JP4831607B2 - Pattern defect inspection method and photomask manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、被検査体における繰り返しパターンの欠陥を検査するパターン欠陥検査装置及びパターン欠陥検査方法、並びにこれらの欠陥検査を実施してフォトマスクを製造するフォトマスクの製造方法に関する。 The present invention relates to a pattern defect inspection apparatus and a pattern defect inspection method for inspecting a defect of a repetitive pattern in an object to be inspected, and a photomask manufacturing method for manufacturing a photomask by performing these defect inspections.
従来、被検査体としてのデバイス、或いは、このデバイスを製造するためのフォトマスクにおいては、表面に形成されたパターンの欠陥を検査する必要がある。このパターンの欠陥には、規則的に配列したパターンに、意図せずに発生した異なる規則性をもつエラーが含まれる。これはムラ欠陥とも称され、製造工程等において何らかの原因により発生する。 Conventionally, in a device as an object to be inspected or a photomask for manufacturing this device, it is necessary to inspect for defects in a pattern formed on the surface. The defect of this pattern includes an error with different regularity that occurs unintentionally in a regularly arranged pattern. This is also called a mura defect and occurs due to some cause in the manufacturing process or the like.
特に、表示デバイスにおいて上記欠陥が存在すると表示ムラが発生し、デバイス性能の低下につながる恐れがある。この表示デバイスを製造する際に用いられるフォトマスクにおいても、フォトマスクのパターンに欠陥が発生すると、その欠陥が表示デバイスのパターンに転写されるため、表示デバイスの性能が低下する恐れがある。 In particular, if the above-described defect exists in a display device, display unevenness occurs, which may lead to a decrease in device performance. Even in a photomask used for manufacturing the display device, when a defect occurs in the photomask pattern, the defect is transferred to the display device pattern, which may degrade the performance of the display device.
従来、上述のような表示デバイスのパターンやフォトマスクのパターンにおける欠陥は、通常微細な欠陥が規則的に配列していることにより、個々のパターンの形状検査においては検出できない場合が多いものの、領域全体として見たときに、他の部分と異なる状態となってしまうものである。そのため、欠陥検査は、目視による斜光検査等の外観検査によって主に実施されている。 Conventionally, defects in display device patterns and photomask patterns as described above are usually not detected by shape inspection of individual patterns due to the regular arrangement of fine defects. When viewed as a whole, it will be in a different state from the other parts. Therefore, the defect inspection is mainly performed by visual inspection such as visual oblique light inspection.
しかしながら、この目視検査は、作業者によって検査結果にばらつきが発生するという問題があるため、欠陥検査装置の自動化が望まれていた。
目視の斜光検査を自動化した装置としては、例えば、半導体ウエハのマクロ検査装置がその一つである。例えば、特許文献1には、半導体ウエハ上の周期的構造(繰り返しパターン)に所望の波長の光を照射する光源と、基板の表面からの回折光を受光するカメラと、このカメラによって撮影した画像データと無欠陥の基準データとを比較することによって欠陥を検出するための検出手段と、を有する装置が開示されている。このマクロ検査装置は、焦点のオフセット、ウエハの下面にゴミ(粒子)が存在してウエハ上下位置が変動することによるデフォーカス、ウエハの現像/エッチング/剥離工程に起因する半導体ウエハの構造における表面欠陥を、ウエハ全面を単一視野に収めて検査するというものである。
One example of an apparatus that automates visual oblique light inspection is a macro inspection apparatus for semiconductor wafers. For example, Patent Document 1 discloses a light source that irradiates a periodic structure (repeated pattern) on a semiconductor wafer with light having a desired wavelength, a camera that receives diffracted light from the surface of the substrate, and an image captured by the camera. An apparatus having a detection means for detecting a defect by comparing the data with defect-free reference data is disclosed. This macro inspection apparatus has a focus offset, defocusing due to the presence of dust (particles) on the lower surface of the wafer and changing the vertical position of the wafer, and the surface of the semiconductor wafer structure resulting from the wafer development / etching / peeling process. A defect is inspected by putting the entire wafer surface in a single field of view.
このように、半導体ウェハの繰り返しパターンからの回折光を用いて当該繰り返しパターンの欠陥を検査する場合、上記半導体ウェハを、当該半導体ウェハを支持する支持面内において回転させる必要がある。これは、繰り返しパターンを構成する単位パターンの形状が単純な直線形状ではなく、2次元形状を有する場合があることから、上述のように半導体ウェハを回転させることにより繰り返しパターンへ異なった方向から光を照射して、この繰り返しパターンの欠陥を良好に検査するためである。 Thus, when inspecting the defect of the said repeating pattern using the diffracted light from the repeating pattern of a semiconductor wafer, it is necessary to rotate the said semiconductor wafer within the support surface which supports the said semiconductor wafer. This is because the unit pattern constituting the repetitive pattern may have a two-dimensional shape instead of a simple linear shape. Therefore, by rotating the semiconductor wafer as described above, light is emitted from different directions to the repetitive pattern. This is because the defect of the repeated pattern is inspected satisfactorily.
