發明者發現：為於被加工層上獲得所希望之抗蝕殘膜值，已注意到只控制用於多灰階光罩之半透光區域之半透光膜本身之膜透過率並不夠，必須考慮因形成於光罩之圖案之形狀及用於曝光用之光源之光學特性等所產生之光之繞射現象。因此，本發明者提案有：取代半透光膜本身之膜透過率Tf ，而規定透過光罩、決定照射於被加工層上之抗蝕層之光量之實效性光透過率(實效透過率)TA ，並控制該實效透過率。實效透過率TA ，可於實際使用之曝光條件下，考慮該光罩之例如半透光區域透過曝光用之光之透過率。又，實效透過率TA 相比於曝光光學系光之解析度，可以足夠廣之透光區域之透過率為100%時之數值表示。該數值與被加工層上之抗蝕層(正抗蝕膜之情形)之對應於半透光部之抗蝕殘膜之最小值相關。該部分之抗蝕殘膜之值，比對應於遮光區域之抗蝕殘膜之值小，比對應於透光部之抗蝕殘膜之值(殘膜值0)大。
因實效透過率TA 係除了膜固有之透過率以外，亦考慮光學條件及圖案設計之指標，故係可正確反映抗蝕殘膜值之狀況之指標，作為用於管理抗蝕殘膜值之指標為適當者。又，半透光區域，於夾持於2個遮光區域之間且鄰接於該 等般(包含於大多之TFT用多灰階光罩之轉寫圖案般)之情形，半透光區域之實效透過率如圖4(a)或(b)之透過光之光強度分布圖所示，於顯示分布之情形，可以具有該半透光區域內之峰值之部分之透過率代表。此係因為，使用該光罩於被加工層上形成正抗蝕膜之抗蝕圖案時，與產生於該半透光區域之抗蝕殘膜值之最小值具有相關。關於如此之實效透過率管理，例如在將薄膜電晶體之通道區域以多灰階光罩之半透光區域形成，且其通道寬(通道長度)為5μm以下時特別有效。
又，作為實效透過率TA ，此處以半透光區域之透過光之光強度分布曲線之最大值(此相當於抗蝕殘膜之底部)之透過率為代表。即，於半透光區域夾持於2個遮光區域之間且鄰接於該等遮光區域之情形，因透過光之光強度分布曲線為釣鐘型曲線，故實效透過率TA 係指對應於其峰值之透過率。該實效透過率係藉由實際之曝光條件(光學參數、照射光之分光特性)與現實之光罩圖案決定者。
另一方面，所謂膜透過率Tf 係指於透明基板上形成半透光膜成為半透光區域時，相對於曝光條件之解析界限充分大面積之該半透光區域之透過率。另一方面，因實際之透過率受到圖案之線寬等影響，故實際圖案中之半透光區域之曝光用之光透過率，藉由實效透過率TA 定義之為有用。於半透光區域不設半透光膜，且藉由遮光圖案之微細線寬之空間作為半透光區域而發揮功能之情形，該半透光區域之該空間之「膜透過率」與透光部相等，為100%。
如前所述，對於多灰階光罩之半透光區域，有必要容易且高精度地進行於曝光、轉寫步驟是否成為問題之檢查(評價)。
本發明中，藉由將實際之多灰階光罩之轉寫圖案之解析圖像電子化而獲得解析圖像資料，藉由對於該解析圖像資料進行軟體之光學微影術模擬，而獲得與通過實際之曝光裝置之曝光轉寫於被加工層之圖案近似之空間像資料。該藉由軟體之光學微影術模擬中，設定模擬實際之曝光裝置之曝光條件的曝光條件。
所謂模擬曝光條件係指曝光波長近似，例如曝光用之光係具有波長域者之情形，光強度最大之曝光波長相同者。或者，亦可選擇例如以強度比1：1：1之比例包含i線、h線、g線之照射光，作為與實際之曝光用之光近似者。又，所謂模擬曝光條件係指光學系統近似，例如成像光學系統之NA(開口數)大致相同，或σ(凝聚)大致相同。此處，所謂NA大致相同係例示相對於實際之曝光裝置之NA，為±0.005之範圍之情形。所謂σ大致相同係例示相對於實際之曝光裝置之σ，為±0.005之範圍之情形。又，不僅成像光學系統，照明光學系統之NA亦適用大致相同之光學系統條件。
於本發明中，於光學微影術模擬用之軟體上，再現以上之曝光條件，根據前述轉寫圖案之解析圖像資料，藉由模擬而獲得曝光多灰階光罩時形成之空間像資料。
使用如此藉由軟體模擬獲得之空間像資料評價多灰階光 罩。例如，相對於空間像資料，決定用於獲得所希望之線寬圖案之實效透過率之臨限值，以該臨限值二值化空間像資料時，可評價缺陷之有無。或者，亦可評價決定特定之實效透過率時之特定圖案之線寬。該點參照圖3後續述明。
即，本發明之骨架係攝像轉寫圖案之解析圖像，前述轉寫圖案係形成於透明基板上，且至少藉由遮光膜被圖案化而包含透光區域、遮光區域及半透光區域。基於此，可獲得解析圖像資料。此外，使用該解析圖像藉由軟體模擬取得於曝光條件下之轉寫圖案之空間像資料，並基於前述空間像資料，獲得該轉寫圖案之實效透過率分布。藉此，藉由評價前述轉寫圖案，精準地預測於實際之曝光條件使用多灰階光罩時所形成之被加工層上之抗蝕圖案，評價多灰階光罩。
