JP2008216590A - Defect detection method and defect detection device for gray tone mask, defect detection method for photomask, method for manufacturing gray tone mask, and pattern transfer method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置(Liquid Crystal Display:以下、LCDと呼ぶ)製造等に用いられるグレートーンマスクや微細パターンを含むフォトマスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置等に関する。更に、マスクに形成されたパターンの転写方法に関する。 The present invention relates to a defect inspection method and a defect inspection apparatus for a photomask including a gray-tone mask and a fine pattern used for manufacturing a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD). Further, the present invention relates to a method for transferring a pattern formed on a mask.
現在、LCDの分野において、薄膜トランジスタ液晶表示装置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display:以下、TFT−LCDと呼ぶ)は、CRT(陰極線管)に比較して、薄型にしやすく消費電力が低いという利点から、現在商品化が急速に進んでいる。TFT−LCDは、マトリックス状に配列された各画素にTFTが配列された構造のTFT基板と、各画素に対応して、レッド、グリーン、及びブルーの画素パターンが配列されたカラーフィルターが液晶相の介在の下に重ね合わされた概略構造を有する。TFT−LCDでは、製造工程数が多く、TFT基板だけでも5〜6枚のフォトマスクを用いて製造されていた。このような状況の下、TFT基板の製造を4枚のフォトマスクを用いて行う方法が提案された(例えば下記非特許文献1)。
At present, in the field of LCD, a thin film transistor liquid crystal display (hereinafter referred to as TFT-LCD) is advantageous in that it is thinner and has lower power consumption than a CRT (cathode ray tube). Commercialization is progressing rapidly. A TFT-LCD includes a TFT substrate having a structure in which TFTs are arranged in pixels arranged in a matrix, and a color filter in which red, green, and blue pixel patterns are arranged corresponding to each pixel. It has a schematic structure superimposed under the intervention of. In TFT-LCD, the number of manufacturing processes is large, and the TFT substrate alone is manufactured using 5 to 6 photomasks. Under such circumstances, a method of manufacturing a TFT substrate using four photomasks has been proposed (for example, Non-Patent
この方法は、遮光部と透光部と半透光部(半透光部)を有するフォトマスク(以下、グレートーンマスクという)を用いることにより、使用するマスク枚数を低減するというものである。ここで、半透光部とは、マスクを使用してパターンを被転写体に転写する際、透過する露光光の透過量を所定量低減させ、被転写体上のフォトレジスト膜の現像後の残膜量を制御する部分をいい、そのような半透光部を、遮光部、透光部とともに備えているフォトマスクをグレートーンマスクという。 In this method, the number of masks to be used is reduced by using a photomask (hereinafter referred to as a gray tone mask) having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion (semi-transmissive portion). Here, the semi-transparent portion means that when a pattern is transferred to a transfer object using a mask, the amount of exposure light transmitted therethrough is reduced by a predetermined amount, and the photoresist film on the transfer object after development is developed. A part that controls the amount of remaining film is referred to as a gray-tone mask.
ここで用いられるグレートーンマスクとしては、半透光部が微細パターンで形成されている構造のものが知られている。例えば図4(1)に示されるように、ソース/ドレインに対応する遮光部1と、透光部2と、チャネル部に対応する半透光部3とを有し、半透光部3は、グレートーンマスクを使用するLCD用露光機の露光条件下で、解像限界以下の微細パターンからなる遮光パターン3aを形成した領域である。3bは半透光部3における露光機の露光条件下で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形成することができる。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LCD用露光機の解像限界は、多くの場合、ステッパ方式の露光機で約3μm、ミラープロジェクション方式の露光機で約4μm程度である。このため、例えば、図4(1)で半透光部3における微細透過部3bのスペース幅を3μm未満、遮光パターン3aのライン幅を3μm未満とすることで露光機の解像限界以下のパターンとすることができる。または、露光機の解像条件を調整することにより、上記微細パターンが実質的に解像しない条件とすることができる。
As a gray-tone mask used here, one having a structure in which a semi-translucent portion is formed in a fine pattern is known. For example, as shown in FIG. 4A, the light-
上述の微細パターンタイプの半透光部は、半透光部分の設計、具体的には遮光部と透光部の中間的なハーフトーン効果を持たせるための微細パターンをライン・アンド・スペースタイプにするのかドット(網点)タイプにするのか、或いはその他のパターンにするのかの選択があり、さらにライン・アンド・スペースタイプの場合、線幅をどのくらいにするのか、光が透過する部分と遮光される部分の比率をどうするか、全体の透過率をどの程度に設計するかなどを考慮し設計することができる。 The above-mentioned fine pattern type semi-transparent part is a line-and-space type of fine pattern to design the semi-transparent part, specifically, to give a halftone effect intermediate between the light-shielding part and the translucent part. There is a choice of whether to use a dot (halftone dot) type or another pattern, and in the case of the line and space type, how much the line width is to be set, and the part through which light is transmitted is shielded It is possible to design in consideration of what the ratio of the part is to be handled and how much the overall transmittance is designed.
上記大型LCD用露光機で露光した場合、半透光部3を通過した露光光は全体として露光量が透光部より少なくなるため、透光部2を通過した露光光によって被転写体のポジ型フォトレジストが、現像後に消失する条件であるとき、この半透光部3を介して露光した被転写体上のポジ型フォトレジストについては現像後に膜厚が薄くなるだけで基板上に残すことができる。このとき、レジストは露光量の違いによって通常の遮光部1に対応する部分と半透光部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4(2)に示すように、通常の遮光部1に対応する部分41が例えば約1.3μm、半透光部3に対応する部分43が例えば約0.3μm、透光部2に対応する部分はレジストのない部分42といったように選択的に膜厚を変化させることができる。そして、レジストのない部分42で被加工基板の第1のエッチングを行い、半透光部3に対応する薄い部分43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ことができる。
When the exposure is performed with the above-mentioned large LCD exposure machine, the exposure light that has passed through the
上記のようなグレートーンマスクにおける微細パターンからなる半透光部の検査方法としては、特許文献1に開示された検査方法が知られている。すなわち、特許文献1には、遮光部と、透過部と、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半透光部とを有するグレートーンマスクであって、前記半透光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からなるグレートーンマスクにおける半透光部の欠陥検査方法であって、前記半透光部を走査して透過率信号を得る工程と、前記透過率信号に、前記グレートーンマスクの使用時における半透光部の透過率特性に近似させる修正処理を施す工程と、前記修正処理後の透過率信号が、予め設けられた半透光部における透過率欠陥の閾値を超えた場合に半透光部において欠陥が発生したと判断する工程と、を含むグレートーンマスクの欠陥検査方法が記載されている。
As an inspection method of a semi-translucent portion composed of a fine pattern in the gray tone mask as described above, an inspection method disclosed in
上記特許文献1に開示された先行技術においては、グレートーンマスクの半透光部の検査には、従来の遮光部と透明部のみからなるマスクに対して行われていた比較検査では不十分である点に鑑みて、予め透過率の閾値を設け、欠陥を検出する方法を提案している。すなわち、マスク内のパターンを走査し、得られる透過率信号について、予め定めた透過率欠陥の閾値を用いて欠陥を検出する。また、微細パターンからなる半透光部の検査の際、該部分を走査して透過率信号を得ると、この透過率信号には周期的な変動が生じる場合があるので、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施す。その上で、欠陥検査を行うことにより、擬似欠陥を検出することが避けられる。この場合のぼかし処理としては、従来画像処理によって用いられているぼかし機能を用いることができるとしている。
しかしながら、本発明者らは、上記の検査方法によっても排除しきれない擬似欠陥(欠陥でないが擬似的に欠陥と判定されるもの)が生じ、または、欠陥を充分な精度で検出することができないなど、マスクの検査精度に不都合が生じることを見出した。
In the prior art disclosed in the above-mentioned
However, the present inventors have generated pseudo defects (those that are not defects but are determined to be pseudo defects) that cannot be eliminated by the above-described inspection method, or cannot detect defects with sufficient accuracy. It has been found that inconvenience occurs in the mask inspection accuracy.
