JP4480002B2 - ムラ欠陥検査方法及び装置、並びにフォトマスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ムラ欠陥検査方法、ムラ欠陥検査装置、及びフォトマスクの製造方法に関する。

従来、半導体装置、撮像デバイス及び表示デバイス等の製造工程におけるパターン形成に用いられるフォトマスクとしては、ガラス等の透明基板上に、クロム等の遮光膜が所望のパターンに部分的に除去されて構成されたものが知られている。

このフォトマスクの製造方法は、透明基板上に遮光膜を形成し、この遮光膜上にレジスト膜を形成した後、レジスト膜に電子線又はレーザによって描画を施すことにより所定のパターンを露光し、その後、描画部と非描画部とを選択的に除去してレジストパターンを形成後、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成し、最後に残存レジストを除去してフォトマスクを得る。

電子線又はレーザによる走査によってレジスト膜に直接描画を施す描画装置の方式は、大別してラスタスキャン方式とベクタスキャン方式がある。ラスタスキャン方式は、描画エリア全面をビーム(電子線或いはレーザ)が走査して、パターン部分に達するとビームがＯＮとなり描画を行う方式である。ビームの走査は一定のスキャン幅でＹ方向ヘスキャンされ、Ｙ方向へのスキャンが終了するとＸ方向にビームが送られ、これが繰り返されることにより描画領域全面がスキャンされる。

一方、ベクタースキャン方式は、複数のスキャン領域(描画単位)毎に、当該スキャン領域内のパターン形成部分のみにビームが走査する方式であり、ひとつのパターンを走査し終わるとビームをＯＦＦとし、同じスキャン領域内の次のパターンにビームが移動し、再びＯＮとしてそのパターンを走査する。ひとつのスキャン領域内の図形を全て描画し終わると、ＸＹテーブルの移動により次のスキャン領域ヘビームが移動される。

上述の何れの描画方式を用いた場合においても、ビームのスキャン幅やビーム径に描画の繋ぎ目が存在し、そのような繋ぎ目に発生するバッティングエラー等の描画不良によるエラーが、描画単位毎に周期的に発生してしまうという問題がある。

特に、固体撮像装置(ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等)の撮像デバイスや、液晶表示パネル等の表示デバイス等の映像デバイスを製造するためのフォトマスクのように、画素パターンに対応して規則的に配列された繰り返しパターンを有するものの場合には、上述のような描画不良による周期的なエラーは、各々のエラーが目視できない大きさ(例えば、数十ｎｍのサイズ)であっても、規則的な繰り返しパターン上に周期的なエラーが発生することで、すじ状の連続したエラーとなって目視可能となってしまう。この結果、撮像デバイスや表示デバイスにおいて感度ムラまたは表示ムラ等のムラ欠陥が発生し、デバイスの性能が低下するという問題を生ずる。上述の例のように、規則的に配列したパターンに意図せずに発生した規則的エラーを「ムラ欠陥」と称する。

ところで、フォトマスクの品質を保証するための検査として、パターンの線幅検査、パターン欠陥検査及び異物検査が従来から一般的に行われている。しかしながら、上述の検査は、フォトマスク上の局所的な欠陥を検査するものであるため、前述のようなフォトマスクのムラ欠陥のように、フォトマスクの広い領域において始めて認識されるような欠陥については検出することが困難である。このため、ムラ欠陥は、目視による主観的な検査によって実施されている。

一方、映像デバイス基板(例えば、液晶ＴＦＴ基板等)において、ムラ欠陥を検査する装置が、例えば特許文献１に開示されている。このムラ欠陥検査装置は、基板表面に光を照射し、この表面に形成されたパターンのエッジ部からの散乱光を観察することによって、ムラ欠陥を検出するものである。
特開平１０−３００４４７号公報

しかしながら、上述のような目視によるムラ欠陥の検査では、検査を行う作業者によって検査結果にばらつきが生ずる等の理由から、フォトマスクのムラ欠陥を高精度に検出できず、この結果、デバイスの歩留まりが低下してしまう課題がある。

また、フォトマスクを用いて製造したデバイスにおいては、デバイスのムラ欠陥は、フォトマスクが要因となる場合のみならず、例えばフォトマスクの繋ぎ合わせ露光によるもの等他の要因も考えられる。特許文献１に記載のデバイスのムラ欠陥検査装置の場合には、検出されたムラ欠陥の原因を特定することが困難である。

