(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光部、遮光部及び露光光の一部を透過する半透光部を含む所定のパターンを有し、エッチング加工がなされる被加工層上に形成されたレジスト膜に対して、ｉ線〜ｇ線を含む所定の露光条件下における透過光により前記所定のパターンを転写させ、前記レジスト膜を前記エッチング加工におけるマスクとなる所定形状のレジストパターンとなすフォトマスクの製造方法において、
前記所定の露光条件を模した露光条件を露光手段により再現し、テストパターンが形成されたテストマスクを用いたテスト露光を行い、前記テストマスクの透過光パターンを撮像手段により取得し、取得された透過光パターンに基づいて透過光パターンデータを得る工程と、
前記透過光パターンデータに基づいて、前記所定の露光条件下における前記テストパターンの半透光部における実効透過率を得る工程と、
前記テストパターンの半透光部における実効透過率に基づいて、前記所定の露光条件下において前記レジスト膜を所定形状のレジストパターンとすることができる、前記フォトマスクにおける半透光部のパターン形状、前記半透光部に形成する膜の素材、または、前記半透光部に形成する半透光膜の膜厚を決定する、決定工程とを有し、
前記テストマスクは、遮光部、透光部及び露光光の一部を透過する半透光部を有するとともに、半透光部のパターン形状、半透光部に形成する膜の素材、及び半透光部に形成する半透光膜の膜厚、のいずれかに関する半透光部特性が異なる複数のテストパターンを備え、
前記決定工程は、前記複数のテストパターンにより得られる複数の透過光パターンデータに基づいて、前記半透光部特性と、この半透光部特性に対応する実効透過率との相関を把握し、把握された相関に基づいて行うことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２】
前記フォトマスクの所定のパターンに含まれる該半透光部は、透明基板上に半透光膜が形成されてなることを特徴とする請求項１記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項３】
前記フォトマスクにおいて、半透光部及び遮光部においては、透明基板上に半透光膜が形成されており、遮光部においては、前記半透光膜上に遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項２記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項４】
前記フォトマスクにおいて、遮光部においては、透明基板上に遮光膜が形成されるとともに、この遮光膜上に半透光膜が形成されており、半透光部においては、透明基板上に半透光膜が形成されていることを特徴とする請求項２記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項５】
前記半透光部の実効透過率は、前記半透光膜の固有の透過率より小さいことを特徴とする請求項２記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項６】
前記フォトマスクが液晶装置の薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか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いて、前記レジスト膜に前記所定の露光条件による露光を行うことを特徴とするパターン転写方法。
【請求項８】
透光部、遮光部及び露光光の一部を透過する半透光部を含む所定のパターンを有し、エッチング加工がなされる被加工層上に形成されたレジスト膜に対して、ｉ線〜ｇ線を含む所定の露光条件下における透過光により前記所定のパターンを転写させ、前記レジスト膜を前記エッチング加工におけるマスクとなる所定形状のレジストパターンとなすフォトマスクの評価に用いるデータベースであって、
遮光部、透光部及び露光光の一部を透過する半透光部を有し、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、及び、前記半透光部に形成する半透光膜の膜厚、のいずれかに関する半透光部特性が異なる複数のテストパターンに対して、前記所定の露光条件を再現する露光手段を用いてテスト露光を行い、
これら複数のテストパターンの透過光パターンを撮像手段により取得し、取得された透過光パターンに基づいて透過光パターンデータを得て、
この透過光パターンデータに基づき、前記複数のテストパターンの半透光部の実効透過率を得て、
前記半透光部特性と、これに対応する実効透過率とを、一定の規則にしたがって配列したことを特徴とする半透過部の実効透過率のデータベース。
【請求項９】
透光部、遮光部及び露光光の一部を透過する半透光部を含む所定のパターンを有し、エッチング加工がなされる被加工層上に形成されたレジスト膜に対して、ｉ線〜ｇ線を含む所定の露光条件下における透過光により前記所定のパターンを転写させ、前記レジスト膜を前記エッチング加工におけるマスクとなる所定形状のレジストパターンとなすフォトマスクの評価に用いるデータベースであって、
遮光部、透光部及び露光光の一部を透過する半透光部を有し、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、及び、前記半透光部に形成する半透光膜の膜厚、のいずれかに関する半透光部特性が異なる複数のテストパターンに対して、複数の露光条件を設定し、これら複数の露光条件を適用してテスト露光を行い、
これら複数のテストパターンの透過光パターンを撮像手段により取得し、取得された透過光パターンに基づいて複数の透過光パターンデータを得て、
これら透過光パターンデータに基づいて前記複数の露光条件下における前記テストパターンの半透光部の実効透過率を得て、
前記露光条件と、前記半透光部の特性と、これに対応する実効透過率とを、一定の規則にしたがって配列したことを特徴とする半透過部の実効透過率のデータベース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の製造に使用されるフォトマスクを製造するためのフォトマスクの製造方法、パターン転写方法、フォトマスク及びデータベースに関し、特に、実効透過率をシミュレートすることにより、フォトマスクの設計を行うフォトマスクの製造方法、フォトマスク、パターン転写方法及びデータベースに関する。
【０００２】
また、本発明は、特に、遮光部、透光部及び露光光の一部を透過する半透光部を有する、多階調のフォトマスク（以下、グレートーンマスクとも称する）において、半透光部のパターン形状や、半透光膜の膜厚、膜素材の設計を行う、フォトマスクの製造方法、フォトマスク、パターン転写方法及びデータベースに関する。
なお、電子部品としては、フラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）装置に代表される表示装置がある。本発明は、特に、表示装置製造用のフォトマスク、とりわけ、液晶ディスプレイ装置製造用、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）製造用、カラーフィルター（ＣＦ）製造用に有用なフォトマスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
エッチング加工がなされる被加工層上に形成されたレジスト膜に対して、所定のパターンを有するフォトマスクを用いて所定の露光条件下で露光を行い、このレジスト膜を前記エッチング加工におけるマスクとなるレジストパターンとなすことに用いる該フォトマスクの製造方法において、パターン形状の決定は、所望のレジストパターンが得られるフォトマスクを製造するために重要なファクタとなっている。
【０００４】
特に、遮光部、透光部に加えて、露光光の一部を透過する半透過部を有するフォトマスクは、これを透過する露光光の光量を部位によって変化させることにより、被転写体上に、残膜値が部位によって異なるレジストパターンを形成することができるため、大変有用である。このようなフォトマスクの製造方法においては、半透過部のパターン形状、半透光部に形成する膜の素材、または、膜厚の決定は、所望形状のレジストパターンが得られるフォトマスクを製造するためには重要である。
【０００５】
このようなフォトマスクの半透光部の形成方法としては、透明基板上に、露光光の一部を透過する半透光性の膜を形成する、または、露光条件下、解像限界以下となる寸法の微細パターンを、主として遮光膜によって透明基板上に形成する、などがある。
【０００６】
従来、上記のようなフォトマスクの製造においては、半透光部において所望の透過率を得るため、それに応じた透過率をもつ半透光膜を形成することが行われている。また、完成したフォトマスクの評価を行うことにより、パターン形状や、半透過部に形成する膜の素材、または、膜厚についての評価を行い、この評価結果に基づいてパターン形状等の修正、変更を行って、次のフォトマスクを製造することにより、パターン形状、膜素材及び膜厚の適正化を図っている。
【０００７】
特許文献１には、微細パターンを有するグレートーンマスクの評価に際して、所定の光源を用いた顕微鏡によりフォトマスクの透過光画像を取得し、この透過光画像を画像処理ソフトウエアによりぼかす処理を施して、露光機の解像度相当の透過画像を得ることが記載されている。この技術は、このようにぼかした透過光画像に基づいて、レジスト膜にパターンが転写されるときのフォトマスクの透過率を予測するものである。
【０００８】
また、特許文献２には、フォトマスクの半透光部をスキャンして、透過率の閾値を求め、この閾値に基づいてフォトマスクを評価する技術が記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３０９３２７公報
【特許文献２】特開２００３−３０７５００公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献１に記載された技術においては、フォトマスク上に形成された微細パターンに対して、画像処理ソフトウエアによって施されるぼかしが、実際の露光機による解像度相当のぼかしを十分に反映しているか否かの検証は困難である。仮に、露光機による解像度を十分に反映していないとの知見を得たとしても、それを定量的に修正する手法は無かった。
【００１１】
実際の露光機によって露光した結果として得られるレジストパターンは、露光機の光学系による要因のほか、光源の分光特性、レジストの現像特性など、極めて多くの要因を反映した結果である。このような多くの要因は、画像処理ソフトウエアによっては的確にシミュレートできないことが、発明者らによって確認された。
【００１２】
さらに、グレートーンマスクの設計においては、「実効透過率」という考え方が有用であることが、発明者によって見出された。以下に説明する。
