CN101339360A - 图案缺陷检查方法及图案缺陷检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图案缺陷检查方法，对具备单位图案周期性排列而成的重复图案的被检查体的、产生于所述重复图案中的缺陷进行检查，其中，具有：对所述重复图案以规定的入射角照射光而产生衍射光的工序；对来自所述重复图案的衍射光进行受光而成像的工序；通过对使所述衍射光成像后的图像进行观察，而检测产生于所述重复图案上的缺陷的工序。在对所述衍射光进行受光而成像的工序中，对来自所述重复图案的衍射光中绝对值为45级～1600级的超高级衍射光进行受光。

Description

图案缺陷检查方法及图案缺陷检查装置

技术领域

本发明涉及检查具备单位图案周期性排列而成的重复图案的被检查体的、产生于重复图案上的缺陷的图案缺陷检查方法及图案缺陷检查装置。

背景技术

例如，在应用于液晶显示装置、等离子显示装置、EL显示装置、LED显示装置、DMD显示装置等显示器(Flat Panel Display：FPD)的显示设备用基板的表面、及在该显示设备用基板的制造工序中使用的光掩模的表面，有时形成有由像素图案所代表的单位图案周期性排列而成的重复图案。该单位图案按照规定的规则排列，但是由于制造工序中的某些原因，例如，有时一部分单位图案含有按照与规定的规则不同的规则排列的缺陷。这类缺陷也可称为不均匀缺陷。

若在显示装置用基板中产生上述缺陷，即使缺陷的大小例如对显示装置的动作不产生异常，因此是在制造工序的允许范围内的微小的缺陷，则由于其具有规则的排列，并且相邻接的单位图案产生多个，因此有时成为在制造的显示装置中用肉眼可以感知的显示不均匀。另外，若在显示设备用基板的制造工序中使用的光掩模上产生上述缺陷，则有时其缺陷被转印在形成于显示设备用基板的图案上，问题的影响变大。因此，需要将设备用基板、及在该设备用基板的制造工序中所使用的光掩模作为被检查体，对产生于重复图案的缺陷进行检查。

通常，在制造具有像素图案那样的重复图案的光掩模时，规定的图案精度确定容许范围而被管理，但是例如描绘装置的机械误差或环境因素引起的描绘性能的变动或显像工艺等中面内不均匀等引起的容许范围以下的微细(例如10～100nm量级)的变动，在光掩模中规则地或局部地生成。这种规则地或局部地存在的极其微细的变动，由于在曝光装置的成像极限以下，因此通常不会按照其形状被转印，另外在最终的电子装置中几乎不产生误动作。然而，即使是不可分辨的状态，有时也会被转印到影像装置上，它们有规则地排列，或者多个缺陷密集而多发，因此在显示装置等影像装置中发生时，作为人的肉眼能够看到的缺陷而被观察到。这其中，也包含比曝光装置的分辨率极限幅度大的小尺寸(1/10～1/100)。

在这种曝光装置的分辨率极限以下的极其微细的变动中，有时存在如下异常：即单位图案部分地变细或变粗那样的形状异常，或单位图案的位置错位、单位图案彼此的间隔部分地变得不同那样的排列异常，这些异常，有时规则地发生。并且，即使没有规则性有时也在特定的范围内较多地发生。

以往，关于在上述那样的、在表面具有单位图案规则性排列的重复图案的光掩模中的、具有与单位图案的规则不同的规则性而在多个单位图案中产生的形状异常或排列异常，或没有规则性而在相邻接的多个单位图案中较多发生的形状异常或排列异常，即异常的尺寸，为了对将光掩模用于影像装置的制造时的曝光光学系统的分辨率极限以下的形状异常或排列异常进行检查，通过基于目视的斜光检查等外观检查为主而进行实施。

然而，因作业者不同而使得检查结果中存在离散，因此在可靠性方面存在问题。另外，例如，即使对上述缺陷实施个别地测定各单位图案的尺寸和坐标的微观检查，由于单位图案的个数庞大，所以从时间、成本的观点来看也是有困难的。

另一方面，公知的方法是：对产生于具备集成电路的半导体装置(IC和LSI等)用基板的表面、或该半导体装置用基板的制造工序中所使用的光掩模的表面的缺陷进行检查。

在特开2005-233869号公报(专利文献1)中，公示有用短时间对产生于在半导体装置用基板的制造工序中所使用的光掩模的表面的缺陷进行检查的方法。

在专利文献1公示的方法中，以遍及检查区域的全面大致均一的光量对检查对象的物体进行照明，使得由该物体发生衍射光，在选择性地使上述衍射光中规定级数(例如11级)以上的高级衍射光入射的位置配置物镜，利用传感器检测由该物镜得到的上述物体的图像的光强度分布，再利用分析装置分析由该传感器得到的检测结果，从而取得关于上述物体的微观结构的信息。

