JP5659507B2 - Pattern drawing apparatus state monitoring method and state monitoring apparatus - Google Patents
Pattern drawing apparatus state monitoring method and state monitoring apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP5659507B2 JP5659507B2 JP2010049901A JP2010049901A JP5659507B2 JP 5659507 B2 JP5659507 B2 JP 5659507B2 JP 2010049901 A JP2010049901 A JP 2010049901A JP 2010049901 A JP2010049901 A JP 2010049901A JP 5659507 B2 JP5659507 B2 JP 5659507B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- substrate
- imaging
- pattern drawing
- state monitoring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 62
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 100
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 78
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 59
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 50
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 46
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 28
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000011077 uniformity evaluation Methods 0.000 claims description 6
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 23
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 11
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
本発明は、パターン描画装置によって周期性パターンが形成された基板を状態監視対象とし、パターン描画装置の状態監視を行うためのパターン描画装置の状態監視方法および状態監視装置に関する。
なお、周期性パターンとは、一定の間隔を有するパターンの集合体を称し、たとえば、パターンが所定のピッチで配列したストライプ状の周期性パターン、あるいは、開口部のパターンが所定の周期で2次元的に配列したマトリクス状のパターン等が該当する。周期性パターンを有する基板としては、特に半導体装置、撮像デバイスおよび表示デバイス等を製造する際にフォトリソグラフィ処理の露光工程で用いられるフォトマスクが挙げられる。
The present invention relates to a state monitoring method and a state monitoring apparatus for a pattern drawing apparatus for monitoring a state of the pattern drawing apparatus, with a substrate on which a periodic pattern is formed by the pattern drawing apparatus as a state monitoring target.
The periodic pattern refers to an aggregate of patterns having a constant interval. For example, a periodic pattern of stripes in which patterns are arranged at a predetermined pitch, or a pattern of openings is two-dimensional with a predetermined period. For example, a matrix pattern or the like arranged in a regular manner is applicable. Examples of the substrate having a periodic pattern include a photomask that is used in an exposure process of photolithography when manufacturing a semiconductor device, an imaging device, a display device, and the like.
従来、半導体装置、撮像デバイスおよび表示デバイス等の製造工程で用いられるフォトマスクとしては、ガラス等の透明基板上にクロム等の遮光膜が一定のパターンに部分的に除去されて構成されたものが知られている。 Conventionally, as a photomask used in a manufacturing process of a semiconductor device, an imaging device, a display device and the like, a photomask that is configured by partially removing a light shielding film such as chromium on a transparent substrate such as glass in a certain pattern is used. Are known.
フォトマスクのような周期性パターンにおけるむら欠陥は、通常、微細なピッチずれや位置ずれが規則的に配列していることが原因であることが多いため、個々のパターン検査では発見することが困難であるが、周期性パターンを広い領域において観察したときに初めて認識される欠陥である。 Uneven defects in a periodic pattern such as a photomask are usually caused by a regular arrangement of fine pitch deviations and positional deviations, and are therefore difficult to find by individual pattern inspection. However, it is a defect recognized for the first time when the periodic pattern is observed in a wide area.
周期性のあるパターン、たとえば、CCD、CMOSデバイス製造用フォトマスクのむらを安定的、高精度に撮像、検出可能な周期性パターンむら検査装置を提供することを目的として、照明光が被検査体に照射され、周期性パターンによって生じる透過回折光を画像検査する検査装置が公知である(たとえば、特許文献1参照)。 For the purpose of providing a periodic pattern unevenness inspection apparatus capable of imaging and detecting periodic pattern irregularities such as CCD and CMOS device photomask unevenness stably and with high accuracy, illumination light is applied to the object to be inspected. An inspection apparatus that performs image inspection on transmitted diffracted light that is irradiated and generated by a periodic pattern is known (for example, see Patent Document 1).
