JP4021235B2 - グレートーンマスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置、並びにフォトマスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【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（月刊ＦＰＤ Intelligence，1999年5月）。
ここで、グレートーンマスクは、図６（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３μｍ、ミラープロジェクション方式の露光機で約４μｍである。このため、例えば、図６（１）でグレートーン部３における透過部３ｂのスペース幅を３μｍ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３μｍ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６（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１．３μｍ、グレートーン部３に対応する部分３’が例えば約０．３μｍ、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】
従来、遮光部及び透過部のみからなるマスクの検査方法としては、例えば、２つの光学系を用いてマスクパターン同士を比較する比較検査方法がある。以下、その方法について具体的に説明する。
図７（１）は、遮光部１に白欠陥１１（ピンホール）、透過部２に黒欠陥１２（スポット）が発生した状態を示し、矢印は比較検査装置の一方のレンズ（以下、上レンズという）の走査の様子を示す。
図７（２）は、上記レンズの走査線に沿って得られる透過率信号１３を示す。透過率信号１３は、例えば各レンズユニット内に配置されたＣＣＤラインセンサによって検出する。透過率信号１３のレベルは、遮光部１でＢ、透過部２でＷであり、遮光部１の透過率を０％、透過部２の透過率を１００％、にそれぞれ設定する。透過率信号１３は、パターンのエッジ（遮光部と透過部との境界）で生じるパターンエッジライン信号（パターン形状信号）で基本的に構成され、欠陥が発生した場合は、遮光部１に発生した白欠陥信号１１’、透過部２に発生した黒欠陥信号１２’が現れる。
図７（３）は、図７（１）と同じパターンであって欠陥が発生していない場合に、他方のレンズ（以下、下レンズという）で得られる透過率信号１３’を示す。
図７（４）は、各レンズで得られた透過率信号を引き算（差分）して求めた差信号１４である。より具体的には、図７（２）の透過率信号１３から図７（３）の透過率信号１３’を引き算して求めた差信号である。差信号１４では、各レンズの透過率信号からパターンエッジライン信号が除かれ、パターン欠陥信号１１’、１２’のみが抽出される。
図７（５）は、パターン欠陥信号のみを抽出した差信号１４において、遮光部１及び透過部２の欠陥を抽出するのに必要な閾値を設定し、プラス側の閾値１５ａで白欠陥が、マイナス側の閾値１５ｂで黒欠陥がそれぞれ検出された状態を示す。閾値は低くすれば検出感度が上がるが、疑似欠陥を検出しないレベルに設定する必要がある。
どちらのレンズにどのような欠陥が発生したかを見極めるためには、例えば、上レンズの回路では下レンズの信号と比較し（上レンズの信号から下レンズの信号を引き算し）、上レンズの遮光部１に白欠陥が発生した場合はプラス側、上レンズの透過部２に黒欠陥が発生した場合はマイナス側に欠陥信号が出ることによって、上レンズの白欠陥、黒欠陥を検出する（上記図７（２）〜（５））。同様に、例えば、下レンズの回路では上レンズの信号と比較し（下レンズの信号から上レンズの信号を引き算し）、下レンズの遮光部１に白欠陥が発生した場合はプラス側、下レンズの透過部２に黒欠陥が発生した場合はマイナス側に欠陥信号が出ることによって、下レンズの白欠陥、黒欠陥を検出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の比較検査方法は、遮光部及び透過部のみからなる従来のマスクを検査するための装置であるため、グレートーン部を有するグレートーンマスクを検査するのに適していない。
詳しくは、従来の比較検査方法は、グレートーンマスクを検査するにあたり、以下のような問題点がある。
即ち、グレートーン部の欠陥信号は、欠陥自体が微小であるために弱く、従来の比較検査装置を用いた場合、その閾値を通常の遮光部の検査に用いる閾値よりも下げなければ検出が困難である。しかしながら、例えばグレートーン部が、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微細パターンを形成した領域である場合、この微細パターンに対応して図５に示すように、グレートーン部に特有のベース信号レベル（ノイズバンド）１６を生じる。比較検査においては各レンズで得られた透過率信号を引き算（差分）して差信号を求め、パターン欠陥信号のみを抽出しているが、グレートーン部における微細遮光パターン間に若干のパターンずれが生じた場合、ベース信号レベルが増幅され（最大２倍）、本来欠陥となるべきではないものが欠陥（疑似欠陥）として検出されてしまうため、閾値を下げることが不可能であり、高感度の検査ができないという問題点がある。
さらに、従来の比較検査は、白欠陥や黒欠陥を検査するものであるため、グレートーンマスクにおいて最も重要な要素である透過率の保証まで行うことが困難である。即ち、例えば、マスク全域において、グレートーン部の遮光パターンの線幅が設計寸法に対してアンダー（線幅大）又はオーバー（線幅小）であって透過率の許容値を超えている場合や、グレートーン部を構成する半透過膜の透過率が許容値を超えている場合、比較検査においては各レンズで得られた透過率信号を引き算して差信号を求めているので、差が現れず、このような透過率欠陥を検出できないという問題がある。このことは、特にグレートーン部に形状欠陥がない場合に問題となる。さらに、グレートーン部においてはその透過率さえ許容範囲であれば欠陥として検出する必要はないが、従来の比較検査では、あくまでも形状欠陥として検出されるため、従来の検査で検出されたものであっても、透過率が許容範囲である場合もあった。その結果、本来欠陥として検出しなくてもよいものまで検出してしまい、検査の正確性（能力）に問題点があった。
また、同様の問題が、例えば、ＴＦＴチャンネル部形成用フォトマスク等の微細パターンを有するフォトマスクや、線幅が３μｍ以下のライン＆スペースのような微細かつ高精度なパターンを有するフォトマスクについても言える。例えば、ＴＦＴチャンネル形成用フォトマスクにおいては、ＴＦＴチャンネル部の微細化に伴い、急激な勢いでパターンの微細化の傾向にある。このようなパターンについても、従来の方法を用いて検査を行った場合、検査機のステージの振動や上下レンズの画像ずれによる疑似欠陥、その他微細パターンに特有の疑似欠陥が発生してしまい、疑似欠陥が検出されないレベルに感度を落とすと欠陥検出保証レベルの感度がとれないという問題があった。
【０００５】
このような問題点を解決するために、本出願人は、先に、比較による検査ではなく、マスク内のパターンを走査して得られる透過率信号について、予め設けた透過率欠陥の閾値を用いて欠陥を検出する方法について、出願を行った（特願２００１−２４４０７１号）。