【００１３】
グレートーンマスクにおける半透光部（以下、グレートーン部ともいう）の形成方法としては、露光光を所定量低減させて透過させる半透光性の膜（透明基板の露光光透過率を１００％とするとき、例えば２０％乃至６０％の透過率を有する膜）を形成する方法がある。
【００１４】
グレートーンマスクにおいては、グレートーン部における透過光強度をＩｇとし、十分に広い白（透光）領域における透過光強度をＩｗ、十分に広い黒（遮光）領域における透過光強度をＩｂとした場合に、以下の式で示される値を、グレートーン部の透過率とすることができる。
【００１５】
Transmittance（透過率）＝｛Ｉｇ／（Ｉｗ−Ｉｂ）｝×１００（％）
【００１６】
ここで、グレートーン部の透過率は、上記半透光性の膜固有の透過率（パターン形状によらず、その膜と露光光によって決定する透過率）と考えることができるが、このような透過率の管理は、グレートーン部の面積が露光機の解像度に対して十分大きい場合、更に、露光光の波長が一定である場合には、問題が生じない。しかしながら、グレートーン部の面積が微小になった場合には、グレートーン部に隣接する遮光部、または、透光部の影響で、実際の露光時には、上記透過率は、半透光膜の固有の透過率とは異なる値となり、半透光膜固有の透過率を実効値として扱えない場合がある。
【００１７】
例えば、薄膜トランジスタ製造用のグレートーンマスクにおいては、チャネル部に相当する領域をグレートーン部とし、これを挟む形で隣接するソース及びドレインに相当する領域を遮光部で構成したグレートーンマスクが利用されている。このグレートーンマスクにおいては、チャネル部の面積（幅）が小さくになるに従い、隣接する遮光部との境界が、実際の露光条件下においてぼかされ、チャネル部の露光光透過率は、半透光部に用いた半透光膜の透過率よりも低くなる。
【００１８】
また、実際の露光条件も画一的なものではなく、露光機ごとに、または、同一露光機であっても経時によって、その分光特性には変化がある。分光特性が異なる、すなわち、露光光の波長が異なれば、解像度が異なるため、同一のパターン形状であっても、実際の露光条件下での半透光部の透過率が異なってくる。
【００１９】
最近の液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）においては、従来に比してチャネル部の幅を小さくすることによって液晶の動作速度を上げ、または、チャネル部の大きさを小さくすることによって液晶表示部の明るさを増す等の技術が提案されている。このような薄膜トランジスタを製造するグレートーンマスクにおいては、半透光膜そのものの透過率のほかに、グレートーン部を形成したときに、実際の露光条件下で初めて定義される「実効透過率」を考慮する必要が生じていることを発明者らは見出した。
【００２０】
本件発明者らは、さらに、グレートーンマスクの欠陥検査及びその修正工程においても、実効透過率の管理は、非常に重要であるとの知見を得た。
【００２１】
そこで、本発明は、エッチング加工がなされる被加工層上に形成されたレジスト膜に対して所定のパターンを有するフォトマスクを用いて所定の露光条件下で露光を行い、このレジスト膜を前記エッチング加工におけるマスクとなるレジストパターンとなすことに用いる該フォトマスクの製造方法において、露光機の光学系による要因、光源の分光特性、レジストの現像特性などの諸要因を反映したフォトマスクの評価を可能として、パターン形状の決定及び半透過部に形成する膜の素材、または、膜厚の決定が的確に行えるようになされたフォトマスクの製造方法を提供し、さらに、このフォトマスクを用いたパターン転写方法を提供することを目的とする。また、本発明は、フォトマスクの評価に有用なデータベースを提供することを目的とする。
【００２２】
本件発明者らは、グレートーンマスクの欠陥検査や修正工程に適用可能な、実際に適用する露光条件を反映させた検査方法及び装置を本発明に先立ち提案している。一方、実際に適用する露光条件を反映させた検査や、それによる修正のみでは、最終的に満足な仕様を有するグレートーンマスクが作成されるまでの工程が多くなってしまう。従って、本発明は、そのような検査、修正工程を極力省き、所望の性能を有するグレートーンマスクを効率よく、的確に得るための方法を得ることをも目的とする。
【００２３】
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係るフォトマスクの製造方法は、以下の構成のいずれか一を有するものである。
【００２４】
〔構成１〕
透光部、遮光部及び露光光の一部を透過する半透光部を含む所定のパターンを有し、エッチング加工がなされる被加工層上に形成されたレジスト膜に対して、所定の露光条件下における透過光により所定のパターンを転写させ、レジスト膜をエッチング加工におけるマスクとなる所定形状のレジストパターンとなすフォトマスクの製造方法において、所定の露光条件を模した露光条件を露光手段により再現し、所定のテストパターンが形成されたテストマスクを用いたテスト露光を行い、このテストマスクの透過光パターンを撮像手段により取得し、取得された透過光パターンに基づいて透過光パターンデータを得る工程と、透過光パターンデータに基づいて、所定の露光条件下における所定のテストパターンの実効透過率を得る工程と、所定のテストパターンの実効透過率に基づいて、所定の露光条件下においてレジスト膜を所定形状のレジストパターンとすることができる、フォトマスクのパターンの形状、半透光部を含む領域に形成する膜の素材、または、半透光部を含む領域の膜厚を決定する工程と、を有することを特徴とするものである。
【００２５】
〔構成２〕
構成１を有するフォトマスク製造方法において、テストマスクは、遮光部、透光部及び半透光部を有し、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性が異なる複数のテストパターンを備え、フォトマスクの半透光部のパターン形状、該半透光部を含む領域に形成する膜の素材、または、該領域の膜厚の決定は、複数のテストパターンにより得られた複数の透過光パターンデータより、半透光部特性と、この半透光部の特性に対応する実効透過率との相関を把握し、把握された相関に基づいて行うことを特徴とするものである。
【００２６】
〔構成３〕
構成１、または、構成２を有するフォトマスクの製造方法において、フォトマスクの所定のパターンに含まれる該半透光部は、透明基板上に半透光膜が形成されてなることを特徴とするものである。
【００２７】
〔構成４〕
構成３を有するフォトマスクの製造方法において、フォトマスクにおいて、半透光部及び遮光部においては、透明基板上に半透光膜が形成されており、遮光部においては、半透光膜上に遮光膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００２８】
〔構成５〕
構成３を有するフォトマスクの製造方法において、フォトマスクにおいて、遮光部においては、透明基板上に遮光膜が形成されるとともに、この遮光膜上に半透光膜が形成されており、半透光部においては、透明基板上に半透光膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００２９】
〔構成６〕
構成３を有するフォトマスクの製造方法において、半透光部の実効透過率は、半透光膜の固有の透過率より小さいことを特徴とするものである。
【００３０】
〔構成７〕
構成１、または、構成２を有するフォトマスクの製造方法において、フォトマスクが液晶装置の薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクであることを特徴とするものである。
【００３１】
〔構成８〕
パターン転写方法であって、構成１、または、構成２を有する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いて、レジスト膜に所定の露光条件による露光を行うことを特徴とするものである。
【００３２】
〔構成９〕
透光部、遮光部及び露光光の一部を透過する半透光部を含む所定のパターンを有し、エッチング加工がなされる被加工層上に形成されたレジスト膜に対して、所定の露光条件下における透過光により所定のパターンを転写させ、レジスト膜をエッチング加工におけるマスクとなる所定形状のレジストパターンとなすフォトマスクにおいて、半透光部の透過率として所定の透過率値を有し、該透過率値は、転写パターンを、露光条件を近似露光条件下において露光し、得られた実効透過率を基に決定されたものであることを特徴とするものである。
【００３３】
〔構成１０〕
構成９を有するフォトマスクにおいて、透明基板上に半透光膜が形成された部分を含む半透光部を有し、該半透光部の透過率値は、半透光膜の固有の透過率より小さいことを特徴とするものである。
【００３４】
〔構成１１〕
半透過部の実効透過率のデータベースであって、遮光部、透光部及び半透光部を有し、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性が異なる複数のテストパターンに対して、所定の露光条件を再現する露光手段を用いてテスト露光を行い、これらテストパターンの透過光パターンを撮像手段により取得し、取得された透過光パターンに基づいて透過光パターンデータを得て、この透過光パターンデータに基づき、複数のテストパターンの半透光部の実効透過率を得て、半透光部の特性と、これに対応する実効透過率とを、一定の規則にしたがって配列したことを特徴とするものである。
【００３５】
〔構成１２〕
半透過部の実効透過率のデータベースであって、遮光部、透光部及び半透光部を有し、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性が異なる複数のテストパターンに対して、複数の露光条件を設定し、これら複数の露光条件を適用してテスト露光を行い、これらテストパターンの透過光パターンを撮像手段により取得し、取得された透過光パターンに基づいて複数の透過光パターンデータを得て、これら透過光パターンデータに基づいて複数の露光条件下におけるテストパターンの半透光部の実効透過率を得て、露光条件と、半透光部の特性と、これに対応する実効透過率とを、一定の規則にしたがって配列したことを特徴とするものである。
【００３６】
〔構成１３〕
透光部、遮光部、及び露光光の一部を透過する半透光部を含む所定の転写パターンを有するフォトマスクにおいて、構成１１、または、構成１２を有するデータベースに基づいて、半透光部が所望の実効透過率を有するように、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性を決定したものであることを特徴とするものである。
〔構成１４〕
