JP5097521B2 - Photomask inspection apparatus, photomask inspection method, photomask manufacturing method for liquid crystal device manufacturing, and pattern transfer method - Google Patents

Photomask inspection apparatus, photomask inspection method, photomask manufacturing method for liquid crystal device manufacturing, and pattern transfer method Download PDF

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Description

本発明は、露光用のフォトマスクの性能を検査するためのフォトマスクの検査装置及びフォトマスクの検査方法に関し、特に、フラット・パネル・ディスプレイ(FPD)装置製造用の大型のフォトマスクの検査装置及び検査方法に関する。また、本発明は、液晶装置製造用フォトマスクの製造方法及びパターン転写方法に関する。   The present invention relates to a photomask inspection apparatus and a photomask inspection method for inspecting the performance of an exposure photomask, and in particular, a large-sized photomask inspection apparatus for manufacturing a flat panel display (FPD) device. And an inspection method. The present invention also relates to a method for manufacturing a photomask for manufacturing a liquid crystal device and a pattern transfer method.

従来、フォトマスクの性能の検査について、特許文献1には、被検査体となるフォトマスクの透過照明光の強度分布を撮像素子(CCD)により検出して、欠陥を検査する装置が記載されている。この装置においては、0.3μmピッチ程度の微細なパターンが形成されたフォトマスクに検査光を集光して照射し、このフォトマスクを透過した検査光を拡大照射して、分解能7μm程度のCCDで撮像するようにしている。   Conventionally, for inspection of the performance of a photomask, Patent Document 1 describes an apparatus for inspecting a defect by detecting an intensity distribution of transmitted illumination light of a photomask to be inspected by an imaging device (CCD). Yes. In this apparatus, the inspection light is condensed and irradiated onto a photomask having a fine pattern with a pitch of about 0.3 μm, and the inspection light transmitted through the photomask is enlarged to irradiate the CCD with a resolution of about 7 μm. I am trying to pick up images.

すなわち、この検査装置においては、フォトマスクを水平としてステージ上に載置し、このフォトマスクに、光源からの検査光を照明光学系を介して照射する。ステージは、フォトマスクの面内方向に移動操作可能となっている。そして、この検査装置においては、フォトマスクを経た検査光を撮像素子上に拡大照射して結像させ、フォトマスクの像を得るようにしている。   That is, in this inspection apparatus, a photomask is placed horizontally on a stage, and inspection light from a light source is irradiated onto the photomask via an illumination optical system. The stage can be moved in the in-plane direction of the photomask. In this inspection apparatus, inspection light that has passed through a photomask is enlarged and irradiated onto an image sensor to form an image, thereby obtaining a photomask image.

そして、特許文献2には、露光装置によりウェハに実際に転写されるフォトマスクの欠陥や異物を検出可能とする検査装置が記載されている。この装置においては、従来の検査装置で検出可能であった欠陥や異物の他に、位相シフトマスクやレチクルの透過部のシフタの欠陥や、露光波長依存性のマスク基板部の欠陥などについても検査可能となっている。   Patent Document 2 describes an inspection apparatus that can detect defects and foreign matter of a photomask that is actually transferred to a wafer by an exposure apparatus. In addition to defects and foreign matter that could be detected by conventional inspection equipment, this equipment also inspects phase shift masks and reticle shifter defects, and exposure wavelength-dependent mask substrate defects. It is possible.

特開平5−249646号公報JP-A-5-249646 特開平4−328548号公報JP-A-4-328548

特許文献1には、フォトマスク面内の所定の部位について撮像を行う手法については言及されていないが、ステージがフォトマスクの面内方向に移動操作可能であり、また、フォトマスクは一辺が5インチ乃至6インチ程度の角型基板であることから、この検査装置においては、フォトマスクの全面に亘る検査を不都合なく行えるものと考えられる。   Patent Document 1 does not mention a technique for imaging a predetermined portion in the photomask plane, but the stage can be moved in the in-plane direction of the photomask, and the photomask has 5 sides. Since it is a square substrate of about 6 inches to 6 inches, it is considered that this inspection apparatus can inspect the entire surface of the photomask without any inconvenience.

また、特許文献1には、微細な凹凸パターンをもつ位相シフトマスクの欠陥やフォトマスクを用いた露光プロセスにおけるレジスト厚による焦点ずれの影響を評価するために、撮像素子を検査光の焦点位置からずらして撮像して得られた像と、設計上のマスクパターンによる画像信号や撮像素子を焦点位置として撮像した画像信号とを比較することが記載されている。   Further, in Patent Document 1, in order to evaluate the influence of a focus shift due to a resist thickness in an exposure process using a photomask and a defect of a phase shift mask having a fine concavo-convex pattern, the image sensor is taken from the focus position of the inspection light. It is described that an image obtained by shifting an image is compared with an image signal based on a designed mask pattern and an image signal captured using an imaging element as a focal position.

すなわち、実際のICの製造工程においては、薄膜の積層が幾重にも繰り返し行われるため、フォトマスクを用いた露光プロセスではレジスト厚の分だけ焦点がずれて縮小照射される場合があり、これらフォトマスクの微細なパターンピッチを考慮すると焦点ずれによる影響は看過できず、また、焦点深度を深くとれる位相シフトマスクを用いる場合には、焦点ずれの影響を評価することが重要であると考えられる。   In other words, in an actual IC manufacturing process, thin film stacking is repeated many times, and in an exposure process using a photomask, there is a case where the focus is shifted by the resist thickness and reduced irradiation is performed. Considering the fine pattern pitch of the mask, the influence of defocusing cannot be overlooked, and it is considered important to evaluate the influence of defocusing when using a phase shift mask capable of increasing the depth of focus.

そのため、この検査装置においては、位相シフトマスクを使用する場合等の被転写面の段差等に起因する焦点ずれの影響を評価するため、撮像素子を検査光の光軸方向に変位可能とする撮像位置変位手段を設け、フォトマスクを用いた露光プロセスにおける被転写面に相当する撮像素子を光軸方向に焦点位置からずらして、その影響を検査するようにしている。   Therefore, in this inspection apparatus, in order to evaluate the influence of defocus due to a step on the surface to be transferred when using a phase shift mask, the imaging device can be displaced in the optical axis direction of the inspection light. Position displacement means is provided, and an image sensor corresponding to a transfer surface in an exposure process using a photomask is shifted from the focal position in the optical axis direction to inspect the influence.

ところで、いわゆる液晶表示パネルなど、フラット・パネル・ディスプレイ(以下、「FPD」という。)と呼ばれる表示デバイスの製造に使用されるフォトマスクにおいては、一辺が1mを超えるような大型のものが存在する。表示デバイスの製造には、例えば、主平面が1220mm×1400mm、厚さ13mmというサイズのフォトマスクが使用されている。このようなフォトマスクは、サイズの大型化に伴って重量も増加し、例えば、50kg程度の重量を有するフォトマスクが使用されている。パターンピッチは、通常、数μm〜数百μm程度である。   By the way, a photomask used for manufacturing a display device called a flat panel display (hereinafter referred to as “FPD”) such as a so-called liquid crystal display panel has a large size whose one side exceeds 1 m. . For manufacturing a display device, for example, a photomask having a main plane size of 1220 mm × 1400 mm and a thickness of 13 mm is used. Such a photomask increases in weight as the size increases, and for example, a photomask having a weight of about 50 kg is used. The pattern pitch is usually about several μm to several hundred μm.

このような大型のフォトマスクの欠陥検査や性能評価を行う検査においては、次のような課題が存在する。   The following problems exist in the inspection for performing defect inspection and performance evaluation of such a large photomask.

すなわち、このような大型のフォトマスクを、特許文献1に記載されているようなステージ上に水平にして載置すると、検査装置の設置面積が大きくなってしまう。さらに、大型のフォトマスクは全面を単一視野によって検査することはできないため、検査領域を複数の領域に分割して検査を行う必要が生じるが、この場合に、撮像素子に対してフォトマスクを水平な面内で移動させることとすると、検査装置の設置面積がさらに大きくなってしまうという問題がある。   That is, when such a large photomask is placed horizontally on a stage as described in Patent Document 1, the installation area of the inspection apparatus becomes large. Furthermore, since a large photomask cannot inspect the entire surface with a single field of view, it is necessary to inspect the inspection area by dividing it into a plurality of areas. If it is moved in a horizontal plane, there is a problem that the installation area of the inspection apparatus is further increased.

また、フォトマスクを水平として保持すると、このフォトマスクに、重力によって空中を落下してくるパーティクル(塵挨)が付着する確率が高くなるという問題がある。   Further, when the photomask is held horizontally, there is a problem that the probability that particles (dust) falling in the air due to gravity adhere to the photomask increases.

特許文献2に記載された検査装置においても、サイズの比較的小さなレチクルに対しては対応できるが、大型のフォトマスクを検査する場合には、上述したような問題が生ずる。   The inspection apparatus described in Patent Document 2 can cope with a reticle having a relatively small size, but the above-described problem occurs when a large photomask is inspected.

そして、フォトマスクを水平として保持したときの自重による反りは、このフォトマスクを用いて露光を行う露光装置において生じていると考えられるが、露光装置においては、フォトマスクの反りに応じて焦点調節をしながら露光が行われる。したがって、撮像素子のみを光軸方向に移動操作して焦点調節を行うようにした従来の検査装置においては、露光装置のフォーカシング動作、露光装置において得られる露光パターンを正しく再現することができず、大型のフォトマスクの性能評価及び欠陥検査を良好に行うことができない。   The warpage due to its own weight when the photomask is held horizontally is considered to occur in an exposure apparatus that performs exposure using this photomask. In the exposure apparatus, focus adjustment is performed according to the warpage of the photomask. Exposure is performed while Therefore, in the conventional inspection apparatus in which only the image sensor is moved in the optical axis direction to perform the focus adjustment, the focusing operation of the exposure apparatus, the exposure pattern obtained in the exposure apparatus cannot be correctly reproduced, The performance evaluation and defect inspection of a large photomask cannot be performed satisfactorily.

すなわち、撮像素子のみを光軸方向に移動操作して焦点調節を行うようにした検査装置においては、フォトマスクが自重により反りを生じた状態で露光を行う露光装置におけるフォトマスクによる像を、実際の露光前に検査機上で再現し、それによって露光時のフォーカスマージンを精緻に評価することができない。具体的には、フォトマスクの露光に許されるフォーカシングマージンを検証するために、露光装置において対物レンズ及び被露光体(被転写体)のそれぞれをどのように位置決めするかについて、定量的にシミュレートすることができない。   In other words, in an inspection apparatus in which only the image sensor is moved in the optical axis direction to adjust the focus, the image by the photomask in the exposure apparatus that performs exposure while the photomask is warped by its own weight is actually It is reproduced on the inspection machine before the exposure, so that the focus margin at the time of exposure cannot be evaluated precisely. Specifically, in order to verify the focusing margin allowed for the exposure of the photomask, a quantitative simulation is performed on how to position the objective lens and the object to be exposed (transfer object) in the exposure apparatus. Can not do it.

また、このような検査装置においては、大型のフォトマスクを使用する露光機でデフォーカスさせるときの対物レンズ系及び被露光体の移動量を定量的にシミュレートすることができない。このことにより、従来の検査装置は、露光におけるフォーカスマージンの評価や、意図的にデフォーカスさせる場合が生じる微細パターンを有するグレートーンマスクの検査には適用できない。なお、ここでグレートーンマスクとは、マスクを透過する露光光の量を選択的に減少させ、被転写体上のフォトレジストの現像後の残膜厚を選択的に調整することを目的とするフォトマスクをいう。   Further, in such an inspection apparatus, it is not possible to quantitatively simulate the amount of movement of the objective lens system and the object to be exposed when defocusing is performed by an exposure machine that uses a large photomask. As a result, the conventional inspection apparatus cannot be applied to the evaluation of the focus margin in exposure or the inspection of a gray tone mask having a fine pattern that may be intentionally defocused. Here, the gray tone mask is intended to selectively reduce the amount of exposure light transmitted through the mask and selectively adjust the remaining film thickness after development of the photoresist on the transfer target. A photomask.

液晶表示装置製造用などの大型フォトマスクは、通常、i線〜g線の波長帯域の露光光で露光される。被転写体上のレジスト膜が露光時に受けるフォトマスク透過光を近似した状態を形成し、被転写体上に得られるレジストパターン、または、それを用いて作製した膜パターンを予測し評価するためには、現実の露光状態を最も合理的に再現することが必要である。   Large photomasks for manufacturing liquid crystal display devices are usually exposed with exposure light in the wavelength band of i-line to g-line. In order to predict and evaluate the resist pattern obtained on the transfer object or the film pattern produced using it by forming a state approximating the photomask transmitted light that the resist film on the transfer object receives during exposure It is necessary to most realistically reproduce the actual exposure state.

そこで、本発明の好ましい形態は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、装置の設置面積の増大を抑えつつ、大型のフォトマスクの性能評価及び欠陥検査を、実際のフォトマスクの使用条件に即した条件で、高い精度で良好に行うことができ、また、大型のフォトマスクに対する安全性やハンドリング性が確保されたフォトマスクの検査装置及びフォトマスクの検査方法を提供し、さらに、これらフォトマスクの検査装置及びフォトマスクの検査方法を用いた液晶装置製造用フォトマスクの製造方法及びパターン転写方法を提供することを目的とする。   Therefore, a preferred embodiment of the present invention is proposed in view of the above situation, and the performance evaluation and defect inspection of a large photomask are performed while suppressing an increase in the installation area of the apparatus. Provided is a photomask inspection apparatus and a photomask inspection method that can be performed well with high accuracy under conditions that match the use conditions, and that ensure safety and handling properties for large photomasks, and Another object of the present invention is to provide a photomask manufacturing method and a pattern transfer method for manufacturing a liquid crystal device using the photomask inspection apparatus and the photomask inspection method.

前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係るフォトマスクの検査装置は、以下の構成のいずれか一を有するものである。   In order to solve the above-described problems and achieve the above object, a photomask inspection apparatus according to the present invention has any one of the following configurations.

〔構成1〕
フラット・パネル・ディスプレイ装置製造用フォトマスクの検査に用いられるフォトマスク検査装置であって、被検体であるフォトマスクを、フォトマスクの主平面が略々鉛直となるように保持するマスク保持手段と、所定波長の光束を発する光源と、光源からの光束を導きマスク保持手段により保持されたフォトマスクに該光束を照射する照明光学系と、フォトマスクに照射され該フォトマスクを経た光束が入射される対物レンズ系と、対物レンズ系を経た光束を受光しフォトマスクの像を撮像する撮像手段と、照明光学系、対物レンズ系及び撮像手段をそれぞれ支持する支持手段と、それぞれの支持手段を移動操作する移動操作手段と、移動操作手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、移動操作手段を制御することにより、照明光学系、対物レンズ系及び撮像手段をマスク保持手段により保持されたフォトマスクの主平面に平行な面内で移動操作し、これらの光軸を一致させた状態で所定位置に位置させ、かつ、対物レンズ系及び撮像手段、光軸方向について位置調整可能であることを特徴とするものである。
[Configuration 1]
A photomask inspection device used to inspect flat panel display apparatus for manufacturing a photomask, a photomask is subject to hold as the main plane of the photomask is substantially vertical, the mask holding means A light source that emits a light beam having a predetermined wavelength, an illumination optical system that guides the light beam from the light source and irradiates the photomask held by the mask holding means, and a light beam that is irradiated to the photomask and passes through the photomask. An objective lens system, an imaging unit that receives a light beam that has passed through the objective lens system and captures an image of a photomask, a support unit that supports the illumination optical system, the objective lens system, and the imaging unit, and a respective support unit. A moving operation means for moving and a control means for controlling the moving operation means are provided, and the control means controls the moving operation means to control illumination. The optical system, the objective lens system, and the imaging unit are moved and operated in a plane parallel to the main plane of the photomask held by the mask holding unit, the optical axes thereof are aligned, and the optical system is positioned at a predetermined position, and objective lens system and the imaging means is characterized in that the optical axis is adjustable in position.