更に、特許文献１に記載のムラ欠陥検査装置は、ムラ欠陥を検出することはできるものの、例えば検査を必要とするムラ欠陥と、検査を必要としないムラ欠陥とを識別する等のようにムラ欠陥を定性的に評価したり、ムラ欠陥を、その強度に基づいて定量的に評価するものではない。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、被検査体の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥を定性的且つ定量的に評価して、当該ムラ欠陥を高精度に検出できるムラ欠陥検査方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、被検査体の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥を定性的且つ定量的に評価して、当該ムラ欠陥を高精度に検出できるムラ欠陥検査装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、フォトマスクの繰り返しパターンに発生するムラ欠陥を定性的且つ定量的に評価して、当該ムラ欠陥を高精度に検出できるフォトマスクの製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明に係るムラ欠陥検査方法は、多数の単位パターンが規則的に配列された繰り返しパターンを有する被検査体の上記繰り返しパターンに発生したムラ欠陥を検査するムラ欠陥検査方法において、上記被検査体の上記繰り返しパターンに発生したムラ欠陥を検出する検出工程と、この検出工程により検出された上記被検査体のムラ欠陥のムラ欠陥検出データと、所定の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥の種類毎に、当該ムラ欠陥の強度を段階的に変更して割り振った複数の疑似ムラ欠陥のそれぞれに対し相関関係にある複数の疑似ムラ欠陥検出データとを比較して、上記被検査体のムラ欠陥を評価する評価工程と、を有することを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明に係るムラ欠陥検査方法は、請求項１に記載の発明において、上記評価工程は、所定の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥の種類毎に、当該ムラ欠陥の強度を段階的に変更して割り振った複数の疑似ムラ欠陥をそれぞれ有する複数の繰り返しパターンが基板上に形成されたムラ欠陥検査マスクを用い、このムラ欠陥検査マスクの各疑似ムラ欠陥を検出したときの、当該疑似ムラ欠陥と相関関係にある疑似ムラ欠陥検出データと、検出工程にて検出された被検査体のムラ欠陥におけるムラ欠陥検出データとを比較することを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明に係るムラ欠陥検査方法は、請求項１又は２に記載の発明において、上記評価工程は、疑似ムラ欠陥を有する繰り返しパターンを転写した被転写パターンがデバイスに形成されたときに、このデバイスについて定められたムラ欠陥のレベル分けされた強度を基準として設定された検出水準を指標として、被検査体のムラ欠陥の強度を評価することを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明に係るムラ欠陥検査方法は、請求項１又は２に記載の発明において、上記評価工程は、疑似ムラ欠陥を有する繰り返しパターンを転写した被転写パターンがデバイスに形成されたときに、このデバイスについて定められたムラ欠陥の許容強度を基準として設定された検出閾値を指標として、被検査体のムラ欠陥の強度を評価することを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明に係るムラ欠陥検査方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、上記ムラ欠陥の種類は、繰り返しパターンにおける単位パターンの線幅の異常に基づくＣＤムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの間隔の異常に基づくピッチムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの位置ずれに基づくバッティングムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの形状欠陥に基づくディフェクトムラ欠陥の少なくとも一つであることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明に係るムラ欠陥検査方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、上記被検査体が、映像デバイスまたはこの映像デバイスを製造するためのフォトマスクであることを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明に係るムラ欠陥検査装置は、多数の単位パターンが規則的に配列された繰り返しパターンを有する被検査体の上記繰り返しパターンに発生したムラ欠陥を検査するムラ欠陥検査装置において、上記被検査体の上記繰り返しパターンに発生したムラ欠陥を検出する検出手段と、この検出手段により検出された上記被検査体のムラ欠陥のムラ欠陥検出データと、所定の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥の種類毎に、当該ムラ欠陥の強度を段階的に変更して割り振った複数の疑似ムラ欠陥のそれぞれに対し相関関係にある複数の疑似ムラ欠陥検出データとを比較して、上記被検査体のムラ欠陥を評価する評価手段と、を有することを特徴とするものである。

請求項８に記載の発明に係るムラ欠陥検査装置は、請求項７に記載の発明において、上記評価手段は、所定の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥の種類毎に、当該ムラ欠陥の強度を段階的に変更して割り振った複数の疑似ムラ欠陥をそれぞれ有する複数の繰り返しパターンが基板上に形成されたムラ欠陥検査マスクを用い、このムラ欠陥検査マスクの各疑似ムラ欠陥を検出したときの、当該疑似ムラ欠陥と相関関係にある疑似ムラ欠陥検出データと、検出手段にて検出された被検査体のムラ欠陥におけるムラ欠陥検出データとを比較することを特徴とするものである。

請求項９に記載の発明に係るムラ欠陥検査装置は、請求項７又は８に記載の発明において、上記評価手段は、疑似ムラ欠陥を有する繰り返しパターンを転写した被転写パターンがデバイスに形成されたときに、このデバイスについて定められたムラ欠陥のレベル分けされた強度を基準として設定された検出水準を指標として、被検査体のムラ欠陥の強度を評価することを特徴とするものである。

請求項１０に記載の発明に係るムラ欠陥検査装置は、請求項７又は８に記載の発明において、上記評価手段は、疑似ムラ欠陥を有する繰り返しパターンを転写した被転写パターンがデバイスに形成されたときに、このデバイスについて定められたムラ欠陥の許容強度を基準として設定された検出閾値を指標として、被検査体のムラ欠陥の強度を評価することを特徴とするものである。

請求項１１に記載の発明に係るムラ欠陥検査方法は、請求項７乃至１０のいずれかに記載の発明において、上記ムラ欠陥の種類は、繰り返しパターンにおける単位パターンの線幅の異常に基づくＣＤムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの間隔の異常に基づくピッチムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの位置ずれに基づくバッティングムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの形状欠陥に基づくディフェクトムラ欠陥の少なくとも一つであることを特徴とするものである。

請求項１２に記載の発明に係るムラ欠陥検査方法は、請求項７乃至１１のいずれかに記載の発明において、上記被検査体が、映像デバイスまたはこの映像デバイスを製造するためのフォトマスクであることを特徴とするものである。

請求項１３に記載の発明に係るフォトマスクの製造方法は、透光性基板上に所定の遮光膜パターンを備えたフォトマスクを製造するフォトマスクの製造方法において、上記透光性基板上に、多数の単位パターンが規則的に配列された繰り返しパターンからなる遮光膜パターンを形成する遮光膜パターン形成工程と、上記繰り返しパターンに発生したムラ欠陥を、請求項１乃至６のいずれかに記載のムラ欠陥検査方法を実施して検査するムラ欠陥検査工程と、を有することを特徴とするものである。

被検査体における繰り返しパターンに発生したムラ欠陥のムラ欠陥検出データと、所定の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥の種類毎に、当該ムラ欠陥の強度を段階的に変更して割り振った複数の疑似ムラ欠陥のそれぞれに対し相関関係にある複数の疑似ムラ欠陥検出データとを比較して、上記被検査体のムラ欠陥を評価することから、被検査体のムラ欠陥を、ムラ欠陥の種類毎に定性的に評価でき、且つムラ欠陥の強度に応じて定量的に評価できるので、被検査体のムラ欠陥を高精度に検出できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係るムラ欠陥検査装置の一実施の形態の構成を示す斜視図である。図２は、図１におけるフォトマスクのチップにおける繰り返しパターンを示す平面図である。

