專利名稱：光掩模及其檢查裝置、方法、以及制造方法、圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢査電子部件的制造中使用的接近式曝光用光掩模 的接近式曝光用光掩模的檢查裝置和接近式曝光用光掩模的檢查方法、經(jīng) 過(guò)這些檢查后的接近式曝光用光掩模、圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)方法和接近式曝光用光掩 模的制造方法。
背景技術(shù)：
以往，在電子部件的制造中，對(duì)于在進(jìn)行蝕刻加工的被加工層上形成 的抗蝕膜，使用具有給定的圖案的接近式曝光用光掩模，進(jìn)行接近式曝光 (接近曝光)，將該抗蝕膜形成成為蝕刻加工的掩模的抗蝕圖。
圖2是表示進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。 進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)如圖2所示，構(gòu)成為具有光源101，從該光 源101發(fā)出的光束通過(guò)聚光鏡(橢圓鏡)102、積分器(integrator) 103以 及準(zhǔn)直透鏡104，變?yōu)榫坏恼斩鹊钠叫泄馐?。該平行光束?duì)接近式曝光 用的光掩模3照射。透過(guò)光掩模3的光束對(duì)在從該光掩模3隔開(kāi)給定的接 近間隔pg (proximity gap)配置的曝光基板105的被加工層106上形成的 抗蝕膜進(jìn)行曝光。接近間隔pg是數(shù)ym 100um左右。
接近式曝光與投影(projection)曝光相比，在取得的析像度上較差， 但是在曝光機(jī)的成本、生產(chǎn)能力上，大幅度地有利。此外，由于接近式曝 光不用如接觸曝光(緊貼曝光)那樣，將掩模和基板接觸，所以具有掩模 的污染或消耗少優(yōu)點(diǎn)，在制造液晶顯示裝置的濾色器、黑底的光掩模等中 常常使用。
在特開(kāi)2007-256880號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中記載有在濾色器制造的 圖案曝光中使用接近(proximity)曝光方式的方法。作為接近曝光方式的 缺點(diǎn)，列舉平行光透過(guò)光掩模時(shí)的光的衍射、干涉，該公報(bào)指出由于這些 影響，圖案角落部帶圓的問(wèn)題，描述用于補(bǔ)償它的輔助圖案。
5在特開(kāi)2004-309327公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中記載有根據(jù)掩模的透過(guò)照 明光的強(qiáng)度分布，檢查缺陷的掩模的檢查裝置。
濾色器等制品多是數(shù)十ym的圖案尺寸，即使不使用高價(jià)的用于投影 曝光的曝光機(jī)，通過(guò)用于接近式曝光的曝光機(jī)，也能充分進(jìn)行圖案的形成。 而對(duì)于圖案尺寸更小的，也希望利用接近式曝光。
可是，由于基于接近式曝光的轉(zhuǎn)寫(xiě)像如上所述，析像度較差，所以在 接近式曝光用光掩模的制造中，基于曝光機(jī)的轉(zhuǎn)寫(xiě)性的評(píng)價(jià)、圖案形狀的 檢査和決定成為用于制造取得所希望的抗蝕圖的接近式曝光用光掩模的 重要因素。在接近式曝光中，在光掩模和抗蝕膜之間形成數(shù)ym 數(shù)十y m的接近間隔，所以由于照明光(曝光光)的衍射等的影響，光掩模上的 圖案和形成在抗蝕膜上的圖案變?yōu)椴幌嗤?br> 雖然專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)用輔助圖案補(bǔ)償圖案的轉(zhuǎn)寫(xiě)精度的惡 化，但是需要首先定量地評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)寫(xiě)精度的惡化的有無(wú)或其程度。
另一方面，即使是使用所述的接近式曝光制造的制品，在近年，圖案 微細(xì)化的要求變得顯著。例如，知道關(guān)于黑底，雖然以往圖案的間隔是80 Pm 100um左右，格子圖案的線寬度也是20um左右，但如果線寬度 是變得更細(xì)，就能制造具有更明亮的顯示畫(huà)面的液晶顯示裝置?？墒?，為 了將微細(xì)化的圖案析像，如果使用投影曝光轉(zhuǎn)寫(xiě)圖案，就有必要導(dǎo)入高價(jià) 的投影曝光機(jī)，制品單價(jià)大幅度上升。因此，如果一邊利用接近式曝光， 一邊能應(yīng)對(duì)圖案的微細(xì)化，就會(huì)成為極有用的技術(shù)。在圖案的微細(xì)化進(jìn)展時(shí)，在實(shí)際的曝光之前，把握使用該掩模形成的 被轉(zhuǎn)寫(xiě)體上的抗蝕圖變?yōu)樵鯓拥男螤?、是否成為足以承受抗蝕圖的處理的 圖案形狀、或者是否變?yōu)橛袑?dǎo)致制品的動(dòng)作不良的風(fēng)險(xiǎn)的抗蝕圖等是重要 的。這是因?yàn)橹挥肕微鏡觀察掩模的圖案形狀，有很多無(wú)法把握的要素。
例如，接近式曝光用的曝光機(jī)一般使用包含i線 g線的波長(zhǎng)區(qū)域的 光源。如果使用具有這樣的波長(zhǎng)區(qū)域的光源，對(duì)被轉(zhuǎn)寫(xiě)體上的抗蝕劑進(jìn)行 構(gòu)圖，則例如在圖案的端部，會(huì)產(chǎn)生不同的波長(zhǎng)彼此間的復(fù)雜的衍射的相 互作用。這樣的現(xiàn)象是掩模和被轉(zhuǎn)寫(xiě)體位于非常接近的位置的接近式曝光 的獨(dú)特的問(wèn)題。
