(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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工程において用いる当該フォトマスクであって、
透明基板上に遮光膜及び半透光膜が形成され、該遮光膜及び半透光膜にそれぞれパターニングが施されることによって、遮光部、透光部、及び露光光を一部透過する半透光部が形成されたフォトマスクにおいて、
前記半透光膜は、膜面における位置によって露光光の透過率が異なり、
前記半透光膜の透過率分布によるばらつきを相殺する方向に、位置によって前記半透光部の幅が増減され、前記露光条件下で、複数の半透光部の実効透過率が略均一となる、前記パターニングが施されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
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複数の同一形状の単位パターンを含むレジストパターンとなす工程において用いる当該フォトマスクであって、
透明基板上に遮光膜及び半透光膜が形成され、該遮光膜及び半透光膜にそれぞれパターニングが施されることによって、遮光部、透光部、及び露光光を一部透過する半透光部が形成されたフォトマスクにおいて、
前記半透光膜は、膜面における位置によって露光光の透過率が異なり、
前記半透光膜の透過率分布によるばらつきを相殺する方向に、位置によって前記半透光部の幅が増減され、前記露光条件下で、複数の単位パターンにおける半透光部の実効透過率がそれぞれ略均一となる、前記パターニングが施されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項３】
前記単位パターンにおける前記半透光部は、２つの遮光部の平行なエッジに挟まれた部分を有し、該２つのエッジの距離が、基板上の位置によって同一でないものと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。
【請求項４】
前記フォトマスクは、薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクであり、前記半透光部は、前記薄膜トランジスタのチャネル部を形成するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のフォトマスク。
【請求項５】
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複数の同一形状の単位パターンを含むレジストパターンとなす工程において用いる当該フォトマスクを製造するフォトマスクの製造方法であって、
透明基板上に遮光膜及び半透光膜を形成し、該遮光膜及び半透光膜にそれぞれパターニングを施すことによって、遮光部、透光部、及び露光光を一部透過する半透光部を形成する工程を有するフォトマスクの製造方法において、
前記半透光膜は、膜面における位置によって、露光光の透過率が異なり、
前記パターニングに先立ち、前記半透光膜の透過率分布を把握し、把握された前記透過率分布によるばらつきを相殺する方向に、位置によって前記半透光部の幅を増減させることによって、前記露光条件下で、複数の単位パターンの対応する半透光部の実効透過率が略同一となるように、前記パターニングの形状を決定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】
前記透明基板上に前記半透光膜を形成した後に、この半透光膜の透過率を測定することにより、前記透過率分布を把握することを特徴とする請求項５記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項７】
前記パターニングに先立ち、テスト基板上に半透光膜を形成し、この半透光膜の透過率を測定することにより、前記透過率分布を把握することを特徴とする請求項５記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項８】
測定された前記半透光膜の前記透過率に基づいて、前記遮光膜に形成するパターンを決定することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項９】
前記半透光部は、２つの遮光部の平行なエッジに挟まれた部分を有することを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか一に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項１０】
製造されるフォトマスクは、薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクであって、前記半透光部は、前記薄膜トランジスタのチャネル部を形成するものであることを特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれか一に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項１１】
前記パターニングを施した後に、前記半透光部の実効透過率を検査する検査工程を有し、前記検査工程においては、前記露光条件に近似した露光条件下において、前記遮光部、前記透光部及び前記半透光部の透過光データを得て、前記半透光部の実効透過率を測定することを特徴とする請求項５乃至請求項１０のいずれか一に記載のフォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の電子部品の製造に使用されるフォトマスク及びこのようなフォトマスクを製造するフォトマスクの製造方法に関する。
【０００２】
なお、種々の電子部品としては、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、とりわけ、液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）等が挙げられ、本発明は、これらの製造において、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及びカラーフィルター（ＣＦ）等の形成に有用なフォトマスク及びこのようなフォトマスクを製造するフォトマスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）の分野において、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴと称する）を備えた液晶表示装置（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display：以下、ＴＦＴ−ＬＣＤと称する）は、ＣＲＴ（陰極線管）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、急速に商品化が進んでいる。
【０００４】
ＴＦＴ−ＬＣＤは、マトリクス状に配列された各画素に対応して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、グリーン及びブルーの画素パターンが配列されたカラーフィルターとが、液晶層を介在させて重ね合わされた概略構造を有する。このようなＴＦＴ−ＬＣＤの製造においては、製造工程数が多く、ＴＦＴ基板だけでも、５枚乃至６枚のフォトマスクを用いて製造されていた。