但是，发明者们发现，例如在液晶显示装置的制造工序中使用的光掩模的单位图案的间距，通常包含大约50μm～1000μm的间距，和具备集成电路的半导体装置用基板、或该半导体装置用基板的制造工序中使用的光掩模的单位图案(例如，专利文献1中所述的0.1μm～0.4μm间距的单位图案)相比较，其大小是500倍～10000倍。因此，在将液晶显示装置等制造工序中使用的光掩模作为被检查体时，即使应用专利文献1公示的方法，检查产生于重复图案的缺陷也有困难。

发明内容

于是，本发明的目的是提供一种可以用短时间、高可靠性地对产生于单位图案的间距为例如50μm～1000μm的重复图案上的缺陷进行检查的图案缺陷检查方法及图案缺陷检查装置。

根据本发明的一实施方式，提供一种图案缺陷检查方法，对具备单位图案周期性排列而成的重复图案的被检查体的、产生于所述重复图案中的缺陷进行检查，其特征在于，具有：对所述重复图案以规定的入射角照射光而产生衍射光的工序；对来自所述重复图案的衍射光进行受光而成像的工序；通过对使所述衍射光成像后的图像进行观察，而检测产生于所述重复图案上的缺陷的工序；在对所述衍射光进行受光而成像的工序中，对来自所述重复图案的衍射光中绝对值为45级～1600级的超高级衍射光进行受光。

优选为，所述缺陷，具有和所述周期不同的规则性。在缺陷是具有以和上述周期不同的周期排列的单位图案的重复图案时，尤其有利于得到本发明效果。

优选为，在对所述衍射光进行受光而成像的工序中，对来自所述重复图案的衍射光中绝对值为90级～1600级的超高级衍射光进行受光。

优选为，在对所述衍射光进行受光而成像的工序中，相对于所述重复图案的主平面以90°的受光角，对所述衍射光进行受光。

优选为，对所述重复图案以规定的入射角照射光而产生衍射光的工序中，以在所述进行受光而成像的工序中能够对所述超高级衍射光进行受光的入射角即30°～60°的入射角，对所述重复图案的主平面照射光。

优选为，所述单位图案的间距为从50μm～1000μm。

优选为，所述被检查体，是将365nm～436nm波长范围内的规定波长范围的光进行曝光的光掩模。

所述光掩模是制造液晶显示装置用的光掩模。

根据本发明的另一实施方式，提供一种图案缺陷检查装置，，对具备单位图案周期性排列而成的重复图案的被检查体的、产生于所述重复图案中的缺陷进行检查，其特征在于，具有：对所述重复图案以规定的入射角照射光而产生衍射光的照明机构；对来自所述重复图案的衍射光进行受光而成像的受光机构；通过对使所述衍射光成像后的图像进行观察，而检测产生在所述重复图案中的缺陷的分析机构，所述受光机构，对来自所述重复图案的衍射光中绝对值为45级～1600级的超高级衍射光进行受光。

优选为，所述受光机构，对来自所述重复图案的衍射光中绝对值为90级～1600级的超高级衍射光进行受光。

优选为，所述受光机构，相对于所述重复图案的主平面，以90°的受光角对所述衍射光进行受光。

优选为，所述照明机构，以所述受光机构能够对所述超高级衍射光进行受光的入射角即30°～60°的入射角，对所述重复图案的主平面照射光。

优选为，所述单位图案的间距为从50μm～1000μm。

优选为，所谓所述被检查体，是将365nm～436nm波长范围内的规定波长范围的光进行曝光的光掩模。

优选为，所述光掩模是制造液晶显示装置用的光掩模。

根据本发明，可以得到用短时间、高可靠性地对产生于单位图案的间距例如50μm～1000μm那样的重复图案中的缺陷进行检查的图案缺陷检查方法及图案缺陷检查装置。

附图说明

图1是例示作为本发明一实施方式的被检查体的光掩模的构成的概略图，(a)表示光掩模的俯视图，(b)表示光掩模的横截面图。

图2是例示作为本发明一实施方式的被检查体的光掩模具备的重复图案的构成的概略图。

图3是表示本发明一实施方式的图案缺陷检查装置的构成的概略图。

图4是表示由入射角θi为0°时的重复图案产生的衍射光的样子的概略图，(a)表示由单位图案的间距d为10μm的CCD用光掩模的重复图案产生的衍射光的样子、(b)表示由单位图案的间距d为200μm的显示装置用光掩模的重复图案产生的衍射光的样子。

图5是分别表示由入射角θi为0°，单位图案的间距d为10μm、100μm、1000μm时的衍射角θn的图表，是基于图案周期的衍射角θn的比较(到18次的运算例)。

图6是例示产生于在直角方向分别具有一定的规则性而排列的重复图案上的缺陷的概略图，(a)及(b)分别例示坐标位置变动类的缺陷、(c)及(d)分别例示尺寸变动类的缺陷。