在制造黑底或?yàn)V色器示的圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)中，不是正片，常常使用負(fù)片型的感光性材料， 一般與正片抗蝕劑相比，存在難以進(jìn)行抗蝕圖的預(yù)測(cè)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于所述的實(shí)情而提出的，其目的在于，提供在實(shí)際 的曝光之前，能把握接近式曝光用光掩模的圖案形狀的好否的接近式曝光 用光掩模的檢査裝置和接近式曝光用光掩模的檢査方法，提供在步驟中包 含這樣的檢查的接近式曝光用光掩模的制造方法和圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)方法。
本發(fā)明的發(fā)明者者具有如下知識(shí)關(guān)于接近式曝光用光掩模，與反復(fù) 試行，進(jìn)行最適合的曝光或抗蝕劑的顯影過(guò)程等步驟的條件提出相比，根 據(jù)與該曝光條件的關(guān)聯(lián)，客觀地把握通過(guò)實(shí)際的曝光會(huì)形成怎樣的抗蝕 圖，就能更將條件提出的作業(yè)效率化。
即本發(fā)明的發(fā)明者者們關(guān)注通過(guò)近似實(shí)際的曝光步驟的曝光或把握 與實(shí)際的曝光步驟的相關(guān)的模擬的曝光，推測(cè)(仿真)取得的抗蝕圖是有 用的。
因此，本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢查裝置為了解決所述的課 題，實(shí)現(xiàn)所述的目的，具有以下的結(jié)構(gòu)中的任意一個(gè)。 [結(jié)構(gòu)1]
其特征在于，包括保持被檢測(cè)體即接近式曝光用光掩模的保持部件； 發(fā)出至少包含在使用光掩模的接近式曝光中使用的波長(zhǎng)的光束的照明光 的光源；引導(dǎo)來(lái)自光源的照明光，對(duì)由掩模保持部件保持的光掩模，將照 明光作為大致平行光照射的數(shù)值孔徑可變的照明光學(xué)系統(tǒng)；使在光掩模作 為照明光照射并透過(guò)光掩模的光束入射，并使該光束成像的物鏡系統(tǒng)；將 經(jīng)過(guò)物鏡系統(tǒng)的光束接收的攝像部件；解析由攝像部件取得的信息的計(jì)算 部件；使照明光學(xué)系統(tǒng)、物鏡系統(tǒng)和攝像部件能夠在各自的光軸一致的狀 態(tài)下，在平行于光掩模的主面部的面內(nèi)移動(dòng)的第一移動(dòng)部件；使物鏡系統(tǒng) 和攝像部件能夠在光軸方向上移動(dòng)的第二移動(dòng)部件；控制第一和第二移動(dòng) 部件的控制部件；能夠在使用光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的來(lái)自光源 的照明光的平行度調(diào)整所必要的范圍中設(shè)定照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑；物 鏡系統(tǒng)使其前側(cè)焦面能夠從光掩模的圖案面只移動(dòng)與曝光機(jī)的接近間隔 對(duì)應(yīng)的距離。[結(jié)構(gòu)2]
在具有結(jié)構(gòu)l的接近式曝光用光掩模的檢査裝置中，其特征在于由 物鏡系統(tǒng)的倍率和攝像部件的像素尺寸決定的取得圖像的析像度比使用 光掩模的接近式曝光的分辨率更高，并且由物鏡系統(tǒng)的數(shù)值孔徑和照明光 的波長(zhǎng)導(dǎo)出的物鏡系統(tǒng)的分辨率低于在接近式曝光中取得的像中的最小 圖案間隔。
在具有結(jié)構(gòu)1或結(jié)構(gòu)2的接近式曝光用光掩模的檢查裝置中，其特征
在于根據(jù)使用光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的照明光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn)直 角，設(shè)定照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。
在具有結(jié)構(gòu)1或結(jié)構(gòu)2的接近式曝光用光掩模的檢查裝置中，其特征 在于照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑是0.005 0.04。此外，本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢査方法具有以下的結(jié)構(gòu)中的 任意一個(gè)。
一種接近式曝光用光掩模的檢查方法，對(duì)被檢測(cè)體即接近式曝光用光 掩模，將至少包含在使用光掩模的接近式曝光中使用的波長(zhǎng)的光束的照明 光通過(guò)數(shù)值孔徑可變的照明光學(xué)系統(tǒng)作為大致平行光照射，使在光掩模作 為照明光照射并透過(guò)光掩模的光束入射到物鏡系統(tǒng)，成像，由攝像部件將 經(jīng)過(guò)物鏡系統(tǒng)的光束接收，根據(jù)使用光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的來(lái) 自光源的照明光的平行度，設(shè)定照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑；將物鏡系統(tǒng)的 前側(cè)焦面的位置作為將物鏡系統(tǒng)對(duì)焦到光掩模的圖案面之后，使物鏡系統(tǒng) 只后退與曝光機(jī)的接近間隔對(duì)應(yīng)的距離，從圖案面只遠(yuǎn)離與接近間隔對(duì)應(yīng) 的距離的位置，通過(guò)攝像部件將該位置的照明光的光掩模透過(guò)光接收，攝 像。
在具有結(jié)構(gòu)5的接近式曝光用光掩模的檢查方法中，其特征在于由 物鏡系統(tǒng)的倍率和攝像部件的像素尺寸決定的取得圖像的析像度比使用 光掩模的接近式曝光的分辨率更高地設(shè)定；并且由物鏡系統(tǒng)的數(shù)值孔徑和照明光的波長(zhǎng)導(dǎo)出的物鏡系統(tǒng)的分辨率設(shè)定為低于在接近式曝光中取得 的像的最小圖案間隔。