特許文献1での被検査体は半導体ウェハが対象であり、この半導体ウェハはそのサイズが直径200mm、最大でも直径300mm程度である。しかも、当該特許文献1に記載の欠陥検査装置では、図7に示すように、この半導体ウェハ100の全面をカメラの単一視野104で検査しており、半導体ウェハ100は、その中心がステージ101の回転中心102と一致するように当該ステージ101に支持されて回転される。従って、半導体ウェハ100を支持するステージ101のサイズは、半導体ウェハ100のサイズとほぼ等しく設定される。
The object to be inspected in Patent Document 1 is a semiconductor wafer, and this semiconductor wafer has a diameter of 200 mm and a maximum diameter of about 300 mm. Moreover, in the defect inspection apparatus described in Patent Document 1, as shown in FIG. 7, the entire surface of the
ところで、液晶パネルなどの表示デバイスや、この液晶パネル製造用のフォトマスクにあっては、一辺が1mを超え、更には2mを超える大型の基板103(図8)が存在する。このような大型基板103における繰り返しパターンの欠陥を特許文献1に記載の欠陥検査装置を用いて検査しようとする場合には、次のような種々の課題が存在する。
By the way, in a display device such as a liquid crystal panel and a photomask for manufacturing the liquid crystal panel, there is a large substrate 103 (FIG. 8) having a side exceeding 1 m and further exceeding 2 m. In the case of inspecting such a repeated pattern defect in the
まず第一に、上述のような大型基板103の全面を単一視野で検査することはできないため、大型基板103の検査領域を、単一視野104を単位とする複数の分割検査領域105に分割し、各分割検査領域105内での欠陥検査毎にステージ101を回転させて、繰り返しパターンに存在する欠陥を検査する。しかし、この場合、大型基板103の端部に位置する分割検査領域105において欠陥を検査するときには、この大型基板103を回転させたときの回転範囲106は、当該大型基板103の対角線107を回転半径とする円となり、ステージ101は、この回転範囲106とほぼ等しいサイズが必要となる。更に、ステージ101に重量の大きな大型基板103が支持されることになるので、このステージ101において重量が偏在してしまう。従って、大型基板103に撓みが生じて検査精度に悪影響を及ぼすことのないように基板を支持しつつ、ステージを回転駆動させることは、装置構成上、複雑且つ困難である。
First, since the entire surface of the
また、大型基板103を回転させ、分割検査領域105を撮影するカメラを回転させない場合には、図9(A)に示すように、大型基板103の検査領域を分割する分割検査領域105は、例えば19個必要になり、検査時間が長時間となってしまう。この場合、カメラにより撮影された各分割検査領域105の画像は、図9(B)に示すように、画像処理によって正規位置に回転して修正されることになるが、分割検査領域105の数が多いため画像処理に時間を要し、これも検査時間を長時間とする一因になっている。
When the
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、被検査体の表面の、複雑な形状の単位パターンからなる繰り返しパターンに生じた欠陥を良好に検出できると共に、被検査体を支持するステージを含む装置構成を容易化できるパターン欠陥検査装置、パターン欠陥検査方法、及びフォトマスクの製造方法を提供することにある。 The object of the present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and it is possible to satisfactorily detect defects generated in a repetitive pattern composed of unit patterns having a complicated shape on the surface of the object to be inspected, and to be inspected. The present invention provides a pattern defect inspection apparatus, a pattern defect inspection method, and a photomask manufacturing method capable of facilitating the apparatus configuration including a stage that supports the substrate.
また、本発明の他の目的は、被検査体の検査領域を分割して検査する場合には、分割検査領域の数を最小化して、被検査体の繰り返しパターンに生じた欠陥の検査時間を短縮できるパターン欠陥検査装置、パターン欠陥検査方法、及びフォトマスクの製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to minimize the number of divided inspection areas and divide the inspection time of defects generated in the repetitive pattern of the inspection object when the inspection area of the inspection object is divided and inspected. An object of the present invention is to provide a pattern defect inspection apparatus, a pattern defect inspection method, and a photomask manufacturing method that can be shortened.
