(57)【要約】【課題】フォトマスクの製造における座標精度の向上を、より効率的に行えるようにする。【解決手段】透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンをもつフォトマスクの製造方法であって、第１主面に薄膜とレジスト膜とを積層したフォトマスク基板を、描画装置のステージに載置する工程と、フォトマスク基板に対して、描画を行う描画工程と、レジスト膜を現像して形成したレジストパターンを用いて、薄膜をパターニングする工程と、を含み、描画工程では、描画装置がフォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１と、フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、描画装置固有データＭ１及び裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ１を、設計描画データＷ１に反映させて、フォトマスク基板に転写用パターンを描画する。【選択図】図３
2018017833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンをもつフォトマスクの製造方法であって、
前記第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板を、描画装置のステージに載置する工程と、
前記フォトマスク基板に対して、描画を行う描画工程と、
前記レジスト膜を現像して形成したレジストパターンを用いて、前記薄膜をパターニングする工程と、を含み、
前記描画工程では、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１と、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記描画装置固有データＭ１及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ１を、前記設計描画データＷ１に反映させて、前記フォトマスク基板に転写用パターンを描画することを特徴とする、フォトマスクの製造方法。
【請求項２】
前記描画装置の前記ステージに載置されたフォトマスク基板の主面に平行な面をＸＹ平面とし、該ＸＹ平面に垂直な軸をＺ軸とするとき、
前記座標ずれ合成量Ｄ１は、前記描画装置固有データＭ１及び前記裏面データＳ２の合計による、Ｚ軸方向の高さ変動データＨ１を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換したものであることを特徴とする、請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項３】
前記描画工程では、前記座標ずれ合成量Ｄ１を、前記設計描画データＷ１に反映させるために、前記座標ずれ合成量Ｄ１に基づき、前記座標ずれを相殺すべく前記設計描画データＷ１を補正して補正描画データＷ２を求め、前記補正描画データＷ２を用いて描画することを特徴とする、請求項１又は２に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項４】
前記描画工程では、前記座標ずれ合成量Ｄ１を、前記設計描画データＷ１に反映させるために、前記座標ずれ合成量Ｄ１に基づき、前記座標ずれを相殺すべく描画装置のもつ座標系を補正して補正座標系を求め、前記補正座標系を、前記設計描画データＷ１とともに用いて描画することを特徴とする、請求項１又は２に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項５】
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンをもつフォトマスクの製造方法であって、
前記第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板を、描画装置のステージに載置する工程と、
前記フォトマスク基板に対して、描画を行う描画工程と、
前記レジスト膜を現像して形成したレジストパターンを用いて、前記薄膜をパターニングする工程と、を含み、
前記フォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１が、
−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記描画工程では、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１を用意し、
前記描画装置固有データＭ１に起因する座標ずれ量Ｄ２を、前記設計描画データＷ１に反映させて、前記フォトマスク基板に転写用パターンを描画することを特徴とする、フォトマスクの製造方法。
【請求項６】
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンをもつフォトマスクの製造方法であって、
前記第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板を、描画装置のステージに載置する工程と、
前記フォトマスク基板に対して、描画を行う描画工程と、
前記レジスト膜を現像して形成したレジストパターンを用いて、前記薄膜をパターニングする工程と、を含み、
前記描画装置のステージの平坦度係数ｋ２が、
−１００ｎｍ≦ｋ２≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記描画工程では、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ３を、前記設計描画データＷ１に反映させて、前記フォトマスク基板に転写用パターンを描画することを特徴とする、フォトマスクの製造方法。
【請求項７】
透明基板の第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板に対し、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンを描画するための描画装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板に対し、描画用のエネルビービームを照射して描画する描画手段と、
描画に用いるパターンデータを演算し、制御する描画制御系と、を備え、
前記描画制御系は、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１、及び前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段と、
前記描画装置固有データＭ１及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ１を、前記設計描画データＷ１に反映させる演算を行い、前記描画手段による描画を制御するデータ制御手段と、
を備えることを特徴とする、描画装置。
【請求項８】
前記記憶手段は、前記描画装置固有データＭ１を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換した、座標ずれ補正量として保有することを特徴とする、請求項７に記載の描画装置。
【請求項９】
前記記憶手段は、前記描画装置固有データＭ１を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換して座標系を補正した、補正座標系として保有することを特徴とする、請求項７に記載の描画装置。
【請求項１０】
前記描画装置固有データＭ１は、前記ステージの表面形状を示す、ステージ平坦度データを含むことを特徴とする、請求項７〜９のいずれかに記載の描画装置。
【請求項１１】
透明基板の第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板に対し、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンを描画するための描画装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板に対し、描画用のエネルビービームを照射して描画する描画手段と、
描画に用いるパターンデータを演算し、制御する描画制御系と、を備え、
前記描画制御系は、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１を入力する入力手段と、
前記描画装置固有データＭ１に起因する座標ずれ量Ｄ２を、前記設計描画データＷ１に反映させる演算を行い、前記描画手段による描画を制御するデータ制御手段と、
を備えることを特徴とする、描画装置。
【請求項１２】
透明基板の第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板に対し、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンを描画するための描画装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板に対し、描画用のエネルビービームを照射して描画する描画手段と、
描画に用いるパターンデータを演算し、制御する描画制御系と、を備え、
前記描画装置のステージの平坦度係数ｋ２が、
−１００ｎｍ≦ｋ２≦１００ｎｍ
を満たし、
前記描画制御系は、
前記設計描画データＷ１と、前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段と、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ３を、前記設計描画データＷ１に反映させる演算を行い、前記描画手段による描画を制御するデータ制御手段と、
を備えることを特徴とする、描画装置。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法によって製造されたフォトマスクを用意する工程と、
露光装置を用いて前記フォトマスクを露光する工程と、を含む、表示装置の製造方法。
【請求項１４】
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査方法であって、
前記フォトマスク基板を、検査装置のステージに載置する工程と、
前記転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を得る検査データ取得工程と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定工程と、を含み、
前記判定工程では、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２と、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記検査装置固有データＭ２及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ４と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行うことを特徴とする、フォトマスク基板の検査方法。
【請求項１５】
前記判定工程では、前記座標ずれ合成量Ｄ４を、前記パターン検査データＸ１、又は前記設計描画データＷ１に反映させて、前記判定を行うことを特徴とする、請求項１４に記載のフォトマスク基板の検査方法。
【請求項１６】
前記検査装置のステージに載置されたフォトマスク基板の主面に平行な面をＸＹ平面とし、該ＸＹ平面に垂直な軸をＺ軸とするとき、
前記座標ずれ合成量Ｄ４は、前記検査装置固有データＭ２及び前記裏面データＳ２の合計による、Ｚ軸方向の高さ変動データＨ２を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換したものであることを特徴とする、請求項１４に記載のフォトマスク基板の検査方法。
【請求項１７】
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査方法であって、
前記フォトマスク基板を、検査装置のステージに載置する工程と、
前記転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を得る検査データ取得工程と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定工程と、を含み、
前記フォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１が、
−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記判定工程では、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２を用意し、
前記検査装置固有データＭ２に起因する座標ずれ量Ｄ５と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行うことを特徴とする、フォトマスク基板の検査方法。
【請求項１８】
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査方法であって、
前記フォトマスク基板を、検査装置のステージに載置する工程と、
前記転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を得る検査データ取得工程と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定工程と、を含み、
前記検査装置のステージの平坦度係数ｋ３が、
−１００ｎｍ≦ｋ３≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記判定工程では、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ６と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行うことを特徴とする、フォトマスク基板の検査方法。
【請求項１９】
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板がもつ転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を取得する測定手段と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１、及び前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段と、を含み、
前記検査装置固有データＭ２及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ４と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１を用いて、前記判定を行う
ことを特徴とする、フォトマスク基板の検査装置。
【請求項２０】
前記判定手段は、前記座標ずれ合成量Ｄ４を、前記パターン検査データＸ１、又は前記設計描画データＷ１に反映させて、前記判定を行うことを特徴とする、請求項１９に記載のフォトマスク基板の検査装置。
【請求項２１】
前記記憶手段は、前記検査装置固有データＭ２を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換した、座標ずれ補正量として保有することを特徴とする、請求項１９に記載のフォトマスク基板の検査装置。
【請求項２２】
前記記憶手段は、前記検査装置固有データＭ２を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換して座標系を補正した、補正座標系として保有することを特徴とする、請求項１９に記載のフォトマスク基板の検査装置。
【請求項２３】
前記検査装置固有データＭ２は、前記ステージの表面形状を示す、ステージ平坦度データを含むことを特徴とする、請求項１９〜２２のいずれかに記載のフォトマスク基板の検査装置。