在具有結(jié)構(gòu)5或結(jié)構(gòu)6的接近式曝光用光掩模的檢查方法中，其特征 在于根據(jù)使用光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的照明光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn)直 角，設(shè)定照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。
在具有結(jié)構(gòu)5或6的接近式曝光用光掩模的檢査方法中，其特征在于 照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑是0.005 0.04。
本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的制造方法具有以下的結(jié)構(gòu)。 [結(jié)構(gòu)9]
其特征在于包含具有結(jié)構(gòu)1 結(jié)構(gòu)8中的任意一個(gè)的接近式曝光用 光掩模的檢查方法作為檢查步驟。
本發(fā)明的圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)方法具有以下的結(jié)構(gòu)。 [結(jié)構(gòu)10]
其特征在于形成給定的圖案，使用由具有結(jié)構(gòu)5 結(jié)構(gòu)8中的任意 一個(gè)的接近式曝光用光掩模的檢査方法檢査的接近式曝光用光掩模、或由 具有結(jié)構(gòu)9的接近式曝光用光掩模的制造方法制造的接近式曝光用光掩 模，進(jìn)行基于曝光機(jī)的接近式曝光。
本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢査裝置通過(guò)具有結(jié)構(gòu)1，能在使用 光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的來(lái)自光源的照明光的平行度調(diào)整所必 要的范圍中設(shè)定照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，物鏡系統(tǒng)能將其前側(cè)焦面能從 光掩模的圖案面只移動(dòng)與曝光機(jī)的接近間隔相對(duì)應(yīng)的距離，所以通過(guò)近似 實(shí)際的接近式曝光的曝光、或者把握與實(shí)際的接近式曝光的相關(guān)的模擬的 曝光，能推測(cè)取得的抗蝕圖。
本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢查裝置通過(guò)具有結(jié)構(gòu)2，由物鏡系
統(tǒng)的倍率和攝像部件的像素尺寸決定的取得圖像的析像度比使用光掩模 的接近式曝光的分辨率更高，并且由物鏡系統(tǒng)的數(shù)值孔徑和照明光的波長(zhǎng) 導(dǎo)出的物鏡系統(tǒng)的分辨率低于接近式曝光中取得的像的最小圖案間隔，所 以能正確推測(cè)在實(shí)際的接近式曝光中取得的抗蝕圖。本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢査裝置通過(guò)具有結(jié)構(gòu)3，由于根據(jù) 使用光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的照明光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn)直角，設(shè)定照明 光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，所以能正確推測(cè)在實(shí)際的接近式曝光中取得的抗蝕圖。
本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢查裝置通過(guò)具有結(jié)構(gòu)4，由于明光 學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑是0.005 0.04，所以能正確推測(cè)在實(shí)際的接近式曝光中 取得的抗蝕圖。
本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢查方法通過(guò)具有結(jié)構(gòu)5，由于根據(jù) 使用光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的來(lái)自光源的照明光的平行度，設(shè)定 照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，物鏡系統(tǒng)的前側(cè)焦面的位置是對(duì)焦到光掩模的 圖案面之后，使物鏡系統(tǒng)只后退與曝光機(jī)的接近間隔對(duì)應(yīng)的距離，從圖案 面只遠(yuǎn)離與接近間隔對(duì)應(yīng)的距離的位置，通過(guò)物鏡系統(tǒng)，由攝像部件將該 位置的照明光的光掩模透過(guò)光接收，攝像，所以通過(guò)近似實(shí)際的接近式曝 光的曝光、或者把握與實(shí)際的接近式曝光的相關(guān)的模擬的曝光，能推測(cè)取 得的抗蝕圖。
本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢查方法通過(guò)具有結(jié)構(gòu)6，由于由物 鏡系統(tǒng)的倍率和攝像部件的像素尺寸決定的取得圖像的析像度比使用光 掩模的接近式曝光的分辨率更高地設(shè)定，并且由物鏡系統(tǒng)的數(shù)值孔徑和照 明光的波長(zhǎng)導(dǎo)出的物鏡系統(tǒng)的分辨率設(shè)定為低于接近式曝光中取得的像 的最小圖案間隔，所以能正確推測(cè)在實(shí)際的接近式曝光中取得的抗蝕圖。