フォトマスクの製造方法であって、遮光部、透光部及び半透光部を有し、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性が異なる複数のテストパターンに対して、所定の露光条件を再現する露光手段を用いてテスト露光を行い、これらテストパターンの透過光パターンを撮像手段により取得し、取得された透過光パターンに基づいて透過光パターンデータを得て、この透過光パターンデータに基づき、複数のテストパターンの半透光部の実効透過率を得て、半透光部の特性と、これに対応する実効透過率とを、一定の規則にしたがって配列することによってあらかじめ作成されたデータベースに基づいて、半透光部が所望の実効透過率を有するように、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性を決定することを特徴とするものである。
〔構成１５〕
フォトマスクの製造方法であって、遮光部、透光部及び半透光部を有し、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性が異なる複数のテストパターンに対して、複数の露光条件を設定し、これら複数の露光条件を適用してテスト露光を行い、これらテストパターンの透過光パターンを撮像手段により取得し、取得された透過光パターンに基づいて複数の透過光パターンデータを得て、これら透過光パターンデータに基づいて複数の露光条件下におけるテストパターンの半透光部の実効透過率を得て、露光条件と、半透光部の特性と、これに対応する実効透過率とを、一定の規則にしたがって配列することによってあらかじめ作成されたデータベースに基づいて、半透光部が所望の実効透過率を有するように、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性を決定することを特徴とするものである。
【００３７】
本発明において、実効透過率とは、十分に広い面積の透光部の露光量透過率を１００％とするとき、それより所定量低減された露光光透過率（例えば、４０％乃至６０％程度）を有するグレートーン部を有するグレートーンマスクにおいて、該グレートーンマスクを露光装置によって露光したとき、グレートーン部の実効的な露光光の透過率が、パターンの面積、露光装置に用いる光学系の解像度などによって異なることに由来して、定義されるものである。すなわち、本発明において、実効透過率とは、グレートーンマスクの露光条件下において、露光光に対する（適用する露光条件に対して、十分に広い）透光部の透過率を１００％、（同様に十分に広い）遮光部の透過率を０％とするとき、グレートーン部を実際に透過する透過光の透過率をいう。例えば、グレートーン部に、固有値としての透過光量が１００％より小さい（例えば、２０％乃至８０％）半透光性の膜が成膜されたグレートーン部をもつフォトマスクを用いて露光を行った場合に、遮光膜が形成された部分に隣接した半透光膜部分の光透過率が、露光装置の解像度によっては完全に解像されずにぼける（にじむ）ため、同一の膜が形成された無限の広さをもつ半透光膜部分よりも低くなることを含めた透過率である。
【００３８】
なお、本願では、上記のように半透光性の膜によって形成されたグレートーンマスクを、「半透光膜型グレートーンマスク」ともいう。
【００３９】
すなわち、実際に半透光膜型グレートーンマスクを使用するときに、グレートーン部として形成されるレジストパターンの形状を決定するのは、半透光膜としての透過率ではなく、露光条件下でのぼけた（にじんだ）状態での透過率であり、これを実効透過率と呼ぶ。実効透過率は、上述のとおり膜自体の透過率のほか、露光装置の解像度やパターンの形状が影響を与えた結果としての透過率である。半透光膜形成部分が微小になり、隣接する遮光膜の影響が大きくなるほど、実効透過率は下がる。また、露光光は、通常ｉ線〜ｇ線の波長が混在したものが使用されるが、該露光光の中で、相対的に波長が大きいものが光量の中で支配的だと、解像度が下がるために、上記実効透過率が影響を受ける。
【００４０】
同様に、露光条件下での解像限界以下の遮光性、または、半透光性の微細パターンを有することにより、透過光量を低減するグレートーン部をもつフォトマスク（以下、「微細パターン型グレートーンマスク」という。）においても、露光装置の解像度やパターンの形状を反映した実際の露光条件下での透過率を、実効透過率として扱うことができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明に係るフォトマスクの製造方法においては、フォトマスク使用時に適用される露光条件を近似した露光条件を適用して（即ち実際の露光条件を模した露光手段を用いる）所定テストパターンが形成されたテストマスクにテスト露光を行いこのテストマスクの透過光パターンを撮像手段により取得し、取得された透過光パターンに基づいて透過光パターンデータを得る工程と、透過光パターンデータに基づいて露光条件下における前記テストパターンの実効透過率を得る工程とを有し、実効透過率に基づいて、前記フォトマスクの半透光部を含むパターン形状、該半透光部を含む領域に形成する膜の素材、または、膜厚を決定するので、露光機の光学系による要因、光源の分光特性などの諸要因を反映したフォトマスクの評価が可能であり、パターン形状の決定及び半透過部に形成する膜の素材、または、膜厚の決定が的確に行うことができる。更には、使用するレジストの現像特性なども反映したフォトマスクの評価を行うことができる。
【００４２】
また、本発明に係るフォトマスクの製造方法においては、透過光パターンデータを得る工程において使用するテストマスクは、遮光部、透光部及び半透光部を有し半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性が異なる複数のテストパターンを備え、前記フォトマスクのパターン形状、該半透光部を含む領域に形成する膜の素材、または該領域の膜厚の決定は、複数のテストマスクにより得られた複数の透過光パターンデータより、半透光部の特性とこの半透光部の特性に対応する実効透過率との相関を把握し、把握された相関に基づいて行うので、半透光部のパターン形状の決定及び半透過部に形成する膜の素材、または、膜厚の決定を的確に行うことができる。
【００４３】
本発明に係るフォトマスクの製造方法は、遮光部、透光部及び透明基板上に半透光膜が形成された半透光部を有するフォトマスクの製造に適用することができる。
【００４４】
本発明に係るフォトマスクの製造方法は、半透光部及び遮光部においては、透明基板上に半透光膜が形成されており、遮光部においては、半透光膜上に遮光膜が形成されているフォトマスクの製造に適用することができる。
【００４５】
本発明に係るフォトマスクの製造方法は、遮光部は、透明基板上に遮光膜が形成されるとともにこの遮光膜上に半透光膜が形成されており、半透光部においては、透明基板上に半透光膜が形成されているフォトマスクの製造に適用することもできる。
【００４６】
本発明に係るフォトマスクの製造方法は、液晶装置の薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクの製造に適用することができる。
【００４７】
本発明に係るフォトマスクにおいては、半透光部の透過率として所定の透過率値を有し、この透過率値は、このフォトマスクの使用時に適用される露光条件を近似した露光条件下において得られた実効透過率を基に決定されたものであるので、パターン形状の決定及び半透過部に形成する膜の素材、または、膜厚の決定が的確に行われており、所定のパターンの転写を良好に行うことができる。
【００４８】
ここでいう透過率値とは、該フォトマスクをフォトマスク製品とするときに付与する、半透光部の透過率値であることができる。
【００４９】
また、このフォトマスクにおいては、半透光部の透過率値は、半透光膜の固有の透過率より小さいものであることができる。半透光部が微細であって、半透光部の実効透過率が、半透光膜の固有の透過率と等しくならない場合であっても、本発明によって、フォトマスクを正しく評価できる。本発明に係るパターン転写方法においては、本発明に係るフォトマスクの製造方法により、パターン形状の決定及び半透過部に形成する膜の素材、または、膜厚の決定が的確に行われたフォトマスクを用いて、レジスト膜に露光条件による露光を行うことができる。
【００５０】
本発明に係る半透過部の実効透過率のデータベースにおいては、遮光部、透光部及び半透光部を有し半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性が異なる複数のテストマスクに対して、所定の露光条件を再現する露光手段を用いてテスト露光を行い、これらテストマスクの透過光パターンを撮像手段により取得し、取得された透過光パターンに基づいて透過光パターンデータを得て、この透過光パターンデータに基づいて露光条件下における実効透過率を得て、半透光部の特性と、これに対応する実効透過率とを、一定の規則にしたがって配列したので、露光機の光学系による要因、光源の分光特性、レジストの現像特性などの諸要因を反映したフォトマスクの評価が可能となり、所望の実効透過率をもつパターン形状の決定及び半透過部に形成する膜の素材、または、膜厚が迅速に決定できる。
【００５１】
本発明のデータベースは、紙、または、電子記録媒体に記録されたものとすることができる。
【００５２】
さらに、本発明に係る半透過部の実効透過率のデータベースにおいて、複数の露光条件を設定し、これら複数の露光条件に応じた複数の透過光パターンデータを得て、これら透過光パターンデータに基づいて露光条件下における実効透過率を得て、露光条件と、半透光部の特性と、これに対応する実効透過率とを、一定の規則にしたがって配列すれば、パターン形状の決定及び半透過部に形成する膜の素材、または、膜厚のさらに的確な決定に有用なものとなる。
【００５３】
そして、このようなデータベースを基にして、透光部、遮光部、及び露光光の一部を透過する半透光部を含む所定の転写パターンを有するフォトマスクを作成すれば、前記半透光部が所望の実効透過率を有するように、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性が正確に設定できる。
【００５４】
すなわち、本発明は、エッチング加工がなされる被加工層上に形成されたレジスト膜に対して所定のパターンを有するフォトマスクを用いて所定の露光条件下で露光を行い、このレジスト膜を前記エッチング加工におけるマスクとなるレジストパターンとなすことに用いる該フォトマスクの製造方法において、露光機の光学系による要因、光源の分光特性、レジストの現像特性などの諸要因を反映したフォトマスクの評価を可能として、パターン形状の決定及び半透過部に形成する膜の素材、または、膜厚の決定が的確に行えるようになされたフォトマスクの製造方法及びフォトマスクを提供することができるものである。また、本発明は、このフォトマスクを用いたパターン転写方法を提供することができるものである。さらに、本発明は、フォトマスクの評価に有用なデータベースを提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明を実施するための最良の実施の形態について説明する。