【請求項２４】
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板がもつ転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を取得する測定手段と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１を入力する入力手段と、を含み、
前記検査装置固有データＭ２に起因する座標ずれ量Ｄ５と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行う、フォトマスク基板の検査装置。
【請求項２５】
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板がもつ転写用パターンの形状を測定する測定して、パターン検査データＸ１を取得する測定手段と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定手段と、を備え、
前記検査装置のステージの平坦度係数ｋ３が、
−１００ｎｍ≦ｋ３≦１００ｎｍ
を満たし、
前記判定手段は、
前記設計描画データＷ１と、前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段を含み、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ６と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行う、フォトマスク基板の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や表示装置の製造に適したフォトマスクに関し、特に、液晶表示装置や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置などに代表されるＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）等の表示装置を製造する際に有利に用いられるフォトマスクの製造方法、描画装置、表示装置の製造方法、フォトマスク基板の検査方法、及びフォトマスク基板の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトマスクの分野では、設計されたデザインに基づいてフォトマスク基板に形成される転写用パターンの形成精度を高くすること、更に、形成された転写用パターンの検査精度を高くすることが望まれている。
【０００３】
特許文献１（特開２０１０−１３４４３３号公報）には、転写用パターンが形成されたフォトマスクを用いて、被転写体上にパターンを転写する際に、そのパターンの座標精度を高くすることが可能なフォトマスクの製造方法等が記載されている。また、特許文献１には、特に、フォトマスクの製造工程において、転写用パターンの設計データをそのまま描画データに用いて描画しても、描画時の膜面（パターン形成面）の形状が、露光時とは異なるため、設計どおりのパターンが被転写体上に形成されないという問題を解消するべく、補正した描画データを得る方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３４４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
表示装置の製造においては、得ようとするデバイスの設計に基づいた転写用パターンを備えたフォトマスクが多く利用される。デバイスとして、スマートフォンやタブレット端末に代表される、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置には、明るく省電力、動作速度が速く、かつ、解像度の高い美しい画像が要求される。このため、上述の用途に使用されるフォトマスクに対し、新たな技術課題が発明者らによって顕在化した。
【０００６】
微細な画像を鮮明に表現するためには、画素密度を高める必要があり、現在、画素密度を更に高める要求が生じている。このため、フォトマスクの転写用パターンのデザインは、微細化、高密度化の方向にある。ところで、表示用デバイスを含む多くの電子デバイスは、微細パターンが形成された複数のレイヤ（Lａyｅr）の積層によって立体的に形成される。したがって、これら複数のレイヤにおける座標精度の向上、及び互いの座標の整合が肝要になる。すなわち、個々のレイヤのパターン座標精度が、すべて所定レベルを満足していなければ、完成したデバイスにおいて適正な動作が生じないなどの不都合が起きる。したがって、各レイヤに求められる座標ずれの許容範囲は益々小さくなっていく方向にある。つまり、各レイヤを製造するために用いられるフォトマスクの転写用パターンに求められる座標精度の要求が、益々高まる傾向にある。
【０００７】
フォトマスクの製造には、透明基板の第１主面（以下、「膜面」ともいう）に薄膜とレジスト膜が形成されたフォトマスク基板が用いられる。また、フォトマスクの製造工程では、透明基板上の薄膜をパターニングして、所望の形状をもつ転写用パターンとすることが行われる。
【０００８】
本明細書において、「フォトマスク基板」とは、下記に列挙する透明基板、フォトマスクブランク、レジスト付フォトマスクブランク、フォトマスク中間体、又はフォトマスクを含むものとする。
（ａ）フォトマスクを形成するための透明基板。
（ｂ）上記透明基板上に薄膜（パターニングによって転写用パターンを形成するための光学膜であって、遮光膜や半透光膜などとして機能する膜）が形成されたフォトマスクブランク。
（ｃ）上記薄膜上にレジスト膜が形成されたレジスト付フォトマスクブランク。
（ｄ）既に薄膜パターンを有し、更なるパターニングを行うため、又は、更なる薄膜パターンを積層するためのフォトマスク中間体。
（ｅ）転写用パターンの検査を行うための、完成されたフォトマスク。
また、本明細書では、フォトマスク基板を、簡便に「基板」とも称する。
【０００９】
フォトマスクの製造工程において、例えば、レジスト付フォトマスクブランクであるフォトマスク基板に描画装置を用いてパターンを描画するときは、水平なステージ上にフォトマスク基板を載置する。その際、フォトマスク基板の膜面を上向きとする。そして、その膜面を構成しているレジスト膜に対し、レーザビーム等のエネルギービームを照射し、かつそのビームを走査することにより、所望のパターンを描画する。
【００１０】
但し、描画データとして、所望の転写用パターンの設計データをそのまま用いると、不都合が生じることがある。その理由は、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、フォトマスク基板５１を支持する描画装置のステージ５０表面が理想的な平面とは限らず、また、フォトマスク基板５１も理想的な平面のみをもつとは限らないためである。ステージ５０の表面及びフォトマスク基板５１の両主面は、いずれも精密に加工されているものの、面の平坦度という観点でみると、僅かな凹凸が生じている場合がある。また、描画装置のステージ５０表面の凹凸、ステージ５０表面とフォトマスク基板５１の第２主面（以下、「裏面」ともいう）との間の異物の挟み込みによる基板のたわみ、フォトマスク基板５１の裏面の凹凸、フォトマスク基板５１の厚みのばらつきなどが生じている場合、図１１（ｂ）に示すように、ステージ５０上に載置されたフォトマスク基板５１の上面（すなわち膜面）の形状は、これらの変形要因が累積した凹凸をもって形成される。そして、この状態のフォトマスク基板５１に対し、描画ヘッド５２が設計描画データＷ１にしたがってパターン描画を行う。
【００１１】
一方、図１１（ｃ）に示すように、転写用パターンが形成されたフォトマスク基板（フォトマスク）５１を露光装置に搭載し、転写用パターンを被転写体上に転写する場合は、フォトマスク基板５１の膜面（図中、黒色で塗り潰された部分）を下向きにするとともに、フォトマスク基板５１の外縁部だけを治具５３により支持する状態で、露光装置にフォトマスク基板５１を固定する。そして、フォトマスク基板５１の下に被転写体（不図示）を配置し、フォトマスク基板５１の上から（すなわちフォトマスク基板５１の裏面側から）露光光を照射する。
【００１２】
このように、フォトマスク基板５１の描画時と露光時では、フォトマスク基板５１の膜面の向きが上下反転する。また、描画時における基板膜面の上記変形要因は、その多くが露光時に消失する。したがって、描画時と露光時ではフォトマスク基板の膜面形状が異なる。よって、描画に用いたパターンデータに対応するパターンと、被転写体上に転写されるパターンでは、パターン形状に差異が生じる。具体的には、設計されたパターンの座標に、上記膜面形状の変化に応じたずれが生じ、このずれが転写像の座標ずれとなる（図１１（ｃ）参照）。
【００１３】
そこで、フォトマスク基板の膜面形状の変化に起因する座標ずれ分を予め算定し、描画データに反映させることが考えられる。すなわち、想定される座標ずれ分を相殺するべく、描画データ、又は描画条件を補正しておく方法である。
【００１４】
本発明者は、フォトマスク基板の描画工程における膜面の形状と、転写用パターンをもつフォトマスク基板を用いて露光を行う際の膜面の形状との形状変化分を算定し、算定した形状変化分に基づいて、描画に用いる設計描画データを補正する方法を提案した（特許文献１）。すなわち、膜面を上側にしてフォトマスク基板を描画装置のステージに載置した状態で、フォトマスク基板の上側の面の高さ分布を測定することによって得られる高さ分布データと、予め取得したフォトマスク基板の膜面形状データとの差分データを用いて、設計描画データを補正する方法である。この方法を図１２に示す。
【００１５】
上記方法においては、パターンを描画する段階で存在する、フォトマスク基板の膜面における理想平面からの変形要因のうち、露光時にも残留する分と、露光時には消失する分とを区別して、消失する分のみを設計描画データに反映して補正した描画データを得る。
具体的には、図１２（ａ）に示すように、フォトマスク基板６１の膜面形状を測定して、膜面形状データを得る。また、図１２（ｂ）に示すように、膜面を上側にしてフォトマスク基板６１を描画装置のステージ６０に載置し、その状態でフォトマスク基板６１の上側の面の高さ分布を測定して、高さ分布データを得る。そして、図１２（ｃ）に示すように、これら２つのデータの差分データを基に設計描画データを補正し、これによって得られた補正描画データを用いて描画する。この方法を採用することにより、フォトマスク基板に形成される転写用パターンの座標精度を高めることができる。
【００１６】
但し、上記方法では、膜面を上側にしてフォトマスク基板を描画装置のステージに載置し、その状態でフォトマスク基板の上側の面の高さ分布を測定する必要がある。このため、フォトマスク基板によって描画装置が占有される時間（以下、「描画装置の占有時間」ともいう。）を増加させるデメリットがある。
【００１７】
表示装置製造用のフォトマスクは、一般に面積が大きく（例えば、主面の一辺が３００ｍｍ以上の四角形）、描画に長時間を要する。特に、携帯端末の生産などに多く利用されるフォトマスク（主として、主面の一辺が８００ｍｍ以上）においては、描画時間が増加している。一方、特許文献１に記載の方法では、フォトマスク基板の上側の面の高さ分布を測定する場合に、基板の面内に所定の間隔で複数の測定点を設定し、各々の測定点ごとに高さを測定して高さデータを集積することにより、高さ分布データを求めている。このため、上述した大面積の基板の測定にともなって測定の所要時間も長くなるため、描画装置の占有時間が増大してしまう。描画装置の占有時間は、フォトマスクの生産効率やコストに対する影響が大きい。このため、これを改善する潜在的な技術課題があることに本発明者は着目した。
【００１８】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、被転写体上に形成されるパターンの座標精度を高めることのできるフォトマスクの製造方法、描画装置、表示装置の製造方法、フォトマスク基板の検査方法、及びフォトマスク基板の検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンをもつフォトマスクの製造方法であって、
前記第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板を、描画装置のステージに載置する工程と、
前記フォトマスク基板に対して、描画を行う描画工程と、
前記レジスト膜を現像して形成したレジストパターンを用いて、前記薄膜をパターニングする工程と、を含み、
前記描画工程では、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１と、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記描画装置固有データＭ１及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ１を、前記設計描画データＷ１に反映させて、前記フォトマスク基板に転写用パターンを描画することを特徴とする、フォトマスクの製造方法である。
（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
前記描画装置の前記ステージに載置されたフォトマスク基板の主面に平行な面をＸＹ平面とし、該ＸＹ平面に垂直な軸をＺ軸とするとき、
前記座標ずれ合成量Ｄ１は、前記描画装置固有データＭ１及び前記裏面データＳ２の合計による、Ｚ軸方向の高さ変動データＨ１を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換したものであることを特徴とする、上記第１の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
（第３の態様）
本発明の第３の態様は、
前記描画工程では、前記座標ずれ合成量Ｄ１を、前記設計描画データＷ１に反映させるために、前記座標ずれ合成量Ｄ１に基づき、前記座標ずれを相殺すべく前記設計描画データＷ１を補正して補正描画データＷ２を求め、前記補正描画データＷ２を用いて描画することを特徴とする、上記第１又は第２の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
（第４の態様）
本発明の第４の態様は、
前記描画工程では、前記座標ずれ合成量Ｄ１を、前記設計描画データＷ１に反映させるために、前記座標ずれ合成量Ｄ１に基づき、前記座標ずれを相殺すべく描画装置のもつ座標系を補正して補正座標系を求め、前記補正座標系を、前記設計描画データＷ１とともに用いて描画することを特徴とする、上記第１又は第２の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
（第５の態様）
本発明の第５の態様は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンをもつフォトマスクの製造方法であって、
前記第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板を、描画装置のステージに載置する工程と、
前記フォトマスク基板に対して、描画を行う描画工程と、
前記レジスト膜を現像して形成したレジストパターンを用いて、前記薄膜をパターニングする工程と、を含み、
前記フォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１が、
−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記描画工程では、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１を用意し、
前記描画装置固有データＭ１に起因する座標ずれ量Ｄ２を、前記設計描画データＷ１に反映させて、前記フォトマスク基板に転写用パターンを描画することを特徴とする、フォトマスクの製造方法である。
（第６の態様）