以下、この方法の具体例を説明する。
図４（１）は、遮光部１、透過部２、グレートーン部３、５のいずれにもに欠陥が発生していない場合を示し、矢印は検査装置のレンズの走査方向（検査方向）を示す。
図４（２）は、上記走査方向に沿って得られる透過率信号７を示す。透過率信号は、遮光部１で透過率０％、透過部２で透過率１００％、グレートーン部３、５で透過率５０％である。
ここで、図４（２）に示すように、例えばグレートーン部における透過率欠陥の閾値（上限側８ａ、下限側８ｂ）を設け、これらの閾値を超えた場合にグレートーン部において透過率欠陥が発生したと判断する。
この場合、図１（２）に示すように、通常の遮光部及び透過部における透過率欠陥の閾値（透過部側９ａ、遮光部側９ｂ）をさらに設け、これらの閾値を超えた場合に遮光部又は透過部において透過率欠陥が発生したと判断することによって、遮光部における遮光性の低下欠陥や透過部における透過性の低下欠陥などの、半透過性の透過率欠陥を同時に検出できるため好ましい。
さらにこの場合、グレートーン部用の透過率欠陥抽出閾値８ａ、８ｂと通常の遮光部及び透過部の透過率欠陥抽出閾値９ａ、９ｂとによって形成される透過率欠陥域１０ａ、１０ｂを用いることで、検査領域によらず透過率欠陥を検出できる。つまり、この透過率欠陥域１０ａ、１０ｂに入っていれば、検査領域によらず透過率欠陥があると判断できる。
上記検査方法によれば、透過率自体の直接検査を行うことができ、したがって、グレートーン部における透過率保証を行うことができる。
また、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）を満たす感度を得ることが可能である。
また、パターンの比較に基づくパターン欠陥信号ではなく、透過率信号について予め設けた透過率欠陥抽出閾値を用いているので、比較検査において透過率信号同士の差信号をとることによって問題となる微細パターンに特有のベース信号レベルの増幅の問題（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を満たす感度を得ることが可能である。
さらに、比較対象物を必要としないため、単眼による検査が可能である。さらに、グレートーン部用の透過率欠陥抽出閾値を変更することによって、ユーザーが使用するグレートーンマスクの露光条件に合わせた透過率保証が可能となる。
【０００６】
しかしながら、上記のような方法を用いて、図１（１）のような微細パターンからなるグレートーン部の透過率を矢印方向に走査して測定した場合、本来、微細パターン領域の透過率が均一に例えば５０％となるべきところ、図１（２）のように微細パターンの形状に沿って透過率が変動してしまう場合があり、このような変動が起こると、グレートーン部における透過率欠陥の閾値（上限側８ａ、下限側８ｂ）を越えてしまい、透過率の疑似欠陥として検出されてしまうため、実質的に透過率欠陥の検出が不可能となる問題があった。このことは、検査装置において得られるグレートーン部の透過率特性と、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グレートーン部の透過率特性とが、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ことによって起こると考えられる。従って、転写に用いられる露光装置の設定条件では、グレートーン部は均一な透過率（例えば５０％）となるはずのものが、検査装置の透過率信号ではそうならないケースが考えられるのである。また、同様の問題が、例えば、ＴＦＴチャンネル部形成用フォトマスク等の微細パターンを有するフォトマスクや、線幅が３μｍ以下のライン＆スペースのような微細かつ高精度なパターンを有するフォトマスクについても言える。
【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、図１（２）のように微細パターンの形状に沿って透過率が変動することによって透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所がある場合であっても、この箇所を疑似欠陥として検出することなく検査することが可能な欠陥検査方法及び欠陥検査装置の提供等を目的とする。
【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） 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グレートーン部とを有するグレートーンマスクであって、前記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からなるグレートーンマスクにおけるグレートーン部の欠陥検査方法であって、
前記グレートーン部を走査して透過率信号を得る工程と、
前記透過率信号に、前記グレートーンマスクの使用時におけるグレートーン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、予め設けられたグレートーン部における透過率欠陥の閾値を超えた場合にグレートーン部において欠陥が発生したと判断する工程と、
を含むことを特徴とするグレートーンマスクの欠陥検査方法。
（構成２） 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グレートーン部とを有するグレートーンマスクであって、前記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からなるグレートーンマスクにおけるグレートーン部の欠陥検査方法であって、
前記グレートーン部を走査して透過率信号を得る工程と、
前記透過率信号に周期的な変動がある場合に、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施す工程と、
前記ぼかし処理後の透過率信号が、予め設けられたグレートーン部における透過率欠陥の閾値を超えた場合にグレートーン部において欠陥が発生したと判断する工程と、
を含むことを特徴とするグレートーンマスクの欠陥検査方法。
（構成３） 遮光部と、透過部と、微細パターン部と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、
前記透過率信号に周期的な変動がある場合に、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施す工程と、
前記ぼかし処理後の透過率信号が、予め設けられた微細パターン部における透過率の閾値を超えた場合に微細パターン部において欠陥が発生したと判断する工程と、
を含むことを特徴とするフォトマスクの欠陥検査方法。
（構成４） 前記微細パターン部が、透過率信号に（周期的な）変動があるため、予め設けられた微細パターン部における透過率欠陥の閾値を超えてしまい、透過率の疑似欠陥として検出されてしまう微細パターンであることを特徴とする構成３記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