【０００５】
このような状況の下で、ＴＦＴ基板を４枚のフォトマスクを用いて製造する方法が提案されている。この製造方法は、遮光部、透光部及び露光光の一部を透過する半透光部（以下、グレートーン部ともいう。）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いう。）を用いることにより、使用するフォトマスクの枚数を削減することを可能としたものである。グレートーンマスクには、遮光部、透光部とともに、１種類の半透光部を有する、三階調のもののほか、所定の複数の透過率をもつ、４階調以上のものとすることも可能である。
【０００６】
ここで、半透光部とは、フォトマスクを使用して被転写体にパターンを転写する際、露光光を所定量低減させてその一部を透過させることにより、露光、現像後に被転写体上のレジスト膜に形成されるレジストパターン上の残膜量（厚み）を、透光部又は遮光部に対応する部分と異ならせ、制御する部分をいう。この部分の露光光透過率は、透光部を１００％としたとき、例えば１０％乃至８０％とすることができる。これにより、このフォトマスクを使用して被転写体にパターン転写したときに形成される被転写体上のレジスト膜に対し、この部分のレジスト残膜量を、ポジレジストを用いた場合の遮光部、または、ネガレジストを用いた場合の透光部のレジスト膜厚に対して、例えば１０％乃至８０％とすることができる。このような半透光部は、透明基板上に半透光膜を成膜して形成することができる。ここで半透光膜とは、露光光の一部を透過する膜をいい、露光機の露光条件によって決定する露光波長や露光機の解像度に対して、十分に広い面積の膜に対する露光光の透過率によって、その透過特性を規定することができる。
【０００７】
このようなグレートーンマスクを用いたＴＦＴ基板の製造工程においては、まず、ガラス基板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プロセスにより、ゲート電極を形成する。その後、ゲート絶縁膜、第１半導体膜（ａ−Ｓｉ）、第２半導体膜（Ｎ＋ａ−Ｓｉ）、ソースドレイン用金属膜及びポジ型フォトレジスト膜を形成する。次に、グレートーンマスクを用いて、ポジ型フォトレジスト膜を露光し現像することにより、ＴＦＴチャネル部形成領域、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チャネル部形成領域においてソースドレイン形成領域におけるよりもレジスト膜厚が薄くなるように、第１レジストパターンを形成する。
【０００８】
次に、第１レジストパターンをマスクとして、ソースドレイン金属膜、第１半導体膜及び第２半導体膜をエッチングする。そして、ＴＦＴチャネル部形成領域における薄いレジスト膜を、酸素によるアッシングにより除去し、第２レジストパターンを形成する。そして、この第２レジストパターンをマスクとして、ソースドレイン用金属膜をエッチングし、ソース／ドレインを形成し、次いで、第２半導体膜をエッチングし、最後に残存した第２レジストパターンを剥離させる。このように、従来より少ないフォトマスクを用いてＴＦＴ基板等を製造する工程は、非特許文献１に開示されている。
【０００９】
【非特許文献１】月刊ＦＰＤインテリジェンス１９９９．５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述のようなグレートーンマスクにおいて、遮光膜、半透光膜は、スパッタリング等の公知の成膜手段によって形成することができる。ここで適切な膜組成と膜厚を選択することにより、露光光に対する必要な遮光性、半透光性を得ることができる。遮光膜においては、一層で遮光部を形成する場合には一層で、半透光膜との積層で形成する場合、さらにエッチングストッパなどの機能性の膜を積層して形成する場合には、その合計で、光学濃度３．０以上にすることが好ましい。一方、半透光部においては、所定の露光光透過率を得るために選択した膜素材を成膜に用いる。しかしながら、液晶装置製造用の基板は、一辺３００ｍｍ以上の大型であり、さらに最近は大型化の傾向が著しい。一辺が１０００ｍｍを超えるものも少なくなく、さらに、近い将来実施が予定されている第１０世代にものでは、一辺が２０００ｍｍを超える。このような大型基板に対して、均一な膜厚の膜を形成することは容易ではない。例えば、スパッタターゲットと被成膜基板の相対位置によって形成された膜に膜厚傾斜が生じることは、完全には避けられない。スパッタターゲット、または、基板を回転させながら成膜する場合に、回転軸を中心に膜厚変動が生じる懸念もある。さらに、成膜素材によって、複数のスパッタターゲットを用いる場合には、それぞれのターゲットと被成膜基板との相対距離に応じて、膜組成に傾斜が生じることもある。
【００１１】
一方、液晶製造装置に代表される表示装置製造用フォトマスクにおいては、主としてｉ線乃至ｇ線の波長範囲内で所定波長域を露光波長を用いて露光する。ここでフォトマスクに形成されるパターン寸法は、近年微細化の傾向がある。例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）製造用のフォトマスクにおいては、チャネル部に相当する部分を半透光部で形成し、それを挟んで隣接するソース、ドレインに相当する部分を、遮光部として形成することが行われる。液晶の動作速度を上げるため、或いは明るさを向上させるために、チャネル部の寸法は、微細化（例えば、３μｍ未満、さらには、２μｍ未満など）に向かっている。遮光部に挟まれた微細な半透光部は、露光機の解像度下、遮光部との境界において遮光部の影響を受け、半透光膜の固有の透過率より低い透過率を示し、または、透光部との境界においては、半透光膜の固有の透過率より高い透過率を示す。このような影響は、チャネル部の寸法が小さくなるほど顕著である。換言すれば、昨今の微細化されたグレートーンマスクにおいては、半透光部に相当するパターンの面積又は幅を適切に調節すれば、相当の自由度をもって、この部分の露光光透過量を制御できることを、発明者らは見出した。
【００１２】
以下、例示して説明する。
【００１３】
図８は、透明基板上に半透光膜１０２、及び遮光膜１０５をこの順に形成したフォトマスクブランクに対し、それぞれの膜にパターニングを施して、グレートーンマスクとしたものである。ここに示すように、半透光部１０１をなす半透光膜１０２は、スパッタリングによって透明基板１０３上に形成されるが、スパッタ時に生じる膜厚の不均一により、図８に示すように、いずれかの方向に膜厚の傾斜を有してしまうことがある。このような膜厚の傾斜は、スパッタターゲットと基板との間の相対位置によって生ずるものである。また、このような膜厚の傾斜は、図９に示すように、透明基板１０３の中央部と周辺部とで膜厚が異なる放射状の傾斜となる場合もある。
【００１４】
なお、このフォトマスクにおいて、遮光部１０４は、透明基板上の半透光膜１０２の上に遮光膜１０５が形成されることにより構成され、透光部１０６は、透明基板上で遮光膜１０５及び半透光膜１０２が除去されることにより構成されている。
【００１５】