本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢查方法通過(guò)具有結(jié)構(gòu)7，由于根據(jù) 使用光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的照明光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn)直角，設(shè)定照明 光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，所以能正確推測(cè)在實(shí)際的接近式曝光中取得的抗蝕 圖。
本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢査方法通過(guò)具有結(jié)構(gòu)8，由于照明 光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑是0.005 0.04，所以能正確推測(cè)在實(shí)際的接近式曝光 中取得的抗蝕圖。
本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的制造方法通過(guò)具有結(jié)構(gòu)9，由于通過(guò) 包含本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢査方法作為檢査步驟，所以能制造 在實(shí)際的接近式曝光中獲得所希望的抗蝕圖的接近式曝光用光掩模。本發(fā)明的圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)方法具有結(jié)構(gòu)10，由于形成給定的圖案，使用由本 發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢查方法檢查的接近式曝光用光掩模、或由 本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的制造方法制造的接近式曝光用光掩模，進(jìn) 行基于曝光機(jī)的接近式曝光，所以能取得所希望的抗蝕圖。
即本發(fā)明可以提供在實(shí)際的曝光之前，能把握接近式曝光用光掩模的 圖案形狀的好否的接近式曝光用光掩模的檢查裝置和接近式曝光用光掩 模的檢查方法，可以提供在步驟中包含這樣的檢查的接近式曝光用光掩模 的制造方法和圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)方法。


圖1是表示本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢査裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖2是表示進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的最佳的實(shí)施例。
圖1是表示本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢查裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
在該檢查裝置中，光掩模3由掩模保持部件3a、 3b保持。該掩模保 持部件3a使光掩模3的主平面為大致垂直的狀態(tài)下，掩模保持部件3b支 承側(cè)緣部附近，使該光掩模3傾斜(在圖中，對(duì)于垂直線，角度4>)，保 持該光掩模的下端部。
而且，該檢查裝置具有將給定波長(zhǎng)的光束作為照明光發(fā)出的光源1。 作為該光源l，例如能使用鹵素?zé)?、金屬鹵化物燈、UHP燈(超高壓水銀 燈)等。該光源1能是與接近式曝光用的曝光機(jī)中使用的光源近似的光源。 或者在光源1發(fā)出的光束中能包含曝光機(jī)中使用的光源波長(zhǎng)區(qū)域中所含有 的波長(zhǎng)光。而且，該檢查裝置具有引導(dǎo)來(lái)自光源l的照明光，對(duì)由掩模保 持部件3a保持的光掩模3照射照明光的照明光學(xué)系統(tǒng)2。由于該照明光學(xué) 系統(tǒng)2為了使數(shù)值孔徑(NA)可變，具有光圈機(jī)構(gòu)2a。進(jìn)而，該照明光
ii學(xué)系統(tǒng)2具有用于調(diào)整光掩模3的照明光的照射范圍的視野光圈2b。經(jīng)過(guò)
照明光學(xué)系統(tǒng)2后的照明光對(duì)由掩模保持部件3a、 3b保持的光掩模3照 射。
照明光學(xué)系統(tǒng)2將從光源1出射的照明光作為大致平行光，對(duì)光掩模 3照射。根據(jù)使用該光掩模3的接近式曝光用的曝光機(jī)的照明光學(xué)系統(tǒng)的 準(zhǔn)直角，設(shè)定該照明光的平行度，能與該準(zhǔn)直角相同， 一般是0。 2。左右。 由于該照明光學(xué)系統(tǒng)2數(shù)值孔徑(NA)可變，所以將準(zhǔn)直角代入NA-nsin e (n是折射率，空氣中為1)的表達(dá)式，將取得的數(shù)值孔徑設(shè)定為照明 光學(xué)系統(tǒng)2的數(shù)值孔徑，由此能再現(xiàn)接近式曝光用的曝光機(jī)的照明光(曝 光光)。另外，照明光學(xué)系統(tǒng)2的數(shù)值孔徑是0.005 0.04。
對(duì)光掩模3照射的照明光透過(guò)該光掩模3，入射到物鏡系統(tǒng)4。該物 鏡系統(tǒng)4例如能具有入射透過(guò)光掩模3的照明光，對(duì)該光束加以無(wú)限遠(yuǎn) 修正，使其變?yōu)槠叫泄獾牡谝蝗?模擬透鏡)4a;使經(jīng)過(guò)第一群的光束成 像的第二群(成像透鏡)4b。
經(jīng)過(guò)物鏡系統(tǒng)4的光束由攝像部件5接收。該攝像部件5對(duì)物鏡系統(tǒng) 4的攝像面(前側(cè)焦面)P的像進(jìn)行攝像。作為該攝像部件5，例如可以使 用CCD等攝像元件。
