专利名称：光掩模的检查方法、光掩模的制造方法、电子部件的制造方法、测试掩模及测试掩模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检査电子部件的制造中所使用的光掩模的性能 的光掩模的检查方法、包括基于该检查方法的检査工序的光掩模的制造方 法、使用了由这种制造方法得到的光掩模的电子部件制造方法、以及可应 用于所述光掩模的检查方法的测试掩模及测试掩模组。
特别是，本发明涉及一种在以平板显示装置(FPD)为代表的显示装 置制造用的光掩模的制造中、尤其在液晶显示装置制造例如在薄膜晶体管 (TFT)制造、滤色板(CF)制造有用的光掩模的制造中所使用的检查方法等。
背景技术：
目前，关于光掩模的性能的检查，日本特开平5 — 249646号公报(专 利文献l)公开了一种装置，其利用摄像元件(CCD)检测出作为检査对 象的曝光用光掩模的透射照明光的强度分布从而检查光掩模的缺陷。在该 装置中，使检査光聚焦于形成有0.3^m左右间距的微观图形的光掩模并进 行照射，使穿过该光掩模的检查光进行放大照射，就能用分辨率7pm左右 的CCD进行摄像。这种检査装置具有使摄像元件从焦点位置起偏移进行 摄像的控制装置。据称，这种装置具有在包括实际曝光时的焦点偏移的影 响的状态下能够检查光掩模并进行评价的效果。
另外，日本特开平4一328548号公报(专利文献2)公开了一种检查 装置，其可对由曝光装置实际转印于晶片的光掩模的缺陷及杂质进行检 查。这种装置除了可由现有的检查装置检测出的缺陷及杂物之外，还可检 测出相位移动掩模及分划板的透射部的移动件的缺陷、以及曝光波长依赖 性的掩模基板部的缺陷等。
但是，在使用如上所述的检查装置进行光掩模的检查时，若所使用的检查装置中的摄像时的条件与使用光掩模的实际曝光时的条件不匹配，则 难以对检査结果准确地进行评价。
另外，例如在使用用于IC制造的小型投影式曝光装置的情况下，由 于在曝光装置中使用的光源是单波长光源，因而光源的分光特性、抗蚀膜 的光谱灵敏度特性及摄像装置的光谱灵敏度特性等要素都不成问题。但 是，在各种电子部件的制造工序，由于使用由光源的分光特性、抗蚀膜或 者显影装置的光谱灵敏度特性等要素影响的曝光条件，因而利用现有的检 査装置不能进行正确的检査。
于是，本发明者们首先提出了一种检査方法及其使用的检查装置，其 中，在对检查对象即光掩模照射规定波长的光束且利用摄像装置摄像穿过 了该光掩模的光束进而求出光强度数据的光掩模的检査方法中，作为照射 的光束至少包括g线、h线或者i线的一种，或者使用包括其中任意两种 以上混和后的光束，且该光束介由波长选择过滤片照射到光掩模。
在该检查方法中，可使用具有与使用光掩模进行实际曝光的曝光装置 相同的分光特性的光源来对光掩模进行检查，进而实际曝光时的光透射量 及析像力可在某种程度再现或者近似。
因此，在该检查方法中，由使用了光掩模的实际曝光所形成的抗蚀图 形或者以这种抗蚀图形为掩模对被加工层进行蚀刻所得到的被加工层图 形是否良好，不进行实际的曝光及显影就可预测。另外，利用这种检査方 法，不仅只判断光掩模是否良好，而且对光掩模是否需要修正进行判断、 是否可修正、修正的方法等意见有一定把握。
但是，在该检查方法中，有时难以完全反应出用于实际曝光的曝光装 置的曝光条件、即光源的分光特性及析像力等。另外，形成抗蚀膜的抗蚀
材料的光谱灵敏性及为了取得透射光的数据而使用的摄像装置(CCD等)
的光谱灵敏度特性等起因于曝光装置以外的主要原因，还有条件匹配的困难。
发明内容
因此，本发明提供一种光掩模的检査方法，对作为检查对象的光掩模 照射规定波长的光束，利用摄像装置摄像穿过该光掩模的光束进而求出光强度数据，该检查方法中，与实际曝光的曝光装置的条件匹配良好地进行 并且实际曝光条件及其它条件的相关可定量掌握；再有，提供一种包括用 这种检査方法进行的检查工序的光掩模的制造方法；提供一种使用由这种
制造方法得到的光掩模的电子部件制造方法，另外，还提供一种应用于这 种光掩模的检查方法的测试掩模及测试掩模组。
为了解决上述课题、实现上述目的，本发明者们锐意研究的结果取得 下述发现，即，居于在所述检查方法执行中所使用的检查装置(模拟器) 与进行实际曝光的曝光装置之间，或者，使用用于提供检查装置可设定适 合检查的条件的想法的测试掩模是有用的。
艮p，本发明的光掩模的检查方法通常具有下述的构成之一。
构成1
一种光掩模的检查方法，该光掩模为了使在要被蚀刻加工的被加工层 上形成的抗蚀膜成为蚀刻加工中的掩模的抗蚀图形，被用来对抗蚀膜进行
规定图形的曝光，其特征在于，该光掩模的检查方法具有下述工序使用 形成有规定测试图形的测试掩模，对测试用抗蚀膜进行曝光，从而得到显 影后的测试用抗蚀图形的工序；对测试用抗蚀图形、或者以该测试用抗蚀
图形为掩模而蚀刻被加工层所得到的测试用被加工层图形进行测量，得到
实际曝光测试图形数据的工序；在规定的光学条件下对测试掩模进行光照 射，通过摄像装置取得该测试掩模的光透射图形，根据得到的光透射图形 得到光透射测试图形数据的工序；对实际曝光测试图形数据和光透射测试 图形数据进行比较的工序；在与规定的光学条件相同的或者不同的条件下 对作为检査对象的光掩模进行光照射，并通过摄像装置得到该检查对象光 掩模的光透射图形的工序。根据由比较工序得到的比较结果和检查对象光 掩模的光透射图形，对作为检査对象的光掩模进行评价。
在此，所谓被加工层是被转印体具有的所期望的功能性的层，既可以 是单层也可以是叠层。这种被加工层一般可根据被转印体的用途来设计。
构成2
在具有构成l的光掩模的检査方法中，其特征在于，作为检査对象的 光掩模的光透射图形的取得所适用的光学条件，是基于比较工序所得到的 比较结果来进行设定的。构成3
在具有构成1或者构成2的光掩模的检查方法中，其特征在于，就测 试用抗蚀图形而言，其抗蚀层的厚度具有阶段性或者连续性变化的部分。 构成4
在具有构成1 3的任一构成的光掩模的检查方法中，其特征在于， 在通过摄像装置取得测试掩模的光透射图形之际，作为规定的光学条件预 先准备有多个条件，且针对各种条件进行取得。
构成5
在具有构成2 4的任一构成的光掩模的检查方法中，其特征在于， 还包含下述工序，即，在根据比较结果设定了光学条件之后，利用该设定 再次对测试掩模进行光照射并通过摄像装置取得光透射图形且得到光透 射测试图形数据，再次进行与实际曝光测试图形数据的比较，作为新的比 较结果。
构成6
在具有构成1 5的任一构成的光掩模的检查方法中，其特征在于， 光学条件至少包含下述条件之一，§卩，为了取得光透射图形而使用的物镜 系统的数值孔径、照明光学系统的数值孔径对物镜系统的数值孔径之比、 照射光的分光特性以及散焦量。
构成7
在具有构成1 5的任一构成的光掩模的检査方法中，其特征在于， 形成测试用抗蚀图形的材料，是与形成在使用作为检查对象的光掩模的状 态下被曝光的抗蚀膜的抗蚀材料相同的材料。
构成8
在具有构成1 7的任一构成的光掩模的检查方法中，其特征在于， 基于由比较工序得到的比较结果，掌握实际曝光测试图形数据和光透射测 试图形之间的相关关系，根据该相关关系和检查对象光掩模的光透射图 形，对作为检查对象的光掩模进行评价。
构成9
在具有构成1 8的任一构成的光掩模的检査方法中，其特征在于，
作为检查对象的光掩模具有使曝光光束透射的透射部、遮挡曝光光束的遮光部以及使曝光光束的一部分减低并透射的灰色调部。 构成10
在具有构成1 9的任一构成的光掩模的检查方法中，其特征在于， 在测试掩模上形成有包括排列了多个单位图形的部分的测试图形，多个单 位图形基于一定的规律使图形形状逐次变化。
构成11
在具有构成1 9的任一构成的光掩模的检査方法中，其特征在于， 在测试掩模上形成有包括排列了多个单位图形的部分的测试图形，多个单 位图形具有基于一定的规律使图形形状逐次变化的部位。
构成12
在具有构成10或者构成11的光掩模的检査方法中，其特征在于，基 于一定的规律的图形形状的逐次变化，是线宽的变化。 构成13
在具有构成10或者构成11的光掩模的检査方法中，其特征在于，基 于一定的规律的图形形状的逐次变化，是相对于曝光光束的有效透射率的 变化。
另外，本发明的光掩模的制造方法一般具有下述的构成。 构成14
一种光掩模的制造方法，其特征在于，具有检查工序，该检査工序执 行具有构成1 13的任一构成的光掩模的检査方法。