〔構成2〕
構成1を有するフォトマスクの検査装置において、対物レンズ系及び照明光学系は、それぞれ開口数が可変となされており、制御手段は、対物レンズ系の開口数、または、照明光学系の開口数を所定値にすることにより、照明光学系の開口数の対物レンズ系の開口数に対する比を所定の値に制御することを特徴とするものである。
[Configuration 2]
In the photomask inspection apparatus having configuration 1, the numerical apertures of the objective lens system and the illumination optical system are variable, and the control means determines the numerical aperture of the objective lens system or the numerical aperture of the illumination optical system. By setting it to a predetermined value, the ratio of the numerical aperture of the illumination optical system to the numerical aperture of the objective lens system is controlled to a predetermined value.

〔構成3〕
構成1、または、構成2を有するフォトマスクの検査装置において、撮像手段により得られた画像に基づき、フォトマスクの所定領域の透過光の光強度分布データを用いて演算を行う演算手段を備えたことを特徴とするものである。
[Configuration 3]
The photomask inspection apparatus having configuration 1 or configuration 2 includes a calculation unit that performs calculation using light intensity distribution data of transmitted light in a predetermined region of the photomask based on an image obtained by the imaging unit. It is characterized by this.

〔構成
構成1、または、構成2を有するフォトマスクの検査装置において、マスク保持手段は
、フォトマスクの主平面を鉛直から傾斜した角度であって、かつ、鉛直から10度以内の
角度として該フォトマスクを保持することを特徴とするものである。
[Configuration 4 ]
In the photomask inspection apparatus having the configuration 1 or the configuration 2, the mask holding means is configured to tilt the main surface of the photomask from an angle that is inclined from the vertical and within 10 degrees from the vertical. It is characterized by holding.

〔構成
構成1乃至構成のいずれか一を有するフォトマスクの検査装置において、光源より発せられ照明光学系を経た光束は、少なくとも、g線、h線、または、i線のいずれかを含み、あるいは、これらのうち任意の二以上を混合した光束を含むことを特徴とするものである。
[Configuration 5 ]
In the photomask inspection apparatus having any one of Configurations 1 to 4 , the light beam emitted from the light source and passed through the illumination optical system includes at least one of g-line, h-line, or i-line, or Among these, a light beam that is a mixture of any two or more is included.

〔構成
構成1乃至構成のいずれか一を有するフォトマスクの検査装置において、照明光学系は、フォトマスクに光束を照射する範囲が、撮像手段の撮像視野よりも広いことを特徴とするものである。
[Configuration 6 ]
In the photomask inspection apparatus having any one of Configurations 1 to 5 , the illumination optical system is characterized in that a range in which the photomask is irradiated with the light beam is wider than the imaging field of view of the imaging means.

〔構成
構成1乃至構成のいずれか一を有するフォトマスクの検査装置において、照明光学系は、視野絞りを備え、この視野絞りによって、フォトマスクに光束を照射し、かつ、フォトマスク上において光量分布が5%以内となる部分の直径が、撮像手段の撮像視野の直径に対し30%以上大きくなっていることを特徴とするものである。
[Configuration 7 ]
In the photomask inspection apparatus having any one of Configurations 1 to 6 , the illumination optical system includes a field stop. The field stop irradiates the photomask with a light flux, and the light amount distribution is on the photomask. The diameter of the portion within 5% is 30% or more larger than the diameter of the imaging field of the imaging means.

〔構成
構成1乃至構成のいずれか一を有するフォトマスクの検査装置において、照明光学系、または、対物レンズ系及び撮像手段の少なくとも一方の光軸の微調整を行う角度調整機構を備えることを特徴とするものである。
[Configuration 8 ]
A photomask inspection apparatus having any one of Configurations 1 to 7 , further comprising an angle adjustment mechanism that performs fine adjustment of an optical axis of at least one of an illumination optical system or an objective lens system and an imaging unit. To do.

〔構成
構成1乃至構成のいずれか一を有するフォトマスクの検査装置において、対物レンズ系及び照明光学系は、開口数を可変とする絞り機構を備えていることを特徴とするものである。
[Configuration 9 ]
In the photomask inspection apparatus having any one of Configurations 1 to 8 , the objective lens system and the illumination optical system include an aperture mechanism that can change the numerical aperture.

また、本発明に係るフォトマスクの検査方法は、以下の構成のいずれか一を有するものである。   The photomask inspection method according to the present invention has any one of the following configurations.

〔構成10
フラット・パネル・ディスプレイ装置製造用フォトマスクの検査に用いられるフォトマスクの検査方法であって、透明基板上に所定のパターンを有する膜が形成されたフォトマスクを、フォトマスクの主平面が略々鉛直となるように保持し所定波長の光束を発する光源からの光束を照明光学系を介してフォトマスクに照射しこのフォトマスクを経た光束を対物レンズ系を介して撮像手段によって受光してフォトマスクの像を撮像することによりフォトマスクを検査するフォトマスクの検査方法であって、照明光学系、対物レンズ系及び撮像手段を、マスク保持手段により保持されたフォトマスクの主平面に平行な面内で移動操作し、これらの光軸が一致した状態で所定位置に位置させ、更に、対物レンズ系及び撮像手段、光軸方向において所定の相対位置となるように位置調整して、撮像手段によりフォトマスクの像を撮像することを特徴とするものである。
[Configuration 10 ]
A method for inspecting a photomask used for inspecting a photomask for manufacturing a flat panel display device, wherein a photomask in which a film having a predetermined pattern is formed on a transparent substrate has a main plane of the photomask approximately A photomask is irradiated with a light beam from a light source that is held vertically and emits a light beam of a predetermined wavelength through an illumination optical system, and the light beam that has passed through the photomask is received by an imaging unit through an objective lens system. A photomask inspection method for inspecting a photomask by picking up an image of an illumination optical system, an objective lens system and an image pickup means in a plane parallel to a main plane of the photomask held by the mask holding means in moving operation, is located at a predetermined position in these conditions the optical axes are coincident, further, the objective lens system and the imaging means, in the direction of the optical axis Located adjusted to a constant relative position, and is characterized in that captures an image of the photomask by the imaging means.

〔構成11
構成10を有するフォトマスクの検査方法において、撮像手段によるフォトマスクの像の撮像は、フォトマスクを使用する際に適用する露光条件を予め把握し、該露光条件に基づいて決定した分光特性、対物レンズ系の開口数及び照明光学系の開口数の対物レンズ系の開口数に対する比を用いて行うことを特徴とするものである。
[Configuration 11 ]
In the photomask inspection method having the configuration 10 , the photomask image is picked up by the image pickup means by grasping in advance the exposure conditions to be applied when using the photomask, and the spectral characteristics and objectives determined based on the exposure conditions. This is performed using the ratio of the numerical aperture of the lens system and the numerical aperture of the illumination optical system to the numerical aperture of the objective lens system.

〔構成12
構成10、または、構成11を有するフォトマスクの検査方法において、フォトマスクの主平面を鉛直から10度以内の角度として該フォトマスクを保持することを特徴とするものである。
[Configuration 12 ]
In the photomask inspection method having the configuration 10 or the configuration 11 , the photomask is held with the main plane of the photomask at an angle within 10 degrees from the vertical.

〔構成13
構成10乃至構成12のいずれか一を有するフォトマスクの検査方法において、フォトマスクに照射する光束として、少なくとも、g線、h線、または、i線のいずれかを含み、あるいは、これらのうち任意の二以上を混合した光束を用いることを特徴とするものである。
[Configuration 13 ]
In the photomask inspection method having any one of Configurations 10 to 12 , the light beam applied to the photomask includes at least one of g-line, h-line, and i-line, or any of these These are characterized by using a light beam in which two or more of the above are mixed.

〔構成14
構成10乃至構成13のいずれか一を有するフォトマスクの検査方法において、フォトマスクに照射する光束として、このフォトマスクを用いて露光を行う露光装置において使用される照明光の波長分布を予め把握し、該波長分布に基づいてこれに基づいて決定した波長分布の光束を用いることを特徴とするものである。
[Configuration 14 ]
In the inspection method for a photomask having any one of Configurations 10 to 13 , the wavelength distribution of illumination light used in an exposure apparatus that performs exposure using the photomask is grasped in advance as a light beam irradiated to the photomask. Based on the wavelength distribution, a light flux having a wavelength distribution determined based on the wavelength distribution is used.

〔構成15
構成10乃至構成14のいずれか一を有するフォトマスクの検査方法において、照明光学系、または、対物レンズ系及び撮像手段の少なくとも一方の光軸の微調整を行う工程を有することを特徴とするものである。
[Configuration 15 ]
A photomask inspection method having any one of Structures 10 to 14 , further comprising a step of finely adjusting the optical axis of at least one of the illumination optical system or the objective lens system and the imaging means. It is.

〔構成16
構成10乃至構成15のいずれか一を有するフォトマスクの検査方法において、フォトマスクは、透明基板上に遮光部及び透光部を含むパターンが形成されてなり、得られた撮像画像から、フォトマスクの所定領域の透過光の強度分布データを取得することを特徴とするものである。
[Configuration 16 ]
In the photomask inspection method having any one of Configurations 10 to 15 , the photomask is formed by forming a pattern including a light-shielding portion and a light-transmitting portion on a transparent substrate, and the photomask is obtained from the obtained captured image. The intensity distribution data of the transmitted light in the predetermined area is acquired.

〔構成17
構成16を有するフォトマスクの検査方法において、フォトマスクは、遮光部、または、透光部に、白欠陥、または、黒欠陥を有し、該欠陥部分の撮像画像、または、該欠陥部分の透過光の光強度分布データを得て、該データにより該フォトマスクの修正の要否を判定することを特徴とするものである。
[Configuration 17 ]
In the photomask inspection method having the configuration 16 , the photomask has a white defect or a black defect in the light shielding portion or the light transmitting portion, and the captured image of the defective portion or the transmission of the defective portion is included. Light intensity distribution data of light is obtained, and whether or not the photomask needs to be corrected is determined based on the data.

また、本発明に係る液晶装置製造用フォトマスクの製造方法は、以下の構成を有するものである。   The method for manufacturing a photomask for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention has the following configuration.

〔構成18
構成10乃至構成17のいずれか一を有するフォトマスクの検査方法による検査工程を有することを特徴とするものである。
[Configuration 18 ]
It has an inspection process by a photomask inspection method having any one of Configurations 10 to 17 .

さらに、本発明に係るパターン転写方法は、以下の構成を有するものである。   Furthermore, the pattern transfer method according to the present invention has the following configuration.

〔構成19
構成18を有する液晶装置製造用フォトマスクの製造方法により製造された液晶装置製造用フォトマスクを用いて、露光装置により所定波長の光を露光し、被転写体にパターンを転写することを特徴とするものである。
[Configuration 19 ]
Using the photomask for manufacturing a liquid crystal device manufactured by the method for manufacturing a photomask for manufacturing a liquid crystal device having the structure 18 , the exposure apparatus exposes light of a predetermined wavelength, and transfers the pattern to the transfer target. To do.

構成1を有する本発明に係るフォトマスクの検査装置においては、制御手段は、照明光学系、対物レンズ系及び撮像手段をそれぞれ支持する支持手段を移動操作する移動操作手段を制御することにより、照明光学系、対物レンズ系及び撮像手段をマスク保持手段により保持されたフォトマスクの主平面に平行な面内で移動操作し、これらの光軸を一致させた状態で所定位置に位置させ、かつ、対物レンズ系及び撮像手段の少なくとも一方を、光軸方向について位置調整可能とするので、該マスクを使用する際に用いる露光装置のフォーカシング動作、露光装置において得られる露光パターン像を、現実に即した条件で再現することができる。   In the photomask inspection apparatus according to the present invention having the structure 1, the control means controls the moving operation means for moving the supporting means for supporting the illumination optical system, the objective lens system, and the imaging means, respectively. The optical system, the objective lens system, and the imaging unit are moved and operated in a plane parallel to the main plane of the photomask held by the mask holding unit, the optical axes thereof are aligned, and the optical system is positioned at a predetermined position, and Since the position of at least one of the objective lens system and the image pickup means can be adjusted in the optical axis direction, the focusing operation of the exposure apparatus used when using the mask, and the exposure pattern image obtained in the exposure apparatus are realistic. Can be reproduced under conditions.

すなわち、この検査装置においては、フォトマスクが自重により反りを生じた状態で露光を行う露光装置におけるフォーカスマージンを評価することができる。具体的には、フォトマスクの露光に許されるフォーカシングマージンを検証するために、露光装置において対物レンズ及び被露光体(被転写体)のそれぞれをどのように位置決めするかについて、定量的にシミュレートすることができる。   That is, in this inspection apparatus, it is possible to evaluate a focus margin in an exposure apparatus that performs exposure in a state where the photomask is warped by its own weight. Specifically, in order to verify the focusing margin allowed for the exposure of the photomask, a quantitative simulation is performed on how to position the objective lens and the object to be exposed (transfer object) in the exposure apparatus. can do.

あるいは、対物レンズと被露光体の相対位置を調整することにより、フォトマスク使用時の露光機の光学系を考慮したときのフォトマスクの透過光分布を評価できる。また、この検査装置においては、デフォーカスさせたときの対物レンズ系及び被露光体の移動量を定量的にシミュレートすることができる。このことにより、この検査装置は、露光において意図的にデフォーカス(フォーカスオフセット)させる場合が生じるグレートーンマスクの検査にも適用できる。   Alternatively, by adjusting the relative position between the objective lens and the object to be exposed, it is possible to evaluate the transmitted light distribution of the photomask when the optical system of the exposure machine when using the photomask is taken into consideration. Further, in this inspection apparatus, the amount of movement of the objective lens system and the object to be exposed when defocused can be quantitatively simulated. Thus, this inspection apparatus can also be applied to inspection of a gray tone mask that may be intentionally defocused (focus offset) in exposure.

構成2を有する本発明に係るフォトマスクの検査装置においては、制御手段は、対物レンズ系の開口数及び照明光学系の開口数の対物レンズ系の開口数に対する比を所定の値に制御するので、露光装置における露光パターンを良好にシミュレートすることができる。   In the photomask inspection apparatus according to the present invention having configuration 2, the control means controls the ratio of the numerical aperture of the objective lens system and the numerical aperture of the illumination optical system to the numerical aperture of the objective lens system to a predetermined value. The exposure pattern in the exposure apparatus can be simulated well.

構成3を有する本発明に係るフォトマスクの検査装置においては、撮像手段により得られた画像に基づき、フォトマスクの所定領域の透過光の光強度分布データを用いて演算を行う演算手段を備えるので、所望の演算方法により、フォトマスクから得られる転写パターンを予測し、評価し、更にはフォトマスクの良否を判定し、欠陥修正の可能性や必要性を判定することができる。   The photomask inspection apparatus according to the present invention having the configuration 3 includes calculation means for performing calculation using light intensity distribution data of transmitted light in a predetermined region of the photomask based on an image obtained by the imaging means. The transfer pattern obtained from the photomask can be predicted and evaluated by a desired calculation method, and the quality of the photomask can be determined to determine the possibility and necessity of defect correction.

構成4を有する本発明に係るフォトマスクの検査装置においては、マスク保持手段は、フォトマスクの主平面を略々鉛直として該フォトマスクを固定して保持するので、装置の設置面積の増大を抑えつつ、大型のフォトマスクに対する安全性やハンドリング性を確保することができる。   In the photomask inspection apparatus according to the present invention having the configuration 4, the mask holding means fixes and holds the photomask with the main plane of the photomask being substantially vertical, thereby suppressing an increase in the installation area of the apparatus. On the other hand, safety and handling properties for a large photomask can be ensured.