態様1に記載の発明は、
単位パターンが規則的に配列されてなる繰り返しパターンを表面に備えた被検査体の、上記繰り返しパターンに発生した欠陥を検査するパターン欠陥検査装置であって、
上記被検査体を支持する支持面を備えたステージと、
上記被検査体の検査領域を複数の分割検査領域に分割した各々の分割検査領域に対し、変更可能な入射角θiで、平行度が2°以内の光を照射する、光源手段と、
上記分割検査領域に、複数の異なる方向から光を照射するために、上記光源手段を上記支持面と平行な面内で回転させ、所望の入射角θiのまま照射方向を変更可能とする回転手段と、
上記分割検査領域の上記繰り返しパターンからの回折光を受光する、上記支持面に垂直な方向から対向する位置に設けられた観察手段と、
を有することを特徴とするパターン欠陥検査装置である。
態様2に記載の発明に係るパターン欠陥検査装置は、態様1に記載の発明において、
上記観察手段は、上記分割検査領域からの回折光のうち、0次よりも絶対値の大きな次数の回折光を受光することを特徴とするものである。
態様3に記載の発明は、
単位パターンが規則的に配列されてなる繰り返しパターンを表面に備えた被検査体をステージの支持面に支持し、
上記被検査体の検査領域を複数の分割検査領域に分割した該分割検査領域に対し、変更可能な入射角θiで、平行度が2°以内の光を光源手段により照射し、
上記照射によって上記分割検査領域の上記繰り返しパターンから生ずる回折光を、上記支持面に垂直な方向から対向する位置に設けられた観察手段により受光し、
上記受光した回折光から、上記繰り返しパターンに発生した欠陥に起因する回折光を検出して、当該欠陥を検査するパターン欠陥検査方法であって、
上記光の照射は、上記検査領域に複数の異なる方向から光を照射するために、上記光源手段を上記支持面と平行な面内で、所望の入射角θiのまま所定角度回転させて行うことを特徴とする、パターン欠陥検査方法である。
態様4に記載の発明に係るパターン欠陥検査方法は、態様3に記載の発明において、
上記分割検査領域からの回折光のうち、0次よりも絶対値の大きな次数の回折光を観察手段が受光することを特徴とするものである。
態様5に記載の発明は、
基板上に遮光膜パターンを形成して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、
態様3または4に記載のパターン欠陥検査方法を行う工程を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
The invention described in aspect 1
A pattern defect inspection apparatus for inspecting a defect generated in the repetitive pattern of an object to be inspected provided with a repetitive pattern in which unit patterns are regularly arranged,
A stage having a support surface for supporting the test object;
A light source means for irradiating each divided inspection region obtained by dividing the inspection region of the inspection object into a plurality of divided inspection regions with light having a changeable incident angle θi and a parallelism of 2 ° or less;
In order to irradiate the divided inspection region with light from a plurality of different directions, the light source means is rotated in a plane parallel to the support surface, and the rotating means can change the irradiation direction while maintaining a desired incident angle θi. When,
Observation means provided at a position facing the support surface from a direction perpendicular to the diffracted light from the repetitive pattern of the divided inspection region,
It is a pattern defect inspection apparatus characterized by having .
The pattern defect inspection apparatus according to the invention described in
The observing means receives diffracted light having an order larger in absolute value than the 0th order out of diffracted light from the divided inspection region .
The invention according to
Supporting the object to be inspected on the support surface of the stage, which has a repeating pattern in which unit patterns are regularly arranged on the surface,
With respect to the divided inspection area obtained by dividing the inspection area of the inspection object into a plurality of divided inspection areas, light having a changeable incident angle θi and a parallelism of 2 ° or less is irradiated by a light source means,
The diffracted light generated from the repeated pattern in the divided inspection region by the irradiation is received by an observation means provided at a position facing the support surface from a direction perpendicular to the support surface,
A pattern defect inspection method for inspecting the defect by detecting diffracted light caused by the defect generated in the repetitive pattern from the received diffracted light,
The light irradiation is performed by rotating the light source means by a predetermined angle while maintaining a desired incident angle θi in a plane parallel to the support surface in order to irradiate the inspection region from a plurality of different directions. Is a pattern defect inspection method .
The pattern defect inspection method according to the invention described in
Of the diffracted light from the divided inspection region, the observation means receives diffracted light of an order larger in absolute value than the 0th order .
The invention according to
In a photomask manufacturing method for manufacturing a photomask by forming a light shielding film pattern on a substrate,
A method for producing a photomask, comprising a step of performing the pattern defect inspection method according to
態様1、3又は5に記載の発明によれば、被検査体へ異なる方向から光を照射し、または/及び被検査体からの回折光を異なる方向から受光するために、光源手段と観察手段の少なくとも一方をステージに対し所定角度回転させる態様を含む。このことから、被検査体の表面における繰り返しパターンを構成する単位パターンが複雑な形状であっても、この繰り返しパターンに生じた欠陥を回折光を用いて良好に検出することができる。
According to the invention described in the
また、被検査体へ異なる方向から光を照射し、または/及び被検査体からの回折光を異なる方向から受光するために、光源手段と観察手段の少なくとも一方をステージに対し所定角度回転させ、被検査体を支持するステージを回転させる必要がない。このため、被検査体の一辺が1mを超える大型基板の場合にも、ステージの大型化を回避でき、大型で重量の大きな被検査体を回転駆動する装置上の問題を回避できるなど、ステージを含む装置構成を容易化できる。 Further, in order to irradiate the object to be inspected from different directions and / or to receive diffracted light from the inspected object from different directions, at least one of the light source means and the observation means is rotated by a predetermined angle with respect to the stage, There is no need to rotate the stage that supports the object to be inspected. For this reason, even in the case of a large substrate with a side of the object to be inspected exceeding 1 m, it is possible to avoid an increase in the size of the stage and to avoid problems on the apparatus for rotating and driving a large and heavy object to be inspected. Including the apparatus configuration can be facilitated.