本发明的电子部件的制造方法一般具有下述的构成。 构成15
一种电子部件的制造方法，其特征在于，具有如下工序，使用根据具 有构成14的光掩模的制造方法制造的光掩模，对形成于电子部件制造用 的被加工层上的抗蚀膜进行曝光。
本发明的测试掩模一般具有下述的构成。
构成16
一种测试掩模，其用于光掩模的检査，该光掩模为了使在要被蚀刻加 工的被加工层上的抗蚀膜成为作为蚀刻加工的掩模的抗蚀图形，被用来对 抗蚀膜进行规定图形的曝光；而且，该测试掩模形成有测试图形，该测试图形具有使曝光光束透射的透射部、遮挡曝光光束的遮光部以及使曝光 光束的一部分减低并透射的灰色调部；其特征在于，测试图形包含排列 有基于一定的规律其图形形状逐次变化的多个单位图形的部分；多个单位
图形分别具有灰色调部；各单位图形的灰色调部的面积，根据一定的规律
而互不相同。
这种测试掩模，在相对于薄膜晶体管制造用的灰色调掩模的沟道部宽 度的差异所形成的抗蚀图形形状可近似、评价上是有用的。
构成17
一种测试掩模，其用于光掩模的检查，该光掩模为了使在要被蚀刻加 工的被加工层上的抗蚀膜成为作为蚀刻加工的掩模的抗蚀图形，被用来对
抗蚀膜进行规定图形的曝光；而且，该测试掩模形成有测试图形，该测试
图形具有使曝光光束透射的透射部、遮挡曝光光束的遮光部以及使曝光 光束的一部分降低并透射的灰色调部；其特征在于，测试图形包含排列
有基于一定的规律其图形形状逐次变化的多个单位图形的部分；多个单位 图形分别具有灰色调部；各单位图形的灰色调部在规定曝光条件下的有效 透射率，根据一定的规律而互不相同。
在此，所谓有效透射率按下述方式定义，即，在充分宽的面积的透光 部的曝光透射率设为100%时拥有具有从其降低规定量后的透射率(例如 40 60%)的灰色调部的灰色调掩模中，通过曝光装置使该灰色调掩模曝 光后，灰色调部的有效曝光光束的透射率随着图形的面积、用于曝光装置 的光学系统的析像力等而不同。即，在灰色调掩模的曝光条件下，在相对 于曝光光束的透射部的透射率设为100%、遮光部的透射率设为0%时，是 指实际透射灰色调部的透射光的透射率。例如，当使用持有在灰色调部成 膜了透射光量小于100%的(例如20 80%)半透光性的膜的灰色调部的 光掩模(下面称为"半透光膜型灰色调掩模")、来制造灰色调掩模时，与 形成有遮光膜的部分相邻的半透光膜部分的光透射率，由于按曝光装置的 析像力就未被完全析像而模糊(浑浊)，因而是一种包含比形成同一膜的 具有无限宽度的半透光膜部分低的部分的透射率。
艮口，在实际使用半透光膜型灰色调掩模时，确定作为灰色调部形成的 抗蚀图形的形状的，不是作为半透光膜的透射率，而是在曝光条件下的模糊(浑浊)的状态的透射率，将其称作有效透射率。如上所述，有效透射 率除膜自身的透射率之外，是一种作为曝光装置的析像力及图形的形状产 生影响后的结果的透射率。半透光膜形成部分越微细、相邻的遮光膜的影 响越大，则有效透射率越低。
同样，即使在通过具有曝光条件下的析像界限以下的遮光性或者半透 光性的微细图形而拥有降低透射光量的灰色调部的光掩模(下面称为"微 细图形型灰色调")，也可将反映曝光装置的析像力及图形的形状的实际曝 光条件下的透射率作为有效透射率使用。
构成18
在具有构成16或者构成17的测试掩模中，其特征在于，测试图形具 有与两个以上的遮光部相邻并被这些遮光部夹持的灰色调部。 构成19
在具有构成18的测试掩模中，其特征在于，两个以上的遮光部，通 过使线宽阶段性不同而使两个遮光部之间的间隔阶段性变化。
这种测试掩模，在相对于薄膜晶体管制造用的灰色调掩模的沟道部宽 度的变化所形成的抗蚀图形形状可近似、评价上是有用的。
构成20
在具有构成16或者构成17的任一构成的测试掩模，其特征在于，测 试图形具有灰色调部，该灰色调部具有曝光时的规定的光学条件下的析像 分辨极限以下的线宽的图形。
对这种灰色调部的图形进行评价，在薄膜晶体管制造用的光掩模中， 对于制造与源极、漏极部相邻并被它们夹持的沟道部的抗蚀图形形状进行 评价方面非常有用。
构成21
在具有构成16 19的任一构成的测试掩模中，其特征在于，单位图 形具有灰色调部，该灰色调部形成有使曝光光束减低规定量而透射的半透 射性的膜。
本发明的光掩模组具有下述的构成。
构成22
一种测试掩模组，包含测试掩模，其用于光掩模的检查，该光掩模为了使在要被蚀刻加工的被加工层上的抗蚀膜成为所述蚀刻加工的掩模 的抗蚀图形，被用来对所述抗蚀膜进行规定图形的曝光；和与所述测试掩 模有关的数据；其特征在于，数据是以规定的光学条件对测试掩模进行光 照射，通过摄像装置取得该测试掩模的光透射图形，且根据得到的光透射 图形得到的光透射测试图形数据。
构成23
在构成22的测试掩模组中，其特征在于，光透射测试图形数据是对 测试掩模基于在多个不同的光学条件下的光透射图形而得到的数据。
在具有构成l的本发明的光掩模的检査方法中，具有下述工序使用
形成有规定的测试图形的测试掩模，对测试用抗蚀膜进行曝光，从而得到
显影后的测试用抗蚀图形的工序；对测试用抗蚀图形，或者以该测试用抗
蚀图形为掩模而蚀刻被加工层所得到的测试用被加工层图形进行测量，得
到实际曝光测试图形数据的工序；在规定的光学条件下对测试掩模进行光 照射，通过摄像装置取得该测试掩模的光透射图形，根据得到的光透射图 形得到光透射测试图形数据的工序；对实际曝光测试图形数据和光透射测 试图形数据进行比较的工序；以与规定的光学条件相同的或者不同的条件 对作为检查对象的光掩模进行光照射，并通过摄像装置得到该检查对象光 掩模的光透射图形的工序；其中，根据由比较工序得到的比较结果和检查 对象光掩模的光透射图形，对作为检查对象的光掩模进行评价。因此，可 很好地进行与进行实际曝光的曝光装置的条件匹配。
本发明在检查对象的光掩模为显示装置制造用光掩模的情况下特别 有效。显示装置制造用光掩模，是在电子部件制造用光掩模中以平板显示 装置为代表的显示装置制造用的光掩模，例如，液晶显示、等离子体显示 屏、电致发光制造用的光掩模，用途不限。特别是在液晶显示装置制造用， 例如薄膜晶体管(TFT)制造、滤色板(CF)制造用的光掩模方面，本发 明具有明显的效果。
在具有构成2的本发明的光掩模的检査方法中，由于作为检查对象的 光掩模的光透射图形的取得所适用的光学条件，是基于比较工序得到的比 较结果来设定的，因而可以很好地进行与进行实际曝光的曝光攀置的条件 匹配。在具有构成3的本发明的光掩模的检査方法中，其特征在于，测试用 抗蚀膜图形，其抗蚀膜的厚度具有阶段性或者连续性变化的部分，具有遮 光部、透光部及灰色调部，该灰色调部使光掩模使用时运用的曝光光束的 透射量按规定量降低，可很好地进行用于在被转印体上形成厚度阶段性或 者连续性不同的抗蚀图形的光掩模检查。
但是，在本发明作为检查对象的光掩模既可以是双态掩模，也可以是 灰色调掩模。特别是本发明的效果的显著之处在于，具有遮光部、透光部 及灰色调部，其使曝光光束的透射量按规定量降低，在用于在被转印体上 形成厚度阶段性或者连续性不同的抗蚀图形的灰色调掩模的检査方面是 很有效的。另外，也可以是具有多个曝光光束透射率的灰色调部、在抗蚀 图形上形成多个阶梯的多色调掩模。
灰色调掩模一般具有透明基板露出的透光部、在透镜基板上形成有 遮断曝光光束的遮光膜的遮光部、及灰色调部，该灰色调部在形成有半透 光膜的透明基板的光透射率为100%时使透过光量降低而透过规定量的 光。作为这种灰色调掩模，不论是微细图形型灰色调掩模，还是半透光式 灰色调，本发明都可使用。
在具有构成4的本发明的光掩模的检查方法中，由于在通过摄像装置 取得光掩模的光透射图形时，作为规定的光学条件预先准备有多个条件， 且针对各种条件进行取得，因而可进行更准确的条件设定。
在具有构成5的本发明的光掩模的检査方法中，由于包含下述工序，
即，在根据比较结果设定了光学条件之后，利用该设定再次对光掩模进行 光照射并通过摄像装置取得光透射图形且得到光透射测试图形数据，再次 进行与实际曝光测试图形数据的比较，作为新的比较结果，因而可进行更 准确的条件设定。
在具有构成6的本发明的光掩模的检查方法中，由于光学条件至少包 含下述条件之一，即，为了取得光透射图形而使用的物镜系统的数值孔径 (NA)、照明光学系统的数值孔径对物镜系统的数值孔径之比(o值(o :
