光掩膜的檢查裝置和方法、制造方法和圖案轉錄方法

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專利名稱：光掩膜的檢查裝置和方法、制造方法和圖案轉錄方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于檢查曝光用光掩膜的性能的光掩膜檢查裝置和
光掩膜檢査方法，尤其涉及一種平板顯示器(下面稱為FPD)裝置制造用的大型光掩膜的檢查裝置和檢查方法。另外，本發(fā)明涉及一種液晶裝置制造用光掩膜的制造方法和圖案轉錄方法。
背景技術：
以前，就光掩膜的性能檢查而言，在專利文獻1 (特開平5-249656號公報)中，記載了一種利用攝像元件(下面稱為CCD)檢測構成被檢體的光掩膜的透過照明光的強度分布、從而檢查缺陷的裝置。該檢查裝置中，將檢查光聚光照射到形成了 0. 3微米間距左右的細微圖案的光掩膜上，放大照射透過該光掩膜的檢查光，用分辨率為7微米左右的CCD來進行攝像。
艮P，在該檢查裝置中，將光掩膜水平載置于工作臺上，經照明光學系統(tǒng)向該光掩膜照射來自光源的檢查光。工作臺可沿光掩膜的面內方向移動操作。另外，在該檢查裝置中，使經過光掩膜的檢査光放大照射到攝像元件上成像，得到光掩膜的像。
在專利文獻2(特開平4-328548號公報)中，記載了一種可檢測在由曝光裝置實際轉錄到晶片上時的光掩膜的缺陷或異物的檢査裝置。在該檢查裝置中，除以前的檢查裝置可檢測的缺陷或異物外，還可檢査相位移位掩膜或中間掩膜(reticule)透過部的轉換機構的缺陷、或曝光波長依賴性的掩膜基板部的缺陷等。
專利文獻1中，未言及對光掩膜面內的規(guī)定部位進行攝像的方法。但是，由于工作臺可沿光掩膜的面內方向移動操作，另外，光掩膜是一邊為 5英寸至6英寸左右的方形基板，所以認為專利文獻1中記載的檢查裝置無不適合地在光掩膜的整個面中進行檢查。
另外，專利文獻1中記載了為了評價具有細微凹凸圖案的相位移位掩
膜的缺陷或使用光掩膜的曝光工序中的抗蝕劑厚度引起的焦點錯位的影響，將從檢查光的焦點位置錯開攝像元件進行攝像得到的像、與基于設計上的掩膜圖案的圖像信號或將攝像元件作為焦點位置攝像的圖像信號進行比較。
艮P，在實際的ic制造工序中，由于反復多次積層薄膜，所以有時在
使用光掩膜的曝光工序中，焦點錯開抗蝕劑厚度大小，被縮小照射。若考慮這些光掩膜的細微圖案間距，則不能忽視焦點錯位造成的影響，另外，在使用將焦點深度設得深的相位移位掩膜的情況下，認為評價焦點錯位的影響是重要的。
因此，在專利文獻l記載的檢查裝置中，為了評價使用相位移位掩膜時等被轉錄面的段差等引起的焦點錯位的影響，設置可沿檢查光的光軸方向位移攝像元件的攝像位置位移部件，使使用光掩膜的曝光工序中相當于被轉錄面的攝像元件沿光軸方向從焦點位置錯開，檢查其影響。
但是，在所謂液晶顯示面板等被稱為FPD的顯示器件的制造所使用的光掩膜中，存在一邊超過lm那樣的大型光掩膜。在顯示器件的制造中，使用例如主平面為1220mmX1400mm、厚度為13咖的尺寸的光掩膜。這種光掩膜伴隨著尺寸的大型化，重量也增加，例如使用具有50kg左右重量的光掩膜。圖案間距通常為數微米至數百微米左右。
在進行這種大型光掩膜的缺陷檢查或性能評價的檢査中，存在如下課題。
艮P，若將這種大型光掩膜水平載置于專利文獻l中記載的工作臺上，則檢查裝置的設置面積會變大。并且，由于大型光掩膜不能由單一視野檢查整個面，所以必需將檢查區(qū)域分割成多個區(qū)域來進行檢査。此時，若假設使光掩膜在水平面內相對攝像元件移動，則存在檢查裝置的設置面積進一步變大的問題。
另外，若水平保持光掩膜，則存在該光掩膜上附著由于重力在空中落下的微粒(塵埃)的概率變高的問題。
即便在專利文獻2記載的檢查裝置中，盡管可對應于尺寸較小的中間掩膜，但在檢査大型光掩膜的情況下，仍然產生上述那樣的問題。
另外，雖然認為水平保持光掩膜時因自重引起的彎曲在使用該光掩膜
進行曝光的曝光裝置中產生，但在曝光裝置中，對應于光掩膜的彎曲邊調節(jié)焦點邊進行曝光。因此，在沿光軸方向僅僅移動操作攝像元件來進行焦點調節(jié)的現有檢查裝置中，不能正確再現曝光裝置的聚焦動作、曝光裝置中得到的曝光圖案，不能良好地進行大型光掩膜的性能評價和缺陷檢査。
艮P，在沿光軸方向僅僅移動操作攝像元件來進行焦點調節(jié)的檢查裝置中，在實際曝光前在檢查裝置上再現光掩膜因自重產生彎曲的狀態(tài)下進行曝光的曝光裝置中基于光掩膜的像，由此不能精確評價曝光時的聚焦余裕。具體而言，就為了驗證光掩膜曝光所允許的聚焦余裕而在曝光裝置中如何定位物鏡和被曝光體(被轉錄體)的每一個而言，不能夠定量地模擬。
另外，在這種檢查裝置中，不能夠定量地模擬由使用大型光掩膜的曝光裝置散焦時的物鏡系統(tǒng)和被曝光體的移動量。由此，現有的檢査裝置不適用于曝光下的聚焦余裕的評價、或有意產生散焦情況的具有細微圖案的灰階(，'、-卜- >)掩膜的檢查。所謂灰階掩膜是指目的在于使透過掩膜的
曝光光的量選擇性地減少、選擇地調整被轉錄體上的光刻膠顯影后的殘留膜厚的光掩膜。
液晶顯示裝置制造用等的大型光掩膜，通常由i線 g線波長頻帶的曝光光曝光。被轉錄體上的抗蝕劑膜形成近似曝光時受到的光掩膜透過光的狀態(tài)，為了預測評價被轉錄體上得到的抗蝕劑圖案、或使用其制作的膜圖案，必需最合理地再現現實的曝光狀態(tài)。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述實情提出，其目的在于提供一種光掩膜的檢查裝置和光掩膜的檢查方法，其能夠抑制裝置的設置面積的增大，同時，在適應于實際的光掩膜的使用條件的條件下，可高精度地良好進行大型光掩膜的性能評價和缺陷檢查。
另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種確保對大型光掩膜的安全性或操作性的光掩膜的檢査裝置和光掩膜的檢查方法。
本發(fā)明的目的還在于提供一種使用這些光掩膜的檢查裝置和光掩膜的檢查方法的液晶裝置制造用光掩膜的制造方法和圖案轉錄方法。
為了解決上述課題并實現上述目的，本發(fā)明的光掩膜檢查裝置具有以
下構成之一。
構成1的光掩膜的檢查裝置的特征在于，具備-
保持作為被檢體的光掩膜的掩膜保持部件；
發(fā)出規(guī)定波長的光束的光源；
照明光學系統(tǒng)，引導來自光源的光束，向由掩膜保持部件保持的光掩膜照射該光束；
物鏡系統(tǒng)，入射照射到光掩膜并經過該光掩膜的光束；攝像部件，接收經過了物鏡系統(tǒng)的光束，以攝像光掩膜的像；支持部件，分別支持照明光學系統(tǒng)、物鏡系統(tǒng)和攝像部件；移動操作部件，移動操作各個支持部件；和控制部件，控制移動操作部件，
控制部件通過控制移動操作部件，在與由掩膜保持部件保持的光掩膜的主平面平行的面內，移動操作照明光學系統(tǒng)、物鏡系統(tǒng)和攝像部件，在使它們的光軸一致的狀態(tài)下，位于規(guī)定位置，并且，在光軸方向上能夠位置調整物鏡系統(tǒng)和攝像部件的至少之一。優(yōu)選地，假設物鏡系統(tǒng)的位置可調整。
具有構成1的本發(fā)明的光掩膜檢査裝置中，控制部件通過控制用于移動操作分別支持照明光學系統(tǒng)、物鏡系統(tǒng)和攝像部件的支持部件的移動操作部件，在與由掩膜保持部件保持的光掩膜的主平面平行的面內，移動操作照明光學系統(tǒng)、物鏡系統(tǒng)和攝像部件，在使它們的光軸一致的狀態(tài)下，使位于規(guī)定位置，并且，在光軸方向上可位置調整物鏡系統(tǒng)和攝像部件的至少一個，所以可由適合于現實的條件再現使用該掩膜時使用的曝光裝置的聚焦動作、曝光裝置中得到的曝光圖案像。
