光掩模检查方法、光掩模制造方法及光掩模检查装置与流程

本发明涉及用于制造电子设备的光掩模的检查，特别地，涉及适合用于制造显示装置的光掩模的检查。本发明特别涉及测量光掩模(相移掩模)的相移量的方法及装置，该光掩模具备利用相移效应的转印用图案。

背景技术：

相移掩模与二进制掩模相比，转印性能、特别是焦点深度及对比度优异，因此主要被用作半导体装置制造用光掩模。并且，提出了检查这些相移掩模的图案所具有的相移量的检查方法。

在专利文献1中，记载有用于测量由形成于曝光用掩模的半透明相移膜引起的相位偏移的相位检查方法。该相位检查方法包括：利用由形成于遮光膜的线/空白构成的第1图案组和由形成于半透明相移膜的线/空白构成的第2图案组，通过投影曝光光学系统而在测量面上形成各个图案组的光学像的工序；使所述测量面在光轴(z)方向上移动而取得多个所述光学像的工序；根据所述取得的多个光学像计算第1图案组的焦点位置与第2图案组的焦点位置之差的工序；根据所述计算出的焦点位置之差来计算由所述半透明相移膜引起的相位差的工序。

在专利文献2中记载了利用剪切干涉仪(shearinginterferometer)同时测量形成于半色调型相移掩模的相移器的相移量及透射率的测量方法。该测量方法包括如下工序：朝向由形成于半色调膜的光透射部构成的监视图案或由形成于光透射部的半色调膜构成的监视图案投射照明波束，并调整剪切干涉仪的剪切量，将横向偏移干渉图像形成在二维摄像装置上，该横向偏移干渉图像包括由透过了监视图案的透射光和透过了监视图案的周边区域的透射光形成的第1及第2干渉图像以及由透过了监视图案的周边区域的多个透射光形成的第3干渉图像；对包括所述第1～第3干渉图像的横向偏移干渉图像进行1个周期的相位调制，对第1～第3干渉图像分别取得表示相位调制量与亮度值的关系的相位调制数据；利用所述第1及第2干渉图像的相位调制数据计算第1干渉图像与第2干渉图像之间的相移量，并作为相移器的相移量而输出；计算所述第1干渉图像的相位调制数据的振幅与第3干渉图像的相位调制数据的振幅之比的平方，并作为相移器的透射率而输出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1专利第3431411号公报

专利文献2专利第5660514号公报

在包括液晶显示装置(liquidcrystaldisplay)、有机el(organicelectroluminescence：有机电致发光)显示装置等的显示装置中，要求更加明亮且省电，并且要求高清晰、高速显示、宽视场角这样的显示性能的提高。

例如，从上述显示装置中利用的薄膜晶体管(thinfilmtransistor：tft)来讲，在构成tft的多个图案当中，如果形成于层间绝缘膜的接触孔不确保使上层及下层的图案可靠地连接的作用，则不能保证正确的动作。另一方面，例如为了极力扩大液晶显示装置的孔径比而形成明亮且省电的显示装置，随着需要使得接触孔的直径足够小等显示装置的高密度化的需求，对孔图案的直径也要求精细化(例如，小于3μm)。例如，要求直径为0.8μm以上2.5μm以下，进而要求直径为2.0μm以下的孔图案，具体地，希望形成具备0.8～1.8μm的直径的孔图案。

另一方面，在本领域利用的曝光装置所具备的光学系统的na(numericalaperture：数值孔径)为0.08～0.15程度，作为曝光光源大多利用i线、h线或g线，通过使用主要包含这些的宽波长范围光源，从而获得用于照射大面积的光量，由此倾向于重视生产效率、成本。

但是，如众所周知，在半导体装置的制造中所利用的半色调型相移掩模是将所照射的曝光光的相位移动大致180度，并利用具备规定透射率的半透光膜(也称为相移膜)且具备转印用图案的光掩模，并且是通过利用光的干渉，从而提高析像性的光掩模。具体而言，被认为具有提高焦点深度(depthoffocus：dof)、对比度的效果。并且，该类型的光掩模(attenuatedphaseshiftmask：衰减相移掩模)与其他类型(alternatingphase-shiftmask：交替相移掩模)不同，在图案设计上制约少，有效地适用于孔图案，特别是适用于孤立孔图案而提高了效果。