相千性))、照射光的分光特性以及散焦量，因而可很好地进行与进行实际 曝光的曝光装置的条件匹配。
在具有构成7的本发明的光掩模的检査方法中，由于形成测试用抗蚀图形的材料，是与形成在使用作为检查对象的光掩模的状态下进行曝光的 抗蚀膜的抗蚀材料相同的材料，因而可很好地进行与进行实际曝光的曝光 装置的条件匹配。
在具有构成8的本发明的光掩模的检査方法中，由于基于由比较工序 得到的比较结果，掌握实际曝光测试图形数据和光透射测试图形之间的相 关关系，根据该相关关系和检查对象光掩模的光透射图形，对作为检査对 象的光掩模进行评价，因而可进行用于进行实际曝光的曝光装置和检查装 置之间的相关关系的良好的评价。另外，也可以将曝光装置所涉及的条件 以外的、抗蚀图形形成条件及被加工层形成条件对图形形成的影响，也作 为与光透射测试图形的相关关系来掌握。
在具有构成9的本发明的光掩模的检查方法中，由于作为检查对象的 光掩模具有使曝光光束透射的透射部、遮挡曝光光束的遮光部以及使曝 光光束的一部分减低并透射的灰色调部，因而可很好地进行灰色调掩模有 关的光学条件的设定。
在具有构成10的本发明的光掩模的检查方法中，由于在测试掩模上 形成有包括排列了多个单位图形的部分的测试图形，多个单位图形基于一 定的规律使图形形状逐次变化，因而可很好地进行光学条件的设定。
在具有构成11的本发明的光掩模的检查方法中，由于在测试掩模上 形成有包括排列了多个单位图形的部分的测试图形，多个单位图形具有基 于一定的规律使图形形状逐次变化的部位，因而可很好地进行光学条件的 设定。
在具有构成12的本发明的光掩模的检查方法中，由于基于一定的规 律的图形形状的逐次变化，是线宽的变化，因而可很好地进行与图形的线 宽变化相适应的光学条件的设定。
在具有构成13的本发明的光掩模的检查方法中，由于基于一定的规
律的图形形状的逐次变化，是相对于曝光光束的有效透射率的变化，因而 可很好地进行与图形的线宽变化相适应的光学条件的设定。
在具有构成14的本发明的光掩模的制造方法中，由于具有检查工序 且该检查工序执行具有构成1 13的任一构成的光掩模的检查方法，因而
可制造经过了与用于进行实际曝光的曝光装置的条件匹配的检査工序的优异的掩模。
在具有构成15的本发明的电子部件的制造方法中，由于具有如下工
序，使用根据具有构成14的光掩模的制造方法制造的光掩模，对形成于
电子部件制造用的被加工层上的抗蚀膜进行曝光，因而可使用优良的掩模 来制造优良的电子部件。
在具有构成16的测试掩模中，由于形成有测试图形，该测试图形具 有使曝光光束透射的透射部、遮挡曝光光束的遮光部以及使曝光光束的 一部分减低并透射的灰色调部，在形成有这种测试图形的光掩模中，测试
图形包含排列有基于一定的规律其图形形状逐次变化的多个单位图形的 部分，多个单位图形分别具有灰色调部，各单位图形的灰色调部的面积， 根据一定的规律而互不相同。因此，可在本发明的检査方法中很好地进行 光学条件的设定。
这种测试掩模，在相对于薄膜晶体管制造用的灰色调掩模的沟道部宽 度的差异所形成的抗蚀图形形状可近似、评价上是有用的。
在具有构成17的本发明的测试掩模，由于形成有测试图形，该测试
图形具有使曝光光束透射的透射部、遮挡曝光光束的遮光部以及使曝光 光束的一部分减低并透射的灰色调部，测试图形包含排列有基于一定的规 律其图形形状逐次变化的多个单位图形的部分；多个单位图形分别具有灰 色调部；各单位图形的灰色调部的规定曝光条件下的有效透射率，根据一 定的规律而互不相同，因而在本发明的检查方法中可很好地进行光学条件 的设定。
在具有构成18的本发明的光掩模中，由于测试图形具有与两个以上 的遮光部相邻并被这些遮光部夹持的灰色调部，因而在本发明的检查方法 中可很好地进行光学条件的设定。
在具有构成19的本发明的光掩模中，由于两个以上的遮光部，通过 使线宽阶段性不同而使两个遮光部之间的间隔阶段性变化，因而在本发明 的检査方法中可很好地进行光学条件的设定。
这种测试掩模，在相对于薄膜晶体管制造用的灰色调掩模的沟道部宽 度的差异所形成的抗蚀图形形状可近似、评价上是有用的。
在具有构成20的本发明的光掩模中，由于测试图形具有灰色调部，该灰色调部具有曝光时的规定的光学条件下的析像分辨极限以下的线宽 的图形，因而，对于灰色调掩模而言，可很好地进行光学条件的设定。
对这种灰色调部的图形进行评价，在薄膜晶体管制造用的光掩模中， 对于制造与源极、漏极部相邻并被它们夹持的沟道部的抗蚀图形形状进行 评价方面非常有用。
在具有构成21的本发明的光掩模中，由于单位图形具有灰色调部， 该灰色调部形成有使曝光光束减低规定量而透射的半透射性膜，因而在本 发明的检查方法中，对灰色调掩模而言，可很好地进行光学条件的设定。
具有构成22的本发明的光掩模组，由于包含用于光掩模的检查的 测试掩模、和与测试掩模有关的数据。其中，数据包含光透射测试图形数 据，该光透射测试图形数据是在规定的光学条件下对测试掩模进行光照 射，通过摄像装置取得该测试掩模的光透射图形，且根据得到的光透射图 形所得到的。因此，在本发明的检查方法中可很好地进行光学条件的设定。
在具有构成23的本发明的光掩模组中，由于光透射测试图形数据是
对测试掩模基于在多个不同的光学条件下的光透射图形而得到的数据，因 而在本发明的检查方法中可很好地进行光学条件的设定。
艮口，就本发明而言，在对检查对象即光掩模照射规定波长的光束，通 过摄像装置摄像穿过这种光掩模的光束，进而求出光强度数据的光掩模的 检查方法中，很好地进行与用于进行实际曝光的曝光装置的条件匹配，或 者，提供一种可定量地掌握与实际曝光条件的相关关系的光掩模的检査方 法，另外，还可提供一种包含这种检查方法的检查工序的光掩模的制造方 法，提供一种使用了由这种制造方法得到的光掩模的电子部件制造方法， 还可提供应用于这种光掩模的检查方法的测试掩模。
图1是表示本发明的光掩模的检查方法所使用的检查装置的构成的侧
视图2是表示使用了灰色调掩模的TFT基板的制造工序(前半部分)的 剖面图3是表示使用了灰色调掩模的TFT基板的制造工序(后半部分)的剖面图4是表示灰色调掩模的构成的正面图5是表示在所述检査装置所得到的摄像数据中的灰色调部的状态的
图6是表示本发明的光掩模的检查方法所使用的测试掩模的构成的平 面图7是表示所述测试掩模的单位图形的平面图； 图8是表示所述测试掩模的单位图形的其它例的平面图； 图9是表示所述测试掩模的单位图形的另一其它例的平面图； 图10 (a)是表示所述光掩模的检查装置中的光源的分光特性的曲线 图，图10 (b)是表示在所述光掩模的检查装置中所使用的波长选择滤光 板的分光特性的曲线图，图10 (c)是表示在所述光掩模的检査装置中所 使用的波长选择滤光板的分光特性的其它例的曲线图。
图11是表示所述光掩模的检査装置的光源的分光特性、所述光掩模 的摄像元件的光谱灵敏度分布及按照与各滤光板对应的方式得到的基准 强度数据的曲线图，以及表示与各基准强度数据所对应的系数相乘后的状 态的曲线图。
具体实施例方式
下面，说明用于实施本发明的优选实施方式。 (本发明的光掩模的检查方法的概要〕
本发明的光掩模的检查方法是一种使用在透明基板上形成有规定的 图形的光掩模对被转印体(玻璃基板或者硅晶片)使用曝光装置进行曝光 之际，通过曝光装置的曝光转印于被转印体的图像根据由摄像装置捕捉到 的光强度分布进行预测，进而检查光掩模的方法。
具体而言，包括以下方法，郎形成与曝光装置近似的曝光条件而与通 过曝光装置的曝光转印于被转印体的图像相近似的图像由摄像装置摄像 并检查的的方法；或者使用模拟器定量掌握在曝光装置的曝光条件下形成 的抗蚀图形和摄像装置的光强度分布的相关关系、且使用该相关关系推测 (模拟)被检查对象的光掩模由曝光形成的抗蚀图形的方法。而曝光装置是一种将形成于光掩模的图形在一定的曝光条件下转印到被转印体上的 装置。
而且，在这种光掩模的检查方法中，可基于由摄像装置得到的光强度 分布，进行包含有转印体上的抗蚀图形、或者以该抗蚀图形为掩模进行了 加工的被加工层图形尺寸的完成值、光掩模的透射率的变化所引起的这些 形状的变化等的各种解析、评价。而利用这种检査装置进行检査的光掩模， 不只是最终产品的光掩模，也包括在制造光掩模的过程中的中间体。 〔在本发明中所使用的检查装置的构成〕
在这种光掩模的检查方法中，使用如图l所示的检查装置。在这种检
