JP2004309826A

JP2004309826A - Method for correcting defect in gray tone mask

Info

Publication number: JP2004309826A
Application number: JP2003103784A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakayama; 憲治中山
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-08
Also published as: KR20040087947A; CN1536439A; JP4294359B2; TW200425246A; TWI232488B; CN1261818C; KR100650365B1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for determining (inspecting and guaranteeing) a gray tone mask and a method for correcting the mask by which a gray tone part is easily determined (inspected) as to whether the part causes problems for the user in exposure and transfer processes when a normal pattern or various kinds of corrected patterns are to be determined. <P>SOLUTION: The method for determining a defect in a gray tone mask has: a gray tone part where transmittance is controlled and which is formed to decrease the quantity of light transmitting this region to selectively vary the film thickness of a photoresist; a light shielding part; and a transmitting part. The method includes: a process (3) of correcting a defect produced in the gray tone part 3; a process of preparing a transfer image by blurring the image in the gray tone part after correction; and a process (4), (4') of evaluating the corrected part on the basis of the transfer image. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過量を調整した領域であってこの領域を透過する光の透過量を低減してフォトレジストの膜厚を選択的に変えることを目的とするグレートーン部を有するグレートーンマスクのグレートーン部の欠陥判定（検査）方法及び欠陥修正方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大型ＬＣＤ用マスクの分野において、グレートーンマスクを用いてマスク枚数を削減する試みがなされている（非特許文献１）。
ここで、グレートーンマスクは、図３（１）に示すように、透明基板上に、遮光部１と、透過部２と、グレートーン部３とを有する。グレートーン部３は、例えば、グレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露光機の解像限界以下の遮光パターン３ａを形成した領域であって、この領域を透過する光の透過量を低減しこの領域による照射量を低減してフォトレジストの膜厚を選択的に変えることを目的として形成される。３ｂはグレートーン部３における露光機の解像限界以下の微細透過部である。遮光部１と遮光パターン３ａはともにクロムやクロム化合物等の同じ材料からなる同じ厚さの膜から通常形成されている。透過部２と微細透過部３ｂはともに、透明基板上において遮光膜等が形成されていない透明基板の部分である。
グレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露光機の解像限界は、ステッパ方式の露光機で約２．５μｍ、ミラープロジェクション方式の露光機で約３μｍである。このため、例えば、図３（１）でグレートーン部３における微細透過部３ｂのスペース幅を２．５μｍ未満、露光機の解像限界以下の遮光パターン３ａのライン幅を２．５μｍ未満とする。上記大型ＬＣＤ用露光機で露光した場合、グレートーン部３を通過した露光光は全体として露光量が足りなくなるため、このグレートーン部３を介して露光したポジ型フォトレジストは膜厚が薄くなるだけで基板上に残る。つまり、レジストは露光量の違いによって通常の遮光部１に対応する部分とグレートーン部３に対応する部分で現像液に対する溶解性に差ができるため、現像後のレジスト形状は、図３（２）に示すように、通常の遮光部１に対応する部分１’が例えば約１μｍ、グレートーン部３に対応する部分３’が例えば約０．４〜０．５μｍ、透過部２に対応する部分はレジストのない部分２’となる。そして、レジストのない部分２’で被加工基板の第１のエッチングを行い、グレートーン部３に対応する薄い部分３’のレジストをアッシング等によって除去しこの部分で第２のエッチングを行うことによって、１枚のマスクで従来のマスク２枚分の工程を行い、マスク枚数を削減する。
【０００３】
ところで、上記のようなグレートーンマスクにおけるグレートーン部は、微細パターンの加工が容易ではないことや、製造工程中に発生するごみなどが大きく影響してしまうことなどの理由から、遮光パターン３ａの細り、太りなどのＣＤエラーや、余剰パターン（突起（凸）、ショート（ブリッジ）、スポットなど）や欠落パターン（欠け（凹）や断線など）からなるパターン欠陥など（以下、パターンの太りや余剰パターン欠陥等を黒欠陥と称し、パターンの細りや欠落欠陥等を白欠陥と称す）が発生してしまう。
【０００４】
そこで、グレートーン部に発生した欠陥については、パターン修正が施されるが、グレートーン部のパターンが微細であるために、種々の問題が生じる。