構成5を有する本発明に係るフォトマスクの検査装置においては、フォトマスクの主平面を鉛直から傾斜した角度であって、かつ、鉛直から10度以内の角度として該フォトマスクを保持するので、装置の設置面積の増大を抑えつつ、大型のフォトマスクに対する安全性やハンドリング性を確保することができる。   In the photomask inspection apparatus according to the present invention having the configuration 5, the photomask is held at an angle inclined from the vertical to the main plane of the photomask and within 10 degrees from the vertical. It is possible to ensure the safety and handling properties of a large photomask while suppressing an increase in the installation area.

構成6を有する本発明に係るフォトマスクの検査装置においては、光源より発せられ照明光学系を経た光束は、少なくとも、g線、h線、または、i線のいずれかを含み、あるいは、これらのうち任意の二以上を混合した光束を含むので、大型のフォトマスクを用いて露光を行う露光装置において得られる露光パターンを正しく再現することができる。   In the photomask inspection apparatus according to the present invention having the configuration 6, the light beam emitted from the light source and having passed through the illumination optical system includes at least one of g-line, h-line, and i-line, or these Since it includes a light beam in which two or more of them are mixed, it is possible to correctly reproduce an exposure pattern obtained in an exposure apparatus that performs exposure using a large photomask.

構成7を有する本発明に係るフォトマスクの検査装置においては、照明光学系は、フォトマスクに光束を照射する範囲が撮像手段の撮像視野よりも広いので、照明光学系に対する対物レンズ系及び撮像手段の光軸ずれの許容範囲を広くすることができる。   In the photomask inspection apparatus according to the present invention having the configuration 7, the illumination optical system has a wider range for irradiating the photomask with the light beam than the imaging field of the imaging means. Therefore, the objective lens system and the imaging means for the illumination optical system The allowable range of the optical axis deviation can be widened.

構成8を有する本発明に係るフォトマスクの検査装置においては、照明光学系の視野絞りにより、フォトマスク上に照射された光束の光量分布が5%以内となる部分の直径が、撮像手段の撮像視野の直径に対し30%以上大きくなっているので、照明光学系に対する対物レンズ系及び撮像手段の光軸ずれの許容範囲を広くすることができる。   In the photomask inspection apparatus according to the present invention having the configuration 8, the diameter of the portion where the light quantity distribution of the light beam irradiated onto the photomask is within 5% by the field stop of the illumination optical system is the image pick-up by the image pickup means. Since it is larger by 30% or more than the diameter of the field of view, it is possible to widen the allowable range of the optical axis shift of the objective lens system and the imaging means with respect to the illumination optical system.

構成9を有する本発明に係るフォトマスクの検査装置においては、照明光学系、または、対物レンズ系及び撮像手段の少なくとも一方の光軸の微調整を行う角度調整機構を備えるので、照明光学系に対する対物レンズ系及び撮像手段の光軸ずれを抑えることができる。   The photomask inspection apparatus according to the present invention having the structure 9 includes an illumination optical system or an angle adjustment mechanism for finely adjusting the optical axis of at least one of the objective lens system and the imaging unit. The optical axis shift of the objective lens system and the imaging means can be suppressed.

構成10を有する本発明に係るフォトマスクの検査装置においては、対物レンズ系及び照明光学系は、開口数を可変とする絞り機構を備えているので、制御手段による開口数の制御を容易に行うことができる。   In the photomask inspection apparatus according to the present invention having the structure 10, since the objective lens system and the illumination optical system have a diaphragm mechanism that makes the numerical aperture variable, the numerical aperture can be easily controlled by the control means. be able to.

構成11を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、対物レンズ系、または、撮像手段の少なくとも一方を光軸方向において所定の相対位置となるように位置調整して、撮像手段によりフォトマスクの像を撮像するので、露光装置のフォーカシング動作、露光装置において得られる露光パターンを正しく再現することができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having the structure 11, at least one of the objective lens system and the image pickup means is adjusted to a predetermined relative position in the optical axis direction, and the photomask is used by the image pickup means. Therefore, the focusing operation of the exposure apparatus and the exposure pattern obtained by the exposure apparatus can be correctly reproduced.

構成12を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、フォトマスクを使用する際に適用する露光条件を予め把握し、該露光条件に基づいて決定した分光特性、対物レンズ系の開口数及び照明光学系の開口数の対物レンズ系の開口数に対する比を用いて撮像手段によるフォトマスクの像の撮像を行うので、露光装置における露光パターンを良好にシミュレートすることができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having the configuration 12, the exposure conditions to be applied when using the photomask are grasped in advance, the spectral characteristics determined based on the exposure conditions, the numerical aperture of the objective lens system, and Since the image of the photomask is picked up by the image pickup means using the ratio of the numerical aperture of the illumination optical system to the numerical aperture of the objective lens system, the exposure pattern in the exposure apparatus can be simulated well.

構成13を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、フォトマスクの主平面を略々鉛直として該フォトマスクを固定して保持するので、装置の設置面積の増大を抑えつつ、大型のフォトマスクに対する安全性やハンドリング性を確保することができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having the structure 13, since the photomask is fixed and held with the main plane of the photomask being substantially vertical, a large-sized photomask is suppressed while suppressing an increase in the installation area of the apparatus. Safety and handling properties for the mask can be ensured.

構成14を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、フォトマスクの主平面を鉛直から10度以内の角度として該フォトマスクを保持するので、装置の設置面積の増大を抑えつつ、大型のフォトマスクに対する安全性やハンドリング性を確保することができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having the structure 14, the photomask is held at an angle of 10 degrees or less from the vertical to the main plane of the photomask. Safety and handling properties for the photomask can be ensured.

構成15を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、フォトマスクの主平面を鉛直から傾斜した角度であって、かつ、鉛直から10度以内の角度として該フォトマスクを保持するので、装置の設置面積の増大を抑えつつ、大型のフォトマスクに対する安全性やハンドリング性を確保することができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having the configuration 15, since the photomask is held at an angle inclined from the main plane of the photomask at an angle within 10 degrees from the vertical, the apparatus It is possible to ensure the safety and handling properties of a large photomask while suppressing an increase in the installation area.

構成16を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、フォトマスクに照射する光束として、少なくとも、g線、h線、または、i線のいずれかを含み、あるいは、これらのうち任意の二以上を混合した光束を用いるので、大型のフォトマスクを用いて露光を行う露光装置において得られる露光パターンを正しく再現することができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having the configuration 16, at least one of g-line, h-line, and i-line is included as the light beam applied to the photomask, or any two of them. Since the light flux mixed above is used, an exposure pattern obtained in an exposure apparatus that performs exposure using a large photomask can be correctly reproduced.

構成17を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、フォトマスクに照射する光束として、このフォトマスクを用いて露光を行う露光装置において使用される照明光の波長分布を予め把握し、該波長分布に基づいてこれに基づいて決定した波長分布の光束を用いるので、大型のフォトマスクを用いて露光を行う露光装置において得られる露光パターンを正しく再現することができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having the structure 17, the wavelength distribution of the illumination light used in an exposure apparatus that performs exposure using the photomask is grasped in advance as a light beam irradiated to the photomask, Since a light flux having a wavelength distribution determined based on the wavelength distribution is used, an exposure pattern obtained in an exposure apparatus that performs exposure using a large photomask can be correctly reproduced.

構成18を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、撮像手段の撮像視野よりも広い範囲に亘って、光源からの光束を照射するので、照明光学系に対する対物レンズ系及び撮像手段の光軸ずれの許容範囲を広くすることができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having the configuration 18, since the light beam from the light source is irradiated over a range wider than the imaging field of the imaging unit, the objective lens system for the illumination optical system and the light of the imaging unit The allowable range of axis deviation can be widened.

構成19を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、フォトマスクに照射する光束内において、光量分布が5%以内となる部分の直径が、撮像手段の撮像視野の直径に対して30%以上大きいものとするので、照明光学系に対する対物レンズ系及び撮像手段の光軸ずれの許容範囲を広くすることができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having the structure 19, the diameter of the portion where the light quantity distribution is within 5% in the light beam irradiated to the photomask is 30% of the diameter of the imaging field of the imaging means. Since it is larger as described above, it is possible to widen the allowable range of the optical axis shift of the objective lens system and the imaging means with respect to the illumination optical system.

構成20を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、照明光学系、または、対物レンズ系及び撮像手段の少なくとも一方の光軸の微調整を行う工程を有するので、照明光学系に対する対物レンズ系及び撮像手段の光軸ずれを抑えることができる。   The photomask inspection method according to the present invention having the configuration 20 includes the step of finely adjusting the optical axis of at least one of the illumination optical system or the objective lens system and the imaging means. The optical axis shift of the system and the imaging means can be suppressed.

構成21を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、フォトマスクは、透明基板上に遮光部及び透光部を含むパターンが形成されてなり、得られた撮像画像から、フォトマスクの所定領域の透過光の強度分布データを取得するので、露光装置における露光パターンを良好にシミュレートすることができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having the structure 21, the photomask is formed by forming a pattern including a light-shielding portion and a light-transmitting portion on a transparent substrate. Since the intensity distribution data of the transmitted light of the area is acquired, the exposure pattern in the exposure apparatus can be simulated well.

構成22を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、フォトマスクは、遮光部、または、透光部に、白欠陥、または、黒欠陥を有し、該欠陥部分の撮像画像、または、該欠陥部分の透過光の光強度分布データを得て、該データにより該フォトマスクの修正の要否を判定するので、白欠陥、または、黒欠陥の有無、これら欠陥が修正された状態の良否を判断することができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having the configuration 22, the photomask has a white defect or a black defect in the light shielding portion or the light transmitting portion, and the captured image of the defective portion, or Since the light intensity distribution data of the transmitted light of the defective portion is obtained and the necessity of correction of the photomask is determined based on the data, the presence / absence of a white defect or a black defect, whether the defect is corrected or not is determined. Can be judged.

構成23を有する本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、撮像画像から取得した強度分布データにより、所定の閾値以上及び/又は所定の閾値以下となっている領域を検査するので、露光装置における露光パターンを良好にシミュレートすることができる。   In the photomask inspection method according to the present invention having configuration 23, an area that is greater than or equal to a predetermined threshold and / or less than or equal to a predetermined threshold is inspected by intensity distribution data acquired from a captured image. The exposure pattern can be simulated well.

構成24を有する本発明に係る液晶装置製造用フォトマスクの製造方法においては、本発明に係るフォトマスクの検査方法による検査工程を有するので、欠陥が十分に修正された良好な液晶装置製造用フォトマスクを製造することができる。   In the method for manufacturing a photomask for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention having the structure 24, the photomask inspection method according to the present invention includes an inspection process. A mask can be manufactured.

構成25を有する本発明に係るパターン転写方法においては、本発明に係る液晶装置製造用フォトマスクの製造方法により製造された液晶装置製造用フォトマスクを用いて、露光装置により所定波長の光を露光し、被転写体にパターンを転写するので、良好なパターン転写を行うことができる。   In the pattern transfer method according to the present invention having the structure 25, light of a predetermined wavelength is exposed by an exposure apparatus using the photomask for manufacturing a liquid crystal device manufactured by the method for manufacturing a photomask for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention. In addition, since the pattern is transferred to the transfer target, good pattern transfer can be performed.

すなわち、本発明は、装置の設置面積の増大を抑えつつ、大型のフォトマスクの性能評価及び欠陥検査を良好に行うことができ、また、大型のフォトマスクに対する安全性やハンドリング性が確保されたフォトマスクの検査装置及びフォトマスクの検査方法を提供し、さらに、これらフォトマスクの検査装置及びフォトマスクの検査方法を用いた液晶装置製造用フォトマスクの製造方法及びパターン転写方法を提供することができるものである。   That is, the present invention can satisfactorily perform performance evaluation and defect inspection of a large photomask while suppressing an increase in the installation area of the apparatus, and secures safety and handling properties for a large photomask. Provided are a photomask inspection apparatus and a photomask inspection method, and further provide a photomask manufacturing method and a pattern transfer method for manufacturing a liquid crystal device using the photomask inspection apparatus and the photomask inspection method. It can be done.

以下、本発明を実施するための最良の実施の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below.

〔本発明に係るフォトマスクの検査装置の概要〕
本発明に係るフォトマスクの検査装置は、透明基板からなるフォトマスクを用いて露光を行う露光装置におけると同等の露光条件、または、露光装置の露光条件を基に得られた露光条件を作り出し、露光装置における露光によって被転写体(レジスト塗布されたガラス基板など)に転写されるイメージをシミュレートし、撮像手段によって捉え、更に光強度分布データとして得ることが可能な装置である。なお、露光装置は、フォトマスクに形成されたパターンを、一定の露光条件にて被転写体上に転写させる装置である。
[Outline of Photomask Inspection Apparatus According to the Present Invention]
The photomask inspection apparatus according to the present invention creates an exposure condition equivalent to that in an exposure apparatus that performs exposure using a photomask made of a transparent substrate, or an exposure condition obtained based on the exposure condition of the exposure apparatus, It is an apparatus that simulates an image transferred to a transfer target (such as a glass substrate coated with a resist) by exposure in an exposure apparatus, can be captured by an imaging means, and can be obtained as light intensity distribution data. Note that the exposure apparatus is an apparatus that transfers a pattern formed on a photomask onto a transfer target under certain exposure conditions.

そして、このフォトマスクの検査装置においては、撮像手段により得られた画像データから把握できるフォトマスク透過光の光強度分布に基づいて、被転写体上のレジスト膜に形成されるレジストパターンの形状、パターン寸法の仕上がり値、透過率の変動を含む様々な解析、評価を行なうことができる。なお、この検査装置よって検査されるフォトマスクは、最終製品であるフォトマスクのみならず、フォトマスクを製造する途中での中間体をも含む。   And in this photomask inspection apparatus, based on the light intensity distribution of the photomask transmitted light that can be grasped from the image data obtained by the imaging means, the shape of the resist pattern formed on the resist film on the transfer object, Various analyzes and evaluations can be performed, including variations in pattern dimensions and transmittance. Note that the photomask to be inspected by this inspection apparatus includes not only the photomask that is the final product but also an intermediate during the production of the photomask.

本発明の検査装置、及び検査方法は、露光によってフォトマスクに形成されたパターンを、被転写体上に転写するに際し、その転写像をシミュレートする目的で、露光条件を近似した条件で透過光の撮像を行い、又は、演算によって露光条件を近似できるような条件で撮像を行うものである。特に、液晶表示装置製造用などの大型フォトマスクのシミュレーションに好適に適用することができる。一般の、欠陥検査装置のように、ラインセンサを用いてパターンを走査し、得られたデータを他のパターンやデータを比較する検査手法とは異なり、マスクの所定領域を、エリアセンサを用いて撮像画像として捉える。従って、被検査体であるフォトマスクの表面の任意の位置を撮像することができることが好ましいが、高速で全面を走査することは特に必要としない。面内の一部の領域についてのパターンの転写状態をシミュレートできれば、全面の転写状態が把握できるからである。   The inspection apparatus and the inspection method of the present invention are designed to transmit light under conditions approximating exposure conditions for the purpose of simulating a transferred image when a pattern formed on a photomask by exposure is transferred onto a transfer target. The imaging is performed under such a condition that the exposure condition can be approximated by calculation. In particular, it can be suitably applied to simulation of a large photomask for manufacturing a liquid crystal display device. Unlike a general defect inspection device, which scans a pattern using a line sensor and compares the obtained data with other patterns and data, a predetermined area of the mask is scanned using an area sensor. Captured as a captured image. Therefore, it is preferable that an arbitrary position on the surface of the photomask that is an object to be inspected can be imaged, but it is not particularly necessary to scan the entire surface at high speed. This is because the transfer state of the entire surface can be grasped if the pattern transfer state of a partial region in the surface can be simulated.