查装置中，检査对象的光掩模3由掩模保持装置3a保持。这种掩模保持 装置3a在使光掩模3的主平面大致垂直的状态下支承着该光掩模的下端 部及侧边部，就能够将该光掩模3倾斜并固定保持。这种光掩模保持装置 3a，就光掩模3而言，可保持大型(例如主平面1220mmX1400mm，厚度 13mm的光掩模)且各种大小的光掩模3。 S卩，在这种光掩模保持装置3a 中，由于主要支承主平面为大致垂直状态的光掩模3的下端部，因而即使 光掩模3的大小有差异，也可通过相同的支承构件支承光掩模3的下端部。
在此，所谓大致垂直是指图1中9所示的偏离垂直的角度为10度以 内。优选光掩模3的倾角在偏离垂直方向2度至IO度以内的范围内，更 优选偏离垂直方向4度至10度的范围内。
由此，通过使用将光掩模3倾斜支承的掩模保持装置3a，在保持光掩 模3的过程中，可防止光掩模3倒置，进而可稳定地进行光掩模3的保持、 固定。另外，若将光掩模3完全垂直地进行保持，则光掩模3的全部重量 都集中于下端部，使光掩模3受到损伤的可能性增大。通过使用将光掩模 3倾斜支承的掩模保持装置3a，使光掩模3的重量分散到多个支承点，可 防止损伤光掩模3。
由此，在这种检査装置中，由于将光掩模3的主平面如上述那样来保 持光掩模3，因而不仅可抑制检查装置的设置面积的增大，还可抑制微粒 落在光掩模上。
而且，这种检查装置具有发出规定波长的光束的光源1。作为这种光 源l，例如可使用钨灯、金属卤素灯、UHP灯(超高压水银灯)等。而且，这种检查装置具有将来自光源1的检査光进行引导并向由掩模
保持装置3a保持的光掩模3照射检查光的照明光学系统2。该照明光学系 统2由于做成使数值孔径(NA)可变，因而具备光阑装置(孔径光阑) 2a。另外，优选该照明光学系统2具备用于对光掩模3的检查光的照射范 围进行调节的视场光阑2b。穿过该照明光学系统2的检査光可照射到由掩 模保持装置3a保持的光掩模3上。
照射到光掩模3的检查光透过该光掩模3，入射到物镜系统4。该物 镜系统4通过具备光阑装置(孔径光阑)4c使得数值孔径(NA)可变。 可将该物镜系统4做成例如具备有第一组(模拟透镜)4a，入射有透过 光掩模3的检查光并对该光束加以无限远校正而形成平行光；第二组(成 像透镜)4b，使穿过该第一组的光束成像。
在这种检查装置中，由于分别将照明光学系统2的数值孔径和物镜系 统4的数值孔径做成可变，因而可使照明光学系统2的数值孔径对物镜系 统4的数值孔径之比、即o值(o:相干性)可变。
穿过物镜系统4的光束由摄像装置(摄像元件)5感光。该摄像装置 5对光掩模3的像进行摄像。作为该摄像装置5，例如可使用CCD等摄像 元件。
而且，在这种检查装置中，设置有未图示的控制装置及显示装置，以 进行对由摄像装置5得到的摄像图像的图像处理、运算、与规定阈值的比 较及显示等。
另外，在这种检查装置中，针对使用规定的曝光光束得到的摄像图像 或者据此得到的光强度分布，可通过控制装置进行规定的运算，从而求出 在使用了其它曝光光束的条件下的摄像图像或者光强度分布。例如，在这 种装置中，在g线、h线及i线为相同的强度比的曝光强度条件下得到了 光强度分布时，可求出在g线、h线及i线为l: 2: 1的强度比的曝光条 件下进行了曝光后的光强度分布。由此，在这种检査装置中，也包含曝光 装置使用的照明光源的种类个体差异及曝光装置使用的照明的经时变化 所引起的按每波长的强度变化，可进行再现了实际使用的曝光装置的曝光 条件的评价，另外，在假定了所期望的光掩模的剩余膜量的情况下，能够 简便地求出实现此设计的最佳曝光条件。在使用这种检查装置进行的本发明的光掩模的检査方法中，照明光学 系统2与物镜系统4及摄像装置5，被分别配置于隔着主平面大致垂直地
保持的光掩模3而对置的位置，在使两者的光轴相一致的状态下，进行检 査光的照射及感光。这些照明光学系统2、物镜系统4及摄像装置5，被 未图示的移动操作装置支承得可移动操作。该移动装置可使照明光学系统 2、物镜系统4及摄像装置5不仅各自的光轴彼此一致、而且相对于光掩 模3的主平面可平行移动。在这种检査装置中，通过设置这样的移动操作 装置，即使是在对大型的光掩模进行检查的情况下，也可以不使该光掩模 沿与主平面平行的方向移动，就能进行遍及光掩模3的主平面的整个面的 检查，另外，还可有选择地检查主平面上的所期望的部位。
而且，在这种检查装置中，利用控制装置，可使物镜系统4及摄像装 置5分别沿光轴方向移动操作，使这些物镜系统4及摄像装置5彼此独立 地改变相对于光掩模3的相对距离。在这种检查装置中，通过使物镜系统 4及摄像装置5可独立地沿光轴方向移动，可进行在近似于使用光掩模3 进行曝光的曝光装置的状态下的摄像。另外，还可使物镜系统4的焦点偏 移(控制散焦量)，通过摄像装置5对光掩模3的模糊的图像进行摄像。 如下所述，通过以这种形式对模糊的图像进行评价，还可判断灰色调掩模 的性能及有无缺陷。
而且，这种检查装置的控制装置，对照明光学系统2的视场光阑2b 及光阑机构2a、物镜系统4的光阑机构4c、移动操作装置进行控制。该 控制装置，在使用了这种检查装置的光掩模的检查方法中，在将物镜系统 4的数值孔径(NA)及o值(照明光学系统2的数值孔径对物镜系统4的 数值孔径之比)保持为规定的值的状态下，通过移动操作装置使照明光学 系统2、物镜系统4及摄像装置5在它们的光轴相一致的状态下沿与由掩 模保持装置保持的光掩模3的主平面相平行的方向移动，并且使物镜系统 4及摄像装置5按照沿光轴方向彼此独立的方式移动操作。 〔本发明的光掩模的检查方法的检查对象〕
在本发明的光掩模的检査方法中，检查对象即光掩模，不仅仅包含作 为产品完成的光掩模，还包含在制造光掩模的过程中的中间体，.另外，这 种光掩模的种类及用途没有特别限制。艮P，在该检査装置中，不仅在透明基板的主表面形成有以Cr等为主
要成分的遮光膜且对该遮光膜利用光刻法形成规定的图形进而形成的具 有遮光部级透光部的图形的双态掩模进行检查，还可对透明基板的主平面 具有遮光部、透光部及灰色调部的灰色调掩模进行检查。在这种检査装置 对这样的灰色调掩模进行检查时，可取得特别显著的效果。
因此，这种检查装置在对FPD制造用的光掩模进行检查时具有显著的 效果，尤其在液晶显示装置制造用的光掩模之中最适宜薄膜晶体管(Thin Film Transistor:以下称为"TFT")制造用的掩模。这是由于在这些领域， 因在制造效率及成本方面有利，因而除灰色调掩模被多用之外，必须使灰 色调部的尺寸极为微细而且精致的缘故。
而灰色调部包含形成有半透光膜的半透光部(叫做"半透光膜型") 和通过在曝光条件下的析像分辨极限以下的微细图形形成为灰色调部的 部分(叫做"微细图形型")这两者。即，灰色调掩模，包含拥有灰色调 部形成有透射光量小于100%的(例如40 60%)半透光性的膜的灰色调 部的光掩模(半透光膜型灰色调掩模)、和拥有通过具有在曝光条件下的 析像极限以下的遮光性或者半透光性的微细图形而降低透射光量的灰色 调部的光掩模(微细图形型灰色调掩模)这两者。
关于灰色调掩模
在此，说明在本发明的光掩模的检查装置中作为检查对象的灰色调掩
丄朴丰旲。
具有TFT的液晶显示装置(Liquid Crystal Display:下面称为"LCD") 与阴极射线管(CRT)相比较由于有易于薄型化且消耗电力低这一优点， 因而以至于现在被广泛使用。LCD所具有的构造是，使在矩阵上配置的各 像素排列有TFT的构造的TFT基板和与各像素相对应配置有红(R)、绿 (G)及蓝(B)像素图形的彩色滤光板隔着液晶相进行重合。就这种LCD 而言，其制造工序数量多，即使在TFT基板上也使用5至6片光掩模来进 行制造。
在这种状况之下，提出了使用4片光掩模进行TFT基板的制造的方法。 这种方法通过使用具有遮光部、透光部及灰色调部的灰色调掩模来降低所 使用的掩模的片数。在图2及图3，表示一例使用了灰色调掩模的TFT基板的制造工序。
首先，如图2中的(A)所示，在玻璃基板201上，形成栅极用金属 膜，通过使用了光掩模的光刻工序形成栅极202。然后，形成栅极绝缘膜 203、第一半导体膜(a—Si) 204、第二半导体膜(N+a—Si) 205、源漏极 用金属膜206及正极型光致抗蚀膜207。