【００５６】
〔本発明に係るフォトマスクの製造方法の概要〕
本発明に係るフォトマスクの製造方法は、透明基板上に所定のパターンが形成されたフォトマスクを用いて被転写体（ガラス基板等に所望の膜が形成され、レジスト膜によって被覆されたもの）に対して露光装置を用いて露光を行うにあたり、露光装置における露光によって被転写体に転写されるパターンを撮像手段によって捉えた光強度分布から予測し、この予測に基づいてフォトマスクを製造する方法である。
【００５７】
より具体的には、露光装置におけるものを模した露光条件を作り出し、露光装置における露光によって被転写体に転写されるパターンと近似するパターンを撮像手段によって捉えて検査し、または、シミュレータを用いて、露光装置における露光条件で形成される所定形状のレジストパターンと撮像手段による光強度分布との相関を定量的に把握し、この相関を用いて、フォトマスクが露光によって形成するレジストパターンを推測（シミュレート）する方法が含まれる。なお、露光装置は、フォトマスクに形成されたパターンを、一定の露光条件にて被転写体上に転写させる装置である。
【００５８】
露光条件を模したとは、露光波長が近似すること、例えば、露光光が波長域を有するものである場合には、もっとも光強度の大きい露光波長が同一であることをいう。また、露光条件を模したとは、光学系が近似すること、例えば、結像系のＮＡ（開口数）が略同一、または、σ（コヒーレンス）が略同一であることをいう。ここでＮＡが略同一とは、実際の露光機のＮＡに対して、±０．００５である場合が例示される。σが略同一であるとは、実際の露光機のσに対して、±０．００５の範囲であることが例示される。なお、結像系のみでなく、照明系のＮＡも略同一であることが好ましい。また、撮像系のＮＡが略同一であり、かつ、σがほぼ同一であるような光学系をそなえた露光条件を適用することができる。
【００５９】
特に、本発明においては、露光条件を模した露光条件を再現する露光手段を用いて所定パターンが形成されたテストマスクにテスト露光を行い、このテストマスクの透過光パターンを撮像手段により取得し取得された透過光パターンに基づいて透過光パターンデータを得る工程と、透過光パターンデータに基づいて露光条件下における実効透過率を得る工程とを有する。
【００６０】
本発明において、半透光部とは、露光光の一部を透過する部分である。この部分は、透明基板上に、半透光性の膜を形成したもの、または、露光条件下で解像限界以下の寸法の微細パターンを遮光性膜により形成したもの、更には、前記微細パターンを半透光性の膜で形成したもの、などが含まれる。更には、遮光部によって挟まれた、解像限界以下の寸法の透光部が、半透光部として機能する場合も含む。
【００６１】
本発明において、透過率パターンデータとは、得られた透過光パターンを基に、または、得られた透過光パターンに他の情報を付加して形成されるデータをいう。
【００６２】
例えば、半透光部の領域の大きさ（遮光部によって挟まれた半透光部の幅など）の変化に対する、露光光の透過量変化に関するデータであってもよく、または、露光光の光量や波長の変化に対する、露光光の透過量変化に関するデータであってもよい。更には、実際にフォトマスクを用いてレジストパターンを形成する際のレジストの処理条件（現像条件など）を付加したデータであっても良い。
【００６３】
好ましくは、本発明の透過光パターンデータは、複数の露光条件下における透過光パターン、または、複数のテストパターンによって得た透過光パターンを用いて得られた情報を集積してなされたものとすることができる。
【００６４】
ここで、テストマスクに形成されたテストパターンは、任意の形状のパターンであることができる。具体的には、前記フォトマスク（請求項１においては製造方法の対象となるフォトマスク）と同様のパターンであってもよく、または、異なるパターンであってもよい。好ましくは、段階的にパターン形状を変化させたものなど、下記に詳述するものを用いることができる。
【００６５】
また、前記フォトマスクと同様に、透光部、遮光部、及び露光光の一部を透過する半透光部を有することが好ましい。
【００６６】
実効透過率とは、前述したように、実際の露光機における露光条件下において、得られる透過率をいう。特に、半透光部を有するフォトマスクにおいては、半透光部における透過光の、（十分に広い）透過部の透過光に対する割合である。半透光部とは、前記露光条件下での透光部を透過する露光光の透過率を１００％としたとき、それより小さい透過率（ゼロより大きい）を有する部分である。半透光部は、好ましくは、２０〜６０％の透過率を有する。これによって、半透光部は、レジストパターンに、透光部または、遮光部に対応する部分とは異なる厚みのレジスト残膜を与える。
【００６７】
ここで、膜固有の透過率は、その膜が有する固有の透過率であり、露光光の波長、及び露光機の光学条件に対して十分に大きい面積の膜の、露光光の入射量に対する透過光の量として規定される。すなわち、露光光の波長及び露光機の光学条件（照明系、撮像系のＮＡ、σなど）が、光透過率に影響しない程度に、十分に大きい面積の膜においては、該露光条件下における固有透過率と、実効透過率は、露光波長を固定すれば等しくなる。
【００６８】
一方、例えば、膜の面積が小さければ、該膜に隣接する、他の部分（膜が半透光膜である場合には、隣接する遮光部、透光部）の影響を受け、露光条件下における露光光に対する実効透過率は、膜固有の透過率とは異なる。
【００６９】
そして、このフォトマスクの製造方法においては、撮像手段により得られた光強度分布に基づいて、被転写体上のレジストパターン、または、そのレジストパターンをマスクとして加工した被加工層パターン寸法の仕上がり値、フォトマスクの透過率の変動によるそれらの形状変動などを含む様々な解析、評価を行なうことができる。
【００７０】
前記テストパターンの実効透過率を得る工程においては、前記テストパターンのいずれの部位の実効透過率を得ても良いが、好ましくは、前記テストパターンに形成された、半透光部の実効透過率を得ることが好ましい。例えば、２つの遮光部のそれぞれのエッジによる平行な直線に挟まれた部分（この部分には、半透光膜が形成されていてもよい）、または該部分を含む領域が半透光部として機能するテストマスクを用いることができる。この場合、該半透光部の実効透過率を得ることが有用である。
【００７１】
なお、上記露光条件下における該半透光部の透過率は部位に応じて一定ではないので、例えば、上記した一対の平行な遮光部エッジで挟まれた領域の中心における実効透過率を、該半透光部の実効透過率とすることができる。このようにして得られた実効透過率に基づいて、本発明のフォトマスクのパターンを決定するに先立ち、該一対の平行な遮光部エッジで挟まれた領域の形状、該一対の平行な遮光部のエッジ間の間隔、該領域に形成する膜の素材、または、膜厚を決定することができる。
【００７２】
図１は、一対の平行な遮光部のエッジで挟まれた半透光部の中心における実効透過率を示すグラフである。図１に示すように、一対の平行な遮光部のエッジで挟まれた半透光部の幅を狭くすると、実効透過率は、低くなる。逆に、一対の平行な遮光部のエッジで挟まれた半透光部の幅を広くすると、実効透過率は、高くなる。したがって、テストマスクに対するテスト露光において、半透光部の実効透過率が所望の透過率よりも高い場合には、半透光部の幅（一対の平行な遮光部間の距離）を狭くする補正を行うことができる。逆に、テストマスクに対するテスト露光において、半透光部の実効透過率が所望の透過率よりも低い場合には、半透光部の幅（一対の平行な遮光部間の距離）を広くする補正を行うことができる。なお、半透光部の幅と実効透過率との関係は、図１に示すように、露光条件によって変化する。また、ここで、半透光膜型グレートーンマスクの膜設計（半透光膜の膜厚、膜素材の決定）を補正して実効透過率を所望の透過率としてもよい。
【００７３】
なお、このフォトマスクの製造方法によって製造されるフォトマスクは、最終製品であるフォトマスクのみならず、フォトマスクを製造する途中での中間体をも含む。また、このフォトマスクには、上記半透光膜型グレートーンマスクのみでなく、微細パターン型のグレートーンマスクも含まれる。
【００７４】
本発明のフォトマスクは、例えば、以下のように作製される。すなわち、透明基板上に半透光膜、及び遮光膜がこの順に積層されたフォトマスクブランクを用意し、該フォトマスクブランク上の、遮光部と半透光部に対応する領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングする。続いて、該レジストパターン若しくは遮光膜をマスクとして、露出している半透光膜をエッチングすることにより透光部を形成する。次に少なくとも遮光部としたい箇所を含む領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングすることにより、半透光部及び遮光部を形成する。こうして、透明基板上に、半透光膜による半透光部、遮光膜と半透光膜の積層膜による遮光部、透光部を形成したフォトマスクを得ることができる。
【００７５】
他方、本発明のフォトマスクは、次の方法によって作製することもできる。すなわち、透明基板上に遮光膜が形成されたフォトマスクブランクを用意し、該フォトマスクブランク上の、遮光部に対応する領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングすることにより遮光膜パターンを形成する。次に、レジストパターンを除去後、基板の全面に半透光膜を成膜する。そして、半透光部（または、半透光部及び遮光部）に対応する領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして露出した半透光膜をエッチングすることにより、透光部及び半透光部を形成する。こうして、透明基板上に、半透光部、遮光膜と半透光膜の積層膜による遮光部、透光部を形成したフォトマスクを得ることができる。
【００７６】
さらに他の製法としては、以下のようにも作製される。すなわち、透明基板上に遮光膜が形成されたフォトマスクブランク上の、遮光部および透光部に対応する領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングすることにより、半透光部に対応する領域の透明基板を露出させる。次に、レジストパターンを除去後、基板の全面に半透光膜を成膜し、遮光部および半透光部に対応する領域にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして、露出した半透光膜（及び遮光膜）をエッチングすることにより、透光部及び遮光部、並び半透光部を形成することもできる。