（構成５） 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グレートーン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、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、透過率信号を検出する手段と、
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グレートーン部の透過率特性に近似させる修正処理を施す手段（例えば前記透過率信号に周期的な変動がある場合に、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施す手段）と、前記透過率信号について、少なくともグレートーン部における透過率欠陥の閾値を設定する手段と、
前記閾値を超えた場合にグレートーン部において透過率欠陥が発生したと判断する手段と、
を有することを特徴とする欠陥検査装置。
（構成６） 遮光部と、透過部と、通常検査が困難な微細パターン部とを有するフォトマスクの欠陥検査装置であって、
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、透過率信号を検出する手段と、
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グレートーン部の透過率特性に近似させる修正処理を施す手段（例えば前記透過率信号に周期的な変動がある場合に、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施す手段）と、前記透過率信号について、少なくとも微細パターン部における透過率の閾値を設定する手段と、
前記閾値を超えた場合に微細パターン部において欠陥が発生したと判断する手段と、
を有することを特徴とする欠陥検査装置。
（構成７） 構成１又は２記載の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。
（構成８） 構成３又は４記載の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フォトマスクの製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のグレートーンマスクの検査方法及び検査装置によれば、グレートーン部を走査して得られる透過率信号について、透過率信号に図１（２）のような周期的な変動がある場合に、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施すことによって、図１（３）のような透過率信号とすることができ、本来の透過率特性（グレートーンマスク使用時の透過率特性）である例えば５０％付近の均一な透過率信号に修正することができる。そして、この信号をもとに欠陥検査を行うことにより、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所を疑似欠陥として検出することなく検査することが可能である。従って、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所について透過率保証が可能となる。
尚、本発明のぼかし処理とは、測定領域において最も信号が平坦化するようなポイントに、得られた信号をぼかす処理であり、このぼかし処理は、従来から画像処理において用いられているぼかし機能等を利用することができる。
また、本発明では、上記ぼかし処理と同様の効果が得られればよいので、グレートーン部を走査して得られる透過率信号について、グレートーンマスクの使用時におけるグレートーン部の透過率特性に近似させる修正処理を施す場合が含まれる。
【００１０】
本発明において、上記グレートーン部における透過率欠陥の閾値は、図５に示すグレートーン部に特有のベース信号レベル１６を超えるレベルに透過率欠陥抽出閾値を設定することが好ましい。これにより、グレートーン部に特有のベース信号レベルの影響を排除できる。この場合、透過率欠陥抽出閾値はベース信号レベル１６の中心値を基準に設けることが好ましい。また、グレートーン部の許容透過率の上限及び下限に透過率欠陥抽出閾値を設定することによって、グレートーン部の透過率保証が可能となる。
尚、通常の半導体用グレートーンマスクはサイズが小さいのである程度手間や時間がかかっても顕微鏡と一体化された透過率検査機等によってグレートーン部等の透過率検査を行うことが可能であるが、ＬＣＤ製造用グレートーンマスクの場合、サイズが大きくその分上述したぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所も多いのでこのような検査方法では工程負担が極めて大きく実際上このような透過率検査は困難であり、したがって、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必要不可欠である。
このようなことは、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）製造用マスクに限らず、他の表示ディ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。他の表示ディ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。
【００１１】
また、本発明のフォトマスクの製造方法及び製造装置によれば、例えば、フォトマスクにおける線幅が３μｍ以下のライン＆スペースのような微細かつ高精度なパターンについても、パターン部を走査して得られる信号をぼかし処理することによりある均一な透過率を得て、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ィバイス製造用フォトマスクであって、ＴＦＴチャン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。
【００１２】
【実施例】
以下、グレートーン部を有するグレートーンマスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置について具体的に説明する。
（実施例１）
実施例１においては、図２（１）のように、グレートーン部（透過率３０％）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、次のような構成の装置である。
欠陥検査装置は、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、透過率信号を検出する手段を有する。具体的には、例えば、マスクの一側に設けられた平行光源（レンズに対応するスポット光源又はマスク全面照射光源）と、マスクの他側に設けられた受光レンズと、マスクとレンズとを相対的に移動させマスク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）とを有し、これらによって、走査方向に沿って透過光をレンズで受光する。また、例えば、レンズユニット内に配置されたＣＣＤラインセンサによって、透過率信号を検出する。
また、この欠陥検査装置は、検出された透過率信号をぼかし処理するための機能を備えている．
【００１３】