然后，如图2中的(B)所示，使用具有遮光部101、透光部102及 灰色调部103的灰色调掩模100，将正极型光致抗蚀膜207曝光、显影， 形成第一抗蚀图形207A。该第一抗蚀图形207A覆盖TFT沟道部、源漏 极形成区及数据线形成区，而且覆盖TFT沟道部的部分比覆盖源漏极形成 区的部分更薄。
然后，如图2中的(C)所示，以第一抗蚀图形207A为掩模，对源 漏极用金属膜206、第二及第一半导体膜205、 204进行蚀刻。接着，如图 3中的(A)所示，通过基于氧气的灰化使第一抗蚀图形207A的厚度整体 减少，除去沟道部形成区的薄的抗蚀膜，形成第二抗蚀图形207B。之后， 如图3中的(B)所示，以第二抗蚀图形207B为掩模，对源漏极用金属膜 206进行蚀刻形成源/漏极206A、 206B,接着对第二半导体膜205进行蚀 刻。最后，如图3中的(C)所示，剥离掉剩余的第二抗蚀图形207B。
作为此处所使用的灰色调掩模100， 一般具有由如下所述的半透光膜 构成的灰色调部103。另外，还具有如图4所示的掩模。图4的灰色调掩 模100具有与源/漏极相对应的遮光部101A、101B、透光部102以及与TFT 沟道部相对应的灰色调部103'。该灰色调部103'是在使用灰色调掩模 100的大型LCD用曝光装置的曝光条件下形成了由析像分辨极限以下的 微细图形构成的遮光图形103A的区域。遮光部IOIA、 101B及遮光图形 103A，通常一起由铬及铬化合物等相同的材料构成的相同厚度的膜形成。 使用这种灰色调掩模的大型LCD用曝光装置的析像分辨极限，在步进方 式的曝光装置约为3pm，在镜面投影方式的曝光装置约为4pm。因此，在 灰色调部103'，将透射部103B的间隔宽度及遮光图形103A的线宽度分 别设为曝光装置的曝光条件下的析像分辨极限以下的例如不足3pm。
在这种微细图形型的灰色调部103'的设计中，存在着以下选择，艮口， 将用于持有遮光部IOIA、 101B和透光部102的中间的半透光(灰色调)效果的微细图形是设为线与空隔(line and space)类型还是设成点(网 格)类型或者还是其它的图形。另外，在线与空隔类型的情况下，必须考 虑线宽设为怎样的宽度、光透过部分和遮光部分的比例如何设置、整体透 射率设成何种程度等非常多的情况来进行设计。另外，在灰色调掩模的制 造中，也要求有线宽的中心值的管理及掩丰莫内的线宽的离散偏差管理等非 常难的生产技术。
因此，以往提出了利用半透光性的膜来形成灰色调部的方案。其通过 在灰色调部使用半透光膜，减少灰色调部的曝光量，可实施半色调曝光。 另外，通过在灰色调部使用半透光膜，在设计中，可认为只要研究整体透 射率需要多少就足够了，从而在灰色调掩模的制造中，只要选择半透光膜 的膜的种类(膜的材质)及膜厚，就可进行灰色调掩模的生产。因此，在 这种半透光膜类型的灰色调掩的制造中，只要进行半透光膜的膜厚控制即 可，也就存在比较容易管理的看法。另外，在灰色调掩模的灰色调部形成 TFT沟道部的情况下，由于只要是半透光膜就可通过光刻工序很容易实施 图形化，因而TFT沟道部的形状还可形成为复杂的形状。
半透光膜类型的灰色调掩模，例如可按下述的方式进行制造。在此， 作为一例，举出TFT基板的图形来进行说明。如前所述，这种图形的构成 有由与TFT基板的源极及漏极相对应的图形构成的遮光部101、与TFT 基板的沟道部相对应的图形构成的灰色调部103、和在这些图形周围形成 的透光部102。
首先，准备已经在透明基板上依次形成了半透光膜及遮光膜的掩模半 成品，在该掩模半成品上形成抗蚀膜。然后，通过进行图形描绘、显影， 在图形的与遮光部及灰色调部相对应的区域形成抗蚀图形。接着，通过用 适当的方法进行蚀刻，除去与未形成抗蚀膜的透光部相对应的区域的遮光 膜及其下层的半透光膜，形成图形。
这样，形成透光部102，同时形成图形的与遮光部101和灰色调部103 相对应的区域的遮光图形。而且，在除去剩余的抗蚀图形之后，再通过在 基板上形成抗蚀膜，进行图形描绘、显影，在图形的与遮光部101相对应 的区域形成抗蚀图形。 '
接着，通过适当的蚀刻，只除去未形成抗蚀图形的灰色调部103的区域的遮光膜。由此，形成半透光膜的图形的灰色调部103，同时形成遮光 部101的图形。
〔关于灰色调掩模的检查)
为了进行如上所述的灰色调掩模中的缺陷及性能方面的检查，就必须 进行反应实际的曝光条件的模拟、对有无缺陷、性能的优劣进行评价。
在灰色调掩模中，形成于掩模的图形形状，将对使用了这种掩模的曝 光所形成的抗蚀膜厚度及抗蚀膜的形状造成影响。例如，不仅是平面的图 形形状的评价，还必须对灰色调部的光透射率是否处于适当的范围内、灰 色调部和遮光部的边界的前沿(锐度或者模糊程度)如何进行评价。
特别是具有由微细图形构成的灰色调部的灰色调掩模的情况，在使用 光掩模进行实际曝光时，在微细图形不被分辨析像且以实际上看作均匀的 透射率的程度非析像的状态下被使用。该状态需要在在制造掩模的过程 中、或者在出厂前的阶段、进而在进行缺陷校正的阶段中进行检查。
在本发明的光掩模的检查方法中，对如下的灰色调掩模的检查可在近 似实际的曝光条件下以高精度进行，该灰色调掩模通过降低穿过灰色调部 的曝光光束的量进而降低对该区域的光致抗蚀膜的照射量就能有选择地 改变光致抗蚀膜的膜厚。进而，即使有不能近似的因素，也可高精度地预 测由实际的曝光得到的光致抗蚀膜的图形形状。
而且，就在这种检查装置中取得的数据而言，只要适当地设置提供给 装置的光学条件(大致与所使用的曝光装置的光学条件相等的条件)且是
适当地形成的图形，如图5所示，形成于灰色调部103的微细图形，就会 与实际曝光时要产生的状态一样，成为实质上大致单一的浓度的非析像 (析像力低)的状态。该部分(半透光部)的浓度表示使用了该灰色调掩 模似的该部分的透射率，由此确定了利用该灰色调部形成的抗蚀膜的剩余 膜量。另一方面，在假设设计是相对于光学条件而言为不合适的情况下， 以及在制造工序没有以规定的形状、尺寸形成图形的情况下，由于半透光 部的浓度及灰色调部的形状等表示与上述的正常状态不同的状态，因而通 过与正常的状态的比较，可判断检查部分是否良好。
因此，在利用本发明的检查装置对灰色调掩模进行检查的情况下，曝 光条件大致与实际应用于光掩模的曝光条件相一致，在该条件下P、要出现(即出现灰色部)如上所述的适当的非析像部分，就可以说光掩模的性能 是充分的。
另外，在如上所述的非析像的状态下取得摄像图像时，还可以根据需 要经过适当的运算，对沟道部与源极、漏极部的边界部分的锐度进行评价、 预测光致抗蚀膜的立体形状。
因此，本发明的检查装置可有利地应用于具有灰色调部的光掩模的检 査，该灰色调部由在实际曝光条件下达到析像分辨极限以下的微细的遮光 图形构成。
在这种情况下，将具有析像分辨极限以下的微细图形的光掩模3作为
检查对象设置于检查装置，例如，将物镜系统4的数值孔径及o值(照明 光学系统2的数值孔径对物镜系统4的数值孔径之比)设为规定的值，另 外，通过在光轴方向适当调节物镜系统4的位置，可在摄像装置5的摄像 图像上得到微细图形的非析像状态的图像。而且，通过利用运算装置对摄 像到的图像进行处理，可得到掩模图形的光强度分布。根据该摄像图像的 形状及规定的评价点中的光强度数据，可评价光掩模3性能的优劣、有无 缺陷。
(关于测试掩模)
在本发明的光掩模的检查方法中使用如图6所示的测试掩模11。 这种测试掩模ll，在使用了上述的检查装置的光掩模的检查中， 一般 是进行用于使与曝光装置的光学条件准确而迅速地匹配的调整的。另外， 除此之外，或者取而代之，就抗蚀膜的光谱灵敏度及摄像装置的光谱灵敏 度特性等与曝光装置的条件匹配不可能的因素也包含的条件而言，在检查 装置和曝光装置之间进行调解，或者对检查结果和曝光所产生的抗蚀图形 形成结果之间的相关关系进行导入。若可定量地掌握相关关系，就可计算 出将其抵消的偏移参数，之后，若在作为检查对象的光掩模的检査结果中 反映出该参数，就可推测出准确的曝光结果。具体而言，例如通过测试掩 模的本发明的检查方法，使检查装置的曝光条件中的基本的特性与曝光装 置的曝光条件相一致，然后，通过使用了这种测试掩模的检查工序，可将 曝光装置每一台的个体差异及曝光装置以外的工序引起的条件差异作为 转换系数来掌握。如图6中的(a)所示，在这种测试掩模11中，例如在800mmX920mm 的基板上沿X轴方向及Y轴方向的各方向以矩阵状排列同一的测试图形 12。如图6中的(b)所示，具有在X轴方向及Y轴方向按每一列排列的 单位图形列13来形成每个测试图形12。在剩余的部分，也可以适当配置 其它测试图形等。例如，就图6中的(b)而言，是在周边部配置有位置 基准标记14、在中央部配置有一般的析像力图形15的例子。