图7是表示实施例1的图像数据的摄像图，箭头所示为光强度分布的变动(导致不均匀缺陷的存在的部分)。

具体实施方式

如上所述，专利文献1中公示了例如将在具有集成电路的半导体装置用基板的制造工序中使用的光掩模等作为被检查体，用短时间对产生于该光掩模具有的重复图案上的缺陷进行检查的方法。在此，专利文献1公示的方法想要解决的课题大致如下。

以往，在具有集成电路的半导体装置用基板的单位图案的尺寸为0.1μm时，可检查出单位图案的尺寸变动的大小是否收容在单位图案的尺寸的十分之一左右(即0.01μm左右)的允许范围内。另外，同样地在半导体装置用基板的制造工序中使用的光掩模的单位图案的尺寸为0.4μm时(例如1/4的曝光工序时)，也可检查出单位图案的尺寸变动的大小是否收容在0.04μm左右的允许范围内。这种检查通过对在最终检查工序的单位图案的尺寸和在设计阶段的单位图案的尺寸进行比较的、所谓的“尺寸测定”来实施。

但是，即使所谓“尺寸测定”的结果良好，即，即使例如单位图案的尺寸变动的大小在允许范围内，也视为有如下问题：在允许范围内的微小尺寸变动在重复图案上到处都存在的情况下，会给使用光掩模制造的半导体装置的性能等带来重大的恶劣影响。即，认识到即使在所谓“尺寸测定”中对于因分辨率不足而检测困难的微小的尺寸变动也有检测的必要。另外，对这样的微小的尺寸变动利用采用极短的紫外线的光学显微镜等个别地进行检查是不实用的。

专利文献1中公示的方法的目的在于精密地检查所谓“尺寸测定”中因分辨率不足而难以进行检测的微小的尺寸变动。即，其目的在于检测产生于单位图案的尺寸例如为0.1μm～0.4μm程度的重复图案的、不足0.01μm～0.04μm的微小的尺寸变动。

相对于此，例如在液晶显示装置的制造工序采用的光掩模的单位图案的间距，和上述半导体装置制造用的光掩模相比较，图案的周期大，通常包含50μm～1000μm的程度的间距。即，和在半导体装置用基板的制造工序中采用的光掩模等的单位图案的间距相比较，如上所述，其大小为500倍～10000倍。根据发明者等的调查，发现难以避免如下可能性：即在图案间距如此较大的情况下，其间距是成为1/100～1/1000那样的尺寸的缺陷，并且如后述那样，存在与曝光机的分辨率极限相比非常小的缺陷，因此产生对装置的动作不产生影响的缺陷，并且，若它们规则地排列或在某个区域中多发，则在液晶显示装置等设备中会作为缺陷而被确认。另外发现，在这样的缺陷检查中，必需依赖规定的方法才能够检测出来。这一点，已经超出了预测。

专利文献1公示的方法即使对产生于单位图案的间距例如为0.1μm～0.4μm程度的超微小的重复图案的缺陷的检查有效，对产生于单位图案的间距比较大的重复图案的缺陷的检查也未必有效。即，根据发明者等的调查判明：将液晶显示设备用基板、液晶显示设备用基板的制造工序中使用的光掩模作为被检查体时，采用专利文献1公示的方法，检查产生于重复图案的缺陷是有困难的。

另一方面，应用于液晶显示面板等的制造中的光掩模中，在图案中，由于扫描装置的不稳定因素等，潜藏有构造缺陷(线宽偏差、坐标偏移、形状异常)。另外，这些用途的光掩模明显大型化(一边为300mm以上，根据最近的大型化倾向，一边为300mm以上的情况也不稀奇)，在掩模使用时由曝光机进行全面曝光。因此，和专利文献1公示的光掩模不同，由于要求使曝光光量比分辨率更优先，因此在曝光光中，采用在波长365～436nm的范围具有规定波长区域的光源。因此，即使是掩模的检查，进行超高分辨率的图案形状检查的意义也轻、效率也差。另外，在反映了曝光条件的分辨率程度的检查中允许范围以下的图案异常，作为缺陷不需要进行特别处理，因此，没有确立对上述的、因具有规则性排列而用肉眼可以感知的误差的检查方法。

于是，发明者们在对产生于显示设备用基板的制造工序中使用的光掩模等的重复图案的缺陷，用短时间、高可靠性地进行检查方面进行了锐意研究，认为采用衍射光的方法是有效的。其结果是，在对产生于单位图案的间距比较大的重复图案上的缺陷进行检查的时候，需要增大从该重复图案接受的衍射光的级数。即，可以看出在对产生于单位图案的间距在50μm～1000μm程度的重复图案的缺陷进行检查时，选择性地接受45级～1600级的超高级衍射光而进行缺陷的检查是有效的。本发明就是发明者等基于上述的见解而开发的。