この図１に示すムラ欠陥検査装置１０は、被検査体としてのフォトマスク５０の表面に形成された繰り返しパターン５１（図２）に発生するムラ欠陥を検出するものであり、ステージ１１、光源１２、受光器１３、解析装置１４、及び評価手段としての評価装置１５を有して構成される。受光器１３及び解析装置１４が検出手段として機能する。また、解析装置１４と評価装置１５は、同一のまたは異なったパーソナルコンピュータにより実現される。上記フォトマスク５０は、映像デバイスを製造するための露光マスクである。

ここで、映像デバイスは、多数の画素パターンが最終的に画像処理または画面表示されるようなデバイスであり、撮像デバイスと表示デバイスが挙げられる。撮像デバイスはＣＣＤ、ＣＭＯＳ、ＶＭＩＳなどの固体撮像装置が代表的なものである。また、表示デバイスは、液晶表示装置、プラズマ表示装置、ＥＬ表示装置、ＬＥＤ表示装置、ＤＭＤ表示装置が代表的なものである。従って、撮像デバイスの撮像面を形成する上記画素パターンは、具体的には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの受光部を形成する繰り返しパターンである。また、表示デバイスの表示面を形成する画素パターンは、具体的には、液晶表示パネルの薄膜トランジスタや対向基板、カラーフィルタなどの繰り返しパターンである。

上記フォトマスク５０は、ガラスなどの透明基板５２上にクロム膜などの遮光膜が設けられ、この遮光膜が所望の繰り返しパターン５１（図２）で部分的に除去されたものである。この繰り返しパターン５１は、上記映像デバイスの多数の画素パターンをリソグラフィー法を用いて転写するのに用いられるパターンであり、画素パターンに対応して単位パターン５３が規則的に配列されて構成される。図１における符号５５は、繰り返しパターン５１が形成されてなるチップを示し、フォトマスク５０に５×５個程度設けられる。

このフォトマスク５０の製造方法は、多数の単位パターン５３が規則的に配列された繰り返しパターン５１からなる遮光膜パターンを形成する遮光膜パターン形成工程と、繰り返しパターン５１に発生したムラ欠陥を、ムラ欠陥検査装置１０を用いたムラ欠陥検査方法を実施して検査するムラ欠陥検査工程とを有するものである。

遮光膜パターン形成工程は、まず、透明基板５２上に遮光膜を形成し、その遮光膜上にレジスト膜を形成する。次に、このレジスト膜に描画機における電子線またはレーザのビームを照射して描画を施し、所定のパターンを露光する。次に、描画部と非描画部を選択的に除去してレジストパターンを形成する。その後、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングし、この遮光膜に、多数の単位パターン５３からなる繰り返しパターン５１を形成して遮光膜パターンを形成する。

上述の遮光膜パターン形成工程では、電子線またはレーザのビームの走査により、レジスト膜に描画を施す際に、ビームのスキャン幅やビームの径に依存して描画に繋ぎ目が生じ、この繋ぎ目に、描画不良によるエラーが描画単位ごとに周期的に発生することがあり、これが前記ムラ欠陥発生の原因となってしまう。このムラ欠陥はＣＤムラ欠陥、ピッチムラ欠陥、バッティングムラ欠陥及びディフェクトムラ欠陥が代表的なものである。

ＣＤムラ欠陥５６は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、繰り返しパターン５１における単位パターン５３の線幅の異常に基づくものであり、描画機のビーム強度がばらつくこと等によって単位パターン５３が細くなったり、太くなることにより発生するムラ欠陥である。
また、ピッチムラ欠陥５７は、図３（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、繰り返しパターン５１における単位パターン５３の配列間隔の異常に基づくものであり、描画の繋ぎ目に位置ずれが発生することによって、繰り返しパターン５１における単位パターン５３の間隔が部分的に異なってしまうことにより発生するムラ欠陥である。

バッティングムラ欠陥５８は、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、繰り返しパターン５１における単位パターン５３の位置ずれに基づくものである。このバッティングムラ欠陥５８は、ビームによる描画の繋ぎ目に位置ずれが発生することによって、繰り返しパターン５１における単位パターン５３の位置が、他の単位パターン５３に対してずれてしまうことにより発生するムラ欠陥(パターン外バッティングムラ欠陥)であり、または同一の単位パターン５３内においてずれてしまうことにより発生するムラ欠陥(パターン内バッティングムラ欠陥)である。

また、ディフェクトムラ欠陥５９は、図４（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、繰り返しパターン５１における単位パターン５３の形状欠陥に基づくものであり、描画の繋ぎ目に単位パターン５３が存在し、この繋ぎ目が重なってオーバー露光となることにより発生するムラ欠陥(突起)、繋ぎ目が離れてアンダー露光となることにより発生するムラ欠陥(クワレ)である。

図１に示す前記ムラ欠陥検査装置１０は、検出が必要な上述の代表的な４つのムラ欠陥（ＣＤムラ欠陥５６、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８、ディフェクトムラ欠陥５９）を検出するものである。このムラ欠陥検査装置１０の前記ステージ１１は、フォトマスク５０を載置する台である。また、前記光源１２は、ステージ１１の一方側上方に配置されて、フォトマスク５０の表面の繰り返しパターン５１へ斜め上方から光を照射するものである。

前記受光器１３は、ステージ１１の他方側上方に配置されて、フォトマスク５０の繰り返しパターン５１から反射された反射光、特に、繰り返しパターン５１における単位パターン５３のエッジ部にて散乱された散乱光を受光して受光データに変換するものである、例えば、この受光器１３は、ＣＣＤラインセンサまたはＣＣＤエリアセンサ等の撮像センサが用いられる。受光器１３により変換された受光データにおいては、フォトマスク５０の繰り返しパターン５１にムラ欠陥が生じていると、受光データの規則性に乱れが生じる。前記解析装置１４が上記受光データを解析してムラ欠陥検出データとし、ムラ欠陥を検出する。