例えば、図5は、遮光部と透光部のラインアンドスペースによる微細パターンから構成される半透光部3を含むマスクパターンを示す。中央の遮光部(遮光パターン3a)と、その両側の透光部(微細透過部3b)の線幅は、いずれも1μmである。これを、上記先行技術の方法により、パターンを走査し、透過率信号を得る。つまり、光源及び照明光学系、対物レンズを備えた光学系及び撮像手段(ラインCCD或いは、TDI (Time Delay Integration)を採用したCCDなど適宜選択できる)を、マスクに対してマスク主平面と平行に走査する(又は、上記光学系及び撮像手段に対して、マスクを移動させて走査する)ことによって、透過率信号が得られる。撮像手段(ここではラインCCD)のピクセルサイズはここでは1μmであるので、走査時に撮像手段の各ピクセル(ここではピクセルA〜Fを示す)と、パターンの相対関係は、図5の1〜10(図中では丸付き数字で表記している)に示すように様々な場合がある。
For example, FIG. 5 shows a mask pattern including a
「1」の位置関係の場合、CCDによる撮像画像としては、理論的には図6の61のような櫛型の画像が考えられる。これは、図5の「1」の位置関係の場合、ピクセルC、D、Eがそれぞれ、透光部、遮光部、透光部の位置に合致し、この場合のCCDの出力としては、Cの透光部が100%(ここでは、透光部の透過率を100%とする)、Dではゼロ、Eでは100%となるため、理論的には、図6中に破線で示す透過率分布曲線61となる。但し、光の干渉により、透過率分布は若干ブロードになるため、実際には図6における実線で示す透過率分布曲線62の状態のものが取得される。
In the case of a positional relationship of “1”, a comb-
次に、CCDのピクセルと微細パターンが図5の「5」のような位置関係にある場合は、図6における一点鎖線で示す透過率分布曲線63の状態のものが取得される。このとき、ピクセルBには、40%程度、Cには60%程度、Dには40%程度、Eは60%程度の透過率信号が得られる。
Next, when the CCD pixel and the fine pattern are in a positional relationship such as “5” in FIG. 5, the one in the state of the
そして、特許文献1の方法に従い、図6の透過率分布曲線62と63にそれぞれ、画像処理技術にて用いられるぼかし処理を施し、次いでぼかし処理後の透過率と予め設定した閾値とを比較する。しかしながら、ここでは、全く同じパターンから得られる透過率分布の曲線が、62(「1」の位置関係の場合)と63(「5」の位置関係の場合)とでは異なったものとなっている。従って、それらに同一のぼかし処理して得られた透過率分布も、図7中の曲線71(曲線62にぼかし処理)と72(曲線63にぼかし処理)のように異なったものとなる。従って、半透光部の閾値の設け方によっては、上記「1」の位置関係の場合と「5」の位置関係の場合とでは、欠陥判定の結論が異なってしまう場合が生じる。この欠陥判定は、半透光部の透過率許容範囲に依存するが、例えば50±10%とした場合、例えば「5」の位置関係の場合に得られたぼかし処理後の透過率分布曲線72に基づいて該マスクが良品と判定されても、「1」の位置関係の場合には、ぼかし処理後の透過率分布曲線71が透過率許容範囲を超える部分が生じ、該マスクが不良と判断される場合が生じる。ここで、仮に、「1」の位置関係の場合でも不良と判断されない程度に、閾値を設定する(つまり透過率許容範囲の幅ΔTを大きくする)ことは可能であるが、このようにすれば、検査精度が低下するという問題が生じる。
Then, according to the method of
なお、上記特許文献1の手法を更に発展させれば、マスク使用時の露光機の解像条件を反映して、解像できない微細パターン部の透過率を正確に把握するためには、より微細な透過率信号を取得し、これを、露光条件に近いぼかし状態で平坦化すればよいと考えられる。例えば、図8(a),(b)に図示するように、パターンの寸法に対し、相対的によりピクセルの小さい撮像手段を用いればよいといえる。図8(a)は、1/2ピクセルサイズの場合、(b)は、1/5ピクセルサイズの場合を示している。しかしながら、より小さなピクセルを備えた撮像手段は、通常液晶装置製造用の欠陥検査装置として用いられる仕様を超えるものとなり、装置のコストが増大する上、検査時間が非常に長くなる。当然、取得される透過率信号のデータ量も膨大となるため、データ処理が困難になる。そもそも、微細パターンを用いた半透光部は、その部分の露光光透過率が所望の仕様を充足することが肝要なのであって、微細パターンの形状を逐一検査する意義は薄いのにもかかわらず、上記のように微細なピクセルサイズの装置を用意することは、コストの点からも、検査時間の点からも効率的ではない。
If the method of
上述のように、微細パターンによって半透光部を形成するグレートーンマスクにおいて、該微細パターンの寸法と、それを検査する検査機の撮像ピクセルサイズが接近してくると、検査時のそれらの相互位置関係によって透過率分布の出力が変動し、欠陥有無の判断も一貫しない。これは、半透光部を撮像する際に撮像素子のピクセルサイズに起因して、失われる画像情報が、欠陥判定に影響するためである。近年、半透光部(例えば薄膜トランジスタにおけるチャネル部)の寸法もより一層小さくなる傾向があり、また、マスクユーザの所望する半透光部の転写性の希望も多様化しており、これに応じて、半透光部の微細パターン寸法も小さいものが必要となり、ピクセルサイズ寸法との拮抗が無視できない状況が生じる。
特に、液晶表示装置製造用のグレートーンマスクは大型であり、一辺が30cm以上、場合によっては100cm以上のサイズとなるため、検査効率が極めて重要である上、単価が高いために欠陥判定には重い信頼性が要求される。
As described above, in a gray-tone mask in which a semi-transparent portion is formed by a fine pattern, when the dimension of the fine pattern and the image pickup pixel size of the inspection machine inspecting it approach each other, The output of the transmittance distribution varies depending on the positional relationship, and the determination of the presence or absence of defects is not consistent. This is because image information lost due to the pixel size of the image sensor when imaging the semi-transparent portion affects the defect determination. In recent years, the size of the semi-transmission part (for example, the channel part in the thin film transistor) tends to be further reduced, and the desire of the translucency of the semi-transmission part desired by the mask user is diversified. In addition, a fine pattern size of the semi-translucent portion is required to be small, and a situation in which antagonism with the pixel size size cannot be ignored arises.