而且，在該檢査裝置中，設(shè)置進(jìn)行對(duì)于由攝像部件5取得的攝像圖像 的圖像處理、計(jì)算、與給定閾值的比較和顯示等的計(jì)算部件U、控制照明 光學(xué)系統(tǒng)2或物鏡系統(tǒng)4的移動(dòng)操作的控制部件12。
由物鏡系統(tǒng)4和攝像部件5的位置關(guān)系決定的攝像面(前側(cè)焦面)P 成為從光掩模3的圖案面向物鏡系統(tǒng)4 一側(cè)只遠(yuǎn)離(使其后退)給定的微 小距離(數(shù)ym 100ym)的位置。從光掩模3的圖案面到攝像面P的微 小距離與使用該光掩模3進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的接近間隔相對(duì)應(yīng)，攝 像面P的位置與接近式曝光用的曝光機(jī)的被轉(zhuǎn)寫(xiě)體上的抗蝕膜的位置相對(duì) 應(yīng)。
在該檢查裝置中，作為模擬接近式曝光時(shí)的接近間隔的構(gòu)造，相對(duì)于 光掩模3的圖案面，使物鏡系統(tǒng)4偏置給定間隔量。首先，使物鏡系統(tǒng)4 與光軸平行移動(dòng)，使焦點(diǎn)與光掩模3的圖案面一致。該狀態(tài)相當(dāng)于沒(méi)有接 近間隔的狀態(tài)即接觸曝光的狀態(tài)。然后，使物鏡系統(tǒng)4僅向與光軸平行且從光掩模3遠(yuǎn)離的方向移動(dòng)(Shift)與接近間隔相同的量。據(jù)此，在該檢 查裝置中，成為與使用光掩模3進(jìn)行接近式曝光的現(xiàn)實(shí)的狀態(tài)近似的狀態(tài)， 這時(shí)，由攝像部件5取得的圖像信息相當(dāng)于通過(guò)接近式曝光，對(duì)被轉(zhuǎn)寫(xiě)體 照射的曝光光。
該檢査裝置的特征是模擬地再現(xiàn)接近式曝光的檢查機(jī)，但同時(shí)與接近 式曝光用的曝光機(jī)不同，如同投影曝光機(jī)那樣具有物鏡系統(tǒng)4?？墒?，該
物鏡系統(tǒng)4的功能與投影曝光機(jī)的物鏡系統(tǒng)不同。該物鏡系統(tǒng)4作為決定 與在接近式曝光時(shí)在掩模和被轉(zhuǎn)寫(xiě)體之間形成的間隔相當(dāng)?shù)拈g隔，作為將 相當(dāng)于以該間隔進(jìn)行轉(zhuǎn)寫(xiě)時(shí)的轉(zhuǎn)寫(xiě)像的像放大并取得的部件發(fā)揮作用。即 模擬接近式曝光，對(duì)光掩模3進(jìn)行曝光，如果將該透過(guò)光直接作為光強(qiáng)度 分布數(shù)據(jù)取得，則該圖案線寬度CD (Critical Dimension)變?yōu)榻咏跀z像 元件的CD。這樣取得的攝像圖像對(duì)于攝像元件的像素的大小而言過(guò)粗， 無(wú)法反映實(shí)際的曝光的圖案的轉(zhuǎn)寫(xiě)狀態(tài)，不堪轉(zhuǎn)寫(xiě)圖像的評(píng)價(jià)。因此，攝 像部件5的像素的尺寸對(duì)于圖案線寬度CD的比率必須成為能沒(méi)問(wèn)題地將 光掩模上的圖案的CD析像的水平。例如考慮該比率是1/5倍以上。根據(jù) 這樣的考察，在本發(fā)明的檢查機(jī)中具有物鏡系統(tǒng)4，該物鏡系統(tǒng)4的設(shè)計(jì) 如下進(jìn)行。
在該檢查裝置中，由物鏡系統(tǒng)4的倍率和攝像部件5的像素尺寸決定 的取得圖像的析像度對(duì)于使用光掩模3的接近式曝光的分辨率，需要足夠 高，例如優(yōu)選的是5倍以上，更優(yōu)選10倍以上。此外，由物鏡系統(tǒng)4的 數(shù)值孔徑和照明光的波長(zhǎng)導(dǎo)出的物鏡系統(tǒng)4的分辨率需要低于在接近式曝 光中取得的像的最小圖案間隔。
另外，"取得圖像的析像度"由"攝像部件(CCD)的像素尺寸/物鏡 系統(tǒng)4的倍率"(um)定義。此外，分辨率(um)是表示能夠區(qū)分物 體的臨近的2點(diǎn)能臨近到何種程度的距離的量，例如分辨率1 P m意味著 能區(qū)分分開(kāi)1 u m的2個(gè)點(diǎn)。無(wú)象差透鏡的光的衍射引起的理論分辨率e 由e =0.01 (入/NA) (Rayleigh的表達(dá)式)定義。
在接近式曝光用的曝光機(jī)中，在從掩模的圖案面只離開(kāi)規(guī)定的間隔的 位置上，配置有被轉(zhuǎn)寫(xiě)體即帶抗蝕劑的基板。如上所述，如果要取得與該 接近式曝光用的曝光機(jī)同樣的光學(xué)配置，在從光掩模3的圖案面只離開(kāi)規(guī)定的間隔的位置上，配置有攝像部件5。而且，在該形式中，由攝像部件
5取得的像的析像度依存于攝像部件5的像素尺寸。CCD等攝像元件的圖 像尺寸即使是小的，也具有3um，通常具有5ym 20um左右的尺寸。另 一方面，由接近式曝光用的曝光機(jī)取得的抗蝕劑轉(zhuǎn)寫(xiě)像的析像度一般說(shuō)是 5"m 10ym左右，為了取得并解析該轉(zhuǎn)寫(xiě)像，由于以一般的攝像元件的 像素尺寸，過(guò)大，所以需要放大通過(guò)該掩模的轉(zhuǎn)寫(xiě)像的機(jī)構(gòu)。
因此，在該檢査裝置中，在光掩模3和攝像部件5之間，配置有物鏡 系統(tǒng)4，作為用于放大像的光學(xué)系統(tǒng)。該物鏡系統(tǒng)4的放大率(倍率)決 定為相對(duì)于取得的轉(zhuǎn)寫(xiě)像的析像度，從攝像部件5取得的圖像的析像度變 得足夠高。此外，基于同樣的考慮方法，需要將物鏡系統(tǒng)的析像度與從攝 像部件5取得的圖像的析像度相同或者在其以下作為條件，來(lái)決定物鏡系 統(tǒng)的數(shù)值孔徑。例如，作為足以解析5um 0um的圖案的分辨率，至少 最小圖案的1/5，希望是1/10左右。例如，如果最小圖案是5um，使用的 攝像元件的像素尺寸是10um,物鏡系統(tǒng)的倍率至少為10倍，希望是20 倍左右，數(shù)值孔徑至少為0.25，希望是0.50左右。