フォトマスク５０の製造方法における前記ムラ欠陥検査工程は、ムラ欠陥検査装置１０の光源１２からフォトマスク５０の繰り返しパターン５１へ光を照射し、繰り返しパターン５１の単位パターン５３のエッジ部にて散乱した散乱光を受光器１３が受光し、受光データを解析装置１４が解析してムラ欠陥を検出し、このムラ欠陥を評価装置１５が後述の如く評価するムラ欠陥検査装置１０を用いたムラ欠陥検査方法を実施することによって、フォトマスク５０の繰り返しパターン５１に発生したムラ欠陥を検査（検出）する。

さて、ムラ欠陥検査装置１０の受光器１３及び解析装置１４により決定される当該ムラ欠陥検査装置１０の検出感度は、図５〜図８に示すムラ欠陥検査マスク１６、１７、１８、１９における疑似ムラ欠陥６６、６７、６８、６９を、当該ムラ欠陥検査装置１０が検出することによって適切であるか否かが確認され、または、検出感度が不適切である場合には、確認後適切な検出感度となるように調整される。このムラ欠陥検査マスクは、ＣＤムラ欠陥検査マスク１６（図５）、ピッチムラ欠陥検査マスク１７（図６）、バッティングムラ欠陥検査マスク１８（図７）及びディフェクトムラ欠陥検査マスク１９（図８）である。

これらのムラ欠陥検査マスク１６、１７、１８、１９は、所定の繰り返しパターン６１に発生するムラ欠陥の種類毎に、当該ムラ欠陥の強度を段階的に変更して割り振った複数の疑似ムラ欠陥６６、６７、６８、６９をそれぞれ有する複数の繰り返しパターン６１が形成されてなるチップ６５が、透明基板６２上に形成されて構成されたものである。上記繰り返しパターン６１は、透明基板６２上のクロム膜などの遮光膜に形成されたものである。

図５に示すＣＤムラ欠陥検査マスク１６は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す検出が必要なＣＤムラ欠陥５６を疑似的に発生させたムラ欠陥検査マスクである。このＣＤムラ欠陥検査マスク１６は、多数の単位パターン６３が配列された繰り返しパターン６１を備えた複数のチップ６５が、透明基板６２の縦横に配置されている。横方向に並べられた各チップ６５には、繰り返しパターン６１における単位パターン６３の線幅の変化量αをα１、α２、α３、α４、α５（α１＜α２＜α３＜α４＜α５；単位ｎｍ）ずつ変化させた(太らせた)疑似ムラ欠陥６６が挿入されている。

縦方向に並べられた各チップ６５には、疑似ムラ欠陥６６の挿入列数（挿入領域）がａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５（ａ１＜ａ２＜ａ３＜ａ４＜ａ５）と段階的に変更（増加）して挿入されている。上記疑似ムラ欠陥６６のサイズα１、α２、α３、α４及びα５の相違と、疑似ムラ欠陥６６の挿入列数がａ１、ａ２、ａ３、ａ４及びａ５の相違により、ＣＤムラ欠陥検査マスク１６における疑似ムラ欠陥６６の強度が段階的に変更して割り振られたものとなっている。尚、例えば上記ａ５は、チップ６５の三分の１または半分の面積を意味するものでもよい。

図６に示すピッチムラ欠陥検査マスク１７は、図３（Ｃ）及び（Ｄ）に示す検出が必要なピッチムラ欠陥５７を疑似的に発生させたムラ欠陥検査マスクである。このピッチムラ欠陥検査マスク１７も、多数の単位パターン６３が配列された繰り返しパターン６１を備えた複数のチップ６５が、透明基板６２の縦横に配置されている。横方向に並べられた各チップ６５には、繰り返しパターン６１における単位パターン６３の配列間隔ずれ量βをβ１、β２、β３、β４、β５（β１＜β２＜β３＜β４＜β５；単位ｎｍ）ずつ段階的に異ならせた疑似ムラ欠陥６７が挿入されている。

縦方向に並べられた各チップ６５には、疑似ムラ欠陥６７の挿入列数（挿入領域）がｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５（ｂ１＜ｂ２＜ｂ３＜ｂ４＜ｂ５）と段階的に変更（増加）して挿入されている。上記疑似ムラ欠陥６７の大小β１、β２、β３、β４及びβ５の相違と、疑似ムラ欠陥６７の挿入列数がｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４及びｂ５の相違とにより、ピッチムラ欠陥検査マスク１７における疑似ムラ欠陥６７の強度が段階的に変更して割り振られたものとなっている。尚、例えば上記ｂ５は、チップ６５の三分の一または半分の面積を意味するものでもよい。

図７に示すバッティングムラ欠陥検査マスク１８は、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す検出が必要なバッティングムラ欠陥５８を疑似的に発生させたムラ欠陥検査マスクである。このバッティングムラ欠陥検査マスク１８も、多数の単位パターン６３が配列された繰り返しパターン６１を備えた複数のチップ６５が、透明基板６２の縦横に配置されている。各チップ６５の上半分にパターン外のバッティング疑似ムラ欠陥６８が、下半分にパターン内のバッティング疑似ムラ欠陥６８がそれぞれ挿入されている。横方向に並べられた各チップ６５には、パターン外とパターン内のそれぞれの疑似ムラ欠陥６８について、繰り返しパターン６１における単位パターン６３の位置ずれ量γをγ１、γ２、γ３、γ４、γ５（γ１＜γ２＜γ３＜γ４＜γ５；単位ｎｍ）ずつ段階的に異ならせた疑似ムラ欠陥６８が挿入されている。