光源手段をステージに対して所定角度回転させる場合には、被検査体の検査領域を分割して検査する際に、検査領域の辺に沿って分割検査領域を設定できるので、分割検査領域の数を最小化できる。この結果、被検査体の繰り返しパターンに生じた欠陥の検査時間を短縮できる。 When the light source means is rotated by a predetermined angle with respect to the stage, when the inspection area of the object to be inspected is divided and inspected, the divided inspection areas can be set along the sides of the inspection area. Can be minimized. As a result, it is possible to shorten the inspection time for defects generated in the repeated pattern of the inspection object.
態様1又は3に記載の発明によれば、被検査体へ異なる方向から光を照射し、または被検査体からの回折光を異なる方向から受光するために、光源手段と観察手段の少なくとも一方がステージに対し複数個設置される態様が含まれる。このことから、被検査体の表面における繰り返しパターンを構成する単位パターンが複雑な形状であっても、この繰り返しパターンに生じた欠陥を回折光を用いて良好に検出することができる。 According to the first or third aspect of the invention, at least one of the light source means and the observation means is used to irradiate light from a different direction to the object to be inspected or to receive diffracted light from the object to be inspected from different directions. A mode in which a plurality of stages are installed is included. For this reason, even if the unit pattern constituting the repetitive pattern on the surface of the object to be inspected has a complicated shape, defects generated in the repetitive pattern can be detected well using diffracted light.
また、被検査体へ異なる方向から光を照射し、または/及び被検査体からの回折光を異なる方向から受光するために、光源手段と観察手段の少なくとも一方がステージに対し複数個設置され、被検査体を支持するステージを回転させる必要がない。このため、被検査体の基準長が1mを超える大型の場合にも、ステージの大型化を回避でき、大型で重量の大きな被検査体を支持して回転駆動することを回避できるなど、ステージを含む装置構成を容易化できる。 Further, in order to irradiate light from different directions to the object to be inspected and / or to receive diffracted light from the object to be inspected from different directions, at least one of light source means and observation means is installed on the stage, There is no need to rotate the stage that supports the object to be inspected. For this reason, even when the reference length of the object to be inspected is larger than 1 m, it is possible to avoid an increase in the size of the stage, and it is possible to avoid rotating and supporting a large and heavy object to be inspected. Including the apparatus configuration can be facilitated.
光源手段がステージに対し複数個設置された場合には、被検査体の検査領域を分割して検査する際に、検査領域の辺に沿って分割検査領域を設定できるので、分割検査領域の数を最小化できる。この結果、被検査体の繰り返しパターンに生じた欠陥の検査時間を短縮できる。 When a plurality of light source means are installed on the stage, when the inspection area of the inspection object is divided and inspected, the divided inspection areas can be set along the side of the inspection area. Can be minimized. As a result, it is possible to shorten the inspection time for defects generated in the repeated pattern of the inspection object.
態様2又は4に記載の発明によれば、被検査体の繰り返しパターンに生じた欠陥の情報を含む回折光を観察手段が受光することで、上記欠陥を良好に検査することができる。
According to invention of
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。
[A]第1の実施の形態(図1〜図5)
図1は、本発明に係るパターン欠陥検査装置における第1の実施の形態を示す概略斜視図である。図2は、図1のパターン欠陥検査装置を示す概略側面図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[A] First embodiment (FIGS. 1 to 5)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of a pattern defect inspection apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a schematic side view showing the pattern defect inspection apparatus of FIG.