另外，在本申请中所说的缺陷可以是如下那样的缺陷。

在含有显示设备、或拍摄设备的映像设备制造用的光掩模上，有时形成有单位图案规则性地排列而成的重复图案。所说的缺陷，可以是在这样的重复图案中，在多个该单位图案上产生的、具有和上述不相同的规则性且多个地排列而成的图案的形状异常或排列异常。或者，可以是在上述重复图案中，在邻接的多个单位图案中产生的图案的形状异常或排列异常。在这些形状异常或排列异常中的该异常的尺寸，为该掩模的曝光光学系统的分辨界限以下时，本发明的效果显著，并且，对相对于分辨界限为1/10以下时的上述缺陷，本发明极其有效。

下面，作为本发明的一实施方式，依级说明(1)作为被检查体的光掩模的构成；(2)光掩模上产生的缺陷；(3)图案缺陷检查装置的构成；(4)本发明一实施方式的图案缺陷检查方法。

(1)光掩模的构成

在本发明一实施方式的图案缺陷检查装置及图案检查方法中，作为被检查体可以使用例如，液晶显示装置、等离子显示装置、EL显示装置、LED显示装置、DMD显示装置等所使用的显示设备用基板，以及在该显示用设备用基板的制造工序中所使用的光掩模。尤其是对液晶显示装置制造用掩模较有用。

下面，参照附图对作为被检查体的光掩模50的构成进行说明。在参照的附图中，图1是例示作为本发明一实施方式的被检查体的光掩模的构成的概略图，(a)示意地表示光掩模的俯视图，(b)示意地表示光掩模的横截面图。另外，图2是示意地例示作为本发明一实施方式所涉及的被检查体的光掩模具备的重复图案的构成的概略图。

所谓光掩模50，是采用光刻技术制造精细结构时所使用的曝光用掩模，如图1(a)所示，作为基板，大多为具有边L1、边L2的构成。如上所述，在显示设备用基板的制造工序中使用的光掩模50，多数情况为边L1或边L2超过300mm，这时，作为基板有时也有超过1m的大型基板。而且，使用这样大型的光掩模50进行全面整块曝光时，为了使光量比分辨率更优先，因此，作为曝光用光源，大多采用发出含有365nm～436nm的波长的规定波长区域的光的光源。

光掩模50如图1(b)所示，具有：作为透明支承体的透明基板57、和由形成于透明基板57的主表面上的薄膜(遮光膜)构成的重复图案56。

作为透明基板57的材料，例如可采用合成石英玻璃等。另外，作为构成重复图案56的薄膜的材料，例如，可采用铬(クロム)等具有遮光性的材料、或半透光性的材料等。另外，薄膜不局限于单层，积层而构成也可以，这时，除遮光膜以外带有半透光性的膜也可以，另外，带有耐腐蚀等的机能性的膜也可以。再者，在上述薄膜上带有防护膜也可以。

显示设备用的光掩模50的重复图案56的形状例如，如图2所示，为格子状的单位图案53周期性排列而成的形状。单位图案53的间距d(即单位图案53的排列周期)例如以成为50μm～1000μm的方式构成。

(2)光掩模上产生的缺陷

在上述中，单位图案53是按照规定的规则排列的图案。在本发明中，不仅如图2所示的在直角方向具有一定形状的单位图案的排列的图案，而且例如线与空间(ラインアンドスペ一ス)那样，具有一定的线宽和位置的规则性的图案也被包含在按照规定的规则排列而成的图案中。但是，由于制造工序等中的某些原因，有时产生具有和上述规则性不同的规则性且排列一部分单位图案的缺陷(所谓的不均匀缺陷)。下面，一边交叉光掩模50的制造方法一边对重复图案56上产生的缺陷进行说明。另外，例如将具有一定线宽的线状的图案中的一定宽度的线宽异常和位置偏移，设定为包含在按照上述的、与规定的规则不同的规则排列的缺陷中的缺陷。即，在线与空间的图案中的线宽异常、位置偏移异常，也成为后述的本发明的方法能够有优势地检查的对象的缺陷。

在制造光掩模50的时候，多数场合情况以下的〔1〕～〔5〕的工序。〔1〕首先，在透明基板57上形成薄膜(遮光膜等)，再在该薄膜上形成抗蚀膜。〔2〕其次，用描绘机，通过例如光栅描绘方法等描绘方法向形成的抗蚀膜照射激光等，将规定的图案进行曝光。〔3〕接着，进行显影，有选择地除去描绘部或非描绘部的抗蚀膜，在薄膜上形成抗蚀图案。〔4〕之后，通过蚀刻法有选择地除去没有被抗蚀图案覆盖的薄膜，形成重复图案56。〔5〕接着，除去重复图案56上的残存抗蚀膜。另外，在为多层膜时，可以设计与膜的材料相对应的追加工序。