在該檢查裝置中，照明光學(xué)系統(tǒng)2和物鏡系統(tǒng)4以及攝像部件5在夾 著將主平面大致垂直保持的光掩模3并對(duì)峙的位置分別配置。在使兩者的 光軸一致的狀態(tài)下，進(jìn)行照明光的照射和接收，能實(shí)施本發(fā)明的接近式曝 光用光掩模的檢査方法。
控制部件12控制第一移動(dòng)部件14，由此能移動(dòng)操作這些照明光學(xué)系 統(tǒng)2、物鏡系統(tǒng)4以及攝像部件5。該第一移動(dòng)部件14一邊使各自的光軸 彼此一致，一邊在圖1中箭頭A所示的方向即平行于光掩模3的主平面的 面內(nèi)使照明光學(xué)系統(tǒng)2、物鏡系統(tǒng)4以及攝像部件5移動(dòng)。在該檢查裝置 中，通過(guò)設(shè)置這樣的第一移動(dòng)部件14，即使在檢査大型的光掩模時(shí)，也能 使光掩模3不在平行于主平面的方向上移動(dòng)，就能進(jìn)行遍及光掩模3的主 平面的整面的檢査，此外，能進(jìn)行主平面上的所希望的部位的有選擇的檢 查。
而且，在該檢查裝置中，控制部件12控制第二移動(dòng)部件15,由此能 分別在圖1中箭頭B所示的光軸方向上移動(dòng)操作物鏡系統(tǒng)4和攝像部件5，通過(guò)移動(dòng)這些物鏡系統(tǒng)4和/或攝像部件5,能使相對(duì)于光掩模3的相對(duì)距
離變化。在該檢査裝置中，物鏡系統(tǒng)4和攝像部件5能分別在光軸方向上 移動(dòng)，能進(jìn)行與使用光掩模3的接近式曝光相近的狀態(tài)下的攝像。
而且，該檢查裝置的控制部件12控制照明光學(xué)系統(tǒng)2的視野光圈和 開(kāi)口光圈機(jī)構(gòu)、物鏡系統(tǒng)4的光圈機(jī)構(gòu)、和移動(dòng)操作部件。該控制部件12 在使用該檢査裝置的光掩模的檢查方法中，通過(guò)移動(dòng)操作部件，在使它們 的光軸一致的狀態(tài)下，對(duì)照明光學(xué)系統(tǒng)2和物鏡系統(tǒng)4以及攝像部件5在 平行于由掩模保持部件所保持的光掩模3的主平面的面內(nèi)移動(dòng)操作，并且 對(duì)于光軸方向，移動(dòng)操作物鏡系統(tǒng)4和/或攝像部件5。
在接近式曝光用的曝光機(jī)中，光源的發(fā)光波長(zhǎng)包含g線 i線的波長(zhǎng) 區(qū)域，因此，在本發(fā)明的檢查裝置中，除了全部波長(zhǎng)同時(shí)的曝光以外，通 過(guò)濾光，能將g線、h線、i線分別單獨(dú)曝光。此外，通過(guò)將由濾光取得的 各波長(zhǎng)的攝像數(shù)據(jù)合成，能仿真實(shí)際的曝光機(jī)的g線 i線的混合光的曝光。
作為本發(fā)明的檢查裝置的光源1，使用發(fā)出與經(jīng)過(guò)檢查的光掩模3的 接近式曝光的曝光光具有相同或大致相等的波長(zhǎng)分布的照明光的光源。
具體而言，該照明光至少包含g線(436nm) 、 h線(405nm)、或者 i線(365nm)，或者全部包含這些波長(zhǎng)成分?；蛘吣苁腔旌线@些波長(zhǎng)成分 中任意2以上的混合光。在應(yīng)用希望的光強(qiáng)度比例的混合光時(shí)，優(yōu)選根據(jù) 實(shí)際在接近式曝光用的曝光機(jī)中使用的曝光機(jī)的光源的特性來(lái)決定。
而且，該照明光透過(guò)濾光器等的波長(zhǎng)選擇濾光器6，照射光掩模3， 由此調(diào)整光掩模3上的各波長(zhǎng)成分的混合比。作為波長(zhǎng)選擇濾光器6，能 使用具有截去給定波長(zhǎng)以下或者給定波長(zhǎng)以上的光束的特性的濾光器。
在該檢查裝置中，通過(guò)使從光源1發(fā)出的照明光的波長(zhǎng)分布與來(lái)自在 接近式曝光用的曝光機(jī)中使用的光源的曝光光的波長(zhǎng)分布相同或者大致 相等，從而能進(jìn)行近似于實(shí)際的接近式曝光的檢查。
另外，在該檢查裝置中，使用g線 i線的混合光時(shí)，為了進(jìn)行圖像 的合成，需要用單一波長(zhǎng)攝像的各圖像的位置、倍率相同。因此，在物鏡 系統(tǒng)4的光學(xué)設(shè)計(jì)中，在g線 i線的各波長(zhǎng)中，當(dāng)然希望良好地進(jìn)行象差修正，希望焦點(diǎn)位置相同。可是，由于一般，焦點(diǎn)深度由DOF二A/NA2 表示，所以如果在從物鏡系統(tǒng)4的數(shù)值孔徑計(jì)算的焦點(diǎn)深度以下的范圍中
存在各波長(zhǎng)的焦點(diǎn)位置，就能將它視為焦點(diǎn)位置相同。此外，根據(jù)光學(xué)設(shè) 計(jì)的情形，也可以即使產(chǎn)生各波長(zhǎng)的焦點(diǎn)移動(dòng)，把握伴隨著此的倍率的變
動(dòng)量，在合成前，按照該變動(dòng)量，對(duì)圖像進(jìn)行修正。物鏡系統(tǒng)4的焦點(diǎn)深 度優(yōu)選成為10 P m以下的范圍內(nèi)。在該檢查裝置中，作為波長(zhǎng)選擇濾光器 6，能有選擇地使用具有只將從光源1發(fā)出為主的g線透過(guò)的特性的第一 濾光器、具有只將從光源l發(fā)出為主的h線透過(guò)的特性的第二濾光器、具 有只將從光源1發(fā)出為主的i線透過(guò)的特性的第三濾光器。
在這時(shí)，分別求出使用第一濾光器時(shí)由攝像部件5取得的光強(qiáng)度數(shù)據(jù) dg、使用第二濾光器時(shí)由攝像部件5取得的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)dh、使用第三濾光 器時(shí)由攝像部件5取得的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)di。
然后，將這些光強(qiáng)度數(shù)據(jù)dg、 dh、 di分別進(jìn)行給定的加權(quán)后，通過(guò)相 加，能計(jì)算將g線、h線和i線以給定的強(qiáng)度比混合后的光束對(duì)光掩模3 照射時(shí)取得的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)。