これらの図1及び図2に示すパターン欠陥検査装置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に発生した欠陥を検査するものであり、ステージ11、光源手段としての光源装置12、観察手段としての観察装置13、この観察装置13に備えられた受光光学系14、回転手段としての回転装置16を有して構成される。
The pattern
ここで、フォトマスク50は、例えば液晶表示装置(特にFlat Panel Display:FPD)、プラズマ表示装置、EL表示装置、LED表示装置、DMD表示装置などの表示デバイスを製造する際に用いられる露光用マスクである。
Here, the
次に、被検査体であるフォトマスク50について説明する。このフォトマスク50は、通常、合成石英ガラス基板等の透明基板上にクロム膜等の遮光膜が設けられ、この遮光膜が所望のパターンとなるように部分的に除去されて遮光膜パターンが形成されたものである。本実施形態において検査されるフォトマスク50は、単位パターン53が規則的に配列して構成された繰り返しパターン51が、その表面に形成されている。
Next, the
このフォトマスク50は、図5に示すように、互いに直交する辺L1、L2の少なくとも一方が1mを越す大型フォトマスクである。また、図2に示すように、このフォトマスク50における繰り返しパターン(画素パターン)51のピッチ(画素ピッチ)dは、例えば50〜1000μm程度である。
As shown in FIG. 5, the
一般的に、この種のフォトマスク50の製造方法としては、まず、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する。次に、このレジスト膜に描画機における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、この遮光膜に繰り返しパターン(遮光膜パターン)51を形成し、最後に、残存レジストを除去してフォトマスク50を製造する。
In general, in order to manufacture this type of
上述の製造工程では、レーザのビームの走査により、レジスト膜に直接描画を施す際に、スキャン走査精度や、ビームの径やスキャン幅に依存して生ずる繋ぎ目に起因して、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、これが繰り返しパターン51における前記欠陥発生の一因となっている。その他、種々の原因で規則性のあるパターン欠陥が生じることがある。
In the manufacturing process described above, when writing directly on the resist film by scanning with a laser beam, errors due to drawing defects due to joints that depend on scan scanning accuracy, beam diameter, and scan width. May occur periodically for each drawing unit, which contributes to the occurrence of the defect in the repeated
この欠陥の一例を図4に示す。この図4では、欠陥領域を符号54で示す。図4(A)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の間隔が部分的に異なってしまうことによる欠陥を示す。図4(B)は、同じく、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に対しずれてしまうことによる欠陥を示す。これらの図4(A)及び(B)に示す欠陥を座標位置変動系の欠陥と称する。また、図4(C)及び(D)は、描画機のビーム強度がばらつくこと等によって、繰り返しパターン51の単位パターン53が部分的に細くなったり、太くなる欠陥であり、これらの欠陥を寸法変動系の欠陥と称する。
An example of this defect is shown in FIG. In FIG. 4, the defect area is indicated by
さて、図1及び図2に示すパターン欠陥検査装置10における前記ステージ11は、フォトマスク50を支持する支持面を備えた台である。このステージ11は、X方向及びY方向に移動可能なX−Yステージとすることで、フォトマスク50の各分割検査領域58(後述)を所定位置に設定することができる。
Now, the
光源装置12は、高輝度(照度が300000Lx以上)で、平行性が高い(平行度が2°以内)の光源を用いる。このような条件を満足することができる光源としては、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプが好ましい。
The
この光源装置12は、上記光源を収納した装置本体17からライトガイド18を経てコリメータレンズ19へ光を導くものであり、ステージ11の下方に配置される。この光源装置12は、ステージ11の支持面に支持されたフォトマスク50の表面の、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へ斜め下方から所望の入射角θiで光を照射する。
The
観察装置13は、例えば対物レンズを備えたCCDカメラを撮像装置として用いることができ、ステージ11における支持面に対し垂直方向に対向する位置に、または支持面に対して所定角度で対向する位置に配置される。観察装置13は、受光光学系14にて受光された、フォトマスク50を透過した光の回折光を受光し、CCDカメラに画像情報として取り込む。受光光学系14を備えた観察装置13が、ステージ11における支持面に対し垂直方向に対向する位置に配置される場合には、斜めに配置されることにより受光光学系14の対物レンズとフォトマスク50との距離が均一にならず、面内で遠近感が生じて、本来均一な寸法の繰り返しパターン像が不均一になったり、面内でフォーカスがずれるという問題を低減できる。
As the
上記観察装置13は、フォトマスク50を透過した光の回折光のうち、0次よりも絶対値の大きな次数の回折光を受光する。ここで、繰り返しパターン51を備えたフォトマスク50へ照射される照射光(入射光)と、繰り返しパターン51からの回折光との間には、図2及び図3に示すように、繰り返しパターン51のピッチをd、入射角をθi、次数がnのn次回折光の回折角をθn、入射光の波長λとしたとき、次の関係式(1)が成立する。
d(sinθn±sinθi)=nλ …(1)
The
d (sin θn ± sin θi) = nλ (1)
0次回折光(直接光)は、微細な欠陥情報が相対的に極めて少なく、0次よりも絶対値の大きな次数の回折光ほど微細な欠陥情報が相対的に多く含まれることから、微細欠陥情報を得ためには、前述のごとく、0次回折光よりも絶対値の大きな次数の回折光(n次回折光)を観察装置13が受光する必要がある。また、回折次数nは、繰り返しパターン51のピッチdに基づいて決定される。従って、式(1)から、繰り返しパターン51の所定のピッチdに対し、観察装置13が所定のn次回折光を受光するために、n次回折光の方向(n次回折角θn)や入射光の波長λ、入射角θiが適宜変更して設定される。尚、図2及び図3中におけるn次回折角θnは、−1次回折光の回折角を示している。