本発明の第６の態様は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンをもつフォトマスクの製造方法であって、
前記第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板を、描画装置のステージに載置する工程と、
前記フォトマスク基板に対して、描画を行う描画工程と、
前記レジスト膜を現像して形成したレジストパターンを用いて、前記薄膜をパターニングする工程と、を含み、
前記描画装置のステージの平坦度係数ｋ２が、
−１００ｎｍ≦ｋ２≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記描画工程では、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ３を、前記設計描画データＷ１に反映させて、前記フォトマスク基板に転写用パターンを描画することを特徴とする、フォトマスクの製造方法である。
（第７の態様）
本発明の第７の態様は、
透明基板の第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板に対し、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンを描画するための描画装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板に対し、描画用のエネルビービームを照射して描画する描画手段と、
描画に用いるパターンデータを演算し、制御する描画制御系と、を備え、
前記描画制御系は、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１、及び前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段と、
前記描画装置固有データＭ１及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ１を、前記設計描画データＷ１に反映させる演算を行い、前記描画手段による描画を制御するデータ制御手段と、
を備えることを特徴とする、描画装置である。
（第８の態様）
本発明の第８の態様は、
前記記憶手段は、前記描画装置固有データＭ１を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換した、座標ずれ補正量として保有することを特徴とする、上記第７の態様に記載の描画装置である。
（第９の態様）
本発明の第９の態様は、
前記記憶手段は、前記描画装置固有データＭ１を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換して座標系を補正した、補正座標系として保有することを特徴とする、上記第７の態様に記載の描画装置である。
（第１０の態様）
本発明の第１０の態様は、
前記描画装置固有データＭ１は、前記ステージの表面形状を示す、ステージ平坦度データを含むことを特徴とする、上記第７〜９のいずれかの態様に記載の描画装置である。
（第１１の態様）
本発明の第１１の態様は、
透明基板の第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板に対し、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンを描画するための描画装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板に対し、描画用のエネルビービームを照射して描画する描画手段と、
描画に用いるパターンデータを演算し、制御する描画制御系と、を備え、
前記描画制御系は、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１を入力する入力手段と、
前記描画装置固有データＭ１に起因する座標ずれ量Ｄ２を、前記設計描画データＷ１に反映させる演算を行い、前記描画手段による描画を制御するデータ制御手段と、
を備えることを特徴とする、描画装置である。
（第１２の態様）
本発明の第１２の態様は、
透明基板の第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板に対し、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンを描画するための描画装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板に対し、描画用のエネルビービームを照射して描画する描画手段と、
描画に用いるパターンデータを演算し、制御する描画制御系と、を備え、
前記描画装置のステージの平坦度係数ｋ２が、
−１００ｎｍ≦ｋ２≦１００ｎｍ
を満たし、
前記描画制御系は、
前記設計描画データＷ１と、前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段と、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ３を、前記設計描画データＷ１に反映させる演算を行い、前記描画手段による描画を制御するデータ制御手段と、
を備えることを特徴とする、描画装置である。
（第１３の態様）
本発明の第１３の態様は、
上記第１〜第６の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法によって製造されたフォトマスクを用意する工程と、
露光装置を用いて前記フォトマスクを露光する工程と、を含む、表示装置の製造方法である。
（第１４の態様）
本発明の第１４の態様は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査方法であって、
前記フォトマスク基板を、検査装置のステージに載置する工程と、
前記転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を得る検査データ取得工程と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定工程と、を含み、
前記判定工程では、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２と、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記検査装置固有データＭ２及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ４と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行うことを特徴とする、フォトマスク基板の検査方法である。
（第１５の態様）
本発明の第１５の態様は、
前記判定工程では、前記座標ずれ合成量Ｄ４を、前記パターン検査データＸ１、又は前記設計描画データＷ１に反映させて、前記判定を行うことを特徴とする、上記第１４の態様に記載のフォトマスク基板の検査方法である。
（第１６の態様）
本発明の第１６の態様は、
前記検査装置のステージに載置されたフォトマスク基板の主面に平行な面をＸＹ平面とし、該ＸＹ平面に垂直な軸をＺ軸とするとき、
前記座標ずれ合成量Ｄ４は、前記検査装置固有データＭ２及び前記裏面データＳ２の合計による、Ｚ軸方向の高さ変動データＨ２を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換したものであることを特徴とする、上記第１４の態様に記載のフォトマスク基板の検査方法である。
（第１７の態様）
本発明の第１７の態様は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査方法であって、
前記フォトマスク基板を、検査装置のステージに載置する工程と、
前記転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を得る検査データ取得工程と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定工程と、を含み、
前記フォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１が、
−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記判定工程では、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２を用意し、
前記検査装置固有データＭ２に起因する座標ずれ量Ｄ５と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行うことを特徴とする、フォトマスク基板の検査方法である。
（第１８の態様）
本発明の第１８の態様は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査方法であって、
前記フォトマスク基板を、検査装置のステージに載置する工程と、
前記転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を得る検査データ取得工程と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定工程と、を含み、
前記検査装置のステージの平坦度係数ｋ３が、
−１００ｎｍ≦ｋ３≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記判定工程では、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ６と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行うことを特徴とする、フォトマスク基板の検査方法である。
（第１９の態様）
本発明の第１９の態様は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板がもつ転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を取得する測定手段と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１、及び前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段と、を含み、
前記検査装置固有データＭ２及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ４と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１を用いて、前記判定を行う
ことを特徴とする、フォトマスク基板の検査装置である。
（第２０の態様）
本発明の第２０の態様は、
前記判定手段は、前記座標ずれ合成量Ｄ４を、前記パターン検査データＸ１、又は前記設計描画データＷ１に反映させて、前記判定を行うことを特徴とする、上記第１９の態様に記載のフォトマスク基板の検査装置である。
（第２１の態様）
本発明の第２１の態様は、
前記記憶手段は、前記検査装置固有データＭ２を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換した、座標ずれ補正量として保有することを特徴とする、上記第１９の態様に記載のフォトマスク基板の検査装置である。
（第２２の態様）
本発明の第２２の態様は、
前記記憶手段は、前記検査装置固有データＭ２を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換して座標系を補正した、補正座標系として保有することを特徴とする、上記第１９の態様に記載のフォトマスク基板の検査装置である。
（第２３の態様）
本発明の第２３の態様は、
前記検査装置固有データＭ２は、前記ステージの表面形状を示す、ステージ平坦度データを含むことを特徴とする、上記第１９〜２２のいずれかの態様に記載のフォトマスク基板の検査装置である。
（第２４の態様）
本発明の第２４の態様は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板がもつ転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を取得する測定手段と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１を入力する入力手段と、を含み、
前記検査装置固有データＭ２に起因する座標ずれ量Ｄ５と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行う、フォトマスク基板の検査装置である。
（第２５の態様）
本発明の第２５の態様は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板がもつ転写用パターンの形状を測定する測定して、パターン検査データＸ１を取得する測定手段と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定手段と、を備え、
前記検査装置のステージの平坦度係数ｋ３が、
−１００ｎｍ≦ｋ３≦１００ｎｍ
を満たし、
前記判定手段は、
前記設計描画データＷ１と、前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段を含み、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ６と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行う、フォトマスク基板の検査装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、フォトマスクの製造における座標精度の向上を、より効率的に行うことにより、生産性やコストをより有利にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】フォトマスク基板の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る描画装置の構成例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係るフォトマスク基板の製造方法を説明する図であって、（ａ）はフォトマスク基板の裏面データＳ２を用意する段階、（ｂ）は描画装置固有データＭ１を用意する段階、（ｃ）は高さ変動データＨ１を求める段階、（ｄ）は座標ずれ合成量Ｄ１を求める段階、（ｅ）は補正描画データＷ２を求める段階を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るフォトマスク基板の製造方法及び表示装置の製造方法を説明する図であって、（ａ）はフォトマスク基板にパターンを描画する段階、（ｂ）はフォトマスク基板を露光する段階を示す図である。
【図５】（ａ）はフォトマスク基板の裏面データＳ２の一例を示す図であり、（ｂ）は描画装置固有データＭ１の一例を示す図である。
【図６】（ａ）はフォトマスク基板の裏面データＳ２をミラー反転して得られるデータの一例を示す図であり、（ｂ）は高さ変動データＨ１の一例を示す図である。
【図７】ＸＹ変換の一例を説明する図である。
【図８】設計描画データと補正描画データの描画位置の関係を示す概念図である。
【図９】本発明の実施形態に係るフォトマスクの検査方法を説明する図であって、（ａ）はパターン検査データＸ１を得る段階、（ｂ）はフォトマスク基板の裏面データＳ２を用意する段階、（ｃ）は検査装置固有データＭ２を用意する段階、（ｄ）は高さ変動データＨ２を求める段階、（ｅ）は座標ずれ合成量Ｄ４を求める段階、（ｆ）は比較用検査データＸ２を得て判定する段階を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るフォトマスク基板の検査装置の構成例を示す概略図である。