縦方向に並べられた各チップ６５には、パターン外とパターン内のそれぞれの疑似ムラ欠陥６８について、繰り返しパターン６１への挿入周期ｃがｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５（ｃ１＞ｃ２＞ｃ３＞ｃ４＞ｃ５；単位μｍ）と段階的に変更（疑似ムラ間の間隔が減少）して挿入されている。上記疑似ムラ欠陥６８のサイズγ１、γ２、γ３、γ４及びγ５の相違と、疑似ムラ欠陥６８の挿入周期ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４及びｃ５の相違とにより、バッティングムラ欠陥検査マスク１８における疑似ムラ欠陥６８の強度が段階的に変更して割り振られたものとなっている。

図８に示すディフェクトムラ欠陥検査マスク１９は、図４（Ｃ）及び（Ｄ）に示す検出が必要なディフェクトムラ欠陥５９を疑似的に発生させたムラ欠陥検査マスクである。このディフェクトムラ欠陥検査マスク１９も、多数の単位パターン６３が配列された繰り返しパターン６１を備えた複数のチップ６５が、透明基板６２の縦横に配置されている。各チップ６５に、単位パターン６３の形状欠陥である突起とクワレをそれぞれ備えた単位パターン６３が横方向に一列ずつ挿入されている。横方向に並べられた各チップ６５には、突起及びクワレのそれぞれのサイズδがδ１、δ２、δ３、δ４、δ５（δ１＜δ２＜δ３＜δ４＜δ５；単位ｎｍ）ずつ段階的に異ならせた（増加させた）疑似ムラ欠陥６９が挿入されている。

縦方向に並べられた各チップ６５には、反射率がディフェクトムラ欠陥５９に影響することを考慮して、単位パターン６３の間隔ｄがｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４（ｄ１＞ｄ２＞ｄ３＞ｄ４；単位μｍ）に段階的に変更（減少）して設定されている。上記疑似ムラ欠陥６９における突起及びクワレのサイズδ１、δ２、δ３、δ４及びδ５の相違と、単位パターン６３の間隔ｄ１、ｄ２、ｄ３及びｄ４の相違とにより、ディフェクトムラ欠陥検査マスク１９における疑似ムラ欠陥６９の強度が段階的に変更して割り振られたものとなっている。

上記ムラ欠陥検査マスクは、主に描画不良によって発生するムラを想定した疑似ムラ欠陥を有するムラ欠陥検査マスクであるが、レジストの現像、遮光膜のエッチングに起因したＣＤムラ欠陥を想定した疑似ムラ欠陥を有するムラ欠陥検査マスクを追加してもよい。

レジストの現像や遮光膜のエッチングに起因したＣＤムラ欠陥は、例えば、被処理基板の現像液やエッチング液のぬれ性が部分的に異なることによってその部分にＣＤエラーが起こり、主にこれが原因となって発生するものである。
図９に示すＣＤムラ欠陥検査マスク２０は、上述のようなレジストの現像や遮光膜のエッチングに起因したＣＤムラを疑似的に発生させたムラ欠陥検査マスクである。このＣＤムラ欠陥検査マスク２０も、多数の単位パターン６３が配列された繰り返しパターン６１を備えた複数のチップ６５が、透明基板６２の縦横に配置されている。

横方向に並べられた各チップ６５には、繰り返しパターン６１における中央部の円形領域７１に疑似ムラ欠陥７０を発生させ、その円形領域７１において、単位パターン６３の中心位置を変化させることなく、その単位パターン６３の寸法Ｘ(つまり線幅)を変化させ、その線幅の総変化量εをε１、ε２、ε３、ε４、ε５(ε１＜ε２＜ε３＜ε４＜ε５;単位ｎｍ)ずつ変化させた疑似ムラ欠陥７０が挿入されている。尚、前記円形領域７１は、半径が５等分に分けられた５つの領域(エリア1〜エリア５)を有しており、エリア1からエリア５に向けて線幅変化量が、等寸法で段階的に大きくなり、最も大きい変化量(エリア５の変化量)が総変化量εとなるように、線幅を変化させている。

縦方向に並べられた各チップ６５には、前記円形領域７１の直径eがe１、e２、e３、e４、e５(e１＜e２＜e３＜e４＜e５)と段階的に変更(増加)して設定されている。上記繰り返しパターン６１における疑似ムラ欠陥７０を発生させる円形領域７１における線幅の変化量の相違と、その円形領域７１のサイズ(直径ｅ)の相違により、ＣＤムラ欠陥検査マスク２０における疑似ムラ欠陥７０の強度が段階的変更して割り振られたものとなっている。

ところで、図１に示すムラ欠陥検査装置１０の前記評価装置１５は、受光器１３及び解析装置１４により検出された、フォトマスク５０の繰り返しパターン５１(図２)に発生したムラ欠陥を定性的且つ定量的に評価する。

つまり、この評価装置１５は、まず、フォトマスク５０の製造過程におけるレジスト膜上の描画工程で発生すると考えられるＣＤムラ欠陥５６(図３)、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８(図４)、ディフェクトムラ欠陥５９、レジストの現像や遮光膜のエッチングに起因したＣＤムラ欠陥(以下、「現像・エッチングＣＤムラ欠陥」と称する。)を、ムラ欠陥検査装置１０により検査が必要なムラ欠陥の種類として特定し、これらのムラ欠陥を疑似的に発生させた前述のＣＤムラ欠陥検査マスク１６(図５)、ピッチムラ欠陥検査マスク１７(図６)、バッティングムラ欠陥検査マスク１８(図７)、ディフェクトムラ欠陥検査マスク１９(図８)、及びＣＤムラ欠陥検査マスク２０(図９)を用意する。次に、評価装置１５は、ＣＤムラ欠陥検査マスク１６、ピッチムラ欠陥検査マスク１７、バッティングムラ欠陥検査マスク１８、ディフェクトムラ欠陥検査マスク１９、ＣＤムラ欠陥検査マスク２０の各疑似ムラ欠陥６６、６７、６８、６９、７０をムラ欠陥検査装置１０により検出したときの疑似ムラ欠陥検出データを取得し、これらの疑似ムラ欠陥検出データを、ＣＤムラ欠陥検査マスク１６の疑似ムラ欠陥６６毎、ピッチムラ欠陥検査マスク１７の疑似ムラ欠陥６７毎、バッティングムラ欠陥検査マスク１８の疑似ムラ欠陥６８毎、ディフェクトムラ欠陥検査マスク１９の疑似ムラ欠陥６９毎、ＣＤムラ欠陥検査マスク２０の疑似ムラ欠陥７０毎に相関関係を持たせて対応づけて記憶しておく。