The 0th-order diffracted light (direct light) contains relatively small amount of fine defect information, and the diffracted light of the order having a larger absolute value than the 0th order contains a relatively large amount of fine defect information. In order to obtain the above, as described above, it is necessary for the
また、観察装置13がCCDカメラ等のカメラを撮像装置として用いることにより、このCCDカメラより取り込まれた画像を表示画面に表示させることができ、また、その画像を画像データとして解析装置(図示せず)により解析させることができる。このCCDカメラは、2次元の画像を撮影するエリアカメラである。また、この観察装置13に接眼レンズを装備してもよい。
In addition, when the
観察装置13にて得られた画像データは、図示しない解析装置へ送信される。この解析装置は、観察装置13からの画像データそのものに閾値を設けるなどによって、フォトマスク50における繰り返しパターン51の欠陥を顕在化して検査する。
Image data obtained by the
ところで、図2及び図3に示すフォトマスク50における繰り返しパターン51の単位パターン53は、単なる直線形状ではなく、2次元的に複雑な形状の場合がある。このような場合には、フォトマスク50の繰り返しパターン51へ照射される光を、当該フォトマスク50と平行な面内において所定角度ずらした位置からも再度照射し、回折光を受光して、繰り返しパターン51の欠陥を検査する必要がある。そのため、本実施の形態のパターン欠陥検査装置10には、ステージ11上のフォトマスク50へ異なる方向から光を照射するために、光源装置12のコリメータレンズ19をステージ11の支持面と平行な面内で所定角度回転させる前記回転装置16が設置されている。
Incidentally, the
また、フォトマスク50は、図1及び図5に示すように、互いに直交する辺L1、L2の少なくとも一方が1mを超える大型基板であるため、欠陥検査においては、フォトマスク50の検査領域57を分割し、各分割検査領域58毎に光を照射し、回折光を受光して欠陥を検査する必要がある。これらの分割検査領域58は、フォトマスク50の互いに直交する辺L1、L2に沿って並設される。前記ステージ11は、支持されたフォトマスク50の各分割検査領域58を観察装置13の真下(各分割検査領域58の中央位置と、受光光学系14における対物レンズの光軸とが一致する位置)に位置付けるようにフォトマスク50をX方向、Y方向に移動させる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 5, the
上記回転装置16は、具体的には、各分割検査領域58における中央位置に頂点が位置付けられ、ステージ11の支持面に平行な面に底面が位置付けられた円錐の側面に沿って、コリメータレンズ19から照射される光を所定角度回転させ、コリメータレンズ19を複数位置に配置可能とするものである。上記円錐の中心軸にコリメータレンズ19の回転軸20が一致し、この回転軸20と観察装置13の光軸21とが一致して設定される。また、コリメータレンズ19から照射される光の照射範囲22は、フォトマスク50の単一の分割検査領域58を含むサイズに設定される。
Specifically, the rotating
上記回転装置16は、例えば回転軸20に一致して駆動軸を設け、この駆動軸から、一端にコリメータレンズ19が設置されたアームを延設させ、駆動軸をモータなどにより所定角度回転可能に構成したものである。尚、図1中の符号23は、コリメータレンズ19からの入射光の光軸を示す。
The
上述のようなパターン欠陥検査装置10を用いてフォトマスク50における繰り返しパターン51(遮光膜パターン)に生じた欠陥を検査する場合には、まず、フォトマスク50をステージ11の支持面に支持し、このステージ11によりフォトマスク50をX方向及びY方向に移動させて、当該フォトマスク50の任意の分割欠陥領域58を観察装置13の真下に設定する。
When inspecting defects generated in the repetitive pattern 51 (light-shielding film pattern) in the
次に、光源装置12のコリメータレンズ19からフォトマスク50の上記任意の分割検査領域58へ所望の入射角θiで光を照射し、フォトマスク50からの回折光のうち、0次よりも絶対値の大きな次数の回折光(n次回折光)を観察装置13が受光して、当該分割検査領域58における画像データを取得する。この画像データから、解析装置は当該分割検査領域58における繰り返しパターン51の欠陥を検査する。
Next, light is irradiated from the
次に、回転装置16により光源装置12のコリメータレンズ19を、ステージ11の支持面と平行な面内で所定角度回転させ、この位置で、上記任意の分割検査領域58へ所望の入射角θiで同様に光を照射する。このときのフォトマスク50からの0次よりも絶対値の大きな次数の回折光(n次回折光)を観察装置13が受光し、解析装置が観察装置13からの画像データに基づいて、当該分割検査領域58における繰り返しパターン51の欠陥を検査する。
Next, the
当該任意の分割検査領域58について、上述のような光の照射方向を変更して実施する繰り返しパターン51の欠陥検査を複数回実施した後、ステージ11を動作させて、隣接した分割検査領域58について、光の照射方向を変更して実施する繰り返しパターン51の欠陥検査を複数回実施する。フォトマスク50の全ての分割検査領域58について、光の照射方向を変更して実施する繰り返しパターン51の欠陥検査を複数回実施して、このフォトマスク50の欠陥検査を終了する。これをフォトマスク50の製造工程の一環として行う。
After performing the defect inspection of the repeated
従って、上記実施の形態によれば、次の効果(1)〜(4)を奏する。
(1)光源装置12のコリメータレンズ19からフォトマスク50の各分割検査領域58へ異なる複数の方向から光を照射するために、回転装置16が、光源装置12のコリメータレンズ19をステージ11の支持面に平行な面内で所定角度回転させる。このことから、フォトマスク50の表面における繰り返しパターン51を構成する単位パターン53が複雑な2次元形状であっても、この繰り返しパターン51に生じた欠陥を、0次よりも大きな次数の回折光(n次回折光)を用いて良好に検査することができる。
Therefore, according to the said embodiment, there exist the following effects (1)-(4).