【図１１】従来の製造方法によるフォトマスクの一例を説明する図であって、（ａ）はフォトマスク基板の状態、（ｂ）は描画の段階、（ｃ）は露光の段階を示す図である。
【図１２】従来の製造方法によるフォトマスクの他の例を説明する図であって、（ａ）はフォトマスク基板の膜面形状データを得る段階、（ｂ）はステージ上の基板膜面の高さ分布データを得る段階、（ｃ）は補正描画データを得る段階を示す図である。
【図１３】従来の製造方法によるフォトマスクの他の例を説明する図であって、（ａ）はフォトマスク基板にパターンを描画する段階、（ｂ）はフォトマスク基板を露光する段階を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明は、フォトマスクの製造方法、描画装置、表示装置の製造方法、フォトマスク基板の検査方法、及びフォトマスク基板の検査装置を含むものである。以下、それぞれの実施形態について説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンをもつフォトマスクの製造方法であって、
前記第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板を、描画装置のステージに載置する工程と、
前記フォトマスク基板に対して、描画を行う描画工程と、
前記レジスト膜を現像して形成したレジストパターンを用いて、前記薄膜をパターニングする工程と、を含み、
前記描画工程では、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１と、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記描画装置固有データＭ１及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ１を、前記設計描画データＷ１に反映させて、前記フォトマスク基板に転写用パターンを描画することを特徴とする、フォトマスクの製造方法に係るものである。
【００２４】
本実施形態では、一例として、図１に示すフォトマスク基板１を用いる。このフォトマスク基板１は、レジスト付フォトマスクブランクであって、透明基板２と、薄膜としての遮光膜３と、レジスト膜４と、を備える。透明基板２は、表裏の関係で２つの主面２ａ，２ｂを有する。透明基板２の第１主面２ａに、遮光膜３と、レジスト膜４とが順に積層されている。なお、本実施形態では、透明基板２の第１主面２ａ側に位置するフォトマスク基板１の主面を、フォトマスク基板１の第１主面、表面、又は膜面ともいう。また、透明基板２の第２主面２ｂ側に位置するフォトマスク基板１の主面を、フォトマスク基板１の第２主面、又は裏面ともいう。
【００２５】
透明基板２としては、石英ガラス等の透明材料を平坦かつ平滑に研磨したものを用いることができる。表示装置製造用のフォトマスクに使用する透明基板としては、主表面が一辺３００〜１８００ｍｍの四角形であって、厚みが５〜１６ｍｍのものを用いることが好ましい。フォトマスク基板１は、透明基板２の第１主面２ａに、薄膜としてＣｒ（クロム）系の遮光膜３を成膜し、更にその遮光膜３上にレジスト膜４を形成することで得られる。ここでは、レジスト膜４の材料としてフォトレジストを用いる。フォトレジストは、ポジ型でもネガ型でもよいが、ここではポジ型を用いることにする。薄膜の素材は、もちろん上記に限定されず、フォトマスクを構成する膜（遮光膜、半透光膜など）として使用される素材であれば、如何なる素材でもかまわない。
【００２６】
上記のフォトマスク基板１を用いて、転写用パターンをもつフォトマスクを製造するためには、フォトマスク基板１に対して描画を行う描画工程と、遮光膜３をパターニングする工程（以下、「パターニング工程」という。）と、を行う必要がある。このうち、描画工程では、フォトマスク基板１のレジスト膜４にレーザビームなどのエネルギービームを照射し、かつそのビームを走査することにより、転写用パターンを描画する。その後のパターニング工程では、現像液等を用いてレジスト膜４を現像し、フォトマスク基板１の遮光膜３上にレジストパターンを形成する。さらにレジストパターンを用いて遮光膜３をパターニングする。上述のように遮光膜３をＣｒ系の材料で形成した場合は、Ｃｒ用エッチング剤を用いて遮光膜３をパターニングすることができる。
【００２７】
図２は本発明の実施形態に係るフォトマスクの製造方法で用いられる描画装置の概念図である。
描画装置としては、ＥＢ（Electron Beam）描画装置、レーザ描画装置などを適用可能であるが、ここでは、ＦＰＤ用のレーザ描画装置を用いる。この描画装置は、ステージ１０と、描画手段１１と、高さ測定手段１２と、描画制御係１５と、を備えている。
【００２８】
ステージ１０は、描画の対象となるフォトマスク基板１を水平に載置した状態で支持（固定）する。このとき、薄膜（本形態例では遮光膜３）が形成されている透明基板２の第１主面２ａを上向きに配置する。
【００２９】
描画手段１１は、レーザビームを照射しつつ、ＸＹ平面と平行に移動する描画ヘッド１４（図４参照）を有する。この描画ヘッド１４の移動によりフォトマスク基板１の膜面全体をレーザビームで走査することができる。但し、レーザビームによる走査は、描画ヘッド１４とステージ１０の相対的な移動によって行われるものであるため、描画ヘッド１４の移動に代えてステージ１０の移動によって行ってもよいし、描画ヘッド１４の移動とステージ１０の移動を適宜組み合わせて行ってもよい。
【００３０】
ここで、描画装置のステージ１０にフォトマスク基板１を載置した状態で、ステージ１０の表面や透明基板２の主面２ａ，２ｂと実質的に平行な平面をＸＹ平面（ＸＹ座標平面）とし、このＸＹ平面に直交する軸をＺ軸（高さ方向の高い方を正方向）とする。また、ＸＹ平面内でＺ軸に直交するＸ軸及びＹ軸のうち、いずれか一方の軸は、フォトマスク基板１の長辺または短辺に平行に配置されるものとする。この点は、後述の、フォトマスク基板の検査装置においても同様である。
【００３１】
高さ測定手段１２は、測定対象となる表面の高さを測定する機能を有する。例えばその面内に所定間隔（例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ１０ｍｍ間隔）で格子状に複数の測定点を設定し、各々の測定点ごとに表面の高さを測定することにより行う。これにより、測定対象となる表面の形状を示す高さ分布データが得られる。高さ測定手段１２は、ステージ１０にフォトマスク基板１が載置されている状態では、フォトマスク基板１の表面（膜面）を測定対象として高さ測定を行うことが可能であり、ステージ１０にフォトマスク基板１が載置されていない状態では、ステージ１０の表面を測定対象として高さ測定を行うことが可能である。  描画制御系１５の詳細な機能については、後述する。
【００３２】
描画工程では、得ようとするデバイスの設計に基づいて設計描画データＷ１を作成し、この設計描画データＷ１を、描画制御系１５が備える入力手段１５ｂにより入力する。但し、この設計描画データＷ１を用いて描画を行うと、フォトマスク基板の形状や描画装置に起因する基板の変形要因により、作製されたフォトマスクによる転写像の座標精度に問題が生じる場合がある。そこで、設計描画データＷ１に補正を施した補正描画データを用いることが考えられる。
【００３３】
設計描画データＷ１の補正は、描画装置のステージ１０にフォトマスク基板１をセットして描画する際の膜面形状と、露光装置にフォトマスクをセットして露光する際の膜面形状の差異に起因する座標ずれ量を定量的に求め、この座標ずれ量を相殺するように、設計描画データに座標ずれ量を反映させることにより行うことができる。すなわち、上記膜面形状の差異、つまり転写用パターン内の各座標位置における高さの差異（Ｚ軸方向の差異）を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向（ＸＹ平面）の座標のずれ量に変換（以下、「ＸＹ変換」ともいう）し、設計描画データＷ１における対応する位置に、このずれをキャンセルする方向の補正を加えればよい。
【００３４】
ところで、描画時にフォトマスク基板の膜面形状が変形する要因（以下、「変形要因」ともいう。）には、以下の４つの要因がある。
（１）描画装置のステージ表面の凹凸など、描画装置に固有の変形要因。同じ装置を使用する限り、再現性があるもの。
（２）描画装置のステージとフォトマスク基板の裏面との間に異物を挟みこむことによる、フォトマスク基板の撓み。フォトマスク基板をステージ上に載置するときに、異物の挟み込みによるフォトマスク基板の裏面の撓みが、それと反対側の膜面の変形として現れる。
（３）フォトマスク基板の第１主面となる膜面の凹凸。平坦化のための精密研磨後、更に残存するもの。
（４）フォトマスク基板の第２主面となる裏面の凹凸。
【００３５】
一方、転写用パターンが形成されたフォトマスク基板（フォトマスク）を露光装置にセットする際には、転写用パターンが形成されている領域よりも外側の部分を冶具等によって保持する。このとき、フォトマスク基板には自重による撓みが生じる。但し、フォトマスク基板の自重撓みによる座標ずれの影響は、フォトマスク基板の素材や形状等、既知のパラメータによって算定可能であり、また露光装置においてもこれを補償する機構を備えるものがある。したがって、本発明では、露光時のフォトマスク基板の自重撓みによる変形以外の要因による座標ずれに注目する。すなわち、本発明でいう、描画時と露光時の、フォトマスク基板の形状変化分には、露光装置内でのフォトマスク基板の自重撓みによる変化は含まないものとする。
【００３６】
また、上記４つの変形要因のうち、（３）のフォトマスク基板の膜面の凹凸については、描画時でも露光時でも同様に存在するため差異が生じない。したがって、（１），（２），（４）の変形要因によって生じる座標ずれを補正することが考えられる。
【００３７】
そこで、特許文献１に記載の方法では、上記図１２（ａ）に示すように、フォトマスク基板６１の膜面形状データを取得する一方、図１２（ｂ）に示すように、描画装置のステージ６０にフォトマスク基板６１を載置した状態で、フォトマスク基板６１の上側の面の高さ分布を測定して高さ分布データを取得している。また、図１２（ｃ）に示すように、それらの差分データを用いて設計描画データを補正することにより、補正描画データを求めている。そして、図１３（ａ）に示すように、描画ヘッド６２でパターン描画する際には、上記設計補正データを適用してフォトマスク基板６１にパターンを描画している。これにより、図１３（ｂ）に示すように、露光装置の治具６３にフォトマスク基板６１をセットして露光する際には、転写像に座標ずれが生じないようにしている。
【００３８】
また、フォトマスク基板６１の膜面形状データを取得する場合は、フォトマスク基板１の膜面が水平面に対して垂直になるように保持することにより、フォトマスク基板６１の自重による撓みを実質的に排除し、その状態で、フォトマスク基板６１の膜面形状データ、すなわち膜面のフラットネスデータを取得している。この膜面形状データは、上記（３）のフォトマスク基板の膜面の凹凸に相当する。
【００３９】
一方、フォトマスク基板６１の高さ分布データを取得する場合は、フォトマスク基板６１の膜面を上側にして、描画装置のステージ６０にフォトマスク基板６１を載置し、その状態でフォトマスク基板６１の上側の面（膜面）の高さ分布を測定している。具体的には、描画装置のステージ６０上に載置したフォトマスク基板６１の膜面に複数の測定点を設定し、各々の測定点における膜面の高さ分布を測定することにより、膜面全体の高さ分布データを取得している。この高さ分布データは、描画装置にフォトマスク基板６１をセットした状態での膜面形状を示すものであって、理想平面からの変形要因の合計、すなわち上記４つの変形要因による膜面形状の変形分の合計を意味する。
【００４０】
上記特許文献１に記載の方法によれば、フォトマスク基板６１の膜面形状データが、上記（３）の変形要因を含み、フォトマスク基板６１の膜面の高さ分布データが上記（１），（２），（３），（４）の変形要因を含む。よって、それらの差分データは上記（１），（２），（４）の変形要因を含むことになる。したって、特許文献１に記載の方法では、この差分データを用いて設計描画データを補正している。これにより、描画時と露光時の膜面形状の差異によって生じる座標ずれを補正することが可能となる。
【００４１】
しかしながら、描画装置のステージにフォトマスク基板を載せて膜面の高さ分布を測定する方法では、フォトマスク基板に対して描画手段により描画を行う度毎に、そのフォトマスク基板につき予め高さ分布の測定を行って高さ分布データを取得する必要がある。本発明者の更なる検討によれば、この高さ分布データを取得するために必要となる描画装置の占有時間は、フォトマスクの生産において軽視できない。そこで、本発明者は、描画時と露光時の膜面形状の差異による座標ずれを補正するにあたって、描画装置の占有時間を増大させない方法について検討した。
【００４２】
まず、上述したとおり、描画時と露光時の膜面形状の差異による座標ずれは、上記（１），（２），（４）の変形要因に起因する。このうち、（１）のステージ表面の凹凸、及び、（４）のフォトマスク基板の裏面の凹凸は、描画装置にフォトマスク基板を載置しなくても、それぞれ個別の測定によって把握することが可能である。これに対して、（２）の異物の挟み込みよる基板の撓みは、描画装置にフォトマスク基板を載置する前に測定し、把握することは難しい。（２）の変形要因はきわめて偶発的なものであって、再現性がないからである。但し、（２）の変形要因については、描画装置を適切に管理することにより、異物の挟み込みの発生確率を極力下げることができ、仮に発生した場合でも基板の撓み量を小さくして、その影響度合を低下させることが可能である。そこで、本実施形態においては、（１）と（４）の変形要因によって生じる座標ずれを求めることとした。
【００４３】
（ステージ表面の凹凸について）
まず、（１）のステージ表面の凹凸など、描画装置固有の変形要因による影響を測定する。例えば、ステージ１０にフォトマスク基板１を載置しない状態で高さ測定手段１２により高さ分布を測定する。その場合、高さ測定手段１２は、ステージ１０の表面（フォトマスク基板１が載置される面）を被測定面として高さ測定を行い、ステージ１０表面の形状（平坦度）を反映した高さ分布データを得る。このデータは、その描画装置に載置するフォトマスクによらず、再現性がある。
【００４４】
上記測定は、ステージ１０にフォトマスク基板１を未載置の状態で予め行っておくことができる。また、この測定によって得られるステージ１０表面の高さ分布データは、描画制御系１５に保有しておくことができる。ステージ１０表面の高さ分布データは、描画装置がフォトマスク基板１の形状に及ぼす変形量を表す描画装置固有データＭ１となる。
【００４５】
但し、ステージ１０表面の高さ分布データの他にも、フォトマスク基板１の形状に影響を及ぼす描画装置固有の要因があれば、それを描画装置固有データＭ１に加えてもよい。すなわち、ステージ１０表面の形状以外にも、そこに載置されたフォトマスク基板１の膜面に変形を与える描画装置固有の要因があれば、それを予め測定しておく。そして、その測定データを、フォトマスク基板１が載置されたときの、膜面高さ分布（つまりＺ軸方向の変形量の分布）に与えるパラメータとして、描画制御系１５に保有しておく。このため、描画装置固有データＭ１は、ステージ１０表面の高さ分布データで構成される場合と、その高さ分布データと他の要因データとで構成される場合とがある。本形態では、一例として、描画装置固有データＭ１がステージ１０表面の高さ分布データで構成される場合を想定する。
【００４６】
なお、描画装置固有データＭ１は、ＸＹ面内での座標ずれ量に換算するため、ＸＹ変換した値として保有しておいてもよい。ＸＹ変換の方法については後述する。また、描画装置固有データＭ１は、描画装置に備えられた描画制御系１５の記憶手段（メモリ等）１５ａに保有しておくことができる。また、ステージ１０の表面形状は、短期的にはほとんど変化しないものの、長期的にみると僅かずつ変化することも考えられる。このため、例えばフォトマスク基板１の描画処理枚数が予め決められた所定枚数に達したら、高さ測定手段１２を用いてステージ１０表面の高さ分布を測定し、その測定結果に基づいて、描画制御系１５の記憶手段１５ａに保有する描画装置固有データＭ１を更新してもよい。ステージ以外の装置固有の変形要素についても同様とすることができる。