これらのような半透光膜１０２が透明基板上に形成されたとき、膜厚の傾斜が生ずると、半透光部１０１における露光光の透過量が、グレートーンマスク上の位置に依って異なることとなる。すると、このグレートーンマスクを用いて形成される被転写体上のレジストパターンにおけるレジスト膜厚を、所定の膜厚に制御することができなくなってしまう。
【００１６】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、遮光部、透光部及び半透光部（グレートーン部）を有するフォトマスク（グレートーンマスク）であって、半透光部をなす半透光膜の膜厚に傾斜等の不均一が生じている場合であっても、半透光部における露光光の透過量がフォトマスク上の位置に依って上記不均一に影響されることなく、このグレートーンマスクを用いて形成されるレジストパターンにおけるレジスト膜厚を良好に制御することができるフォトマスクを提供することを目的とする。また、本発明は、このようなフォトマスクを製造することができるフォトマスクの製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
さらには、本発明は、同一の単位パターンを複数有するフォトマスクにおいて、半透光膜に上記不均一が生じても、該複数の単位パターンにおいて、半透光部の露光光透過率を一定に制御したフォトマスク、その製造方法を提供することも目的とする。
【００１８】
また、本発明は、グレートーンマスクにおいて、形成された半透光部の露光光透過率が所望値から外れていた場合であっても、このグレートーンマスクを用いて形成されるレジストパターンにおけるレジスト膜厚が所望値に制御できるフォトマスク及びその製造方法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】
前述の課題を解決し前記目的を達成するため、本発明は、以下の構成のいずれか一を有するものである。
【００２０】
〔構成１〕
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工程において用いる当該フォトマスクであって、透明基板上に遮光膜及び半透光膜が形成され該遮光膜及び半透光膜にそれぞれパターニングが施されることによって遮光部、透光部及び露光光を一部透過する半透光部が形成されたフォトマスクにおいて、半透光膜は、膜面における位置によって露光光の透過率が異なり、半透光膜の透過率分布によるばらつきを相殺する方向に、位置によって半透光部の幅が増減され、露光条件下で、複数の半透光部の実効透過率が略均一となる、パターニングが施されていることを特徴とするものである。
【００２１】
〔構成２〕
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エッチング加工におけるマスクとなる複数の同一形状の単位パターンを含むレジストパターンとなす工程において用いる当該フォトマスクであって、透明基板上に遮光膜及び半透光膜が形成され該遮光膜及び半透光膜にそれぞれパターニングが施されることによって遮光部、透光部及び露光光を一部透過する半透光部が形成されたフォトマスクにおいて、半透光膜は、膜面における位置によって露光光の透過率が異なり、半透光膜の透過率分布によるばらつきを相殺する方向に、位置によって半透光部の幅が増減され、露光条件下で、複数の単位パターンにおける半透光部の実効透過率がそれぞれ略均一となる、パターニングが施されていることを特徴とするものである。
【００２３】
〔構成３〕
構成２を有するフォトマスクにおいて、単位パターンにおける半透光部は、２つの遮光部の平行なエッジに挟まれた部分を有し、該２つのエッジの距離が、基板上の位置によって同一でないものとされていることを特徴とするものである。
【００２４】
〔構成４〕
構成１乃至構成３のいずれか一を有するフォトマスクにおいて、フォトマスクは、薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクであり、半透光部は、薄膜トランジスタのチャネル部を形成するものであることを特徴とするものである。
【００２５】
〔構成５〕
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エッチング加工におけるマスクとなる複数の同一形状の単位パターンを含むレジストパターンとなす工程において用いる当該フォトマスクを製造するフォトマスクの製造方法であって、透明基板上に遮光膜及び半透光膜を形成し該遮光膜及び半透光膜にそれぞれパターニングを施すことによって遮光部、透光部及び露光光を一部透過する半透光部を形成する工程を有するフォトマスクの製造方法において、半透光膜は、膜面における位置によって露光光の透過率が異なり、パターニングに先立ち、半透光膜の透過率分布を把握し、把握された透過率分布によるばらつきを相殺する方向に、位置によって半透光部の幅を増減させることによって、露光条件下で、複数の単位パターンの対応する半透光部の実効透過率が略同一となるように、パターニングの形状を決定することを特徴とするものである。
【００２６】
〔構成６〕
構成５を有するフォトマスクの製造方法において、透明基板上に半透光膜を形成した後に、この半透光膜の透過率を測定することにより、透過率分布を把握することを特徴とするものである。
【００２７】
〔構成７〕
構成５を有するフォトマスクの製造方法において、パターニングに先立ち、テスト基板上に半透光膜を形成し、この半透光膜の透過率を測定することにより、透過率分布を把握することを特徴とするものである。
【００２９】
〔構成８〕
構成６又は構成７を有するフォトマスクの製造方法において、測定された前記半透光膜の前記透過率に基づいて、遮光膜に形成するパターンを決定することを特徴とするものである。
【００３０】
〔構成９〕
構成５乃至構成８のいずれか一を有するフォトマスクの製造方法において、半透光部は、２つの遮光部の平行なエッジに挟まれた部分を有することを特徴とするものである。
【００３１】
〔構成１０〕
構成５乃至構成９のいずれか一を有す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、薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクであって、半透光部は、薄膜トランジスタのチャネル部を形成するものであることを特徴とするものである。
【００３２】
〔構成１１〕
構成５乃至構成１０のいずれか一を有するフォトマスクの製造方法において、パターニングを施した後に、半透光部の実効透過率を検査する検査工程を有し、検査工程においては、露光条件に近似した露光条件下において、遮光部、透光部及び半透光部の透過光データを得て、半透光部の実効透過率を測定することを特徴とするものである。
【００３３】
本発明においては、上記のような膜厚の不均一による基板上の位置による露光量透過率の不均一、又は、膜質の不均一に起因した、基板上の位置による露光量透過率の不均一を、半透光膜の成膜後の検査により把握することができる。
【００３４】
さらに、半透光膜の全体の透過率が所望値と異なるものであった場合でも、上記のようなグレートーンマスクにおいては、パターン形状によって、半透光部の実効透過率を所望値にすべく調整することも可能である。
【発明の効果】
【００３５】