在本发明的测试图形12中，每个单位图形列13可以是相同的单位图 形排列多个的图形列，但是，例如如图7所示，通常优选在下述的评价工 序有用的互不相同的单位图形排列多个的图形列。在此所表示的例子是， 单位图形13 —1 (楔状图形)沿X方向排列21个，在各个单位图形13 — 1 中其形状按照沿Y方向呈21台阶(a u)的方式变化。即，各单位图形 列13不论在X方向还是Y方向都按照排列顺序基于一定的规律发生变化。
每个单位图形13 — 1由遮光te形成。该单位图形13 — 1成为线与空隔 的图形，其中在图7的(a)中关于用"a u"所示的Y轴方向宽度成台 阶状变化的被一对遮光部71夹持的遮光部、配置有遮光膜所形成的纵线 (遮光线)72。在每一个单位图形13 — 1，两侧的一对遮光部71关于图7 中的(a)的"1 21"所示的X轴方向是相同的，但是形成于中央的透光 部的遮光线72的线宽在X轴方向朝着"1 21"按一定的间距变细。
如图7中的(b)所示，通过排列这样的单位图形13 — 1，就近似于被 遮光部71、 71夹持的灰色调部的透射率逐渐变大的掩模。例如，在薄膜 晶体管的沟道部形成用的灰色调掩模中，可近似于使灰色调部的光透射率 逐渐变化的状态。
另一方面，在各单位图形13 — 1中，在Y方向朝着"a u"，两侧的 遮光部71、 71的线宽逐渐变小。如图7中的(b)所示，这样就可在例如 薄膜晶体管的沟道部形成用的灰色调掩模中，近似于沟道部的宽度逐渐变 宽的状态。而此处，各单位图形13 — 1的一对遮光部71、 71的线宽的变 化间距，等于中央的遮光线72的线宽的变化间距，基于下述的理由而作 为优选。
另一方面，通过对这样排列的单位图形列13在斜向进巧观察、评价， 就可评价因该掩模的线宽(CD)的变化带来的对被转印体的转印的影响。例如，"al、 b2、 c3…"这一排列仍然按一定的规律使图形形状变化，该 规律是使中央的遮光线72按一定的间距变细，两侧的遮光部71、 71的线 宽也按一定的间距变细。这样就可近似于光掩模制造工序中的随着各因素 等各种原因引起的光掩模的CD变化(使线宽按规定量变大或者变小)。
因此，若实施使用这种测试掩模的本发明的测试掩模的检查方法，则 由检査装置得到的光强度分布和使用相同的测试掩模进行实际曝光得到 的被转印体上的抗蚀图形的相关关系可在与各图形形状的变化的关系中 得到掌握。
另外，如图6中的(b)所示，2个单位图形列13、 13在测试掩模11 上沿X方向及Y方向成90。角配列。这样就可在电子部件例如液晶面板 的制造时可产生的X方向及Y方向的图形的析像力的不均匀要素进行评 价。例如，在曝光装置的扫描方向和与其垂直的方向，若析像力上产生差 异，则可对这种析像力的差异的状态进行评价。
在此，如图7所示，作为单位图形13 —l说明了具有在被宽度以台阶 状变化的一对遮光部71、 71夹持的透光部配置有遮光膜的遮光线72的线 与空隔的图形(楔状)的测试掩模ll，而本发明的测试掩模不局限于此。 图8及图9举例表示了不同的测试掩模。图8所示的单位图形13—2具有 正方形框状的透光部和形成于该透光部内的正方形框状的遮光部，在一个 单位图形13—2中，可进行4个方向的评价。图9所示的单位图形13—3 具有正八角形框状的透光部和形成于该透光部内的正八角方形框状的遮 光部，在一个单位图形13—3中，可进行8个方向的评价。
另外，作为不同的方式，也可以在被宽度按图7的测试掩模的台阶状 进行变化的一对遮光部71、 71夹持的部分使半透光膜(出于对透光部降 低规定量透射率的目的而设置的膜)成膜，作成单位图形。这种情况下， 可使用该测试掩模对具有形成了半透光膜的灰色调部的灰色调掩模进行 评价。相当于沟道部的部分，可近似为配置有半透光膜的TFT制造用灰色 调掩模。
〔本发明的光掩模的检查方法)
在本发明的光掩模的检查方法中，首先使用上述的测试哮模ll，利用 实际上光掩模的曝光所使用的曝光装置进行实际曝光，将图形转印到被转印体。在被转印体的被加工层上涂敷抗蚀膜。抗蚀膜下的被加工层通常是 根据被转印体的用途而形成的。曝光后，通过使形成于被转印体的抗蚀膜显影，形成抗蚀图形。就该 抗蚀图形而言，优选使用三维形状测量仪器测量其形状并进行数字化。另外，既可以利用抗蚀图形的形状来进行本发明的抗蚀掩模的检查， 也可以以该抗蚀图形为掩模实施蚀刻处理，在形成抗蚀层下的被加工层的 图形(被加工层图形)之后，观懂、评价该被加工层图形。在这种情况下， 被加工层图形优选通过形状测量仪器进行测量并数字化。由此，可得到使用测试掩模进行曝光、显影而形成的抗蚀图形的形状 被数字化后的"实际测试图形数据"。另外，在上述的曝光(实际的曝光)工序，优选使用的条件是，与应 用于实际使用的检查对象光掩模(实际掩模)的曝光条件(曝光装置及曝 光时的光学条件)相同的条件。再者，优选将所使用的抗蚀膜的原材料、 抗蚀膜的显影条件，设置成对与使用检查对象光掩模而转印有图形的被转 印体进行处理的情况一样。这样，可将由本发明的光掩模的检查而得到的 评价结果，应用到作为检查对象的光掩模的产品制造。另一方面，将该测试掩模作为上述的检查装置的检査对象来设置，使 规定的曝光光束进行照射，利用摄像装置取得其光透射量分布。具体而言， 就是利用CCD摄像机等捕捉透过测试掩模的光束且将得到的图像进行数 字化，进而得到"光透射测试图形数据"。此处所使用的曝光光束的照射条件优选尽量与使用作为检查对象的 光掩模来制造实际的产品时的条件相近。例如，优选预先掌握使用作为检 查对象的光掩模进行曝光时的曝光装置的光源的波长特性，在检查装置中 使用与此近似的波长特性的光源。再者，优选近似于曝光装置的光学条件(物镜光学系统的数值孔径(NA)、称作o值(o )的光学设计值)来进行检査。这样，在近似于使用作为检查对象的光掩模进行曝光而形成的抗 蚀图形(或者被加工层图形)的条件下，可形成测试掩模的抗蚀图形，而 使对"实际曝光测试图形数据"和"光透射测试图形数据"进行比较对照 的解析变得容易。在得到了检查结果之后，使用"实际曝光测试图形数据"和"光透射测试图形数据"的比较对照结果，改变照射条件，进而可更加接近实际曝 光的曝光条件。目卩，为了对检查装置的光学条件进行优化，使其接近实际 曝光的曝光条件，使用测试掩模取得两组数字化数据("实际曝光测试图 形数据"和"光透射测试图形数据")并对它们进行比较对照。而且，该 比较结果能以下述方式使用。(1) 检查装置的最佳条件的设定根据两组数字化数据("实际曝光测试图形数据"和"光透射测试图 形数据")的差异对检查装置的曝光条件(检查装置中的数值孔径(NA) 及O值(O))进行变更(修正)，就可使检査装置的照射条件(例如析像 力)接近实际的曝光装置的曝光条件。根据两组数字化数据的差异，对检查装置的曝光所使用的光源的分光 特性(g线强或者i线强的特性)进行变更(修正)，可使检查装置的照射 条件接近实际的曝光条件。(2) 检查装置的光透射量分布和实际曝光的抗蚀图形(或者被加工层膜图形)的相关关系的掌握掌握两组数字化数据的相关关系，根据用检査装置的对光掩模进行测 量到的数据，可推断用实际的曝光得到的抗蚀图形。例如，可得到对由检查装置得到的数据进行分光特性的校正时的校正 系数(偏移参数)。由此可推断实际曝光时的析像力及实际曝光时的光透 射量。而析像力受波长影响，另外，在使用具有半透光膜的光掩模的情况 下，透射率因波长而不同。因此，即使在检査装置的照射光束的分光特性 不能与曝光装置的照射光束的分光特性完全相同的情况下，只要这些相关 关系可进行数字化，就可根据被检查掩模的检查来推断实际的曝光结果。这样得到的检查装置的合适的照射条件设定，可在实际曝光所使用的 每个曝光装置或者每个产品等上进行，由检査装置上连立设置的控制装置 储存。另外，在进行光掩模的图形修正时，在相关关系考虑的状态下计算出 修正数据。例如，可进行在由检査装置得到的光透射率和由实际曝光得到 的抗蚀图形的剩余厚度的相关关系考虑后的修正。 ，在微细图形型的灰色调掩模的检查中，在由对灰色调部的曝光得到的抗蚀图形的剩余膜厚(也叫剩余膜值)的推断方面也是有效的。