透過率信号は、グレートーン部の透過率欠陥抽出閾値及び通常部の透過率欠陥抽出閾値を有する欠陥検出回路に送られ、透過率欠陥が判定される。欠陥検出回路では、ある一定時間中間域の透過率を有する透過率信号が、グレートーン部用透過率欠陥抽出閾値の上限又は下限を超えた場合、グレートーン部の透過率欠陥と判定する。また、ある一定時間透過率０％近辺にある透過率信号が、遮光部用透過率欠陥抽出閾値より高い場合、遮光部の透過率欠陥と判定する。同様に、ある一定時間透過率１００％近辺にある透過率信号が、透過部用透過率欠陥抽出閾値より低い場合、透過部の透過率欠陥と判定する。これらの場合、エッジ信号等を透過率欠陥と判定することがない。また、いずれの閾値で検出したかによって、いずれの領域に発生した欠陥であるか判断できる。
【００１４】
このような装置を用いて次のような手順で欠陥検査を行った。
まず、グレートーン部に検査装置のレンズを図２（１）の矢印の方向に走査し、レンズユニット内に配置されたＣＣＤラインセンサによって透過率信号を検出した。このときの透過率信号を図２（２）に示す。
次に、上記装置に備えられたぼかし処理機能を用いて、ぼかし処理を行った。このぼかし処理においては、まず、透過率が３０％で一定の透過率信号となるような最良のぼかし点を決定するために、図２（３）に示されるようにぼかし量を変化させた実験を行い、図２（４）を最良のぼかし点として決定した。そして、このフィルタ係数をかけることによってぼかし処理を行った。
次に、図２（４）のように、前記工程で決定されたぼかし処理後の透過率信号にて、検査を行なったところ、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所を疑似欠陥として検出することなく検査することが可能であった。従って、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所について透過率保証が可能となった。
【００１５】
（実施例２）
実施例２においては、検査するグレートーン部が、図３（１）のような線幅のエラーのあるグレートーン部であること以外は、実施例１と同様の方法を用いての検査を行った。
図３（２）は、図３（１）のグレートーン部を矢印の方向に走査したときの透過率信号である。
図３（３）は、その透過率信号にぼかし処理を加えた透過率信号である。
予め、グレートーン部に特有のべース信号レベルを超えるレベルに設定された欠陥閾値を用いて検査を行ったところ、図３（４）に示されるように、線幅のエラーに基づく透過率欠陥が検出できた。また、実施例１と同様にぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所を疑似欠陥として検出することなく検査することが可能であった。これらのことから、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所について透過率保証及び線幅保証が可能となった。
【００１６】
（実施例３）
実施例３においては、ライン＆スペース状のグレートーン部（透過率５０％）に、微小突起欠陥（黒欠陥）がある場合について、実施例２と同様の方法を用いて検査を行った。その結果、図３（４）に示されるのと同様にして、微小突起欠陥に基づく透過率欠陥が検出できた。
【００１７】
なお、本発明は上述した実施の形態等に限定されるものではない。
上記実施例では、グレートーン部のみの欠陥検査について述べたが、先に特願２００１−２４４０７１号の説明箇所に記載したように、遮光部及び透光部の透過率欠陥検査を同時に行っても良い。但し、遮光部及び透光部の検査においては、ぼかし処理は必要としない。
また、上記実施例においては、グレートーンマスクのグレートーン部の検査について述べたが、本発明はそれに限らず、例えば、ＴＦＴチャンネル部形成用フォトマスク等、上記グレートーン部と同様の微細パターンを含むフォトマスクについても適用可能である。その場合についても、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所を、疑似欠陥として検出せずに高精度な欠陥検査を行うことが可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検査装置において得られた透過率信号に、グレートーンマスク使用時の透過率特性に近似させるような修正処理を施すことから、グレートーン部の高精度な欠陥の保証及び透過率の保証が可能となる。また、グレートーンマスクのグレートーン部や微細パターンを含むフォトマスクについて、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所を疑似欠陥として検出することなく検査することが可能となる。従って、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所について透過率保証が可能となる。
また、グレートーンマスクのグレートーン部や微細パターンを含むフォトマスクについて、線幅エラーの検出や微小突起欠陥の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の欠陥検査方法の概要を説明するための図である。
【図２】実施例１における欠陥検査方法を説明するための図である。
【図３】実施例２における欠陥検査方法を説明するための図である。
【図４】本願出願人による先の出願に係る欠陥検査方法を説明するための図である。
【図５】グレートーン部に特有のベース信号レベルを説明するための図である。
【図６】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７】従来の欠陥検査方法を説明するための図である。
【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 透過部
３ｃ 半透過膜
５ グレートーン部
７ 透過率信号
８ａ グレートーン部用の透過率欠陥抽出閾値（上限）
８ｂ グレートーン部用の透過率欠陥抽出閾値（下限）
９ａ 透過部用の透過率欠陥抽出閾値
９ｂ 遮光部用の透過率欠陥抽出閾値
１１ 白欠陥
１２ 黒欠陥
１３ 透過率信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【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（月刊ＦＰＤ Intelligence，1999年5月）。
ここで、グレートーンマスクは、図６（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３μｍ、ミラープロジェクション方式の露光機で約４μｍである。このため、例えば、図６（１）でグレートーン部３における透過部３ｂのスペース幅を３μｍ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３μｍ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６（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１．３μｍ、グレートーン部３に対応する部分３’が例えば約０．３μｍ、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】
従来、遮光部及び透過部のみからなるマスクの検査方法としては、例えば、２つの光学系を用いてマスクパターン同士を比較する比較検査方法がある。以下、その方法について具体的に説明する。