如上述，近年来在显示装置的制造中，对图案的精细化的要求变高，因此开始研究作为半导体装置制造用技术而广泛利用的半色调型相移掩模的适用。

在光掩模的制造工序中，以所形成的转印用图案的坐标、缺陷的有无等为对象进行各种的检查。在相移掩模中，如果相移量偏离设计值，则转印性下降，因此需要进行测量相移量的检查工序。

但是，根据专利文献1及专利文献2的方法，需要将为了测量相位差而预先确定的设计的监视图案形成在光掩模的转印用图案的区域外等。因此，对于不具有规定的监视图案的光掩模，无法测量其相移部的相位差。

并且，所测量的结果是监视图案部分的相移量，并不是转印用图案的直接测量结果。在此，转印用图案是指，根据想要得到的电子设备的设计而转印在被转印体上的图案。在一边为6英寸左右的半导体装置制造用光掩模的情况下，被认为监视图案部分的相移量与转印用图案部分的相移量之间几乎不存在差异，不存在特别的问题。另一方面，在显示装置制造用的光掩模的情况下，基板尺寸大(例如，基板主面为300～2000mm的四方形)，在相移膜的成膜中，难以使面内的膜厚的偏差为零。因此，有时设置在基板的外缘附近的监视图案部分的相移量与转印用图案内部的相移量之间产生偏差，由此存在不能准确地掌握进行图案转印时所产生的相移效应的不便。

技术实现要素：

因此，本发明的主要目的在于提供一种对包括在转印用图案中的相移部，能够简单且直接地测量其相移量的方法及装置。

(第1形态)

本发明的第1形态为一种光掩模检查方法，测量在光掩模的转印用图案中包含的相移部的相位特性，该光掩模检查方法包括：

在具备投影光学系统的检查装置中设置所述光掩模的工序；

光学像数据取得工序，将所设置的所述光掩模曝光，并通过所述投影光学系统将所述相移部的光学像投影到摄像面上，从而取得光学像数据；以及

运算工序，利用所取得的所述光学像数据而求出所述相移部所具有的相移量，

在所述光学像数据取得工序中，使所述光掩模、所述投影光学系统及所述摄像面当中的至少一部分在光轴方向上移动，而取得多个聚焦状态的各个状态下的所述光学像数据，

在所述运算工序中，利用所取得的所述多个聚焦状态的所述光学像数据而求出所述相移量。

(第2形态)

本发明的第2形态在上述第1形态所述的光掩模检查方法中，

在所述运算工序中，根据所述光学像数据针对所取得的所述多个聚焦状态的各个状态求出cd值，并根据所述光学像的cd值求出所述相移量。

(第3形态)

本发明的第3形态在上述第2形态所述的光掩模检查方法中，

在所述运算工序中，根据所述cd值成为最大值的聚焦状态与所述相移量之间的相关性而求出所述相移量。

(第4形态)

本发明的第4形态在上述第2或第3形态所述的光掩模检查方法中，

在所述运算工序之前，具备如下的前工序：针对所述转印用图案，掌握通过所述投影光学系统而形成的光学像的cd值成为最大值的聚焦状态与所述相移部所具备的相移量之间的相关性。

(第5形态)

本发明的第5形态在上述第4形态所述的光掩模检查方法中，

所述前工序包括如下工序：针对所述转印用图案，掌握通过所述投影光学系统而形成的光学像的聚焦状态与由所述聚焦状态引起的所述光学像的cd值的变动之间的相关性。

(第6形态)

本发明的第6形态在上述第1～5中的任一形态所述的光掩模检查方法中，

所述转印用图案包括孤立图案。

(第7形态)

本发明的第7形态在上述第1～6中的任一形态所述的光掩模检查方法中，

所述转印用图案包括孔图案。

(第8形态)

本发明的第8形态在上述第1～7中的任一形态所述的光掩模检查方法中，

所述相移部是在构成所述光掩模的透明基板上形成曝光光透射率t为2～10％、相移量φ为170～190度的相移膜而成的。

(第9形态)

本发明的第9形态为光掩模制造方法，该光掩模制造方法包括上述第1～8中的任一形态所述的光掩模检查方法。

(第10形态)