若使用照 射条件合适的检查装置，进而使用某形状的微细图形，则可推测出以何种 剩余膜厚得到何种形状的抗蚀图形(或者被加工层图形)。另外，优选不仅掌握检査装置的照射条件和实际曝光的抗蚀图形的相 关关系，还要掌握因条件变化引起的两者的变化趋势。因此，除了改变照 射条件进行多次照射测试之外，还优选在测试掩模上按上述的方式排列多 个条件变化了的单位图形，提高通过一次照射取得的信息。在此，在本发明的光掩模的检查方法中，优选一边变更曝光条件一边 进行多次照射，进而得到各自的照射的测试掩模的摄像图像。通过将这种 多个不同的条件的测试掩模的透射光光强度分布数据，提供给与该测试掩 模的实际曝光的抗蚀图形的比较对照，还得到更多的信息。例如， 一边按 规定量使数值孔径(NA)变化一边进行照射，或者一边按规定量使数值孔径(NA)或相干性(o )变化一边进行照射。可将由此得到的透射光的光强度分布数据做成数据库保存。通过该数 据库，可精确地进行在检査作为检查对象的光掩模时的检查装置的条件设 定，同时，可减少无用的实验并快速达到最佳条件。g卩，在对由检查装置 得到的数据和由实际曝光得到的数据的差异进行分析时，可导入其差异的 因果关系，准确掌握两者的相关关系，进而可应用于检査装置的条件设定 的变更及使用光掩模进行实际曝光时的抗蚀图形的模拟。还可根据测试掩模的模拟结果，求出检查装置对光源的分光特性的校 正系数。〔关于检查光束的分光特性(l)〕 因此，作为该检查装置中的光源1，优选使用发出与使用经过检査的 光掩模3进行曝光的曝光装置的曝光光束一样或者具有大致相等的波长分 布的检查光的光源。具体而言，如图10中的(a)所示，该检查光束可以是至少包含g线 (436nm)、 h线(405nm)或i线(365nm)的任意一种、全部包含这些 各波长成分或者是这些各种波长成分中任意两种以上混合后的混备光。通 常，在FPD制造用的大型掩模的曝光时，由于曝光光束使用这些波长的混 合光，因而在该检査装置中，在使用按照所期望的光强度比例的混合光的情况下，优选基于实际所使用的曝光装置的光源的特性来进行确定。艮P， 可根据如上所述的测试掩模的模拟结果，将检查装置的光源的分光特性作 成基于实际所使用的曝光装置的光源特性的分光特性。而且，通过使该检査光束穿过光学滤光板等的波长选择滤光板6后照射到光掩模3，可调节光掩模3上的各波长成分的混合比。如图10中的(b) 所示，作为这种波长选择滤光板6，可使用具有对规定波长以下或规定波长以上的光束进行遮断的特性的滤光板。在该检查装置中，通过使从光源l发出的检査光的波长分布与曝光装 置的曝光光束的波长分布相同或者大致相等，可进行反应实际曝光条件的 检査。即，通过曝光光束，可以有将在白色光下看作缺陷的图形在曝光装 置中当作正常的图形使用的情况，以及与此相反，将在白色光下未看作缺 陷的图形在曝光装置中未当作正常的图形使用的情况。另外，如图10中的(c)所示，在该检査装置中，作为波长选择滤光板，可选择使用下述几种滤光板，即具有只使从光源1发出的主要的g 线透射的特性的第一滤光板、具有只使从光源1发出的主要的h线透射的 特性的第二滤光板、和具有只使从光源1发出的主要的i线透射的特性的 第三滤光板。在这种情况下，可分别求出使用第一滤光板时由摄像装置5得到的 光强度数据dg、使用第二滤光板时由摄像装置5得到的光强度数据dh、使用第三滤光板时由摄像装置5得到的光强度数据di。而且，对这些各光强度数据dg、 dh、 di分别进行规定的加权之后再进 行加法运算，可计算出使g线、h线、i线按规定的强度比进行了混合的光束照射到光掩模3时得到的光强度数据。就各种光强度数据dg、 dh、 di的加权而言，例如，若来自该检查装置 的光源l的光束中的g线、h线、i线的强度比率是1.0: 1.20: 1.30，来自 曝光装置的光源的光束中的g线、h线、i线的强度比率是1.00: 0.95: 1.15， 则应加在dg的系数fg为1.00，应加在dh的系数fh为0.95 / 1.20(=0.79)。 应加在di的系数fi为1.15 / 1.30 (=0.88)。 —它们进行加法运算后的数据，S卩，fgdg+fhdh+fidi就是表示在曝光装 置使曝光光束照射到光掩模3时得到的光强度分布的数据。而这种运算，在以控制装置为运算装置使用的状态下可利用该控制装置进行。 〔关于检查光的分光特性(2)) 这种检查装置中的光源1发出的检查光，在具有与曝光装置中的曝光 光束不同的波长分布时也可以按下述的方式对曝光装置中的曝光状态进 行模拟。另外，通过如下所述的操作，对检查装置的光源的分光特性、曝光装 置的光源的分光特性及抗蚀膜的光谱灵敏度特性等进行匹配，还可通过对 使用了如上所述的测试掩模的"实际曝光测试图形数据"和"光透射测试 图形数据"进行比较，更迅速而适当地得到光掩模的检査时的偏移参数， 进而可容易且准确地进行光掩模的检査。如上所述，在这种检查装置中，作为波长选择滤光板，可选择使用下 述几种滤光板，即具有只使从光源l发出的主要的g线透射的特性的第 一滤光板、具有只使从光源1发出的主要的h线透射的特性的第二滤光板、 具有只使从光源1发出的主要的i线透射的特性的第三滤光板。因此，使用测试掩模ll可求出如图ll所示那样，使用第一滤光板 时由摄像装置5得到的第一基准强度数据Ig、使用第二滤光板时由摄像装 置5得到的第二基准强度数据Ih、和使用第三滤光板时由摄像装置5得到 的第三基准强度数据Ii。这些各个基准数据Ig、 Ih、 Ii就是使光源1的分 光分布、摄像装置5的光谱灵敏度特性分布及几个滤光板的光谱透射率相 乘，再乘以在这种检査装置中使来自光源1的检査光进行透射的各光学元 件的光谱透射率后的结果。光源1的分光分布、摄像装置5的光谱灵敏度特性及各光学元件的光 谱透射率相对于波长是不一样的。因此，由于摄像所使用的各检查光束(g 线、h线、i线)的波长的不同，因而对某缺陷进行摄像的图形就是不同的 图形。这些图形在由一定的阈值切割时可识别为大小不等的图形。然后，求出将第一 第三基准强度数据Ig、 Ih、 Ii设为彼此相等级别的各基准强度数据Ig、 Ih、 Ii有关的第一 第三系数ou P、 Y。 g卩，如图 11所示，求出各系数a、 P、 y以使第一基准强度数据Ig乘以第一系数a 的结果、第二基准强度数据Ih乘以第二系数(3的结果、第三基，强度数据 Ii乘以第三系数y的结果成为相等的级别。在此，所谓相等的级别，是指例如使各基准强度数据Ig、 Ih、 Ii的峰值强度彼此相等。在这种检查装置中，预先求出使得各基准强度数据ig、 ih、 n为彼此 相等的级别的第一 第三系数a、 P、 y，由使用该装置的用户掌握这些系 数cu (3、 y。而且，在对作为检査对象的光掩模进行检査时，对该光掩模，使用第 一滤光板并利用摄像装置5求出第一光强度数据Jg，使用第二滤光板并利 用摄像装置5求出第二光强度数据Jh，再使用第三滤光板并利用摄像装置 5求出第三光强度数据Ji。然后，通过使第一光强度Jg乘以第一系数a、使第二光强度Jh乘以第二系数P、使第三光强度Ji乘以第三系数y，来对因光源1的分光分布、 摄像装置5的光谱灵敏度分布及检查装置的各光学元件的光谱透射率造成 的影响进行校正，进而可求出使用该光掩模对被曝光体抗蚀掩模进行曝光 时的与曝光状态相对应的光强度数据(aJg、 (3Jh、 yJi〕。如上所述，这种运算在使用控制装置作为运算装置的状态下并可通过 该控制装置来进行。另外，在对曝光装置的分光特性，即曝光装置的光源的分光分布及曝 光装置的各光学元件的光谱透射率进行判断时，可确定与这些分光特性相 对应的系数u、 v、 w。作为这种系数u、 v、 w，例如可求出将g线的强度 设为1.0时的h线的强度(例如0.9104)及i射线的强度(例如1.0746)， 进而可使用将它们的合计设为1的强度比(例如0.335:0.305:0.360)。而且，通过使与这些曝光装置的分光特性相对应的系数、与第一 第 三光强度相对应地相乘，可更准确地求出利用这种曝光装置使用该光掩模 对抗蚀膜进行曝光时的与曝光状态相对应的光强度数据(uaJg、 v(3Jh、 w下Ji 〕 o另外，在判断抗蚀膜的光谱灵敏度特性(吸收光谱)时，可确定与该 光谱灵敏度特性相对应的系数x、 y、 z。作为这种系数x、 y、 z，例如可 求出将g线的强度设为l.O时的h线的吸收量(例如1.6571)及i线的吸 收量(例如1.8812)，进而可使用将它们的合计设为r的吸收比(例如 0.220:0.365:0.415)。而且，通过使与该分光特性相对应的系数、与第一 第三光强度相对应地相乘，可更准确地求出利用这种曝光装置使用该光掩模对抗蚀膜进行