(實施例)
圖1係顯示本發明之一實施例之多灰階光罩評價方法之處理步驟之流程圖。
作為本發明之評價方法之對象之多灰階光罩，製作如下所述之多灰階光罩(圖1之步驟S1)。
製作包含遮光區域、透光區域、半透光區域之3調以上之光罩，其具備轉寫圖案，前述轉寫圖案係形成於透明基板上，且藉由至少遮光膜被圖案化而包含前述透光區域、前述遮光區域及前述半透光區域。於該多灰階光罩中，可藉由於遮光區域、透光區域以外具有半透光區域，而於形 成於被加工層上之抗蝕圖案形成具有複數之膜厚之區域。遮光區域可實質性地遮蔽曝光用之光，透光區域可露出透明基板般之透明區域。半透光區域係透過率比透光區域相對性較小之部分，於被加工層上形成所希望之抗蝕殘膜之區域。該半透光區域可例如於透明基板上成膜具有特定膜透過率之半透光膜而形成。半透光膜之膜透過率於透光區域為100%時，係10%~70%，更有用者係20%~60%。又，亦可藉由於形成於透明基板上之遮光膜，形成曝光機之解析界限以下之線寬之圖案，作為半透光區域。又，本發明亦可同樣地適用於具有3個以上抗蝕殘膜值(抗蝕殘膜值0部分以外)之抗蝕圖案之4調以上之光罩。
本態樣中，以半透光區域對應於通道部，以夾持半透光區域之形狀鄰接之遮光部對應於源極、汲極之TFT製造用之轉寫圖案為例進行說明。
作為透明基板，可舉玻璃基板等。又，作為遮蔽曝光用之光之遮光膜，可舉如鉻膜等金屬膜、矽膜、金屬氧化膜、二矽化鉬膜之金屬矽化物膜等。又，該遮光膜較好地為於表面具有抗反射膜，作為該抗反射膜之材料，可舉鉻之氧化物、氮化物、碳化物、氟化物等。作為使一部分曝光用之光透過之半透光膜，可使用鉻之氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、氮氧碳化物或金屬矽化物等。特別係較好地為如氧化鉻膜、氮化鉻膜、二矽化鉬膜等之金屬矽化物膜或其氧化物、氮化物、氮氧化物、碳化物等。
該多灰階光罩，可藉由於透明基板上按半透光膜與遮光 膜之順序積層，各自藉由光學微影術圖案化，形成具有所希望之轉寫圖案之多灰階(例如3調式)光罩。
此外，作為多灰階光罩之轉寫圖案，亦可於透明基板上形成遮光膜，將該遮光膜圖案化為曝光機解析度以下之微細圖案後，藉由光之繞射效果輸出中間調(半透光區域)之轉寫圖案。
無論何種情形，多灰階轉寫圖案可藉由公知之圖案化步驟而形成。
然後，使用以顯微鏡為代表之攝像機構，取得前述多灰階光罩之解析圖像(圖1之步驟2)。
圖2係包含作為解析圖像之取得機構之攝像裝置之概念圖。使包含於攝像裝置31之結合光學系統之焦點與於步驟S1所製作之多灰階光罩對準，攝像所希望倍率之解析圖像，取得經電子化之轉寫圖案之解析圖像資料。
轉寫圖案之解析圖像資料係輸入至評價裝置本體32。評價裝置本體32，係由安裝有於軟體上進行光學微影術模擬之軟體模擬用之軟體，及進行二值化處理及輪廓抽出處理等圖像處理之圖像處理用軟體之電腦構成。於評價裝置本體32，連接有使用者輸入曝光條件等資料之輸入裝置33，與顯示藉由軟體模擬獲得之空間像資料及評價結果之顯示裝置34。
本發明所謂之解析圖像，係指成為後述之空間像之基礎之圖像，可相對於前述轉寫圖案，於進行本發明之檢查時以充分之解析度掌握者。例如，解析圖像係解析界限尺寸 為0.2μm以下之圖像。即，可使解析圖像為解析界限尺寸0.2μm以下之光學條件下取得之圖像。更好地為，可使解析圖像為解析界限0.1μm以下之圖像。因此，適當地決定使前述解析界限充分之光學條件(對應於波長之NA、σ等)進行攝像即可。
基於藉由攝像裝置31取得之解析圖像(圖5(a))，生成解析圖像資料。
然後，對該解析圖像資料實施處理，獲得對轉寫圖案適用特定曝光條件時所形成之空間像。具體而言，可以下述步驟進行。
首先，進行抽出所獲得之解析圖像資料之輪廓之第1處理(圖5(b)、圖5(c))。此處，使用正抗蝕膜。於該情形，藉由劃定透光區域之二值化獲得圖5(b)之輪廓資料。又，藉由分開半透光區域與遮光區域之二值化獲得圖5(c)之輪廓資料。將從二值化圖像抽出之輪廓資料顯示於圖5(d)、圖5(e)。如此之輪廓抽出步驟係圖1之步驟S3。