本发明的第10形态为一种光掩模检查装置，其用于测量在光掩模的转印用图案中包含的相移部的相位特性，其包括：

掩模保持单元，其保持作为被检体的光掩模；

光源，其射出光；

照明光学系统，其对由所述光源射出的光进行引导，使该光照射到由所述掩模保持单元保持的光掩模上；

投影光学系统，其接收透过了所述光掩模的光束而将该光束引导至摄像面；

光学像取得部，其是在所述摄像面上设置摄像单元而成的；

驱动部，其用于使所述光掩模、所述投影光学系统及所述摄像面中的至少一部分在光轴方向上移动，而使所述摄像面处的聚焦状态发生变化；

计测部，其计测通过所述驱动部使所述光掩模、所述投影光学系统及所述摄像面中的至少一部分移动时的移动距离；以及

运算部，其根据所述光学像取得部取得的光学像数据来求出所述摄像面上的光学像的cd值，并根据所述计测部计测出的移动距离和所述cd值来运算所述相移部的相移量。

(第11形态)

本发明的第11形态在上述第10形态所述的光掩模检查装置中，

所述投影光学系统包括物镜，

所述驱动部使所述物镜在光轴方向上移动。

(第12形态)

本发明的第12形态在上述第10或11形态所述的光掩模检查装置中，

所述运算部具备存储部，该存储部预先存储有所述cd值成为最大值的所述移动距离与所述相移量之间的相关性。

(第13形态)

本发明的第13形态在上述第10～12中的任一形态所述的光掩模检查装置中，

所述投影光学系统具备自动聚焦机构。

发明效果

根据本发明，能够简单且直接地测量在光掩模的转印用图案中包含的相移部的相移量。

附图说明

图1是例示成为被检体的光掩模的转印用图案的图，(a)是表示俯视观察结构例时的情况的图，(b)是表示结构例的截面的图，(c)是表示所获得的光学像数据的例子的图。

图2是表示本发明的实施方式的光掩模检查装置的结构例的概略图。

图3是表示针对相移量不同的相移膜由散焦量引起的光学像的cd变化的例子的图。

图4是表示由在本发明的实施方式中实施的光掩模检查方法来检查相移量的流程的流程图。

图5是例示俯视观察制作校准线所利用的参照掩模的结构例的情况的图。

图6是表示制作校准线所利用的光学像数据的具体例的图，(a)是表示由170度的相位差的参照掩模得到的光学像数据的例子的图，(b)是表示由175度的相位差的参照掩模得到的光学像数据的例子的图，(c)是表示由180度的相位差的参照掩模得到的光学像数据的例子的图，(d)是表示由185度的相位差的参照掩模得到的光学像数据的例子的图，(e)是表示由190度的相位差的参照掩模得到的光学像数据的例子的图。

图7是表示与散焦对应的cd变化的状况的具体例的图，(a)是表示由170度的相位差的参照掩模引起的cd变化的例子的图，(b)是表示由175度的相位差的参照掩模引起的cd变化的例子的图，(c)是表示由180度的相位差的参照掩模引起的cd变化的例子的图，(d)是表示由185度的相位差的参照掩模引起的cd变化的例子的图，(e)是表示由190度的参照掩模引起的cd变化的例子的图。

图8是表示与散焦对应的cd变化的顶点x坐标与光掩模的相移量之间的相关性的一例的图。

图9是表示对成为被检体的光掩模测量相移量的具体例的图，(a)是表示光学像数据的例子的图，(b)是表示焦点-cd曲线的例子的图，(c)是根据校准线计算相位差(相移量)的例子的图。

图10是表示要形成不同尺寸的孔图案的情况下的相关性(校准线)的例子的图。

具体实施方式

<相移掩模>

一般情况下，在相移掩模的制造工序中，以相对于曝光光中包含的波长、相移部的相移量为大致180度(例如，170度～190度)的方式，选择要利用的相移膜的组成、膜厚。但是，在制造的过程中、在制造之后，为了确认相移量有无变化或为了确认是否达到所希望的特定的相移量，优选进行相移量的测量。

图1对成为被检体的光掩模(又称为被检掩模)进行例示。图1的(a)表示俯视观察的情况，图1的(b)表示截面。被检掩模1被称为所谓半色调型相移掩模。该被检掩模(相移掩模)1包围由透光部2构成的孔图案，使曝光光的相位反转而形成相移部3。相移部3是在玻璃基板等透明基板4上形成相移膜5而成的。在相移部3中，曝光光透射率t(％)(例如，曝光光中包含的光当中，作为代表波长而使用i线的情况下，对i线的透射率)可以设为2≤t≤10。该透射率以透明基板4的透射率为基准。在该范围的情况下，在光学像中生成旁瓣的影响较小，并且能够更准确地进行以下的运算，因此是优选的。另外，在本实施方式中，使用了透射率为5.2％的相移膜5。