また、本発明の装置には演算装置が含まれることが好ましい。これによって、適切なパラメータを導入すれば、露光機の特性や、個別の露光機の個体差による転写への影響、更には、露光後に被転写体の現像やエッチングを経て、回路パターンなどが形成される状態をも、演算によってシミュレートすることができる。   The apparatus of the present invention preferably includes an arithmetic unit. Thus, if appropriate parameters are introduced, the characteristics of the exposure machine, the effect on individual transfer due to individual differences of the exposure machine, and the development and etching of the transfer target after exposure, circuit patterns are formed. The state to be performed can also be simulated by calculation.

〔本発明に係るフォトマスクの検査装置の構成〕
このフォトマスクの検査装置の一例においては、図1に示すように、被検体であるフォトマスク3は、マスク保持手段3aによって保持される。このマスク保持手段3aは、フォトマスク3の主平面を略鉛直とした状態で、このフォトマスクの下端部及び側縁部近傍を支持し、このフォトマスク3を傾斜させて固定して保持するようになっている。このマスク保持手段3aは、フォトマスク3として、大型(例えば、主平面の一辺が300mm以上のもの。具体的には、主平面が1220mm×1400mm、厚さ13mmのものなど)、かつ、種々の大きさのフォトマスク3を保持できるようになっている。すなわち、このマスク保持手段3aにおいては、主平面を略鉛直とした状態のフォトマスク3の下端部を主に支持するので、フォトマスク3の大きさが異なっても、同一の支持部材によってフォトマスク3の下端部を支持することができる。
[Configuration of Photomask Inspection Apparatus According to the Present Invention]
In an example of this photomask inspection apparatus, as shown in FIG. 1, a photomask 3 as a subject is held by a mask holding means 3a. The mask holding means 3a supports the lower end portion and the vicinity of the side edge portion of the photomask 3 in a state where the main plane of the photomask 3 is substantially vertical, and holds the photomask 3 tilted and fixed. It has become. This mask holding means 3a is a large-sized photomask 3 (for example, one whose main plane has a side of 300 mm or more. Specifically, the main plane has a size of 1220 mm × 1400 mm and a thickness of 13 mm, etc.) A photomask 3 having a size can be held. That is, since the mask holding means 3a mainly supports the lower end portion of the photomask 3 in a state where the main plane is substantially vertical, even if the size of the photomask 3 is different, the photomask 3 is different by the same support member. 3 lower end portions can be supported.

この検査装置においては、フォトマスク3の主平面を略鉛直とした状態でフォトマスク3を支持するので、検査に際して、フォトマスクの自重によるたわみの影響を排除した解析が行える利点がある。更に、限られた設置面積に載置可能であり、また、フォトマスク3上へのパーティクル落下のリスクを低減することができる。   In this inspection apparatus, since the photomask 3 is supported in a state where the main plane of the photomask 3 is substantially vertical, there is an advantage that an analysis can be performed while eliminating the influence of deflection due to the weight of the photomask. Furthermore, it can be mounted on a limited installation area, and the risk of particle falling onto the photomask 3 can be reduced.

ここで、略鉛直とは、鉛直、又はわずかな傾斜状態を意味し、好ましくは、図1中θで示す鉛直からの角度が10度程度以内となるように傾斜した状態をいい、より好ましくは、鉛直から2度乃至10度の角度、さらに好ましくは、鉛直から4度乃至10度だけ傾斜した状態をいう。この範囲は、フォトマスク3を本発明の装置に載置したときに、フォトマスクを最も安定に保持することができ、その姿勢のままフォトマスクの検査が行えるものである。   Here, “substantially vertical” means a vertical or slightly inclined state, and preferably refers to a state in which the angle from the vertical indicated by θ in FIG. 1 is within about 10 degrees, more preferably. Further, it means a state in which the angle is 2 degrees to 10 degrees from the vertical, and more preferably 4 degrees to 10 degrees from the vertical. In this range, when the photomask 3 is placed on the apparatus of the present invention, the photomask can be held most stably, and the photomask can be inspected as it is.

すなわち、フォトマスク3を傾斜させて支持するマスク保持手段3aを用いることにより、フォトマスク3を保持させる過程において、フォトマスク3を転倒させてしまうことを防止し、安定してフォトマスク3の保持、固定を行うことができる。なお、フォトマスクを、装置に安定に保持するためには、フォトマスクの周縁近傍を支障する、枠体(不図示)によって、わずかに傾斜した状態のフォトマスクを支承するのが好ましい。これは、フォトマスクの全自重をフォトマスクの下側端面に集中させて損傷を与えることを防止するのみでなく、フォトマスクの自重によるたわみの影響を最も小さくするため、検査精度にも有利である。なお、載置後フォトマスク3を傾斜させて支持するマスク保持手段3aを用いて、フォトマスクを固定するのが好ましい。但し、このようなフォトマスクの傾斜配置を採用する場合に、光学系の配置に際しては、考慮が必要であるが、この点については、後述する。   That is, by using the mask holding means 3a that supports the photomask 3 at an angle, the photomask 3 is prevented from being overturned in the process of holding the photomask 3, and the photomask 3 is stably held. Can be fixed. In order to stably hold the photomask in the apparatus, it is preferable to support the photomask in a slightly inclined state by a frame (not shown) that hinders the vicinity of the periphery of the photomask. This not only prevents the total weight of the photomask from concentrating on the lower end face of the photomask, but also prevents damage caused by the weight of the photomask. is there. In addition, it is preferable to fix the photomask by using a mask holding means 3a that supports the photomask 3 after placing it by tilting. However, when adopting such an inclined arrangement of the photomask, it is necessary to consider the arrangement of the optical system, which will be described later.

そして、このフォトマスクの検査装置は、所定波長(又は波長域)の光束を発する光源1を有している。この光源1としては、例えば、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、UHPランプ(超高圧水銀ランプ)等を使用することができる。   The photomask inspection apparatus has a light source 1 that emits a light beam having a predetermined wavelength (or wavelength range). As the light source 1, for example, a halogen lamp, a metal halide lamp, a UHP lamp (ultra-high pressure mercury lamp) or the like can be used.

この光源1としては、検査を経たフォトマスク3を用いて露光を行う露光装置における露光光を近似した、または、その波長成分の少なくとも一部を含む波長分布を有する検査光を発するものを用いることが好ましい。具体的には、この検査光は、少なくともg線(436nm)、h線(405nm)、または、i線(365nm)のいずれかを含んでおり、更には、これら各波長成分を全て含み、これら各波長成分のうち任意の2以上が含まれている混合光を適用することも可能である。なお、これら各波長成分の混合比を調整するには、光学フィルタなどの波長選択フィルタ6を用いることができる。   As the light source 1, a light source that emits inspection light having a wavelength distribution that approximates exposure light in an exposure apparatus that performs exposure using a photomask 3 that has undergone inspection or has at least a part of its wavelength component is used. Is preferred. Specifically, this inspection light includes at least one of g-line (436 nm), h-line (405 nm), or i-line (365 nm), and further includes all these wavelength components. It is also possible to apply mixed light including any two or more of the wavelength components. In order to adjust the mixing ratio of these wavelength components, a wavelength selection filter 6 such as an optical filter can be used.

通常、FPD製造用の大型マスクの露光に際しては、これらの波長を含んだ波長域をもつ光である、いわば混合光を用いることが多いため、この検査装置においても、所望の光強度割合での混合光を適用する場合には、所望の光強度割合は、実際に使用する露光装置の光源の特性に基づいて決定することが好ましい。   Usually, when exposing a large mask for manufacturing an FPD, light having a wavelength range including these wavelengths, that is, mixed light is often used. Therefore, even in this inspection apparatus, a desired light intensity ratio is obtained. When mixed light is applied, the desired light intensity ratio is preferably determined based on the characteristics of the light source of the exposure apparatus that is actually used.

この検査装置においては、光源1から発せられる検査光の波長分布が露光装置における露光光の波長分布と同一、または、略等しいことによって、実際の露光条件を反映した検査を行うことができる。すなわち、露光光によっては、白色光下で欠陥と見なされるものが露光装置において正常なパターンとして扱える場合や、その逆に、白色光下で欠陥と見なされないものが露光装置において正常なパターンとして扱えない場合があり得るからである。   In this inspection apparatus, the inspection light reflecting the actual exposure conditions can be performed when the wavelength distribution of the inspection light emitted from the light source 1 is the same as or substantially equal to the wavelength distribution of the exposure light in the exposure apparatus. That is, depending on the exposure light, what is regarded as a defect under white light can be treated as a normal pattern in the exposure apparatus, and conversely, what is not regarded as a defect under white light is regarded as a normal pattern in the exposure apparatus. This is because it may not be handled.

または、他の好ましい態様として、本検査装置の光源1は、単独波長の露光光を照射可能であり、単独波長によるフォトマスク透過光の解析を行えるほか、複数の波長の混合光を適用した場合の透過光を演算によって導き、混合光露光をシミュレートすることなどが可能である。   Alternatively, as another preferred embodiment, the light source 1 of the present inspection apparatus can irradiate exposure light with a single wavelength, and can analyze photomask transmitted light with a single wavelength, or when mixed light with a plurality of wavelengths is applied. It is possible to simulate the mixed light exposure by guiding the transmitted light by calculation.

そして、この検査装置は、光源1からの検査光を導きマスク保持手段3aにより保持されたフォトマスク3に検査光を照射する照明光学系2を有している。この照明光学系2は、開口数(NA)を可変とするため、絞り機構を備えている。さらに、この照明光学系2は、フォトマスク3における検査光の照射範囲を調整するための視野絞りを備えていることが好ましい。この照明光学系2を経た検査光は、マスク保持手段3aにより保持されたフォトマスク3に照射される。   The inspection apparatus includes an illumination optical system 2 that guides the inspection light from the light source 1 and irradiates the photomask 3 held by the mask holding unit 3a with the inspection light. The illumination optical system 2 includes a diaphragm mechanism in order to make the numerical aperture (NA) variable. Furthermore, the illumination optical system 2 preferably includes a field stop for adjusting the irradiation range of the inspection light on the photomask 3. The inspection light that has passed through the illumination optical system 2 is irradiated onto the photomask 3 held by the mask holding means 3a.

フォトマスク3に照射された検査光は、このフォトマスク3を透過して、対物レンズ系4に入射される。この対物レンズ系4は、絞り機構を備えることにより、開口数(NA)が可変となされている。この対物レンズ系4は、例えば、フォトマスク3を透過した検査光が入射されこの光束に無限遠補正を加えて平行光とする第1群(シミュレータレンズ)4aと、この第1群を経た光束を結像させる第2群(結像レンズ)4bとを備えたものとすることができる。   The inspection light applied to the photomask 3 passes through the photomask 3 and enters the objective lens system 4. The objective lens system 4 includes a diaphragm mechanism, so that the numerical aperture (NA) is variable. The objective lens system 4 includes, for example, a first group (simulator lens) 4a in which inspection light that has passed through the photomask 3 is incident and this light beam is corrected to infinity to obtain parallel light, and a light beam that has passed through the first group. And a second group (imaging lens) 4b for forming an image.

この検査装置においては、照明光学系2の開口数と対物レンズ系4の開口数とがそれぞれ可変となっているので、照明光学系2の開口数の対物レンズ系4の開口数に対する比、すなわち、シグマ値(σ:コヒーレンス)を可変することができる。   In this inspection apparatus, since the numerical aperture of the illumination optical system 2 and the numerical aperture of the objective lens system 4 are variable, the ratio of the numerical aperture of the illumination optical system 2 to the numerical aperture of the objective lens system 4, that is, The sigma value (σ: coherence) can be varied.

対物レンズ系4を経た光束は、撮像手段5により受光される。この撮像手段5は、フォトマスク3の像を撮像する。この撮像手段5としては、例えば、CCD等の撮像素子を用いることができる。   The light beam that has passed through the objective lens system 4 is received by the imaging means 5. The imaging unit 5 captures an image of the photomask 3. As this imaging means 5, for example, an imaging element such as a CCD can be used.

そして、この検査装置においては、撮像手段5によって得られた撮像画像についての画像処理、演算、所定の閾値との比較及び表示などを行う演算手段11及び表示手段12が設けられている。   In the inspection apparatus, a calculation unit 11 and a display unit 12 are provided that perform image processing, calculation, comparison with a predetermined threshold value, display, and the like for the captured image obtained by the imaging unit 5.

また、この検査装置においては、所定の露光光を用いて得られた撮像画像、または、これに基づいて得られた光強度分布データに対して、演算手段11によって所定の演算(波長合成演算)を行い、他の露光光を用いた条件下での撮像画像、または、光強度分布データを求めることができる。例えば、この検査装置においては、g線、h線及びi線が同一である強度比の露光条件において光強度分布を得たとき、g線、h線及びi線が1:2:1の強度比の露光条件において露光した場合の光強度分布を求めることができる。これにより、この検査装置においては、フォトマスクを露光する露光機の個体差や経時変化による波長変動も含めて、実際に用いる露光装置における露光条件を再現又は近似した評価を行うことが可能であり、また、該フォトマスクを用いて被転写体上にパターンを転写したときに形成されるレジストパターンについて、所望のフォトレジスト残膜量を想定した場合に、これを達成できるか否かを判断し、あるいは、達成できるような最適な露光条件を簡便に求めることが可能である。   Further, in this inspection apparatus, a predetermined calculation (wavelength synthesis calculation) is performed by the calculation means 11 on the captured image obtained using the predetermined exposure light or the light intensity distribution data obtained based on the captured image. To obtain a captured image or light intensity distribution data under conditions using other exposure light. For example, in this inspection apparatus, when the light intensity distribution is obtained under exposure conditions with the same intensity ratio of g-line, h-line and i-line, the intensity of g-line, h-line and i-line is 1: 2: 1. It is possible to obtain the light intensity distribution when the exposure is performed under the ratio exposure conditions. As a result, in this inspection apparatus, it is possible to perform an evaluation that reproduces or approximates the exposure conditions in the exposure apparatus that is actually used, including individual differences of exposure apparatuses that expose the photomask and wavelength fluctuations due to changes over time. In addition, regarding the resist pattern formed when the pattern is transferred onto the transfer object using the photomask, it is determined whether or not this can be achieved when a desired photoresist remaining film amount is assumed. Alternatively, it is possible to easily obtain optimum exposure conditions that can be achieved.

このように支持手段及び移動操作手段によって支持された照明光学系2及び対物レンズ系4は、図2に示すように、それぞれの自重による重力を光軸に略直交する方向に受ける。したがって、これら照明光学系2及び対物レンズ系4の間では、光軸ずれが生じ易くなる虞れがある。更に、フォトマスクをわずかに傾斜させた状態で保持すれば、これに応じて、照明光学系2と対物レンズ系4は、該傾斜面に対して光軸を直交させて対峙する。この場合、照明光学系2と、対物レンズ系に、それぞれ自重によって、重心の周りに回転する位置ずれをしやすく、その結果、いずれか一方、又は両方が位置ずれを起こすと、両者の光軸は整合しない。このとき、照明光学系がフォトマスク上に光束を照射する位置と、対物レンズ系がフォトマスク上の光を光束として捉える位置とがずれてしまう。   As shown in FIG. 2, the illumination optical system 2 and the objective lens system 4 supported by the support means and the movement operation means receive gravity due to their own weights in a direction substantially orthogonal to the optical axis. Therefore, there is a possibility that the optical axis shift is likely to occur between the illumination optical system 2 and the objective lens system 4. Further, if the photomask is held in a slightly inclined state, the illumination optical system 2 and the objective lens system 4 face each other with the optical axis orthogonal to the inclined surface. In this case, the illumination optical system 2 and the objective lens system are likely to be misaligned by rotating around the center of gravity due to their own weights. As a result, if either or both are misaligned, both optical axes Are not consistent. At this time, the position at which the illumination optical system irradiates the light beam on the photomask and the position at which the objective lens system captures the light on the photomask as a light beam are shifted.