艮P，在該檢査裝置中，可評價光掩膜因自重產生彎曲(翹曲)的狀態(tài)下進行曝光的曝光裝置中的聚焦余裕。具體而言，為了驗證光掩膜的曝光允許的聚焦余裕，就曝光裝置中如何定位物鏡和被曝光體(被轉錄體)每個而言，可定量模擬。此時，優(yōu)選地，通過在光軸方向上位置調整物鏡，可更正確地執(zhí)行近似光掩膜翹曲的檢查。
或者，通過調整物鏡與被曝光體的相位位置，可評價考慮了光掩膜使
用時的曝光裝置的光學系統(tǒng)時的光掩膜的透過光分布。另外，在該檢査裝置中，可定量模擬散焦時的物鏡系統(tǒng)和被曝光體的移動量。由此，該檢查裝置還可適用于曝光中有意產生散焦(聚焦偏移)情況的灰階掩膜的檢查。
在具有構成l的光掩膜的檢查裝置中，其特征在于物鏡系統(tǒng)和照明光學系統(tǒng)各自的數值孔徑可變，控制部件通過將物鏡系統(tǒng)的數值孔徑、或照明光學系統(tǒng)的數值孔徑設為規(guī)定值，將照明光學系統(tǒng)的數值孔徑與物鏡系統(tǒng)的數值孔徑之比控制為規(guī)定值。
在具有構成2的本發(fā)明的光掩膜的檢査裝置中，控制部件由于將物鏡
系統(tǒng)的數值孔徑和照明光學系統(tǒng)的數值孔徑與物鏡系統(tǒng)的數值孔徑之比控制為規(guī)定值，所以可良好地模擬曝光裝置中的曝光圖案。
在具有構成1或構成2的光掩膜的檢查裝置中，其特征在于具備運算部件，根據由攝像部件得到的圖像，使用光掩膜的規(guī)定區(qū)域的透過光的光強度分布數據，進行運算。
在具有構成3的本發(fā)明的光掩膜的檢查裝置中，由于具備運算部件，
根據由攝像部件得到的圖像，使用光掩膜的規(guī)定區(qū)域的透過光的光強度分布數據，進行運算，所以可利用期望的運算方法，預測、評價根據光掩膜得到的轉錄圖案，進而判定光掩膜是否良好，并能判定缺陷修正的可能性或必要性。
在具有構成1至構成3之一的光掩膜的檢查裝置中，其特征在于掩
膜保持部件使光掩膜的主平面大致垂直，固定保持該光掩膜。
在具有構成4的本發(fā)明的光掩膜的檢査裝置中，由于掩膜保持部件使
光掩膜的主平面大致垂直并固定保持該光掩膜，所以可抑制檢查裝置的設置面積的增大，同時，可確保對大型光掩膜的安全性或操作性。
在具有構成1或構成2的光掩膜的檢査裝置中，其特征在于掩膜保
持部件以使光掩膜的主平面與垂直成傾斜的角度、且與垂直成io度以內
的角度，保持該光掩膜。
在具有構成5的本發(fā)明的光掩膜的檢查裝置中，由于以使光掩膜的主平面與垂直成傾斜的角度、且與垂直成10度以內的角度，保持該光掩膜，所以可抑制檢查裝置的設置面積的增大，同時，可確保對大型光掩膜的安全性或操作性。
在具有構成1至構成5之一的光掩膜的檢查裝置中，其特征在于從光源發(fā)出的、經過了照明光學系統(tǒng)的光束至少包含g線、h線或i線的任何一個，或者，包含混合了其中任意二個以上的光束。
在具有構成6的本發(fā)明的光掩膜的檢查裝置中，由于從光源發(fā)出的、經過了照明光學系統(tǒng)的光束至少包含g線、h線或i線的任何一個，或者，包含混合了其中任意二個以上的光束，所以可正確再現使用大型光掩膜進行曝光的曝光裝置中得到的曝光圖案。
在具有構成1至構成6之一的光掩膜的檢查裝置中，其特征在于照
明光學系統(tǒng)向光掩膜照射光束的范圍比攝像部件的攝像視野寬。
在具有構成7的本發(fā)明的光掩膜的檢查裝置中，由于照明光學系統(tǒng)向
光掩膜照射光束的范圍比攝像部件的攝像視野寬，所以可拓寬物鏡系統(tǒng)和攝像部件相對照明光學系統(tǒng)的光軸錯位的允許范圍。
在具有構成1至構成7之一的光掩膜的檢査裝置中，其特征在于照明光學系統(tǒng)具備視野光圈，經該視野光圈向光掩膜照射光束，并且，光掩膜上光量分布為5%以內的部分的直徑比攝像部件的攝像視野直徑大30%以上。
在具有構成8的本發(fā)明的光掩膜的檢查裝置中，由于利用照明光學系統(tǒng)的視野光圈，照射到光掩膜上的光束的光量分布為5%以內的部分的直徑比攝像部件的攝像視野的直徑大30%以上，所以可拓寬物鏡系統(tǒng)和攝像部件相對照明光學系統(tǒng)的光軸錯位的允許范圍。
在具有構成1至構成8之一的光掩膜的檢査裝置中，其特征在于具備角度調整機構，執(zhí)行照明光學系統(tǒng)或物鏡系統(tǒng)和攝像部件至少之一的光軸的微調整。
在具有構成9的本發(fā)明的光掩膜的檢查裝置中，由于具備角度調整機構，其執(zhí)行照明光學系統(tǒng)或物鏡系統(tǒng)和攝像部件至少之一的光軸的微調整，所以可抑制物鏡系統(tǒng)和攝像部件相對照明光學系統(tǒng)的光軸錯位。
在具有構成1至構成9之一的光掩膜的檢査裝置中，其特征在于物
鏡系統(tǒng)和照明光學系統(tǒng)具備使數值孔徑可變的光圈機構。
在具有構成10的本發(fā)明的光掩膜的檢查裝置中，由于物鏡系統(tǒng)和照明光學系統(tǒng)具備使數值孔徑可變的光圈機構，所以可容易由控制部件控制數值孔徑。
另外，本發(fā)明的光掩膜的檢查方法具有以下構成之一。
一種光掩膜的檢查方法，將在透明基板上形成具有規(guī)定圖案的膜的光掩膜由掩膜保持部件保持，經照明光學系統(tǒng)向光掩膜照射來自用于發(fā)出規(guī) 定波長光束的光源的光束，經物鏡系統(tǒng)、由攝像部件接收經過了該光掩膜的光束，從而攝像光掩膜的像，根據得到的攝像圖像，檢查光掩膜，其特征在于在與由掩膜保持部件保持的光掩膜的主平面平行的面內，移動操作照明光學系統(tǒng)、物鏡系統(tǒng)和攝像部件，在使它們的光軸一致的狀態(tài)下，使位于規(guī)定位置，并且，位置調整物鏡系統(tǒng)或者攝像部件的至少之一，以在光軸方向上成為規(guī)定的相對位置，由攝像部件攝像光掩膜的像。
在具有構成11的本發(fā)明的光掩膜的檢查方法中，由于位置調整物鏡
系統(tǒng)或攝像部件的至少之一，以在光軸方向上成為規(guī)定的相對位置，由攝像部件攝像光掩膜的像，所以可正確再現曝光裝置的聚焦動作、曝光裝置中得到的曝光圖案。
在具有構成11的光掩膜的檢査方法中，其特征在于通過預先把握使用光掩膜時適用的曝光條件，使用根據該曝光條件確定的分光特性、物鏡系統(tǒng)的數值孔徑、和照明光學系統(tǒng)的數值孔徑與物鏡系統(tǒng)的數值孔徑之比，來進行由攝像部件進行的光掩膜的像的攝像。
在具有構成12的本發(fā)明的光掩膜的檢査方法中，由于通過預先把握
使用光掩膜時適用的曝光條件，使用根據該曝光條件確定的分光特性、物鏡系統(tǒng)的數值孔徑、和照明光學系統(tǒng)的數值孔徑與物鏡系統(tǒng)的數值孔徑之比，來進行由攝像部件進行的光掩膜的像的攝像，所以可良好地模擬曝光裝置中的曝光圖案。
在具有構成11或構成12的光掩膜的檢查方法中，其特征在于使光掩膜的主平面大致垂直，固定保持該光掩膜。
在具有構成13的本發(fā)明的光掩膜的檢查方法中，由于使光掩膜的主
平面大致垂直而固定保持該光掩膜，所以可抑制檢查裝置的設置面積增大，同時，確保對大型光掩膜的安全性或操作性。
在具有構成11至構成13之一的光掩膜的檢查方法中，其特征在于
以使光掩膜的主平面與垂直成io度以內的角度，保持該光掩膜。
在具有構成14的本發(fā)明的光掩膜的檢查方法中，由于以使光掩膜的主平面與垂直成10度以內的角度來保持該光掩膜，所以可抑制檢査裝置的設置面積的增大，同時，可確保對大型光掩膜的安全性或操作性。