第１に、例えば、２μｍ以上のグレートーンパターンを最小スリットサイズ２μｍの修正装置で修正する場合においては、グレートーン部のパターンが微細である（線幅が細い）こと、修正装置よる修正精度に限界があることに起因して、修正パターンを形成すべき部分と修正パターンを形成しようとする部分とのずれに相当する位置合わせ精度、並びに、修正パターンを形成すべき部分と修正パターンが実際に形成される部分との差異に相当する修正精度、には限界がある。このことから、正常パターンと同一形状（正常パターンのＣＤ許容精度内）で修正することは、発生する欠陥によっては技術的に非常に困難である（例えば巨大欠落欠陥部分に微細修正膜パターンを形成して修正する場合）ため、可能な限り正常パターンに近くなるように修正、即ち正常パターンに近似した修正（正常パターンのＣＤ許容精度外）を行っていた。
第２に、例えば１μｍのグレートーンパターンを最小スリットサイズ２μｍの修正装置で修正するすることは技術的に不可能であることから、正常パターンと近似した形状に復元せずに、正常パターンと同等のグレートーン効果が得られるような修正パターン（正常パターンとは異なる形状及び／又は異なる配列の修正パターン）を形成することにより、グレートーン部の修正を行う技術（特殊な修正方法）に関し、本願出願人は先に出願を行っている（特許文献１）。
【０００５】
【非特許文献１】月刊ＦＰＤＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ、ｐ．３１−３５、１９９９年５月
【特許文献１】特開２００２−１０７９１３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術には以下に示す問題点がある。
第１に、正常パターンと同一形状（正常パターンのＣＤ許容精度内）のパターンとなるよう修正した場合は、通常のパターン同士を比較して検査を行う比較検査が行えるが、正常パターンと近似形状のパターン（正常パターンのＣＤ許容精度外）で修正した場合や、正常パターンと異形状のパターンで修正した場合は、通常の比較検査が行えないため、検査が容易でないという問題があった。
第２に、黒欠陥をレーザリペア装置で除去する場合、ガラス基板はダメージを受けやすいので、修正後の遮光パターン３ａが設定されたスペック（パターン線幅・形状）を満たす場合であっても、微細透過部（ガラス部）３ｂがダメージを受けている場合には微細透過部（ガラス部）３ｂの透過率が低下するので、ユーザの露光・転写プロセスでは問題となる場合がある。具体的には、ガラスダメージを受けている場合、微細透過部（ガラス部）３ｂの透過率低下を補うべく、設定されたスペック（パターン線幅・形状）よりも細い線幅の遮光パターン３ａにする必要が生じる。このような場合は、パターン形状のみの検査では不充分であるという問題があった。
第３に、ユーザの要求（ユーザで露光した際に、所定のレジスト膜厚を残せるようにすること）を満たすべく設定されたスペック（パターン線幅・形状）を満たす正常パターン（当然ＣＤ許容精度内）及び正常パターンのＣＤ許容精度内の修正パターンであっても、ユーザが実際にグレートーンマスクを用いて被転写基板のレジスト上に転写パターンを得る際の露光条件が、転写に用いられる露光装置の光学条件の設定条件によって異なる場合があるので、ユーザの露光・転写プロセスにおいては問題となる場合がある。具体的には、ユーザーが使用するグレートーンマスクの露光条件が、通常の条件で無い場合（例えば、意図的にグレートーンパターンが解像しないような条件や、過不足のある照射条件を適用する場合など）がある。以上のことから、（１）設定されたスペック（パターン線幅・形状）を満たす正常パターンや修正パターン（いずれもＣＤ許容精度内）であっても、ユーザの露光・転写プロセスにおいては問題となる場合があること、（２）正常パターンに近似した修正パターン（正常パターンのＣＤ許容精度外）であってもユーザの露光・転写プロセスにおいて問題とならなければ良いということ（ユーザでの露光後のレジストパターンの合否判定結果が合格であれば良いということ）、（３）ユーザの露光・転写プロセスにおいて問題となるか否かの判定（検査）を行う必要性・重要性があること、が判る。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、グレートーン部がユーザの露光・転写プロセスにおいて問題となるか否かの判定（検査）を容易に行うことができるグレートーンマスクの判定（検査）方法の提供を第１の目的とする。
また、上記判定方法を利用したグレートーンマスクの欠陥修正方法の提供を第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の構成を有する。
（構成１）透過量を調整した領域であってこの領域を透過する光の透過量を低減してフォトレジストの膜厚を選択的に変えることを目的とするグレートーン部と、遮光部と、透過部とを有するグレートーンマスクの欠陥修正（判定）方法であって、
前記グレートーン部において発生した欠陥を修正する工程と、
前記修正後のグレートーン部の画像にぼかし処理を施して転写イメージを作成する工程と、
前記転写イメージに基づき前記修正後のグレートーン部を評価する工程と、
を含むことを特徴とするグレートーンマスクの欠陥修正（判定）方法。
（構成２）前記評価結果に基づき前記修正後のグレートーン部を再度修正する工程と、
を含むことを特徴とする構成１に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成３）前記グレートーン部は、グレートーンマスクを使用する露光機の解像限界以下の遮光パターンを形成した領域であることを特徴とする構成１又は２に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成４）前記欠陥を修正する工程と転写イメージを作成する工程は、同一の装置で行うことを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成５）前記修正後のグレートーン部は、正常パターンと近似形状のパターン、あるいは、正常パターンと同等のグレートーン効果を奏するが異なる形状及び／又は配列の修正パターンを含むことを特徴とする構成１乃至４いずれかに記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成６）前記ぼかし処理は、前記修正後のグレートーン部を含む画像をデフォーカス処理することを特徴とする構成１乃至５いずれかに記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成７）グレートーンマスクがＬＣＤ製造用マスク又は表示デバイス製造用マスクであることを特徴とする構成１乃至６いずれかに記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の欠陥修正・判定方法では、グレートーン部を含む画像（例えば修正後のグレートーン部のパターンを含む画像等）にぼかし処理を施して、ユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうる転写イメージを作成し、この転写イメージに基づき修正後のグレートーン部を評価する（構成１）。