【００７７】
〔本発明において使用できる露光手段の構成〕
本発明における、露光機を模した露光条件を提供する露光手段は、図２に示すような構成の検査装置によっても実現することができる。この検査装置においては、フォトマスク３、または、テストマスクは、マスク保持手段３ａによって保持される。このマスク保持手段３ａは、フォトマスク３、または、テストマスクの主平面を略鉛直とした状態で、このフォトマスク、または、テストマスクの下端部及び側縁部近傍を支持し、このフォトマスク３、または、テストマスクを傾斜させて固定して保持するようになっている。このマスク保持手段３ａは、フォトマスク３として、大型（例えば、主平面が１２２０ｍｍ×１４００ｍｍ、厚さ１３ｍｍのもの）、かつ、種々の大きさのフォトマスク３を保持できるようになっている。すなわち、このマスク保持手段３ａにおいては、主平面を略鉛直とした状態のフォトマスク３の下端部を主に支持するので、フォトマスク３の大きさが異なっても、同一の支持部材によってフォトマスク３の下端部を支持することができる。
【００７８】
ここで、略鉛直とは、図２に示す鉛直からの角度θが１０度程度以内であることを言う。鉛直からの角度θは、２度乃至１０度の範囲内にあることが好ましく、さらに好ましくは、４度乃至１０度の範囲内である。
【００７９】
このように、フォトマスク３を傾斜させて支持するマスク保持手段３ａを用いることにより、フォトマスク３を保持させる過程において、フォトマスク３を転倒させてしまうことを防止し、安定してフォトマスク３の保持、固定を行うことができる。さらに、フォトマスク３を完全に鉛直として保持することとすると、フォトマスク３の全重量が下端部に集中してしまい、フォトマスク３が損傷を被る可能性が増大する。フォトマスク３を傾斜させて支持するマスク保持手段３ａを用いることにより、フォトマスク３の重量を複数の支持点に分散させ、フォトマスク３の損傷を防止することができる。
【００８０】
このように、この検査装置においては、フォトマスク３の主平面を上記のようにしてフォトマスク３を保持するので、検査装置の設置面積の増大が抑えられるとともに、フォトマスク上へのパーティクルの落下を抑止することができる。
【００８１】
そして、この検査装置は、所定波長の光束を発する光源１を有している。この光源１としては、例えば、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、ＵＨＰランプ（超高圧水銀ランプ）等を使用することができる。
【００８２】
そして、この検査装置は、光源１からの検査光をマスク保持手段３ａにより保持されたフォトマスク３に導き照射する照明光学系２を有している。この照明光学系２は、開口数（ＮＡ）を可変とするため、絞り機構（開口絞り）２ａを備えている。さらに、この照明光学系２は、フォトマスク３における検査光の照射範囲を調整するための視野絞り２ｂを備えていることが好ましい。この照明光学系２を経た検査光は、マスク保持手段３ａにより保持されたフォトマスク３に照射される。
【００８３】
フォトマスク３に照射された検査光は、このフォトマスク３を透過して、対物レンズ系４に入射される。この対物レンズ系４は、絞り機構（開口絞り）４ｃを備えることにより、開口数（ＮＡ）が可変となされている。この対物レンズ系４は、例えば、フォトマスク３を透過した検査光が入射されこの光束に無限遠補正を加えて平行光とする第１群（シミュレータレンズ）４ａと、この第１群を経た光束を結像させる第２群（結像レンズ）４ｂとを備えたものとすることができる。
【００８４】
この検査装置においては、照明光学系２の開口数と対物レンズ系４の開口数とがそれぞれ可変となっているので、照明光学系２の開口数の対物レンズ系４の開口数に対する比、すなわち、シグマ値（σ：コヒーレンス）を可変することができる。
【００８５】
対物レンズ系４を経た光束は、撮像手段（撮像素子）５により受光される。この撮像手段５は、フォトマスク３の像を撮像する。この撮像手段５としては、例えば、ＣＣＤ等の撮像素子を用いることができる。
【００８６】
そして、この検査装置においては、撮像手段５によって得られた撮像画像についての画像処理、演算、所定の閾値との比較及び表示などを行う図示しない制御手段及び表示手段が設けられている。
【００８７】
また、この検査装置においては、所定の露光光を用いて得られた撮像画像、または、これに基づいて得られた光強度分布に対して、制御手段によって所定の演算を行い、他の露光光を用いた条件下での撮像画像、または、光強度分布を求めることができる。例えば、この検査装置においては、ｇ線、ｈ線及びｉ線の強度が同一である露光条件において光強度分布を得たとき、ｇ線、ｈ線及びｉ線の強度比が１：２：１の露光条件において露光した場合の光強度分布を求めることができる。これにより、この検査装置においては、露光装置に使用する照明光源の種類、個体差や露光装置に用いられている照明の経時変化による波長毎の強度変動も含めて、実際に用いる露光装置における露光条件を再現した評価を行うことが可能であり、また、所望のフォトレジストの残膜量を想定した場合に、これを達成できる最適な露光条件を簡便に求めることが可能である。
【００８８】
この検査装置を用いて行う本発明に係るフォトマスクの製造方法においては、照明光学系２と、対物レンズ系４及び撮像手段５とは、主平面を略鉛直として保持されたフォトマスク３（ここではテストマスク）を挟んで対峙する位置にそれぞれ配設され、両者の光軸を一致させた状態で、検査光の照射及び受光を行う。これら照明光学系２、対物レンズ系４及び撮像手段５は、図示しない移動操作手段によって移動操作可能に支持されている。この移動操作手段は、照明光学系２、対物レンズ系４及び撮像手段５を、それぞれの光軸を互いに一致させつつ、フォトマスク３の主平面に対して平行に移動させることができる。この検査装置においては、このような移動操作手段が設けられていることにより、大型のフォトマスクを検査する場合であっても、このフォトマスク３を主平面に平行な方向に移動させることなく、フォトマスク３の主平面の全面に亘る検査が可能であり、また、主平面上の所望の部位の選択的な検査が可能である。
【００８９】
そして、この検査装置においては、制御手段により、対物レンズ系４及び撮像手段５がそれぞれ光軸方向に移動操作可能となっており、これら対物レンズ系４及び撮像手段５を、互いに独立的に、フォトマスク３に対する相対距離を変化させることができる。この検査装置においては、対物レンズ系４及び撮像手段５が独立的に光軸方向に移動可能であることにより、フォトマスク３を用いて露光を行う露光装置に近い状態での撮像を行うことができる。また、対物レンズ系４のフォーカスをオフセットし、撮像手段５により、フォトマスク３のぼかされた像を撮像することも可能である。このようにぼかされた像を評価することによって、後述するように、グレートーンマスクの性能及び欠陥の有無を判断することもできる。
【００９０】
そして、この検査装置の制御手段は、照明光学系２の視野絞り２ａ及び絞り機構２ｂ、対物レンズ系４の絞り機構４ｃ、移動操作手段を制御する。この制御手段は、この検査装置を用いたフォトマスクの製造方法において、対物レンズ系４の開口数（ＮＡ）及びシグマ値（照明光学系２の開口数の対物レンズ系４の開口数に対する比）を所定の値に維持した状態で、移動操作手段により、照明光学系２、対物レンズ系４及び撮像手段５を、これらの光軸を一致させた状態で、マスク保持手段により保持されたフォトマスク３の主平面に平行な方向に移動操作するとともに、対物レンズ系４及び撮像手段５を光軸方向について互いに独立に移動操作する。
【００９１】
〔本発明により製造されるフォトマスク〕
本発明に係るフォトマスクの製造方法において製造されるフォトマスクは、製品として完成したフォトマスクのみならず、フォトマスクを製造する途中での中間体をも含み、また、このフォトマスクの種類や用途には特に制限はない。
【００９２】
すなわち、前述した検査装置においては、透明基板の主表面にＣｒなどを主成分とする遮光膜を形成しこの遮光膜に所定のパターンをフォトリソグラフィーにより形成して遮光部及び透光部を有するパターンを形成したバイナリーマスクのみならず、透明基板の主表面に遮光部、透光部及びグレートーン部を有するグレートーンマスクを検査することが可能である。この検査装置においては、このようなグレートーンマスクを検査する場合に、特に顕著な効果が得られる。
【００９３】
したがって、この検査装置は、ＦＰＤの製造用のフォトマスクを検査する場合に顕著な効果があり、さらに、液晶装置製造用のフォトマスクの中でも薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」という。）製造用のものに最も適している。これは、これらの分野では、製造効率及びコスト上の有利さから、グレートーンマスクが多用されることに加え、グレートーン部の寸法が極めて微細であり、かつ、精緻である必要があるためである。
【００９４】
なお、グレートーン部には、半透光膜が形成された半透光部（「半透光膜型」という。）と、露光条件での解像限界以下の微細パターンによってグレートーン部とするもの（「微細パターン型」という。）の両方が含まれる。すなわち、グレートーンマスクには、グレートーン部に透過光量が１００％より小さい（例えば４０〜６０％）半透光性の膜が成膜されたグレートーン部をもつフォトマスク（半透光膜型グレートーンマスク）と、露光条件下での解像限界以下の遮光性、または、半透光性の微細パターンを有することにより透過光量を低減するグレートーン部をもつフォトマスク（微細パターン型グレートーンマスク）との両方が含まれる。
【００９５】
〔グレートーンマスクについて〕
ここで、本発明に係るフォトマスクの検査装置において検査対象となるグレートーンマスクについて説明する。
【００９６】
ＴＦＴを備えた液晶表示デバイス（Liquid Crystal Display：以下、「ＬＣＤ」という。）は、陰極線管（ＣＲＴ）に比較して、薄型にしやすく消費電力が低いという利点から、現在、広く使用されるに至っている。ＬＣＤは、マトリックス状に配列された各画素にＴＦＴが配列された構造のＴＦＴ基板と、各画素に対応してレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）の画素パターンが配列されたカラーフィルターとが液晶層を介して重ね合わされた構造を有している。このようなＬＣＤは、製造工程数が多く、ＴＦＴ基板だけでも、５乃至６枚のフォトマスクを用いて製造されていた。
【００９７】
このような状況の下、ＴＦＴ基板の製造を４枚のフォトマスクを用いて行う方法が提案されている。この方法は、遮光部、透光部及びグレートーン部を有するグレートーンマスクを用いることにより、使用するマスクの枚数を低減するものである。図３及び図４に、グレートーンマスクを用いたＴＦＴ基板の製造工程の一例を示す。
【００９８】