構成１を有する本発明に係るフォトマスクにおいては、半透光膜は、膜面における位置によって露光光の透過率が異なり、半透光膜の透過率分布によるばらつきを相殺する方向に、位置によって半透光部の幅が増減され、露光条件下で、複数の半透光部の実効透過率が略均一となる、パターニングが施されているので、このフォトマスクを用いた所定の露光条件による被転写体に対する露光により、各半透光部に対応した領域のレジスト膜厚を良好に制御することができる。
【００３６】
構成２を有する本発明に係るフォトマスクにおいては、半透光膜は、膜面における位置によって露光光の透過率が異なり、半透光膜の透過率分布によるばらつきを相殺する方向に、位置によって半透光部の幅が増減され、露光条件下で、複数の単位パターンにおける半透光部の実効透過率がそれぞれ略均一となる、パターニングが施されているので、このフォトマスクを用いた所定の露光条件による被転写体に対する露光により、複数の単位パターンにおける対応する半透光部に対応した領域のレジスト膜厚を良好に制御することができる。
【００３８】
構成３を有する本発明に係るフォトマスクにおいては、単位パターンにおける半透光部は、２つの遮光部の平行なエッジに挟まれた部分を有し、該２つのエッジの距離が、基板上の位置によって同一でないものとされていることにより、このフォトマスクを用いた所定の露光条件による被転写体に対する露光により、複数の単位パターンにおける対応する半透光部に対応した領域のレジスト膜厚を良好に制御することができる。
【００３９】
本発明に係るフォトマスクは、構成４のように、薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクであって、半透光部は、薄膜トランジスタのチャネル部を形成するものとすることができる。
【００４０】
構成５を有する本発明に係るフォトマスクの製造方法においては、半透光膜は、膜面における位置によって露光光の透過率が異なり、パターニングに先立ち、半透光膜の透過率分布を把握し、把握された透過率分布によるばらつきを相殺する方向に、位置によって半透光部の幅を増減させることによって、露光条件下で、複数の単位パターンの対応する半透光部の実効透過率が略同一となるように、パターニングの形状を決定するので、所定の露光条件による被転写体に対する露光により複数の単位パターンにおける対応する半透光部に対応した領域のレジスト膜厚を良好に制御することができるフォトマスクを製造することができる。
【００４１】
構成６を有する本発明に係るフォトマスクの製造方法においては、透明基板上に半透光膜を形成した後に、この半透光膜の透過率を測定することにより、透過率分布を把握するので、所定の露光条件による被転写体に対する露光により複数の単位パターンにおける対応する半透光部に対応した領域のレジスト膜厚を良好に制御することができるフォトマスクを製造することができる。
【００４２】
構成７を有する本発明に係るフォトマスクの製造方法においては、パターニングに先立ち、テスト基板上に半透光膜を形成し、この半透光膜の透過率を測定することにより、透過率分布を把握するので、所定の露光条件による被転写体に対する露光により複数の単位パターンにおける対応する半透光部に対応した領域のレジスト膜厚を良好に制御することができるフォトマスクを製造することができる。
【００４４】
構成８を有する本発明に係るフォトマスクの製造方法においては、透過率の測定に基づいて、遮光膜に形成するパターンを決定するので、所定の露光条件による被転写体に対する露光により複数の単位パターンにおける対応する半透光部に対応した領域のレジスト膜厚を良好に制御することができるフォトマスクを製造することができる。
【００４５】
本発明に係るフォトマスクの製造方法は、構成９のように、半透光部は、２つの遮光部の平行なエッジに挟まれた部分を有するものとすることができる。
【００４６】
本発明に係るフォトマスクの製造方法は、構成１０のように、製造されるフォトマスクは、薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクであって、半透光部は、薄膜トランジスタのチャネル部を形成するものとすることができる。
【００４７】
構成１１を有する本発明に係るフォトマスクの製造方法においては、パターニングを施した後に半透光部の実効透過率を検査する検査工程を有し、この検査工程においては、露光条件に近似した露光条件下において、遮光部、透光部及び半透光部の透過光データを得て、半透光部の実効透過率を測定するので、所定の露光条件下における各半透光部の実効透過率を略均一とすることができる。
【００４８】
すなわち、本発明は、遮光部、透光部及び半透光部（グレートーン部）を有するフォトマスク（グレートーンマスク）であって、半透光部をなす半透光膜の膜厚に傾斜等の不均一が生じている場合であっても、半透光部における露光光の透過量がフォトマスク上の位置に依って上記不均一に影響されることなく、このグレートーンマスクを用いて形成されるレジストパターンにおけるレジスト膜厚を良好に制御することができる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、このようなフォトマスクを製造することができるフォトマスクの製造方法を提供することができるものである。
【００４９】
さらに、本発明は、同一の単位パターンを複数有するフォトマスクにおいて、半透光膜に上記不均一が生じても、該複数の単位パターンにおいて、半透光部の露光光透過率を一定に制御したフォトマスク、その製造方法を提供することができるものである。
【００５０】
また、本発明は、グレートーンマスクにおいて、形成された半透光部の露光光透過率が所望値から外れていた場合であっても、このグレートーンマスクを用いて形成されるレジストパターンにおけるレジスト膜厚が所望値に制御できるフォトマスク及びその製造方法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】
【００５１】
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。
【００５２】
〔本発明に係るフォトマスク〕
本発明に係るフォトマスクは、図１に示すように、透明基板１上に、遮光部２、透光部３及び半透光部（グレートーン部）４を有するグレートーンマスクである。このフォトマスクは、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露光装置により露光を行ってレジスト膜を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工程において用いられるものである。
【００５３】
なお、このフォトマスクは、特に、薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクとして使用するに好適であって、この場合には、半透光部４は、薄膜トランジスタのチャネル部を形成するものとなる。
【００５４】