在具有構成11或構成12的光掩膜的檢查方法中，其特征在于以使
光掩膜的主平面與垂直成傾斜的角度、且與垂直成10度以內的角度，保
持該光掩膜。
在具有構成15的本發(fā)明的光掩膜的檢查方法中，由于以使光掩膜的主平面與垂直成傾斜的角度、且與垂直成10度以內的角度來保持該光掩膜，所以可抑制檢查裝置的設置面積的增大，同時，確保對大型光掩膜的安全性或操作性。
在具有構成11至構成15之一的光掩膜的檢查方法中，其特征在于
作為照射到光掩膜的光束，至少包含g線、h線或i線之一，或者，使用混合了其中的任意二個以上的光束。
在具有構成16的本發(fā)明的光掩膜的檢査方法中，由于作為照射到光掩膜的光束，至少包含g線、h線或i線之一，或者，使用混合了其中的
任意二個以上的光束，所以可正確再現使用大型光掩膜來進行曝光的曝光裝置中得到的曝光圖案。
在具有構成11至構成16之一的光掩膜的檢查方法中，其特征在于-作為照射到光掩膜的光束，預先把握使用該光掩膜來進行曝光的曝光裝置中所使用的照明光的波長分布，根據該波長分布，使用據此確定的波長分布的光束。
在具有構成17的本發(fā)明的光掩膜的檢查方法中，由于作為照射到光掩膜的光束，預先把握使用該光掩膜進行曝光的曝光裝置中使用的照明光的波長分布，根據該波長分布，使用據此確定的波長分布的光束，所以可正確再現使用大型光掩膜進行曝光的曝光裝置中得到的曝光圖案。 [構成18]
在具有構成11至構成17之一的光掩膜的檢査方法中，其特征在于-在比攝像部件的攝像視野寬的范圍內，照射來自光源的光束。
在具有構成18的本發(fā)明的光掩膜的檢查方法中，由于在比攝像部件的攝像視野寬的范圍內，照射來自光源的光束，所以可拓寬物鏡系統(tǒng)和攝像部件相對照明光學系統(tǒng)的光軸錯位的允許范圍。
在具有構成11至構成18之一的光掩膜的檢查方法中，其特征在于在照射到光掩膜的光束內，光量分布為5%以內的部分的直徑比攝像部件的攝像視野的直徑大30%以上。
在具有構成19的本發(fā)明的光掩膜的檢査方法中，由于在照射到光掩膜的光束內，光量分布為5%以內的部分的直徑比攝像部件的攝像視野的直徑大30%以上，所以可拓寬物鏡系統(tǒng)和攝像部件相對照明光學系統(tǒng)的光軸錯位的允許范圍。 [構成20]
在具有構成11至構成19之一的光掩膜的檢查方法中，其特征在于具有執(zhí)行照明光學系統(tǒng)、或物鏡系統(tǒng)和攝像部件至少之一的光軸的微調整的工序。
在具有構成20的本發(fā)明的光掩膜的檢査方法中，由于具有執(zhí)行照明
光學系統(tǒng)、或物鏡系統(tǒng)和攝像部件至少之一的光軸的微調整的工序，所以可抑制物鏡系統(tǒng)和攝像部件相對照明光學系統(tǒng)的光軸錯位。
在具有構成11至構成20之一的光掩膜的檢査方法中，其特征在于
光掩膜在透明基板上形成包含遮光部和透光部的圖案，根據由攝像部件得到的攝像圖像，取得光掩膜的規(guī)定區(qū)域的透過光的光強度分布數據。
在具有構成21的本發(fā)明的光掩膜的檢查方法中，由于光掩膜在透明基板上形成包含遮光部和透光部的圖案，根據得到的攝像圖像，取得光掩膜的規(guī)定區(qū)域的透過光的光強度分布數據，所以可良好地模擬曝光裝置中的曝光圖案。 [構成22]
在具有構成21的光掩膜的檢査方法中，其特征在于光掩膜在遮光部或透光部具有白缺陷或黑缺陷，得到該缺陷部分的攝像圖像、或該缺陷部分的透過光的光強度分布數據，利用該攝像圖像、或該光強度分布數據，判定是否需要修正該光掩膜。
在具有構成22的本發(fā)明的光掩膜的檢查方法中，由于光掩膜在遮光部或透光部具有白缺陷或黑缺陷，得到該缺陷部分的攝像圖像、或該缺陷部分的透過光的光強度分布數據，利用該數據，判定是否需要修正該光掩膜，所以可判斷有無白缺陷或黑缺陷、修正了這些缺陷的狀態(tài)是否良好。 [構成23]
在具有構成21或構成22的光掩膜的檢査方法中，其特征在于利用從攝像圖像取得的光強度分布數據，檢查成為規(guī)定閾值以上和/或規(guī)定閾值以下的區(qū)域。
在具有構成23的本發(fā)明的光掩膜的檢査方法中，由于利用從攝像圖像取得的光強度分布數據，檢查成為規(guī)定閾值以上和/或規(guī)定閾值以下的區(qū)域，所以可良好地模擬曝光裝置中的曝光圖案。
另外，本發(fā)明的液晶裝置制造用光掩膜的制造方法具有如下構成。 [構成24]
其特征在于具有根據具有構成11至構成23之一的光掩膜的檢査方法進行的檢查工序。
在具有構成24的本發(fā)明的液晶裝置制造用光掩膜的制造方法中，由于具有根據本發(fā)明的光掩膜的檢查方法進行的檢查工序，所以可制造缺陷被充分修正的良好的液晶裝置制造用光掩膜。
并且，本發(fā)明的圖案轉錄方法具有以下構成。
其特征在于使用由具有構成24的液晶裝置制造用光掩膜的制造方法制造的液晶裝置制造用光掩膜，由曝光裝置曝光規(guī)定波長的光，將圖案轉錄到被轉錄體上。
在具有構成25的本發(fā)明的圖案轉錄方法中，由于使用由本發(fā)明的液晶裝置制造用光掩膜的制造方法制造的液晶裝置制造用光掩膜，由曝光裝置曝光規(guī)定波長的光，將圖案轉錄到被轉錄體上，所以可執(zhí)行良好的圖案轉錄。
如上，根據本發(fā)明，可在抑制檢查裝置的設置面積的增大的同時，良好地執(zhí)行大型光掩膜的性能評價及缺陷檢査。根據本發(fā)明，還可提供一種確保對大型光掩膜的安全性或操作性的光掩膜的檢查裝置和光掩膜的檢査方法，并可提供使用這些光掩膜的檢查裝置和光掩膜的檢査方法的液晶裝置制造用光掩膜的制造方法和圖案轉錄方法。

圖1是表示本發(fā)明光掩膜檢查裝置的構成的側面圖。
圖2是表示所述光掩膜檢查裝置中的照明光學系統(tǒng)與物鏡系統(tǒng)的位置關系的側面圖。
圖3是表示所述光掩膜檢查裝置中的照明光學系統(tǒng)與物鏡系統(tǒng)的位置關系的斜視圖。
圖4是表示所述光掩膜檢查裝置中的照明光學系統(tǒng)的照明范圍與物鏡系統(tǒng)的攝像范圍的關系的正面圖。
圖5是表示所述光掩膜檢查裝置中的照明光學系統(tǒng)的照明范圍內的光強度分布與物鏡系統(tǒng)的攝像范圍的關系的曲線。
圖6是將所述光掩膜檢查裝置中得到的攝像數據數值化后的曲線。
圖7是表示所述光掩膜檢查裝置中實施的光掩膜的檢查方法的步驟的
流程圖。
圖8(A) 圖8(C)是表示使用灰階掩膜的TFT基板的制造工序(前半) 的截面圖。
圖9(A) 圖9(C)是表示使用灰階掩膜的TFT基板的制造工序(后半)
的截面圖。
圖IO是表示灰階掩膜的構成的正面圖。
圖11是表示所述光掩膜檢查裝置中得到的攝像數據的半透光部的狀態(tài)的圖。
圖12是表示所述光掩膜檢査裝置中的光掩膜、物鏡系統(tǒng)和攝像部件的位置關系的側面圖。
圖13是數值化所述光掩膜檢査裝置中得到的攝像數據、并說明半透光部的透過率的曲線。
圖14(A)、圖14(B)是表示所述光掩膜檢査裝置中得到的攝像數據的
缺陷尺寸與轉錄像的關系的圖。
具體實施例方式
下面，說明實施本發(fā)明的最佳實施方式。
〔本發(fā)明的光掩膜的檢查裝置的概要]
本發(fā)明的光掩膜的檢査裝置是能夠進行下述的裝置制作與通過使用由透明基板構成的光掩膜來進行曝光的曝光裝置中的曝光條件相等的曝光條件、或根據所述曝光裝置的曝光條件得到的曝光條件，模擬通過曝光裝置的曝光被轉錄到被轉錄體上的圖像，由攝像部件捕捉，并再作為光強度分布數據而得到。曝光裝置是以一定的曝光條件將光掩膜中形成的圖案轉錄到被轉錄體上的裝置。另外，所謂被轉錄體，是例如涂布了抗蝕劑的玻璃基板等。