周期性パターンの正常部では開口部の形状、ピッチが一定となるため互いに干渉し、一定の方向に回折光を生じる。それに対し、むら部では開口部の形状、ピッチが不規則になるため、形状、ピッチに応じて、その次数ごとに種々の方向に種々の強さで回折光が生じる。この検査装置では、正常部とむら部における回折光強度コントラストの違いから、むら部を検出する方式をとっている。 In the normal part of the periodic pattern, the shape and pitch of the openings are constant, so that they interfere with each other and generate diffracted light in a certain direction. On the other hand, since the shape and pitch of the opening are irregular in the uneven portion, diffracted light is generated with various intensities in various directions depending on the shape and pitch. This inspection apparatus adopts a method of detecting the uneven portion from the difference in diffracted light intensity contrast between the normal portion and the uneven portion.
特許文献1に開示されているようなCCD、CMOSデバイス製造用フォトマスクでは、パターンピッチは5μm〜30μm程度であり、各回折次数における回折光が互いに分離し易いようなパターンが多い。しかし、たとえば、LCD製造用フォトマスクでは、そのパターンピッチは20μm程度のものから1000μm程度のものまで幅広く存在し、割合としてはCCD、CMOSデバイス製造用フォトマスクよりもパターンピッチが大きいものが多い。パターンピッチが100μmを超えるようなパターンでは回折光が互いに分離し難くなるため、正常部と異常部のコントラストの違いからむら部を検出する手法は難しいのではないかと考えられていた。
In the photomask for manufacturing a CCD or CMOS device as disclosed in
これに対して、たとえば、主パターン(パターン周期が80〜2000μm)に対し、この主パターンとは周期の異なる補助パターン(パターン周期が1〜50μm)を、主パターン以外の領域に、主パターンと同時に描画することによって形成し、この補助パターンからの回折光コントラスト差を捉えることにより描画起因のエラー発生位置を捉え、エラーが発生している補助パターンと同一直線上に配置された主パターンにおいても同様のエラーが生じているものとみなす検査方法が公知である(たとえば、特許文献2参照)。 On the other hand, for example, with respect to the main pattern (pattern period is 80 to 2000 μm), an auxiliary pattern (pattern period is 1 to 50 μm) having a different period from the main pattern, Formed by drawing simultaneously, capturing the error occurrence position due to drawing by capturing the diffracted light contrast difference from this auxiliary pattern, even in the main pattern arranged on the same straight line as the auxiliary pattern in which the error has occurred An inspection method that assumes that a similar error has occurred is known (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、実際の描画工程においては、1回のビーム走査中にビームの強度ばらつきや走査位置のずれによって、部分的にパターン寸法ずれや位置ずれが発生する可能性がある。たとえ同一直線状であってもむら欠陥の程度が変化している可能性があるため、上記特許文献2の方法は効果的であるとは言い難い。 However, in an actual drawing process, there is a possibility that a pattern size shift or a position shift partially occurs due to a variation in beam intensity or a shift in scan position during one beam scan. Even if they are in the same straight line, the degree of uneven defect may be changed, so that the method of Patent Document 2 is hardly effective.
また、LCD製造用フォトマスクは、CCD、CMOSデバイス製造用フォトマスクに比べパターンピッチが大きいものが多い。そのため、マクロ撮像を行った場合でも合焦点位置において被検査画像中でパターンが解像してしまい、被検査画像上でむら欠陥との弁別が困難となり、検査精度が低下してしまう問題がある。パターン解像による影響を低減させる手法としてはデフォーカスを挙げることができる。 Moreover, many LCD photomasks have a larger pattern pitch than CCD and CMOS device photomasks. Therefore, even when macro imaging is performed, the pattern is resolved in the image to be inspected at the in-focus position, making it difficult to discriminate from uneven defects on the image to be inspected, and there is a problem that inspection accuracy is reduced. . Defocusing can be mentioned as a technique for reducing the influence of pattern resolution.
シャドウマスクにおけるむら検査方法にて、意図的に焦点位置をずらした状態で被検査基板を撮像し画像取得を行っている例(たとえば、特許文献3参照)が挙げられるが、これは基板の被検査面に対して斜めから光を照射して回折光を捉える方法ではない。 There is an example (for example, refer to Patent Document 3) in which a substrate to be inspected is captured and an image is acquired in a state in which the focal position is intentionally shifted by the unevenness inspection method in the shadow mask. This is not a method of capturing diffracted light by irradiating light on the inspection surface from an oblique direction.