このように、ユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうる転写イメージに基づき修正部を評価する構成によって、以下の効果を有する。
（１）上述した第１の問題に対し、正常パターンと近似形状のパターン（正常パターンのＣＤ許容精度外）で修正した場合（構成５）や、正常パターンと異形状のパターンで修正した場合（構成５）（即ちいずれも通常の比較検査が行えない場合）であっても、ユーザでの露光条件に対応した転写イメージにより容易に判定可能となる。
（２）上述した第２の問題に対し、修正によるガラスダメージにより、ガラス基板の透過率が低下した場合でも、ユーザでの露光条件で問題になるかが判定可能となる。
（３）上述した第３の問題に対し、ユーザでの露光条件において、グレートーン部のパターンが欠陥かどうかが判定可能となる。
【００１０】
本発明では、グレートーン部を含む画像（例えば修正後のグレートーン部のパターンを含む画像等）にぼかし処理を施して、ユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうる転写イメージを作成し、この転写イメージに基づき修正後のグレートーン部の評価を行い、この評価結果に基づき修正後のパターンがユーザでの許容範囲に入るように再度修正することができる（構成２）。さらに、このような評価結果を予め蓄積しておき、この蓄積されたデータに基づいてグレートーン部の欠陥修正を行うこともできる（構成２の応用）。
【００１１】
本発明において、ぼかし処理による転写イメージは、例えば、修正後のグレートーン部を含む画像をデフォーカス処理することによって得ることができる（構成６）。より具体的には、例えば、修正後のグレートーン部を含む画像を顕微鏡で得た後、顕微鏡のデフォーカス処理（ｄｅｆｏｃｕｓ処理）（顕微鏡の焦点をずらして（ぼかして）見る）によって得ることができる。
【００１２】
次に、本発明におけるぼかし処理の条件設定について説明する。ぼかし処理の条件設定は、ユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうる転写イメージを作成し得る条件に設定する。例えば、ユーザでの露光条件（例えば、意図的にグレートーンパターンが解像しないような条件や、過不足のある照射条件など）を検討し、これに対応したぼかし処理を行う。
ここで、グレートーン部には繰り返しパターンが存在するため、繰り返しパターンのＣＤばらつきが存在する。これらのＣＤばらつき範囲を考慮したうえで、ユーザでは「上限（例えば太パターン）」、「下限（例えば細パターン）」のどちらでも影響が出ない条件で露光を行っている。そのため、修正後のパターンは、上限〜下限（許容ばらつき範囲）の間に入るようなグレートーン効果を奏する必要がある。一例として、この上限〜下限（許容ばらつき範囲）に対応させて、ぼかし処理条件を設定する。このぼかし処理条件は、ＣＤ許容精度内のグレートーン効果を奏するか否かを判定する場合である。
より具体的には、例えば、グレートーン部の正常パターン（ＣＤ許容精度内）が全て解像されなくなるまで顕微鏡の焦点をぼかす条件を、ぼかし処理条件として設定する。このぼかし処理条件は、ユーザの露光・転写プロセスにおける実際の光の転写状態とほぼ同等であることをシミュレーションで確認した。例えば、未修正の正常パターンの上限（例えば太パターン）が解像されなくなるまで顕微鏡の焦点をぼかして見た場合、正常パターンからなるグレートーン部はほぼ均一な明るさ（ほぼ均一なグレー色）に見える。このほぼ均一な明るさ（ほぼ均一なグレー色）に見える正常パターンからなるグレートーン部に対し、一定以上暗い（一定以上濃いグレー色）又は一定以上明るい（一定以上薄い（淡い）グレー色）の部分を有する修正パターンを含むグレートーン部について、一定以上暗い（一定以上濃いグレー色）の部分暗さ（濃さ）、又は一定以上明るい（一定以上薄い（淡い）グレー色）の部分の明るさ（薄さ）、面積、位置等を総合的に判断して、修正部を評価する。
他の例として、ユーザーが使用するグレートーンマスクの露光条件が、通常の条件で無い場合（例えば、意図的にグレートーンパターンが解像しないような条件や、過不足のある照射条件を適用する場合など）に対して、ジャストフォーカス（焦点のあった状態）からユーザの露光・転写プロセスにおいて問題となる範囲や状態の上限又は下限を顕在化できるように、ジャストフォーカス（焦点のあった状態）から顕微鏡の焦点をずらす（ぼかす）条件を、ぼかし処理条件として設定する。このぼかし処理条件は、ユーザの露光・転写プロセスにおける実際の光の転写状態とほぼ同等であることをシミュレーションで確認した。
【００１３】
本発明の欠陥修正・判定方法は、グレートーン部が、グレートーンマスクを使用する露光機の解像限界以下の遮光パターンを形成した領域である場合に特に適する（構成３）。これは、線幅の太りの影響がぼかし処理によって顕在化するので、ユーザでの露光条件においてグレートーン部のパターンが欠陥かどうかについて高い精度で判定することができるためである。
なお、本発明の欠陥修正・判定方法は、グレートーン部が、半透光膜を形成した領域である場合にも適用可能である。
【００１４】
本発明では、上記欠陥を修正する工程と転写イメージを作成する工程は、同一の装置で行うことが好ましい（構成４）。これは、修正装置上で修正後、同じ修正装置上で修正直後に修正個所を評価することができ効率が極めて良いからである。
【００１５】
本発明は、ＬＣＤ製造用グレートーンマスク又は表示デバイス製造用グレートーンマスクの欠陥修正・判定方法として特に有用である。これは、近年の表示装置の高精細化に伴い上述した各種問題の解決が急務であるからである。
【００１６】
【実施例】
図２は実施例で使用したレーザ修正装置（レーザＣＶＤリペア装置）の概略構成を説明するための模式図である。
これらの図面において、レーザービーム１１は、ビームエキスパンダ１２によって広げられ、平凸レンズ１３によって平行光線とされ、矩形に可変可能な長方形スリット（可変矩形アパーチャ）１４で整形され、結像レンズ（対物レンズ）１５によって縮小されてフォトマスク２０上に結像され、矩形アパーチャの像である矩形のレーザ修正領域を形成する。図２において、パイロット光１６は、可変矩形アパーチャ１４のフォトマスク２０上の像である矩形のレーザ修正領域をレーザ照射前に顕微鏡１７によって確認するため、及び、欠陥位置に顕微鏡１７によってレーザ修正領域を位置合わせするための照明系であり、照明（ハロゲンランプ等）１８は、フォトマスク２０を挟んで結像レンズ（対物レンズ）１５の反対側に位置し、顕微鏡１７によってフォトマスク２０の透過光観察を可能とする照明系である。なお、欠陥位置とレーザ修正領域との位置合わせは、マクスが載置されたＸＹ粗動ステージで大まかに位置合わせし、その後ＸＹ微動ステージにて正確に位置合わせする。