図７（１）は、遮光部１に白欠陥１１（ピンホール）、透過部２に黒欠陥１２（スポット）が発生した状態を示し、矢印は比較検査装置の一方のレンズ（以下、上レンズという）の走査の様子を示す。
図７（２）は、上記レンズの走査線に沿って得られる透過率信号１３を示す。透過率信号１３は、例えば各レンズユニット内に配置されたＣＣＤラインセンサによって検出する。透過率信号１３のレベルは、遮光部１でＢ、透過部２でＷであり、遮光部１の透過率を０％、透過部２の透過率を１００％、にそれぞれ設定する。透過率信号１３は、パターンのエッジ（遮光部と透過部との境界）で生じるパターンエッジライン信号（パターン形状信号）で基本的に構成され、欠陥が発生した場合は、遮光部１に発生した白欠陥信号１１’、透過部２に発生した黒欠陥信号１２’が現れる。
図７（３）は、図７（１）と同じパターンであって欠陥が発生していない場合に、他方のレンズ（以下、下レンズという）で得られる透過率信号１３’を示す。
図７（４）は、各レンズで得られた透過率信号を引き算（差分）して求めた差信号１４である。より具体的には、図７（２）の透過率信号１３から図７（３）の透過率信号１３’を引き算して求めた差信号である。差信号１４では、各レンズの透過率信号からパターンエッジライン信号が除かれ、パターン欠陥信号１１’、１２’のみが抽出される。
図７（５）は、パターン欠陥信号のみを抽出した差信号１４において、遮光部１及び透過部２の欠陥を抽出するのに必要な閾値を設定し、プラス側の閾値１５ａで白欠陥が、マイナス側の閾値１５ｂで黒欠陥がそれぞれ検出された状態を示す。閾値は低くすれば検出感度が上がるが、疑似欠陥を検出しないレベルに設定する必要がある。
どちらのレンズにどのような欠陥が発生したかを見極めるためには、例えば、上レンズの回路では下レンズの信号と比較し（上レンズの信号から下レンズの信号を引き算し）、上レンズの遮光部１に白欠陥が発生した場合はプラス側、上レンズの透過部２に黒欠陥が発生した場合はマイナス側に欠陥信号が出ることによって、上レンズの白欠陥、黒欠陥を検出する（上記図７（２）〜（５））。同様に、例えば、下レンズの回路では上レンズの信号と比較し（下レンズの信号から上レンズの信号を引き算し）、下レンズの遮光部１に白欠陥が発生した場合はプラス側、下レンズの透過部２に黒欠陥が発生した場合はマイナス側に欠陥信号が出ることによって、下レンズの白欠陥、黒欠陥を検出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の比較検査方法は、遮光部及び透過部のみからなる従来のマスクを検査するための装置であるため、グレートーン部を有するグレートーンマスクを検査するのに適していない。
詳しくは、従来の比較検査方法は、グレートーンマスクを検査するにあたり、以下のような問題点がある。
即ち、グレートーン部の欠陥信号は、欠陥自体が微小であるために弱く、従来の比較検査装置を用いた場合、その閾値を通常の遮光部の検査に用いる閾値よりも下げなければ検出が困難である。しかしながら、例えばグレートーン部が、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微細パターンを形成した領域である場合、この微細パターンに対応して図５に示すように、グレートーン部に特有のベース信号レベル（ノイズバンド）１６を生じる。比較検査においては各レンズで得られた透過率信号を引き算（差分）して差信号を求め、パターン欠陥信号のみを抽出しているが、グレートーン部における微細遮光パターン間に若干のパターンずれが生じた場合、ベース信号レベルが増幅され（最大２倍）、本来欠陥となるべきではないものが欠陥（疑似欠陥）として検出されてしまうため、閾値を下げることが不可能であり、高感度の検査ができないという問題点がある。
さらに、従来の比較検査は、白欠陥や黒欠陥を検査するものであるため、グレートーンマスクにおいて最も重要な要素である透過率の保証まで行うことが困難である。即ち、例えば、マスク全域において、グレートーン部の遮光パターンの線幅が設計寸法に対してアンダー（線幅大）又はオーバー（線幅小）であって透過率の許容値を超えている場合や、グレートーン部を構成する半透過膜の透過率が許容値を超えている場合、比較検査においては各レンズで得られた透過率信号を引き算して差信号を求めているので、差が現れず、このような透過率欠陥を検出できないという問題がある。このことは、特にグレートーン部に形状欠陥がない場合に問題となる。さらに、グレートーン部においてはその透過率さえ許容範囲であれば欠陥として検出する必要はないが、従来の比較検査では、あくまでも形状欠陥として検出されるため、従来の検査で検出されたものであっても、透過率が許容範囲である場合もあった。その結果、本来欠陥として検出しなくてもよいものまで検出してしまい、検査の正確性（能力）に問題点があった。
また、同様の問題が、例えば、ＴＦＴチャンネル部形成用フォトマスク等の微細パターンを有するフォトマスクや、線幅が３μｍ以下のライン＆スペースのような微細かつ高精度なパターンを有するフォトマスクについても言える。例えば、ＴＦＴチャンネル形成用フォトマスクにおいては、ＴＦＴチャンネル部の微細化に伴い、急激な勢いでパターンの微細化の傾向にある。このようなパターンについても、従来の方法を用いて検査を行った場合、検査機のステージの振動や上下レンズの画像ずれによる疑似欠陥、その他微細パターンに特有の疑似欠陥が発生してしまい、疑似欠陥が検出されないレベルに感度を落とすと欠陥検出保証レベルの感度がとれないという問題があった。
【０００５】
このような問題点を解決するために、本出願人は、先に、比較による検査ではなく、マスク内のパターンを走査して得られる透過率信号について、予め設けた透過率欠陥の閾値を用いて欠陥を検出する方法について、出願を行った（特願２００１−２４４０７１号）。
以下、この方法の具体例を説明する。
図４（１）は、遮光部１、透過部２、グレートーン部３、５のいずれにもに欠陥が発生していない場合を示し、矢印は検査装置のレンズの走査方向（検査方向）を示す。
図４（２）は、上記走査方向に沿って得られる透過率信号７を示す。透過率信号は、遮光部１で透過率０％、透過部２で透過率１００％、グレートーン部３、５で透過率５０％である。
ここで、図４（２）に示すように、例えばグレートーン部における透過率欠陥の閾値（上限側８ａ、下限側８ｂ）を設け、これらの閾値を超えた場合にグレートーン部において透過率欠陥が発生したと判断する。
この場合、図１（２）に示すように、通常の遮光部及び透過部における透過率欠陥の閾値（透過部側９ａ、遮光部側９ｂ）をさらに設け、これらの閾値を超えた場合に遮光部又は透過部において透過率欠陥が発生したと判断することによって、遮光部における遮光性の低下欠陥や透過部における透過性の低下欠陥などの、半透過性の透過率欠陥を同時に検出できるため好ましい。
さらにこの場合、グレートーン部用の透過率欠陥抽出閾値８ａ、８ｂと通常の遮光部及び透過部の透過率欠陥抽出閾値９ａ、９ｂとによって形成される透過率欠陥域１０ａ、１０ｂを用いることで、検査領域によらず透過率欠陥を検出できる。つまり、この透過率欠陥域１０ａ、１０ｂに入っていれば、検査領域によらず透過率欠陥があると判断できる。
上記検査方法によれば、透過率自体の直接検査を行うことができ、したがって、グレートーン部における透過率保証を行うことができる。