第1處理中進一步將該輪廓資料(圖5(d)、圖5(e))轉換成可於光學微影術模擬軟體處理之資料形式(圖1之步驟S4)。若光學微影術模擬軟體為可處理光罩CAD資料之軟體，作為可處理之資料形式可列舉GDS檔案(圖5(f))等。
然後，作為第2處理，將GDS資料化之前述輪廓資料，藉由預先準備之光學微影術模擬軟體處理。此時，輸入現實上使用光罩時之適當之曝光條件(圖1之步驟S5)。具體而言，曝光條件係使用使用前述多灰階光罩時之NA、σ、 波長。例如，圖5(g)係顯示將圖5(a)所示之轉寫圖案(通道長度：5.0μm、膜透過率40%)之解析圖像，於NA=0.08、σ=0.8、曝光用之光之各波長強度比g線/h線/i線=1/1/1之曝光條件下進行軟體模擬時之空間像。又，因係軟體模擬，故曝光條件可自由設定。
於圖5(g)中，於實效透過率存在變化之部分，顯示實效透過率之等高線。藉由如此之空間像，可評價多灰階光罩(圖1之步驟S6)。
於使用光罩所得之被加工層上之抗蝕圖案之線寬與實效透過率，有如圖3所示之關係。例如，如圖3(a)所示之轉寫圖案，即，於2個遮光膜21之間設置半透光膜22之轉寫圖案，求取A-B間之實效透過率時，成為如圖3(b)所示。該步驟之實效透過率之臨限值係相對於圖3(c)所示之特性曲線之臨限值(TH1、TH2、TH3)。臨限值之差係施加於光罩之曝光量之差。
因此，於圖5(g)之空間像，若決定所希望之線寬，則可求得用於實現其之實效透過率。然後，於預先知道存在缺陷之多灰階光罩，得到如圖5(g)之空間像，將前述決定之實效透過率作為臨限值二值化時，可不進行實際之曝光地，判斷對於欲得到之轉寫圖案，前述缺陷是否成為問題(是否轉寫於被加工層上)。
或者，若決定所希望之實效透過率之臨限值，則可求得此時之線寬。藉此，可不經由實際之曝光步驟地，判斷欲獲得之裝置(TFT等)之線寬是否在所希望之範圍內。
包含本發明之檢查方法製造多灰階光罩之情形，於透明基板上至少形成遮光膜，進行前述遮光膜之圖案化而形成轉寫圖案，以前述方法對所形成之轉寫圖案進行評價。又，於該評價，評價光罩之品質，或可進行缺陷之判定。若有必要進行缺陷修正，則亦可修正缺陷，再以同樣之方法進行評價。因經過如此之評價獲得之多灰階光罩，係以適合評價多灰階光罩之實際曝光條件下之空間像予以評價者，故係於實際之光罩使用上無問題之多灰階光罩。特別係，藉由使用該評價方法，可製造轉寫於被加工層上時之轉寫圖案之面內之線寬分布可為0.15μm以下之高品質之多灰階光罩。此時之線寬分布之值表示最大線寬與最小線寬之差之絕對值。
如此獲得之多灰階光罩，可於被加工層上轉寫轉寫圖案。因該多灰階光罩係以適合評價多灰階光罩之正確之圖像資料予以評價者，故可正確地轉寫轉寫圖案於被加工層上。
本發明並非局限於前述實施形態，可適當變更後實施。例如，前述實施形態之材質、圖案構成、構件之個數、尺寸、處理步驟等係為一例，於發揮本發明效果之範圍內可進行各種各樣變更實施。此外，在不脫離本發明之目的之範圍內可適當變更實施。
21‧‧‧遮光膜
22‧‧‧半透光膜
31‧‧‧攝像裝置
32‧‧‧評價裝置本體
33‧‧‧輸入裝置
34‧‧‧顯示裝置
圖1係顯示實施例之多灰階光罩之評價方法之處理步驟之流程圖。
圖2係實施例中用於進行從轉寫圖案之解析圖像之取得至評價之處理之系統概念圖。
圖3(a)係顯示轉寫圖案之一例之圖，圖3(b)係顯示實效透過率與同圖(a)之轉寫圖案之位置之間之關係圖，圖3(c)係顯示CD與臨限值之間之關係圖。
圖4(a)係顯示作為半透光區域寬4μm之情形之光罩圖案及透過光之光強度分布之圖，圖4(b)係顯示作為半透光區域寬2μm之情形之光罩圖案及透過光之光強度分布之圖。
圖5(a)~(g)係顯示本發明之檢查方法之圖。

Claims (8)

  1. 一種顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法，前述顯示裝置製造用多灰階光罩係具備轉寫圖案，前述轉寫圖案係形成於透明基板上，且藉由至少遮光膜被圖案化而包含透光區域、遮光區域及半透光區域，其中前述檢查方法包含：藉由解析界限尺寸為0.2μm以下之攝像機構取得前述轉寫圖案之解析圖像之步驟；基於前述解析圖像，藉由模擬而獲得對前述轉寫圖案適用特定曝光條件時所形成之空間像之步驟；藉由前述空間像，獲得前述轉寫圖案之實效透過率分布之步驟；及基於前述實效透過率分布，評價前述多灰階光罩之步驟。