そのため、この検査装置においては、照明光学系2及び対物レンズ系4のいずれか一方又は両方の光軸が他方に対してずれた場合にも検査に支障をきたさないように、図3及び図4に示すように、照明光学系2によって検査光がフォトマスク上に照射される範囲は、対物レンズ系4の視野を含み、さらに、この対物レンズ系4の視野よりも広くなるようになっている。対物レンズ視野の直径よりも30%以上照明範囲の直径が大きいことが好ましく、更には、30%以上300%以下が好ましい。検査光が照射される範囲は、光源1の位置及び照明光学系2の視野絞りによって調整することができる。   For this reason, in this inspection apparatus, FIGS. 3 and 4 are arranged so as not to hinder the inspection even when the optical axis of one or both of the illumination optical system 2 and the objective lens system 4 is deviated from the other. As shown in FIG. 2, the range in which the inspection optical beam is irradiated onto the photomask by the illumination optical system 2 includes the field of view of the objective lens system 4 and is wider than the field of view of the objective lens system 4. . The diameter of the illumination range is preferably 30% or more larger than the diameter of the objective lens field, and more preferably 30% or more and 300% or less. The range in which the inspection light is irradiated can be adjusted by the position of the light source 1 and the field stop of the illumination optical system 2.

さらに、照明光学系2によってフォトマスク3上に照射される検査光の光束内における光量分布が、図5に示すように小さいことが好ましく、5%以内の照度分布を満たす照明範囲の直径が対物レンズ系4の視野の直径の30%以上大きいことが好ましい。より好ましくは30%以上100%以下の範囲で大きいことが望まれる。更に、より好ましくは、上記直径の照明の照度分布が2%以内である。検査光の光束内における光量分布が大きい場合には、特に、対物レンズ系4の光軸がずれた場合には、フォトマスク3の透過光の光強度分布を求めても、フォトマスクの状態が正確に検査できない虞れがあるからである。   Furthermore, it is preferable that the light amount distribution in the light beam of the inspection light irradiated onto the photomask 3 by the illumination optical system 2 is small as shown in FIG. 5, and the diameter of the illumination range that satisfies the illuminance distribution within 5% is the objective. It is preferably 30% or more larger than the diameter of the field of view of the lens system 4. More preferably, it is desired to be large in the range of 30% to 100%. More preferably, the illuminance distribution of the illumination with the diameter is within 2%. When the light amount distribution in the light beam of the inspection light is large, especially when the optical axis of the objective lens system 4 is deviated, even if the light intensity distribution of the transmitted light of the photomask 3 is obtained, the state of the photomask is This is because there is a possibility that the inspection cannot be performed accurately.

また、この検査装置においては、照明光学系2及び対物レンズ系4の光軸が一定以上にずれたときに補正ができるように、これら照明光学系2及び対物レンズ系4の光軸の相対的な角度を微調整する角度調整機構を備えることが好ましい。このような角度調整機構を備えることにより、容易な操作により、これら照明光学系2及び対物レンズ系4の光軸を常に一致させておくことができる。   In this inspection apparatus, the relative optical axes of the illumination optical system 2 and the objective lens system 4 can be corrected so that the optical axes of the illumination optical system 2 and the objective lens system 4 can be corrected when they deviate beyond a certain level. It is preferable to provide an angle adjustment mechanism that finely adjusts the angle. By providing such an angle adjusting mechanism, the optical axes of the illumination optical system 2 and the objective lens system 4 can always be matched by an easy operation.

そして、この検査装置においては、支持手段13によって支持された対物レンズ系4及び撮像手段5の少なくとも一方が、制御手段14及び移動操作手段15により、光軸方向に移動操作可能となっており、それぞれのフォトマスク3に対する相対距離を変化させることができる。照明光学系2、対物レンズ系4及び撮像手段5は、制御手段14及び移動操作手段15によって移動操作可能となされている。この移動操作手段15は、照明光学系2、対物レンズ系4及び撮像手段5を、それぞれの光軸を互いに一致させつつ、フォトマスク3の主平面に対して平行に移動させることができる。この検査装置においては、このような移動操作手段15が設けられていることにより、大型のフォトマスクを検査する場合であっても、このフォトマスク3を主平面に平行な方向に移動させることなく、フォトマスク3の主平面の全面に亘る検査が可能であり、また、主平面上の所望の部位の選択的な検査が可能である。   In this inspection apparatus, at least one of the objective lens system 4 and the imaging means 5 supported by the support means 13 can be moved in the optical axis direction by the control means 14 and the movement operation means 15. The relative distance with respect to each photomask 3 can be changed. The illumination optical system 2, the objective lens system 4, and the imaging unit 5 can be moved by a control unit 14 and a moving operation unit 15. The moving operation unit 15 can move the illumination optical system 2, the objective lens system 4, and the imaging unit 5 in parallel to the main plane of the photomask 3 while matching the optical axes thereof. In this inspection apparatus, such a moving operation means 15 is provided, so that even when a large photomask is inspected, the photomask 3 is not moved in a direction parallel to the main plane. Inspection over the entire main plane of the photomask 3 is possible, and a desired inspection on the main plane can be selectively performed.

この検査装置において好ましくは、対物レンズ系4及び撮像手段5が独立に光軸方向に移動可能であることにより、フォトマスク3を用いて露光を行う露光装置を近似した状態での撮像を行うことができる。また、対物レンズ系4の位置、ないし撮像手段5の位置を意図的にオフセットし、露光装置におけるマスクのたわみを近似したり、あるいは、撮像手段5により、フォトマスク3のぼかされた像(デフォーカス画像)を撮像することも可能である。このようにぼかされた像を評価することによって、後述するように、グレートーンマスクの性能及び欠陥の有無を判断することもできる。   Preferably, in this inspection apparatus, the objective lens system 4 and the imaging means 5 are independently movable in the optical axis direction, so that imaging is performed in a state that approximates an exposure apparatus that performs exposure using the photomask 3. Can do. In addition, the position of the objective lens system 4 or the position of the image pickup means 5 is intentionally offset to approximate the deflection of the mask in the exposure apparatus, or the image ( It is also possible to take a (defocused image). By evaluating the blurred image, it is possible to determine the performance of the gray-tone mask and the presence or absence of defects, as will be described later.

そして、この検査装置の制御手段14は、照明光学系2の視野絞り及び絞り機構、対物レンズ系4の絞り機構を制御することができる。この制御手段14は、この検査装置を用いたフォトマスクの検査方法において、照明光学系2、対物レンズ系4及び撮像手段5を、マスク保持手段により保持されたフォトマスク3の主平面に平行な方向に移動操作し、マスク上の所望の位置に達したのち、対物レンズ系4及び撮像手段5を光軸方向について互いに独立に移動操作することが可能である。このとき、対物レンズ系4の開口数及びシグマ値(コヒーレンス、照明光学系2の開口数の対物レンズ系4の開口数に対する比)を所定の値に維持した状態でマスク主平面に移動操作してもよく、または、マスク上の所望位置に平行移動してからシグマ値を調整してもよい。また、照明光学系2、対物レンズ系4及び撮像手段5の光軸を一致した状態で、マスク主平面に平行に移動操作することが好ましいが、マスク上の所定位置に到達した時点で光軸が一致する制御を行ってもよい。   The control means 14 of the inspection apparatus can control the field stop and stop mechanism of the illumination optical system 2 and the stop mechanism of the objective lens system 4. In the photomask inspection method using this inspection apparatus, the control means 14 moves the illumination optical system 2, the objective lens system 4, and the imaging means 5 in parallel to the main plane of the photomask 3 held by the mask holding means. After moving in the direction and reaching a desired position on the mask, the objective lens system 4 and the imaging means 5 can be moved independently of each other in the optical axis direction. At this time, the numerical aperture and sigma value of the objective lens system 4 (coherence, the ratio of the numerical aperture of the illumination optical system 2 to the numerical aperture of the objective lens system 4) is maintained at a predetermined value and moved to the mask main plane. Alternatively, the sigma value may be adjusted after translation to a desired position on the mask. Further, it is preferable that the illumination optical system 2, the objective lens system 4 and the image pickup means 5 are moved in parallel with the main plane of the mask while the optical axes of the illumination optical system 2, the objective lens system 4 and the image pickup means 5 are coincident. You may perform control in which.

このようにして、この検査装置においては、露光条件、すなわち、対物レンズ系4の開口数及びシグマ値を自在に調整することができ、また、対物レンズ系4、ないし撮像素子5の位置をオフセットしてデフォーカスさせた状態でのマスク上の所望の位置の撮像をも行うこともでき、フォーカスオフセットによる線幅変動やマルチトーンマスクの転写像などを検査することができる。また、図6に示すように、撮像手段5によって得られる光強度分布を数値化して得ることができ、この光強度を所定の閾値と比較することにより、露光装置において転写されるであろう形状(被転写体上のレジスト膜に形成されるレジスト転写パターン形状)を得ることができる。また、撮像手段5によって得られる光強度を所定の閾値と比較することにより、転写パターンにおける所望のレジスト残膜値部分の寸法を数値化して得ることができる。   Thus, in this inspection apparatus, the exposure conditions, that is, the numerical aperture and sigma value of the objective lens system 4 can be freely adjusted, and the position of the objective lens system 4 or the image sensor 5 is offset. Thus, it is also possible to image a desired position on the mask in a defocused state, and to inspect line width variation due to the focus offset, a transfer image of the multitone mask, and the like. Also, as shown in FIG. 6, the light intensity distribution obtained by the imaging means 5 can be obtained by quantification, and the shape that will be transferred in the exposure apparatus by comparing this light intensity with a predetermined threshold value. (Resist transfer pattern shape formed on the resist film on the transfer object) can be obtained. Further, by comparing the light intensity obtained by the image pickup means 5 with a predetermined threshold value, the dimension of the desired resist remaining film value portion in the transfer pattern can be obtained as a numerical value.

〔本発明に係るフォトマスクの検査方法〕
図7は、前述のフォトマスクの検査装置を用いて実施されるフォトマスクの検査方法の手順を示すフローチャートである。
[Inspection Method for Photomask According to the Present Invention]
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of a photomask inspection method performed using the above-described photomask inspection apparatus.

この検査装置を用いて行う本発明に係るフォトマスクの検査方法においては、図7に示すように、ステップst1において、主平面を略鉛直としてフォトマスク3を載置し保持させる。上述したように、フォトマスクは、わずかに傾斜させることが好ましい。次に、ステップst2において、光源の波長(λ)、対物レンズ系4の開口数(NA)、シグマ値(σ)など光学条件の設定する。   In the photomask inspection method according to the present invention performed using this inspection apparatus, as shown in FIG. 7, in step st1, the photomask 3 is placed and held with the main plane being substantially vertical. As described above, the photomask is preferably slightly inclined. Next, in step st2, optical conditions such as the wavelength of the light source (λ), the numerical aperture (NA) of the objective lens system 4, and the sigma value (σ) are set.

次に、ステップst3において、波長合成演算が必要な場合かどうかを判別する。波長合成演算が必要でない場合には、ステップst4に進み、波長合成演算が必要な場合には、ステップst8に進む。   Next, in step st3, it is determined whether or not wavelength synthesis calculation is necessary. When the wavelength synthesis calculation is not necessary, the process proceeds to step st4, and when the wavelength synthesis calculation is necessary, the process proceeds to step st8.

ステップst4では、照明光学系2と、対物レンズ系4及び撮像手段5とを、該フォトマスクの主平面を略鉛直として保持されたフォトマスク3を挟んで対峙する位置にそれぞれ配設し、両者の光軸を一致させた状態で、観察位置に移動させる。そして、ステップst5において、光学方向の調整(フォーカス調整)を行う。次に、ステップst6において、検査光の照射及び受光を行い、撮像を行い、ステップst7に進む。   In step st4, the illumination optical system 2, the objective lens system 4 and the image pickup means 5 are respectively arranged at positions facing each other with the photomask 3 held with the main plane of the photomask held substantially vertical. The optical axis is moved to the observation position with the optical axes being matched. In step st5, the optical direction is adjusted (focus adjustment). Next, in step st6, the inspection light is irradiated and received to perform imaging, and the process proceeds to step st7.

一方、ステップst8では、照明光学系2と、対物レンズ系4及び撮像手段5とを、該フォトマスクの主平面を略鉛直として保持されたフォトマスク3を挟んで対峙する位置にそれぞれ配設し、両者の光軸を一致させた状態で、観察位置に移動させる。そして、ステップst9において、光学方向の調整(フォーカス調整)を行う。次に、ステップst10において、検査光の照射及び受光を行い、撮像を行い、ステップst11に進む。   On the other hand, in step st8, the illumination optical system 2, the objective lens system 4 and the image pickup means 5 are respectively arranged at positions facing each other across the photomask 3 held with the main plane of the photomask being substantially vertical. Then, the optical axis is moved to the observation position in a state where both optical axes are matched. In step st9, the optical direction is adjusted (focus adjustment). Next, in step st10, the inspection light is irradiated and received, imaging is performed, and the process proceeds to step st11.

ステップst11では、波長合成演算のために必要な画像が全て撮像されたかどうかを判別する。必要な画像が全て撮像されていなければ、ステップst12に進み、波長条件を変更して、ステップst10に戻る。必要な画像が全て撮像されていれば、ステップst13に進み、波長合成演算を行い、ステップst7に進む。   In step st11, it is determined whether or not all images necessary for wavelength synthesis calculation have been captured. If all necessary images have not been captured, the process proceeds to step st12, the wavelength condition is changed, and the process returns to step st10. If all necessary images have been captured, the process proceeds to step st13 to perform wavelength synthesis calculation, and then proceeds to step st7.

ステップst7では、得られたデータの解析を行い、強度分布データを取得する。次に、ステップst14に進み、透過率の算出を行う。   In step st7, the obtained data is analyzed to obtain intensity distribution data. Next, proceeding to step st14, the transmittance is calculated.

〔本発明に係るフォトマスクの検査装置の使用態様〕
本発明に係るフォトマスクの検査装置における被検体となるフォトマスクは、前述したように、製品として完成したフォトマスクのみならず、フォトマスクを製造する途中での中間体をも含み、また、このフォトマスクの種類や用途には特に制限はない。
[Usage Mode of Photomask Inspection Apparatus According to the Present Invention]
As described above, the photomask serving as the subject in the photomask inspection apparatus according to the present invention includes not only a photomask completed as a product, but also an intermediate in the course of manufacturing the photomask. There are no particular restrictions on the type and application of the photomask.

すなわち、この検査装置においては、透明基板の主表面にCrなどを主成分とする遮光膜を形成しこの遮光膜に所定のパターンをフォトリソグラフィーにより形成して遮光部及び透光部を有するパターンを形成したバイナリーマスクのみならず、透明基板の主表面に遮光部、透光部及び露光光の一部を透過する半透光部を有するグレートーンマスクを検査することが可能である。   That is, in this inspection apparatus, a light shielding film mainly composed of Cr or the like is formed on the main surface of the transparent substrate, and a predetermined pattern is formed on the light shielding film by photolithography to form a pattern having a light shielding part and a light transmitting part. In addition to the formed binary mask, it is possible to inspect a gray-tone mask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion that transmits part of exposure light on the main surface of the transparent substrate.

この検査装置においては、このようなグレートーンマスクを検査する場合に、特に顕著な効果が得られる。更に、パターン上に欠陥を有するバイナリーマスク、グレートーンマスクの使用可否を判断する検査にも適用可能である。ここで、欠陥は白欠陥、黒欠陥を含み、ここで、白欠陥とは、露光光の透過量が所定量より大きい欠陥、黒欠陥とは、露光光の透過量が所定量より小さい欠陥をいう。この検査装置においては、欠陥部分の撮像画像、または、欠陥部分の透過光の光強度分布データを得て、このデータによりフォトマスクの修正の要否を判定することができる。   In this inspection apparatus, a particularly remarkable effect is obtained when such a gray-tone mask is inspected. Further, the present invention can be applied to an inspection for determining whether or not a binary mask or a gray tone mask having a defect on a pattern can be used. Here, the defect includes a white defect and a black defect. Here, the white defect is a defect having a transmission amount of exposure light larger than a predetermined amount, and a black defect is a defect having a transmission amount of exposure light smaller than a predetermined amount. Say. In this inspection apparatus, it is possible to obtain a captured image of a defective portion or light intensity distribution data of transmitted light of the defective portion, and determine whether or not the photomask needs to be corrected based on this data.