【００４７】
描画装置固有データＭ１は、例えば、ステージ１０の面内で、所定間隔（例えば１０ｍｍ間隔）で格子状に複数の測定点を設定し、各々の測定点ごとに高さ測定を行って得られる高さ分布データとすることができる。この高さ分布データは、ステージ１０表面の平坦度マップとして保存しておくことができる。その際、各々の測定点の位置は、後述のフォトマスク基板の膜面データや裏面データを取得する際に設定する測定点の位置と対応するように選択することが好ましい。このようにステージ１０表面で測定点の位置を選択することにより、フォトマスク基板の膜面形状や裏面形状は、ステージ１０の表面形状と同様に、所定間隔の複数の測定点による高さ分布（平坦度分布、平坦度マップ）として表現することができる。このため、各々の面形状を表すデータを、それぞれの測定位置を対応付けて取り扱う場合に便利である。
【００４８】
描画装置のステージ１０表面の高さ分布の測定は、高さ測定手段１２により行うことができる。具体的には、例えば、ステージ１０表面から一定の距離を隔てて高さ測定手段１２を配置し、その状態で高さ測定手段１２をＸ軸方向及びＹ軸方向に適宜移動させる。その際、ステージ１０の表面形状による高さの変化に応じて高さ測定手段１２の高さがＺ軸方向に変化するように、高さ測定手段１２を支持する機構とする。これにより、高さ測定手段１２の高さの変化を、ステージ１０表面の高さの変化として測定することができる。
【００４９】
なお、表面の高さを測定する方法としては、例えば、オートコリメータなどの光学的角度測定器やＬａｓｅｒ平面度測定器を用いて、ステージ１０の面内に所定間隔で設定した各々の測定点における角度測定により行うことができる。そして、この測定により、所定の測定ピッチによる各位置の平坦度を得て、平坦度マップを得ることができる。また、ほかにも、例えば、高さ測定手段１２と同様な部材を一定位置に維持するためのエア流量を用いて測定する方法、ギャップ間の静電容量を測定する方法、レーザを用いたパルスカウント、光学的なフォーカスによるもの、などでもよく、特定の方法に限定されない。
【００５０】
（フォトマスク基板の裏面の凹凸について）
一方、（４）のフォトマスク基板の裏面の凹凸については、フォトマスク基板１の裏面の形状測定を行うことで得られる。例えば、フォトマスク基板１の主面が実質的に水平面と垂直になるように保持し、フォトマスク基板１の自重による撓みが実質的に表裏（両主面）の形状に影響しない状態にして、平坦度測定機等を用いて、第２主面（裏面）の形状を測定する。この測定は、光学的な測定方法を用いる平坦度測定機により行うことができ、測定装置の例として、例えば黒田精工株式会社製の平面度測定機ＦＴＴシリーズや、特開２００７−４６９４６号公報記載のものなどを挙げることができる。このとき、フォトマスク基板１の第２主面上に、等間隔（離間距離をピッチＰとする）に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に描いた格子の交点（格子点）を複数設定し、各々の交点を測定点とすることができる。そして、所定の基準面と、上記の各測定点とのＺ軸方向（基準面と垂直の方向）の距離を、各測定点について測定することができる。各測定点の離間距離、すなわちピッチＰは、例えば１０ｍｍに設定することができる。この測定により、フォトマスク基板１の第２主面形状（平坦度）を表す裏面データＳ２が得られる。
【００５１】
こうして得られるフォトマスク基板１の裏面データＳ２を、他の面形状を示すデータと演算する（和や差を得る）場合は、後述のとおり、座標の対応関係と、座標軸の向きに留意する必要がある。例えば、描画装置のステージ１０の表面形状と、そこに載置されるフォトマスク基板１の裏面形状とを合成したものが、フォトマスク基板１の膜面の形状に影響を及ぼすことを考えると、上述した描画装置固有データＭ１と裏面データＳ２とを合成した平坦度マップを求めることが有用である。
【００５２】
なお、ここで使用した平坦度測定機は、フォトマスク基板１の裏面形状を表す裏面データＳ２の取得に限らず、裏面形状以外の面形状を表すデータの取得にも利用可能である。例えば、上記裏面データＳ２を取得する際、フォトマスク基板１の膜面についても、対応する位置に測定点を設定して、同様の測定を行うことにより、フォトマスク基板１の膜面形状を表わす膜面データＳ１を取得することも可能である。また、フォトマスク基板１の膜面データＳ１と裏面データＳ２により、対応する位置の各測定点におけるフォトマスク基板１の厚み（対応する測定点における膜面から裏面までの距離）を取得し、この取得結果に基づいてフォトマスク基板１の板厚分布データＴを求めておくこともできる。フォトマスク基板１の板厚分布は、ＴＴＶ（Ｔｏｔａｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）とも呼ばれる。測定点の設定については、フォトマスク基板１の基板サイズによる測定時間の観点と、補正精度の観点から、各測定点の離間距離Ｐを決定することができる。この離間距離Ｐは、例えば、５ｍｍ≦Ｐ≦１００ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ≦Ｐ≦５０ｍｍとすることができる。
【００５３】
また、フォトマスク基板１の裏面、又は膜面の形状測定は、フォトマスクとなるときには剥離されてしまうレジスト膜４が形成された状態で行ってもよいし、レジスト膜４を形成する前に行ってもよい。これは、上記（１）〜（４）の変形要因が座標精度に影響を与える影響に比べて、レジスト膜４が与える影響は無視できるほど小さいためである。すなわち、レジスト膜４の膜厚はごく小さく（通常６００〜１０００ｎｍ程度）、その膜厚変動はさらに小さいものであるため、フォトマスク基板１の第１主面の形状をレジスト膜４上から測定しても支障が生じないからである。また、フォトマスク基板１の主面の形状測定は、フォトマスク基板１の第１主面に薄膜が形成された状態で行ってもよいし、薄膜を形成する前の透明基板２の状態で行ってもよい。これは、薄膜が主面の平坦度に与える影響がごく僅かであるためである。
【００５４】
上述のように、描画時と露光時で膜面形状に差異が生じる原因としては上記（１），（２），（４）の要因があり、このうち（２）については、描画装置などの製造環境の管理によって発生確率を低減可能であることを考慮すると、描画時と露光時の膜面形状の差異による座標ずれの主要因は（１）と（４）になる。したがって、描画データを適切に補正するには、（１）と（４）の要因による座標ずれの影響の和、すなわち座標ずれ合成量Ｄ１を求めることが課題となる。
【００５５】
座標ずれの合成量とは、複数の要因によって理想座標からずれが生じ、このずれが累積した場合の、座標ずれ量の和である。描画装置のステージ１０の表面も、フォトマスク基板１の裏面も、多くの場合、理想的な平面ではないことを考慮すると、これらの現実の面形状から生じる理想座標からの座標ずれを累積し、結果としての座標ずれを算出し、これを相殺するように、描画を制御すれば良い。
【００５６】
そこで本実施形態では、描画装置のステージ１０に、膜面を上側にしてフォトマスク基板１を載置し、このフォトマスク基板１に描画工程で描画を行うにあたって、上述のように描画装置固有データＭ１と裏面データＳ２とを用意し、これらのデータＭ１，Ｓ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ１を求める。そして、描画装置固有データＭ１及び裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ１を、上記座標ずれを相殺すべく設計描画データＷ１に反映させて、描画手段１１によるパターン描画を制御する。この場合、描画装置固有データＭ１及び裏面データＳ２は、いずれも描画装置にフォトマスク基板１を載置する前に取得しておくことが好ましい。描画装置固有データＭ１は、描画装置の描画制御系１５が有する記憶手段１５ａに保有しておくことができる。また、裏面データＳ２は、描画対象となるフォトマスク基板１が決定した後、描画装置の描画制御系１５が有する入力手段１５ｂにより入力することができる。本発明における、データの用意とは、データを入力によるもののほか、記憶手段１５ａからの読み込みを含む。
【００５７】
描画装置固有データＭ１及び裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ１を、座標ずれを相殺すべく設計描画データＷ１に反映させるプロセスは、以下のように行うことができる。また、このプロセスにおける演算処理は、描画装置の描画制御系１５が有するデータ制御手段によって行うことができる。そのプロセスの概要を図３を用いて説明する。
【００５８】
まず、図３（ａ），（ｂ）に示すように、フォトマスク基板１の裏面データＳ２と描画装置固有データＭ１とを用意する。次に、図３（ｃ）に示すように、フォトマスク基板１の裏面データＳ２をミラー反転（左右反転）したデータと、描画装置固有データＭ１とを用いて、フォトマスク基板１の膜面の高さ変動データＨ１を求める。次に、図３（ｄ）に示すように、先に求めた高さ変動データＨ１を、ＸＹ平面（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）の座標のずれ量に変換（ＸＹ変換）して、座標ずれ合成量Ｄ１を求める。次に、図３（ｅ）に示すように、座標ずれ合成量Ｄ１に基づいて設計描画データＷ１を補正することにより、補正描画データＷ２を求める。
【００５９】
上記の補正描画データＷ２は、図４（ａ）に示すように、フォトマスク基板１をステージ１０に載置して、描画ヘッド１４によりパターン描画を行うための描画データに適用される。このとき、フォトマスク基板１に描画されるパターンは、座標ずれ合成量Ｄ１に相当する分だけ、設計描画データＷ１が示すパターンとは異なるものとなる。但し、図４（ｂ）に示すように、フォトマスク基板１を露光装置の治具１６にセットして露光するときには、上記座標ずれ合成量Ｄ１によって座標ずれが相殺されるため、設計描画データＷ１が示すパターンどおりの転写像が得られる。
【００６０】
以下に、描画装置固有データＭ１及び裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ１を設計描画データＷ１に反映させるプロセスについて詳しく説明する。
【００６１】
図５（ａ）はフォトマスク基板１の裏面形状を測定して得られる裏面データＳ２の一例を示し、図５（ｂ）は描画装置のステージ１０の表面形状を測定して得られる描画装置固有データＭ１の一例を示す図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）においては、例えば各々の測定データから最小二乗法により求めた基準平面（最小二乗平面）の高さをゼロとし、その基準平面よりも高さの高い部分（正の値をとる部分）を相対的に薄い濃度、基準平面よりも高さの低い部分（負の値をとる部分）を相対的に濃い濃度で表している。フォトマスク基板１の裏面データＳ２は、描画の対象となるフォトマスク基板１が決定した後、描画装置の描画制御系１５が有する入力手段１５ｂから入力すればよい。また、描画装置固有データＭ１は、描画装置の描画制御系１５が有する記憶手段１５ａに予め保有しておけばよい。
【００６２】
次に、描画装置固有データＭ１及び裏面データＳ２が合算された、Ｚ軸方向の高さ変動データＨ１を得る。その際、データＳ２のＸ，Ｙ座標の向き（ＸＹ平面におけるＸ，Ｙ軸の向き）と、描画装置固有データＭ１のＸ，Ｙ座標の向きとが一致していない場合は、それらのデータを合算する前に、両データのＸＹ座標の向きを一致させる必要がある。例えば、裏面データＳ２は、フォトマスク基板１の裏面側から測定したものであれば、この裏面データＳ２を図６（ａ）に示すようにミラー反転（例えば、図中一点鎖線で示すＹ軸回りに反転）することにより、描画装置固有データＭ１に対して、ＸＹ軸の向きを一致させることができる。好ましくは、フォトマスク基板１の裏面データＳ２に設定した各測定点の座標位置と、描画装置固有データＭ１の測定に際してステージ１０の表面に設定した各測定点の座標位置を各々一致させる。或いは、両データのうちのいずれかにおいて、実際の測定点から補間し、又は補外して得た擬似的な測定点の高さデータを使用しても良い。また、両データの測定点のうち、代表点を複数選択して、これらが互いに一致するようにしてもよい。
但し、上記のように裏面データＳ２をミラー反転すると、各測定点の高さ（Ｚ軸）の正負が反転する。このため、描画装置固有データＭ１と裏面データＳ２との合計（和）によって膜面の高さ変動データＨ１を演算する場合は、下記の式のように、描画装置固有データＭ１から裏面データＳ２のミラー反転データを差し引くことにより、フォトマスク基板１の膜面の高さ変動データＨ１（図６（ｂ）参照）を求める。
（高さ変動データＨ１）＝（描画装置固有データＭ１）−（裏面データＳ２のミラー反転データ）
【００６３】
次に、上記の高さ変動データＨ１を、ＸＹ平面（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）の座標のずれ量に変換して、座標ずれ合成量Ｄ１を得る。以下に、ＸＹ変換の具体的な方法を例示する。
【００６４】
（ＸＹ変換）
まず、図７に示すように、変形のない理想的な平面であった場合のフォトマスク基板１の膜面を仮想的に基準面２１とする。この基準面２１は、上記の演算により求めた膜面の高さ変動データＨ１がゼロの面となる。但し、実際の演算によって求まる高さ変動データＨ１の多くは、ゼロよりも大きい値や小さい値をとる。そこで、例えば高さ変動データＨ１がゼロの測定点２２−１と、この測定点２２−１に対してＸ軸方向又はＹ軸方向で隣り合う測定点２２−２との間に、Ｚ軸方向でＨの高さの違いが生じていた場合、この高さの違いによってフォトマスク基板１の膜面と基準面２１とがなす角の角度Φは、
ｓｉｎΦ＝Ｈ／Ｐｉｔｃｈ・・・・・・（式１）
で表わされる。
上記（式１）において、Ｈ／Ｐｉｔｃｈは、基板表面の高さ方向の勾配と考えることもできる。
【００６５】
なお、Φの値が十分に小さければ、
Φ＝Ｈ／Ｐｉｔｃｈ・・・・・・（式１’）
と近似することもできる。以下の説明では、（式１）を用いる。
【００６６】
上記の場合、２つの測定点２２−１，２２−２が、例えばＸ軸方向で隣り合うものとすると、これらの高さの違いに起因する測定点２２−２のＸ軸方向の座標ずれｄは、フォトマスク基板１の厚さをｔとすると、一般的に、
ｄ＝ｓｉｎΦ×ｔ／２＝Ｈ×（ｔ／２Ｐｉｔｃｈ）・・・・・（式２）
で求めることができる。
フォトマスク基板１の厚さｔは、フォトマスク基板１の平均厚さとすることができる。
【００６７】
なお、上記においても、Φが十分に小さければ、
ｄ＝Φ×ｔ／２＝Ｈ×（ｔ／２Ｐｉｔｃｈ）・・・・・（式２’）
と近似することもできる。
【００６８】
このような２つの測定点の高さの違いに起因する座標ずれは、Ｙ軸方向で隣り合う２つの測定点に関しても、上記同様に求めることができる。
【００６９】
これにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向について、所定の間隔Ｐｉｔｃｈに対応した高さ変動データＨ１を、各測定点におけるＸＹ平面上の座標ずれに変換して、座標ずれ合成量Ｄ１を得ることができる。すなわち、高さ変動データＨ１が示す高さ分布に起因して生じる座標ずれを定量的に把握することができる。そして、この座標ずれ合成量Ｄ１に基づいて、予め座標ずれを相殺する方向に設計描画データＷ１を補正することにより、補正描画データＷ２を得ることができる。図８は設計描画データと補正描画データの描画位置の関係を示す概念図であって、図中の黒色の丸が設計描画データＷ１の描画位置、灰色の丸が補正描画データＷ２の描画位置を示している。
【００７０】