  2. 如請求項1之顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法，其中前述模擬之步驟，係包含藉由前述解析圖像獲得前述轉寫圖案之輪廓資料之第1處理，與對於前述輪廓資料適用預先設定之曝光條件，獲得前述空間像之第2處理。
  3. 如請求項1之顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法，其中前述曝光條件，係包含曝光裝置之投影光學系統之開口數、照明光學系統之開口數相對於前述投影光學系統之開口數之比，及曝光波長中之至少一個。
  4. 如請求項1之顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法， 其中前述半透光區域，係於前述透明基板上形成透過一部分曝光用之光之半透光膜而成。
  5. 如請求項4之顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法，其中前述半透光區域，係於前述透明基板上形成透過一部分曝光用之光之半透光膜而成，前述曝光條件係包含前述半透光膜之膜透過率。
  6. 如請求項1之顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法，其中前述半透光區域係於前述透明基板上至少具有包含遮光膜之具有曝光解析界限以下尺寸之微細圖案而成。
  7. 一種顯示裝置製造用多灰階光罩之製造方法，其特徵在於：前述顯示裝置製造用多灰階光罩係具備轉寫圖案，前述轉寫圖案係形成於透明基板上，且藉由至少遮光膜被圖案化而包含透光區域、遮光區域及半透光區域，前述製造方法包含：形成前述轉寫圖案之圖案形成步驟；及評價所形成之前述轉寫圖案之圖案檢查步驟；前述圖案檢查步驟係使用請求項1~6中任一項之檢查方法。
  8. 一種圖案轉寫方法，係包含：對請求項7之製造方法所製造之顯示裝置製造用多灰階光罩照射i線~g線之曝光用之光，轉寫前述轉寫圖案於被加工層上之抗蝕膜。
TW099104813A 2009-02-20 2010-02-12 顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法及圖案轉寫方法 TWI451187B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009038599A JP5185154B2 (ja) 2009-02-20 2009-02-20 多階調フォトマスクの検査方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201100945A TW201100945A (en) 2011-01-01
TWI451187B true TWI451187B (zh) 2014-09-01

Family

ID=42759118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099104813A TWI451187B (zh) 2009-02-20 2010-02-12 顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法及圖案轉寫方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5185154B2 (zh)
KR (1) KR101100552B1 (zh)
TW (1) TWI451187B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102154075B1 (ko) 2013-10-21 2020-09-09 삼성전자주식회사 반도체 소자의 검사 방법 및 반도체 검사 시스템
CN110926351B (zh) * 2019-12-30 2021-05-18 中国建材检验认证集团浙江有限公司 一种建筑用轻钢龙骨涂层或镀层的厚度测量方法