在此，在上述的〔2〕工序中，由于激光的扫描精度意外恶化、或光束直径意外变动、或环境因素变动等，有时会在重复图案56上发生缺陷。图6是例示产生于重复图案上的缺陷的概略图，(a)及(b)分别例示坐标位置变动类的缺陷、(c)及(d)分别例示尺寸变动类的缺陷。另外，在图6中，用符号54表示缺陷产生的位置。

例如，图6(a)表示由于在激光描绘的接合处发生位置偏移，而使得单位图案53的间距d部分地增大造成的缺陷。另外，图6(b)表示由于在激光描绘的接合处发生位置偏移，单位图案53′的位置相对于其它单位图案53相对偏移的缺陷。这些缺陷可称为坐标位置变动类的缺陷。

另外，图6(c)及图6(d)表示由于描绘机的光束强度和光束直径变动等，单位图案53′的大小、即格子框53a′的宽度变动造成的缺陷。这些缺陷可称为尺寸变动类的缺陷。

另外，这类缺陷的发生原因未必仅限于上述的原因，有时由于其它种种原因而产生。

(3)图案缺陷检查装置的构成

下面，利用图3对本发明一实施方式的图案缺陷检查装置10的构成例进行说明。图案缺陷检查装置10具有：作为保持装置的载物台11、作为照明装置的光源装置12、作为受光装置的成像装置14、作为分析装置的图像分析装置16。下面，分别进行说明。

〔载物台〕

作为保持装置的载物台11以保持作为被检查体的光掩模50的方式构成。

载物台11，以相对于重复图案56的主平面能够从斜下方照射光的方式保持光掩模50。例如，载物台11也可以作为保持光掩模50的外周部的框架状的形状而构成，也可以由相对于所照射的光透明的构件而构成。

另外，载物台11，例如构成为在X方向及Y方向可移动的X-Y载物台。而且，载物台11构成为，通过使被保持于载物台11上的光掩模50相对于后述的光源装置12及成像装置14相对地移动，可以使检查视野移动。另外，在为不能使载物台11相对于光源装置12及成像装置14移动自如地构成时，也可以使光源装置12及成像装置14相对于载物台11移动自如地构成。

〔光源装置〕

作为照明装置的光源装置12的构成为，以规定的入射角向保持于载物台11上的光掩模50的重复图案56照射光，从而产生衍射光。

光源装置12，使用具有充分的辉度(例如，照度为1万Lx～60万Lx以上，优选30万Lx以上)且平行性高(平行度在2°以内)的光源12a。作为可以满足这种条件的光源12a，例如，可以列举：超高压水银灯、氙灯、金属卤化物灯等。

光源装置12，具备含有透镜的照射光学系统12b。照射光学系统12b配置于载物台11的支承面(即重复图案56的主平面)和光源12a之间，将来自光源12a的光平行化。

通过照射光学系统12b平行化了的光，从斜下方以入射角θi照射重复图案56的主平面，产生衍射光。另外，在此，所谓的入射角θi，是指载物台11的支承面的法线和照射在重复图案56上的光的光轴之间所夹的角度。另外，在图1中，光源装置12相对于载物台11的支承面配置于斜下方，但是，除此以外，相对于载物台11的支承面配置于斜上方也可以。

[成像装置]

作为受光装置的成像装置14，以接受来自重复图案56的衍射光而成像的方式构成。

成像装置14具有例如可以拍摄CCD摄像机等的二维图像的区域(エリア)摄像机14a。区域摄像机14a的受光面以和载物台11的支承面(即重复图案56的主平面)相面对的方式设置。

成像装置14，还具备具有物镜的受光光学系统14b。受光光学系统14b从重复图案56受光规定级数的衍射光，使受光的衍射光在区域摄像机14a的受光面上成像。通过受光光学系统14b的成像装置14的视野，例如，设定为一边为10mm～50mm的正方形或长方形。

在区域摄像机14a的受光面上成像后的衍射光的像，可以作为图像数据向图像分析装置16输出。

成像装置14，相对于载物台11的支承面配置于上方，以受光角θr受光衍射光。在此，所谓的受光角θr是载物台11的支承面(即重复图案56的主平面)和受光光学系统14b的光轴之间所夹的角度。另外，在将受光角θr设定为实质上为直角时，即，成像装置14配置于载物台11的支承面的法线上的情况，与成像装置14相对于载物台11的支承面倾斜配置的情况相比，区域摄像机14a的受光面和重复图案56的距离均等。这时，理想的是在同一检查视野内容易得到均一的图像，并且，在同一检查视野内容易防止散焦。

〔图像分析装置〕

作为分析装置的图像分析装置16的构成为：通过对将衍射光进行成像所得的像即从成像装置14输出的图像数据进行观察，则可以检测有无产生于重复图案56的缺陷。

图像分析装置16的构成为：从成像装置14接收图像数据之后，例如，将接收的图像数据的各部位的光强度进行数值化，以制作成数值数据。而且，通过将作成的数值数据和以下的基准数据进行比较，则可自动检测缺陷的有无。