また、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）を満たす感度を得ることが可能である。
また、パターンの比較に基づくパターン欠陥信号ではなく、透過率信号について予め設けた透過率欠陥抽出閾値を用いているので、比較検査において透過率信号同士の差信号をとることによって問題となる微細パターンに特有のベース信号レベルの増幅の問題（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を満たす感度を得ることが可能である。
さらに、比較対象物を必要としないため、単眼による検査が可能である。さらに、グレートーン部用の透過率欠陥抽出閾値を変更することによって、ユーザーが使用するグレートーンマスクの露光条件に合わせた透過率保証が可能となる。
【０００６】
しかしながら、上記のような方法を用いて、図１（１）のような微細パターンからなるグレートーン部の透過率を矢印方向に走査して測定した場合、本来、微細パターン領域の透過率が均一に例えば５０％となるべきところ、図１（２）のように微細パターンの形状に沿って透過率が変動してしまう場合があり、このような変動が起こると、グレートーン部における透過率欠陥の閾値（上限側８ａ、下限側８ｂ）を越えてしまい、透過率の疑似欠陥として検出されてしまうため、実質的に透過率欠陥の検出が不可能となる問題があった。このことは、検査装置において得られるグレートーン部の透過率特性と、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グレートーン部の透過率特性とが、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ことによって起こると考えられる。従って、転写に用いられる露光装置の設定条件では、グレートーン部は均一な透過率（例えば５０％）となるはずのものが、検査装置の透過率信号ではそうならないケースが考えられるのである。また、同様の問題が、例えば、ＴＦＴチャンネル部形成用フォトマスク等の微細パターンを有するフォトマスクや、線幅が３μｍ以下のライン＆スペースのような微細かつ高精度なパターンを有するフォトマスクについても言える。
【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、図１（２）のように微細パターンの形状に沿って透過率が変動することによって透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所がある場合であっても、この箇所を疑似欠陥として検出することなく検査することが可能な欠陥検査方法及び欠陥検査装置の提供等を目的とする。
【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） 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グレートーン部とを有するグレートーンマスクであって、前記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からなるグレートーンマスクにおけるグレートーン部の欠陥検査方法であって、
前記グレートーン部を走査して透過率信号を得る工程と、
前記透過率信号に、前記グレートーンマスクの使用時におけるグレートーン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、予め設けられたグレートーン部における透過率欠陥の閾値を超えた場合にグレートーン部において欠陥が発生したと判断する工程と、
を含むことを特徴とするグレートーンマスクの欠陥検査方法。
（構成２） 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グレートーン部とを有するグレートーンマスクであって、前記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からなるグレートーンマスクにおけるグレートーン部の欠陥検査方法であって、
前記グレートーン部を走査して透過率信号を得る工程と、
前記透過率信号に周期的な変動がある場合に、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施す工程と、
前記ぼかし処理後の透過率信号が、予め設けられたグレートーン部における透過率欠陥の閾値を超えた場合にグレートーン部において欠陥が発生したと判断する工程と、
を含むことを特徴とするグレートーンマスクの欠陥検査方法。
（構成３） 遮光部と、透過部と、微細パターン部と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、
前記透過率信号に周期的な変動がある場合に、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施す工程と、
前記ぼかし処理後の透過率信号が、予め設けられた微細パターン部における透過率の閾値を超えた場合に微細パターン部において欠陥が発生したと判断する工程と、
を含むことを特徴とするフォトマスクの欠陥検査方法。
（構成４） 前記微細パターン部が、透過率信号に（周期的な）変動があるため、予め設けられた微細パターン部における透過率欠陥の閾値を超えてしまい、透過率の疑似欠陥として検出されてしまう微細パターンであることを特徴とする構成３記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
（構成５） 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グレートーン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、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、透過率信号を検出する手段と、
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グレートーン部の透過率特性に近似させる修正処理を施す手段（例えば前記透過率信号に周期的な変動がある場合に、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施す手段）と、前記透過率信号について、少なくともグレートーン部における透過率欠陥の閾値を設定する手段と、
前記閾値を超えた場合にグレートーン部において透過率欠陥が発生したと判断する手段と、
を有することを特徴とする欠陥検査装置。
（構成６） 遮光部と、透過部と、通常検査が困難な微細パターン部とを有するフォトマスクの欠陥検査装置であって、
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、透過率信号を検出する手段と、
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グレートーン部の透過率特性に近似させる修正処理を施す手段（例えば前記透過率信号に周期的な変動がある場合に、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施す手段）と、前記透過率信号について、少なくとも微細パターン部における透過率の閾値を設定する手段と、