本発明に係るフォトマスクは、以下のように作製することができる。すなわち、まず、透明基板１上に半透光膜５及び遮光膜６をこの順に積層されたフォトマスクブランクを用意する。このフォトマスクブランク上に、遮光部２及び半透光部４に対応する領域のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜６をエッチング（パターニング）する。次に、このレジストパターン、または、レジストパターンを除去し、遮光膜６をマスクとして、露出している半透光膜５をエッチング（パターニング）することにより、透光部３を形成する。次に、少なくとも遮光部２に対応する箇所を含む領域にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜６をエッチング（パターニング）することにより、半透光部４及び遮光部２を形成する。こうして、透明基板１上に、半透光膜５が形成された半透光部４と、遮光膜６及び半透光膜４の積層膜が形成された遮光部２と、透光部３とが形成されたフォトマスクを得ることができる。
【００５５】
また、本発明に係るフォトマスクは、図２に示すように、以下のように作製することもできる。すなわち、まず、透明基板１上に遮光膜６が形成されたフォトマスクブランクを用意する。このフォトマスクブランク上に、遮光部２に対応する領域のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜６をエッチング（パターニング）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し、透明基板１の全面に半透光膜５を成膜する。そして、半透光部４、または、半透光部４及び遮光部２に対応する領域にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして露出し、半透光膜５をエッチング（パターニング）することにより、透光部３及び半透光部４を形成する。こうして、透明基板１上に、半透光膜５が形成された半透光部４と、遮光膜６及び半透光膜５の積層膜が形成された遮光部２と、透光部３とが形成されたフォトマスクを得ることができる。
【００５６】
さらに、本発明に係るフォトマスクは、以下のように作製することもできる。すなわち、まず、透明基板１上に遮光膜６が形成されたフォトマスクブランクを用意する。このフォトマスクブランク上に、遮光部２及び透光部３に対応する領域のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜６をエッチング（パターニング）することにより、半透光部４に対応する領域の透明基板１を露出させる。次に、レジストパターンを除去し、透明基板の全面に半透光膜５を成膜し、遮光部２及び半透光部４に対応する領域にレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして、露出した半透光膜５並びに半透光膜５及び遮光膜６をエッチング（パターニング）することにより、透光部３、遮光部２及び半透光部４を形成する。
【００５７】
そして、本発明に係るフォトマスクにおいては、図１及び図２に示すように、半透光膜の透過率が、面内で不均一な部分を有する。図1、及び図２においては、半透光膜の膜厚に傾斜が生じているため、膜の位置によって、露光光の透過率が一定ではない。このほか、膜厚が一定であっても、成膜時の条件によっては、面内の位置によって、膜組成が均一でない場合が生じえる。なお、成膜はスパッタ法など、公知の方法を適用できる。
【００５８】
このようなとき、図1における半透光部４に隣接する遮光部２のパターンを調整することによって、露光条件下における半透光部の実効透過率を略均一とすることが可能である。以下、詳述する。
【００５９】
ここで、略均一とする、とは、少なくとも、半透光膜の位置による露光光透過率の不均一を減少させ、均一化させるものである場合をいう。すなわち、半透光部の実効透過率が均一化するものである。例えば、薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクである場合、半透光部の露光光透過率が、マスク有効面（パターン転写される領域）内で、２％以内であることが好ましい。さらには、１％以内であることが好ましい。
【００６０】
このようにするためには、半透光膜の、露光光透過率が高い部分において、該半透光部の露光光透過量を減じる調整を行い、及び／又は、露光光透過率が低い部分においては、該半透光部の露光光透過量を増加させる調整を行う。この調整は、パターン形状の調整で行い、遮光膜によって形成する遮光パターンの形成によって調整する。
【００６１】
このように、半透光部４をなす半透光膜５の透過率に応じて遮光膜パターンが調整されていることによって、露光装置における露光条件下における各半透光部４の実効透過率が略均一となされている。
【００６２】
すなわち、半透光部４をなす半透光膜５が、スパッタ等の成膜時に生じる膜厚の不均一により、いずれかの方向に膜厚の傾斜を有しており、透明基板１上の位置の違いに依り膜厚の違いによる透過率の差異を有していても、この透過率の差異に応じて遮光部２のパターンが調整されており、各半透光部４の実効透過率が略均一となされている。
【００６３】
半透光部４の実効透過率とは、露光光の半透光部４における透過光強度をＩｇとし、十分に広い透光部３における透過光強度をＩｗ、十分に広い遮光部２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いう。
Transmittance（実効透過率）＝｛Ｉｇ ／（Ｉｗ−Ｉｂ）｝×１００（％）
【００６４】
遮光部２のパターンの調整は、図１及び図２中に矢印Ａで示すように、半透光膜５の膜厚が薄く、半透光膜５そのものの透過率が高くなっている半透光部４において、この半透光部４の面積（幅）を狭くするように調整されている。
【００６５】
また、このフォトマスクにおける半透光膜５の膜厚の傾斜は、図３及び図４に示すように、透明基板１の中央部と周辺部とで膜厚が異なる放射状の傾斜となる場合もある。この場合においても、このフォトマスクにおいては、図３及び図４中に矢印Ａで示すように、半透光膜５の膜厚が薄く、半透光膜５そのものの透過率が高くなっている半透光部４において、この半透光部４の面積（幅）を狭くするように遮光部２のパターンが調整されており、各半透光部４の実効透過率が略均一となされている。
【００６６】
なお、半透光部４は、２つの遮光部２の平行なエッジに挟まれた部分を有しており、この部分においては、これらエッジ間の幅により、半透光部４の面積が調整される。
【００６７】
また、本発明に係るフォトマスクは、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及びカラーフィルター（ＣＦ）等の形成に使用するレジストパターンのように、複数の同一形状の単位パターンを含むレジストパターンを形成するためのフォトマスクとして構成されてもよい。この場合にも、半透光部４に隣接する遮光部２のパターンが、半透光部４をなす半透光膜５の透過率に応じて調整されていることにより、露光装置における露光条件下における複数の単位パターンにおける対応する半透光部４の実効透過率が略均一となされている。すなわち、この場合には、複数の単位パターンにおける各半透光部４のパターン形状は、非同一となっていることになる。
【００６８】
このフォトマスクにおいては、複数の単位パターンにおいて対応する半透光部４における半透光膜５の透過率の差異が、パターニングにより相殺され、複数の単位パターンにおける対応する半透光部４の実効透過率が略均一となされている。
【００６９】
なお、本発明のフォトマスクにおいては、半透光部の実効透過率Ｉｇは、１０％乃至８０％とすることができ、さらに好ましくは、２０％乃至６０％である。このようなフォトマスクにおいて、本発明の効果が顕著である。