この装置においては、レーザ照射によって膜を除去（黒欠陥の修正）することができるレーザ除去機能（レーザリペア機能）と、レーザ照射によって膜を成膜（白欠陥の修正）することができるレーザ成膜機能（レーザ光ＣＶＤ機能）とを有する。
本発明では、結像レンズ（対物レンズ）１５を動かして、ぼかし処理（デフォーカス処理）を行う。
【００１７】
図１は、本発明の実施例にかかるグレートーン部における白欠陥修正・判定方法を説明するための部分平面図である。
図１（１）に示すグレートーン部３の正常パターンに対し、図１（２）に示すようにグレートーン部３における遮光パターン３ａに巨大なパターン欠落が発生した場合、図２に示したレーザ修正装置等により、正常パターンとほぼ同一サイズのスリットにて、修正膜４を形成して、正常パターンに近似した修正（正常パターンのＣＤ許容精度外）を行った（図１（３））。このとき、ライン幅が太った部分をレーザリペア装置で除去することは、隣接する微細透過部３ｂ（ガラス部パターン）や遮光パターン３ａに影響を及ぼすため行わなかった。
修正後のパターンに、ある一定のぼかし処理（デフォーカス処理）を行った状態を図１（４）に示す。具体的には、図２に示すレーザ修正装置における結像レンズ（対物レンズ）１５を動かして、ぼかし処理（デフォーカス処理）を行った。また、正常パターンに、同じぼかし処理（デフォーカス処理）を行った状態（又は同じ視野内の正常パターンの状態）を図１（４’）に示す。このとき、正常パターンからなるグレートーン部はほぼ均一な明るさ（ほぼ均一なグレー色）に見える。このほぼ均一な明るさ（ほぼ均一なグレー色）に見える正常パターンからなるグレートーン部に対し、一定以上暗い（一定以上濃いグレー色）の部分を有する修正パターンを含むグレートーン部について、一定以上暗い（一定以上濃いグレー色）の部分の暗さ（濃さ）、面積、位置等を総合的に判断して、修正部を評価する。
本実施例では、ぼかし処理で顕在化する線幅の太りの影響、即ちユーザでの露光条件においてグレートーン部のパターンが欠陥かどうかについて高い精度で判定することができた。
本実施例では、修正装置上で修正後、同じ修正装置上で修正直後に修正個所を評価することが可能となる。
【００１８】
図４は、本発明の比較例にかかるグレートーン部における白欠陥修正・判定方法を説明するための部分平面図である。
図４（１）に示すグレートーン部３の正常パターンに対し、図４（２）に示すようにグレートーン部３における遮光パターン３ａに巨大なパターン欠落が発生した場合、図２に示したレーザ修正装置等により、正常パターンとほぼ同一サイズのスリットにて、修正膜４を形成して、正常パターンに近似した修正（正常パターンのＣＤ許容精度外）を行った（図４（３））。このとき、ライン幅が太った部分をレーザリペア装置で除去することは、隣接する微細透過部３ｂ（ガラス部パターン）や遮光パターン３ａに影響を及ぼすため行わなかった。
修正後のパターンについて、通常行われている正常パターンとの合成比較（検査パターンと正常パターンとの差分をとって比較する）を行った状態の模式図を図４（４）に示す。正常パターンとの合成比較の結果、修正部のみが強調され、合否判定が困難であった。つまり、通常の比較検査は行うことが困難であった。
【００１９】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。
上記実施例では、正常パターンに近似した修正（正常パターンのＣＤ許容精度外）を行った場合を挙げたが、（１）正常パターンと同等のグレートーン効果を奏するが異なる形状及び／又は配列の修正パターンを形成した場合、（２）修正によるガラスダメージによりガラス基板の透過率が低下した場合、（３）正常パターンやあらゆる修正パターンの判定を行う場合、について、ユーザでの露光条件において、グレートーン部のパターンが欠陥かどうかが判定可能となる。
なお、上記（２）の「ガラスダメージによるガラス基板の透過率低下」においては、透過光観察を行うことで、上述した第２の問題を踏まえた欠陥修正の判定が可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、正常パターンやあらゆる修正パターンの判定を行う場合について、グレートーン部がユーザの露光・転写プロセスにおいて問題となるか否かの判定（検査）を容易に行うことができるグレートーンマスクの判定（検査、保証）方法を提供できる。
また、上記判定方法を利用したグレートーンマスクの欠陥修正方法の提供でき、これによって、修正パターンを含むグレートーン部がユーザの露光・転写プロセスにおいて問題となることのないグレートーンマスクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかるグレートーン部における白欠陥修正・判定方法を説明するための部分平面図である。
【図２】レーザ修正装置の概略構成を説明するための模式図である。
【図３】グレートーンマスクを説明するための図であり、（１）は部分平面図、（２）は部分断面図である。
【図４】比較例にかかるグレートーン部における白欠陥修正・判定方法を説明するための部分平面図である。
【符号の説明】
１遮光部
２透過部
３グレートーン部
３ａ遮光パターン
３ｂ微細透過部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gray-tone mask having a gray-tone portion which is a region in which the transmission amount is adjusted, and which aims at selectively changing the thickness of the photoresist by reducing the transmission amount of light transmitted through this region. The present invention relates to a defect determination (inspection) method, a defect correction method, and the like of a gray tone portion.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the field of large-size LCD masks, attempts have been made to reduce the number of masks using a gray-tone mask (Non-Patent Document 1).