描画装置は、ステージ１０に載置されたフォトマスク基板１に描画を行う場合に、上記補正描画データＷ２を用いて描画を行う。具体的には、描画装置の描画制御系１５が補正描画データＷ２を適用して描画手段１１を制御し、ステージ１０上のフォトマスク基板１に転写用パターンを描画する。これにより、座標ずれ合成量Ｄ１を設計描画データＷ１に反映させて、フォトマスク基板１に転写用パターンを描画することができる。
【００７１】
以上述べた方法によれば、描画装置のステージ１０にフォトマスク基板１を載せて高さ分布を測定しなくても、描画時と露光時の基板表面（膜面）形状の違いに起因したパターンの座標ずれを補正することができる。これにより、被転写体上に形成されるパターンの座標精度を高めるにあたって、描画装置の占有時間を極力短く抑えることができる。したがって、フォトマスクの生産効率を向上させることが可能となる。
【００７２】
なお、ここでは座標ずれ合成量Ｄ１を設計描画データＷ１に反映させるために、座標ずれ合成量Ｄ１に基づいて設計描画データＷ１を補正し、これによって得られた補正描画データＷ２を用いてフォトマスク基板１を描画するものとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、設計描画データＷ１を補正する代わりに、上記の座標ずれ合成量Ｄ１に基づき、描画装置のもつ座標系を補正して補正座標系を求め、この補正座標系を、設計描画データＷ１とともに用いて描画してもよい。この場合は、描画装置のもつ座標系が、座標ずれを相殺するように補正されるため、その補正座標系に設計描画データＷ１を適用してパターン描画を行うことにより、座標ずれ合成量Ｄ１を設計描画データＷ１に反映させて、フォトマスク基板１に転写用パターンを描画することができる。
【００７３】
また、フォトマスク基板１上でのＸ軸及びＹ軸は、それぞれ四角形の基板主面の長辺方向をＸ軸方向、短辺方向をＹ軸方向としてもよいし、これと逆に、基板主面の長辺方向をＹ軸方向、短辺方向をＸ軸方向としてもよい。
【００７４】
また、フォトマスク基板１の裏面データＳ２は、フォトマスク基板１の板厚分布データＴと膜面データＳ１とから算出して求めてもよい。
【００７５】
また、本発明において、上記の演算順序のほか、演算の前後を入れ替えても同じ結果が得られる場合について、排除されないことは言うまでもない。すなわち、本発明の効果が得られる限りにおいて、工程の順序が入れ替えられた態様についても本発明に含まれる。
【００７６】
以上、描画装置のステージ１０上で高さ測定を行わずに、設計描画データＷ１の補正、あるいは描画装置の座標系の補正を行う方法について述べた。この方法では、描画装置を使用しなくてもフォトマスク基板１の裏面データＳ２が得られるため、実質的に描画装置の占有時間を増加させることがない。その一方で、フォトマスク基板１の裏面データＳ２を得るには、フォトマスク基板一枚一枚に対して、上述したフォトマスク基板１の裏面の形状測定を行って裏面データＳ２を保存する必要があり、このことが所定の工数及び所定の時間を要し、更なる効率化を図る上で新たな課題となり得る。
【００７７】
そこで、座標ずれの影響度合いに対して、フォトマスク基板１の主面の凹凸が十分に小さいものを選択し、これによって裏面データＳ２を取得するための測定を行わない方法が考えられる。すなわち、上記実施形態における座標ずれ合成量Ｄ１の替わりに、描画装置固有データＭのみを用いて座標ずれ量Ｄ２を求め、この座標ずれ量Ｄ２を設計描画データＷ１に反映させて、フォトマスク基板１に転写用パターンを描画する方法である。以下に、この方法を本発明の第２実施形態として説明する。
【００７８】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンをもつフォトマスクの製造方法であって、
前記第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板を、描画装置のステージに載置する工程と、
前記フォトマスク基板に対して、描画を行う描画工程と、
前記レジスト膜を現像して形成したレジストパターンを用いて、前記薄膜をパターニングする工程と、を含み、
前記フォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１が、
−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記描画工程では、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１を用意し、
前記描画装置固有データＭ１に起因する座標ずれ量Ｄ２を、前記設計描画データＷ１に反映させて、前記フォトマスク基板に転写用パターンを描画することを特徴とする、フォトマスクの製造方法に係るものである。
この方法は、平坦性の高いフォトマスク基板を用いる場合、特に、フォトマスク基板の裏面（第２主面）の平坦度が優れている場合に用いることができる。
【００７９】
また、上記の方法は、フォトマスク基板の裏面の平坦度が、座標ずれに実質的に影響しない範囲内であることが、予め明らかである場合に適用することが好ましい。
すなわち、フォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１は、フォトマスク基板の厚さをｔ１とし、フォトマスク基板の裏面の平坦度マップを取得する際に適用した測定ピッチ（各測定点の離間距離）をｐ１とし、Ｘ軸方向またはＹ軸方向で隣り合う２つの測定点のＺ軸方向の高さの差をｈ１とするとき、下記の式で定義される。
ｋ１＝（ｔ１／２）×（ｈ１／ｐ１）
ここで、ｔ１は、基板の平均厚さ、または、規格上の厚さとすることができる。
【００８０】
多くの場合、フォトマスク基板製品には、その特長を表す数値として、主面（膜面、裏面）の平坦度情報が、測定ピッチｐ１、及び各測定点におけるＺ軸方向の高さデータとして、平坦度マップ等の形で付属する。
上記のｈ１／ｐ１は、所定の測定点とそれに隣り合う測定点との間における、Ｚ軸方向の高さの差異に起因して想定される座標ずれ量を意味する。これが、フォトマスク基板の基板面内全体にわたって１００ｎｍ以下であれば、この潜在的な座標ずれは、該フォトマスク基板を用いて製造する表示装置の性能には、実質的に影響を与えない。したがって、ｋ１の値は、好ましくは、−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍであり、より好ましくは、−５０ｎｍ≦ｋ１≦５０ｎｍである。また、ｐ１の値は、好ましくは、５ｍｍ≦ｐ１≦１００ｍｍであり、より好ましくは１０ｍｍ≦ｐ１≦５０ｍｍである。
【００８１】
そこで本第２実施形態では、フォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１が、−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍ（より好ましくは、−５０ｎｍ≦ｋ１≦５０ｎｍ）を満たす場合は、上記第１実施形態で用いた高さ変動データＨ１の代わりに、描画装置固有データＭ１を適用し、この描画装置固有データＭ１に由来する座標ずれ量Ｄ２を用いて、座標ずれを補正することとした。その際の補正の方法は、基本的に上記第１実施形態と同様である。
すなわち、描画装置固有データＭ１がＺ軸方向の高さ分布データを示すものであるとすると、その描画装置固有データＭ１を、ＸＹ平面の座標のずれ量に変換し、座標ずれ量Ｄ２を得る。そして、この座標ずれ量Ｄ２を、設計描画データＷ１に反映させて、フォトマスク基板１に転写用パターンを描画する。具体的には、座標ずれ量Ｄ２に基づいて設計描画データＷ１を補正し、これによって得られた補正描画データを用いてフォトマスク基板１を描画する。あるいは、設計描画データＷ１を補正する代わりに、上記の座標ずれ量Ｄ２に基づいて、描画装置のもつ座標系を補正して補正座標系を求め、この補正座標系を、設計描画データＷ１とともに用いて描画する。
【００８２】
上記の方法によれば、フォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１が所定の条件を満たすときに、露光工程において、フォトマスク基板の裏面データＳ２を使用することなく、描画装置固有データＭ１に起因する座標ずれ量Ｄ２を設計描画データＷ１に反映させて、フォトマスク基板に転写用パターンを描画する。このため、フォトマスク基板一枚一枚に対して裏面の形状測定を行う必要がなくなり、更なる効率化が図られる。
【００８３】
なお、ここでは高さ変動データＨ１の代わりに、描画装置固有データＭ１を適用する場合について説明したが、これ以外にも、高さ変動データＨ１の代わりに、フォトマスク基板の裏面データＳ２を適用してもよい。以下に、この方法を本発明の第３実施形態として説明する。
【００８４】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンをもつフォトマスクの製造方法であって、
前記第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板を、描画装置のステージに載置する工程と、
前記フォトマスク基板に対して、描画を行う描画工程と、
前記レジスト膜を現像して形成したレジストパターンを用いて、前記薄膜をパターニングする工程と、を含み、
前記描画装置のステージの平坦度係数ｋ２が、
−１００ｎｍ≦ｋ２≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記描画工程では、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ３を、前記設計描画データＷ１に反映させて、前記フォトマスク基板に転写用パターンを描画することを特徴とする、フォトマスクの製造方法に係るものである。
この方法は、ステージ１０の平坦度が高い描画装置を用いる場合に適用できる。
【００８５】
また、上記の方法は、描画装置固有データＭ１が、座標ずれに実質的に影響しない範囲内であることが、予め明らかである場合に適用することが好ましい。
すなわち、ステージ１０の平坦度係数ｋ２は、ステージ１０表面の平坦度を表す係数であって、描画装置において、フォトマスク基板を載置するステージの平坦度マップを取得する際に適用した測定ピッチ（各測定点の離間距離）をｐ２とし、Ｘ軸方向またはＹ軸方向で隣り合う２つの測定点のＺ軸方向の高さの差をｈ２とするとき、下記の式で定義される。
ｋ２＝（ｔ２／２）×（ｈ２／ｐ２）
ここで、ｔ２は、取り扱うフォトマスク基板の最大の厚みを考慮して、例えば１６ｍｍとすることができる。
【００８６】
上記のｈ２／ｐ２は、所定の測定点とそれに隣り合う測定点との間における、Ｚ軸方向の高さの差異に起因して想定される座標ずれ量を意味する。これが、ステージ１０の表面全体にわたって１００ｎｍ以下であれば、この潜在的な座標ずれは、該フォトマスク基板を用いて製造する表示装置の性能には、実質的に影響を与えない。したがって、ｋ２の値は、好ましくは、−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍであり、より好ましくは、−５０ｎｍ≦ｋ１≦５０ｎｍである。また、ｐ２の値は、好ましくは、５ｍｍ≦ｐ２≦１００ｍｍであり、より好ましくは１０ｍｍ≦ｐ２≦５０ｍｍである。
【００８７】
そこで本第３実施形態では、描画装置のステージ１０の平坦度係数ｋ２が、−１００ｎｍ≦ｋ２≦１００ｎｍ（より好ましくは、−５０ｎｍ≦ｋ２≦５０ｎｍ）を満たす場合は、上記第１実施形態で用いた高さ変動データＨ１の代わりに、フォトマスク基板の裏面データＳ２を適用し、この裏面データＳ２に由来する座標ずれ量Ｄ３を用いて、座標ずれを補正することとした。その際の補正の方法は、基本的に上記第１実施形態と同様である。
すなわち、フォトマスク基板の裏面データＳ２を、ＸＹ平面の座標のずれ量に変換し、座標ずれ量Ｄ３を得る。そして、この座標ずれ量Ｄ３を、設計描画データＷ１に反映させて、フォトマスク基板１に転写用パターンを描画する。具体的には、座標ずれ量Ｄ３に基づいて設計描画データＷ１を補正し、これによって得られた補正描画データを用いてフォトマスク基板１を描画する。あるいは、設計描画データＷ１を補正する代わりに、上記の座標ずれ量Ｄ３に基づいて、描画装置のもつ座標系を補正して補正座標系を求め、この補正座標系を、設計描画データＷ１とともに用いて描画する。
【００８８】
なお、上記第１〜第３実施形態において、描画工程が完了した後は、フォトマスク基板上のレジスト膜は現像工程によって現像され、レジストパターンとなる。そして、このレジストパターンをマスクに用いて薄膜をエッチングによりパターニングすると、転写用パターンが形成される。薄膜のエッチングには、ドライエッチングとウェットエッチングのいずれも適用可能であるが、ＦＰＤ用フォトマスクとしては、ウェットエッチングを適用することが効率的である。
【００８９】
また、フォトマスクを製造する場合は、必要に応じて、同一のフォトマスク基板に対して、描画、現像、エッチングの工程によるパターニングを繰り返すことができる。更には、新たな薄膜を成膜する工程を含むこともできる。
【００９０】
また、上記の方法によって製造されるフォトマスクの用途には特に制約はない。転写用パターンは、得ようとするデバイスのデザインに基づくマスクパターンである。この転写用パターンを有するフォトマスクは、透光部と遮光部からなる２値のパターンをもつ、いわゆるバイナリマスクでもよい。あるいは、３階調以上のトーンをもつ多階調フォトマスクでもよい。あるいは、所定の透過率をもつとともに、露光光の位相を反転させる位相シフト機能をもつ、位相シフトマスクでもよい。フォトマスク基板が有する薄膜として、位相シフト効果をもつ材料や膜厚を適用した、ハーフトーン型位相シフトマスクとすることもできる。
【００９１】
また、フォトマスクの転写用パターンは、表示装置製造用にパターニングされたパターンであることが好ましい。この場合、本発明の製造方法によるフォトマスクを、露光装置によって露光し、そのフォトマスクがもつ転写用パターンを、ディスプレイパネル基板などの被転写体に転写することができる。また本発明は、上記第１実施形態、第２実施形態、又は第３実施形態に係る製造方法を適用して製造されるフォトマスクを用意する工程と、露光装置を用いてそのフォトマスクを露光する工程と、を含む、表示装置の製造方法を含む。その場合、フォトマスクを露光する工程では、上記の製造方法によって得られるフォトマスクを露光装置に搭載し、そのフォトマスクに形成されている転写用パターンを被転写体に転写することになる。
【００９２】
また、上記表示装置の製造方法で使用する露光装置としては、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）用、或いはＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）用として知られる露光装置を好適に使用することができる。この種の露光装置としては、例えば、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む露光光を用い、開口数（ＮＡ）が０．０８〜０．１５、コヒーレントファクタ（σ）が０．７〜０．９程度の等倍光学系をもつ、プロジェクション露光装置を使用可能である。もちろん、プロキシミティ露光装置を使用してもよい。
【００９３】
また、本発明は、フォトマスクの製造方法として実現するだけでなく、フォトマスクの製造に用いる描画装置として実現することもできる。以下、描画装置について説明する。
【００９４】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態は、
透明基板の第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板に対し、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンを描画するための描画装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板に対し、描画用のエネルビービームを照射して描画する描画手段と、
描画に用いるパターンデータを演算し、制御する描画制御系と、を備え、