另外，在該光掩膜的檢查裝置中，基于從由攝像部件得到的圖像數據所能夠把握的光掩膜透過光的光強度分布，能夠執(zhí)行包含被轉錄體上的抗蝕劑膜中形成的抗蝕劑圖案的形狀、圖案尺寸的完成值、透過率的變動的各種解析、評價。由該檢查裝置檢査的光掩膜，不僅包含作為最終制品的光掩膜，還包含制造光掩膜的中途的中間體。
本發(fā)明的檢查裝置和檢査方法為了在將利用曝光形成于光掩膜中的圖案轉錄到被轉錄體上時模擬該轉錄像，以近似曝光條件的條件執(zhí)行透過光的攝像，或通過運算得到可近似曝光條件的條件，用得到的條件進行攝像。本發(fā)明的檢查裝置和檢查方法尤其能夠很好地適用于諸如液晶顯示裝置制造用的大型光掩膜的模擬。與如一般的缺陷檢查裝置那樣的、使用線性傳感器來掃描圖案、并將得到的數據與其它圖案或數據進行比較的檢査方法不同，使用面積傳感器來作為攝像圖像捕捉掩膜的規(guī)定區(qū)域。因此，最好可攝像作為被檢體的光掩膜的表面的任意位置，但不必高速掃描整個面。這是因為，若能模擬面內一部分區(qū)域的圖案的轉錄狀態(tài)，則可把握整個面的轉錄狀態(tài)。
另外，優(yōu)選地，本發(fā)明的檢查裝置中包含運算裝置。由此，若導入適當的參數，則也可通過運算來模擬曝光裝置的特性、或由單獨的曝光裝置的個體差異造成的對轉錄的影響、以及曝光后經被轉錄體的顯影或蝕刻而
形成電路圖案等的狀態(tài)。
該光掩膜的檢查裝置的一例如圖1所示，作為被檢體的光掩膜3由掩膜保持部(掩膜保持部件)3a保持。該掩膜保持部3a以將光掩膜3的主平面假設為大致垂直的狀態(tài)，支持該光掩膜的下端部及側緣部附近，使該光掩膜3傾斜，從而固定保持。作為光掩膜3，該掩膜保持部3a可保持大型且各種大小的光掩膜3。即，該掩膜保持部3a中，由于主要支持將主平面設為大致垂直的狀態(tài)的光掩膜3的下端部，所以即使光掩膜3的大小不同，也可由同一支持部件支持光掩膜3的下端部。這里，所謂大型光掩膜，是例如主平面的一邊尺寸為300mm以上的光掩膜，具體而言，是主平面的尺寸為1220iranX1400mm、厚度為13mm的光掩膜等。
在該檢查裝置中，由于以使光掩膜3的主平面假設為大致垂直的狀態(tài) 下支持光掩膜3，所以具有這種優(yōu)點在檢查時，能夠進行將由光掩膜3 的自重引起的彎曲的影響排除后的解析。并且，可載置在有限的設置面積上，可降低微粒下落到光掩膜3上的危險。
這里，所謂大致垂直，是指垂直狀態(tài)、或稍傾斜狀態(tài)，優(yōu)選指圖1中用e所示那樣傾斜成為與垂直(垂直面)的角度為10度左右以內的狀態(tài)，
更優(yōu)選是指與垂直成傾斜2度至10度的角度、最優(yōu)選是與垂直成傾斜4 度至10度的狀態(tài)。該范圍在將光掩膜3載置于本發(fā)明的檢査裝置上時，可最穩(wěn)定地保持光掩膜，保持該姿勢不變地檢査光掩膜。
艮P，通過使用使光掩膜3傾斜而支持的掩膜保持部3a，可防止在保持光掩膜3的過程中使光掩膜3倒轉，從而可穩(wěn)定保持、固定光掩膜3。為了在檢査裝置中穩(wěn)定保持光掩膜，最好利用支承光掩膜周邊附近的框體 (未圖示)，來支承稍傾斜狀態(tài)的光掩膜。這不僅防止因光掩膜的全部自身集中于光掩膜的下側端面而損傷光掩膜，還由于使光掩膜的自身引起的彎曲的影響最小，有利于檢查精度。在載置光掩膜3之后，最好使用掩膜保持部3a來固定光掩膜3。但是，在采用這種光掩膜的傾斜配置的情況下，當配置光學系統(tǒng)時，必需考慮，這點如后所述。
該光掩膜的檢查裝置具有發(fā)出規(guī)定波長(或波長帶域)光束的光源1 。作為光源l，例如可使用鹵素燈、金屬鹵素燈、UHP燈(超高壓水銀燈)等。
作為光源1，優(yōu)選使用近似于通過使用經過檢查的光掩膜3來進行曝光的曝光裝置中的曝光光的、或發(fā)出具有包含該波長分量至少一部分的波長分布的檢查光的光源。具體而言，該檢査光至少包含g線(波長436nm)、 h線(波長405nm)或i線(波長365nm)之一，還可適用包含全部這些各波長分量、包含這些各波長分量中任意兩個以上的混合光?？墒褂霉鈱W濾波器等波長選擇濾波器6來調整這種各波長分量的混合比。
通常，當FPD制造用的大型掩膜曝光時，多使用具有包含上述波長的波長帶域的光、即混合光。因此，即使在該檢查裝置中，在適用期望光強度比例下的混合光的情況下，也優(yōu)選根據實際使用的曝光裝置的光源特性來確定期望的光強度比例。
在該檢查裝置中，通過事先把握使用光掩膜進行曝光的曝光裝置中使用的照明光的波長分布，將從光源1發(fā)出的檢查光的波長分布設定得與曝光裝置中使用的曝光光的波長分布相同或大致相等，可執(zhí)行反映了實際曝光條件的檢查。即，這是因為，由于曝光光，有時在白色光下視為缺陷的在曝光裝置中處理為正常圖案，相反，有時在白色光下不視為缺陷的在曝光裝置中不處理為正常圖案。
作為其它最佳方式，本檢査裝置的光源1可照射單獨波長的曝光光，利用單獨波長來解析光掩膜的透過光，此外，可通過運算來導出適用多個波長之混合光時的透過光，模擬混合光曝光等。
該檢査裝置具有照明光學系統(tǒng)2，引導來自光源l的檢查光，向由掩膜保持部3a保持的光掩膜3照射檢查光。該照明光學系統(tǒng)2為了設數值孔徑(NA)可變，所以具備開口光圈機構2-l。并且，該照明光學系統(tǒng)2優(yōu) 選具備用于調整光掩膜3中的檢查光的照射范圍的視野光圈2-2。經過了該照明光學系統(tǒng)2的檢查光被照射到由掩膜保持部3a保持的光掩膜3上。
照射到光掩膜3上的檢查光透過光掩膜3，入射到物鏡系統(tǒng)4上。物鏡系統(tǒng)4通過具備開口光圈機構4-l，使數值孔徑(NA)可變。該物鏡系統(tǒng) 4例如可具備第l群(模擬器透鏡)4a，入射透過了光掩膜3的檢查光，對該光束實施無限遠補正，變?yōu)槠叫泄?；和?群(成像透鏡)4b，使經過了該第l群的光束成像。
在該檢査裝置中，由于照明光學系統(tǒng)2的數值孔徑與物鏡系統(tǒng)4的數值孔徑分別可變，所以可設照明光學系統(tǒng)2的數值孔徑與物鏡系統(tǒng)4的數值孔徑的比、即o值(o:相干性)可變。如上所述，通過可調整數值孔徑，可近似適用于作為被檢查體的光掩膜3的曝光裝置的光學系統(tǒng)，可模擬基于此的灰階部的轉錄像。
經過了物鏡系統(tǒng)4的光束由攝像元件(攝像部件)5接收。該攝像元件 5攝像光掩膜3的像。作為該攝像元件5，例如可使用CCD等攝像元件。
另外，在該檢査裝置中，設置進行對由攝像元件5得到的攝像圖像的圖像處理、運算、與規(guī)定閾值的比較及顯示等的運算部(運算部件)ll和顯示部(顯示部件)12。
另外，在該檢查裝置中，對使用規(guī)定的曝光光得到的攝像圖像、或據此得到的光強度分布數據，由運算部11進行規(guī)定的運算(波長合成運算)，可求出使用其它曝光光的條件下的攝像圖像或光強度分布數據。例如，在該檢查裝置中，當在g線、h線和i線為相同的強度比的曝光條件下得到光強度分布時，可求出g線、h線和i線為l: 2: l的強度比的曝光條件下曝光時的光強度分布。由此，在該檢査裝置中，可還包含曝光光掩膜的曝光裝置的個體差異或隨時間變化引起的波長變動，從而可執(zhí)行再現或近似實際使用的曝光裝置中的曝光條件的評價。另外，在該檢査裝置中，就使用光掩膜在被轉錄體上轉錄圖案時形成的抗蝕劑圖案而言，在假設了期望的光刻膠殘膜量的情況下，可判斷是否能實現它，或能簡便地求出可實現的最佳曝光條件。