当通过曝光装置而将该相移掩模1曝光时，在被转印体上能够形成由如图1的(c)所示的光学像数据表示的转印像(光学像)。曝光装置例如为等倍的投影曝光装置，作为光学条件，可适用na为0.08～0.20程度，相干因子σ为0.5～1.0程度的条件。

考虑将光掩模上的孔图案的cd(criticaldimension：关键尺寸，在此，表示图案宽度的意思)设为4μm以下(例如，1.5～4.0μm)，在被转印体上形成具备4μm以下(例如为0.5～3.5μm，更优选为1.0～2.5μm)的cd的孔图案的情况。在这样的精细的孔图案中，有效地发挥相移掩模的效果。在本实施方式中，例举将掩模上的孔图案的cd设为2.5μm，将形成在被转印体上的孔图案的目标cd设为2.0μm的情况的例子。即，考虑使形成在被转印体上的孔图案的cd小于掩模上的孔图案的cd而转印的情况。

当将上述的光掩模1设置于曝光装置而照射曝光光时，能够在被转印体上形成转印像。曝光光可以是包含i线、h线、g线中的任意线的光，也可以是将i线、h线、g线全部包含在内的宽波长范围光。但是，在以下说明的本实施方式的检查方法/装置中，利用包含在曝光光中的代表波长等，以单一波长进行检查。进而，本实施方式的检查装置优选具备能够将i线、h线、g线等多个波长的光分别作为单一波长而使用的单元(光学滤波器等)。

在将图1的光掩模1设置于曝光装置的状态下，使其光掩模1、曝光装置的光学系统及被转印面中的任何方在光轴方向(以下，称为z方向)上相对移动时，能够使聚焦状态发生变化，该聚焦状态包括正焦的状态或从其位置散焦规定距离的散焦状态。此时，形成在被转印体上的光学像发生变化。

在本实施方式中，如在后面详细叙述的那样，通过摄像单元而取得变化的光学像，并根据所取得的信息而检查成为被检体的光掩模1的相移部3所具备的相位特性，具体为检查相移量。

<光掩模检查装置>

图2中例示本实施方式的光掩模检查装置(以下，称为本装置)10。

本装置10是用于检查在光掩模1的转印用图案中包含的相移部3(图1)的相位特性的装置，具体而言，是测量与规定曝光光对应的相移部3的相移量的装置。

为了测量相移量，本装置10构成为如下。另外，优选为，本装置10所具备的光源11、照明光学系统13、投影光学系统14与成为被检体的光掩模1的曝光中使用的曝光装置的结构相同。

(光源)

例如，本装置10所具备的光源11可以和曝光装置的光源的波长相同。具体而言，在曝光装置的光源包含i线、h线、g线的波长的情况下，作为光源11而优选为具备其中的任何波长。并且，在曝光装置具备包含所有的i线、h线、g线的宽波长范围的光源的情况下，可以是射出其代表波长(例如，i线)的光源11。

(保持单元)

本装置10还具备保持成为被检体的光掩模1的掩模保持单元(以下，仅称为保持单元)12。成为被检体的光掩模1可以是在透明基板上具备包含相移部的转印用图案的所谓相移掩模。例如，可例举对形成在透明基板上的相移膜进行构图而具有透光部和相移部的相移掩模或者在透明基板上形成相移膜及遮光膜并对其分别进行构图，其结果具备透光部、遮光部、相移部的相移掩模等。进而，可适用于具备如下相移部的相移掩模(所谓levenson掩模或无铬掩模等)，该相移部是透明基板表面被挖入规定深度而成的。

(照明光学系统)

进而，本装置10具备照明光学系统13。照明光学系统13例如具备照明透镜和光圈，将从光源11射出的光束引导至保持于保持单元12的光掩模1的面上。

(投影光学系统)

并且，本装置10具备将光掩模1的透射光引导至摄像面15的投影光学系统14。投影光学系统14具备物镜及倍率调整透镜。由此，光掩模1所具备的转印用图案的光学像以规定倍率形成在后述的摄像面15上。

(光学像取得部)

从投影光学系统14射出的光到达摄像面15，通过该摄像面15所具备的摄像单元(摄像元件，在此为ccd：charge-coupleddevice：电荷耦合器件)取得光学像数据(具体而言，光学像二维数据)。即，取得光学像数据的该部分是本装置10的光学像取得部16。