各光強(qiáng)度數(shù)據(jù)dg、 dh、 di的加權(quán)例如如果來(lái)自該檢查裝置的光源1 的光束的g線、h線和i線的強(qiáng)度比率是[1.00: 1.20: 1.30]，若接近式曝 光中的來(lái)自光源的曝光光的g線、h線和i線的強(qiáng)度比率是[1.00: 0.95: 1.15]，則應(yīng)該與dg相乘的系數(shù)fg是1.00，應(yīng)該與dh相乘的系數(shù)fh是 0,95/1.20 (=0.79)，應(yīng)該與di相乘的系數(shù)fi是1.15/1.30 (=0.88)。
使它們相加后的數(shù)據(jù)即[fgdg+fhdh+fldi]成為表示在接近式曝光用的曝 光機(jī)中對(duì)光掩模3照射曝光光時(shí)取得的光強(qiáng)度分布的數(shù)據(jù)。另外，這些計(jì) 算能由計(jì)算部件ll進(jìn)行。
本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的制造方法具有使用在透明基板上形
成給定的圖案的光掩模，對(duì)被轉(zhuǎn)寫(xiě)體(在玻璃基板等形成所希望的膜，由 抗蝕膜覆蓋)，進(jìn)行接近式曝光時(shí)，使用所述的接近式曝光用光掩模的檢
査裝置，由攝像部件5捕捉通過(guò)接近式曝光，轉(zhuǎn)寫(xiě)到被轉(zhuǎn)寫(xiě)體上的圖案， 求出光強(qiáng)度分布的步驟。是從這里取得的光強(qiáng)度分布評(píng)價(jià)取得的抗蝕圖， 根據(jù)該評(píng)價(jià)，制造光掩模的方法。
16更具體而言，如上所述，包含在接近式曝光用的曝光機(jī)中，使用與 使用的光源近似的光源，在使用光掩模進(jìn)行接近式曝光時(shí)的抗蝕膜的位置 上，通過(guò)物鏡系統(tǒng)4和攝像部件5，捕捉并檢査與通過(guò)接近式曝光而轉(zhuǎn)寫(xiě) 到被轉(zhuǎn)寫(xiě)體上的圖案近似的圖案，或者定量地把握由接近式曝光形成的抗 蝕圖和基于攝像部件5的光強(qiáng)度分布的相關(guān)，使用該相關(guān)，推測(cè)(仿真) 光掩模通過(guò)接近式曝光形成的抗蝕圖的方法。
而且，在該光掩模的制造方法中，根據(jù)由攝像部件5取得的光強(qiáng)度分 布，能進(jìn)行包含被轉(zhuǎn)寫(xiě)體上的抗蝕圖或者將該抗蝕圖作為掩模進(jìn)行加工后 的被加工層圖案尺寸的完成值、光掩模的透過(guò)率的變動(dòng)引起的它們的形狀 變動(dòng)等各種解析、評(píng)價(jià)。根據(jù)該光強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)，進(jìn)行缺陷的判定，能判 斷該修正的容易。
此外，使用形成給定的單個(gè)或多個(gè)測(cè)試圖案的測(cè)試掩模，通過(guò)本發(fā)明 的檢査裝置，取得該圖案的光強(qiáng)度分布，而通過(guò)實(shí)際的接近式曝光機(jī)曝光 該測(cè)試掩模，在被轉(zhuǎn)寫(xiě)體上取得抗蝕圖，把握所述光強(qiáng)度分布和所述抗蝕 圖之間的相關(guān)，能根據(jù)把握的相關(guān)，決定形成實(shí)際圖案的實(shí)際掩模的接近 式曝光條件、和由實(shí)際轉(zhuǎn)寫(xiě)取得的抗蝕圖的處理?xiàng)l件等。
在制造接近式曝光用光掩模時(shí)，在一般的公知的制造步驟中，通使其 變?yōu)榘谒龅谋景l(fā)明的光掩模的檢査方法的評(píng)價(jià)步驟的步驟，能迅 速制造將設(shè)計(jì)最優(yōu)化，充分修正缺陷的良好的液晶裝置制造用光掩模。
在本發(fā)明中，使用由本發(fā)明的接近式曝光用光掩模的檢查方法檢查或 者由制造方法制造的光掩模，通過(guò)接近式曝光，對(duì)被轉(zhuǎn)寫(xiě)體的被加工層上 形成的抗蝕層曝光，能制造電子部件。
據(jù)此，能成品率良好，在短時(shí)間中穩(wěn)定地取得對(duì)電子部件的所需的性
權(quán)利要求
1. 一種接近式曝光用光掩模的檢查裝置，包括保持部件，保持作為被檢測(cè)體的接近式曝光用光掩模；光源，發(fā)出至少包含在使用所述光掩模的接近式曝光中所使用的波長(zhǎng)的光束的照明光；照明光學(xué)系統(tǒng)，引導(dǎo)來(lái)自所述光源的照明光，對(duì)由所述掩模保持部件保持的所述光掩模，使所述照明光作為大致平行光照射，且數(shù)值孔徑可變；物鏡系統(tǒng)，入射對(duì)在所述光掩模照射所述照明光而透過(guò)所述光掩模的光束，并使該光束成像；攝像部件，接收經(jīng)過(guò)所述物鏡系統(tǒng)的光束；計(jì)算部件，解析由所述攝像部件取得的信息；第一移動(dòng)部件，能夠使所述照明光學(xué)系統(tǒng)、所述物鏡系統(tǒng)和所述攝像部件在各個(gè)的光軸一致的狀態(tài)下，在平行于所述光掩模的主面部的面內(nèi)移動(dòng)；第二移動(dòng)部件，使所述物鏡系統(tǒng)和所述攝像部件能夠在光軸方向上移動(dòng)；控制部件，控制所述第一和第二移動(dòng)部件；能夠在使用所述光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)中在來(lái)自光源的照明光的平行度調(diào)整所必要的范圍內(nèi)，設(shè)定所述照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑；所述物鏡系統(tǒng)使其前側(cè)焦面能夠從所述光掩模的圖案面只移動(dòng)與所述曝光機(jī)的接近間隔對(duì)應(yīng)的距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接近式曝光用光掩模的檢査裝置，其特征 