前記閾値を超えた場合に微細パターン部において欠陥が発生したと判断する手段と、
を有することを特徴とする欠陥検査装置。
（構成７） 構成１又は２記載の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。
（構成８） 構成３又は４記載の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フォトマスクの製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のグレートーンマスクの検査方法及び検査装置によれば、グレートーン部を走査して得られる透過率信号について、透過率信号に図１（２）のような周期的な変動がある場合に、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施すことによって、図１（３）のような透過率信号とすることができ、本来の透過率特性（グレートーンマスク使用時の透過率特性）である例えば５０％付近の均一な透過率信号に修正することができる。そして、この信号をもとに欠陥検査を行うことにより、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所を疑似欠陥として検出することなく検査することが可能である。従って、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所について透過率保証が可能となる。
尚、本発明のぼかし処理とは、測定領域において最も信号が平坦化するようなポイントに、得られた信号をぼかす処理であり、このぼかし処理は、従来から画像処理において用いられているぼかし機能等を利用することができる。
また、本発明では、上記ぼかし処理と同様の効果が得られればよいので、グレートーン部を走査して得られる透過率信号について、グレートーンマスクの使用時におけるグレートーン部の透過率特性に近似させる修正処理を施す場合が含まれる。
【００１０】
本発明において、上記グレートーン部における透過率欠陥の閾値は、図５に示すグレートーン部に特有のベース信号レベル１６を超えるレベルに透過率欠陥抽出閾値を設定することが好ましい。これにより、グレートーン部に特有のベース信号レベルの影響を排除できる。この場合、透過率欠陥抽出閾値はベース信号レベル１６の中心値を基準に設けることが好ましい。また、グレートーン部の許容透過率の上限及び下限に透過率欠陥抽出閾値を設定することによって、グレートーン部の透過率保証が可能となる。
尚、通常の半導体用グレートーンマスクはサイズが小さいのである程度手間や時間がかかっても顕微鏡と一体化された透過率検査機等によってグレートーン部等の透過率検査を行うことが可能であるが、ＬＣＤ製造用グレートーンマスクの場合、サイズが大きくその分上述したぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所も多いのでこのような検査方法では工程負担が極めて大きく実際上このような透過率検査は困難であり、したがって、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必要不可欠である。
このようなことは、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）製造用マスクに限らず、他の表示ディ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。他の表示ディ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。
【００１１】
また、本発明のフォトマスクの製造方法及び製造装置によれば、例えば、フォトマスクにおける線幅が３μｍ以下のライン＆スペースのような微細かつ高精度なパターンについても、パターン部を走査して得られる信号をぼかし処理することによりある均一な透過率を得て、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ィバイス製造用フォトマスクであって、ＴＦＴチャン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。
【００１２】
【実施例】
以下、グレートーン部を有するグレートーンマスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置について具体的に説明する。
（実施例１）
実施例１においては、図２（１）のように、グレートーン部（透過率３０％）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、次のような構成の装置である。
欠陥検査装置は、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、透過率信号を検出する手段を有する。具体的には、例えば、マスクの一側に設けられた平行光源（レンズに対応するスポット光源又はマスク全面照射光源）と、マスクの他側に設けられた受光レンズと、マスクとレンズとを相対的に移動させマスク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）とを有し、これらによって、走査方向に沿って透過光をレンズで受光する。また、例えば、レンズユニット内に配置されたＣＣＤラインセンサによって、透過率信号を検出する。
また、この欠陥検査装置は、検出された透過率信号をぼかし処理するための機能を備えている．
【００１３】
透過率信号は、グレートーン部の透過率欠陥抽出閾値及び通常部の透過率欠陥抽出閾値を有する欠陥検出回路に送られ、透過率欠陥が判定される。欠陥検出回路では、ある一定時間中間域の透過率を有する透過率信号が、グレートーン部用透過率欠陥抽出閾値の上限又は下限を超えた場合、グレートーン部の透過率欠陥と判定する。また、ある一定時間透過率０％近辺にある透過率信号が、遮光部用透過率欠陥抽出閾値より高い場合、遮光部の透過率欠陥と判定する。同様に、ある一定時間透過率１００％近辺にある透過率信号が、透過部用透過率欠陥抽出閾値より低い場合、透過部の透過率欠陥と判定する。これらの場合、エッジ信号等を透過率欠陥と判定することがない。また、いずれの閾値で検出したかによって、いずれの領域に発生した欠陥であるか判断できる。
【００１４】
このような装置を用いて次のような手順で欠陥検査を行った。
まず、グレートーン部に検査装置のレンズを図２（１）の矢印の方向に走査し、レンズユニット内に配置されたＣＣＤラインセンサによって透過率信号を検出した。このときの透過率信号を図２（２）に示す。
次に、上記装置に備えられたぼかし処理機能を用いて、ぼかし処理を行った。このぼかし処理においては、まず、透過率が３０％で一定の透過率信号となるような最良のぼかし点を決定するために、図２（３）に示されるようにぼかし量を変化させた実験を行い、図２（４）を最良のぼかし点として決定した。そして、このフィルタ係数をかけることによってぼかし処理を行った。
次に、図２（４）のように、前記工程で決定されたぼかし処理後の透過率信号にて、検査を行なったところ、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所を疑似欠陥として検出することなく検査することが可能であった。従って、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所について透過率保証が可能となった。