(驱动部)

并且，在本装置10中，光掩模1、投影光学系统14及光学像取得部16的摄像面15当中的至少一部分可整体地或部分地(一个或多个)在z方向上移动(以下，称为z移动)。从装置设计上来讲，优选为，投影光学系统14(特别是物镜)或光掩模1中的任何方进行z移动。在此，z方向是指，投影光学系统14的光轴方向。因此，本装置10具备用来使它们移动的驱动部17。

另外，在本装置10中，作为投影光学系统14的一部分的物镜进行z移动。对该移动量进行精细的控制，例如以5μm为单位对其位置进行控制。关于进行这样的精细的z移动的驱动部17，例如可利用公知的驱动源(例如，伺服马达、压电元件等)而构成。

(计测部)

并且，本装置10具备用于测量z移动时的移动量(以下，又称为z计测)的计测部18。计测部18通过激光干涉仪等单元而掌握z移动的对象的位置，并计测移动距离。另外，计测部18既可以通过掌握移动前后的位置来计测移动距离，也可以通过计测移动距离而掌握对象物的位置。在本实施方式中，位置的掌握和移动距离的计测均包含在移动距离的计测中。

在光掩模1的转印用图案在摄像面15成像时，上述z移动使其聚焦状态发生变化，从而形成正焦及多个不同水平的散焦状态。

因此，驱动部17优选具备用于确定正焦位置的自动聚焦机构，并且，优选为计测部18和驱动部17协作的结构，以从该正焦位置容易形成规定量的散焦状态。另外，在此所谓的自动聚焦机构是指，光掩模1、投影光学系统14、摄像面15中的至少一部分可整体地或部分地在z方向上移动，并能够直接计测z方向的位置而调整到正焦位置的机构。

(运算部)

本装置10具有执行上述驱动的驱动部17及用于运算相移量的运算部19。并且，运算部19可以具备存储部，该存储部预先收纳并存储有运算时有用的信息。这样的运算部19例如可以利用执行规定程序的计算机装置而构成。另外，关于通过运算部19而执行的这些功能，将在后面进行详细说明。

<光掩模检查方法的原理>

下面，利用光学仿真，对本发明的实施方式的光掩模检查方法的原理进行说明。

例如，考虑利用相移量为180度的相移膜5而形成图1的光掩模1，并将其曝光而转印到被转印体的被转印面(一般情况下，形成在要进行蚀刻加工的膜面上的抗蚀剂膜)的情况。在将图1的光掩模设置于本装置10并进行曝光时，在相当于被转印面的本装置10的摄像面15上生成转印用图案的光学像，并通过摄像单元取得光学像二维数据。该光学像二维数据如图1的(c)所示，其中横轴表示位置，纵轴表示光强度。

在此，例如一边使物镜进行z移动，使聚焦状态发生变化，一边取得光学像二维数据。在每进行一次5μm的z移动时，取得正焦位置及相对于正焦位置±5～30μm的位置的光学像二维数据，通过对在此取得的像的cd值分别进行绘制，可得到图3所示的山型的曲线(粗实线的曲线)。另外，在此，将在正焦位置由目标cd(2.0μm)得到的光量作为阈值，并在上述各个散焦状态下求出该光量下的cd值而进行了绘制。

在此，假设以下的曝光条件而进行光学仿真。

曝光装置的光学条件：投影光学系统的na＝0.085，相干因子σ＝0.65，曝光光i线

抗蚀剂条件：di700

基板原材料：sio2

图案：孤立孔图案，光掩模上的cd＝2.5μm，转印像的目标cd＝2.0μm

其结果，在正焦时，上述孔图案的cd值最大，在+侧或-侧散焦的情况下，cd值均减小(参照图3中的180度的实线)。另外，图3中的抗蚀剂cd是指，形成在被转印体上的转印像的cd(μm)。

接下来，与上述情况相同地，在使光掩模1的相移部3的相移量发生变化时，绘制各个聚焦状态下的cd值。将其按照每个相移量而叠加绘制在图3的上述实线曲线上(参照图3中的170度、175度··等各线)。

其结果，使相移量5度5度地发生变化而描绘对应于170～190度的相移量的曲线可知，其山型曲线的位置向左右移动，峰值位置的x坐标也随之移动。

即，可以理解相移部3所具备的相移量与具备cd最大值的聚焦状态(散焦量)之间具有相关性。因此，只要掌握该相关性，通过对具备未知的相移量的成为被检体的光掩模1计测具备cd最大值的散焦量，从而能够准确地得知相移量。