Here, as shown in FIG. 3A, the gray-tone mask has a light-shielding portion 1, a transmission portion 2, and a gray-tone portion 3 on a transparent substrate. The gray-tone portion 3 is, for example, an area where a light-shielding pattern 3a having a resolution equal to or less than the resolution limit of a large-sized LCD exposure device using a gray-tone mask is formed. It is formed for the purpose of selectively changing the film thickness of the photoresist by reducing the irradiation amount of the photoresist. Reference numeral 3b denotes a fine transmission portion of the gray tone portion 3 which is lower than the resolution limit of the exposure machine. Both the light-shielding portion 1 and the light-shielding pattern 3a are usually formed from films of the same thickness made of the same material such as chromium or a chromium compound. Both the transmission part 2 and the fine transmission part 3b are parts of the transparent substrate on which no light-shielding film or the like is formed on the transparent substrate.
The resolution limit of a large LCD exposure machine using a gray tone mask is about 2.5 μm for a stepper type exposure machine and about 3 μm for a mirror projection type exposure machine. For this reason, for example, in FIG. 3A, the space width of the fine transmission portion 3b in the gray tone portion 3 is less than 2.5 μm, and the line width of the light-shielding pattern 3a that is equal to or less than the resolution limit of the exposure machine is less than 2.5 μm. . When the exposure is performed by the above-described large-sized LCD exposure device, the exposure light passing through the gray tone portion 3 has a shortage of exposure amount as a whole, so that the positive photoresist exposed through the gray tone portion 3 has a small film thickness. Just remain on the substrate. In other words, the resist has a difference in solubility in the developing solution between the portion corresponding to the normal light shielding portion 1 and the portion corresponding to the gray tone portion 3 due to the difference in the exposure amount. ), A portion 1 ′ corresponding to the normal light shielding portion 1 is, for example, about 1 μm, a portion 3 ′ corresponding to the gray tone portion 3 is, for example, about 0.4 to 0.5 μm, and a portion corresponding to the transmission portion 2. Is a portion 2 'without a resist. Then, the substrate to be processed is subjected to the first etching in the portion 2 ′ without the resist, the resist in the thin portion 3 ′ corresponding to the gray tone portion 3 is removed by ashing or the like, and the second etching is performed in this portion. (1) The process for two conventional masks is performed with one mask to reduce the number of masks.
[0003]
By the way, the gray-tone portion in the above-described gray-tone mask has a light-shielding pattern 3a because the processing of a fine pattern is not easy and dust generated during a manufacturing process greatly affects the gray-tone portion. CD errors such as thinning and fattening, pattern defects consisting of extra patterns (projections (convex), shorts (bridges), spots, etc.) and missing patterns (chips (concave), disconnections, etc.) (hereinafter, pattern thickening and excess) A pattern defect or the like is referred to as a black defect, and a thinned or missing pattern is referred to as a white defect).
[0004]
Therefore, the defect generated in the gray tone portion is subjected to pattern correction. However, various problems occur due to the fine pattern of the gray tone portion.
First, for example, when a gray-tone pattern of 2 μm or more is corrected by a correction device having a minimum slit size of 2 μm, the pattern of the gray-tone portion is fine (the line width is small) and the correction accuracy by the correction device is reduced. Due to the limitation, the alignment accuracy corresponding to the deviation between the portion where the correction pattern is to be formed and the portion where the correction pattern is to be formed, and the fact that the portion where the correction pattern is to be formed and the correction pattern are actually There is a limit to the correction accuracy corresponding to the difference from the part to be formed. For this reason, it is technically very difficult to correct the defect in the same shape as the normal pattern (within the allowable tolerance of the CD of the normal pattern) depending on the defect to be generated. Therefore, the correction is performed so as to be as close as possible to the normal pattern, that is, a correction close to the normal pattern (outside the allowable CD accuracy of the normal pattern).
Second, since it is technically impossible to correct a gray-tone pattern of, for example, 1 μm with a correction device having a minimum slit size of 2 μm, the gray-scale pattern is not restored to a shape similar to the normal pattern, and is equivalent to the normal pattern. The present invention relates to a technique (special correction method) for correcting a gray-tone portion by forming a correction pattern (a correction pattern having a shape different from a normal pattern and / or a different arrangement) so as to obtain a gray tone effect of The applicant has previously filed an application (Patent Document 1).
[0005]
[Non-Patent Document 1] Monthly FPD Intelligence, p. 31-35, May 1999 [Patent Document 1] JP-A-2002-107913
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described prior art has the following problems.
First, when the pattern is corrected so as to have the same shape as the normal pattern (within the CD allowable accuracy of the normal pattern), a comparative test for comparing and inspecting normal patterns can be performed. In the case where the correction is performed using the pattern (outside the CD allowable accuracy of the normal pattern) or the pattern is corrected using a pattern having a different shape from the normal pattern, a normal comparative inspection cannot be performed, and thus the inspection is not easy.