作为基准数据，例如，可以采用以来自没有缺陷的重复图案56的衍射光所形成的图像为基础而做成的数值数据。此外，作为基准数据，也可以采用以使衍射光所成的图像在单位图案53的排列方向上移动所得的图像为基础而做成的数值数据。在后者中，根据数值数据导算基准数据时，有时与缺陷相对应形成一对正的和负的峰值，因此，缺陷的检测变得更容易。

(4)图案缺陷检查方法

接着，对本发明的一实施方式的图案缺陷的检查方法进行说明。本图案缺陷检查方法通过上述的图案缺陷检查装置来实施。

本图案缺陷检查方法具有：对重复图案56以规定的入射角照射光而产生衍射光的工序(S1)；对来自重复图案56的衍射光进行受光而成像的工序(S2)；通过对衍射光所成像的图像进行观察而检测产生于重复图案56上的缺陷的有无的工序(S3)。下面，对各工序按顺序进行说明。

〔产生衍射光的工序(S1)〕

首先，将具备重复图案56的光掩模50保持在图案检查装置的载物台11上。然后，用光源装置12向重复图案56的主平面从斜下方以入射角θi照射光。

于是，在重复图案56的透过光侧及反射光侧发生衍射光。即，在重复图案56中的单位图案53的间距为d、从光源装置12入射的光的波长为λ、入射角为θi时，在满足d(sinθi±sinθn)＝nλ关系的衍射角θn的方向，观测到n级衍射光。

图4是表示例如在入射角θi为0°时的(即，从重复图案56的主平面的垂直下方照射光时的)、来自重复图案56的衍射光的样子的概略图，(a)表示由单位图案53的间距d为10μm的CCD用光掩模的重复图案56产生的衍射光的样子、(b)表示由单位图案53的间距d为200μm的液晶显示装置用光掩模的重复图案56产生的衍射光的样子。另外，图5分别表示从入射角θi为0°、单位图案53的间距d为10μm、100μm、1000μm时的衍射角θn。

根据图4及图5可知，单位图案53的间距d越大，邻接的衍射光彼此的衍射角的差dθ(即，θn±1和θn的差)越小，级数不同的衍射光越接近。

〔对衍射光极限受光而成像的工序(S2)〕

接着，使用成像装置14，对来自重复图案56的衍射光进行受光而成像。即，通过受光光学系统14b，对来自重复图案56的衍射光进行受光，从而向区域摄像机14a的受光面上成像。

在此，在没有缺陷的重复图案56中，各单位图案53的间距d是均等的，因此，只要使波长λ、入射角θi、衍射角θn相同，将特定级数的衍射光进行成像所成的图像，就具有一定的规则性。

与此相对，产生有缺陷的重复图案56′的间距d′和没有缺陷的重复图案56的间距d不同。因此，即使波长λ、入射角θi、衍射角θn相同，使来自产生有缺陷的重复图案56′的衍射光进行成像所成的图像和使来自没有缺陷的重复图案56的衍射光进行成像所成的图像，也会产生某些不同。具体而言，在前者的图像内，由于重复图案56上产生的缺陷，而出现光强度分布的异变。另外，该光强度分布的异变，在使来自于没有缺陷的重复图案56的衍射光进行成像后的图像中没有显出。

在此，导致缺陷存在的光强度分布的异变，通过适当地选择衍射光的级数可明显地观察到。例如，在单位图案53的间距d为50μm～1000μm的重复图案56上产生的50nm～100nm的微小缺陷，在将45级以上、更优选为90级以上(或-45级以下、更优选为-90级以下)的超高级衍射光进行成像所成的图像内，可以检测光强度分布的异变。与此相对，简单地说，在使上述绝对值小的衍射光进行成像所成的图像内，难以检测出暗示上述缺陷的存在的光强度分布的异变。

另外，通过发明者等的研究可知，级数越高衍射光的强度越降低，但是，只要是对1600级以下(或1600级以上)的衍射光进行受光而成的图像，通过使用充分照度的光源、及高感度的摄像传感器，就可以检测导致上述缺陷的存在的光强度分布的异变。

另外，根据上述的d(sinθi±sinθn)＝nλ这一关系式，在形成于重复图案56的单位图案53的间距d为50μm～1000μm、来自于光源装置12的光的波长为λ为0.55μm、成像装置14的受光角θr为90°时，通过将来自于光源装置12的光的入射角θi设定为30°～60°，则能够对成像装置14中45级～1600级(或-50级～-1600级)的超高级衍射光进行受光。

之后，成像装置14将在区域摄像机14a的受光面上进行成像所成的图像，作为画像数据向画像分析装置16输出。

另外，在上述中，以由成像装置14接受重复图案56的透过光侧的衍射光的情况为例进行了说明，但是，即使对于由成像装置14接受重复图案56的反射光侧的衍射光的情况，也可以得到同样的结果。