まず、図３中の（ａ）に示すように、ガラス基板２０１上に、ゲート電極用金属膜を形成し、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィー工程によりゲート電極２０２を形成する。その後、ゲート絶縁膜２０３、第１半導体膜（ａ−Ｓｉ）２０４、第２半導体膜（Ｎ＋ａ−Ｓｉ）２０５、ソースドレイン用金属膜２０６及びポジ型フォトレジスト膜２０７を形成する。
【００９９】
次に、図３中の（ｂ）に示すように、遮光部１０１、透光部１０２及びグレートーン部１０３を有するグレートーンマスク１００を用いて、ポジ型フォトレジスト膜２０７を露光し、現像して、第１レジストパターン２０７Ａを形成する。この第１レジストパターン２０７Ａは、ＴＦＴチャンネル部形成領域、ソースドレイン形成領域及びデータライン形成領域を覆い、かつ、ＴＦＴチャンネル部形成領域を覆う部分がソースドレイン形成領域を覆う部分よりも薄くなっている。
【０１００】
次に、図３中の（ｃ）に示すように、第１レジストパターン２０７Ａをマスクとして、ソースドレイン用金属膜２０６、第２及び第１半導体膜２０５、２０４をエッチングする。次に、図４中の（ａ）に示すように、酸素によるアッシングによって第１レジストパターン２０７Ａを全体的に減少させて、チャンネル部形成領域上の薄いレジスト膜を除去し、第２レジストパターン２０７Ｂを形成する。その後、図４中の（ｂ）に示すように、第２レジストパターン２０７Ｂをマスクとして、ソースドレイン用金属膜２０６をエッチングしてソース／ドレイン２０６Ａ、２０６Ｂを形成し、次いで第２半導体膜２０５をエッチングする。最後に、図４中の（ｃ）に示すように、残存した第２レジストパターン２０７Ｂを剥離させる。
【０１０１】
ここで用いられるグレートーンマスク１００は、図５に示すように、ソース／ドレインに対応する遮光部１０１Ａ、１０１Ｂ、透光部１０２及びＴＦＴチャンネル部に対応するグレートーン部１０３’を有する。このグレートーン部１０３’は、グレートーンマスク１００を使用する大型ＬＣＤ用露光装置の露光条件下で解像限界以下の微細パターンからなる遮光パターン１０３Ａが形成された領域である。遮光部１０１Ａ、１０１Ｂ及び遮光パターン１０３Ａは、通常、ともにクロムやクロム化合物等の同じ材料からなる同じ厚さの膜から形成されている。このようなグレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露光装置の解像限界は、ステッパ方式の露光装置で約３μｍ、ミラープロジェクション方式の露光装置で約４μｍである。このため、グレートーン部１０３’においては、透過部１０３Ｂのスペース幅及び遮光パターン１０３Ａのライン幅のそれぞれを、露光装置の露光条件下の解像限界以下の、例えば、３μｍ未満とする。
【０１０２】
このような微細パターン型のグレートーン部１０３’の設計においては、遮光部１０１Ａ、１０１Ｂと透光部１０２との中間的な半透光（グレートーン）効果を持たせるための微細パターンを、ライン・アンド・スペースタイプにするか、ドット（網点）タイプにするか、あるいはその他のパターンにするかという選択肢がある。また、ライン・アンド・スペースタイプの場合、線幅をどのくらいにするか、光が透過する部分と遮光される部分の比率をどうするか、全体の透過率をどの程度に設計するかなど、非常に多くのことを考慮して設計がなされなければならない。また、グレートーンマスクの製造においても、線幅の中心値の管理及びマスク内の線幅のばらつき管理など、非常に難しい生産技術が要求されていた。
【０１０３】
そこで、従来、グレートーン部を半透光性の膜によって形成することが提案されている。グレートーン部に半透光膜を用いることにより、グレートーン部による露光量を少なくして、ハーフトーン露光を実施することができる。また、グレートーン部に半透光膜を用いることにより、設計においては、全体の透過率がどのくらい必要かを検討するのみで足り、グレートーンマスクの製造においても、半透光膜の膜種（膜材質）や膜厚を選択するだけで、グレートーンマスクの生産が可能となると考えられていた。したがって、このような半透光膜型のグレートーンマスクの製造では、半透光膜の膜厚制御を行うだけで足り、比較的管理が容易との見方も存在した。また、ＴＦＴチャンネル部をグレートーンマスクのグレートーン部で形成する場合には、半透光膜であればフォトリソグラフィー工程により容易にパターニングが実施できるので、ＴＦＴチャンネル部の形状も複雑な形状とすることが可能となる。
【０１０４】
半透光膜型のグレートーンマスクは、例えば、以下のようにして製造することができる。ここでは、一例として、ＴＦＴ基板のパターンを挙げて説明する。このパターンは、前述したように、ＴＦＴ基板のソース及びドレインに対応するパターンからなる遮光部１０１と、ＴＦＴ基板のチャネル部に対応するパターンからなるグレートーン部１０３と、これらパターンの周囲に形成される透光部１０２とで構成される。
【０１０５】
まず、透明基板上に半透光膜及び遮光膜を順次形成したマスクブランクを準備し、このマスクブランク上にレジスト膜を形成する。次に、パターン描画を行って、現像することにより、パターンの遮光部及びグレートーン部に対応する領域にレジストパターンを形成する。次に、適当な方法でエッチングすることにより、レジストパターンが形成されていない透光部に対応する領域の遮光膜とその下層の半透光膜を除去し、パターンを形成する。
【０１０６】
このようにして、透光部１０２が形成され、同時に、パターンの遮光部１０１とグレートーン部１０３に対応する領域の遮光パターンが形成される。そして、残存するレジストパターンを除去してから、再び、レジスト膜を基板上に形成し、パターン描画を行って、現像することにより、パターンの遮光部１０１に対応する領域にレジストパターンを形成する。
【０１０７】
次に、適当なエッチングにより、レジストパターンの形成されていないグレートーン部１０３の領域の遮光膜のみを除去する。これにより、半透光膜のパターンによるグレートーン部１０３が形成され、同時に、遮光部１０１のパターンが形成される。
【０１０８】
〔グレートーンマスクの検査について〕
前述のようなグレートーンマスクにおける欠陥や性能上の検査を行うには、実際の露光条件を反映したシミュレーションを行い、欠陥の有無、性能の優劣を評価しなければならない。
【０１０９】
グレートーンマスクにおいては、マスクに形成されたパターン形状が、このマスクを使用した露光によって形成されるレジスト膜厚やレジスト膜の形状に影響する。例えば、平面的なパターン形状の評価のみでなく、グレートーン部の光透過率が適切な範囲内にあるか、グレートーン部と遮光部の境界の立ち上がり（シャープネス、または、ぼかし具合）がどのようであるかを評価する必要がある。
【０１１０】
特に、微細パターンからなるグレートーン部を有するグレートーンマスクの場合には、フォトマスクを用いて実際に露光する時には、微細パターンが解像されずに、実質的に均一な透過率とみなされる程度に非解像の状態で使用される。この状態をマスクの製造過程において、または、出荷前の段階において、さらには、欠陥修正を行った段階において検査する必要がある。
【０１１１】
グレートーン部を透過する露光光の量を低減しこの領域におけるフォトレジストのへの照射量を低減することによりフォトレジストの膜厚を選択的に変えるものであるようなグレートーンマスクの検査を、検査装置を用いて、実際の露光条件を近似して、高精度で行うことができる。さらに、近似できない要因があっても、実際の露光によって得られるフォトレジストのパターン形状を、高精度に予測することができる。
【０１１２】
そして、この検査装置において取得するデータでは、装置に与える光学条件（使用する露光装置の光学条件に略等しい条件）に対して適切に設計され、適切に形成されたパターンであれば、図６に示すように、グレートーン部１０３’に形成された微細パターンが、実際の露光時に生じるであろう状態と同様に、実質的に略単一の濃度となるような非解像（解像度低）の状態となる。この部分の濃度が、このグレートーンマスクを使用した場合のこの部分の「実効透過率」を示し、これによってグレートーン部１０３’により形成されるレジスト膜の残膜量が決定される。一方、もし設計が光学条件に対して不適切だった場合や、製造工程で所定の形状、寸法にパターンが形成されていない場合は、半透光部の濃度や、グレートーン部１０３’の形状などが上記の正常な状態とは異なる状態を示すことになるため、正常な状態との比較により、検査部分の良否を判定することができる。
【０１１３】
したがって、この検査装置によってグレートーンマスクを検査する場合には、露光条件が、実際にフォトマスクに適用する露光条件とほぼ一致しており、諸条件下で上記のような適切な非解像部分が出現する（すなわち、グレー部が出現する）ならば、フォトマスクの性能が十分であると言える。
【０１１４】
さらに、上記のような非解像の状態において撮像画像を得たときに、必要により適切な演算を経て、チャネル部と、ソース、ドレイン部との境界部分のシャープネスを評価し、フォトレジストの立体形状を予測することも可能である。
【０１１５】
したがって、本発明に係る検査装置は、実際の露光条件では解像限界以下となるような微細な遮光パターンからなるグレートーン部を有するフォトマスクの検査に有利に適用することができる。
【０１１６】
この場合、解像限界以下の微細パターンを有するフォトマスク３を検査対象として検査装置に設置し、例えば、対物レンズ系４の開口数及びシグマ値（照明光学系２の開口数の対物レンズ系４の開口数に対する比）を所定の値とし、また、対物レンズ系４の位置を適切に光軸方向に調節することにより、撮像手段５における撮像面には、微細パターンの非解像な状態の像が得られる。そして、撮像された画像データを演算手段によって処理することにより、マスクパターンの光強度分布を得ることができる。この撮像画像の形状及び所定の評価点における光強度データから、フォトマスク３の性能の優劣、欠陥の有無を評価することができる。
【０１１７】
尚、上記した実効透過率を定量化する際、例えば、図６の下図における透過光強度分布曲線におけるピーク値を用いることができる。これは、該グレートーンマスクを用いて、被転写体上にポジレジストのレジストパターンを形成した際の、半透光部のレジスト残膜値に相関をもつからである。
【０１１８】
〔テストマスクについて〕
本発明に係るフォトマスクの製造方法においては、図７に示すようなテストマスク１１を使用する。
【０１１９】