這樣，由支持部13 — 1， 13 — 2、及移動操作部(移動操作部件)15(如后所述)支持的照明光學系統(tǒng)2和物鏡系統(tǒng)4如圖2所示，在與光軸大致正交的方向上受到基于各自自重的重力。因此，在這些照明光學系統(tǒng)2和物鏡系統(tǒng)4之間，擔心容易產生光軸錯位。另外，在使光掩膜3稍微傾斜的狀態(tài)保持的情況下，與之相應，對于照明光學系統(tǒng)2與物鏡系統(tǒng)4，使光軸與傾斜面正交而對立。此時，照明光學系統(tǒng)2與物鏡系統(tǒng)4中，由于各自的自重，容易產生繞重心旋轉的錯位，結果，若至少一方引起錯位，則兩者的光軸不匹配。此時，照明光學系統(tǒng)2在光掩膜3上照明光束的位置、與物鏡系統(tǒng)4捕捉光掩膜3上的光作為光束的位置會錯開。
因此，在該檢查裝置中，為了在照明光學系統(tǒng)2和物鏡系統(tǒng)4至少之一的光軸相對另一光軸錯開的情況下也不妨礙檢査，如圖3和圖4所示，由照明光學系統(tǒng)2向光掩膜3上照射檢查光的范圍包含物鏡系統(tǒng)4的視野，并且，比該物鏡系統(tǒng)4的視野寬。優(yōu)選光掩膜3上的檢査光的照射范圍的直徑比物鏡4的視野的直徑大30%以上，更優(yōu)選是大30%以上、300%以下。檢查光的照射范圍可由光源1的位置和照明光學系統(tǒng)2的視野光圈2-2調整。
并且，由照明光學系統(tǒng)2照射到光掩膜3上的檢査光的光束中的光量分布(照度分布)優(yōu)選為如圖5所示的小，優(yōu)選滿足5%以內照度分布的照明范圍的直徑比物鏡系統(tǒng)4的視野的直徑大30%以上。期望更優(yōu)選是30%以上、100%以下的范圍內。更優(yōu)選地，上述直徑的照明范圍的照度分布為2% 以內。這是因為，在檢查光的光束內的光量分布大的情況下，尤其是在物鏡系統(tǒng)4的光軸錯位的情況下，即便求出光掩膜3的透過光的光強度分布，也擔心不能正確檢査光掩膜3的狀態(tài)。
另外，在該檢査裝置中，為了在照明光學系統(tǒng)2和物鏡系統(tǒng)4的光軸錯位規(guī)定以上時能夠補正，優(yōu)選具備微調整這些照明光學系統(tǒng)2和物鏡系統(tǒng)4的光軸的相對角度的角度調整機構。通過具備這種角度調整機構，可利用容易的操作，使這些照明光學系統(tǒng)2和物鏡系統(tǒng)4的光軸始終一致。角度調整機構如下實現。
在該檢查裝置中，由支持部(支持部件)13-1、 13-2支持的物鏡系統(tǒng)4 和攝像部件5至少之一可由控制部(控制部件)14和移動操作部15沿光軸方向移動操作，使各自相對光掩膜3的相對距離變化。照明光學系統(tǒng)2、物鏡系統(tǒng)4和攝像元件5可由控制部14和移動操作部15移動操作。該移動操作部15可使照明光學系統(tǒng)2、物鏡系統(tǒng)4和攝像元件5各自的光軸彼此一致，同時，使其相對光掩膜3的主平面平行移動。在該檢查裝置中，通過設置這種移動操作部15，即便是在檢查大型光掩膜的情況下，也可不使該光掩膜3沿平行于主平面的方向移動，在光掩膜3主平面的整個面中進行檢査，另外，可對主平面上的期望部位進行選擇性檢查。
在該檢查裝置中，優(yōu)選地，通過物鏡系統(tǒng)4和攝像元件5可獨立沿光軸方向移動，使用光掩膜3進行曝光的曝光裝置可以近似狀態(tài)進行攝像。另外，也可有意偏移物鏡系統(tǒng)4的位置或攝像元件5的位置，近似曝光裝置中的掩膜彎曲，或利用攝像元件5，攝像光掩膜3的模糊的像(散焦圖像)。通過評價這種模糊的像，如后所述，也可判斷灰階掩膜的性能及缺陷的有無。
該檢查裝置的控制部14可控制照明光學系統(tǒng)2的開口光圈機構2-1 和視野光圈2-2、物鏡系統(tǒng)4的開口光圈機構4-1。該控制部14在使用該檢查裝置的光掩膜的檢查方法中，沿與由掩膜保持部3a保持的光掩膜3 的主平面平行的方向，移動操作照明光學系統(tǒng)2、物鏡系統(tǒng)4和攝像元件 5，在到達光掩膜3上的期望位置時，可沿光軸方向彼此獨立地移動操作物鏡系統(tǒng)4和攝像元件5。此時，也可在將物鏡系統(tǒng)4的數值孔徑和o值維持在規(guī)定值的狀態(tài)下，與光掩膜3的主平面平行地移動操作物鏡系統(tǒng)4 和攝像元件5，或者，也可在將這些部件平行移動到光掩膜3上的期望位置后調整o值。所謂o值，如上所述，是指照明光學系統(tǒng)2的數值孔徑與物鏡系統(tǒng)4的數值孔徑的比(相干性)。另外，在照明光學系統(tǒng)2、物鏡系統(tǒng)4和攝像元件5的光軸一致的狀態(tài)下，優(yōu)選與光掩膜3的主平面平行地移動操作，但也可在到達光掩膜3上的規(guī)定位置的時刻，執(zhí)行使光軸一致的控制。
這樣，在該檢查裝置中，可自由調整曝光條件、即物鏡系統(tǒng)4的數值
孔徑及o值。該檢查裝置還可在偏移物鏡系統(tǒng)4或攝像元件5的位置后散焦的狀態(tài)下進行光掩膜上的期望位置的攝像，可檢查由聚焦偏移造成的線寬變動或灰階掩膜(即多灰度掩膜)的轉錄像等。另外，如圖6所示，可數值化得到由攝像元件5得到的光強度分布，通過將該光強度與規(guī)定闡值相比較，可得到曝光裝置中被轉錄的形狀(形成于被轉錄體上的抗蝕劑膜中的抗蝕劑轉錄圖案形狀)。另外，通過將攝像元件5得到的光強度與規(guī) 定閾值相比較，可數值化獲得轉錄圖案中的期望抗蝕劑殘膜值部分的尺寸。
圖7是表示使用所述光掩膜檢査裝置實施的光掩膜的檢查方法步驟的流程圖。
在使用該檢查裝置進行的本發(fā)明的光掩膜的檢査方法中，如圖7所示，在步驟stl中，使主平面大致垂直，使光掩膜3載置保持于掩膜保持部3a。如上所述，光掩膜3優(yōu)選稍傾斜。接著，在步驟st2中，設定光源l的波長(入)、物鏡系統(tǒng)4的數值孔徑(NA)、 o值(o)等光學條件。在以后的步驟中，也可由控制部14自動執(zhí)行。目卩，假設控制部14具備用于存儲控制程序的存儲裝置(未圖示)，當控制時，從存儲裝置讀出控制程序和執(zhí)行控制動作。
接著，在步驟st3中，判斷是否是必需波長合成運算的情況。在不必波長合成運算的情況下，前進到步驟st4，在必需波長合成運算的情況下，前進到步驟st8。
在步驟st4中，將照明光學系統(tǒng)2、與物鏡系統(tǒng)4和攝像元件5分別配置在夾持使主平面大致垂直保持的光掩膜3而對立的位置上，在使兩者的光軸一致的狀態(tài)下，使其移動(平行移動)到光掩膜3的觀察位置。另外，在步驟st5中，進行光軸方向的位置調擎(聚焦調整)。接著，在步驟st6 中，執(zhí)行檢査光的照射和由攝像元件5進行的接收光、攝像，前進到步驟 st7。
另一方面，在步驟st8中，使照明光學系統(tǒng)2、與物鏡系統(tǒng)4和攝像元件5分別配置在將使主平面大致垂直所保持的光掩膜3夾持的狀態(tài)而對立的位置上，在使兩者的光軸一致的狀態(tài)下，使其移動到光掩膜3的觀察
位置。另外，在步驟St9中，進行光軸方向的位置調整(聚焦調整)。接著，
在步驟st10中，執(zhí)行規(guī)定波長條件的檢查光的照射和由攝像元件5進行的接收光、攝像，前進到步驟stll。
在步驟stll中，判斷是否攝像了全部波長合成運算所需的圖像。若
未攝像全部必要的圖像，則前進到步驟st12，變更波長條件，返回到步驟 st10。若攝像全部必要的圖像，則前進到步驟st13，執(zhí)行波長合成運算，前進到步驟st7。
在步驟st7中，進行所得數據的解析，取得光強度分布數據。接著，前進到步驟st14，算出透過率。