〔检测缺陷的有无的工序(S3)〕

如上述，在使45级～1600级(或-45级～-1600级)的超高级衍射光进行成像所成的图像中，出现暗示缺陷的存在的光强度分布的异变。因此，通过观察该图像，则可以检查产生于重复图案56的缺陷的有无。

具体而言，通过图像分析装置16接收由成像装置14输出的图像数据，将接收的图像数据的各部位的光强度进行数值化制作成数值数据，将制作成的数值数据和上述基准数据进行比较。这样，通过将光强度数值化并与比较数据进行比较，可以不依靠操作者目测的印象，定量地检测由缺陷引起光强度分布的异变(即缺陷的有无)。

(5)本发明的一实施方式的效果

根据本发明的一实施方式，达到以下〔1〕～〔3〕的效果。

〔1〕根据本发明的一实施方式，产生于单位图案53的间距d为50μm～1000μm的重复图案56上产生的50nm～100nm的微观缺陷，例如在将45级～1600级以上(或-45级～-1600级)的超高级衍射光进行成像所成的图像内，显出光强度分布的异变。因此，即使不实施对各单位图案53的尺寸和坐标个别地进行测定的检查(所谓的微观上的放大检查)，通过观察将超高级衍射光进行成像所成的图像内光强度分布的异变的有无，则可以检查产生于重复图案56的缺陷的有无。而且，这种检查是对含有多个单位图案53的微小区域(即一边是10mm～50mm的正方形或长方形的检查视野)而进行的，因此可以大大缩短光掩模50的检查时间，可以大大提高生产性。

例如，在高清晰度TV用的显示设备用基板(42V型、面积约0.5m²)的制造中使用的光掩模50，具有1920(垂直)×1080(水平)＝2,073,600个单位图案53。在此，若用激光测长仪和显微镜对全部的单位图案53的尺寸和坐标进行微观检查，则在将每1个单位图案的测定所需要时间设定为约10秒的情况下，大约需要240天。与此相对，根据本发明的一实施方式，例如，掩模的检查视野一边是25mm(其中，将和邻接视野的重复预测为十分之一)，假如一个视野中的检查时间(即，到上述S1～S3的实行时间)为25秒，用40分钟多的检查时间即可结束检查。即，可以大大缩短光掩模50的检查时间，可大幅度提高光掩模50的生产性。

〔2〕根据本发明的一实施方式，产生于重复图案56的缺陷，在将超高级衍射光进行成像所成的图像中，显出光强度分布的异变。而且，由图像分析装置16将图像数据的各部位的光强度进行数值化，制作成数值数据，通过将制作成的数值数据和上述基准数据进行比较，可以检测由缺陷引起的光强度分布的异变(即缺陷的有无)。即，通过将光强度数值化并和比较数据进行比较，则可以不依靠操作者目测的印象，定量地检测缺陷的有无。由此，可以抑制检查结果的误差，并可提高检查结果的可靠性。

〔3〕根据本发明的一实施方式，通过在显示设备用基板的制造工序中实施上述的图案缺陷检查方法，可抑制在使用该显示设备用基板制造的显示设备中产生显示不均匀。同样地，通过在显示设备用基板的制造工序中所使用的光掩模50的制造工序中实施上述的图案缺陷检查方法，可抑制在用光掩模50制造的显示设备中显示不均匀的发生。

〔实施例〕

下面，边穿插比较例，边对本发明的实施例进行说明。

首先，作为实施例1，准备具备重复图案56′的光掩模50作为被检查体，其中重复图案56′是将格子状的单位图案53的间距d设定为200μm，并在其排列中的一列上有意图地产生了高达100nm左右线宽的缺陷的重复图案。而且使用光源装置12将波长λ为0.55μm的光对重复图案56′进行照射，并将入射角θi设定为45°而照射。而且，通过设置于受光角θr为90°方向的成像装置14，对绝对值相当于257级的超高级衍射光进行受光而成像，制作成该图像的画像数据。而且，通过图像分析装置16分析该图像数据。

图7表示实施例1的图像数据。根据图7，在将超高级衍射光进行成像所成的图像中，可看到暗示缺陷存在的光强度分布的异变(纵方向的筋)。

另外，在图7所示的图像中在水平方向也显出有条纹，认为该条纹是由正常的重复图案引起的。根据本发明，在这样的由正常图案引起的干涉条纹中，可以将来自产生缺陷的重复图案56′的超高级衍射光，作为导致缺陷存在的光强度分布的异变进行识别，从而可检查产生于重复图案56的缺陷的有无，通过本实施例可以明白。

接着，在实施例2中，将单位图案53的间距d设定为100μm。而且，通过成像装置14对绝对值相当于130级的超高级衍射光进行受光而成像。其它的条件和实施例1同样。其结果和上述的图7同样，可看到导致缺陷存在的光强度分布的异变(纵方向的筋)。