In particular, the gray-tone mask for manufacturing liquid crystal display devices is large and has a side of 30 cm or more, and in some
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、半透光部がグレートーンマスク使用時に露光する露光条件下での解像限界以下の微細パターンを形成した領域を有するグレートーンマスクにおける半透光部の欠陥有無を正確に判定でき、欠陥検査の信頼性を向上させたグレートーンマスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置等を提供することを第1の目的とする。また、本発明は、このような欠陥検査方法を適用した欠陥検査工程を有するグレートーンマスクの製造方法を提供することを第2の目的とする。さらには、上記欠陥検査工程を実施して得られるグレートーンマスクに形成されたパターンの転写方法を提供することを第3の目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and a gray tone having a region in which a semi-transparent portion is formed with a fine pattern below the resolution limit under exposure conditions exposed when using a gray tone mask. It is a first object of the present invention to provide a gray-tone mask defect inspection method, a defect inspection apparatus, and the like that can accurately determine the presence or absence of a defect in a semi-transparent portion of a mask and improve the reliability of defect inspection. The second object of the present invention is to provide a method of manufacturing a gray-tone mask having a defect inspection process to which such a defect inspection method is applied. It is a third object of the present invention to provide a method for transferring a pattern formed on a gray tone mask obtained by performing the defect inspection process.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
(構成1)遮光部と、透光部と、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被転写体上の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半透光部とを有するグレートーンマスクであって、前記半透光部がグレートーンマスク使用時に露光する露光条件下での解像限界以下の微細遮光パターンを形成した領域を有するグレートーンマスクの欠陥検査方法であって、前記半透光部を走査して透過率信号を得る工程と、前記透過率信号を、予め設けられた半透光部における透過率許容値と比較し、前記半透光部の欠陥有無を判定する判定工程とを有し、前記透過率信号を得る工程では、前記半透光部を所定の光源によって照射し、前記半透光部を透過した透過光束による、ジャストフォーカス位置から所定量デフォーカスされた像を撮像手段により撮像し、該撮像画像から透過率信号を得ることを特徴とするグレートーンマスクの欠陥検査方法である。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(Configuration 1) A light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a region where the amount of transmission is adjusted, and the amount of light transmitted through this region is reduced to selectively change the film thickness of the photoresist on the transfer target. A gray-tone mask having a semi-transparent portion for the purpose, wherein the semi-transparent portion is formed with a fine light-shielding pattern below a resolution limit under exposure conditions exposed when using the gray-tone mask. A method for inspecting a defect of a gray-tone mask having a step of scanning the semi-transparent portion to obtain a transmittance signal, and comparing the transmittance signal with an allowable transmittance value in a semi-transparent portion provided in advance And determining the presence or absence of a defect in the semi-translucent portion, and in the step of obtaining the transmittance signal, the semi-transparent portion is irradiated with a predetermined light source and transmitted through the semi-transparent portion. Predetermined from the just focus position by transmitted light flux The defocused image captured by the imaging means, a defect inspection method of the gray-tone mask and obtaining a transmittance signal from the captured image.
(構成2)前記撮像に際し、前記半透光部のパターン形状又は寸法に応じ、又は、検査機の能力に応じて、又は、マスク使用時の露光条件に応じ、或はマスク露光後の処理工程条件に応じて、前記デフォーカス量を決定する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検査方法である。
(構成3)前記デフォーカス量の決定は、前記半透光部内の正常な前記微細遮光パターン形成領域を撮像する際に、配列する撮像手段のピクセルのうち、隣合うピクセルの光強度差が5%以下であるような条件とすることを特徴とする構成1又は2記載のグレートーンマスクの欠陥検査方法である。
(Structure 2) In the case of the said imaging, according to the pattern shape or dimension of the said semi-translucent part, or according to the capability of an inspection machine, or according to the exposure conditions at the time of mask use, or the process process after
(Configuration 3) The determination of the defocus amount is such that when the normal fine light-shielding pattern forming region in the semi-translucent part is imaged, the light intensity difference between adjacent pixels among the pixels of the imaging unit arranged is 5 The gray-tone mask defect inspection method according to
(構成4)前記撮像手段のピクセルサイズと、前記微細遮光パターン形成領域における遮光パターン又は透光パターンの線幅のとの比が、1/2〜2の範囲であることを特徴とする構成1乃至3のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥検査方法である。
(構成5)前記半透光部の透過率許容値は、グレートーンマスクにおける半透光部の微細遮光パターン形成領域を前記撮像手段で、デフォーカスせずに撮像し、該撮像画像に信号平坦化するための画像処理を行って得られる透過率信号を用いた場合の判定結果と、前記デフォーカスを行って撮像して得られる透過率信号を用いた場合の判定結果が異なるものとなる範囲に設定されていることを特徴とする構成1乃至4のいずれか一に記載のグレートーンマスクの欠陥検査方法である。
(Configuration 4) The
(Configuration 5) The transmissivity allowable value of the semi-transparent part is obtained by imaging the fine light-shielding pattern forming region of the semi-transparent part in the gray tone mask without defocusing with the imaging unit, and signal flattening the captured image. Range in which the determination result when using a transmittance signal obtained by performing image processing for conversion is different from the determination result when using a transmittance signal obtained by performing imaging with defocusing The gray-tone mask defect inspection method according to any one of
(構成6)微細パターン部を有するフォトマスクにおける微細パターン部の欠陥検査方法であって、前記微細パターン部を走査して透過率信号を得る工程と、前記透過率信号を、予め設けられた微細パターン部における許容透過率値と比較し、前記微細パターン部の欠陥有無を判定する判定工程とを有し、前記透過率信号を得る工程では、前記微細パターン部を所定の光源によって照射し、前記微細パターン部を透過した透過光束による、ジャストフォーカス位置から所定量デフォーカスされた像を撮像手段により撮像し、該撮像画像から透過率信号を得ることを特徴とするフォトマスクの欠陥検査方法である。 (Configuration 6) A defect inspection method for a fine pattern portion in a photomask having a fine pattern portion, the step of obtaining a transmittance signal by scanning the fine pattern portion, and a fine signal provided in advance A determination step of determining the presence or absence of a defect in the fine pattern portion in comparison with an allowable transmittance value in the pattern portion, and in the step of obtaining the transmittance signal, the fine pattern portion is irradiated with a predetermined light source, A defect inspection method for a photomask, wherein an image defocused by a predetermined amount from a just focus position by a transmitted light beam transmitted through a fine pattern portion is picked up by an image pickup means, and a transmittance signal is obtained from the picked-up image. .