(1) The
(2)光源装置12のコリメータレンズ19からフォトマスク50の各分割検査領域58へ異なる複数の方向から光を照射するために、光源装置12のコリメータレンズ19をステージ11の支持面に平行な面内で所定角度回転させ、フォトマスク50を支持するステージ11を回転させることがない。このため、フォトマスク50の辺L1、L2の少なくとも一方が1mを超える大型基板の場合にも、ステージ11の大型化を回避でき、また、大型で重量の大きなフォトマスク50が支持されるステージ11の複雑な回転駆動を必要とせず、ステージ11を含む装置構成を容易化できる。
(2) The surface of the
(3)フォトマスク50の検査領域57を分割して分割検査領域58毎にフォトマスク50の繰り返しパターン51における欠陥を検査する際に、各分割検査領域58を検査領域57の辺に沿って設定できるので、これらの分割検査領域58の数を最小化できる。例えば、従来の如く大型基板103(図8)を支持するステージ101を回転させ、カメラをステージ101と同期して回転させない場合には、図9に示すように、大型基板103の検査領域を分割する分割検査領域105は、例えば19個必要になるが、図5に示すように、本実施の形態では、分割検査領域58を15個と最小個数にすることができる。この結果、検査回数を低減できるので、フォトマスク50の繰り返しパターン51に生じた欠陥の検査時間を短縮できる。
(3) When the
(4)フォトマスク50の繰り返しパターン51に生じた欠陥の情報を含む0次よりも大きな次数の回折光(n次回折光)を観察装置13が受光することから、上記欠陥を良好に検査することができる。
(4) Since the
[B]第2の実施の形態(図6)
図6は、本発明に係るパターン欠陥検査装置における第2の実施の形態を示す概略斜視図である。この第2の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
[B] Second embodiment (FIG. 6)
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a second embodiment of the pattern defect inspection apparatus according to the present invention. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施の形態のパターン欠陥検査装置10では、観察装置13の撮像装置(CCDカメラなど)が1次元の画像を検査するラインカメラである。従って、光源装置12のコリメータレンズ19及び観察装置13は、ラインカメラの撮影方向(例えばY方向)と直交するX方向に走査可能に設けられる。また、フォトマスク50の繰り返しパターン51を分割する分割検査領域59は、フォトマスク50のX方向に延在した帯状であり、フォトマスク50のY方向に並設される。従って、ステージ11は、支持したフォトマスク50を上記Y方向に沿って移動可能に構成される。
In the pattern
従って、このパターン欠陥検査装置30によるフォトマスク50の繰り返しパターン51の欠陥検査では、ステージ11に支持されたフォトマスク50の任意の分割検査領域59を観察装置13の真下に位置づけた後、光源装置12のコリメータレンズ19から所望の入射角θiで光を照射し、この状態でコリメータレンズ19及び観察装置13をX方向に走査して、観察装置13がn次回折光を受光し、この画像データから解析装置が、当該分割検査領域59における繰り返しパターン51の欠陥を検査する。
Therefore, in the defect inspection of the
次に、光源装置12のコリメータレンズ19と観察装置13を元の位置に戻し、回転装置16によりコリメータレンズ19を、ステージ11の支持面と平行な面内で所定角度回転させて、コリメータレンズ19によるフォトマスク50への光の照射方向を変更する。この状態でコリメータレンズ19及び観察装置13をX方向に走査して、観察装置13がn次回折光を受光し、その画像データから当該分割検査領域59におけるフォトマスク51の欠陥を検査する。
Next, the
当該任意の分割検査領域59について、上述のように光の照射方向を変更して実施する繰り返しパターン51の欠陥検査を複数回実施した後、ステージ11によりフォトマスク50をY方向に移動させて、隣接した分割検査領域59について、光の照射方向を変更して実施する繰り返しパターン51の欠陥検査を複数回実施する。フォトマスク50の全ての分割検査領域59について、光の照射方向を変更して実施する繰り返しパターン51の欠陥検査を複数回実施して、このフォトマスク50の欠陥検査を終了する。これをフォトマスク50の製造工程の一環として行う。
After the defect inspection of the repeated
従って、本実施の形態においても、前記実施の形態の効果(1)〜(4)と同様な効果を奏する。 Therefore, also in the present embodiment, the same effects as the effects (1) to (4) of the above-described embodiment are obtained.
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、上記両実施の形態では、観察装置13がフォトマスク50を透過した光の回折光を受光するものを述べたが、光源装置12をステージ11に対し観察装置13と同じ側に配置して、観察装置13が、フォトマスク50にて反射した光の回折光を受光してもよい。更に、観察装置13は、フォトマスク50のパターン形成面側から観察してもよく、その裏面である基板面側から観察してもよい。このように、観察装置13の配置位置を適宜選択することができる。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to this.