在于由所述物鏡系統(tǒng)的倍率和所述攝像部件的像素尺寸決定的取得圖像 的析像度比使用所述光掩模的接近式曝光的分辨率更高，并且由所述物鏡 系統(tǒng)的數(shù)值孔徑和照明光的波長(zhǎng)導(dǎo)出的所述物鏡系統(tǒng)的分辨率低于在所 述接近式曝光中取得的像中的最小圖案間隔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接近式曝光用光掩模的檢查裝置，其特征 在于根據(jù)使用所述光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的照明光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn) 直角，設(shè)定所述照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接近式曝光用光掩模的檢查裝置，其特征 在于-所述照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑是0.005 0.04。
5. —種接近式曝光用光掩模的檢查方法，對(duì)作為被檢測(cè)體的接近式曝光用光掩模，將至少包含在使用所述光掩模的接近式曝光中使用的波長(zhǎng) 的光束的照明光通過(guò)數(shù)值孔徑可變的照明光學(xué)系統(tǒng)作為大致平行光照射， 使對(duì)所述光掩模照射所述照明光并透過(guò)所述光掩模的光束入射到物鏡系 統(tǒng)，并使其成像，由攝像部件將接收經(jīng)過(guò)所述物鏡系統(tǒng)的光束， 根據(jù)使用所述光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)中來(lái)自光源的照明光的平行度，設(shè)定所述照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑；將所述物鏡系統(tǒng)的前側(cè)焦面的位置作為使所述物鏡系統(tǒng)對(duì)焦到所述 光掩模的圖案面之后，通過(guò)使所述物鏡系統(tǒng)后退與所述曝光機(jī)的接近間隔 相對(duì)應(yīng)的距離，由此從所述圖案面遠(yuǎn)離與接近間隔對(duì)應(yīng)的距離的位置，通 過(guò)攝像部件接收該位置的所述照明光的所述光掩模透過(guò)光，并攝像。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的接近式曝光用光掩模的檢查方法，其特征在于由所述物鏡系統(tǒng)的倍率和所述攝像部件的像素尺寸決定的取得圖像 的析像度設(shè)定為比使用所述光掩模的接近式曝光的分辨率更高，并且由所 述物鏡系統(tǒng)的數(shù)值孔徑和照明光的波長(zhǎng)導(dǎo)出的所述物鏡系統(tǒng)的分辨率設(shè) 定為低于在所述接近式曝光中取得的像的最小圖案間隔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的接近式曝光用光掩模的檢査方法，其特征在于根據(jù)使用所述光掩模進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的照明光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn) 直角，設(shè)定所述照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的接近式曝光用光掩模的檢查方法，其特征在于所述照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑是0.005 0.04。
9. 一種接近式曝光用光掩模的制造方法，包含權(quán)利要求1 8中的任意一項(xiàng)所述的接近式曝光用光掩模的檢查 方法作為檢查步驟。
10. —種圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)方法，使用形成了給定的圖案，由5 8中的任意一項(xiàng)所述的接近式曝光用 光掩模的檢查方法檢查后的接近式曝光用光掩模，進(jìn)行基于所述曝光機(jī)的 接近式曝光。
11. 一種圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)方法，使用形成了給定的圖案，由權(quán)利要求9所述的接近式曝光用光掩模的 制造方法制造的接近式曝光用光掩模，進(jìn)行基于所述曝光機(jī)的接近式曝 光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光掩模及其檢查裝置、方法、以及制造方法、圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)方法。對(duì)被檢測(cè)體即接近式曝光用光掩模3，將至少包含在使用光掩模3的接近式曝光中使用的波長(zhǎng)的光束的照明光通過(guò)數(shù)值孔徑可變的照明光學(xué)系統(tǒng)2作為大致平行光照射，對(duì)光掩模3作為照明光照射，透過(guò)光掩模3的光束入射到物鏡系統(tǒng)4，成像，經(jīng)過(guò)物鏡系統(tǒng)4的光束由攝像部件5接收。照明光學(xué)系統(tǒng)2的數(shù)值孔徑能在進(jìn)行接近式曝光的曝光機(jī)的來(lái)自光源的照明光的平行度調(diào)整所必要的范圍中設(shè)定，物鏡系統(tǒng)4將前側(cè)焦面能從光掩模3的圖案面只移動(dòng)與曝光機(jī)的接近間隔對(duì)應(yīng)的距離。
文檔編號(hào)H01L21/027GK101446753SQ20081017639
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者吉田光一郎 申請(qǐng)人:Hoya株式會(huì)社