CN113534600A (zh) * 2021-06-28 2021-10-22 上海华虹宏力半导体制造有限公司 暗场图形的辅助图形及其设计方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040018436A1 (en) * 2002-06-06 2004-01-29 Kiichi Ishikawa Mask inspection method, mask defect inspection system, and method of production of mask
TW200403431A (en) * 2002-04-16 2004-03-01 Hoya Corp Defect inspection method and defect inspection device of gray tone mask, and defect inspection method and defect inspection device of photomask
JP2008216590A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Hoya Corp グレートーンマスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置、フォトマスクの欠陥検査方法、グレートーンマスクの製造方法、並びにパターン転写方法
TW200848920A (en) * 2006-12-05 2008-12-16 Hoya Corp Gray tone mask inspecting method, method of producing a gray tone mask for use in manufacturing a liquid crystal device and pattern transferring method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04328548A (ja) * 1991-04-26 1992-11-17 Nikon Corp フォトマスクの検査方法および装置
JPH0894338A (ja) * 1994-09-26 1996-04-12 Toshiba Corp マスク検査装置
JP2002174604A (ja) * 2000-09-29 2002-06-21 Hoya Corp グレートーンマスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置、並びにフォトマスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置
JP4266082B2 (ja) * 2001-04-26 2009-05-20 株式会社東芝 露光用マスクパターンの検査方法
JP2004219597A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Sony Corp マスク欠陥検査装置及びマスク欠陥検査方法
JP3875648B2 (ja) * 2003-04-08 2007-01-31 Ｈｏｙａ株式会社 グレートーンマスクの欠陥検査方法
JP4899652B2 (ja) 2006-06-12 2012-03-21 富士通セミコンダクター株式会社 露光用マスクの検査装置、検査方法、製造方法および露光用マスク
TWI431408B (zh) * 2007-07-23 2014-03-21 Hoya Corp 光罩資訊之取得方法、光罩之品質顯示方法、顯示裝置之製造方法以及光罩製品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200403431A (en) * 2002-04-16 2004-03-01 Hoya Corp Defect inspection method and defect inspection device of gray tone mask, and defect inspection method and defect inspection device of photomask