【００７０】
本発明で用いる半透光膜は、膜としての固有の露光光透過率も、１０％乃至８０％、好ましくは、２０％乃至６０％のものを用いることができる。上記半透光膜としては、クロム化合物、Ｍｏ化合物、Ｓｉ、Ｗ、Ａｌ等が挙げられる。これらのうち、クロム化合物には、酸化クロム（ＣｒＯｘ）、窒化クロム（ＣｒＮｘ）、酸窒化クロム（ＣｒＯｘＮ）、フッ化クロム（ＣｒＦｘ）や、これらに炭素や水素を含むものがある。Ｍｏ化合物としては、ＭｏＳｉｘのほか、ＭｏＳｉの窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物などが含まれる。また、形成されるマスク上の半透光部の透過率は、上記半透光膜５の膜材質と膜厚との選定によって設定される。
【００７１】
遮光膜は、クロムを主成分とするものを使用することができる。または、遮光膜は、クロムを主成分とする膜と、クロム化合物（ＣｒＮ、ＣｒＣなど）による反射防止膜の積層膜としもよく、好ましく用いられる。
【００７２】
ところで、前述のようなフォトマスクを用いたレジストパターンの形成においては、例えば、ｉ線乃至ｇ線に波長範囲を有する光源を備えた露光装置を用いて、被転写体上に設けられたレジスト膜に対し、フォトマスクを介しての露光を行う。このような露光によって得られる被転写体上のレジストパターンは、必ずしも、フォトマスクにおける遮光部２、透光部３及び半透光部４からなるパターンと常に同一のパターンにはならない。
【００７３】
例えば、露光装置ごとに光源の波長特性が異なり、また、露光装置の光源の経時変化もあるので、同一のフォトマスクを用いたとしても、これを透過した露光光の強度パターンが同一とは限らないのである。
【００７４】
すなわち、グレートーンマスクを用いる場合には、露光装置の光源の分光特性により、半透光部４の透過率は異なったものとなる。これは、所定の半透光性の材料からなる半透光膜の透過率は、波長依存性を有するためである。したがって、本発明において透過率を測定する場合には、実際の転写工程に用いる露光装置の条件を反映した条件で行うことが好ましい。
【００７５】
さらに、パターニングされたフォトマスクの半透光部について、その透過率を評価する場合には以下の点に留意が必要である。半透光部４を実際に透過する露光光の光量は、露光装置の光学系の特性のみでなく、グレートーンマスクにおけるパターンの形状にも影響されて変動する。例えば、露光装置の光源の分光特性によってパターンの解像度が変わるため、半透光部４を透過する露光光の光強度は変化する。
【００７６】
特に、チャネル部が微細化する傾向にあるＴＦＴの製造においては、露光装置の光学特性及びパターンの形状による露光光の透過特性の変動を看過することができないことが、本発明者によって見出された。
【００７７】
上述のとおり、グレートーンマスクにおいては、半透光部における透過光強度をＩｇとし、十分に広い透光部における透過光強度をＩｗ、十分に広い遮光部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、半透光部の実効透過率とすることができる。
Transmittance（実効透過率）＝｛Ｉｇ ／（Ｉｗ−Ｉｂ）｝×１００（％）
【００７８】
このような半透光部の実効透過率は、半透光部の面積が露光装置の解像度に対して十分に大きい場合には、半透光部における半透光膜の固有の透過率に等しいと考えることができる。しかし、半透光部の面積が微小になった場合には、半透光部に隣接する遮光部、または、透光部の影響により、半透光部の実効透過率は、半透光膜の固有の透過率とは異なる値となる。すなわち、この場合には、半透光膜の固有の透過率を実効透過率として扱うことはできなくなる。
【００７９】
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半透光部とし、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って、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（解像されず）、チャネル部の露光光の透過率は、半透光膜の固有の透過率よりも低くなる。さらに、隣接する透光部との境界においては、透過率が高くなる。
【００８０】
したがって、上記事情を踏まえた、実効透過率の測定や評価にあたっては、露光条件を近似し、反映した透過率測定方法、及び装置を用いることが有効である。
【００８１】
〔本発明に係るフォトマスクの製造方法〕
本発明に係るフォトマスクの製造方法は、本発明に係るフォトマスクを製造する方法であって、前述したように、透明基板１上に遮光膜６及び半透光膜５を形成し、これらにパターニングを施すことによって、遮光部２、透光部３及び半透光部４を形成する工程を有する。そして、半透光部４に隣接する遮光部２のパターンを、半透光部４をなす半透光膜５の透過率に応じて調整することにより、露光装置における露光条件下における各半透光部４の実効透過率を略均一とするものである。
【００８２】
また、前述したように、複数の同一形状の単位パターンを含むレジストパターンを形成するためのフォトマスクを製造する場合においても、半透光部４に隣接する遮光部２のパターンを、半透光部４をなす半透光膜５の透過率に応じて調整することにより、露光装置における露光条件下における複数の単位パターンにおける対応する半透光部４の実効透過率を略均一とするものである。
【００８３】
このような遮光部２のパターンの調整は、図１及び図３に示すように、透明基板１上に半透光膜５が形成されこの半透光膜５上に遮光膜６が形成されたフォトマスクにおいては、まず、透明基板１上に半透光膜５を形成した後に、この半透光膜５の透過率を測定する。この透過率測定は、フォトマスクの有効エリア（転写が行われる領域）においての透過率の面内分布を測定することが好ましい。そして、パターニングを施すにあたっては、測定された半透光膜５の透過率（透過率分布）に基づいて、複数の単位パターンにおいて対応する半透光部４における半透光膜５の透過率が略均一となるように決定する。例えば、半透光膜の位置による透過率の差異を相殺するパターンを決定する。
【００８４】
そして、このように決定されたパターンをパターニングすることによって、複数の単位パターンにおける対応する半透光部４の実効透過率を略均一とすることができる。
【００８５】
以上の工程は、例えば、以下のようになる。
【００８６】
(1)透明基板上に、半透光膜を成膜する。
【００８７】
(2)半透光膜上に、遮光膜を成膜する。
【００８８】
(3)さらに最上層としてレジスト膜を塗布し、レジスト膜付フォトマスクブランクを作成する。
【００８９】
(4)(3)のフォトマスクブランクに、レーザー光などによって第１パターン描画し、現像することによって、第1レジストパターンを形成する。
【００９０】
(5)(4)のレジストパターンをマスクとして、遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する。ここでドライエッチングを適用しても、ウエットエッチングを適用しても良い。
【００９１】
(6)さらに、上記レジストパターン又は、遮光膜パターンをマスクとして、半透光膜をエッチングし、半透光膜パターンを形成する。