前記描画制御系は、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１、及び前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段と、
前記描画装置固有データＭ１及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ１を、前記設計描画データＷ１に反映させる演算を行い、前記描画手段による描画を制御するデータ制御手段と、
を備えることを特徴とする、描画装置に係るものである。
【００９５】
本実施形態に係る描画装置は、上記図２に示すように、ステージ１０と、描画手段１１と、高さ測定手段１２と、描画制御係１５と、を備える。また、描画制御系１５は、記憶手段１５ａと、入力手段１５ｂと、データ制御手段１５ｃと、を備える。記憶手段１５ａは、描画に必要な各種のデータを記憶して保有する手段である。記憶手段１５ａが保有するデータには、描画装置固有データＭ１が含まれる。入力手段１５ｂは、描画の対象となるフォトマスク基板や、このフォトマスク基板に描画すべき転写用パターンが決定したのちに、必要な情報を入力するための手段である。入力手段１５ｂを介して入力される情報には、設計描画データＷ１、及びフォトマスク基板の裏面データＳ２が含まれる。データ制御手段１５ｃは、入力手段１５ｂから入力された情報を適切に演算処理し、描画手段１１による描画を制御する手段である。データ制御手段１５ｃが行う演算には、描画に用いるパターンデータの演算や、座標ずれ合成量Ｄ１を設計描画データＷ１に反映させる演算などが含まれる。
【００９６】
描画手段１１は、レーザビームなどのエネルギービームを出射して、フォトマスク基板に対して描画を行う手段である。
【００９７】
ここで、描画装置固有データＭ１は、例えば、描画装置のステージ１０の表面形状を示す、ステージ平坦度データを含むことが好ましい。また、ステージ１０上でフォトマスク基板を保持する冶具など、描画工程の度毎に再現性をもって現れる要素を、描画装置固有データＭ１とすることができる。
【００９８】
本実施形態では、描画装置固有データＭ１は、描画制御系１５の記憶手段１５ａに保有されている。記憶手段１５ａには、描画装置固有データＭ１を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換した、座標ずれ補正量として、保有しておいてもよい。また、記憶手段１５ａには、描画装置固有データＭ１を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換して、描画装置のもつ座標系を補正した、補正座標系として保有しておいてもよい。これらは、同一の描画装置を使用する限り、再現される補正要素だからである。
【００９９】
描画装置においては、描画対象となるフォトマスク基板が決定した後、その裏面データＳ２を、描画制御系１５の入力手段１５ｂにより入力する。これに対して、データ制御手段１５ｃは、記憶手段１５ａに保有してある描画装置固有データＭ１と、入力手段１５ｂにより入力された裏面データＳ２とに起因する座標ずれ合成量Ｄ１を求める。座標ずれ合成量Ｄ１の求め方は、上記第１実施形態と同様である。但し、座標ずれ合成量Ｄ１の求め方は、それに限らず、例えば、描画装置固有データＭ１に起因する座標ずれ量と、裏面データＳ２に起因する座標ずれ量とをそれぞれ個別に求めてから、それらの座標ずれ量を合算して座標ずれ合成量Ｄ１を求めてもよい。その場合は、描画装置固有データＭ１に起因する座標ずれ量と、裏面データＳ２に起因する座標ずれ量の、どちらを先に求めてもよい。また、座標ずれ量の演算は、上記第１実施形態と同様にＸＹ変換によって行えばよい。
【０１００】
こうして座標ずれ合成量Ｄ１を求めたら、データ制御手段１５ｃは、この座標ずれ合成量Ｄ１を設計描画データＷ１に反映させて、描画手段１１による描画を制御する。座標ずれ合成量Ｄ１を設計描画データＷ１に反映させる方法は、上記第１実施形態と同様である。すなわち、座標ずれ合成量Ｄ１に基づいて設計描画データＷ１を補正し、これによって得られた補正描画データＷ２を用いて、描画手段１１による描画を制御すればよい。あるいは、座標ずれ合成量Ｄ１に基づき、描画装置のもつ座標系を補正して補正座標系を求め、この補正座標系を、設計描画データＷ１とともに用いて、描画手段１１による描画を制御してもよい。
【０１０１】
＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態は、
透明基板の第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板に対し、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンを描画するための描画装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板に対し、描画用のエネルビービームを照射して描画する描画手段と、
描画に用いるパターンデータを演算し、制御する描画制御系と、を備え、
前記描画制御系は、
前記描画装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす描画装置固有データＭ１を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１を入力する入力手段と、
前記描画装置固有データＭ１に起因する座標ずれ量Ｄ２を、前記設計描画データＷ１に反映させる演算を行い、前記描画手段による描画を制御するデータ制御手段と、
を備えることを特徴とする、描画装置に係るものである。
【０１０２】
上記構成の描画装置は、描画対象となるフォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１が、下記の条件を満たすときに採用することができる。
−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍ
更に好ましくは、−５０ｎｍ≦ｋ１≦５０ｎｍの条件を満たすときに、上記構成の描画装置を好適に用いることができる。
【０１０３】
上記の平坦度係数ｋ１は、上記第２実施形態と同様に、下記の式で定義される。
ｋ１＝（ｔ１／２）×（ｈ１／ｐ１）
【０１０４】
このように、フォトマスク基板の裏面の平坦度が高く、その平坦度が、座標ずれに実質的に影響しない範囲内である場合は、描画装置固有データＷ１に由来する座標ずれ量Ｄ２を設計描画データＷ１に反映させる演算をデータ制御手段１５ｃで行い、その結果を基に描画手段１１による描画を制御することにより、パターンの座標ずれを補正することができる。
【０１０５】
＜第６実施形態＞
本発明の第６実施形態は、
透明基板の第１主面に、薄膜と、レジスト膜を積層したフォトマスク基板に対し、設計描画データＷ１に基づく転写用パターンを描画するための描画装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板に対し、描画用のエネルビービームを照射して描画する描画手段と、
描画に用いるパターンデータを演算し、制御する描画制御系と、を備え、
前記描画装置のステージの平坦度係数ｋ２が、
−１００ｎｍ≦ｋ２≦１００ｎｍ
を満たし、
前記描画制御系は、
前記設計描画データＷ１と、前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段と、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ３を、前記設計描画データＷ１に反映させる演算を行い、前記描画手段による描画を制御するデータ制御手段と、
を備えることを特徴とする、描画装置に係るものである。
【０１０６】
上記構成の描画装置は、描画装置固有データＭ１が、座標ずれに実質的に影響しない範囲内であることが、予め明らかである場合に用いることができる。更に好ましくは、描画装置のステージの平坦度係数ｋ２が、−５０ｎｍ≦ｋ２≦５０ｎｍの条件を満たすときに、上記構成の描画装置を好適に用いることができる。
【０１０７】
上記の平坦度係数ｋ１は、上記第３実施形態と同様に、下記の式で定義される。
ｋ２＝（ｔ２／２）×（ｈ２／ｐ２）
【０１０８】
このように、描画装置のステージの平坦度が高く、その平坦度が、座標ずれに実質的に影響しない範囲内である場合は、フォトマスク基板の裏面データＳ２に由来する座標ずれ量Ｄ３を設計描画データＷ１に反映させる演算をデータ制御手段１５ｃで行い、その結果を基に描画手段１１による描画を制御することにより、パターンの座標ずれを補正することができる。
【０１０９】
以上述べたフォトマスクの製造方法、及び描画装置は、フォトマスク基板の検査方法、及びフォトマスク基板の検査装置にも転用することができる。これは、フォトマスク基板の検査工程では、描画工程の場合と同様に、転写用パターンを有する面を上側にしてフォトマスク基板を検査装置のステージに載置し、この状態で転写用パターンの形状を測定するからである。以下、フォトマスク基板の検査方法、及びフォトマスク基板の検査装置についての実施形態を説明する。
【０１１０】
＜第７実施形態＞
本発明の第７実施形態は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査方法であって、
前記フォトマスク基板を、検査装置のステージに載置する工程と、
前記転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を得る検査データ取得工程と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定工程と、を含み、
前記判定工程では、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２と、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記検査装置固有データＭ２及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ４と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行うことを特徴とする、フォトマスク基板の検査方法に係るものである。
【０１１１】
描画工程、現像工程、及びエッチング工程によるパターニングが完了したフォトマスク、又は、その中間体は、パターニングの精度を確認する手段として、検査工程を経る。例えば、フォトマスク基板に形成された転写用パターンの形状、特に座標精度を確認するため、ＸＹ平面における特定パターンの位置や、特定パターン間の相対的な位置関係（例えば、距離や角度など）などを測定する。この測定は、検査装置のもつ測定手段（後述）によって行うことができる。本発明のフォトマスク基板の検査装置は、転写用パターンのパターン形状を測長する測長装置を含むことができる。
【０１１２】
フォトマスク基板の検査工程では、図９（ａ）に示すように、被検体となるフォトマスク基板１を、第１主面（膜面）を上側にして、検査装置のステージ３０に載置し、その状態で転写用パターンの形状を検査装置の測定手段３１により測定して、パターン検査データＸ１を得る。そうした場合、ステージ３０表面の凹凸や、フォトマスク基板１の裏面の凹凸などによって、上記描画時と同様の座標ずれ要素が生じる。そして、この座標ずれ要素に起因し、検査結果の精度を阻害する可能性が生じる。したがって、検査工程においては、検査装置によって得られるパターン検査データＸ１に対して、上記座標ずれ要素を反映させて、正しい検査判定を行う必要がある。
【０１１３】
（判定工程）
そこで、判定工程では、図９（ｂ）に示すように、フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意する。既に、上記描画工程で描画を行う前に裏面データＳ２が得られている場合、その裏面データＳ２をそのまま適用することができる。また、裏面データＳ２より先に、フォトマスク基板の板厚分布データＴと膜面データＳ１が得られている場合には、上記描画工程と同様に、フォトマスク基板の板厚分布データＴと膜面データＳ１から裏面データＳ２を算出して求めてもよい。
【０１１４】
また、判定工程では、図９（ｃ）に示すように、検査装置がフォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２を用意する。この検査装置固有データＭ２には、例えば、検査装置のステージ３０の平坦度データが含まれることが好ましい。その場合は、上記描画装置の場合と同様に、ステージ３０の表面（フォトマスク基板１が載置される面）を被測定面として高さ測定を行い、これによって得られた高さ分布データを、ステージ３０の平坦度データとして用いることができる。また、検査装置固有データＭ２は、検査装置がもつ記憶手段（後述）に保有しておくことが好ましい。
【０１１５】
こうして検査装置固有データＭ２と裏面データＳ２を用意したら、これらのデータＭ２，Ｓ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ４を求める。そして、この座標ずれ合成量Ｄ４と、パターン検査データＸ１と、設計描画データＷ１と、を用いて、転写用パターンの良否を判定する。
【０１１６】
その際、座標ずれ合成量Ｄ４は、上記第１実施形態と同様の手法で求めることができる。すなわち、検査装置固有データＭ２及び裏面データＳ２の合計による、Ｚ軸方向の高さ変動データＨ２を求め、この高さ変動データＨ２を、ＸＹ平面の座標のずれ量に変換することで、座標ずれ合成量Ｄ４を求めることができる。また、検査装置固有データＭ２と裏面データＳ２を合計する方法は、上記第１実施形態で記述した、描画装置固有データＭ１と裏面データＳ２の合計を得た方法を参照することができる。すなわち、いずれかのデータのミラー反転、及びＺ軸の正負の調整を行うことが好ましい（図９（ｄ）参照）。この場合も、検査装置固有データＭ２と裏面データＳ２との合計（和）によって膜面の高さ変動データＨ２を演算する場合は、下記の式を適用することができる。
（高さ変動データＨ２）＝（検査装置固有データＭ２）−（裏面データＳ２のミラー反転データ）
【０１１７】
尚、フォトマスク基板の検査装置においても、上記描画装置の場合と同様に、ステージの主面やそこに水平に載置されるフォトマスク基板の主面に平行な面をＸＹ面、これに垂直な軸をＺ軸（高さの高い方を正方向）とする。また、ＸＹ平面内でＺ軸に直交するＸ軸及びＹ軸のうち、いずれか一方の軸は、フォトマスク基板の長辺または短辺に平行に配置することができる。
【０１１８】
次に、図９（ｅ）に示すように、上記の高さ変動データＨ２を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標のずれ量に変換して、座標ずれ合成量Ｄ４を得る。ＸＹ変換の方法は既述のとおりである。次に、図９（ｆ）に示すように、上記座標ずれ合成量Ｄ４をパターン検査データＸ１に反映させて、検査装置における座標ずれの影響を相殺すべく、比較用検査データＸ２を得る。具体的には、座標ずれ合成量Ｄ４に基づいて、予め座標ずれを相殺する方向に、パターン検査データＸ１を補正することにより、比較用検査データＸ２を得る。この比較用検査データＸ２は、転写用パターンの形状測定によって得られるパターン検査データＸ１に対して、検査装置固有データＭ２に起因する座標ずれと、裏面データＳ２に起因する座標ずれと、を加味したパターン検査データとなる。したがって、この比較用検査データＸ２を設計描画データＷ１と比較し、設計描画データＷ１に対する比較用検査データＸ２のずれが、予め定めた許容範囲内であるか否かによって、転写用パターンの良否を判定する。これにより、検査装置固有データＭ２及び裏面データＳ２に起因する座標ずれ要素を反映させて、正しい検査判定を行うことができる。
【０１１９】