(構成7)遮光部と、透過部と、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被転写対上の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半透光部とを有するグレートーンマスクの欠陥検査装置であって、前記マスク内に形成されたパターンを平行光源及び受光レンズによって走査し、透過光束を受光する光学系と、受光された透過光を撮像する撮像手段と、該撮像手段による撮像画像から得られる透過率信号を用い、予め設けられた半透光部における透過率許容値と比較し、前記半透光部の欠陥有無を判定する判定手段とを有し、前記光学系及び/又は前記撮像手段は、前記透過光束による像が、ジャストフォーカス位置から所定量デフォーカスされた像が撮像手段によって撮像されるように、デフォーカス手段を有していることを特徴とするグレートーンマスクの欠陥検査装置である。 (Configuration 7) A light-shielding portion, a transmission portion, and a region in which the amount of transmission is adjusted, and the amount of light transmitted through this region is reduced to selectively change the thickness of the photoresist on the transfer target pair. A gray-tone mask defect inspection apparatus having a semi-transparent portion for the purpose of scanning a pattern formed in the mask with a parallel light source and a light receiving lens and receiving a transmitted light beam; An imaging means for imaging the transmitted light, and a transmittance signal obtained from an image captured by the imaging means, and compared with a transmittance permissible value in a semi-transmission part provided in advance, and a defect in the semi-transmission part Determination means for determining presence / absence, and the optical system and / or the imaging unit is configured so that an image obtained by defocusing a predetermined amount from the just focus position is captured by the imaging unit. Def It is a defect inspection apparatus of the gray-tone mask, characterized in that a carcass means.
(構成8)前記半透光部のパターン形状又は寸法、又は、検査機の能力、又は、マスク使用時の露光条件、又はマスク露光後の処理工程条件に関するデフォーカス量の決定要素データの入力に応じて、前記光学系又は前記撮像手段を、該デフォーカス量を充足する位置に駆動し、維持する制御手段を有することを特徴とする構成7記載のグレートーンマスクの欠陥検査装置である。
(構成9)前記判定手段には、前記半透光部における透過率許容値範囲と、前記透光部における透過率許容範囲と、前記遮光部における透過率許容範囲が予め記憶され、前記透過率信号との比較が行われることを特徴とする構成7又は8記載のグレートーンマスクの欠陥検査装置である。
(Configuration 8) For input of defocus amount determinant data relating to the pattern shape or size of the semi-translucent portion, the capability of the inspection machine, the exposure condition when using the mask, or the processing process condition after the mask exposure Accordingly, the gray-tone mask defect inspection apparatus according to
(Structure 9) The determination means stores in advance a transmittance allowable value range in the semi-translucent portion, a transmittance allowable range in the light transmissive portion, and a transmittance allowable range in the light shielding portion, and the
(構成10)構成1乃至5のいずれか一に記載の欠陥検査方法を用いて欠陥検査を行う欠陥検査工程を有することを特徴とするグレートーンマスクの製造方法である。
(構成11)構成10に記載の製造方法により得られるグレートーンマスクに露光光を照射し、前記グレートーンマスクに形成されたパターンを被転写体に転写することを特徴とするパターン転写方法である。
(Structure 10) A gray tone mask manufacturing method comprising a defect inspection step of performing a defect inspection using the defect inspection method according to any one of
(Structure 11) A pattern transfer method characterized by irradiating a gray-tone mask obtained by the manufacturing method according to
本発明のグレートーンマスクの欠陥検査方法によれば、グレートーンマスク使用時に露光する露光条件下での解像限界以下の微細遮光パターンを形成した領域を有する半透光部を走査して透過率信号を得る工程と、前記透過率信号を、予め設けられた半透光部における透過率許容値と比較し、前記半透光部の欠陥有無を判定する判定工程とを有し、前記透過率信号を得る工程では、前記半透光部を所定の光源によって照射し、前記半透光部を透過した透過光束による、ジャストフォーカス位置から所定量デフォーカスされた像を撮像手段により撮像し、該撮像画像から透過率信号を得、このようにして得られる透過率信号を用いて前記判定工程を行う。これにより、同一の被検査パターンであっても、撮像手段のピクセルとパターンの相対位置によって欠陥検査判定がまちまちになる問題を回避することができ、半透光部がグレートーンマスク使用時に露光する露光条件下での解像限界以下の微細パターンを形成した領域を有するグレートーンマスクにおける半透光部の欠陥有無を精度高く判定できるため、欠陥検査の信頼性を向上させることが可能になる。また、かかる欠陥検査方法は、いわゆるグレートーンマスクに限らず、微細パターンを含むフォトマスクにおける微細パターン部の欠陥検査にも好ましく適用することができる。 According to the defect inspection method for a gray-tone mask of the present invention, the transmittance is obtained by scanning a semi-transparent portion having a region where a fine light-shielding pattern below the resolution limit under an exposure condition that is exposed when the gray-tone mask is used. A step of obtaining a signal, and a step of comparing the transmittance signal with an allowable transmittance value in a semi-transparent portion provided in advance to determine the presence or absence of a defect in the semi-transparent portion, and In the step of obtaining a signal, the semi-transparent portion is irradiated with a predetermined light source, and an image defocused by a predetermined amount from the just focus position by the transmitted light beam transmitted through the semi-transparent portion is captured by an imaging unit, A transmittance signal is obtained from the captured image, and the determination step is performed using the transmittance signal thus obtained. As a result, even if the pattern to be inspected is the same, it is possible to avoid the problem that the defect inspection judgment varies depending on the relative position between the pixel of the image pickup means and the pattern, and the semi-transparent portion is exposed when the gray tone mask is used. Since it is possible to accurately determine the presence or absence of a defect in the semi-transparent portion in a gray tone mask having a region where a fine pattern less than the resolution limit under exposure conditions is formed, it is possible to improve the reliability of defect inspection. Such a defect inspection method is not limited to a so-called gray tone mask, and can be preferably applied to defect inspection of a fine pattern portion in a photomask including a fine pattern.
また、本発明の欠陥検査装置によれば、本発明の欠陥検査方法を好適に実施することができる。
また、本発明のグレートーンマスクの製造方法によれば、このような本発明の欠陥検査方法を適用した欠陥検査工程を有することにより、信頼性の高い欠陥検査が実施されたグレートーンマスクを得ることができる。
Moreover, according to the defect inspection apparatus of this invention, the defect inspection method of this invention can be implemented suitably.
In addition, according to the method for manufacturing a gray-tone mask of the present invention, a gray-tone mask subjected to highly reliable defect inspection is obtained by including a defect inspection process to which the defect inspection method of the present invention is applied. be able to.