したがって、この検査装置は、FPDの製造用のフォトマスクを検査する場合に顕著な効果があり、さらに、液晶装置製造用のフォトマスクの中でも薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下、「TFT」という。)製造用のものに最も適している。これは、これらの分野では、製造効率及びコスト上の有利さから、グレートーンマスクが多用されることに加え、半透光部の寸法が極めて微細であり、かつ、精緻である必要があるためである。   Therefore, this inspection apparatus has a remarkable effect when inspecting a photomask for manufacturing an FPD, and among the photomasks for manufacturing a liquid crystal device, a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”). Most suitable for manufacturing. This is because, in these fields, the gray-tone mask is frequently used due to manufacturing efficiency and cost advantages, and the size of the semi-translucent portion needs to be extremely fine and precise. It is.

なお、半透光部には、半透光膜が形成された半透光部(「半透光膜タイプ」という。)と、露光条件での解像限界以下の微細パターンによって半透光部とするもの(「微細パターンタイプ」という。)の両方が含まれる。   Note that the semi-transparent portion includes a semi-transparent portion formed with a semi-transparent film (referred to as “semi-transparent film type”) and a semi-transparent portion by a fine pattern below the resolution limit under exposure conditions. (Referred to as “fine pattern type”).

〔グレートーンマスクについて〕
ここで、本発明に係るフォトマスクの検査装置において被検査体となるグレートーンマスクについて説明する。
[About gray tone mask]
Here, a gray tone mask which is an object to be inspected in the photomask inspection apparatus according to the present invention will be described.

TFTを備えた液晶表示デバイス(LiquidCrystalDisplay:以下、「LCD」という。)は、陰極線管(CRT)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、広く使用されるに至っている。LCDにおけるTFTは、マトリックス上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(R)、グリーン(G)及びブルー(B)の画素パターンが配列されたカラーフィルタとが液晶相を介して重ね合わされた構造を有している。このようなLCDは、製造工程数が多く、TFT基板だけでも、5乃至6枚のフォトマスクを用いて製造されていた。   Liquid crystal display devices with TFTs (Liquid Crystal Display: hereinafter referred to as “LCD”) are now widely used due to the advantages of being thin and easy to consume compared to cathode ray tubes (CRT). . The TFT in the LCD is a TFT substrate having a structure in which a TFT is arranged in each pixel arranged on a matrix, and pixel patterns of red (R), green (G) and blue (B) are arranged corresponding to each pixel. The color filter thus formed is superposed via a liquid crystal phase. Such an LCD has a large number of manufacturing processes, and even a TFT substrate alone is manufactured using 5 to 6 photomasks.

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ている。この方法は、遮光部、透光部及び半透光部(グレートーン部)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、使用するマスクの枚数を低減するものである。図8及び図9に、グレートーンマスクを用いたTFT基板の製造工程の一例を示す。   Under such circumstances, a method of manufacturing a TFT substrate using four photomasks has been proposed. This method reduces the number of masks to be used by using a photomask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion (gray tone portion) (hereinafter referred to as “gray tone mask”). is there. 8 and 9 show an example of a manufacturing process of a TFT substrate using a gray tone mask.

まず、図8中の(A)に示すように、ガラス基板201上に、ゲート電極用金属膜を形成し、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィー工程によりゲート電極202を形成する。その後、ゲート絶縁膜203、第1半導体膜(a−Si)204、第2半導体膜(N+a−Si)205、ソースドレイン用金属膜206及びポジ型フォトレジスト膜207を形成する。   First, as shown in FIG. 8A, a metal film for a gate electrode is formed on a glass substrate 201, and a gate electrode 202 is formed by a photolithography process using a photomask. Thereafter, a gate insulating film 203, a first semiconductor film (a-Si) 204, a second semiconductor film (N + a-Si) 205, a source / drain metal film 206, and a positive photoresist film 207 are formed.

次に、図8中の(B)に示すように、遮光部101、透光部102及び半透光部(グレートーン部)103を有するグレートーンマスク100を用いて、ポジ型フォトレジスト膜207を露光し、現像して、第1レジストパターン207Aを形成する。この第1レジストパターン207Aは、TFTチャンネル部、ソースドレイン形成領域及びデータライン形成領域を覆い、かつ、TFTチャンネル部形成領域がソースドレイン形成領域よりも薄くなっている。   Next, as shown in FIG. 8B, using a gray tone mask 100 having a light shielding portion 101, a light transmitting portion 102, and a semi-light transmitting portion (gray tone portion) 103, a positive photoresist film 207 is formed. Are exposed and developed to form a first resist pattern 207A. The first resist pattern 207A covers the TFT channel portion, the source / drain formation region, and the data line formation region, and the TFT channel portion formation region is thinner than the source / drain formation region.

次に、図8中の(C)に示すように、第1レジストパターン207Aをマスクとして、ソースドレイン金属膜206、第2及び第1半導体膜205、204をエッチングする。次に、図9中の(A)に示すように、酸素によるアッシングによってレジスト膜207を全体的に減少させて、チャンネル部形成領域の薄いレジスト膜を除去し、第2レジストパターン207Bを形成する。その後、図9中の(B)に示すように、第2レジストパターン207Bをマスクとして、ソースドレイン用金属膜206をエッチングしてソース/ドレイン206A、206Bを形成し、次いで第2半導体膜205をエッチングする。最後に、図9中の(C)に示すように、残存した第2レジストパターン207Bを剥離させる。   Next, as shown in FIG. 8C, the source / drain metal film 206 and the second and first semiconductor films 205 and 204 are etched using the first resist pattern 207A as a mask. Next, as shown in FIG. 9A, the resist film 207 is entirely reduced by ashing with oxygen to remove the thin resist film in the channel portion formation region, thereby forming a second resist pattern 207B. . Thereafter, as shown in FIG. 9B, using the second resist pattern 207B as a mask, the source / drain metal film 206 is etched to form source / drains 206A and 206B, and then the second semiconductor film 205 is formed. Etch. Finally, as shown in FIG. 9C, the remaining second resist pattern 207B is peeled off.

ここで用いられるグレートーンマスク100は、図10に示すように、ソース/ドレインに対応する遮光部101A、101B、透光部102及びTFTチャンネル部に対応するグレートーン部103を有する。このグレートーン部103は、グレートーンマスク100を使用する大型LCD用露光機の解像限界以下の微細パターンからなる遮光パターン103Aが形成された領域である。遮光部101A、101B及び遮光パターン103Aは、通常、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されている。このような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、グレートーン部103においては、透過部103Bのスペース幅及び遮光パターン103Aのライン幅のそれぞれを、露光機の解像限界以下の、例えば、3μm未満とする。   As shown in FIG. 10, the gray tone mask 100 used here includes light shielding portions 101A and 101B corresponding to the source / drain, a light transmitting portion 102, and a gray tone portion 103 corresponding to the TFT channel portion. The gray tone portion 103 is an area where a light shielding pattern 103A composed of a fine pattern below the resolution limit of a large LCD exposure machine using the gray tone mask 100 is formed. The light shielding portions 101A and 101B and the light shielding pattern 103A are usually formed from films of the same thickness made of the same material such as chromium or a chromium compound. The resolution limit of a large LCD exposure machine using such a gray-tone mask is about 3 μm for a stepper type exposure machine and about 4 μm for a mirror projection type exposure machine. Therefore, in the gray tone portion 103, the space width of the transmissive portion 103B and the line width of the light shielding pattern 103A are set to be less than the resolution limit of the exposure machine, for example, less than 3 μm.

このような微細パターンタイプのグレートーン部103の設計においては、遮光部101A、101Bと透光部102との中間的な半透光(グレートーン)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か、ドット(網点)タイプにするか、あるいはその他のパターンにするかという選択がある。また、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て設計がなされるが、実際にマスク使用時に、このような微細パターンがどのように、被転写体上に転写されるかを把握できる方法がなかった。また、グレートーンマスクの製造においても、線幅の中心値の管理及びマスク内の線幅のばらつき管理など、非常に難しい生産技術が要求されていたが、実際のマスク使用環境で、どの程度のばらつきが許容されるか、など生産管理と歩留まりのバランスを簡便に把握する手段がなかった。   In the design of such a fine pattern type gray tone portion 103, a fine pattern for providing an intermediate semi-transmission (gray tone) effect between the light shielding portions 101A and 101B and the light transmitting portion 102 is formed by a line- There is a choice between an and space type, a dot (halftone dot) type, or another pattern. In the case of the line-and-space type, consider how much the line width should be, what the ratio of the light transmitting and shielding parts should be, and how much the overall transmittance should be designed. Although designed, there has been no method for grasping how such a fine pattern is transferred onto a transfer medium when the mask is actually used. Also, in the production of gray-tone masks, extremely difficult production technologies such as the management of the center value of line widths and the management of line width variations within masks were required. There was no simple means of grasping the balance between production management and yield, such as whether variations were allowed.

一方、グレートーン部を半透光性の膜によって形成することが提案されている。グレートーン部に半透光膜を用いることにより、グレートーン部による露光量を少なくして、ハーフトーン露光を実施することができる。また、グレートーン部に半透光膜を用いることにより、設計においては、全体の透過率がどのくらい必要かを検討するのみで足り、グレートーンマスクの製造においても、半透光膜の膜種(膜材質)や膜厚を選択するだけで、グレートーンマスクの生産が可能となる。したがって、このような半透光膜タイプのグレートーンマスクの製造では、半透光膜の膜厚制御を行うだけで足り、比較的管理が容易である。また、TFTチャンネル部をグレートーンマスクのグレートーン部で形成する場合には、半透光膜であればフォトリソグラフィー工程により容易にパターンニングが実施できるので、TFTチャンネル部の形状も複雑な形状とすることが可能となる。   On the other hand, it has been proposed to form the gray tone portion by a semi-transparent film. By using a semi-transparent film in the gray tone portion, it is possible to reduce the exposure amount by the gray tone portion and perform half tone exposure. In addition, by using a semi-transparent film in the gray tone part, it is only necessary to consider how much the entire transmittance is necessary in the design. In the production of the gray tone mask, the film type of the semi-transparent film ( A gray tone mask can be produced simply by selecting a film material) and a film thickness. Therefore, in the manufacture of such a semi-transparent film type gray-tone mask, it is only necessary to control the thickness of the semi-transparent film, and it is relatively easy to manage. In addition, when the TFT channel portion is formed by the gray tone portion of the gray tone mask, if the semi-transparent film can be easily patterned by a photolithography process, the shape of the TFT channel portion is also complicated. It becomes possible to do.

半透光膜タイプのグレートーンマスクは、例えば、以下のようにして製造することができる。ここでは、一例として、TFT基板のパターンを挙げて説明する。このパターンは、前述したように、TFT基板のソース及びドレインに対応するパターンからなる遮光部101と、TFT基板のチャネル部に対応するパターンからなる半透光部103と、これらパターンの周囲に形成される透光部102とで構成される。   The semi-transparent film type gray tone mask can be manufactured, for example, as follows. Here, as an example, a pattern of a TFT substrate will be described. As described above, this pattern is formed around the light shielding portion 101 made of a pattern corresponding to the source and drain of the TFT substrate, the semi-transparent portion 103 made of a pattern corresponding to the channel portion of the TFT substrate, and the periphery of these patterns. The translucent part 102 is configured.

まず、透明基板上に半透光膜及び遮光膜を順次形成したマスクブランクを準備し、このマスクブランク上にレジスト膜を形成する。次に、パターン描画を行って、現像することにより、パターンの遮光部及び半透光部に対応する領域にレジストパターンを形成する。次に、適当な方法でエッチングすることにより、レジストパターンが形成されていない透光部に対応する領域の遮光膜とその下層の半透光膜を除去し、パターンを形成する。   First, a mask blank in which a semi-transparent film and a light-shielding film are sequentially formed on a transparent substrate is prepared, and a resist film is formed on the mask blank. Next, a pattern is drawn and developed to form a resist pattern in regions corresponding to the light shielding part and the semi-transparent part of the pattern. Next, by etching with an appropriate method, the light shielding film in the region corresponding to the light-transmitting portion where the resist pattern is not formed and the semi-light-transmitting film below it are removed to form a pattern.

このようにして、透光部102が形成され、同時に、パターンの遮光部101と半透光部103に対応する領域の遮光パターンが形成される。そして、残存するレジストパターンを除去してから、再び、レジスト膜を基板上に形成し、パターン描画を行って、現像することにより、パターンの遮光部101に対応する領域にレジストパターンを形成する。 次に、適当なエッチングにより、レジストパターンの形成されていない半透光部103の領域の遮光膜のみを除去する。これにより、半透光膜のパターンによる半透光部103が形成され、同時に、遮光部101のパターンが形成される。   In this way, the translucent part 102 is formed, and at the same time, the light shielding pattern of the area corresponding to the light shielding part 101 and the semi-transparent part 103 of the pattern is formed. Then, after removing the remaining resist pattern, a resist film is formed again on the substrate, pattern drawing is performed, and development is performed, thereby forming a resist pattern in a region corresponding to the light shielding portion 101 of the pattern. Next, only the light shielding film in the region of the semi-translucent portion 103 where the resist pattern is not formed is removed by appropriate etching. Thereby, the semi-transparent portion 103 is formed by the pattern of the semi-transparent film, and at the same time, the pattern of the light shielding portion 101 is formed.

このような半透光膜を用いたグレートーンマスクにおいても、生産管理上の問題がある。例えば、半透光膜の光透過率や、露光機の解像条件は、露光光の波長によって変化し、かつ、露光光の波長特性は、露光機ごとに異なるなど、マスク生産段階での把握が難しいマスク性能要因が種々あるからである。   Even in a gray tone mask using such a semi-transparent film, there is a problem in production management. For example, the light transmittance of the semi-transparent film and the resolution conditions of the exposure tool change depending on the wavelength of the exposure light, and the wavelength characteristics of the exposure light vary from exposure machine to exposure machine. This is because there are various mask performance factors that are difficult to perform.

〔グレートーンマスクの検査について〕
前述のようなグレートーンマスクにおける欠陥や性能上の検査を行うには、実際の露光条件を反映したシミュレーションを行い、欠陥の有無、性能の優劣を評価することが望ましい。
[About inspection of gray tone mask]
In order to inspect defects and performance in the gray tone mask as described above, it is desirable to perform a simulation reflecting actual exposure conditions and evaluate the presence or absence of defects and the superiority or inferiority of performance.

グレートーンマスクにおいては、マスクに形成されたパターン形状が、このマスクを使用した露光によって形成される被転写体上のレジストパターン膜厚やレジストパターンの形状に影響する。例えば、半透光部の光透過率が適切な範囲内にあるか、半透光部と遮光部の境界の立ち上がり(シャープネス、または、ぼかし具合)がどのようであるかを評価する必要がある。   In a gray-tone mask, the pattern shape formed on the mask affects the resist pattern film thickness and the resist pattern shape on the transfer object formed by exposure using the mask. For example, it is necessary to evaluate whether the light transmittance of the semi-translucent part is within an appropriate range, or how the rising (sharpness or blurring) of the boundary between the semi-translucent part and the light-shielding part is required. .