曝光时的与曝光状态相对应的光强度数据〔xaJg、ypjh、zYJi)(或者〔xuoJg、 yv卩Jh、 zwyJi))。这种运算也可在使用控制装置作为运算装置的状态下通 过该控制装置来进行。
〔光掩模的制造方法)
在制造液晶装置制造用光掩模时，在一般的众所周知的制造工序中， 通过采用包含如上所述的本发明的光掩模的检查方法的检查工序的工序， 可迅速地制造出缺陷已经根据需要被充分修正了的良好的液晶装置制造 用光掩模。
(电子部件的制造方法〕
在本发明中，利用本发明的光掩模的检査方法制造出的光掩模，特别 利用通过本发明的光掩模的检查方法确认了其性能的光掩模，使用曝光装 置，对形成于被转印体的被加工层上的抗蚀层进行曝光，可制造电子部件。
由此，可高成品率、短周期且稳定地得到对电子部件的所期望的性能。
权利要求
1、一种光掩模的检查方法，该光掩模为了使在要被蚀刻加工的被加工层上形成的抗蚀膜成为所述蚀刻加工中的掩模的抗蚀图形，被用来对所述抗蚀膜进行规定图形的曝光，该光掩模的检查方法具有下述工序使用形成有规定测试图形的测试掩模，对测试用抗蚀膜进行曝光，从而得到显影后的测试用抗蚀图形的工序；对所述测试用抗蚀图形、或者以该测试用抗蚀图形为掩模而蚀刻所述被加工层所得到的测试用被加工层图形进行测量，得到实际曝光测试图形数据的工序；以规定的光学条件对所述测试掩模进行光照射，通过摄像装置取得该测试掩模的光透射图形，根据得到的光透射图形得到光透射测试图形数据的工序；对所述实际曝光测试图形数据和所述光透射测试图形数据进行比较的工序；和以与所述规定的光学条件相同的或者不同的条件对作为检查对象的光掩模进行光照射，并通过所述摄像装置得到该检查对象光掩模的光透射图形的工序；根据由所述比较工序得到的比较结果和所述检查对象光掩模的光透射图形，对作为所述检查对象的光掩模进行评价。
2、 如权利要求1所述的光掩模的检查方法，其特征在于， 作为检查对象的光掩模的光透射图形的取得所适用的光学条件，是基于所述比较工序所得到的比较结果来进行设定的。
3、 如权利要求1所述的光掩模的检查方法，其特征在于， 所述测试用抗蚀图形，其抗蚀层的厚度具有阶段性或者连续性变化的部分。
4、 如权利要求1所述的光掩模的检查方法，其特征在于， 在通过摄像装置取得所述测试掩模的光透射图形之际，作为规定的光学条件预先准备有多个条件，且针对各种条件进行取得。
5、 如权利要求2所述的光掩模的检査方法，其特征在于，还包含下述工序，g卩，在根据所述比较结果设定了光学条件之后，利 用该设定再次对所述测试掩模进行光照射并通过摄像装置取得光透射图 形且得到光透射测试图形数据，再次进行与所述实际曝光测试图形数据的 比较，作为新的比较结果。
6、 如权利要求1所述的光掩模的检査方法，其特征在于， 所述光学条件至少包含下述条件之一，即，为了取得所述光透射图形而使用的物镜系统的数值孔径、照明光学系统的数值孔径对物镜系统的数 值孔径之比、照射光的分光特性以及散焦量。
7、 如权利要求1所述的光掩模的检査方法，其特征在于， 形成所述测试用抗蚀图形的材料，是与形成在使用作为所述检査对象的光掩模的状态下被曝光的抗蚀膜的抗蚀材料相同的材料。
8、 如权利要求1所述的光掩模的检查方法，其特征在于， 基于由所述比较工序得到的比较结果，掌握所述实际曝光测试图形数据和所述光透射测试图形之间的相关关系，根据该相关关系和所述检查对 象光掩模的光透射图形，对作为所述检査对象的光掩模进行评价。
9、 如权利要求1所述的光掩模的检查方法，其特征在于，作为所述检査对象的光掩模具有使曝光光束透射的透射部、遮挡曝光光束的遮光部以及使曝光光束的一部分减低并透射的灰色调部。
10、 如权利要求1所述的光掩模的检查方法，其特征在于， 在所述测试掩模上形成有包括排列了多个单位图形的部分的测试图形，所述多个单位图形基于一定的规律使图形形状逐次变化。
11、 如权利要求1所述的光掩模的检査方法，其特征在于， 在所述测试掩模上形成有包括排列了多个单位图形的部分的测试图形；所述多个单位图形具有基于一定的规律使图形形状逐次变化的部位。
12、 如权利要求10或者11所述的光掩模的检查方法，其特征在于， 基于所述一定的规律的图形形状的逐次变化，是线宽的变化。
13、 如权利要求10或者11所述的光掩模的检查方法，其特征在于，基于所述一定的规律的图形形状的逐次变化，是相对于曝光光束的有 效透射率的变化。
14、 一种光掩模的制造方法，具有检查工序，该检查工序执行权利要 求1 11任一项所述的光掩模的检查方法。
15、 一种电子部件的制造方法，具有如下工序，使用根据权利要求14所述的光掩模的制造方法制造 的光掩模，对形成于电子部件制造用的被加工层上的抗蚀膜进行曝光。
16、 一种测试掩模，其用于光掩模的检查，该光掩模为了使在要被蚀 刻加工的被加工层上的抗蚀膜成为作为所述蚀刻加工的掩模的抗蚀图形， 被用来对所述抗蚀膜进行规定图形的曝光，而且，该测试掩模形成有测试图形，该测试图形具有使曝光光束透射的透 射部、遮挡曝光光束的遮光部以及使曝光光束的一部分减低并透射的灰色 调部，其中，所述测试图形包含排列有基于一定的规律其图形形状逐次变化的多 个单位图形的部分，所述多个单位图形分别具有所述灰色调部，所述各单位图形的所述灰色调部的面积，根据所述一定的规律而互不 相同。
17、 一种测试掩模，其用于光掩模的检查，该光掩模为了使在要被蚀 刻加工的被加工层上的抗蚀膜成为作为所述烛刻加工的掩模的抗蚀图形， 被用来对所述抗蚀膜进行规定图形的曝光，而且，该测试掩模形成有测试图形，该测试图形具有使曝光光束透射的透 射部、遮挡曝光光束的遮光部以及使曝光光束的一部分减低并透射的灰色 调部，其中，所述测试图形包含排列有基于一定的规律其图形形状逐次变化的多 个单位图形的部分，所述多个单位图形分别具有所述灰色调部，所述各单位图形的所述灰色调部在规定曝光条件下的有效透射率，根 据所述一定的规律而互不相同。
18、 如权利要求16或者17所述的测试掩模，其特征在于，所述测试图形具有与两个以上的遮光部相邻并被这些遮光部夹持的 灰色调部。
19、 如权利要求18所述的测试掩模，其特征在于， 所述两个以上的遮光部，通过使线宽阶段性不同而使两个遮光部之间的间隔阶段性变化。
20、 如权利要求16或者17所述的测试掩模，其特征在于， 所述测试图形具有灰色调部，该灰色调部具有曝光时的规定的光学条件下的析像分辨极限以下的线宽的图形。
21、 如权利要求16或者17所述的测试掩模，其特征在于， 所述单位图形具有灰色调部，该灰色调部形成有使曝光光束减低规定量而透射的半透射性膜。
22、 一种测试掩模组，包含测试掩模，其用于光掩模的检查，该光掩模为了使在要被蚀刻加工的 被加工层上的抗蚀膜成为所述蚀刻加工的掩模的抗蚀图形，被用来对所述 抗蚀膜进行规定图形的曝光；和与所述测试掩模有关的数据；其中，所述数据是以规定的光学条件对所述测试掩模进行光照射，通过摄像 装置取得该测试掩模的光透射图形，且根据得到的光透射图形所得到的光 透射测试图形数据。
23、 如权利要求22所述的测试掩模组，其特征在于，所述光透射测试图形数据是对所述测试掩模基于在多个不同的光学 条件下的光透射图形而得到的数据。
全文摘要
本发明涉及光掩模的检查方法、光掩模的制造方法、电子部件的制造方法、测试掩模及测试掩模组。其中，使用测试掩模进行曝光、显影而得到测试用抗蚀图形，对其进行测量得到实际曝光测试图形数据。另外，在规定的光学条件下对测试掩模进行光照射通过摄像装置取得光透射图形，再基于得到的光透射图形得到光透射测试图形数据。对实际曝光测试图形数据和光透射测试图形数据进行比较，基于这一比较结果设定光学条件，再基于对作为检查对象的光掩模进行光照射而得到的光透射图形进行光掩模的检查。
文档编号H01L21/027GK101315518SQ20081009996
公开日2008年12月3日 申请日期2008年5月29日 优先权日2007年5月30日
发明者中西胜彦, 吉田光一郎 申请人:Hoya株式会社