【００９２】
(7)レジストパターン除去後、新たに、レジスト膜を塗布し、レーザー光などにより、第２パターンを描画し、現像する。
【００９３】
(8)形成された第2レジストパターンをマスクに、遮光膜をエッチングする。
【００９４】
(9)レジストパターンを除去して、フォトマスクとなる。
【００９５】
ここで、(1)の工程後に透過率を測定し、有効エリア内の透過率分布を把握することができる。このときは、検査装置を用い、実際にフォトマスクを使用する際に適用する波長域の露光光を用いるとすることが好ましい。そして、有効エリア内に透過率の分布が存在した場合（例えば、目標透過率Ａ±α％に対して、面内の平均値がＡ±αの範囲に入っていたとしても、そのばらつきが２％を超える場合など）、その面内ばらつきを相殺するための遮光膜パターンを決定する。薄膜トランジスタ製造用フォトマスクであれば、チャネル部に相当する２つの遮光部エッジによって挟まれた半透光部の幅を、上記ばらつきを相殺する方向に、面内の位置によって増減させたパターンデータを作成する。上記例では、上記第２パターンの描画データ作成時にこれを行う。
【００９６】
なお、上記例では、第１パターンのパターニングで透光部を画定し、第２パターンのパターニングで半透光部と遮光部を画定したが、例えば、第１パターンのパターニングで半透光部をまず画定し、ついで、透光部と遮光部とを画定してもよい。この場合には、面内の透過率分布の測定結果は、第１パターンの描画データに利用される。
【００９７】
また、遮光部２のパターンの調整は、図２及び図４に示すように、透明基板１上に遮光膜６が形成されこの遮光膜６上に半透光膜５が形成されたフォトマスクにおいては、以下の工程によって作製することができる。
【００９８】
(1)透明基板上に、遮光膜を成膜する。
【００９９】
(2)遮光膜上にレジスト膜を塗布する。
【０１００】
(3)(2)のレジスト膜上に、レーザー光などによって第１パターン描画し、現像することによって、第1レジストパターンを形成する。
【０１０１】
(4)上記レジストパターンをマスクとして、遮光膜をエッチングし、遮光膜パターンを形成する。
【０１０２】
(5)レジストパターンを除去後、遮光膜パターン上を含む全面に、半透光膜を成膜する。
【０１０３】
(6)レジスト膜を塗布する。
【０１０４】
(7)(6)のレジスト膜上に、レーザー光などで第２パターンを描画し、現像することにより、第２レジストパターンを形成する。
【０１０５】
(8)第2レジストパターンをマスクに、半透光膜をエッチングする。
【０１０６】
(9)レジストパターンを除去して、フォトマスクとする。
【０１０７】
ここで、(5)の工程の後に半透光膜の透過率面内分布を測定しても、その結果を、遮光膜パターンに反映させることができない。遮光膜パターンは既に透明基板上に形成されているからである。しかしながら、上記半透光膜と同じ条件下で、予めテスト基板に同組成の半透光膜を成膜し、その透過率分布を測定することによって、上記成膜条件に起因する成膜上の透過率面内ばらつき要素を定量的に把握することができる。
【０１０８】
この透過率分布データをもって、予め、上記第1パターンの描画に用いる描画データを作成しておけばよい。すなわち、有効エリア内において透過率のばらつきが存在する場合には、そのばらつきを相殺し、有効面内における半透光部の透過率が略均一となるように、補正データを作成しておくとよい。
【０１０９】
例えば、フォトマスクに、同一形状の単位パターンが含まれる場合には、それらの間で、対応する半透光部の実質透過率が略均一となるパターンデータを作成しておくことができる。このような、シミュレーションにも、後述する装置が有利に利用できる。
【０１１０】
なお、本発明のフォトマスクの製造方法においては、パターニングを施した後に、半透光部４の実効透過率を検査する検査工程を置いてもよい。この検査工程においては、露光装置における露光条件に近似した露光条件下において、遮光部２、透光部３及び半透光部４の透過光データを得て、半透光部４の実効透過率を測定することができる。
【０１１１】
〔本発明に係るフォトマスクの製造方法におけるパターニングの調整〕
このフォトマスクの製造方法において、遮光部２のパターンの調整は、具体的には、以下のようにして行う。すなわち、図５に示すように、透明基板１上、または、テスト基板上に半透光膜５を成膜し、この半透光膜５の透過率分布を測定する。この透過率分布の測定は、露光装置における露光条件に近似した露光条件を作り出し、この露光条件下において測定する。
【０１１２】
さらに、本発明のフォトマスクを製造のち、検査によって、その透過特性を評価する場合にも、露光装置における露光条件に近似した露光条件下において、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て検査することができる。さらには、所定のパターンをもつグレートーンマスクを用いて、被転写体にレジストパターンを形成したときに、どのようなレジストパターンが形成されるかについての相関関係を、複数のグレートーンマスクについて予め把握し、データベースとしておくこともできる。これによって、半透光膜に生じ得る透過率分布を相殺して、略均一な透過率となすためのパターンデータの作成が容易に行える。
【０１１３】
露光装置における露光条件に近似した露光条件とは、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、このような露光条件とは、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、実際の露光装置のＮＡに対して、±０．００５である場合が例示される。また、σが略同一であるとは、実施の露光装置のσに対して±０．０５の範囲であることが例示される。なお、結像光学系のみでなく、照明光学系のＮＡも略同一であることが好ましい。
【０１１４】
このような推測を行うことにより、図６に示すように、半透光部４の領域の大きさ（遮光部２によって挟まれた半透光部４の幅など）の変化に対する、この半透光部４の実効透過率の変化（露光光の透過量変化）に関するデータを得ることができる。
【０１１５】
本発明においては、このような半透光部４の実効透過率についてのデータと、半透光膜５の透過率分布のデータとに基づいて、例えば、一対の平行な遮光部２のエッジで挟まれた半透光部４の形状、該一対の平行な遮光部２のエッジ間の間隔を決定することができる。すなわち、半透光部４を挟む一対の平行な遮光部２のエッジ間の間隔を調整することにより、半透光膜５の透過率の差異を相殺することができる。
【０１１６】
すなわち、図６に示すように、一対の平行な遮光部２のエッジで挟まれた半透光部４の幅を狭くすると、半透光部４の実効透過率は低くなる。逆に、一対の平行な遮光部２のエッジで挟まれた半透光部４の幅を広くすると、半透光部４の実効透過率は高くなる。したがって、半透光膜５の透過率が所望の透過率よりも高い（膜厚が薄い）場合には、半透光部４の幅（一対の平行な遮光部２間の距離）を狭くする補正を行う。逆に、半透光膜５の透過率が所望の透過率よりも低い（膜厚が厚い）場合には、半透光部４の幅（一対の平行な遮光部２間の距離）を広くする調整を行う。なお、半透光部４の幅と実効透過率との関係は、図６に示すように、露光条件によっても変化するので、所定の露光条件におけるデータを用いて、調整を行う。