このテストマスク１１は、前述の検査装置を使用したフォトマスクの検査においては、露光装置との光学的条件を、的確に、迅速に整合させるための仲介を行うものである。これに加え、または、これに代えて、レジスト膜の分光感度や、撮像手段の分光感度特性など、露光装置との条件整合が不可能であるような因子も含めた条件についても、検査装置と露光装置との間を仲介し、あるいは、検査結果と露光によるレジストパターン形成結果の間の相関を導くものである。相関を定量的に把握できれば、それを相殺するオフセットパラメータを算出し、以後、検査対象となるフォトマスクの検査結果に、このパラメータを反映させれば、正確な露光結果が推測できる。具体的には、例えばテストマスク１１による本発明の製造方法により、検査装置における露光条件のうち、基本的な特性を露光装置の露光条件と一致させておき、その後、露光装置一台一台の個体差や、露光装置以外のプロセスに起因する条件相違を、このテストマスク１１を用いた検査工程により、変換係数として把握することができる。
【０１２０】
このテストマスク１１においては、図７中の（ａ）に示すように、例えば、８００ｍｍ×９２０ｍｍの基板上に、同一のテストパターン１２が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれにマトリクス状に配列されている。個々のテストパターン１２は、図７中の（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に１列ずつ配列された単位パターン列１３を有して形成されている。余剰の部分には、適宜他のテストパターンなどを配置してもよい。例えば、図７中の（ｂ）では、周縁部に、位置基準マーク１４、中央部に、一般的な解像度パターン１５を配置した例である。
【０１２１】
本発明のテストパターン１２において、個々の単位パターン列１３は、同一の単位パターンを複数配列させたものでもよいが、例えば、図８に示すように、後述する評価工程において有用な、それぞれ異なる単位パターン１３−１を複数配列させたものであることが好ましい。ここでは、単位パターン１３−１（ウェッジパターン）がＸ方向に２１個配列され、それぞれの単位パターン１３−１においてＹ方向に２１段階（ａ〜ｕ）に形状が変化されている例を示している。すなわち、各単位パターン列１３は、Ｘ方向にもＹ方向にも、配列順に一定の規則に基づいて変化している。
【０１２２】
個々の単位パターン１３−１は、遮光膜によって形成されている。この単位パターン１３−１は、図８中の（ａ）において「ａ〜ｕ」で示すＹ軸方向について階段状に幅が変化している一対の遮光部８１に挟まれた透光部に、遮光膜による縦線（遮光ライン）８２が配されたラインアンドスペースのパターンとなっている。１つ１つの単位パターン１３−１においては、両側の一対の遮光部８１は、図８中の（ａ）において「１〜２１」で示すＸ軸方向について同一であるが、中央の透光部に形成された遮光ライン８２の線幅は、Ｘ軸方向について、「１〜２１」に向けて、一定のピッチで細くなっている。
【０１２３】
なお、個々の単位パターン１３−１は、遮光膜及び半透光膜によって形成してもよい。この場合には、単位パターン１３−１は、階段状に幅が変化している一対の遮光部に挟まれて、半透光膜が形成されたパターンとなる。すなわち、半透光膜が形成された領域は、一対の平行な遮光部のエッジで挟まれた領域（半透光部）となる。
【０１２４】
このような単位パターン１３−１を配列させることにより、図８中の（ｂ）に示すように、遮光部８１，８１に挟まれたグレートーン部の透過率が漸次大きくなっていくマスクに近似させることができる。例えば、薄膜トランジスタにおけるチャネル部形成用のグレートーンマスクにおいて、グレートーン部の光透過率を漸次変化させた態様に近似させることができる。
【０１２５】
一方、各単位パターン１３−１において、Ｙ方向については、「ａ〜ｕ」にかけて、両側の遮光部８１，８１の線幅が漸次小さくなっている。これは、例えば、薄膜トランジスタにおけるチャネル部形成用のグレートーンマスクにおいて、図８中の（ｂ）に示すように、チャネル部の幅が漸次大きくなってゆく態様に近似させることができる。なお、ここで、各単位パターン１３−１における一対の遮光部８１，８１の線幅の変化ピッチは、中央の遮光ライン８２の線幅の変化ピッチに等しくしておくことが、後述の理由で好ましい。
【０１２６】
一方、このように配列した単位パターン列１３は、斜め方向に観察、評価することにより、該マスクの線幅（ＣＤ）の変動による被転写体への転写の影響を評価することを可能にする。例えば、「ａ１、ｂ２、ｃ３…」という配列は、やはり一定の規則でパターン形状変化をしており、この規則は、中央の遮光ライン８２が一定のピッチで細くなるとともに、両側の遮光部８１，８１の線幅も一定のピッチで細くなってゆく。これは、フォトマスク製造工程中の因子など、種々の理由によるフォトマスクのＣＤ変動（線幅が所定量大きくなり、または、小さくなる）に近似させることができる。
【０１２７】
したがって、このようなテストマスク１１を使用する本発明に係るフォトマスクの製造方法を実施すると、検査装置で得られる光強度分布と、同一のテストマスクを用いて実際の露光を行って得られる被転写体上のレジストパターンとの相関を、各パターン形状の変化との関係において把握することが可能である。
【０１２８】
さらに、図７中の（ｂ）に示すように、２つの単位パターン列１３は、テストマスク１１において、Ｘ方向及びＹ方向に９０°の角度をもって配列されている。これは、電子部品、例えば、液晶パネル、の製造時に生じ得るＸ方向及びＹ方向のパターンの解像度の不均一要因を評価することを可能とする。例えば、露光装置の走査方向とこれに垂直な方向とで、解像度に差異が生じていれば、このような解像度の差異の状態を評価することができる。
【０１２９】
なお、ここでは、単位パターン１３−１として、図８に示すように、階段状に幅が変化している一対の遮光部８１，８１に挟まれた透光部に遮光膜による遮光ライン８２を配したラインアンドスペースのパターン（ウェッジパターン）を有するテストマスク１１について説明したが、本発明におけるテストマスクは、これに限定されない。異なるテストパターンを、図９及び図１０に例示する。図９示す単位パターン１３−２は、正方形枠状の透光部と、この透光部内に形成された正方形枠状の遮光部とを有するものであり、一つの単位パターン１３−２において、４方向についての評価を行うことができる。図１０示す単位パターン１３−３は、正八角形枠状の透光部と、この透光部内に形成された正八角形枠状の遮光部とを有するものであり、一つの単位パターン１３−３において、８方向についての評価を行うことができる。
【０１３０】
さらに、異なる態様として、図８のテストパターンの階段状に幅が変化している一対の遮光部８１，８１に挟まれた部分に半透光膜（透光部に対して所定量透過率を低減させる目的で設けられた膜）を成膜して、単位パターンとしてもよい。この場合には、このテストマスクを用いて、半透光膜が形成されたグレートーン部を有するグレートーンマスクの評価を行うことが可能となる。チャネル部に相当する部分に、半透光膜を配したＴＦＴ製造用グレートーンマスクを近似できる。
【０１３１】
〔検査光の分光特性について（１）〕
ところで、この検査装置における光源１としては、検査を経たフォトマスク３を用いて露光を行う露光装置における露光光と同一、または、略等しい波長分布を有する検査光を発するものを用いることが好ましい。
【０１３２】
具体的には、この検査光は、図１１中の（ａ）に示すように、少なくともｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）のいずれかを含んでおり、または、これら各波長成分を全て含み、あるいは、これら各波長成分のうち任意の２以上が混合されているミックス光とすることもできる。通常、ＦＰＤ製造用の大型マスクの露光に際しては、露光光として、これらの波長のミックス光を用いるため、この検査装置においても、所望の光強度割合でのミックス光を適用する場合には、実際に使用する露光装置の光源の特性に基づいて各波長成分を決定することが好ましい。すなわち、前述したテストマスクによるシミュレーション結果により、検査装置の光源の分光特性を、実際に使用する露光装置の光源の特性に基づくものとすることができる。
【０１３３】
そして、この検査光は、光学フィルタなどの波長選択フィルタ６を透過してフォトマスク３に照射されることにより、フォトマスク３上における各波長成分の混合比が調整される。この波長選択フィルタ６としては、図１１中の（ｂ）に示すように、所定の波長以下、または、所定の波長以上の光束をカットする特性を有するフィルタを使用することができる。
【０１３４】
この検査装置においては、光源１から発せられる検査光の波長分布が露光装置における露光光の波長分布と同一、または、略等しいことによって、実際の露光条件を反映した検査を行うことができる。すなわち、露光光によっては、白色光下で欠陥と見なされるものが露光装置において正常なパターンとして扱える場合や、その逆に、白色光下で欠陥と見なされないものが露光装置において正常なパターンとして扱えない場合があり得るからである。
【０１３５】
さらに、この検査装置においては、波長選択フィルタとして、図１１中の（ｃ）に示すように、光源１より発せられた主としてｇ線のみを透過させる特性を有する第１のフィルタと、光源１より発せられた主としてｈ線のみを透過させる特性を有する第２のフィルタと、光源１より発せられた主としてｉ線のみを透過させる特性を有する第３のフィルタとを選択的に使用することができる。
【０１３６】
この場合においては、第１のフィルタを使用したときに撮像手段５により得られる光強度データｄｇと、第２のフィルタを使用したときに撮像手段５により得られる光強度データｄｈと、第３のフィルタを使用したときに撮像手段５により得られる光強度データｄｉとをそれぞれ求める。
【０１３７】
そして、これら各光強度データｄｇ，ｄｈ，ｄｉを、それぞれに所定の重み付けを行った後、加算することにより、ｇ線、ｈ線及びｉ線が所定の強度比で混合された光束をフォトマスク３に照射したときに得られる光強度データを算出することができる。
【０１３８】
各光強度データｄｇ，ｄｈ，ｄｉの重み付けは、例えば、この検査装置の光源１からの光束におけるｇ線、ｈ線及びｉ線の強度比率が、〔１．００：１．２０：１．３０〕であって、露光装置の光源からの露光光におけるｇ線、ｈ線及びｉ線の強度比率が、〔１．００：０．９５：１．１５〕であったとすると、ｄｇに掛けるべき係数ｆｇは、１．００、ｄｈに掛けるべき係数ｆｈは、０．９５／１．２０（＝０．７９）、ｄｉに掛けるべき係数ｆｉは、１．１５／１．３０（＝０．８８）となる。
【０１３９】
これらを加算したデータ、すなわち、〔ｆｇｄｇ＋ｆｈｄｈ＋ｆｉｄｉ〕が、露光装置において露光光をフォトマスク３に照射したときに得られる光強度分布を示すデータとなる。なお、このような演算は、制御手段を演算手段として使用して、この制御手段により行うことができる。
【０１４０】
〔検査光の分光特性について（２）〕
この検査装置における光源１が発する検査光が、露光装置における露光光と異なる波長分布を有していても、以下のようにして、露光装置における露光状態をシミュレーションすることができる。
【０１４１】