さらには、上記欠陥検査工程を実施して得られるグレートーンマスクに露光光を照射し、該マスクに形成されたパターンを被転写体に転写するパターン転写方法によれば、信頼性の高い欠陥検査が実施されたグレートーンマスクを用いるため、特に半透光部の転写不良を防止することができる。 Furthermore, according to the pattern transfer method of irradiating the gray-tone mask obtained by carrying out the defect inspection process with exposure light and transferring the pattern formed on the mask onto the transfer target, a highly reliable defect inspection Since the gray tone mask in which the above has been implemented is used, it is possible to particularly prevent transfer defects in the semi-translucent portion.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明は、遮光部と、透光部と、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被転写体上の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半透光部とを有するグレートーンマスクであって、前記半透光部がグレートーンマスク使用時に露光する露光条件下での解像限界以下の微細遮光パターンを形成した領域を有するグレートーンマスクの欠陥検査方法であって、前記半透光部を走査して透過率信号を得る工程と、前記透過率信号を、予め設けられた半透光部における透過率許容値と比較し、前記半透光部の欠陥有無を判定する判定工程とを有する。そして、前記透過率信号を得る工程では、前記半透光部を所定の光源によって照射し、前記半透光部を透過した透過光束による、ジャストフォーカス位置から所定量デフォーカスされた像を撮像手段により撮像し、該撮像画像から透過率信号を得る。このように得られた透過率信号を用いて前記判定工程を行う。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
The present invention provides a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a region in which the amount of transmission is adjusted, and selectively changes the film thickness of the photoresist on the transfer target by reducing the amount of light transmitted through this region. A gray-tone mask having a semi-transparent portion for the purpose, wherein the semi-transparent portion is formed with a fine light-shielding pattern below a resolution limit under exposure conditions exposed when using the gray-tone mask. A method for inspecting a defect of a gray-tone mask having a step of scanning the semi-transparent portion to obtain a transmittance signal, and comparing the transmittance signal with an allowable transmittance value in a semi-transparent portion provided in advance And a determination step of determining the presence or absence of a defect in the semi-translucent portion. In the step of obtaining the transmittance signal, the semi-transparent portion is irradiated with a predetermined light source, and an image defocused by a predetermined amount from the just focus position by the transmitted light beam transmitted through the semi-transparent portion is imaged. Then, a transmittance signal is obtained from the captured image. The determination step is performed using the transmittance signal thus obtained.
本発明では、上記のようにグレートーンマスクの半透光部を構成する微細パターンを走査して検査する場合、撮像の際に適用するデフォーカス条件、具体的にはジャストフォーカス位置からデフォーカスする所定量、つまりデフォーカス量を決定することが必要である。このデフォーカス量は、具体的には、たとえば前記半透光部のパターン形状又は寸法に応じ、又は、検査装置の能力に応じて、又は、マスク使用時の露光条件に応じ、或はマスク露光後の処理工程条件に応じて決定することができる。ここで、検査装置の能力とは、例えば、検査装置の光学系又は撮像手段(例えばCCD)の光軸方向の動作精度が挙げられる。また、マスク使用時の露光条件とは、露光機の解像度などが挙げられる。更には、露光後のマスクの処理工程条件には、マスクユーザの所望するレジスト膜厚量許容範囲、膜厚変動量許容範囲、又は、レジスト残膜の形状などがある。これらの少なくともひとつをデフォーカス量の決定に用いることが好ましい。特に、半透光部のパターン形状又はパターン寸法は重要な決定要素である。 In the present invention, when the fine pattern constituting the semi-transparent portion of the gray tone mask is scanned and inspected as described above, defocusing conditions applied at the time of imaging, specifically, defocusing is performed from the just focus position. It is necessary to determine a predetermined amount, that is, a defocus amount. Specifically, this defocus amount is determined according to, for example, the pattern shape or size of the semi-translucent portion, according to the capability of the inspection apparatus, according to the exposure condition when using the mask, or mask exposure. It can be determined according to the subsequent processing step conditions. Here, the capability of the inspection apparatus includes, for example, the operation accuracy in the optical axis direction of the optical system or imaging means (for example, CCD) of the inspection apparatus. Further, the exposure conditions when using the mask include the resolution of the exposure machine. Furthermore, the mask processing process conditions after exposure include a resist film thickness tolerance range, a film thickness variation tolerance range, or a resist residual film shape desired by the mask user. Preferably, at least one of these is used for determining the defocus amount. In particular, the pattern shape or pattern size of the semi-translucent portion is an important determinant.
また、デフォーカスされた撮像画像は、半透光部の正常な該微細遮光パターン形成領域を撮像する際において、該部分の透過率が略平坦になることに起因して、撮像される光強度がほぼ平坦になる場合が典型的であり、上記デフォーカス量の決定に際しては、例えば、前記半透光部内を撮像する際に、配列する撮像手段のピクセルにおいて隣合うピクセル同士の光強度差が所定量以下(例えば5%以下)であるような条件を選択することができるが、もちろんこれに限定されるわけではない。 In addition, when the defocused captured image captures the normal fine light-shielding pattern forming region of the semi-translucent portion, the light intensity captured due to the substantially flat transmittance of the portion In the determination of the defocus amount, for example, when imaging the inside of the semi-translucent portion, the difference in light intensity between adjacent pixels in the pixels of the imaging means to be arranged is determined. Conditions such as a predetermined amount or less (for example, 5% or less) can be selected, but of course not limited thereto.
また、本発明は、検査対象としての半透光部のパターン寸法には限定されず、例えば微細遮光パターンの線幅が0.5〜2.5μm程度のものに適用可能である。同様に、微細遮光パターン中の透光パターンの線幅も、0.5〜2.5μm程度の場合に有効に適用できる。さらに、本発明は、微細パターン形状にも特に限定は無いが、例えば1〜2μm線幅程度のラインアンドスペースの場合や、上記線幅の矩形パターンが配列した形状などに有用に適用できる。
また、CCD等の撮像手段のピクセルサイズは、特に限定されないが、例えば0.2μm以上のピクセルサイズを有するときに、本発明が有効に適用される。
Further, the present invention is not limited to the pattern dimension of the semi-translucent portion as the inspection object, and can be applied to, for example, a fine light-shielding pattern having a line width of about 0.5 to 2.5 μm. Similarly, the line width of the translucent pattern in the fine light-shielding pattern can be effectively applied when the width is about 0.5 to 2.5 μm. Furthermore, the present invention is not particularly limited to the fine pattern shape, but can be usefully applied to, for example, a line and space of about 1 to 2 μm line width or a shape in which rectangular patterns having the above line width are arranged.
Further, the pixel size of the imaging means such as a CCD is not particularly limited, but the present invention is effectively applied when the pixel size is 0.2 μm or more, for example.