【０１１７】
また、上記のように半透光部の幅によって、フォトマスク有効エリア全域に渡って、半透光部の露光光透過率を調整することも可能である。すなわち、透明基板上に半透光膜を形成したのちに透過率を測定し、測定した透過率データに基づいて、所望の実効透過率をもつ半透光部を得るためのパターン形状を決定することも可能である。
【０１１８】
〔検査装置について〕
本発明に係るフォトマスの製造方法において、前述のようなパターンの調整をするにあたっては、図７に示すように、検査装置を使用することができる。この検査装置においては、透明基板１、または、テスト基板は、保持手段１３によって保持される。この検査装置は、所定波長の光束を発する光源１１を有している。この光源１１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。
【０１１９】
また、この検査装置は、光源１１からの検査光を導き、保持手段１３により保持された透明基板１、または、テスト基板に検査光を照射する照明光学系１２を有している。この照明光学系１２は、開口数（ＮＡ）を可変とするため、絞り機構を備えている。さらに、この照明光学系１２は、透明基板１、または、テスト基板における検査光の照射範囲を調整するための視野絞りを備えていることが好ましい。この照明光学系１２を経た検査光は、保持手段１３により保持された透明基板１、または、テスト基板に照射される。
【０１２０】
透明基板１、または、テスト基板に照射された検査光は、この透明基板１、または、テスト基板を透過して、対物レンズ系１４に入射される。この対物レンズ系１４は、絞り機構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１４は、例えば、透明基板１、または、テスト基板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）１４ａ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）１４ｂとを備えたものとすることができる。
【０１２１】
この検査装置においては、照明光学系１２の開口数と対物レンズ系１４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１２の開口数の対物レンズ系１４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。
【０１２２】
対物レンズ系１４を経た光束は、撮像手段１５により受光される。この撮像手段１５は、透明基板１、または、テスト基板の像を撮像する。この撮像手段１５としては、例えば、ＣＣＤ等の撮像素子を用いることができる。
【０１２３】
そして、この検査装置においては、撮像手段１５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。
【０１２４】
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線が同一である強度比の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線が１：２：１の強度比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。
【０１２５】
この検査装置においては、照明光学系１２と、対物レンズ１４系及び撮像手段１５とは、主平面を略鉛直として保持された透明基板１、または、テスト基板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１２、対物レンズ１４系及び撮像手段１５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。この移動手段は、照明光学系１２、対物レンズ系１４及び撮像手段１５を、それぞれの光軸を互いに一致させつつ、透明基板１、または、テスト基板の主平面に対して平行に移動させることができる。
【０１２６】
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１４及び撮像手段１５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１４及び撮像手段１５を、互いに独立的に、透明基板１、または、テスト基板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１４及び撮像手段１５が独立的に光軸方向に移動可能であることにより、透明基板１、または、テスト基板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１４のフォーカスをオフセットし、撮像手段１５により、透明基板１、または、テスト基板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、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。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】半透光膜が透明基板上に形成された本発明に係るフォトマスクの構成を示し、半透光膜の膜厚が一方向に傾斜している状態を示す断面図である。
【図２】遮光膜が透明基板上に形成された本発明に係るフォトマスクの構成を示し、半透光膜の膜厚が一方向に傾斜している状態を示す断面図である。
【図３】半透光膜が透明基板上に形成された本発明に係るフォトマスクの構成を示し、半透光膜の膜厚が放射状に傾斜している状態を示す断面図である。
【図４】遮光膜が透明基板上に形成された本発明に係るフォトマスクの構成を示し、半透光膜の膜厚が放射状に傾斜している状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係るフォトマスクの製造方法において、半透光膜の透過率分布の測定結果を示す平面図及びグラフである。
【図６】本発明に係るフォトマスクの製造方法において、一対の平行な遮光部のエッジで挟まれた半透光部の中央部における実効透過率を示すグラフである。
【図７】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８】従来のフォトマスクの構成を示し、半透光膜の膜厚が一方向に傾斜している状態を示す断面図である。
【図９】従来のフォトマスクの構成を示し、半透光膜の膜厚が放射状に傾斜している状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  透明基板
２  遮光部
３  透光部
４  半透光部
５  半透光膜
６  遮光膜
【図１】
0005254581.tif 000002
【図２】
0005254581.tif 000003
【図３】
0005254581.tif 000004
【図４】
0005254581.tif 000005
【図７】
0005254581.tif 000006
【図８】
0005254581.tif 000007
【図９】
0005254581.tif 000008
【図５】
0005254581.tif 000009
【図６】
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