そして、評価装置１５は、受光器１３及び解析装置１４により検出された、フォトマスク５０のムラ欠陥におけるムラ欠陥検出データと、上述の如く記憶された疑似ムラ欠陥検出データとを比較して、ムラ欠陥の種類（ＣＤムラ欠陥５６、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８、ディフェクトムラ欠陥５９、現像・エッチングＣＤムラ欠陥、またはこれら以外のムラ欠陥）を識別してムラ欠陥を定性的に評価し、更に、ムラ欠陥の強度を判定してムラ欠陥を定量的に評価する。

この評価装置１５によるムラ欠陥の強度の評価は、具体的には、各ムラ欠陥検査マスク１６、１７、１８、１９、２０に設定される検出水準Ａ、Ｂ及びＣ、または検出閾値Ｗを用いて実施される。

検出水準Ａ、Ｂ、Ｃは、ＣＤムラ欠陥検査マスク１６、ピッチムラ欠陥検査マスク１７、バッティングムラ欠陥検査マスク１８、ディフェクトムラ欠陥検査マスク１９、ＣＤムラ欠陥検査マスク２０のそれぞれにおける各疑似ムラ欠陥６６、６７、６８、６９、７０を有する繰り返しパターン６１を転写した被転写パターンが映像デバイスに形成されたときに、この映像デバイスについて定められたムラ欠陥のレベル分けされた強度を基準として設定されたものである。

例えば、この検出水準Ａ、Ｂ、Ｃは、図５に示すＣＤムラ欠陥検査マスク１６において、疑似ムラ欠陥６６のサイズがα１及びα２であり、且つ疑似ムラ欠陥６６の挿入列数がａ１及びａ２である疑似ムラ欠陥６６の強度を検出水準Ａとし、疑似ムラ欠陥６６のサイズがα３及びα４であり、且つ疑似ムラ欠陥６６の挿入列数がａ３及びａ４である疑似ムラ欠陥６６の強度を検出水準Ｂとし、疑似ムラ欠陥６６のサイズがα５であり、且つ疑似ムラ欠陥６６の挿入列数がａ５である疑似ムラ欠陥６６の強度を検出水準Ｃとしたものである。この検出水準Ａ、Ｂ、Ｃは、ピッチムラ欠陥検査マスク１７、バッティングムラ欠陥検査マスク１８、ディフェクトムラ欠陥検査マスク１９、ＣＤムラ欠陥検査マスク２０についても、上記ＣＤムラ欠陥検査マスク１６の場合と同様にして設定される。

評価装置１５は、受光器１３及び解析装置１４により検出されたフォトマスク５０のムラ欠陥（ＣＤムラ欠陥５６、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８、ディフェクトムラ欠陥５９、現像・エッチングＣＤムラ欠陥）におけるムラ欠陥検出データと、ＣＤムラ欠陥検査マスク１６、ピッチムラ欠陥検査マスク１７、バッティングムラ欠陥検査マスク１８、ディフェクトムラ欠陥検査マスク１９、ＣＤムラ欠陥検査マスク２０の各疑似ムラ欠陥６６、６７、６８、６９、７０に対し相関関係にある疑似ムラ欠陥検出データとを比較し、検出されたＣＤムラ欠陥５６、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８、ディフェクトムラ欠陥５９、現像・エッチングＣＤムラ欠陥の強度を上述の検出水準Ａ、Ｂ、Ｃを指標として判定し評価する。

つまり、検出されたＣＤムラ欠陥５６、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８、ディフェクトムラ欠陥５９、現像・エッチングＣＤムラ欠陥の強度は、上記評価装置１５によって、検出水準Ａ内にあれば検出水準Ａであると判定され、上記検出水準Ａよりも大きく且つ検出水準Ｂ内にあれば検出水準Ｂであると判定され、上記検出水準Ｂよりも大きく且つ検出水準Ｃ内にあれば検出水準Ｃであると判定されて評価される。

また、検出閾値Ｗは、ＣＤムラ欠陥検査マスク１６、ピッチムラ欠陥検査マスク１７、バッティングムラ欠陥検査マスク１８、ディフェクトムラ欠陥検査マスク１９、ＣＤムラ欠陥検査マスク２０のそれぞれにおける各疑似ムラ欠陥６６、６７、６８、６９、７０を有する繰り返しパターン６１を転写した被転写パターンが映像デバイスに形成されたときに、この映像デバイスについて定められたムラ欠陥の許容強度を基準として設定されたものである。例えば、この検出閾値Ｗは、図５に示すＣＤムラ欠陥検査マスク１６において、疑似ムラ欠陥６６のサイズがα３とα４との間で、且つ疑似ムラ欠陥６６の挿入列数がａ３とａ４との間に設定されたものである。この検出閾値Ｗは、ピッチムラ欠陥検査マスク１７、バッティングムラ欠陥検査マスク１８、ディフェクトムラ欠陥検査マスク１９、ＣＤムラ欠陥検査マスク２０においても、ＣＤムラ欠陥検査マスク１６の場合と同様にして設定される。