なお、本発明においては、検査対象である半透光部の微細パターンの線幅と、撮像手段のピクセルサイズとの相関としては特に制約を設ける必要は無いが、例えば、微細パターンの線幅が撮像手段のピクセルサイズに対して過大に大きい場合には、該撮像手段において検査対象のパターンが充分に撮像できるため、一般の形状欠陥の検査と同様の検査(例えば、die-to-dieやdie-to-dataの比較検査)が適用できる。一方、上記と逆の場合には、本発明のデフォーカスによる光学的ぼかしを用いても、充分な効果が得られにくい。したがって、撮像手段のピクセルサイズと微細遮光パターン形成領域の線幅との比が、1/2〜2の範囲である場合に本発明による効果が顕著に得られる。ここでいう線幅とは、半透光部に形成された、遮光パターンの線幅、又は透光パターンのいずれの場合も含む。 In the present invention, there is no particular restriction on the correlation between the line width of the fine pattern of the semi-transparent portion to be inspected and the pixel size of the image pickup means, but for example, the line width of the fine pattern is When the pixel size of the imaging means is excessively large, the pattern to be inspected can be sufficiently imaged by the imaging means, so that inspection similar to general shape defect inspection (for example, die-to-die or die -to-data comparison check) can be applied. On the other hand, in the case opposite to the above, it is difficult to obtain a sufficient effect even if the optical blurring by the defocusing of the present invention is used. Therefore, when the ratio between the pixel size of the image pickup means and the line width of the fine light-shielding pattern forming region is in the range of 1/2 to 2, the effect of the present invention is remarkably obtained. The line width referred to here includes any case of the line width of the light shielding pattern or the light transmitting pattern formed in the semi-translucent portion.
上記デフォーカス条件(デフォーカス量)を決定し、その条件の下で得られた撮像画像を基にした透過率信号を用い、予め設定された半透光部における透過率許容値との比較による欠陥判定工程においては、例えば、透光部の透過率を100%としたときに、半透光部の透過率の中央値を50%とし、50±10%の透過率分布を許容値とすることができる。なお、この透過率許容値は、マスクユーザの露光機により、又はマスクユーザのレジストプロセス等の条件により適宜決定することができる。更に、半透光部の透過率の中央値も、上記では50%を例示しているが、マスクユーザのプロセス条件等により、20〜60%の範囲で適宜選択することができる。 By determining the defocus condition (defocus amount), using a transmittance signal based on the captured image obtained under the condition, and comparing with a preset transmittance allowable value in the semi-transparent portion In the defect determination step, for example, when the transmittance of the light-transmitting portion is 100%, the median value of the transmittance of the semi-light-transmitting portion is 50%, and the transmittance distribution of 50 ± 10% is an allowable value. be able to. The permissible transmittance value can be appropriately determined by the mask user's exposure device or by conditions such as the mask user's resist process. Furthermore, although the median value of the transmissivity of the semi-translucent portion is 50% in the above example, it can be appropriately selected within a range of 20 to 60% depending on the process conditions of the mask user.
なお、半透光部における透過率許容値は、前述の従来技術のようにグレートーンマスクにおける半透光部の微細遮光パターンを前記撮像手段で、デフォーカスせずに撮像し、該撮像画像に信号平坦化するための画像処理を行って得られる透過率信号を用いた場合の判定結果と、本発明のように前記デフォーカスを行って撮像して得られる透過率信号を用いた場合の判定結果とが異なるものとなる範囲に設定されている場合、本発明によれば、前述の従来技術による欠陥判定結果がまちまちになる問題を回避でき、信頼性の高い欠陥検査が行えるので、本発明による効果が顕著である。特に本発明の検査方法によっては、半透光部の微細パターンの線幅(CD)エラーによる欠陥を効果的に検出することができる。 Note that the transmittance permissible value in the semi-transparent portion is obtained by capturing the fine light-shielding pattern of the semi-transparent portion in the gray tone mask without defocusing with the imaging unit as in the above-described conventional technique, and adding the captured image to the captured image. Determination result when using a transmittance signal obtained by performing image processing for signal flattening, and determination when using a transmittance signal obtained by performing imaging with defocusing as in the present invention In the case where the result is set to be different, according to the present invention, it is possible to avoid the problem that the above-described conventional defect determination results are mixed, and to perform highly reliable defect inspection. The effect by is remarkable. In particular, according to the inspection method of the present invention, it is possible to effectively detect a defect due to a line width (CD) error of a fine pattern of the semi-translucent portion.
本発明の欠陥検査方法を好適に実施できる欠陥検査装置としては、本発明によれば、マスク内に形成されたパターンを平行光源及び受光レンズによって走査し、透過光束を受光する光学系と、受光された透過光を撮像する撮像手段と、該撮像手段による撮像画像から得られる透過率信号を用い、予め設けられた半透光部における透過率許容値と比較し、前記半透光部の欠陥有無を判定する判定手段とを有し、前記光学系及び/又は前記撮像手段は、前記透過光束による像が、ジャストフォーカス位置から所定量デフォーカスされた像が撮像手段によって撮像されるように、デフォーカス手段を有している。 According to the present invention, there is provided an optical system that scans a pattern formed in a mask with a parallel light source and a light receiving lens and receives a transmitted light beam, and a light receiving device. An imaging means for imaging the transmitted light, and a transmittance signal obtained from an image captured by the imaging means, and compared with a transmittance permissible value in a semi-transmission part provided in advance, and a defect in the semi-transmission part Determination means for determining presence / absence, and the optical system and / or the imaging unit is configured so that an image obtained by defocusing a predetermined amount from the just focus position is captured by the imaging unit. It has defocusing means.
図1を用いて上記欠陥検査装置を具体的に説明する。図1は、本発明に係る欠陥検査装置の構成要部を示す斜視図である。
図1にあるように、欠陥検査装置20は、光源21と、平行光を射出するための照明光学系22と、透過光を受光する対物レンズ23と、透過率信号を検出する撮像手段24を備える。ここで、光源21、照明光学系22、対物レンズ23、及び撮像手段(例えばCCD)24は、各々の光軸を一致させた状態で、照明光学系22と対物レンズ23との間に配置される被検査対象であるグレートーンマスク10の主平面に対して平行に相対移動することができる。あるいは、逆に光学系が固定位置にあり、マスク10がその主平面方向に移動することによって、結果的にマスクと光学系とが相対的に移動し、マスク主平面上の任意の点の撮像を行うこととしてもよい。
The defect inspection apparatus will be specifically described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view showing the main components of the defect inspection apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the
このように、欠陥検査装置20は、マスク10内に形成されたパターンを、光源21、照明光学系22及び対物レンズ23によって相対的に走査し、透過率信号を検出する撮像手段24を有する。より具体的に説明すると、マスク10と上記光学系とを相対的に移動させマスク10主表面の全領域を走査する手段(通常はマスクステージ移動手段)を有し、走査方向に沿ってマスク10からの透過光を対物レンズ23で受光し、さらにCCD等の受光素子を備える撮像手段24によって透過率信号を検出する。さらに、この欠陥検査装置20は、ジャストフォーカス位置から所定量移動させたデフォーカス状態で撮像できるようにデフォーカス手段を有しており、そのため図1に例示する実施の形態では上記対物レンズ23及び/又は撮像手段24をマスク10主表面に対して光軸方向(図1中の矢印25)に相対的に移動させる制御手段を備えている。この制御手段は、前記半透光部のパターン形状又は寸法に応じ、又は、検査装置の能力に応じて、又は、マスク使用時の露光条件に応じ、或はマスク露光後の処理工程条件に関するデフォーカス量決定要素が入力され、これらの決定要素に基づいてデフォーカス量が決定されたら、該デフォーカス量を充足するように、上記光学系(ここでは対物レンズ23)及び/又は撮像手段24をジャストフォーカスから所定量ずれたデフォーカス位置に駆動し、検査中はその状態を維持する。
As described above, the
なお、図1には図示していないが、上記欠陥検査装置20は、装置全体の制御機構、上記光学系の移動や、撮像画像の演算処理(信号化)、また判定手段における閾値(透過率許容値)との比較、欠陥判定等を可能とする処理手段(CPUなど)が備えられている。また、前記判定手段には、前記半透光部における透過率許容値範囲と、前記透光部における透過率許容範囲と、前記遮光部における透過率許容範囲が予め記憶され、前記透過率信号との比較が行われる。
Although not shown in FIG. 1, the
次に、本発明の欠陥検査方法を適用して欠陥検査を行った具体例を説明する。
以下は、図4(1)のような微細パターン領域を有する半透光部(ここでは透過率50%)を備えるグレートーンマスクの欠陥検査を行った例である。ここで使用した欠陥検査装置は上述の図1に示す構成のものである。撮像手段としてラインCCDを使用し、そのピクセルサイズは1μmである。検査対象であるグレートーンマスクパターンは図5と同様に半透光部の微細パターンは、ラインアンドスペースによる遮光部が透光部に挟まれた形状であり、中央の遮光部とその両側の透光部の線幅はいずれも1μmとした。
Next, a specific example in which defect inspection is performed by applying the defect inspection method of the present invention will be described.