構成本發(fā)明光掩膜檢查裝置中的被檢體的光掩膜如上所述，不僅是作為制品完成的光掩膜，還包含制造光掩膜中途的中間體，另外，不特別限制該光掩膜的種類或用途。
g卩，在該檢査裝置中，不僅可檢查二元(binary)掩膜，該二元掩膜在透明基板的主表面形成以Cr等為主要成分的遮光膜，利用光刻法在該遮光膜中形成規(guī)定的圖案，從而形成具有遮光部和透光部的圖案，還可檢査在透明基板的主表面中具有遮光部、透光部和透過曝光光的一部分的半透光部的灰階掩膜。
在該檢查裝置中，在檢查這種灰階掩膜的情況下，得到特別顯著的效果。并且，也可適用于用于判定是否可使用圖案上有缺陷的二元掩膜、灰階掩膜的檢查。這里，缺陷包含白缺陷、黑缺陷。所謂白缺陷，是指曝光光的透過量比規(guī)定量大的缺陷，所謂黑缺陷，是指曝光光的透過量比規(guī)定量小的缺陷。在該檢查裝置中，通過得到缺陷部分的攝像圖像、或缺陷部分的透過光的光強度分布數據，可利用該光強度分布數據來判定是否需要修正光掩膜。
因此，該檢查裝置在檢査FPD制造用光掩膜的情況下，具有顯著的效果，并且，即使在液晶裝置制造用的光掩膜中，也最適于薄膜晶體管(下面稱為TFT)制造用的光掩膜。這是因為，在這些領域中，除由于制造效率及成本上有利而多使用灰階掩膜外，必要的是，半透光部的尺寸是極其細微且精致的。
半透光部中，包含形成半透光膜的半透光部(稱為半透光膜類型)、與因曝光條件下的分辨率界限以下的細微圖案而變?yōu)榘胪腹獠康陌胪腹獠?(稱為細微圖案類型)雙方。
這里，說明本發(fā)明的光掩膜檢查裝置中構成被檢體的灰階掩膜。
具備TFT的液晶顯示器件(下面稱為LCD)與陰極射線管(CRT)相比，由于容易成薄型和功耗低的優(yōu)點，目前被廣泛使用。LCD中的TFT具有如下構造使TFT排列在排列于矩陣上的各像素上的構造的TFT基板、和與各像素對應而排列紅(R)、綠(G)和藍(B)像素圖案的濾色器通過介入液晶相而被重合。對于這種LCD,制造工序數多，即便僅是TFT基板，也要使用 5至6片光掩膜來制造。
在這種狀況下，提出了使用4片光掩膜來制造TFT基板的方法。該方法通過使用具有遮光部、透光部和半透光部(灰階部)的光掩膜(下面稱為灰階掩膜)，來降低使用的掩膜的片數。
圖8和圖9示出使用灰階掩膜的TFT基板的制造工序一例。
首先，如圖8(A)所示，在玻璃基板201上，形成柵極電極用金屬膜，利用使用光掩膜的光刻工序，形成柵極電極202。之后，依次形成柵極絕緣膜203、第1半導體膜(a-Si)204、第2半導體膜(N+a-Si) 205、源極漏極用金屬膜206和正型光刻膠膜207。
接著，如圖8(B)所示，使用具有遮光部IOI、透光部102和半透光部 (灰階部)103的灰階掩膜100，曝光和顯影正型光刻膠膜207，形成第1 抗蝕劑圖案207A。該第1抗蝕劑圖案207A覆蓋TFT溝道部、源極漏極形成區(qū)域和數據線形成區(qū)域，并且，TFT溝道部形成區(qū)域比源極漏極形成區(qū) 域薄。
接著，如圖8(C)所示，將第1抗蝕劑圖案207A作為掩膜，蝕刻源極漏極用金屬膜206、第2和第1半導體膜205、 204。接著，如圖9(A)所示，利用基于氧的老化，使抗蝕劑膜207整體減少，去除TFT溝道部形成區(qū)域的薄的抗蝕劑膜，形成第2抗蝕劑圖案207B。之后，如圖9(B)所示，將第2抗蝕劑圖案207B作為掩膜，蝕刻源極漏極用金屬膜206，形成源極/ 漏極206A、 206B，之后，蝕刻第2半導體膜205。最后，如圖9(C)所示，
使殘留的第2抗蝕劑圖案207B剝離。
這里使用的灰階掩膜100如圖10所示，具有對應于源極/漏極的遮光部101A， IOIB、透光部102和對應于TFT溝道部的灰階部103。該灰階部 103是形成了遮光圖案103A的區(qū)域，該遮光圖案103A由使用灰階掩膜100 的大型LCD用曝光裝置的分辨率界限以下的細微圖案構成。遮光部IOIA、 101B和遮光圖案103A通常由鉻或鉻化合物等相同材料構成的相同厚度的膜形成。使用這種灰階掩膜的大型LCD用曝光裝置的分辨率界限在步進方式的曝光裝置中約為3微米，在鏡面投影方式的曝光裝置中約為4微米。因此，在灰階部103中，將透過部103B的空間寬度和遮光圖案103A的線寬分別設為曝光裝置的分辨率界限以下的例如不足3微米。
在這種細微圖案類型的灰階部103的設計中，存在下述選擇將用于具有遮光部IOIA、 101B與透光部102的中間半透光(灰階)效果的細微圖案設為直線和空間類型、或點(網點)類型、或其它圖案。另外，在直線和空間類型的情況下，考慮線寬為多少、如何取光透過的部分與遮光部分的比率、將整體的透過率設計成何程度等來設計。但是，在實際使用掩膜時，沒有可把握如何將這種細微圖案轉錄到被轉錄體上的方法。另外，即便在灰階掩膜的制造中，也要求線寬的中心值的管理和掩膜內的線寬的差異管理等非常難的生產技術，但在實際的掩膜使用環(huán)境中，沒有可簡便把握允
許何程度差異等生產管理與合格率的平衡的方案。
另一方面，提出了利用半透光性的膜來形成灰階部。通過在灰階部中使用半透光膜，可減少灰階部引起的曝光量，實施半階(half tone)曝光。另外，通過在灰階部中使用半透光膜，在設計中，只要研究整體的透過率必需多大即可，即便在灰階掩膜的制造中，也可僅通過選擇半透光膜的膜種類(膜材質)或膜厚，就可生產灰階掩膜。因此，在這種半透光膜類型的灰階掩膜的制造中，僅進行半透光膜的膜厚控制即可，比較容易管理。另外，在由灰階掩膜的灰階部形成TFT溝道部的情況下，若是半透光膜，則由于可利用光刻步驟來容易地實施構圖，所以TFT溝道部的形狀也可成為復雜的形狀。
半透光膜類型的灰階掩膜例如可按如下制造。這里，作為一例，舉例說明TFT基板的圖案。該圖案如上所述，由對應于TFT基板的源極和漏極
的圖案構成的遮光部101、由對應于TFT基板的溝道部的圖案構成的半透光部103、和這些圖案周圍形成的透光部102構成。
首先，準備在透明基板上依次形成了半透光膜和遮光膜的掩膜半成品，在該掩膜半成品上形成抗蝕劑膜。接著，進行圖案描繪，通過顯影，在圖案對應于遮光部和半透光部的區(qū)域中，形成抗蝕劑圖案。接著，通過用適當的方法蝕刻，去除對應于未形成抗蝕劑圖案的透光部的區(qū)域的遮光膜及其下層的半透光膜，形成圖案。
這樣，形成透光部102，同時，形成圖案對應于遮光部101與半透光部103的區(qū)域的遮光圖案。之后，在去除殘留的抗蝕劑圖案之后，再次在基板上形成抗蝕劑膜，進行圖案描繪，通過顯影，在圖案對應于遮光部101 的區(qū)域中，形成抗蝕劑圖案。
之后，利用適當的蝕刻，僅去除未形成抗蝕劑圖案的半透光部103的區(qū)域的遮光膜。由此，形成基于半透光膜的圖案的半透光部103,同時，形成遮光部101的圖案。
即便在使用這種半透光膜的灰階掩膜中，也存在生產管理上的問題。這是因為，例如，半透光膜的光透過率或曝光裝置的分辨率條件根據曝光光的波長而變化，并且，曝光光的波長特性對每個曝光裝置不同等，存在各種在掩膜生產階段難以把握的掩膜性能因素。
另外，本發(fā)明還適用于如上述包含遮光部、透光部和半透光部的3灰度的灰階掩膜，或者也適用于具有擁有彼此不同的光透過率的多個半透光部的4灰度以上的灰階掩膜。 [灰階掩膜的檢查]
為了執(zhí)行上述那樣的灰階掩膜中的缺陷或性能上的檢查，期望執(zhí)行反映實際曝光條件的模擬，評價有無缺陷、性能的優(yōu)劣。
在灰階掩膜中，掩膜中形成的圖案形狀影響著由通過使用該掩膜的曝光所形成的被轉錄體上的抗蝕劑圖案膜厚或抗蝕劑圖案的形狀。例如，必需評價半透光部的光透過率是否在適當的范圍內、或半透光部與遮光部的