换言之，对多个聚焦状态的各个状态，根据光学像数据求出cd值，并根据所述光学像的cd值而求出该光掩模的相移量。在此，“根据光学像的cd值”可以如上述那样通过获得具备cd最大值的散焦量来实现；还可以如后述那样通过获得cd最大值本身来实现。

该相关性被认为是具备规定光学系统的曝光装置中固有的，因此优选为使用与在光掩模1的曝光中使用的曝光装置相同规格的光学系统而准备本实施方式的光掩模检查装置10。

<光掩模检查方法的具体实施例>

接着，作为本发明的实施例(以下，称为本实施例)，对根据上述原理利用本实施方式的光掩模检查装置10而实施的光掩模检查方法进行具体说明。

图4中例示了通过本实施例的光掩模检查方法而进行的相移量的检查流程。

在此例示的检查流程中包括，(1)用于掌握相关性的流程(前工序)和(2)用于测量被检掩模1的流程。

(1)相关性的掌握

在本实施例中，首先，掌握相移部3所具备的相移量和将其曝光时呈现cd最大值的散焦量之间的相关性。具体而言，取得成为基准的校准线。

在掌握相关性时，首先，准备相移量分别不同的5种相移掩模(以下，称为参照掩模)。

图5中例示了参照掩模。5种参照掩模20均是在6英寸的四方的透明基板上形成相移膜，并对图5所例示的监视图案21进行构图而成的。在此，各个参照掩模20的相移量为170度、175度、180度、185度及190度。

另外，通过利用在半导体装置(lsi：large-scaleintegration：大规模集成)制造用光掩模中使用的相位差测量仪器(例如，lasertec制造的mpm系列等)而测量这些参照掩模20，从而准确地掌握其相移量。图5所示的参照掩模20形成有配置为放射状的4个透光部，作为监视图案21，这些透光部的尺寸是由该测量仪器指定的尺寸(例如，w1≥20μm，w2≥40μm，d≥15μm)，图案重心(参照图中的×符号)为该测量仪器的计测部位。通过这样的监视图案21，能够利用该测量仪器而准确地测量相移量(关于以上内容，请参照图4中的步骤(i))。

并且，在参照掩模20的中央附近形成正方形的孔图案22，这是根据作为被检体而要测量相移量的光掩模1的图案而形成的。关于被检体，假设为如下：与上述的光掩模1同样地具备孔图案，该孔图案具备2.5μm的cd，由此，在被转印体上形成具备2.0μm的cd的孔图案。

在准备了上述5种参照掩模20之后，将所准备的各个参照掩模20依次设置到本装置10。然后，主要对各个参照掩模20的包含孔图案22的区域，在正焦位置取得光学像二维数据。进而，使物镜从正焦位置起进行z移动，从而进行规定距离的散焦而形成多个散焦状态，并取得各个散焦状态下的光学像二维数据。在此，作为例子，相对于正焦位置，形成±5μm、±10μm、±15μm的6种散焦状态而取得光学像二维数据。另外，在此，曝光条件为光学系统的na＝0.085、σ＝0.065，光源为i线(365nm)。

将该结果示于图6(a)～(e)。在此，将在正焦时形成具备2μm的cd的孔图案的光强度作为阈值而适用，并与散焦量对应地绘制出此时的cd，而得到图7(a)～(e)。

根据图7(a)～(e)所示的焦点-cd曲线可知，通过相移量的不同，与聚焦状态对应的cd变化的状况明显不同。例如，在相移量φ为φ<180度的情况下，呈现cd曲线的最大值的散焦量(顶点x坐标)位于负侧，而在φ>180度的情况下，顶点x坐标靠近正侧(关于以上内容，请参照图4中的步骤(ii))。

通过本申请的发明人的研究可知，相移量与顶点x坐标的相关性可以用一次式来近似，相移量与顶点y坐标的相关性可以用二次式来似。关于此，在图8中示出。

即，通过以上记载，可掌握相移部所具备的相移量与将此曝光时所得到的cd最大值或呈现该cd最大值的散焦量之间的相关性。进一步具体而言，根据各个参照掩模20的相移量的测量结果(即图4的(i)的结果)和将此曝光时与散焦对应的cd最大值的变动(即图4的(ii)的结果)，来掌握相移量与cd最大值或呈现cd最大值的散焦量之间的相关性，从而可得到成为基准的校准线(关于以上内容，请参照图4中的步骤(iii))。在此，将表示相移量与呈现cd最大值的散焦量(顶点x坐标)之间的相关性的一次式作为校准线，并利用由该一次式得到的校准线，从而检查成为被检体的光掩模1的相移量。