其次，在实施例3中，采用将单位图案53的间距d设定为50μm的如图4那样的格子图案，使用在其中的一列上产生50nm的线宽异常的图案作为被检查体。而且，接受绝对值相当于46级的超高级衍射光而进行成像。其它的条件和实施例1同样。其结果是，可看到在图像数据中，表示缺陷存在的光强度分布的紊乱。

再次，在实施例4中，采用单位图案53的间距d为1000μm的和实施例3同样的格子图案，使用在其中一列上产生500nm的线宽异常的图案作为被检查体。而且，将入射角设定为60°使光入射，对绝对值相当于1587级的衍射光进行受光而成像。其它的条件和实施例1同样。其结果是，可看到在图像数据中表示缺陷存在的光强度分布紊乱。

与此相对，在比较例中，从光源装置12照射入射角θi为6.3°的光，产生衍射光。而且，通过成像装置14对绝对值为40级的高级衍射光进行受光而成像。其它的条件和实施例1同样。

但是，即使观察将绝对值40级的高级衍射光进行成像所成的图像，也不能检测出表示缺陷存在的光强度分布的异变。即，对于单位图案53的间距d大的重复图案56，例如即使使绝对值为40级的高级衍射光进行成像，该图像也不会变成使透光照明成像的图像(即重复图案56自身的像)，因此，也不能检测出表示缺陷存在的光强度分布的异变。

Claims (15)

1、一种图案缺陷检查方法，对具备单位图案周期性排列而成的重复图案的被检查体的、产生于所述重复图案中的缺陷进行检查，其特征在于，

具有：

对所述重复图案以规定的入射角照射光而产生衍射光的工序；

对来自所述重复图案的衍射光进行受光而成像的工序；

通过对使所述衍射光成像后的图像进行观察，而检测产生于所述重复图案上的缺陷的工序；

在对所述衍射光进行受光而成像的工序中，对来自所述重复图案的衍射光中绝对值为45级～1600级的超高级衍射光进行受光。

2、如权利要求1所述的图案缺陷检查方法，其特征在于，

所述缺陷，具有和所述周期不同的规则性。

3、如权利要求1所述的图案缺陷检查方法，其特征在于，

在对所述衍射光进行受光而成像的工序中，对来自所述重复图案的衍射光中绝对值为90级～1600级的超高级衍射光进行受光。

4、如权利要求1所述的图案缺陷检查方法，其特征在于，

在对所述衍射光进行受光而成像的工序中，相对于所述重复图案的主平面以90°的受光角，对所述衍射光进行受光。

5、如权利要求1所述的图案缺陷检查方法，其特征在于，

对所述重复图案以规定的入射角照射光而产生衍射光的工序中，以在所述进行受光而成像的工序中能够对所述超高级衍射光进行受光的入射角即30°～60°的入射角，对所述重复图案的主平面照射光。

6、如权利要求1所述的图案缺陷检查方法，其特征在于，

所述单位图案的间距为从50μm～1000μm。

7、如权利要求1所述的图案缺陷检查方法，其特征在于，

所述被检查体，是将365nm～436nm波长范围内的规定波长范围的光进行曝光的光掩模。

8、如权利要求1～7任一项所述的图案缺陷检查方法，其特征在于，

所述光掩模是制造液晶显示装置用的光掩模。

9、一种图案缺陷检查装置，对具备单位图案周期性排列而成的重复图案的被检查体的、产生于所述重复图案中的缺陷进行检查，其特征在于，

具有：

对所述重复图案以规定的入射角照射光而产生衍射光的照明机构；

对来自所述重复图案的衍射光进行受光而成像的受光机构；

通过对使所述衍射光成像后的图像进行观察，而检测产生在所述重复图案中的缺陷的分析机构，

所述受光机构，对来自所述重复图案的衍射光中绝对值为45级～1600级的超高级衍射光进行受光。

10、如权利要求9所述的图案缺陷检查装置，其特征在于，

所述受光机构，对来自所述重复图案的衍射光中绝对值为90级～1600级的超高级衍射光进行受光。

11、如权利要求9所述的图案缺陷检查装置，其特征在于，

所述受光机构，相对于所述重复图案的主平面，以90°的受光角对所述衍射光进行受光。

12、如权利要求9所述的图案缺陷检查装置，其特征在于，

所述照明机构，以所述受光机构能够对所述超高级衍射光进行受光的入射角即30°～60°的入射角，对所述重复图案的主平面照射光。

13、如权利要求9所述的图案缺陷检查装置，其特征在于，

所述单位图案的间距为从50μm～1000μm。

14、如权利要求9所述的图案缺陷检查装置，其特征在于，

所述被检查体，是将365nm～436nm波长范围内的规定波长范围的光进行曝光的光掩模。

15、如权利要求9～14任一项所述的图案缺陷检查装置，其特征在于，

所述光掩模是制造液晶显示装置用的光掩模。

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