邊界的開始(銳度或模糊程度)如何。
尤其是，在具有由細微圖案構成的半透光部的灰階掩膜的情況下，當
使用光掩膜實際曝光時，不分辨細微圖案，在視為實質上均勻的透過率的程度下，以非分辨的狀態(tài)使用。在掩膜的制造過程或出廠前的階段以及進行缺陷修正的階段，必需檢查該狀態(tài)。針對這種課題，本發(fā)明人發(fā)現，使用本發(fā)明的檢查裝置的檢查方法具有顯著的效果。
艮口，在本發(fā)明的檢查裝置中，可再現實際的曝光條件，可高精度地執(zhí) 行通過降低透過半透光部的曝光光的量和降低對該區(qū)域中的光刻膠的照射量、來選擇性地改變光刻膠的膜厚的灰階掩膜的檢查。
另外，在該檢查裝置取得的數據中，對提供給檢查裝置的光學條件(與使用的曝光裝置的光學條件大致相等的條件)進行適當設計，若是適當形成的光掩膜圖案，則如圖ll(右端圖)所示，半透光部中形成的細微圖案構成為實際上大致單一濃度的非分辨的狀態(tài)。該部分的濃度表示使用該灰階掩膜的情況下該部分的光透過量，利用該部分的透過量對透光部的降低程度(或透過量對透光部的增加程度)，確定使用掩膜時由半透光部形成的抗蝕劑膜的殘膜量。另一方面，在掩膜的設計對曝光光學條件不適當的情況下，或在制造工序中未將圖案形成為規(guī)定形狀、尺寸的情況下，由于半透光部的濃度或半透光部的形狀等表示與上述正常狀態(tài)不同的狀態(tài)，所以通過與正常狀態(tài)的比較，可判定檢查部分是否良好。
因此，在由本發(fā)明的檢查裝置檢查灰階掩膜的情況下，若上述那樣的適當的非分辨部分出現(即灰色部出現)的曝光條件與實際適用于光掩膜的曝光條件基本一致，則認為光掩膜的性能是充分的。
并且，在灰階掩膜是薄膜晶體管制造用掩膜的情況下，當在上述那樣的非分辨的狀態(tài)下得到攝像圖像時，必要時，也可經適當的運算，評價溝道部與源極部、漏極部之間的邊界部分的銳度，預測該部分的光刻膠圖案的立體形狀。
因此，本發(fā)明的檢查裝置可有效適用于檢查具有灰階部的光掩膜，該灰階部由在實際的曝光條件下、為分辨率界限以下的細微遮光圖案構成。
此時，將具有分辨率界限以下的細微圖案的光掩膜3作為被檢體而設置在檢查裝置中，通過事先把握使用該光掩膜的曝光裝置的曝光條件，例如，將物鏡系統(tǒng)4的數值孔徑和o值設為規(guī)定值。也可代之以使用根據曝光條件確定的分光特性。另外，通過適當沿光軸方向調節(jié)物鏡系統(tǒng)4的位置，在攝像元件5的攝像面中，得到細微圖案的非分辨狀態(tài)的像。另外，
通過由運算部11處理攝像到的圖像數據，可得到掩膜圖案的光強度分布。
根據該攝像圖像的形狀和規(guī)定評價點的光強度數據，可評價光掩膜3的性
能優(yōu)劣、缺陷的有無。
并且，在該檢査裝置中，如圖12所示，物鏡系統(tǒng)4和攝像元件5分別可沿光軸方向移動操作，可使這些物鏡系統(tǒng)4和攝像元件5彼此獨立地相對光掩膜3改變相對距離。由此，即便在使用光掩膜3進行曝光的曝光裝置中光掩膜3因自重等產生彎曲的情況下，也可以在該曝光裝置上進行近似狀態(tài)下的攝像。即，在該檢查裝置中，可自由調整從光掩膜3至物鏡系統(tǒng)4的距離Ll和從物鏡系統(tǒng)4至攝像元件5的距離L2的每一個。優(yōu)選地，物鏡系統(tǒng)可沿光軸方向移動操作。由此，可更正確地近似光掩膜的自重引起的彎曲。另外，也可偏移物鏡系統(tǒng)4的位置和攝像元件5的位置，以及利用攝像元件5來攝像光掩膜的模糊的像。通過如此評價模糊的像，也可判斷灰階掩膜的性能和缺陷的有無。另外，當評價上述模糊的轉錄像時，也可使用用于調整物鏡系統(tǒng)的NA或o值的部件，是最佳的方法。
在本發(fā)明的檢査裝置中，還可檢査不僅具有由分辨率界限以下的細微圖案構成的半透光部、還具有由半透光性膜形成的半透光部的灰階掩膜。作為半透光性的膜，可使用曝光光的遮光率例如為透光部的透光率的 10% 60%、優(yōu)選為40% 60%的膜。
例如，如圖13所示，當將攝像的圖像數據中的半透光部的光強度的峰值設為Ig、足夠寬的透光部的光強度為Iw、遮光部的光強度為Ib時，半透光部與透光部的透過比率可用Ig/(Iw-Ib)表示，可將其設為光掩膜的評價項目。(多數情況下，1b實質上為0)利用該評價項目，可評價是否是具有規(guī)定范圍透過率(即在實際的曝光時形成的抗蝕劑圖案的抗蝕劑膜厚為規(guī)定膜厚)的光掩膜。
另外，當設提供半透光部(例如溝道部)的規(guī)定寬度尺寸的光強度為 Ig'時，通過如下使用多個評價項目(參數)，比較這些參數，可評價圖案。
Ig/ (Iw—Ib) =Tg
Ig' / (Iw—Ib) =Tg，(溝道部的透過率的最低值) (Tg—Tg， ) /2=Tgc (溝道內透過率的中央值) I Tg—Tg， |=Tgd (溝道部內透過率的變化量、范圍)
艮P，在上述評價中，根據由攝像圖像得到的灰階掩膜的透過光強度分布數據，得到半透光部、透光部、遮光部的透過光強度，根據這些數值，求出半透光部的透過率的最大值，或求出半透光部的透過率的最低值，或求出半透光部的透過率的中央值，或求出半透光部的透過率的范圍，由此可評價掩膜。這里，所謂透過率，是指半透光部相對遮光部與透光部的透
過量差的透過量。但是，通常，遮光部的透過量實質上為o。
另外，利用根據光強度分布得到的信息，可模擬使用光掩膜實際在曝光裝置曝光的情況下形成的抗蝕劑圖案，對其進行評價。
這樣，在本發(fā)明的檢查裝置中，由于可得到與實際的曝光裝置的曝光條件一樣的分辨率狀態(tài)的攝像圖像，所以可以在滿足現實使用的條件下，適當評價光掩膜的性能、缺陷的有無。另外，此時，除檢查在反映實際的曝光條件的條件下，是否滿足半透光部所要求的規(guī)定范圍的透過率外，可與上述一樣，當得到攝像圖像時，能夠評價溝道部與源極部、漏極部之間的邊界部分的銳度，預測曝光后的光刻膠的立體形狀。
并且，在本發(fā)明的檢查裝置中，不僅如上述那樣進行制造的光掩膜的
檢査、評價，還可如圖14所示，適用于缺陷是否需要修正的判斷、或經缺陷修正后的光掩膜的修正效果是否充分的檢查，其是極有用的。即便在光掩膜3上如圖14(a)所示那樣有黑缺陷的情況下，或如圖14(b)所示那樣有白缺陷的情況下，當這些缺陷足夠小時，利用曝光裝置的分辨率，在曝光的狀態(tài)下不出現其影響。在該檢查裝置中，在攝像元件5得到的攝像數據中，當缺陷足夠小時，光強度變化基本不出現，可判斷為不必修正。
另外，該檢查裝置在由細微圖案構成的半透光部中通過附加地局部成膜形狀與細微圖案不同的細微圖案來修正白缺陷的情況下，或通過在使包含缺陷的圖案的一部分剝離后、局部成膜形狀與最初的細微圖案不同的細微圖案來修正黑缺陷或白缺陷的情況下，可適當檢查修正結果是否充分。
在對白缺陷部分附加地成膜并進行缺陷修正的情況下，或通過剝離和再成膜黑缺陷的一部分來進行缺陷修正的情況下，有時再成膜的原料與原來的膜原料不同。另外，對于黑缺陷，有時通過去除形成的膜的一部分，或使該膜的膜厚減少，來進行缺陷修正。無論在這些任一情況下，都可根據本發(fā)明的檢査裝置，檢査缺陷修正的結果在實際的曝光裝置的曝光條件
下、是否具有充分的遮光效果或作為半透光部的效果。當制造液晶裝置制造用光掩膜時，通過將一般的公知制造工序設為包含上述本發(fā)明的光掩膜檢查方法的檢查工序的工序，可迅速制造必要充分修正了缺陷的良好的液晶裝置制造用光掩膜。
通過使用由上述液晶裝置制造用光掩膜的制造方法制造的液晶裝置制造用光掩膜來由曝光裝置曝光規(guī)定波長的光，可對被轉錄體良好地轉錄規(guī)定的圖案。