另外，优选为，关于相移量与顶点坐标的相关性，作为在后段的被检掩模的测量中利用的校准线数据，而保存到本装置10的运算部19所附设的存储部中。

(2)相移量的检查(被检掩模的测量)

在掌握相移量与顶点坐标的相关性而得到校准线之后，利用所掌握的上述相关性而测量具备未知相移量的被检掩模1的相移量并进行检查。

在测量相移量时，首先，准备成为被检体的、具备相移部3的光掩模(被检掩模)1。在此，设为在由玻璃构成的透明基板4上形成相移膜5，在该相移膜5上形成图1(a)所示的图案而得的显示装置制造用的半色调型相移掩模。作为相移膜5的材料，可以是以cr化合物(氧化物、氮碳化物、氮氧化物、氧化氮化碳化物等)、金属硅化物(mosi等)为主要成分，透射率为2～10％(更优选为，3～8％)的膜，可通过溅射成膜而形成。

在准备被检掩模1之后，将该被检掩模1设置于本装置10，并以与实际的曝光条件相同的条件曝光。此时，通过物镜的z移动，形成多个聚焦状态，在各个聚焦状态下取得光学像二维数据。关于此，如图9的(a)所示。

图9的(b)所示的焦点-cd曲线是根据这样取得的光学像二维数据求出成为最大cd值的散焦量而绘制而成的。在此，曲线的顶点的x坐标比正焦向负侧移动，示出-3.323μm(关于以上内容，请参照图4中的步骤(iv))。

在此，可得知假如呈现最大cd值的聚焦状态为0(即正焦)，则被检掩模1中的相移部3的相移量为180度。另一方面，可掌握在呈现最大cd值的聚焦状态为正侧或负侧的散焦状态的情况下，被检掩模1中的相移部3的相移量从180度偏移，并且可得知其偏移量。

因此，将上述散焦量适用到图8中求出的校准线的一次式而计算相移量。在此，例如，将上述-3.323代入y＝0.4746198962x-85.4321961555的y的值而求出相移量x。其结果，如图9(c)所示，显然相位差为173度(关于以上内容，请参照图4中的步骤(v))。

<本实施方式的作用效果等>

根据上述光掩模检查装置10和利用上述光掩模检查装置10的光掩模检查方法，即便在被检掩模1不具有具备规定测量面积的监视图案的情况下，也能够对包含在该被检掩模1的转印用图案中的相移部3，测量相移量。即，能够简单且直接地对包含在被检掩模1的转印用图案中的相移部3，测量其相移量。这在将本发明适用于显示装置制造用的光掩模的检查的情况下特别有利。

并且，根据上述光掩模检查装置10和利用上述光掩模检查装置10的光掩模检查方法，在掌握多个聚焦状态下呈现cd最大值(即，光学像的cd值的最大值)的坐标与相移量的相关性的基础上，根据表示该相关性的校准线而测量被检掩模1的相移量。因此，通过利用与在被检掩模1的曝光中使用的曝光装置相同规格的光学系统而掌握相关性，由此其相移量的测量结果非常准确且可靠性高。并且，在预先掌握相关性的情况下，在测量相移量时，只要设置被检掩模1即可，因此能够简单地进行其测量。

另外，在上述(1)中说明的相关性的掌握中，假设了利用如下光掩模，由此在被转印体上形成具备2.0μm的cd的孔图案的情况，该光掩模包含具备2.5μm的cd的孔图案。另一方面，本发明的检查方法不限于该图案，可适用于不同设计的图案。

例如，图10表示要形成不同尺寸的孔图案的情况。即，对于在被转印体上形成cd比上述情况大的孔图案或cd比上述情况小的孔图案的情况，验证了相移量与将其曝光时呈现cd最大值的散焦量之间的相关性。单点划线的曲线图表示如下情况：利用具备掩模上cd为2.3μm的孔图案的光掩模，而在被转印体上形成1.8μm的cd的孔图案；虚线的曲线图表示如下情况：利用具备掩模上cd为2.7μm的孔图案的光掩模，在被转印体上形成2.2μm的cd的孔图案。r2是确定系数。