Second, when a black defect is removed by a laser repair device, the glass substrate is easily damaged. Therefore, even when the corrected light-shielding pattern 3a satisfies the set specifications (pattern line width / shape), If the fine transmission part (glass part) 3b is damaged, the transmittance of the fine transmission part (glass part) 3b decreases, which may cause a problem in the exposure / transfer process of the user. Specifically, when the glass is damaged, the light-shielding pattern 3a having a line width smaller than the set specifications (pattern line width / shape) is used to compensate for a decrease in transmittance of the fine transmission portion (glass portion) 3b. Need to be done. In such a case, there is a problem that inspection of only the pattern shape is insufficient.
Third, a normal pattern (of course, CD tolerance) that satisfies the specifications (pattern line width / shape) set to satisfy the user's requirement (to allow a predetermined resist film thickness to be left when exposed by the user) Even if the correction pattern is within the CD allowable accuracy of the normal pattern and the normal pattern, the exposure condition when the user actually obtains the transfer pattern on the resist of the transfer target substrate using the gray-tone mask is the exposure condition used for the transfer. Since it may vary depending on the setting conditions of the optical conditions of the apparatus, it may be a problem in the exposure / transfer process of the user. Specifically, when the exposure condition of the gray-tone mask used by the user is not a normal condition (for example, a condition that the gray-tone pattern is not intentionally resolved or an irradiation condition with excess or deficiency is applied. Case). From the above, (1) Even if it is a normal pattern or a correction pattern (both within the CD allowable accuracy) that satisfies the set specifications (pattern line width / shape), there is a problem in the exposure / transfer process of the user. (2) Even if the corrected pattern is close to the normal pattern (outside the CD tolerance of the normal pattern), it is sufficient that the problem does not occur in the exposure / transfer process of the user (after the exposure by the user). (It is sufficient that the result of the pass / fail judgment of the resist pattern is acceptable), and (3) It is necessary and important to judge (inspection) whether or not there is a problem in the exposure / transfer process of the user. .
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and a gray-tone mask capable of easily determining (inspection) whether or not a gray-tone portion causes a problem in an exposure / transfer process of a user. The first object of the present invention is to provide a method of judging (inspection).
It is a second object of the present invention to provide a method for correcting a defect in a gray-tone mask using the above-described determination method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration.
(Structure 1) A gray-tone portion, which is a region in which the amount of transmission is adjusted and which aims to selectively change the thickness of the photoresist by reducing the amount of transmission of light passing through this region; A defect correction (judgment) method for a gray-tone mask having a transmission part,
Correcting a defect generated in the gray tone portion,
A step of performing a blurring process on the image of the gray tone portion after the correction to create a transfer image,
Evaluating the corrected gray tone portion based on the transferred image;
A method for correcting (determining) defects in a gray-tone mask.
(Configuration 2) a step of correcting the corrected graytone portion again based on the evaluation result;
2. The method for correcting a defect of a gray-tone mask according to Configuration 1, comprising:
(Structure 3) The gray-tone mask defect correction according to Structure 1 or 2, wherein the gray-tone portion is a region where a light-shielding pattern equal to or less than the resolution limit of an exposure device using a gray-tone mask is formed. Method.
(Structure 4) The method for correcting a defect of a gray-tone mask according to any one of structures 1 to 3, wherein the step of repairing the defect and the step of creating a transfer image are performed by the same apparatus.
(Structure 5) The corrected gray tone portion includes a pattern having a shape similar to a normal pattern or a corrected pattern having a gray tone effect equivalent to that of a normal pattern but having a different shape and / or arrangement. 5. The method for correcting a defect of a gray-tone mask according to any one of Configurations 1 to 4.
(Structure 6) The method for correcting a defect of a gray-tone mask according to any one of Structures 1 to 5, wherein the blurring process includes defocusing an image including the corrected gray-tone portion.
(Structure 7) The defect correction method for a gray-tone mask according to any one of structures 1 to 6, wherein the gray-tone mask is a mask for manufacturing an LCD or a mask for manufacturing a display device.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the defect correction / determination method of the present invention, an image including a gray-tone portion (for example, an image including a pattern of a gray-tone portion after correction) is subjected to a blurring process to determine a transfer state in a user exposure / transfer process. A transfer image is created, and the gray tone portion after the correction is evaluated based on the transfer image (Configuration 1).
As described above, the following effects are obtained by the configuration in which the correction unit is evaluated based on the transfer image that can determine the transfer state in the exposure / transfer process of the user.
(1) When the first problem described above is corrected with a normal pattern and a pattern with an approximate shape (outside the CD allowable accuracy of the normal pattern) (Configuration 5), or with a pattern having a different shape from the normal pattern ( Even in the configuration 5) (that is, in the case where the normal comparison inspection cannot be performed), it is possible to easily determine the transfer image corresponding to the exposure condition by the user.
(2) Regarding the second problem described above, even if the transmittance of the glass substrate is reduced due to the glass damage due to the correction, it is possible to determine whether the problem is caused by the exposure condition by the user.
(3) With respect to the third problem described above, it is possible to determine whether or not the pattern of the gray tone portion is defective under the exposure condition by the user.
[0010]
According to the present invention, an image including a gray-tone portion (for example, an image including a corrected gray-tone portion pattern) is subjected to a blurring process to create a transfer image that can determine a transfer state in an exposure / transfer process of a user. The corrected gray-tone portion is evaluated based on the transferred image, and the corrected pattern can be corrected again based on the evaluation result so that the corrected pattern falls within the allowable range for the user (Configuration 2). Further, it is also possible to accumulate such evaluation results in advance, and to perform defect correction of the gray tone portion based on the accumulated data (application of the configuration 2).