【００１５】
（実施例２）
実施例２においては、検査するグレートーン部が、図３（１）のような線幅のエラーのあるグレートーン部であること以外は、実施例１と同様の方法を用いての検査を行った。
図３（２）は、図３（１）のグレートーン部を矢印の方向に走査したときの透過率信号である。
図３（３）は、その透過率信号にぼかし処理を加えた透過率信号である。
予め、グレートーン部に特有のべース信号レベルを超えるレベルに設定された欠陥閾値を用いて検査を行ったところ、図３（４）に示されるように、線幅のエラーに基づく透過率欠陥が検出できた。また、実施例１と同様にぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所を疑似欠陥として検出することなく検査することが可能であった。これらのことから、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所について透過率保証及び線幅保証が可能となった。
【００１６】
（実施例３）
実施例３においては、ライン＆スペース状のグレートーン部（透過率５０％）に、微小突起欠陥（黒欠陥）がある場合について、実施例２と同様の方法を用いて検査を行った。その結果、図３（４）に示されるのと同様にして、微小突起欠陥に基づく透過率欠陥が検出できた。
【００１７】
なお、本発明は上述した実施の形態等に限定されるものではない。
上記実施例では、グレートーン部のみの欠陥検査について述べたが、先に特願２００１−２４４０７１号の説明箇所に記載したように、遮光部及び透光部の透過率欠陥検査を同時に行っても良い。但し、遮光部及び透光部の検査においては、ぼかし処理は必要としない。
また、上記実施例においては、グレートーンマスクのグレートーン部の検査について述べたが、本発明はそれに限らず、例えば、ＴＦＴチャンネル部形成用フォトマスク等、上記グレートーン部と同様の微細パターンを含むフォトマスクについても適用可能である。その場合についても、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所を、疑似欠陥として検出せずに高精度な欠陥検査を行うことが可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検査装置において得られた透過率信号に、グレートーンマスク使用時の透過率特性に近似させるような修正処理を施すことから、グレートーン部の高精度な欠陥の保証及び透過率の保証が可能となる。また、グレートーンマスクのグレートーン部や微細パターンを含むフォトマスクについて、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所を疑似欠陥として検出することなく検査することが可能となる。従って、ぼかし処理をしない場合に透過率信号の疑似欠陥として検出されてしまう箇所について透過率保証が可能となる。
また、グレートーンマスクのグレートーン部や微細パターンを含むフォトマスクについて、線幅エラーの検出や微小突起欠陥の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の欠陥検査方法の概要を説明するための図である。
【図２】実施例１における欠陥検査方法を説明するための図である。
【図３】実施例２における欠陥検査方法を説明するための図である。
【図４】本願出願人による先の出願に係る欠陥検査方法を説明するための図である。
【図５】グレートーン部に特有のベース信号レベルを説明するための図である。
【図６】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７】従来の欠陥検査方法を説明するための図である。
【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 透過部
３ｃ 半透過膜
５ グレートーン部
７ 透過率信号
８ａ グレートーン部用の透過率欠陥抽出閾値（上限）
８ｂ グレートーン部用の透過率欠陥抽出閾値（下限）
９ａ 透過部用の透過率欠陥抽出閾値
９ｂ 遮光部用の透過率欠陥抽出閾値
１１ 白欠陥
１２ 黒欠陥
１３ 透過率信号
Claims (4)
- 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グレートーン部とを有するグレートーンマスクであって、前記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からなるグレートーンマスクにおけるグレートーン部の欠陥検査方法であって、
前記グレートーン部を走査して透過率信号を得る工程と、
前記透過率信号に、前記グレートーンマスクの使用時におけるグレートーン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、予め設けられたグレートーン部における透過率欠陥の閾値を超えた場合にグレートーン部において欠陥が発生したと判断する工程と、
を含むことを特徴とするグレートーンマスクの欠陥検査方法。 - 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グレートーン部とを有するグレートーンマスクであって、前記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からなるグレートーンマスクにおけるグレートーン部の欠陥検査方法であって、
前記グレートーン部を走査して透過率信号を得る工程と、
前記透過率信号に周期的な変動がある場合に、その信号を平坦化するためのぼかし処理を施す工程と、
前記ぼかし処理後の透過率信号が、予め設けられたグレートーン部における透過率欠陥の閾値を超えた場合にグレートーン部において欠陥が発生したと判断する工程と、
を含むことを特徴とするグレートーンマスクの欠陥検査方法。 - 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グレートーン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、
グレートーン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、透過率信号を検出する手段と、
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グレートーン部の透過率特性に近似させる修正処理を施す手段と、
前記透過率信号について、少なくともグレートーン部における透過率欠陥の閾値を設定する手段と、
前記閾値を超えた場合にグレートーン部において透過率欠陥が発生したと判断する手段と、
を有することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項１又は２記載の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。
Priority Applications (3)
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