また、以下に述べる操作により、検査装置の光源の分光特性、露光装置の光源の分光特性及びレジストの分光感度特性等について整合をさせておき、さらに、前述したテストマスクを用いた「実露光テストパターンデータ」と「光透過テストパターンデータ」との比較を行うことにより、より迅速、かつ、適切に、フォトマスクの検査時のオフセットパラメータを得ることができ、フォトマスクの検査を容易、かつ、正確に行うことができる。
【０１４２】
この検査装置においては、前述したように、波長選択フィルタとして、光源１より発せられた主としてｇ線のみを透過させる特性を有する第１のフィルタと、光源１より発せられた主としてｈ線のみを透過させる特性を有する第２のフィルタと、光源１より発せられた主としてｉ線のみを透過させる特性を有する第３のフィルタとを選択的に使用することができる。
【０１４３】
そこで、テストマスク１１を用いて、図１２に示すように、第１のフィルタを使用したときに撮像手段５により得られる第１の基準強度データＩｇ、第２のフィルタを使用したときに撮像手段５により得られる第２の基準強度データＩｈ、第３のフィルタを使用したときに撮像手段５により得られる第３の基準強度データＩｉを求める。これら各基準データＩｇ，Ｉｈ，Ｉｉは、光源１の分光分布と、撮像手段５の分光感度分布と、各フィルタの分光透過率とが乗算され、さらに、この検査装置において光源１からの検査光が透過する各光学素子の分光透過率が乗算された結果である。
【０１４４】
光源１の分光分布、撮像手段５の分光感度分布及び各光学素子の分光透過率は、波長に対して一様ではない。そのため、ある欠陥について撮像されるパターンは、図１２中の（ａ）に示すように、撮像に用いた各検査光（ｇ線、ｈ線、ｉ線）の波長の違いにより、異なるパターンとなる。これらのパターンは、図１２中の（ｂ）に示すように、一定の閾値で切ったときに、大きさの異なるパターンとして認識される。
【０１４５】
次に、第１乃至第３の基準強度データＩｇ，Ｉｈ，Ｉｉを互いに等しいレベルとする各基準強度データＩｇ，Ｉｈ，Ｉｉについての第１乃至第３の係数α，β，γを求めておく。すなわち、図１２中の（ｃ）に示すように、第１の基準強度データＩｇに第１の係数αを乗じた結果と、第２の基準強度データＩｈに第１の係数βを乗じた結果と、第３の基準強度データＩｉに第１の係数γを乗じた結果とが等しいレベルとなるような各係数α，β，γを求める。ここで、等しいレベルであるとは、例えば、各基準強度データＩｇ，Ｉｈ，Ｉｉのピーク強度が互いに等しいことをいう。
【０１４６】
この検査装置においては、各基準強度データＩｇ，Ｉｈ，Ｉｉを互いに等しいレベルとする第１乃至第３の係数α，β，γが予め求められており、これら係数α，β，γは、この検査装置を使用するユーザに把握されている。
【０１４７】
そして、検査対象であるフォトマスクについて検査を行うときには、このフォトマスクについて、第１のフィルタを使用して撮像手段５により第１の光強度データＪｇを求め、第２のフィルタを使用して撮像手段５により第２の光強度データＪｈを求め、また、第３のフィルタを使用して撮像手段５により第３の光強度データＪｉを求める。
【０１４８】
次に、第１の光強度データＪｇに第１の係数αを乗じ、第２の光強度データＪｈに第２の係数βを乗じ、第３の光強度データＪｉに第３の係数γを乗じることによって、光源１の分光分布、撮像手段５の分光感度分布及び検査装置の各光学素子の分光透過率による影響が補正され、当該フォトマスクを用いて被露光体であるレジストに露光したときの露光状態に対応した光強度データ〔αＪｇ，βＪｈ，γＪｉ〕が求められる。
【０１４９】
このような演算は、前述したように、制御手段を演算手段として使用して、この制御手段により行うことができる。
【０１５０】
また、露光装置の分光特性、すなわち、露光装置の光源の分光分布及び露光装置の各光学素子の分光透過率が判っている場合には、これら分光特性に応じた係数ｕ，ｖ，ｗを定めておくことができる。この係数ｕ，ｖ，ｗとしては、例えば、ｇ線の強度を１．０としたときのｈ線の強度（例えば、０．９１０４）及びｉ線の強度（例えば、１．０７４６）を求め、これらの合計が１となるようにした強度比（例えば、０．３３５：０．３０５：０．３６０）を使用することができる。
【０１５１】
そして、これら露光装置の分光特性に応じた係数を、第１乃至第３の光強度データに対応させてさらに乗ずることにより、より正確に、この露光装置により当該フォトマスクを用いてレジストに露光したときの露光状態に対応した光強度データ〔ｕαＪｇ，ｖβＪｈ，ｗγＪｉ〕を求めることができる。
【０１５２】
さらに、レジストの分光感度特性（吸収スペクトル）が判っている場合には、この分光感度特性に応じた係数ｘ，ｙ，ｚを定めておくことができる。この係数ｘ，ｙ，ｚとしては、例えば、ｇ線の吸収量を１．０としたときのｈ線の吸収量（例えば、１．６５７１）及びｉ線の吸収量（例えば、１．８８１２）を求め、これらの合計が１となるようにした吸収比（例えば、０．２２０：０．３６５：０．４１５）を使用することができる。
【０１５３】
そして、この分光特性に応じた係数を、第１乃至第３の光強度データに対応させてさらに乗ずることにより、より正確に、この露光装置により当該フォトマスクを用いてレジストに露光したときの露光状態に対応した光強度データ〔ｘαＪｇ，ｙβＪｈ，ｚγＪｉ〕（または、〔ｘｕαＪｇ，ｙｖβＪｈ，ｚｗγＪｉ〕）を求めることができる。このような演算も、制御手段を演算手段として使用して、この制御手段により行うことができる。
【０１５４】
〔パターン転写方法〕
液晶装置製造用フォトマスクを製造するにあたっては、一般的な公知の製造工程において、前述した本発明に係るフォトマスクの製造方法による検査工程を含む工程とすることにより、欠陥が必要十分に修正された良好な液晶装置製造用フォトマスクを迅速に製造することができる。
【０１５５】
本発明においては、本発明に係る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、特に、本発明に係るフォトマスクの製造方法によって、性能が確認されたフォトマスクを用い、露光装置を用いて、被転写体の被加工層上に形成されたレジスト層に露光することにより、電子部品を製造することが可能である。
【０１５６】
これにより、電子部品に対する所望の性能を、歩留まりよく、短期間に、安定して得ることが可能となる。
【０１５７】
〔本発明に係るデータベース〕
本発明に係るデータベースは、半透過部の実効透過率のデータベースであって、前述のように、遮光部、透光部及び半透光部を有し、半透光部のパターン形状、または、該半透光部を形成する膜の素材、あるいは、膜厚のいずれかの半透光部特性が異なる複数のテストマスクに対して、所定の露光条件を再現する露光手段を用いてテスト露光を行い、これらテストマスクの透過光パターンを撮像手段により取得し、取得された透過光パターンに基づき、前記複数のテストマスクの半透光部の実効透過率を得て、半透光部の特性と、これに対応する実効透過率とを、一定の規則にしたがって配列したものである。
【０１５８】
このデータベースを用いることによって、露光機の光学系による要因、光源の分光特性、レジストの現像特性などの諸要因を反映したフォトマスクの評価が可能となり、パターン形状の決定及び半透過部に形成する膜の素材、または、膜厚の的確な決定が容易となる。
【０１５９】
また、このデータベースにおいては、複数の露光条件を設定し、これら複数の露光条件に応じた複数の透過光パターンデータを得て、これら透過光パターンデータに基づいて、露光条件下におけるテストマスクの半透光部の実効透過率を得て、露光条件と、半透光部の特性と、これに対応する実効透過率とを、一定の規則にしたがって配列するようにしてもよい。この場合には、このデータベースは、パターン形状の決定及び半透過部に形成する膜の素材、または、膜厚のさらに的確な決定に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】一対の平行な遮光部のエッジで挟まれた半透光部の中心における実効透過率を示すグラフである。
【図２】本発明に係るフォトマスクの製造方法に使用する検査装置の構成を示す側面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、グレートーンマスクを用いたＴＦＴ基板の製造工程（前半）を示す断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、グレートーンマスクを用いたＴＦＴ基板の製造工程（後半）を示す断面図である。
【図５】グレートーンマスクの構成を示す正面図である。
【図６】図２の検査装置において得られた撮像データにおけるグレートーン部の状態を示す図である。
【図７】（ａ）は、本発明に係るフォトマスクの製造方法に使用するテストマスクの構成を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のテストマスクに含まれるテストパターンの拡大図である。
【図８】（ａ）は、図７の（ｂ）のテストパターンに含まれる単位パターン列を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）の単位パターン列におけるグレートーン部の幅の変化と透過率との関係を示すグラフである。
【図９】図７の（ａ）のテストマスクにおける単位パターンの他の例を示す平面図である。
【図１０】図７の（ａ）のテストマスクにおける単位パターンのさらに他の例を示す平面図である。
【図１１】（ａ）は、図２の検査装置における光源の分光特性を示すグラフである。（ｂ）は、図２の検査装置において使用する波長選択フィルタの分光特性を示すグラフである。（ｃ）は、図２の検査装置において使用する波長選択フィルタの分光特性の他の例を示すグラフである。
【図１２】図２の検査装置における光源の分光特性、前記フォトマスクの撮像素子の分光感度分布及び各フィルタに対応して得られる基準強度データを示すグラフと、各基準強度データに対応する係数を乗じた状態を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１６１】
１  光源
２  照明光学系
３  フォトマスク
４  対物レンズ系
５  撮像手段
６  波長選択フィルタ
１１  テストマスク
１２  テストパターン
１３  単位パターン
【図２】
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【図４】
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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１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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