For example, in the above embodiments, the
また、上記両実施の形態における光源装置12のコリメータレンズ19と観察装置13との設置位置を逆転させてもよい。つまり、光源装置12のコリメータレンズ19をステージ11の支持面に対して垂直な位置に配置し、観察装置13をステージ11の支持面に対し斜めの位置に配置して、この観察装置13にてn次回折光を受光する。そして、回転装置16の作用で、観察装置13をステージ11の支持面に平行な面内で所定角度回転させ、これにより、観察装置13がフォトマスク50の繰り返しパターン51からのn次回折光を複数の異なる方向から受光できるようにしてもよい。
Moreover, you may reverse the installation position of the collimating
更に、前記両実施の形態の観察装置13を、ステージ11の支持面に対して垂直な位置から一定角度ずらした位置に配置し、この観察装置13と光源装置12のコリメータレンズ19との位置関係を、観察装置13がフォトマスク50の繰り返しパターン51からn次回折光を受光する状態に保持して、観察装置13、コリメータレンズ19をそれぞれステージ11の支持面に平行な面内で所定角度回転させるようにしてもよい。これにより、光源装置12のコリメータレンズ19がステージ11上のフォトマスク50へ複数の異なる方向から光を照射し、且つ観察装置13がステージ11上のフォトマスク50からのn次回折光を複数の異なる方向から受光するようにしてもよい。
Further, the
また、上記両実施の形態では、光源装置12のコリメータレンズ19がステージ11の支持面と平行な面内で回転するものを述べたが、上記コリメータレンズ19がステージ11の支持面に平行な面内で円弧軌跡上に複数個配列され、それぞれが順次光を照射して、ステージ11上のフォトマスク50へ複数の異なる方向から光を照射するようにしてもよい。或いは、両実施形態における光源装置12のコリメータレンズ19と観察装置13とを逆配置し、観察装置13をステージ11の支持面と平行な面内で円弧軌跡上に複数個配列し、それぞれの観察装置13がステージ11上のフォトマスク50からのn次回折光を順次複数の異なる方向から受光してもよい。または、上記両実施の形態における光源装置12のコリメータレンズ19と観察装置13とをそれぞれ、ステージ11の支持面に平行な面内で円弧軌跡上に複数個を配置し、各コリメータレンズ19がステージ11上のフォトマスク50へ複数の異なる方向から順次光を照射し、各観察装置13がステージ11上のフォトマスク50からのn次回折光を複数の異なる方向から順次受光してもよい。
In the above embodiments, the
また、上記両実施の形態では被検査体がフォトマスク50であり、パターン欠陥検査装置10、30は、表示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に発生した欠陥を検査するものを述べたが、この被検査体は表示デバイスであってもよい。この場合には、パターン欠陥検査装置10、30は、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)に生じた欠陥を検査するものであってもよい。
In both the above embodiments, the object to be inspected is the
10 パターン欠陥検査装置
11 ステージ
12 光源装置(光源手段)
13 観察装置(観察手段)
16 回転装置(回転手段)
19 コリメータレンズ
50 フォトマスク(被検査体)
51 繰り返しパターン
53 単位パターン
57 検査領域
58 分割検査領域
d 繰り返しパターンのピッチ
n 回折次数
θn n次回折角
θi 入射角
DESCRIPTION OF
13 Observation device (observation means)
16 Rotating device (rotating means)
19
51
Claims (3)
上記被検査体の検査領域を複数の分割検査領域に分割した該分割検査領域に、変更可能な入射角θiで、平行度が2°以内の光を光源手段により照射し、
上記照射によって上記分割検査領域の上記繰り返しパターンから生ずる回折光を、上記支持面に垂直な方向から対向する位置に設けられた観察手段により受光し、
上記受光した回折光から、上記繰り返しパターンに発生した欠陥に起因する回折光を検出して、当該欠陥を検査するパターン欠陥検査方法であって、
上記光の照射は、上記検査領域に複数の異なる方向から光を照射するために、上記光源手段を上記支持面と平行な面内で所定角度回転させて行うことを特徴とする、パターン欠陥検査方法。 A unit pattern including a shape other than a straight line is regularly arranged , a photomask having a repeated pattern on the surface is supported on the support surface of the stage,
The divided inspection region obtained by dividing the inspection region of the object to be inspected into a plurality of divided inspection regions is irradiated with light having a changeable incident angle θi and a parallelism within 2 ° by a light source means,
The diffracted light generated from the repeated pattern in the divided inspection region by the irradiation is received by an observation means provided at a position facing the support surface from a direction perpendicular to the support surface,
A pattern defect inspection method for inspecting the defect by detecting diffracted light caused by the defect generated in the repetitive pattern from the received diffracted light,
The light irradiation is performed by rotating the light source means by a predetermined angle in a plane parallel to the support surface in order to irradiate the inspection area from a plurality of different directions. Method.
請求項1または2に記載のパターン欠陥検査方法を行う工程を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。 In a photomask manufacturing method for manufacturing a photomask by forming a light shielding film pattern on a substrate,
A method for manufacturing a photomask, comprising a step of performing the pattern defect inspection method according to claim 1 .
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