評価装置１５は、検出器１３及び解析装置１４により検出されたフォトマスク５０のムラ欠陥（ＣＤムラ欠陥５６、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８、ディフェクトムラ欠陥５９、現像・エッチングＣＤムラ欠陥）におけるムラ欠陥検出データと、ＣＤムラ欠陥検査マスク１６、ピッチムラ欠陥検査マスク１７、バッティングムラ欠陥検査マスク１８、ディフェクトムラ欠陥検査マスク１９、ＣＤムラ欠陥検査マスク２０の各疑似ムラ欠陥６６、６７、６８、６９、７０に対し相関関係にある疑似ムラ欠陥検出データとを比較し、検出されたＣＤムラ欠陥５６、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８、ディフェクトムラ欠陥５９、現像・エッチングＣＤムラ欠陥の強度を上記検出閾値Ｗを指標として判定する。つまり、評価装置１５は、検出されたＣＤムラ欠陥５６、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８、ディフェクトムラ欠陥５９、現像・エッチングＣＤムラ欠陥の強度が上記検出閾値Ｗよりも小さい場合には「ムラ欠陥良」と判定し、上記検出閾値Ｗよりも大きい場合には「ムラ欠陥不良」と判定して、ムラ欠陥の強度を評価する。

以上のように構成された上記実施の形態によれば、ムラ欠陥検査装置１０の評価装置１５が、受光器１３及び解析装置１４により検出された、フォトマスク５０における繰り返しパターン５１に発生したムラ欠陥（ＣＤムラ欠陥５６、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８、ディフェクトムラ欠陥５９、現像・エッチングＣＤムラ欠陥など）のムラ欠陥検出データと、ムラ欠陥検査マスク１６、１７、１８、１９、２０における所定の繰り返しパターン６１に発生するムラ欠陥の種類毎に、当該ムラ欠陥の強度を段階的に変更して割り振った複数の疑似ムラ欠陥６６、６７、６８、６９、７０のそれぞれに対し相関関係にある複数の疑似ムラ欠陥検出データとを比較して、フォトマスク５０のムラ欠陥を評価することから、このフォトマスク５０のムラ欠陥を、ムラ欠陥の種類（ＣＤムラ欠陥５６、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８、ディフェクトムラ欠陥５９、現像・エッチングＣＤムラ欠陥、またはこれら以外のムラ欠陥）毎に定性的に評価でき、且つムラ欠陥の強度に応じて、例えば検出水準Ａ、Ｂ、Ｃまたは検出閾値Ｗを用いて定量的に評価できるので、フォトマスク５０のムラ欠陥を高精度に検出できる。

また、ムラ欠陥検査装置１０が、ムラ欠陥検査マスク１６、１７、１８、１９、２０におけるそれぞれの複数の疑似ムラ欠陥６６、６７、６８、６９、７０を検出することにより、その検出感度が確認され、または確認して調整されることから、ムラ欠陥検査装置１０は、ムラ欠陥検査マスク１６、１７、１８、１９、２０におけるそれぞれの複数の疑似ムラ欠陥６６、６７、６８、６９、７０を確実に検出し得る検出感度に設定されるので、フォトマスク５０における繰り返しパターン５１に発生したムラ欠陥（ＣＤムラ欠陥５６、ピッチムラ欠陥５７、バッティングムラ欠陥５８、ディフェクトムラ欠陥５９、現像・エッチングＣＤムラ欠陥）を高精度に検出することができる。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、上記受光器１３は、フォトマスク５０における繰り返しパターン５１の単位パターン５３のエッジ部で散乱された光を受光するものを述べたが、このフォトマスク５０の繰り返しパターン５１における単位パターン５３間を透過する透過光、特にこの透過光のうち、単位パターン５３のエッジ部で回折された回折光を受光してもよい。

また、上記実施の形態では被検査体がフォトマスク５０であり、ムラ欠陥検査装置１０は、映像デバイスを製造するための上記フォトマスク５０の繰り返しパターン５１に発生したムラ欠陥を検出するものを述べたが、この被検査体は、撮像デバイスや表示デバイス等の映像デバイスであってもよい。この場合には、ムラ欠陥検査装置１０は、撮像デバイスにおける撮像面を形成する画素パターン（具体的には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光部を形成する繰り返しパターン）に生じたムラ欠陥、表示デバイスにおける表示面を形成する画素パターン（具体的には、液晶表示パネルの薄膜トランジスタや対向基板、カラーフィルタ等の繰り返しパターン）に生じたムラ欠陥を、それぞれ検出するものであってもよい。
また、擬似ムラ欠陥として、ＣＤムラ欠陥、ピッチムラ欠陥、バッティングムラ欠陥及びディフェクトムラ欠陥を挙げたが、他の種類の擬似ムラ欠陥を用いてもよく、強度の割り振り方も上記実施の形態に限定されるものではない。

本発明に係るムラ欠陥検査装置の一実施の形態の構成を示す斜視図である。 図１におけるフォトマスクのチップにおける繰り返しパターンを示す平面図である。 図２の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥（ＣＤムラ欠陥、ピッチムラ欠陥）を示す平面図である。 図２の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥（バッティングムラ欠陥、ディフェクトムラ欠陥）を示す平面図である。 図１のムラ欠陥検査装置において使用されるＣＤムラ欠陥検査マスクを示す正面図である。 図１のムラ欠陥検査装置において使用されるピッチムラ欠陥検査マスクを示す正面図である。 図１のムラ欠陥検査装置において使用されるバッティングムラ欠陥検査マスクを示す正面図である。 図１のムラ欠陥検査装置において使用されるディフェクトムラ欠陥検査マスクを示す正面図である。 図１のムラ欠陥検査装置において使用されるＣＤムラ欠陥検査マスクを示す正面図である。

符号の説明

１０ ムラ欠陥検査装置
１３ 受光器(検出手段)
１４ 解析装置(検出手段)
１５ 評価装置(評価手段)
１６ ＣＤムラ欠陥検査マスク
１７ ピッチムラ欠陥検査マスク
１８ バッティングムラ欠陥検査マスク
１９ ディフェクトムラ欠陥検査マスク
２０ ＣＤムラ欠陥検査マスク
５０ フォトマスク
５１ 繰り返しパターン
５２ 透明基板
５３ 単位パターン
５６ ＣＤムラ欠陥
５７ ピッチムラ欠陥
５８ バッティングムラ欠陥
５９ ディレクトムラ欠陥
６１ 繰り返しパターン
６２ 透明基板
６３ 単位パターン
６６、６７、６８、６９、７０ 疑似ムラ欠陥
Ａ、Ｂ、Ｃ 検出水準
Ｗ 検出閾値