[0011]
In the present invention, a transfer image obtained by the blurring process can be obtained by, for example, performing a defocusing process on an image including a corrected graytone portion (Configuration 6). More specifically, for example, after obtaining an image including a corrected gray-tone portion with a microscope, the image can be obtained by defocus processing (defocus processing) of the microscope (shifting the focus of the microscope (blurring)). it can.
[0012]
Next, the setting of the blurring condition in the present invention will be described. The condition setting of the blurring process is set to a condition capable of creating a transfer image capable of determining a transfer state in the exposure / transfer process of the user. For example, the user considers exposure conditions (for example, conditions under which a gray-tone pattern is not intentionally resolved, irradiation conditions with excess or deficiency, etc.), and performs blurring processing corresponding to the conditions.
Here, since the gray tone portion has a repeated pattern, there is CD variation in the repeated pattern. In consideration of these CD variation ranges, the user performs exposure under the condition that neither the upper limit (for example, a thick pattern) nor the lower limit (for example, a thin pattern) has an effect. Therefore, the corrected pattern needs to have a graytone effect that falls between the upper limit and the lower limit (the allowable variation range). As an example, the blur processing condition is set in correspondence with the upper limit to the lower limit (the allowable variation range). The blur processing condition is for determining whether or not a gray tone effect within the CD tolerance is to be achieved.
More specifically, for example, a condition for defocusing the microscope until all the normal patterns (within the CD tolerance) in the gray tone portion are no longer resolved is set as the blur processing condition. It was confirmed by simulation that the blurring processing conditions were almost the same as the actual light transfer state in the exposure / transfer process by the user. For example, when the microscope is defocused until the upper limit (for example, a thick pattern) of the uncorrected normal pattern is no longer resolved, the gray tone portion composed of the normal pattern has substantially uniform brightness (substantially uniform gray color). Looks like. In contrast to the gray tone portion composed of a normal pattern that looks almost uniform in brightness (substantially uniform gray color), it is darker than a certain level (dark gray color above a certain level) or brighter than a certain level (light gray color above a certain level). For a gray-tone portion including a correction pattern having a portion, a portion of darkness (darkness) darker than a certain level (gray color of a certain level darker) or a brightness of a portion darker than a certain level (light gray color of a certain level or more) The correction unit is evaluated by comprehensively determining (thinness), area, position, and the like.
As another example, when the exposure condition of the gray-tone mask used by the user is not a normal condition (for example, a condition in which the gray-tone pattern is not intentionally resolved or an irradiation condition with excess or deficiency is applied. Just focus (focused state) so that the range or the upper limit or lower limit of the state or the state that is problematic in the user's exposure / transfer process can be revealed from just focus (focused state). Is set as a blurring processing condition. It was confirmed by simulation that the blurring processing conditions were almost the same as the actual light transfer state in the exposure / transfer process by the user.
[0013]
The defect correction / judgment method of the present invention is particularly suitable when the gray-tone portion is a region where a light-shielding pattern equal to or less than the resolution limit of an exposure machine using a gray-tone mask is formed (Configuration 3). This is because the effect of the increase in the line width becomes apparent by the blurring process, so that it is possible to determine with high accuracy whether or not the pattern of the gray-tone portion is defective under the exposure conditions of the user.
The defect correction / judgment method of the present invention is also applicable to a case where the gray tone portion is a region where a semi-transparent film is formed.
[0014]
In the present invention, the step of correcting the defect and the step of creating a transfer image are preferably performed by the same apparatus (Configuration 4). This is because the correction location can be evaluated immediately after correction on the same correction device after correction on the correction device, and the efficiency is extremely high.
[0015]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly useful as a defect correction / determination method for a gray-tone mask for manufacturing LCDs or a gray-tone mask for manufacturing display devices. This is because there is an urgent need to solve the various problems described above with the recent increase in definition of display devices.
[0016]
【Example】
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of the laser repair device (laser CVD repair device) used in the embodiment.
In these drawings, a laser beam 11 is expanded by a beam expander 12, converted into parallel rays by a plano-convex lens 13, shaped by a rectangular slit (variable rectangular aperture) 14 that can be changed into a rectangle, and formed into an imaging lens (objective lens). ) 15 to form an image on the photomask 20 to form a rectangular laser correction area which is an image of a rectangular aperture. In FIG. 2, the pilot light 16 is used to confirm a rectangular laser correction area, which is an image of the variable rectangular aperture 14 on the photomask 20, by the microscope 17 before laser irradiation, and to detect a laser correction area by the microscope 17 at a defect position. The illumination (halogen lamp or the like) 18 is located on the opposite side of the image forming lens (objective lens) 15 with the photomask 20 interposed therebetween, and transmitted by the microscope 17 through the photomask 20. This is an illumination system that enables observation. Note that the position of the defect position and the laser correction area are roughly adjusted by the XY coarse movement stage on which the mask is placed, and then accurately adjusted by the XY fine movement stage.
In this apparatus, a laser removing function (laser repair function) that can remove a film by laser irradiation (correction of a black defect) and a laser component that can form a film by laser irradiation (correction of a white defect). It has a film function (laser light CVD function).
In the present invention, the imaging lens (objective lens) 15 is moved to perform a blurring process (defocusing process).
[0017]
FIG. 1 is a partial plan view for explaining a method for correcting and determining a white defect in a gray tone portion according to an embodiment of the present invention.
When a large pattern loss occurs in the light-shielding pattern 3a in the gray tone portion 3 as shown in FIG. 1 (2) with respect to the normal pattern in the gray tone portion 3 shown in FIG. 1 (1), the laser shown in FIG. Using a correction device or the like, a correction film 4 was formed in a slit having substantially the same size as the normal pattern, and a correction approximating the normal pattern (outside the CD allowable accuracy of the normal pattern) was performed (FIG. 1 (3)). At this time, the removal of the portion having the large line width by the laser repair device was not performed because it affected the adjacent fine transmission portion 3b (glass portion pattern) and the light shielding pattern 3a.