權利要求
1、一種光掩膜的檢查裝置，其特征在于，具備保持作為被檢體的光掩膜的掩膜保持部件；發(fā)出規(guī)定波長的光束的光源；照明光學系統(tǒng)，引導來自所述光源的光束，向由所述掩膜保持部件保持的光掩膜照射該光束；物鏡系統(tǒng)，入射被照射到所述光掩膜、并經過了該光掩膜的所述光束；攝像部件，接收經過了所述物鏡系統(tǒng)的光束，攝像所述光掩膜的像；支持部件，分別支持所述照明光學系統(tǒng)、所述物鏡系統(tǒng)和所述攝像部件；移動操作部件，移動操作所述各個支持部件；和控制部件，控制所述移動操作部件，所述控制部件通過控制所述移動操作部件，在與由所述掩膜保持部件保持的光掩膜的主平面平行的面內，移動操作所述照明光學系統(tǒng)、所述物鏡系統(tǒng)和所述攝像部件，在使它們的光軸一致的狀態(tài)下，使位于規(guī)定位置，并且，在光軸方向上位置調整所述物鏡系統(tǒng)和所述攝像部件的至少一個。
2、根據權利要求1所述的光掩膜的檢查裝置，其特征在于所述物鏡系統(tǒng)和所述照明光學系統(tǒng)各自的數值孔徑可變，所述控制部件通過將所述物鏡系統(tǒng)的數值孔徑、或所述照明光學系統(tǒng)的數值孔徑設為規(guī)定值，將所述照明光學系統(tǒng)的數值孔徑與所述物鏡系統(tǒng) 的數值孔徑之比控制為規(guī)定值。
3、根據權利要求1或2所述的光掩膜的檢查裝置，其特征在于具備運算部件，根據由所述攝像部件得到的圖像，使用所述光掩膜的規(guī)定區(qū)域的透過光的光強度分布數據，來進行運算。
4、根據權利要求1或2所述的光掩膜的檢查裝置，其特征在于所述掩膜保持部件使所述光掩膜的主平面大致垂直，固定保持該光掩膜。
5、根據權利要求1或2所述的光掩膜的檢查裝置，其特征在于-所述掩膜保持部件以使所述光掩膜的主平面與垂直成傾斜的角度、且與垂直成10度以內的角度，保持該光掩膜。
6、根據權利要求1或2所述的光掩膜的檢查裝置，其特征在于-從所述光源發(fā)出的、經過了所述照明光學系統(tǒng)的光束至少包含g線、h線或i線之一，或者包含混合了其中的任意二個以上的光束。
7、根據權利要求1或2所述的光掩膜的檢查裝置，其特征在于所述照明光學系統(tǒng)，向所述光掩膜照射光束的范圍比所述攝像部件的攝像視野寬。
8、根據權利要求1或2所述的光掩膜的檢查裝置，其特征在于所述照明光學系統(tǒng)具備視野光圈，經該視野光圈向所述光掩膜照射光束，并且，所述光掩膜上光量分布為5%以內的部分的直徑比所述攝像部件的攝像視野的直徑大30%以上。
9、根據權利要求1或2所述的光掩膜的檢査裝置，其特征在于具備角度調整機構，執(zhí)行所述照明光學系統(tǒng)、或所述物鏡系統(tǒng)和所述攝像部件至少之一的光軸的微調整。
10、根據權利要求1或2所述的光掩膜的檢査裝置，其特征在于所述物鏡系統(tǒng)和所述照明光學系統(tǒng)具備使數值孔徑可變的光圈機構。
11、一種光掩膜的檢查方法，將在透明基板上形成具有規(guī)定圖案的膜的光掩膜由掩膜保持部件保持，經照明光學系統(tǒng)向所述光掩膜照射來自發(fā) 出規(guī)定波長光束的光源的光束，經物鏡系統(tǒng)，由攝像部件接收經過了該光掩膜的所述光束，攝像所述光掩膜的像，根據得到的攝像圖像，檢查所述光掩膜，特征在于-在與由所述掩膜保持部件保持的光掩膜的主平面平行的面內，移動操作所述照明光學系統(tǒng)、所述物鏡系統(tǒng)和所述攝像部件，在使它們的光軸一致的狀態(tài)下，位于規(guī)定位置，并且，位置調整所述物鏡系統(tǒng)和所述攝像部件至少之一，以在光軸方向上為規(guī)定的相對位置，由所述攝像部件攝像所述光掩膜的像。
12、根據權利要求ll所述的光掩膜的檢查方法，其特征在于.-由所述攝像部件進行的所述光掩膜的像的攝像，通過事先把握使用所述光掩膜時適用的曝光條件，使用根據該曝光條件確定的分光特性、所述物鏡系統(tǒng)的數值孔徑、和所述照明光學系統(tǒng)的數值孔徑與所述物鏡系統(tǒng)的數值孔徑之比來進行。
13、根據權利要求11或12所述的光掩膜的檢查方法，其特征在于使所述光掩膜的主平面大致垂直，固定保持該光掩膜。
14、根據權利要求11或12所述的光掩膜的檢查方法，其特征在于以使所述光掩膜的主平面與垂直成傾斜的角度、且與垂直成io度以內的角度，保持該光掩膜。
15、根據權利要求11或12所述的光掩膜的檢查方法，其特征在于作為照射到所述光掩膜的光束，至少包含g線、h線或i線之一，或者，使用混合了其中的任意二個以上的光束。
16、根據權利要求11或12所述的光掩膜的檢查方法，其特征在于作為照射到所述光掩膜的光束，事先把握使用該光掩膜進行曝光的曝光裝置中使用的照明光的波長分布，根據該波長分布，使用據此確定的波長分布的光束。
17、根據權利要求11或12所述的光掩膜的檢查方法，其特征在于在比所述攝像部件的攝像視野寬的范圍內，照射來自所述光源的光束。
18、根據權利要求11或12所述的光掩膜的檢査方法，其特征在于在照射到所述光掩膜的光束內，光量分布為5%以內的部分的直徑比所述攝像部件的攝像視野的直徑大30%以上。
19、根據權利要求11或12所述的光掩膜的檢查方法，其特征在于具有執(zhí)行所述照明光學系統(tǒng)、或所述物鏡系統(tǒng)和所述攝像部件至少之一的光軸的微調整的工序。
20、根據權利要求ll所述的光掩膜的檢查方法，其特征在于-所述光掩膜在透明基板上形成包含遮光部和透光部的圖案，根據由所述攝像部件得到的所述攝像圖像，取得所述光掩膜的規(guī)定區(qū) 域的透過光的光強度分布數據。
21、根據權利要求20所述的光掩膜的檢查方法，其特征在于所述光掩膜在遮光部或透光部具有白缺陷或黑缺陷，通過得到該缺陷部分的攝像圖像、或該缺陷部分的透過光的光強度分布數據，利用該攝像圖像、或該光強度分布數據，判定是否需要修正該光掩膜。
22、根據權利要求20或21所述的光掩膜的檢查方法，其特征在于利用從所述攝像圖像取得的光強度分布數據，檢查為規(guī)定閾值以上和/或規(guī)定閾值以下的區(qū)域。
23、一種液晶裝置制造用光掩膜的制造方法，其特征在于-具有根據權利要求11所述的光掩膜的檢查方法的檢査工序。
24、一種液晶裝置制造用光掩膜的制造方法，其特征在于具有根據權利要求20所述的光掩膜的檢査方法的檢査工序。
25、一種圖案轉錄方法，其特征在于使用由權利要求23或24所述的液晶裝置制造用光掩膜的制造方法制造的液晶裝置制造用光掩膜，由曝光裝置曝光規(guī)定波長的光，將圖案轉錄到被轉錄體上。
全文摘要
在本發(fā)明的光掩膜的檢查裝置中，由光掩膜保持部(3a)保持光掩膜(3)，經照明光學系統(tǒng)(2)向光掩膜(3)照射來自光源(1)的規(guī)定波長的光束，經物鏡系統(tǒng)(4)，由攝像元件(5)攝像光掩膜(3)的像。使照明光學系統(tǒng)(2)、物鏡系統(tǒng)(4)和攝像元件(5)的光軸一致，沿光軸方向彼此獨立移動操作物鏡系統(tǒng)(4)和攝像元件(5)，攝像光掩膜(3)的像。
文檔編號G01N21/956GK101196681SQ200710196458
公開日2008年6月11日申請日期2007年12月5日優(yōu)先權日2006年12月5日
發(fā)明者吉田光一郎, 平野照雅申請人:Hoya株式會社

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