特に、微細パターンからなる半透光部を有するグレートーンマスクの場合には、フォトマスクを用いて実際に露光する時には、微細パターンが解像されずに、実質的に均一な透過率とみなされる程度に非解像の状態で使用される。この状態をマスクの製造過程において、または、出荷前の段階において、さらには、欠陥修正を行った段階において検査する必要がある。このような課題に対して、本件発明者らは、本発明に係る検査装置を用いた検査方法に顕著な効果があることを見出した。   In particular, in the case of a gray-tone mask having a semi-transparent portion composed of a fine pattern, when the exposure is actually performed using a photomask, the fine pattern is not resolved and is regarded as a substantially uniform transmittance. Used to the extent of non-resolution. It is necessary to inspect this state in the mask manufacturing process, in a stage before shipment, and further in a stage where defect correction is performed. In response to such a problem, the present inventors have found that the inspection method using the inspection apparatus according to the present invention has a remarkable effect.

すなわち、本発明に係る検査装置においては、半透光部を透過する露光光の量を低減しこの領域におけるフォトレジストのへの照射量を低減することによりフォトレジストの膜厚を選択的に変えるものであるようなグレートーンマスクの検査を、実際の露光条件を再現して、高精度で行うことができるのである。   That is, in the inspection apparatus according to the present invention, the film thickness of the photoresist is selectively changed by reducing the amount of exposure light transmitted through the semi-translucent portion and reducing the amount of irradiation of the photoresist in this region. The inspection of the gray tone mask which is the one can be performed with high accuracy by reproducing the actual exposure condition.

そして、この検査装置において取得するデータでは、装置に与える光学条件(使用する露光機の光学条件に略等しい条件)に対して適切に設計され、適切に形成されたフォトマスクパターンであれば、図11(右端図)に示すように半透光部に形成された微細パターンが実質的に略単一の濃度となるような非解像の状態となる。この部分の濃度が、このグレートーンマスクを使用した場合のこの部分の光透過量を示し、この部分の、透光部に対する透過量の低減度合(又は遮光部に対する透過量の増加度合)によって、マスク使用時に半透光部により形成されるレジスト膜の残膜量が決定される。一方、もしマスクの設計が露光光学条件に対して不適切だった場合や、製造工程で所定の形状、寸法にパターンが形成されていない場合は、半透光部の濃度や、半透光部の形状などが上記の正常な状態とは異なる状態を示すことになるため、正常な状態との比較により、検査部分の良否を判定することができる。   In the data acquired by this inspection apparatus, if the photomask pattern is appropriately designed and appropriately formed with respect to the optical conditions given to the apparatus (conditions approximately equal to the optical conditions of the exposure machine to be used), As shown in FIG. 11 (right end view), the fine pattern formed in the semi-translucent portion is in a non-resolved state in which the substantially single density is obtained. The density of this portion indicates the light transmission amount of this portion when this gray tone mask is used, and the reduction amount of the transmission amount with respect to the light transmission portion (or the increase degree of transmission amount with respect to the light shielding portion) of this portion, The residual film amount of the resist film formed by the semi-translucent portion when the mask is used is determined. On the other hand, if the mask design is inappropriate for the exposure optical conditions, or if the pattern is not formed in a predetermined shape and size during the manufacturing process, the concentration of the semi-translucent part and the semi-transparent part Therefore, the quality of the inspection portion can be determined by comparison with the normal state.

したがって、本発明に係る検査装置によってグレートーンマスクを検査する場合には、上記のような適切な非解像部分が出現する(すなわち、グレー部が出現する)露光条件が、実際にフォトマスクに適用する露光条件とほぼ一致していれば、フォトマスクの性能が十分であると言える。   Therefore, when a gray-tone mask is inspected by the inspection apparatus according to the present invention, an exposure condition in which an appropriate non-resolution part as described above appears (that is, a gray part appears) is actually applied to the photomask. If the exposure conditions to be applied substantially match, it can be said that the performance of the photomask is sufficient.

さらに、該グレートーンマスクが薄膜トランジスタ製造用のものである場合には、上記のような非解像の状態において撮像画像を得たときに、必要により適切な演算を経て、チャネル部と、ソース、ドレイン部との境界部分のシャープネスを評価し、該部分のフォトレジストパターンの立体形状を予測することも可能である。   Further, when the gray tone mask is for manufacturing a thin film transistor, when a captured image is obtained in the non-resolving state as described above, an appropriate calculation is performed as necessary to obtain a channel portion, a source, It is also possible to evaluate the sharpness of the boundary portion with the drain portion and predict the three-dimensional shape of the photoresist pattern in the portion.

したがって、本発明に係る検査装置は、実際の露光条件では解像限界以下となるような微細な遮光パターンからなるグレートーン部を有するフォトマスクの検査に有利に適用することができる。   Therefore, the inspection apparatus according to the present invention can be advantageously applied to inspection of a photomask having a gray tone portion composed of a fine light-shielding pattern that is below the resolution limit under actual exposure conditions.

この場合、解像限界以下の微細パターンを有するフォトマスク3を被検体として検査装置に設置し、該マスクを使用する露光機の露光条件を予め把握した上で、例えば、対物レンズ系4の開口数及びシグマ値(照明光学系2の開口数の対物レンズ系4の開口数に対する比)を所定の値とし、また、対物レンズ系4の位置を適切に光軸方向に調節することにより、撮像手段5における撮像面には、微細パターンの非解像な状態の像が得られる。そして、撮像された画像データを演算手段11によって処理することにより、マスクパターンの光強度分布を得ることができる。この撮像画像の形状及び所定の評価点における光強度データから、フォトマスク3の性能の優劣、欠陥の有無を評価することができる。   In this case, a photomask 3 having a fine pattern below the resolution limit is set as an object in the inspection apparatus, and the exposure conditions of an exposure machine that uses the mask are grasped in advance. The number and the sigma value (ratio of the numerical aperture of the illumination optical system 2 to the numerical aperture of the objective lens system 4) are set to predetermined values, and the position of the objective lens system 4 is appropriately adjusted in the optical axis direction to capture an image. An image in a non-resolved state of a fine pattern is obtained on the imaging surface of the means 5. And the light intensity distribution of a mask pattern can be obtained by processing the imaged image data by the calculation means 11. From the shape of the captured image and the light intensity data at a predetermined evaluation point, the superiority or inferiority of the performance of the photomask 3 and the presence or absence of defects can be evaluated.

さらに、この検査装置においては、図12に示すように、対物レンズ系4及び撮像手段5がそれぞれ光軸方向に移動操作可能となっており、これら対物レンズ系4及び撮像手段5を互いに独立にフォトマスク3に対する相対距離を変化させることができるので、フォトマスク3を用いて露光を行う露光装置においてフォトマスク3が自重などによる反りを生ずる場合であっても、この露光装置を近似させた状態での撮像を行うことができる。すなわち、この検査装置においては、フォトマスク3から対物レンズ系4までの距離L1と、対物レンズ系4から撮像手段5までの距離L2とのそれぞれを、自在に調整することができる。また、対物レンズ系4の位置、ないし撮像素子5の位置をオフセットし、撮像手段5により、フォトマスクのぼかされた像を撮像することも可能である。このようにぼかされた像を評価することによって、グレートーンマスクの性能及び欠陥の有無を判断することもできる。   Further, in this inspection apparatus, as shown in FIG. 12, the objective lens system 4 and the imaging means 5 can be moved and operated in the optical axis direction, respectively. The objective lens system 4 and the imaging means 5 are independent of each other. Since the relative distance to the photomask 3 can be changed, even if the photomask 3 is warped due to its own weight in an exposure apparatus that performs exposure using the photomask 3, the exposure apparatus is approximated. It is possible to perform imaging with That is, in this inspection apparatus, the distance L1 from the photomask 3 to the objective lens system 4 and the distance L2 from the objective lens system 4 to the imaging means 5 can be freely adjusted. It is also possible to offset the position of the objective lens system 4 or the position of the image pickup element 5 and pick up a blurred image of the photomask by the image pickup means 5. By evaluating the blurred image, it is possible to determine the performance of the gray tone mask and the presence or absence of defects.

そして、本発明に係る検査装置においては、解像限界以下の微細パターンからなる半透光部ばかりでなく、半透光性の膜(露光光の遮光率が、例えば透光部の透光率に対して、10%乃至60%、より好ましくは、40%乃至60%の膜)によって形成された半透光部を有するグレートーンマスクについての検査も行うことができる。   In the inspection apparatus according to the present invention, not only a semi-transparent portion having a fine pattern below the resolution limit but also a semi-transparent film (the exposure light shielding rate is, for example, the transmissivity of the translucent portion). In contrast, a gray-tone mask having a semi-transparent portion formed by a film of 10% to 60%, more preferably 40% to 60% can also be inspected.

例えば、図13に示すように、撮像された画像データにおける半透光部の光強度のピーク値をIgとし、十分に広い透光部の光強度をIwとし、遮光部の光強度をIbとしたとき、半透光部の透光部に対する透過比率は、Ig/(Iw−Ib)で示すことができ、これをフォトマスクの評価項目とすることができる。この評価項目により、所定範囲の透過率を有する(すなわち、実際の露光時に形成されるレジストパターンのレジスト膜厚が所定の膜厚となる)フォトマスクであるか否かの評価を行うことができる。   For example, as shown in FIG. 13, the peak value of the light intensity of the semi-translucent portion in the captured image data is Ig, the light intensity of the sufficiently wide light-transmitting portion is Iw, and the light intensity of the light-shielding portion is Ib. Then, the transmission ratio of the semi-translucent portion to the translucent portion can be expressed as Ig / (Iw−Ib), and this can be used as an evaluation item of the photomask. With this evaluation item, it is possible to evaluate whether or not the photomask has a transmittance in a predetermined range (that is, the resist film thickness of the resist pattern formed during actual exposure is a predetermined film thickness). .

また、半透光部(例えばチャネル部)の所定の幅寸法を与える光強度をIg´とするとき、以下のように、Tgの三つを使って、これらのパラメータを比較することにより、パターンの評価を行うことができる。
Ig/(Iw−Ib)=Tg
Ig´/(Iw−Ib)=Tg´(チャネル部の透過率の最低値)
(Tg−Tg´)/2=Tgc(チャンネル内透過率の中央値)
|Tg−Tg´|=Tgd(チャネル内透過率の変化量、レンジ)
Further, when the light intensity that gives a predetermined width dimension of the semi-translucent portion (for example, the channel portion) is Ig ′, the pattern is obtained by comparing these parameters using three of Tg as follows. Can be evaluated.
Ig / (Iw−Ib) = Tg
Ig ′ / (Iw−Ib) = Tg ′ (minimum value of transmittance of channel portion)
(Tg−Tg ′) / 2 = Tgc (median value of transmittance in the channel)
| Tg−Tg ′ | = Tgd (change in channel transmittance, range)

すなわち、上記評価においては、撮像画像によって得られた、グレートーンマスクの透過光強度分布データから、半透光部、透光部、遮光部の透過光強度を得て、それらの数値から、半透光膜部分の透過率(ここで、透過率とは、遮光部と透光部の透過量の差に対する半透光部の透過量をいう)最大値を求め、或いは、半透光部の透過率の最低値を求め、或いは、半透光部の透過率の中央値を求め、或いは、半透光部の透過率のレンジを求めることにより、マスクの評価を行うことができる。   That is, in the above evaluation, the transmitted light intensity of the semi-transparent part, the translucent part, and the light-shielding part is obtained from the transmitted light intensity distribution data of the gray-tone mask obtained from the captured image, and from these numerical values, The transmissivity of the translucent film part (here, transmissivity means the transmissivity of the semi-translucent part relative to the difference in the transmissivity of the light-shielding part and translucent part) or the maximum value of the translucent part The mask can be evaluated by obtaining the minimum value of the transmittance, or obtaining the median value of the transmittance of the semi-translucent portion, or obtaining the range of the transmittance of the semi-transmissive portion.

その他、光強度分布から得られる情報により、フォトマスクを使用して実際に露光装置において露光した場合に形成されるレジストパターンをシミュレートし、その評価を行うことができる。   In addition, by using information obtained from the light intensity distribution, it is possible to simulate and evaluate a resist pattern formed when exposure is actually performed in an exposure apparatus using a photomask.

このように、本発明に係る検査装置においては、実際の露光装置による露光条件と同様の解像状態の撮像画像を得ることができるため、フォトマスクの性能、欠陥の有無を現実の使用に即した条件下で適切に評価することができる。また、この場合には、実際の露光条件を反映した条件下、半透光部に求められる所定範囲の透過率を充足しているか否かの検査のほかに、前述したと同様に、撮像画像を得たときに、チャネル部と、ソース、ドレイン部との境界部分のシャープネスを評価し、露光後のフォトレジストの立体形状を予測することができる。   As described above, in the inspection apparatus according to the present invention, a captured image having a resolution state similar to the exposure condition by an actual exposure apparatus can be obtained. Can be appropriately evaluated under the conditions. In this case, in addition to the inspection of whether or not the predetermined range of transmittance required for the semi-translucent portion is satisfied under conditions that reflect actual exposure conditions, the captured image is the same as described above. When the image quality is obtained, the sharpness of the boundary portion between the channel portion and the source / drain portions can be evaluated to predict the three-dimensional shape of the photoresist after exposure.

さらに、本発明に係る検査装置においては、前述したような、製造したフォトマスクの検査、評価のみではなく、図14に示すように、欠陥が修正を要するものかの判断や、欠陥修正を経たフォトマスクの修正効果が十分であるか否かの検査にも適用することもでき、極めて有用である。フォトマスク3上に、図14中の(a)に示すように、黒欠陥がある場合や、図14中の(b)に示すように、白欠陥がある場合であっても、これらの欠陥が十分に小さい場合には、露光機の解像度により、露光された状態においては、その影響が現れない。この検査装置においては、撮像手段5によって得られる撮像データにおいて、欠陥が十分に小さい場合には、強度変化が殆ど現れず、修正を要しないと判断することができる。   Furthermore, in the inspection apparatus according to the present invention, not only the inspection and evaluation of the manufactured photomask as described above, but also the determination of whether the defect needs to be corrected or the defect correction as shown in FIG. It can also be applied to the inspection of whether the photomask correction effect is sufficient, and is extremely useful. Even if there are black defects on the photomask 3 as shown in FIG. 14A or white defects as shown in FIG. Is sufficiently small, the influence does not appear in the exposed state due to the resolution of the exposure machine. In this inspection apparatus, when the defect is sufficiently small in the imaging data obtained by the imaging means 5, it can be determined that the intensity change hardly appears and no correction is required.

また、この検査装置は、微細パターンからなる半透光部において、微細パターンとは異なる形状の微細パターンを付加的に部分的に成膜することによって白欠陥を修正した場合や、または、欠陥を含むパターンの一部を剥離させた後に元の微細パターンとは異なる形状の微細パターンを部分的に成膜することによって黒欠陥または白欠陥を修正した場合について、修正結果が十分であるか否かの検査を好適に行うことができる。   In addition, in this inspection apparatus, when a white defect is corrected by partially depositing a fine pattern having a shape different from the fine pattern in the semi-transparent portion including the fine pattern, or the defect is removed. Whether or not the correction result is sufficient when a black defect or white defect is corrected by partially depositing a fine pattern having a shape different from the original fine pattern after part of the pattern is removed Can be suitably performed.

白欠陥部分に付加的に成膜して欠陥修正する場合や、黒欠陥の一部を剥離して再成膜することにより欠陥修正する場合には、再成膜の素材が、元来の膜素材と異なる場合がある。また、黒欠陥に対しては、形成された膜の一部を除去し、またはその膜の膜厚を減少させることによって欠陥修正を行う場合がある。これらいずれの場合についても、本発明に係る検査装置によれば、欠陥修正の結果が、実際の露光装置による露光条件下で、十分な遮光効果、または、半透光部としての効果を有するか否かを検査することができる。   When the defect is corrected by additionally forming a film on the white defect part, or when the defect is corrected by peeling a part of the black defect and re-depositing the film, the material of the re-deposition is the original film. May differ from material. In addition, with respect to black defects, defect correction may be performed by removing a part of the formed film or reducing the film thickness of the film. In any of these cases, according to the inspection apparatus according to the present invention, whether the result of defect correction has a sufficient light-shielding effect or an effect as a semi-translucent part under the exposure conditions by the actual exposure apparatus. It can be inspected.