なお、ここでは、座標ずれ合成量Ｄ４をパターン検査データＸ１に反映させて、上記判定を行うようにしているが、これ以外にも、座標ずれ合成量Ｄ４を設計描画データＷ１に反映させて、上記判定を行うようにしてもよい。その場合は、座標ずれ合成量Ｄ４を設計描画データＷ１に反映させて、比較用描画データＷ３とし、この比較用描画データＷ３をパターン検査データＸ１と比較する。そして、比較用描画データＷ３に対するパターン検査データＸ１のずれが、予め定めた許容範囲内であるか否かによって、転写用パターンの良否を判定する。或いは、座標ずれ合成量Ｄ４によって、検査装置が持つ座標系を補正し、補正した座標系によって、設計描画データＷ１をパターン検査データＸ１と比較してもよい。
【０１２０】
また、測定によって得られるパターン検査データＸ１が、例えば転写用パターンの特定の部分（例えば、フォトマスク基板の四隅など）に存在する特定パターンの位置を示すデータであるとすると、このパターン検査データＸ１に座標ずれ合成量Ｄ４を反映させて得られる比較用検査データＸ２は、座標ずれ合成量Ｄ４による座標ずれ分だけ特定パターンの位置をシフトさせたデータとなる。したがって、比較用検査データＸ２と設計描画データＷ１との比較では、設計描画データＷ１によって規定される特定パターンの位置に対し、比較用検査データＸ２が示す特定パターンの位置がどの程度ずれているかを確認し、このずれが許容範囲内であれば転写用パターンを「良」と判定し、許容範囲外であれば「不良」と判定すればよい。これに対して、座標ずれ合成量Ｄ４を設計描画データＷ１に反映させる場合は、これによって得られる比較用描画データＷ３が、座標ずれ合成量Ｄ４による座標ずれ分だけ設計描画データＷ１のパターン位置をシフトさせたデータとなる。したがって、比較用描画データＷ３とパターン検査データＸ１との比較では、比較用描画データＷ３によって規定される特定パターンの位置に対し、パターン検査データＸ１が示す特定パターンの位置がどの程度ずれているかを確認し、このずれが許容範囲内であれば転写用パターンを「良」と判定し、許容範囲外であれば「不良」と判定すればよい。
【０１２１】
＜第８実施形態＞
本発明の第８実施形態は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査方法であって、
前記フォトマスク基板を、検査装置のステージに載置する工程と、
前記転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を得る検査データ取得工程と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定工程と、を含み、
前記フォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１が、
−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記判定工程では、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２を用意し、
前記検査装置固有データＭ２に起因する座標ずれ量Ｄ５と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行うことを特徴とする、フォトマスク基板の検査方法に係るものである。
この方法は、平坦性の高いフォトマスク基板を用いる場合、特に、フォトマスク基板の裏面（第２主面）の平坦度が高い場合に用いることができる。
【０１２２】
また、上記の方法は、フォトマスク基板の裏面の平坦度が、座標ずれに実質的に影響しない範囲内であることが、予め明らかである場合に適用することが好ましい。
フォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１は、上記第２実施形態と同様に規定（定義）される係数であって、好ましくは、−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍであり、より好ましくは、−５０ｎｍ≦ｋ１≦５０ｎｍである。
【０１２３】
また、検査装置固有データＭ２に起因する座標ずれ量Ｄ５は、検査装置固有データＭ２がＺ軸方向の高さ分布データを示すものであるとすると、その検査装置固有データＭ２を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標のずれ量に変換することで得られる。あとは、上記第７実施形態における座標ずれ合成量Ｄ４に代えて、座標ずれ量Ｄ５を、パターン検査データＸ１、又は設計描画データＷ１に反映させて、転写用パターンの良否を判断すればよい。これにより、検査装置固有データＭ２に起因する座標ずれ要素を反映させて、正しい検査判定を行うことができる。
【０１２４】
＜第９実施形態＞
本発明の第９実施形態は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査方法であって、
前記フォトマスク基板を、検査装置のステージに載置する工程と、
前記転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を得る検査データ取得工程と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定工程と、を含み、
前記検査装置のステージの平坦度係数ｋ３が、
−１００ｎｍ≦ｋ３≦１００ｎｍ
を満たすとき、
前記判定工程では、
前記フォトマスク基板の第２主面形状を表わす裏面データＳ２を用意し、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ６と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行うことを特徴とする、フォトマスク基板の検査方法に係るものである。
この方法は、ステージの平坦度が高い検査装置を用いる場合に適用できる。
【０１２５】
また、上記の方法は、検査装置固有データＭ２に表れる、フォトマスク基板の変形要因が十分に小さく、検査装置固有データＭ２が、座標ずれに実質的に影響しない範囲内であることが、予め明らかである場合に適用することが好ましい。
【０１２６】
検査装置のステージの平坦度係数ｋ３は、上記第３実施形態における描画装置のステージの平坦度係数ｋ２と同様に規定（定義）される係数である。すなわち、検査装置のステージの平坦度係数ｋ３は、検査装置において、フォトマスク基板を載置するステージの平坦度マップを取得する際に適用する測定ピッチ（各測定点の離間距離）をｐ３とし、Ｘ軸方向またはＹ軸方向で隣り合う２つの測定点のＺ軸方向の高さの差をｈ３とするとき、下記の式で定義される。
ｋ３＝（ｔ３／２）×（ｈ３／ｐ３）
ここで、ｔ３は、取り扱うフォトマスク基板の最大の厚みを考慮して、例えば１６ｍｍとする。
ステージの平坦度係数ｋ３は、好ましくは、−１００ｎｍ≦ｋ３≦１００ｎｍであり、より好ましくは、−５０ｎｍ≦ｋ３≦５０ｎｍである。
【０１２７】
また、裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ６は、その裏面データＳ２を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標のずれ量に変換することで得られる。あとは、上記第７実施形態における座標ずれ合成量Ｄ４に代えて、座標ずれ量Ｄ６を、パターン検査データＸ１、又は設計描画データＷ１に反映させて、転写用パターンの良否を判断すればよい。これにより、裏面データＳ２に起因する座標ずれ要素を反映させて、正しい検査判定を行うことができる。
【０１２８】
＜第１０実施形態＞
本発明の第１０実施形態は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板がもつ転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を取得する測定手段と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１、及び前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段と、を含み、
前記検査装置固有データＭ２及び前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ合成量Ｄ４と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１を用いて、前記判定を行う
ことを特徴とする、フォトマスク基板の検査装置に係るものである。
【０１２９】
ここで、検査装置固有データＭ２は、検査装置のステージの表面形状を示す、ステージ平坦度データを含むことが好ましい。
【０１３０】
フォトマスク基板の検査装置は、図１０に示すように、ステージ３０と、測定手段３１と、判定手段３２と、を備えている。
【０１３１】
ステージ３０は、検査の対象となるフォトマスク基板を水平に載置した状態で支持（固定）するものである。実際にフォトマスク基板をステージ３０に載せる場合は、膜面を上側にしてフォトマスク基板をステージ３０に載せる。これにより、フォトマスク基板に形成されている転写用パターンは、Ｚ軸方向で測定手段３１と対向する状態となる。また、フォトマスク基板の裏面は、ステージ３０の表面（上面）に対向する状態となる。
【０１３２】
測定手段３１は、ステージ３０に載置されたフォトマスク基板がもつ転写用パターンの形状を測定することにより、パターン検査データＸ１を取得するものである。測定手段３１が転写用パターンの形状を測定する場合は、測定手段３１及びステージ３０のうちの少なくとも一方が、ＸＹ平面と平行に移動する。
【０１３３】
判定手段３２は、フォトマスク基板がもつ転写用パターンの良否を判定するものである。この判定手段３２は、検査に必要な各種のデータを記憶して保有する記憶手段３２ａと、検査に必要な情報を入力するための入力手段３２ｂと、を含む。記憶手段３２ａが保有するデータには、検査装置固有データＭ２が含まれる。また、入力手段３２ｂを介して入力される情報には、設計描画データＷ１、及びフォトマスク基板の裏面データＳ２が含まれる。
【０１３４】
判定手段３２は、記憶手段３２ａが保有するデータや、入力手段３２ｂから入力される情報を用いて、転写用パターンの良否を判定する。すなわち、判定手段３２は、上記第７実施形態と同様に、検査装置固有データＭ２及び裏面データＳ２の合計による、Ｚ軸方向の高さ変動データＨ２を求め、この高さ変動データＨ２を、ＸＹ平面の座標のずれ量に変換することで、座標ずれ合成量Ｄ４を取得する。更に、判定手段３２は、座標ずれ合成量Ｄ４を、パターン検査データＸ１、又は設計描画データＷ１に反映させて、上記判定を行う。具体的には、座標ずれ合成量Ｄ４をパターン検査データＸ１に反映させて、比較用検査データＸ２とし、この比較用検査データＸ２を設計描画データＷ１と比較することにより、転写用パターンの良否を判定する。あるいは、座標ずれ合成量Ｄ４を設計描画データＷ１に反映させて、比較用描画データＷ３とし、この比較用描画データＷ３をパターン検査データＸ１と比較することにより、転写用パターンの良否を判定する。これにより、検査装置固有データＭ２及び裏面データＳ２に起因する座標ずれ要素を反映させて、正しい検査判定を行うことができる。
【０１３５】
なお、検査装置の記憶手段３２ａには、上記第４実施形態における描画装置の場合と同様に、検査装置固有データＭ２を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換した、座標ずれ補正量として、保有しておいてもよい。また、記憶手段３２ａには、検査装置固有データＭ１を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標ずれ量に変換して、検査装置のもつ座標系を補正した、補正座標系として保有しておいてもよい。
【０１３６】
＜第１１実施形態＞
本発明の第１１実施形態は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板がもつ転写用パターンの形状を測定して、パターン検査データＸ１を取得する測定手段と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、
前記検査装置が前記フォトマスク基板の形状に及ぼす変形量を表わす検査装置固有データＭ２を保有する記憶手段と、
前記設計描画データＷ１を入力する入力手段と、を含み、
前記検査装置固有データＭ２に起因する座標ずれ量Ｄ５と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行う、フォトマスク基板の検査装置に係るものである。
【０１３７】
上記の検査装置は、平坦性の高いフォトマスク基板を用いる場合、特に、フォトマスク基板の裏面（第２主面）の平坦度が高い場合に用いることができる。具体的には、検査対象となるフォトマスク基板の裏面の平坦度係数ｋ１が、下記の条件を満たすときに採用することができる。
−１００ｎｍ≦ｋ１≦１００ｎｍ
更に好ましくは、−５０ｎｍ≦ｋ１≦５０ｎｍの条件を満たすときに、上記構成の検査装置を好適に用いることができる。
【０１３８】
上記の平坦度係数ｋ１は、上記第２実施形態と同様に、下記の式で定義される。
ｋ１＝（ｔ１／２）×（ｈ１／ｐ１）
【０１３９】
このように、フォトマスク基板の裏面の平坦度が高く、その平坦度が、座標ずれに実質的に影響しない範囲内である場合は、検査装置固有データＷ２に由来する座標ずれ量Ｄ５と、パターン検査データＸ１と、設計描画データＷ１と、を用いて、転写用パターンの良否を判定する。これにより、検査装置固有データＷ２に起因する座標ずれ要素を反映させて、正しい検査判定を行うことができる。
【０１４０】
＜第１２実施形態＞
本発明の第１２実施形態は、
透明基板の第１主面に、設計描画データＷ１に基づいて形成された転写用パターンをもつフォトマスク基板の検査装置であって、
前記フォトマスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された状態のフォトマスク基板がもつ転写用パターンの形状を測定する測定して、パターン検査データＸ１を取得する測定手段と、
前記転写用パターンの良否を判定する判定手段と、を備え、
前記検査装置のステージの平坦度係数ｋ３が、
−１００ｎｍ≦ｋ３≦１００ｎｍ
を満たし、
前記判定手段は、
前記設計描画データＷ１と、前記フォトマスク基板の裏面形状を表わす裏面データＳ２を入力する入力手段を含み、
前記裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ６と、前記パターン検査データＸ１と、前記設計描画データＷ１と、を用いて、前記判定を行う、フォトマスク基板の検査装置に係るものである。
【０１４１】
上記の検査装置は、検査装置固有データＭ２に表れる、フォトマスク基板の変形要因が十分に小さく、検査装置固有データＭ２が、座標ずれに実質的に影響しない範囲内であることが、予め明らかである場合に適用することが好ましい。
【０１４２】
検査装置のステージの平坦度係数ｋ３は、上記第３実施形態における描画装置のステージの平坦度係数ｋ２と同様に規定（定義）される係数であって、好ましくは、−１００ｎｍ≦ｋ３≦１００ｎｍであり、より好ましくは、−５０ｎｍ≦ｋ３≦５０ｎｍである。
【０１４３】
このように、検査装置のステージの平坦度が高く、その平坦度を反映した検査装置固有データＭ２が、座標ずれに実質的に影響しない範囲内である場合は、裏面データＳ２に起因する座標ずれ量Ｄ６と、パターン検査データＸ１と、設計描画データＷ１と、を用いて、転写用パターンの良否を判定する。これにより、裏面データＳ２に起因する座標ずれ要素を反映させて、正しい検査判定を行うことができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１…フォトマスク基板
２…透明基板
３…遮光膜
４…レジスト膜
１０…ステージ
１１…描画手段
１２…高さ測定手段
１５…描画制御系
１５ａ…記憶手段
１５ｂ…入力手段
１５ｃ…データ制御手段
３０…ステージ
３１…測定手段
３２…判定手段
３２ａ…記憶手段
３２ｂ…入力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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