在这些情况下，也与上述同样地，可通过一次式而实现近似。并且，优选为，根据要取得的目标图案的设计来掌握上述相关性，并准备各种校准线。然后，优选为，将所准备的各种校准线作为参照用数据而保存到本装置10所具备的存储部中。

关于适用于上述光掩模检查装置10和利用上述光掩模检查装置10的光掩模检查方法的光掩模的用途，不作特别限定。只要是具备相移部的光掩模，则可获得上述的作用效果。

如上所述，在将上述光掩模检查装置10和利用上述光掩模检查装置10的光掩模检查方法适用于显示装置制造用的光掩模的检查的情况下特别有利，但也可以适用于半导体装置制造用的光掩模。并且，以上说明中，作为转印用图案以孔图案为例进行了说明，但不限于此，也可以利用其他的图案(例如线与空白图案)。

关于转印用图案，有时区分地分别称为密集(dense)图案和孤立(iso)图案，密集(dense)图案通过以一定规则排列多个图案，由此这些图案相互产生光学影响，孤立(iso)图案不构成这样的规则性排列的图案。

成为被检体的光掩模1可以是在被转印体上形成密集图案的情况及形成孤立图案的情况中的任何一种情况。

但是，在半导体装置制造用(lsi用)的曝光装置中，na超过0.20，而在显示装置制造用(fpd用)曝光装置中，na为0.085～0.20的程度。即，在将显示装置制造用的光掩模作为被检体的情况下，适用相对低的na，当利用孤立线图案时，由聚焦状态的变化引起的cd的变化比较小。因此，为了准确地掌握上述的相关性，需要形成宽范围的散焦状态。

由此，在检查的效率方面，以孔图案(密集或孤立)或线与空白图案(特别是，间距为2.5μm以下的精细的线与空白图案)为对象时，上述的本发明的作用效果非常显著。

换言之，上述光掩模检查装置10和利用上述光掩模检查装置10的光掩模检查方法不仅可在形成密集图案的情况下适用，还可在形成孤立图案的情况下适用，并且关于孤立图案，特别是在孤立图案为孔图案(即孤立孔图案)的情况下有利。

<变形例>

本发明的光掩模检查方法及光掩模检查装置在不丧失上述的作用效果的情况下，不限于上述的实施方式中公开的形态。

例如，不特别限定于适用于本发明的光掩模的用途，也可以将半导体装置制造用光掩模作为被检掩模。根据本发明的光掩模检查方法，并不是测量设于转印区域外的监视图案，而是能够直接测量转印用图案的相移量，由此在尺寸大的(因此，有可能在面内产生相移量的偏差)显示装置制造用光掩模中特别有用。

作为适用于本发明的显示装置制造用光掩模的例子，可例举具备图案cd为4μm以下(例如，1.5～4.0μm)的精细图案的情况。这些光掩模通过相移效应而可显著提高转印性。并且，优选通过等倍投影曝光装置而转印。

并且，根据本发明，针对曝光波长(例如，i线、h线、g线)的各个波长，能够得知被检掩模所呈现的相移量，因此能够掌握相移量的波长依赖性。

进而，适用于本发明的光掩模可作为相移膜、遮光膜的一部分，或在这些膜的基础上可以具备其他光学膜、功能膜。

(光掩模制造方法)

本发明包括利用上述光掩模检查方法的光掩模制造方法。

即，本发明的光掩模制造方法包括如下工序：

准备光掩模基板，该光掩模基板是在透明基板上至少形成相移膜，进而形成抗蚀剂膜而成的；

对所述光掩模基板的抗蚀剂膜，通过激光描绘机等描绘装置来描绘期望的转印用图案；

将所述抗蚀剂膜显影而形成抗蚀剂图案；以及

利用所述抗蚀剂图案对所述相移膜进行构图，

在所述构图之后，可通过本发明的光掩模检查方法检查相移量。

另外，所述光掩模基板既可以是光掩模胚料，也可以是光掩模制造过程中的光掩模中间体。

符号的说明

1…光掩模，2…透光部，3…相移部，4…透明基板，5…相移膜，10…光掩模检查装置，11…光源，12…掩模保持单元，13…照明光学系统，14…投影光学系统，15…摄像面，16…光学像取得部，17…驱动部，18…计测部，19…运算部。