〔液晶装置製造用フォトマスクの製造方法〕
液晶装置製造用フォトマスクを製造するにあたっては、一般的な公知の製造工程において、前述した本発明に係るフォトマスクの検査方法による検査工程を含む工程とすることにより、欠陥が必要十分に修正された良好な液晶装置製造用フォトマスクを迅速に製造することができる。
[Method of manufacturing photomask for manufacturing liquid crystal device]
In manufacturing a photomask for manufacturing a liquid crystal device, defects are sufficiently and sufficiently corrected by adopting a process including an inspection process by the above-described photomask inspection method according to the present invention in a generally known manufacturing process. A good photomask for manufacturing a liquid crystal device can be manufactured quickly.

〔パターン転写方法〕
前述した液晶装置製造用フォトマスクの製造方法により製造された液晶装置製造用フォトマスクを用いて、露光装置により所定波長の光を露光することによって、被転写体に対し、所定のパターンを良好に転写することができる。
[Pattern transfer method]
By using the photomask for manufacturing a liquid crystal device manufactured by the above-described method for manufacturing a photomask for manufacturing a liquid crystal device, a predetermined pattern is satisfactorily applied to the transfer object by exposing light of a predetermined wavelength with an exposure device. Can be transferred.

本発明に係るフォトマスクの検査装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the inspection apparatus of the photomask which concerns on this invention. 前記フォトマスクの検査装置における照明光学系と対物レンズ系との位置関係を示す側面図である。It is a side view which shows the positional relationship of the illumination optical system and objective lens system in the inspection apparatus of the said photomask. 前記フォトマスクの検査装置における照明光学系と対物レンズ系との位置関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the positional relationship of the illumination optical system and objective lens system in the inspection apparatus of the said photomask. 前記フォトマスクの検査装置における照明光学系による照明範囲と対物レンズ系による撮像範囲との関係を示す正面図である。It is a front view which shows the relationship between the illumination range by the illumination optical system in the said photomask inspection apparatus, and the imaging range by an objective lens system. 前記フォトマスクの検査装置における照明光学系による照明範囲内の光強度分布と対物レンズ系による撮像範囲との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the light intensity distribution in the illumination range by the illumination optical system in the said photomask inspection apparatus, and the imaging range by an objective lens system. 前記フォトマスクの検査装置において得られた撮像データを数値化したグラフである。It is the graph which digitized the imaging data obtained in the inspection apparatus of the photomask. 前記フォトマスクの検査装置において実施されるフォトマスクの検査方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the inspection method of the photomask implemented in the said inspection apparatus of a photomask. グレートーンマスクを用いたTFT基板の製造工程(前半)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process (first half) of the TFT substrate using a gray tone mask. グレートーンマスクを用いたTFT基板の製造工程(後半)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process (latter half) of the TFT substrate using a gray tone mask. グレートーンマスクの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of a gray tone mask. 前記フォトマスクの検査装置において得られた撮像データにおける半透光部の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the semi-translucent part in the imaging data obtained in the inspection apparatus of the said photomask. 前記フォトマスクの検査装置におけるフォトマスク、対物レンズ系及び撮像手段の位置関係を示す側面図である。It is a side view which shows the positional relationship of the photomask in an inspection apparatus of the said photomask, an objective lens system, and an imaging means. 前記フォトマスクの検査装置において得られた撮像データを数値化し、半透光部の透過率を説明するためのグラフである。It is a graph for quantifying the imaging data obtained in the photomask inspection apparatus and explaining the transmittance of the semi-translucent portion. 前記フォトマスクの検査装置において得られた撮像データにおける、欠陥のサイズと転写像の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the size of a defect, and a transfer image in the imaging data obtained in the inspection apparatus of the photomask.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 照明光学系
3 フォトマスク
4 対物レンズ系
5 撮像手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Illumination optical system 3 Photomask 4 Objective lens system 5 Imaging means

Claims (19)

フラット・パネル・ディスプレイ装置製造用フォトマスクの検査に用いられるフォトマスク検査装置であって、
被検体であるフォトマスクを、前記フォトマスクの主平面が略々鉛直となるように保持するマスク保持手段と、
所定波長の光束を発する光源と、
前記光源からの光束を導き、前記マスク保持手段により保持されたフォトマスクに該光束を照射する照明光学系と、
前記フォトマスクに照射され該フォトマスクを経た前記光束が入射される対物レンズ系と、
前記対物レンズ系を経た光束を受光し、前記フォトマスクの像を撮像する撮像手段と、
前記照明光学系、前記対物レンズ系及び撮像手段をそれぞれ支持する支持手段と、
前記それぞれの支持手段を移動操作する移動操作手段と、
前記移動操作手段を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記移動操作手段を制御することにより、前記照明光学系、前記対物レンズ系及び前記撮像手段を前記マスク保持手段により保持されたフォトマスクの主平面に平行な面内で移動操作し、これらの光軸を一致させた状態で所定位置に位置させ、かつ、
前記対物レンズ系及び前記撮像手段、光軸方向について位置調整可能であることを特徴とするフォトマスクの検査装置。
A photomask inspection apparatus used for inspection of a photomask for manufacturing a flat panel display device,
The photomask is a subject, held as the main plane of the photomask is substantially vertical, and the mask holding device,
A light source that emits a light beam of a predetermined wavelength;
An illumination optical system that guides the light flux from the light source and irradiates the photomask held by the mask holding means;
An objective lens system that is irradiated onto the photomask and is incident on the light flux that has passed through the photomask;
An imaging means for receiving a light beam that has passed through the objective lens system and capturing an image of the photomask;
Support means for supporting each of the illumination optical system, the objective lens system, and the imaging means;
Moving operation means for moving the respective supporting means;
Control means for controlling the movement operation means,
The control means controls the movement operation means to move the illumination optical system, the objective lens system, and the imaging means in a plane parallel to the main plane of the photomask held by the mask holding means. And positioned at a predetermined position with these optical axes aligned, and
The objective lens system and the imaging means, the inspection apparatus of the photomask, characterized in that the optical axis is adjustable in position.
前記対物レンズ系及び前記照明光学系は、それぞれ開口数が可変となされており、前記制御手段は、前記対物レンズ系の開口数、または、前記照明光学系の開口数を所定値にすることにより、前記照明光学系の開口数の前記対物レンズ系の開口数に対する比を所定の値に制御することを特徴とする請求項1記載のフォトマスクの検査装置。   The objective lens system and the illumination optical system each have a variable numerical aperture, and the control means sets the numerical aperture of the objective lens system or the numerical aperture of the illumination optical system to a predetermined value. 2. The photomask inspection apparatus according to claim 1, wherein a ratio of a numerical aperture of the illumination optical system to a numerical aperture of the objective lens system is controlled to a predetermined value. 前記撮像手段により得られた画像に基づき、前記フォトマスクの所定領域の透過光の光強度分布データを用いて演算を行う演算手段を備えたことを特徴とする請求項1、または、請求項2記載のフォトマスクの検査装置。   3. A calculation unit that performs calculation using light intensity distribution data of transmitted light in a predetermined region of the photomask based on an image obtained by the imaging unit. The inspection apparatus of the photomask as described. 前記マスク保持手段は、前記フォトマスクの主平面を鉛直から傾斜した角度であって、かつ、鉛直から10度以内の角度として該フォトマスクを保持することを特徴とする請求項1、または、請求項2記載のフォトマスクの検査装置。   The said mask holding means hold | maintains this photomask as an angle which inclined the main plane of the said photomask from perpendicular | vertical, and within 10 degree | times from perpendicular | vertical, The Claim 1 Item 3. A photomask inspection apparatus according to Item 2. 前記光源より発せられ、前記照明光学系を経た光束は、少なくとも、g線、h線、または、i線のいずれかを含み、あるいは、これらのうち任意の二以上を混合した光束を含む ことを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか一に記載のフォトマスクの検査装置。 The light beam emitted from the light source and passed through the illumination optical system includes at least one of g-line, h-line, and i-line, or includes a light beam obtained by mixing any two or more of these. inspection system of the photomask according to any one of claims 1 to 4, characterized. 前記照明光学系は、前記フォトマスクに光束を照射する範囲が、前記撮像手段の撮像視野よりも広いことを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか一に記載のフォトマスクの検査装置。 The illumination optical system, the range for irradiating the light beam on the photomask inspection apparatus of the photomask according to any one of claims 1 to 5, characterized in that wider than the imaging visual field of the imaging means . 前記照明光学系は、視野絞りを備え、この視野絞りによって、前記フォトマスクに光束を照射し、かつ、前記フォトマスク上において光量分布が5%以内となる部分の直径が、前記撮像手段の撮像視野の直径に対し30%以上大きくなっていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか一に記載のフォトマスクの検査装置。 The illumination optical system includes a field stop, and the field stop irradiates the photomask with a light beam, and the diameter of the portion where the light quantity distribution is within 5% on the photomask is the image of the imaging unit. inspection system of the photomask according to any one of claims 1 to 6, characterized in that larger than 30% relative to the diameter of the field of view. 前記照明光学系、または、前記対物レンズ系及び前記撮像手段の少なくとも一方の光軸の微調整を行う角度調整機構を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか一に記載のフォトマスクの検査装置。 The illumination optical system, or, according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises an angle adjustment mechanism for performing at least one of fine adjustment of the optical axis of the objective lens system and said image pickup means Photomask inspection equipment. 前記対物レンズ系及び前記照明光学系は、開口数を可変とする絞り機構を備えている ことを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか一に記載のフォトマスクの検査装置。 The photomask inspection apparatus according to any one of claims 1 to 8 , wherein the objective lens system and the illumination optical system include a diaphragm mechanism that makes a numerical aperture variable. フラット・パネル・ディスプレイ装置製造用フォトマスクの検査に用いられるフォトマスクの検査方法であって、
透明基板上に所定のパターンを有する膜が形成されたフォトマスクを、前記フォトマスクの主平面が略々鉛直となるように保持し、
所定波長の光束を発する光源からの光束を照明光学系を介して前記フォトマスクに照射し、このフォトマスクを経た前記光束を対物レンズ系を介して撮像手段によって受光して、前記フォトマスクの像を撮像することにより、前記フォトマスクを検査するフォトマスクの検査方法であって、
前記照明光学系、前記対物レンズ系及び前記撮像手段を、前記マスク保持手段により保持されたフォトマスクの主平面に平行な面内で移動操作し、これらの光軸が一致した状態で所定位置に位置させ、更に、前記対物レンズ系及び前記撮像手段、光軸方向において所定の相対位置となるように位置調整して、前記撮像手段により前記フォトマスクの像を撮像することを特徴とするフォトマスクの検査方法。
A photomask inspection method used for inspection of a photomask for manufacturing a flat panel display device,
Holding a photomask in which a film having a predetermined pattern is formed on a transparent substrate so that the main plane of the photomask is substantially vertical ;
A light beam from a light source that emits a light beam having a predetermined wavelength is irradiated onto the photomask through an illumination optical system, and the light beam that has passed through the photomask is received by an imaging unit through an objective lens system, and an image of the photomask is received. A photomask inspection method for inspecting the photomask by imaging
The illumination optical system, the objective lens system, and the imaging unit are moved in a plane parallel to the main plane of the photomask held by the mask holding unit, and the optical axes coincide with each other to a predetermined position. is positioned further photo of the objective lens system and the image pickup means, and position adjustment to a predetermined relative position in the optical axis direction, characterized in that it captures an image of the photomask by the image pickup means Mask inspection method.
前記撮像手段による前記フォトマスクの像の撮像は、前記フォトマスクを使用する際に適用する露光条件を予め把握し、該露光条件に基づいて決定した分光特性、前記対物レンズ系の開口数及び前記照明光学系の開口数の前記対物レンズ系の開口数に対する比を用いて行うことを特徴とする請求項10記載のフォトマスクの検査方法。 Imaging of the image of the photomask by the imaging means grasps in advance the exposure conditions to be applied when using the photomask, the spectral characteristics determined based on the exposure conditions, the numerical aperture of the objective lens system, and the The photomask inspection method according to claim 10, wherein the inspection is performed using a ratio of a numerical aperture of an illumination optical system to a numerical aperture of the objective lens system. 前記フォトマスクの主平面を鉛直から10度以内の角度として該フォトマスクを保持することを特徴とする請求項10、または、請求項11に記載のフォトマスクの検査方法。 The photomask inspection method according to claim 10 or 11 , wherein the photomask is held at an angle of 10 degrees or less from the vertical with respect to a main plane of the photomask. 前記フォトマスクに照射する光束として、少なくとも、g線、h線、または、i線のいずれかを含み、あるいは、これらのうち任意の二以上を混合した光束を用いることを特徴とする請求項10乃至請求項12のいずれか一に記載のフォトマスクの検査方法。 As the light beam to be irradiated to the photomask, at least, g-line, h-line, or include any of i lines, or claim 10, characterized by using a light beam obtained by mixing arbitrary two or more of these The photomask inspection method according to claim 12 . 前記フォトマスクに照射する光束として、このフォトマスクを用いて露光を行う露光装置において使用される照明光の波長分布を予め把握し、該波長分布に基づいてこれに基づいて決定した波長分布の光束を用いることを特徴とする請求項10乃至請求項13のいずれか一に記載のフォトマスクの検査方法。 As a light beam to be applied to the photomask, a wavelength distribution of illumination light used in an exposure apparatus that performs exposure using the photomask is previously grasped, and a light beam having a wavelength distribution determined based on the wavelength distribution inspection method of a photomask according to any one of claims 10 to 13, characterized in that use. 前記照明光学系、または、前記対物レンズ系及び前記撮像手段の少なくとも一方の光軸の微調整を行う工程を有することを特徴とする請求項10乃至請求項14のいずれか一に記載のフォトマスクの検査方法。 The illumination optical system or the objective lens system and the photo mask according to any one of claims 10 to 14 characterized by having a step of performing at least one of fine adjustment of the optical axis of said image pickup means Inspection method. 前記フォトマスクは、透明基板上に遮光部及び透光部を含むパターンが形成されてなり、得られた前記撮像画像から、前記フォトマスクの所定領域の透過光の強度分布データを取得することを特徴とする請求項10乃至請求項15のいずれか一に記載のフォトマスクの検査方法。 The photomask has a pattern including a light-shielding part and a light-transmitting part formed on a transparent substrate, and obtains intensity distribution data of transmitted light in a predetermined area of the photomask from the obtained captured image. inspection method of a photomask according to any one of claims 10 to 15, characterized. 前記フォトマスクは、遮光部、または、透光部に、白欠陥、または、黒欠陥を有し、該欠陥部分の撮像画像、または、該欠陥部分の透過光の光強度分布データを得て、該データにより該フォトマスクの修正の要否を判定することを特徴とする請求項16記載のフォトマスクの検査方法。 The photomask has a white defect or a black defect in the light-shielding part or the light-transmitting part, obtains an imaged image of the defective part, or light intensity distribution data of the transmitted light of the defective part, 17. The photomask inspection method according to claim 16, wherein whether or not the photomask needs to be corrected is determined based on the data. 請求項10乃至請求項17のいずれか一に記載のフォトマスクの検査方法による検査工程を有することを特徴とする液晶装置製造用フォトマスクの製造方法。 Method of manufacturing a liquid crystal device for manufacturing a photomask, characterized by comprising a inspection process by the inspection method of a photomask according to any one of claims 10 to 17. 請求項18記載の液晶装置製造用フォトマスクの製造方法により製造された液晶装置製造用フォトマスクを用いて、露光装置により所定波長の光を露光し、被転写体にパターンを転写することを特徴とするパターン転写方法。 19. A photomask for manufacturing a liquid crystal device manufactured by the method for manufacturing a photomask for manufacturing a liquid crystal device according to claim 18, wherein a light having a predetermined wavelength is exposed by an exposure device, and the pattern is transferred to a transfer target. Pattern transfer method.
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