Claims (13)

1. 多数の単位パターンが規則的に配列された繰り返しパターンを有する被検査体の上記繰り返しパターンに発生したムラ欠陥を検査するムラ欠陥検査方法において、
   上記被検査体の上記繰り返しパターンに発生したムラ欠陥を検出する検出工程と、
   この検出工程により検出された上記被検査体のムラ欠陥のムラ欠陥検出データと、所定の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥の種類毎に、当該ムラ欠陥の強度を段階的に変更して割り振った複数の疑似ムラ欠陥のそれぞれに対し相関関係にある複数の疑似ムラ欠陥検出データとを比較して、上記被検査体のムラ欠陥を評価する評価工程と、を有することを特徴とするムラ欠陥検査方法。
2. 上記評価工程は、所定の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥の種類毎に、当該ムラ欠陥の強度を段階的に変更して割り振った複数の疑似ムラ欠陥をそれぞれ有する複数の繰り返しパターンが基板上に形成されたムラ欠陥検査マスクを用い、このムラ欠陥検査マスクの各疑似ムラ欠陥を検出したときの、当該疑似ムラ欠陥と相関関係にある疑似ムラ欠陥検出データと、検出工程にて検出された被検査体のムラ欠陥におけるムラ欠陥検出データとを比較することを特徴とする請求項１に記載のムラ欠陥検査方法。
3. 上記評価工程は、疑似ムラ欠陥を有する繰り返しパターンを転写した被転写パターンがデバイスに形成されたときに、このデバイスについて定められたムラ欠陥のレベル分けされた強度を基準として設定された検出水準を指標として、被検査体のムラ欠陥の強度を評価することを特徴とする請求項１又は２に記載のムラ欠陥検査方法。
4. 上記評価工程は、疑似ムラ欠陥を有する繰り返しパターンを転写した被転写パターンがデバイスに形成されたときに、このデバイスについて定められたムラ欠陥の許容強度を基準として設定された検出閾値を指標として、被検査体のムラ欠陥の強度を評価することを特徴とする請求項１又は２に記載のムラ欠陥検査方法。
5. 上記ムラ欠陥の種類は、繰り返しパターンにおける単位パターンの線幅の異常に基づくＣＤムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの間隔の異常に基づくピッチムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの位置ずれに基づくバッティングムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの形状欠陥に基づくディフェクトムラ欠陥の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のムラ欠陥検査方法。
6. 上記被検査体が、映像デバイスまたはこの映像デバイスを製造するためのフォトマスクであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のムラ欠陥検査方法。
7. 多数の単位パターンが規則的に配列された繰り返しパターンを有する被検査体の上記繰り返しパターンに発生したムラ欠陥を検査するムラ欠陥検査装置において、
   上記被検査体の上記繰り返しパターンに発生したムラ欠陥を検出する検出手段と、
   この検出手段により検出された上記被検査体のムラ欠陥のムラ欠陥検出データと、所定の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥の種類毎に、当該ムラ欠陥の強度を段階的に変更して割り振った複数の疑似ムラ欠陥のそれぞれに対し相関関係にある複数の疑似ムラ欠陥検出データとを比較して、上記被検査体のムラ欠陥を評価する評価手段と、を有することを特徴とするムラ欠陥検査装置。
8. 上記評価手段は、所定の繰り返しパターンに発生するムラ欠陥の種類毎に、当該ムラ欠陥の強度を段階的に変更して割り振った複数の疑似ムラ欠陥をそれぞれ有する複数の繰り返しパターンが基板上に形成されたムラ欠陥検査マスクを用い、このムラ欠陥検査マスクの各疑似ムラ欠陥を検出したときの、当該疑似ムラ欠陥と相関関係にある疑似ムラ欠陥検出データと、検出手段にて検出された被検査体のムラ欠陥におけるムラ欠陥検出データとを比較することを特徴とする請求項７に記載のムラ欠陥検査装置。
9. 上記評価手段は、疑似ムラ欠陥を有する繰り返しパターンを転写した被転写パターンがデバイスに形成されたときに、このデバイスについて定められたムラ欠陥のレベル分けされた強度を基準として設定された検出水準を指標として、被検査体のムラ欠陥の強度を評価することを特徴とする請求項７又は８に記載のムラ欠陥検査装置。
10. 上記評価手段は、疑似ムラ欠陥を有する繰り返しパターンを転写した被転写パターンがデバイスに形成されたときに、このデバイスについて定められたムラ欠陥の許容強度を基準として設定された検出閾値を指標として、被検査体のムラ欠陥の強度を評価することを特徴とする請求項７又は８に記載のムラ欠陥検査装置。
11. 上記ムラ欠陥の種類は、繰り返しパターンにおける単位パターンの線幅の異常に基づくＣＤムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの間隔の異常に基づくピッチムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの位置ずれに基づくバッティングムラ欠陥、繰り返しパターンにおける単位パターンの形状欠陥に基づくディフェクトムラ欠陥の少なくとも一つであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載のムラ欠陥検査装置。
12. 上記被検査体が、映像デバイスまたはこの映像デバイスを製造するためのフォトマスクであることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載のムラ欠陥検査装置。
13. 透光性基板上に所定の遮光膜パターンを備えたフォトマスクを製造するフォトマスクの製造方法において、
    上記透光性基板上に、多数の単位パターンが規則的に配列された繰り返しパターンからなる遮光膜パターンを形成する遮光膜パターン形成工程と、
    上記繰り返しパターンに発生したムラ欠陥を、請求項１乃至６のいずれかに記載のムラ欠陥検査方法を実施して検査するムラ欠陥検査工程と、を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
    

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