US20040018436A1 (en) * 2002-06-06 2004-01-29 Kiichi Ishikawa Mask inspection method, mask defect inspection system, and method of production of mask
TW200848920A (en) * 2006-12-05 2008-12-16 Hoya Corp Gray tone mask inspecting method, method of producing a gray tone mask for use in manufacturing a liquid crystal device and pattern transferring method
JP2008216590A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Hoya Corp グレートーンマスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置、フォトマスクの欠陥検査方法、グレートーンマスクの製造方法、並びにパターン転写方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100095391A (ko) 2010-08-30
TW201100945A (en) 2011-01-01
KR101100552B1 (ko) 2011-12-29
JP5185154B2 (ja) 2013-04-17
JP2010191398A (ja) 2010-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5064116B2 (ja) フォトマスクの検査方法、フォトマスクの製造方法及び電子部品の製造方法
US7415402B2 (en) Simulation based PSM clear defect repair method and system
TWI451513B (zh) 蝕刻顯著污染光罩缺陷之晶圓平面偵測
JP6594876B2 (ja) フォトリソグラフィレチクル認定方法及びシステム
US20040052411A1 (en) Soft defect printability simulation and analysis for masks
JP5363767B2 (ja) フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及びデータベース
JP5160286B2 (ja) 多階調フォトマスク、パターン転写方法、及び薄膜トランジスタの製造方法
US7469057B2 (en) System and method for inspecting errors on a wafer
JP2008256671A (ja) フォトマスクの検査装置、フォトマスクの検査方法、液晶装置製造用フォトマスクの製造方法及びパターン転写方法
TWI417650B (zh) 多調式光罩之評估方法
JP5460981B2 (ja) フォトマスク情報の取得方法、フォトマスクの品質表示方法、電子デバイスの製造支援方法、電子デバイスの製造方法及びフォトマスク製品
TWI451187B (zh) 顯示裝置製造用多灰階光罩之檢查方法及圖案轉寫方法
KR101173731B1 (ko) 다계조 포토마스크 및 그 제조 방법
JP5538513B2 (ja) 多階調フォトマスク、パターン転写方法及び薄膜トランジスタの製造方法
JP3968209B2 (ja) フォトマスク欠陥転写特性評価方法、フォトマスク欠陥修正方法及び半導体装置の製造方法
TWI425308B (zh) 多階調光罩及圖案轉印方法
JP2009237569A (ja) 多階調フォトマスク及びそれを用いたパターン転写方法
KR101061274B1 (ko) 다계조 포토마스크 및 그것을 이용한 패턴 전사 방법
JP2009092792A (ja) フォトマスク転写特性評価方法
JP2012123409A (ja) テストマスク
JP2009223308A (ja) 多階調フォトマスク、その製造方法及びパターン転写方法