The following is an example in which a defect inspection of a gray tone mask having a semi-transparent portion (here, transmittance of 50%) having a fine pattern region as shown in FIG. The defect inspection apparatus used here has the structure shown in FIG. A line CCD is used as the imaging means, and its pixel size is 1 μm. As in FIG. 5, the gray-tone mask pattern to be inspected is a semi-transparent portion fine pattern in which a light-shielding portion by line and space is sandwiched between the light-transmitting portions. The line width of the optical part was 1 μm.
被検査対象である上記グレートーンマスクを図1の欠陥検査装置にセットし、本発明による光学的にデフォーカスさせた状態の撮像画像を、図2に模式的に示した。図2においても、走査時のCCDの各ピクセル(A〜F)と撮像画像との相対位置関係は、1〜10(図中では丸付き数字で表記)に示すように様々な場合がある。なお、図2の模式図では、必ずしも実際の撮像画像を正確に表現しているものではないが、実際には、デフォーカスによる光学ぼかしのために、マスクの遮光部1に対応する画像領域11とマスクの半透光部3に対応する画像領域13との境界は明確ではない。
FIG. 2 schematically shows a captured image in a state where the gray tone mask to be inspected is set in the defect inspection apparatus of FIG. 1 and optically defocused according to the present invention. Also in FIG. 2, there are various cases in which the relative positional relationship between each pixel (A to F) of the CCD and the captured image at the time of scanning is 1 to 10 (indicated by a circled number in the drawing). In the schematic diagram of FIG. 2, an actual captured image is not necessarily accurately represented, but actually, an
この光学的にデフォーカスさせた状態の撮像画像から取得した透過率分布を図3に示す。ここでは、CCDのピクセルと撮像パターンとの相対位置関係が「1」の場合の透過率分布曲線31と、相対位置関係が「5」の場合の透過率分布曲線32のいずれの場合も、半透光部の透過率がほぼ平坦になり、かつ両者の透過率分布にはほとんど差異がないため、半透光部の透過率許容値ΔTを例えば50±10%と設定した場合、図3の例ではいずれの場合にも欠陥検査判定は同じになり、従来の同一の被検査パターンであっても欠陥検査判定がまちまちになる不具合を回避できる。すなわち、本発明によると、欠陥検査判定が、撮像手段のピクセルとパターンの相対位置によって影響を受けることが防止できる。
FIG. 3 shows the transmittance distribution acquired from the captured image in the optically defocused state. Here, both the
以上説明したように、本発明のグレートーンマスクの欠陥検査方法によれば、同一の被検査パターンであっても、撮像手段のピクセルとパターンの相対位置によって欠陥検査判定がまちまちになる問題を回避することができ、半透光部がグレートーンマスク使用時に露光する露光条件下での解像限界以下の微細パターンを形成した領域を有するグレートーンマスクにおける半透光部の欠陥有無を精度高く判定できるため、欠陥検査の信頼性を向上させることが可能になる。 As described above, according to the defect inspection method for a gray-tone mask according to the present invention, even if the pattern to be inspected is the same, it is possible to avoid the problem that the defect inspection determination varies depending on the relative position of the pixel and pattern of the imaging means. The semi-transparent part can be accurately determined whether there is a defect in the semi-transparent part in a gray-tone mask having a region where a fine pattern less than the resolution limit under the exposure conditions exposed when the gray tone mask is used. Therefore, it is possible to improve the reliability of defect inspection.
基板サイズの大きいLCD装置製造用グレートーンマスクにおいては、従来の欠陥検査方法を適用すると透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう場合も多く検査の信頼性があまり高くないので、本発明の欠陥検査方法はLCD製造用グレートーンマスクを実用化する上で極めて効果が大きい。このようなことは、LCD製造用マスク以外の他の表示デバイスについても同様である。なお、LCD製造用マスクには、LCDの製造に必要なすべてのマスクが含まれ、例えば、TFT(薄膜トランジスタ)、低温ポリシリコンTFT、カラーフィルタなどを形成するためのマスクが含まれる。他の表示デバイス製造用マスクには、有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの製造に必要なすべてのマスクが含まれる。 In a gray-tone mask for manufacturing LCD devices with a large substrate size, if the conventional defect inspection method is applied, it is often detected as a pseudo defect in the transmittance signal, and the reliability of the inspection is not so high. The inspection method is extremely effective in putting a gray tone mask for LCD production into practical use. The same applies to display devices other than the LCD manufacturing mask. Note that the LCD manufacturing mask includes all masks necessary for LCD manufacturing, for example, a mask for forming a TFT (thin film transistor), a low-temperature polysilicon TFT, a color filter, and the like. Other masks for manufacturing display devices include all masks necessary for manufacturing organic EL (electroluminescence) displays, plasma displays, and the like.
本発明は、デフォーカスによる撮像画像から取得される透過率出力信号を使用し、パターン認識をしない検査方法であるため、微細パターン検査時に特有のパターン形状に起因する疑似欠陥が発生する問題(閾値を下げることができない問題)を回避でき、したがって、閾値を下げることが可能で、グレートーンマスクや微細パターンを含むフォトマスクの要求精度(スペック)を満たすことが可能である。 Since the present invention is an inspection method that uses a transmittance output signal acquired from a defocused captured image and does not perform pattern recognition, there is a problem that a pseudo defect caused by a specific pattern shape occurs during a fine pattern inspection (threshold value). Problem that cannot be reduced), the threshold value can be lowered, and the required accuracy (spec) of a photomask including a gray-tone mask or a fine pattern can be satisfied.