FIG. 1D shows a state in which a certain blurring process (defocusing process) has been performed on the corrected pattern. Specifically, the imaging lens (objective lens) 15 in the laser correction device shown in FIG. 2 was moved to perform a blurring process (defocusing process). FIG. 1 (4 ′) shows a state in which the same blur processing (defocus processing) is performed on the normal pattern (or a state of the normal pattern in the same visual field). At this time, the gray tone portion composed of the normal pattern looks almost uniform in brightness (substantially uniform gray color). In contrast to the gray-tone portion composed of a normal pattern that appears to have substantially uniform brightness (substantially uniform gray color), the gray-tone portion including a correction pattern having a portion that is darker than a certain level (gray color that is darker than a certain level) The correction unit is evaluated by comprehensively judging the darkness (darkness), area, position, and the like of a dark portion (gray color that is darker than a certain level).
In the present embodiment, it was possible to determine with high accuracy whether or not the pattern of the gray tone portion was defective under the influence of the thickening of the line width that became apparent in the blurring process, that is, under the exposure conditions of the user.
In the present embodiment, it is possible to evaluate a correction portion immediately after correction on the same correction device after correction on the correction device.
[0018]
FIG. 4 is a partial plan view for explaining a method for correcting and determining a white defect in a gray tone portion according to a comparative example of the present invention.
When a huge pattern drop occurs in the light-shielding pattern 3a in the gray tone portion 3 as shown in FIG. 4 (2) with respect to the normal pattern in the gray tone portion 3 shown in FIG. 4 (1), the laser shown in FIG. The correction film 4 was formed with a slit having a size substantially the same as the normal pattern by a correction device or the like, and a correction similar to the normal pattern (outside the CD allowable accuracy of the normal pattern) was performed (FIG. 4 (3)). At this time, the removal of the portion having the large line width by the laser repair device was not performed because it affected the adjacent fine transmission portion 3b (glass portion pattern) and the light shielding pattern 3a.
FIG. 4 (4) is a schematic diagram showing a state in which the corrected pattern is compared with a normal pattern, which is usually performed (the difference between the test pattern and the normal pattern is compared). As a result of the synthesis comparison with the normal pattern, only the correction portion was emphasized, and it was difficult to make a pass / fail judgment. That is, it was difficult to perform a normal comparative inspection.
[0019]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment.
In the above-described embodiment, the case where a correction similar to the normal pattern (out of the CD allowable accuracy of the normal pattern) is performed is given. (1) A gray tone effect equivalent to that of the normal pattern is obtained, but a different shape and / or arrangement is used. In the case where the correction pattern is formed, (2) when the transmittance of the glass substrate is reduced due to glass damage due to the correction, and (3) when a normal pattern or any correction pattern is determined, the gray level is determined under the exposure conditions by the user. It is possible to determine whether the pattern of the tone portion is defective.
In the above (2) “decrease in transmittance of glass substrate due to glass damage”, it is possible to determine defect correction based on the second problem by performing transmitted light observation.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the case where a normal pattern or any correction pattern is determined, it is easy to determine (inspection) whether or not the gray tone portion causes a problem in the exposure / transfer process of the user. And a method of determining (inspection, guaranteeing) a gray-tone mask that can be performed.
Further, it is possible to provide a method of correcting a defect of a gray-tone mask using the above-described determination method, whereby a gray-tone mask in which a gray-tone portion including a correction pattern does not cause a problem in an exposure / transfer process of a user can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial plan view for explaining a method for correcting and determining a white defect in a gray tone portion according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of a laser correction device.
3A and 3B are diagrams for explaining a gray-tone mask, wherein FIG. 3A is a partial plan view and FIG. 3B is a partial cross-sectional view.
FIG. 4 is a partial plan view for explaining a method for correcting and determining a white defect in a gray tone portion according to a comparative example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-shielding part 2 Transmission part 3 Gray-tone part 3a Light-shielding pattern 3b Fine transmission part

Claims

A gray-tone portion, a light-shielding portion, and a transmission portion, which are regions where the transmission amount is adjusted, and whose purpose is to reduce the transmission amount of light transmitted through this region and selectively change the thickness of the photoresist. A defect correction method for a gray tone mask having
Correcting a defect generated in the gray tone portion,
A step of performing a blurring process on the image of the gray tone portion after the correction to create a transfer image,
Evaluating the corrected gray tone portion based on the transferred image;
A method for correcting a defect of a gray-tone mask, comprising:

Re-correcting the gray tone portion after the correction based on the evaluation result,
The method of claim 1, further comprising the step of:

3. The method according to claim 1, wherein the gray-tone portion is a region where a light-shielding pattern equal to or less than a resolution limit of an exposure device using the gray-tone mask is formed.

4. The method according to claim 1, wherein the step of repairing the defect and the step of creating a transfer image are performed by the same apparatus.

The corrected gray-tone portion includes a pattern having a shape similar to a normal pattern or a corrected pattern having a gray-tone effect equivalent to that of a normal pattern but having a different shape and / or arrangement. 4. The method for correcting a defect of a gray-tone mask according to any one of 4).

6. The method according to claim 1, wherein the blurring process includes defocusing an image including the corrected graytone portion.

7. The method of claim 1, wherein the gray-tone mask is an LCD manufacturing mask or a display device manufacturing mask.