また、本発明のグレートーンマスクの製造方法によれば、このような本発明の欠陥検査方法を適用した欠陥検査工程を有することにより、信頼性の高い欠陥検査が実施されたグレートーンマスクを得ることができる。さらには、上記欠陥検査工程を実施して得られるグレートーンマスクに露光光を照射し、該マスクに形成されたパターンを被転写体に転写するパターン転写方法によれば、信頼性の高い欠陥検査が実施されたグレートーンマスクを用いるため、特に半透光部の転写不良を防止することができる。 In addition, according to the method for manufacturing a gray-tone mask of the present invention, a gray-tone mask subjected to highly reliable defect inspection is obtained by including a defect inspection process to which the defect inspection method of the present invention is applied. be able to. Furthermore, according to the pattern transfer method of irradiating the gray-tone mask obtained by carrying out the defect inspection process with exposure light and transferring the pattern formed on the mask onto the transfer target, a highly reliable defect inspection Since the gray tone mask in which the above has been implemented is used, it is possible to particularly prevent transfer defects in the semi-translucent portion.
また、本発明の欠陥検査方法及び欠陥検査装置によれば、グレートーンマスクのほかに、フォトマスクにおける線幅が3μm未満のラインアンドスペースのような微細かつ高精度なパターンの欠陥検査についても適用でき、パターン部を走査しつつデフォーカスによる光学的ぼかしを施してある均一な透過率信号を得て、この信号をもとに形状や寸法等の欠陥検査を行うことによって微細かつ高精度な欠陥の検出が可能となる。このような微細パターンを含むフォトマスクとしては、LCD製造用フォトマスクや有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイなどの表示デバイス製造用フォトマスクであって、TFTチャネル部やコンタクトホール部などを形成するための微細パターンを有するフォトマスク等を挙げることができる。 Moreover, according to the defect inspection method and the defect inspection apparatus of the present invention, in addition to the gray-tone mask, the present invention is also applicable to fine and high-precision pattern defect inspection such as line and space with a line width of less than 3 μm in a photomask. It is possible to obtain a uniform transmittance signal that is optically blurred by defocusing while scanning the pattern portion, and by performing defect inspection such as shape and dimension based on this signal, fine and highly accurate defects Can be detected. As a photomask including such a fine pattern, a photomask for LCD manufacturing, a display device manufacturing photomask such as an organic EL display, a plasma display, etc., which is a fine mask for forming a TFT channel part, a contact hole part, etc. A photomask having a pattern can be given.
1 遮光部
2 透光部
3 半透光部
3a 遮光パターン
3b 微細透過部
10 グレートーンマスク
20 欠陥検査装置
21 光源
22 照明光学系
23 対物レンズ
24 撮像手段
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記半透光部を走査して透過率信号を得る工程と、
前記透過率信号を、予め設けられた半透光部における透過率許容値と比較し、前記半透光部の欠陥有無を判定する判定工程とを有し、
前記透過率信号を得る工程では、前記半透光部を所定の光源によって照射し、前記半透光部を透過した透過光束による、ジャストフォーカス位置から所定量デフォーカスされた像を撮像手段により撮像し、該撮像画像から透過率信号を得ることを特徴とするグレートーンマスクの欠陥検査方法。 The purpose is to selectively change the film thickness of the photoresist on the transfer object by reducing the amount of light transmitted through the light-shielding portion, the light-transmitting portion, and the region where the amount of transmission is adjusted. A gray-tone mask having a semi-transparent portion, and a region having a fine light-shielding pattern below a resolution limit under an exposure condition where the semi-transparent portion is exposed when the gray-tone mask is used A defect inspection method,
Scanning the semi-translucent portion to obtain a transmittance signal;
A step of comparing the transmittance signal with a transmittance allowable value in a semi-transparent portion provided in advance, and determining the presence or absence of a defect in the semi-transparent portion;
In the step of obtaining the transmittance signal, the semi-transparent portion is irradiated with a predetermined light source, and an image defocused by a predetermined amount from the just focus position by the transmitted light beam transmitted through the semi-transparent portion is captured by an imaging unit. And a gray-tone mask defect inspection method, wherein a transmittance signal is obtained from the captured image.
前記微細パターン部を走査して透過率信号を得る工程と、
前記透過率信号を、予め設けられた微細パターン部における許容透過率値と比較し、前記微細パターン部の欠陥有無を判定する判定工程とを有し、
前記透過率信号を得る工程では、前記微細パターン部を所定の光源によって照射し、前記微細パターン部を透過した透過光束による、ジャストフォーカス位置から所定量デフォーカスされた像を撮像手段により撮像し、該撮像画像から透過率信号を得ることを特徴とするフォトマスクの欠陥検査方法。 A defect inspection method for a fine pattern portion in a photomask having a fine pattern portion,
Scanning the fine pattern portion to obtain a transmittance signal;
A determination step of comparing the transmittance signal with an allowable transmittance value in a fine pattern portion provided in advance and determining the presence or absence of defects in the fine pattern portion;
In the step of obtaining the transmittance signal, the fine pattern portion is irradiated with a predetermined light source, and an image defocused by a predetermined amount from the just focus position by the transmitted light beam transmitted through the fine pattern portion is captured by an imaging unit, A defect inspection method for a photomask, wherein a transmittance signal is obtained from the captured image.
前記マスク内に形成されたパターンを平行光源及び受光レンズによって走査し、透過光束を受光する光学系と、
受光された透過光を撮像する撮像手段と、
該撮像手段による撮像画像から得られる透過率信号を用い、予め設けられた半透光部における透過率許容値と比較し、前記半透光部の欠陥有無を判定する判定手段とを有し、
前記光学系及び/又は前記撮像手段は、前記透過光束による像が、ジャストフォーカス位置から所定量デフォーカスされた像が撮像手段によって撮像されるように、デフォーカス手段を有していることを特徴とするグレートーンマスクの欠陥検査装置。 An object of the present invention is to selectively change the film thickness of the photoresist on the transfer target pair by reducing the amount of light transmitted through the light-shielding portion, the transmission portion, and the region where the transmission amount is adjusted. A defect inspection apparatus for a gray-tone mask having a semi-translucent portion,
An optical system that scans a pattern formed in the mask with a parallel light source and a light receiving lens and receives a transmitted light beam;
Imaging means for imaging the received transmitted light;
Using a transmittance signal obtained from an image captured by the image capturing means, and comparing with a transmittance allowable value in a semi-transparent portion provided in advance, and a determination means for determining the presence or absence of a defect in the semi-transparent portion;
The optical system and / or the imaging unit includes a defocusing unit so that an image obtained by defocusing a predetermined amount of the image by the transmitted light beam from the just focus position is captured by the imaging unit. A gray-tone mask defect inspection system.
A pattern transfer method comprising: irradiating a gray tone mask obtained by the manufacturing method according to claim 10 with exposure light, and transferring a pattern formed on the gray tone mask onto a transfer target.
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