特許文献1でも示されているように、やはり周期性パターンにおけるむらを安定して検出するためにはパターンにおいて生じた回折光を捉え、正常部と欠陥部とで生じた回折光量差に着目することが有効であることが公知であるとされてきている。
As also shown in
ところで、パターン描画装置における描画方式はベクタ方式とラスタ方式に分類される。CCD、CMOSデバイス製造用フォトマスクや半導体装置用基板製造用のフォトマスクにおけるパターン描画にはEB(電子線)描画装置が用いられ、その殆どが描画部のみビーム走査を行うベクタ方式によるものである。一方で、LCD製造用フォトマスクにおけるパターン描画ではレーザ描画装置が用いられており、領域全体をスキャンし、描画部のみビームをオンするラスタ方式が用いられている。 By the way, the drawing method in the pattern drawing apparatus is classified into a vector method and a raster method. An EB (electron beam) drawing apparatus is used for pattern drawing on a photomask for manufacturing a CCD or CMOS device or a photomask for manufacturing a substrate for a semiconductor device, most of which is based on a vector method in which only the drawing portion performs beam scanning. . On the other hand, a laser drawing apparatus is used for pattern drawing on an LCD manufacturing photomask, and a raster method is used in which the entire region is scanned and the beam is turned on only in the drawing portion.
これら描画装置では、それぞれ固有の描画パラメータが設けられている例が多く、たとえば、LCD製造用フォトマスク向けレーザ描画装置では、1回のビーム走査幅を示すスキャンレングス(Scan Length)というパラメータが存在する。パターンピッチとスキャンレングスが異なる場合において、パターンエッジとこのスキャンレングスの境界部分が重なる時にパターンの寸法変動が生じる例がある。 In many of these drawing apparatuses, there are many examples in which unique drawing parameters are provided. For example, a laser drawing apparatus for a photomask for LCD manufacturing has a parameter called “scan length” indicating one beam scanning width. To do. In the case where the pattern pitch and the scan length are different, there is an example in which the pattern dimension changes when the pattern edge and the boundary portion of the scan length overlap each other.
また、EB描画装置においては描画フィールド(FIELD)と呼ばれる正方形状の描画領域が設定され、この描画領域境界部分でパターンの寸法変動や位置変動が生じる例が確認されてきている。上記のような現象により生じるむら欠陥は、その描画パラメータに依存した周期性を有しているため、描画装置における描画パラメータとむら発生周期との関係性が重要視されてきている。 In the EB drawing apparatus, a drawing area having a square shape called a drawing field (FIELD) is set, and an example in which a dimensional variation or a position variation of a pattern occurs at the drawing area boundary has been confirmed. The nonuniformity defect caused by the above phenomenon has periodicity depending on the drawing parameter, and therefore, the relationship between the drawing parameter and the nonuniformity generation period in the drawing apparatus has been regarded as important.
そして、上述した従来技術は、製造工程上における製品検査に係る内容に留まっていると言える。検査工程にて発見された製品不良を、上流側の工程において未然に防止するという観点からは、LCD製造用フォトマスクのような基板上に周期性パターンが形成された製品におけるむら欠陥を効果的に可視化し、かつ、その発生周期を簡便に導出することで描画装置の状態監視を行い、その結果を描画装置側へフィードバックすることによって最適な描画条件を設定するような、むら欠陥発生を未然に防ぐための手法の確立が望まれている。 And it can be said that the prior art mentioned above has remained in the content which concerns on the product inspection in a manufacturing process. From the viewpoint of preventing product defects discovered in the inspection process in the upstream process, uneven defects in products with periodic patterns formed on substrates such as LCD photomasks are effective. The state of the drawing device is monitored by visualizing the occurrence period and the generation cycle is easily derived, and the result of the feedback to the drawing device is used to set the optimum drawing conditions. The establishment of a method to prevent this is desired.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、周期性のあるパターン、特に、LCD製造用フォトマスクのような基板において、回折光量差によるコントラストからパターン変動発生箇所を精度良く識別し、かつ、その変動発生周期を簡便に導出することによってパターン描画装置の状態監視を実施することができるパターン描画装置の状態監視方法および状態監視装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a pattern having periodicity, in particular, a substrate such as a photomask for LCD production, a pattern variation occurrence location is accurately identified from the contrast due to the difference in the amount of diffracted light, And it aims at providing the state monitoring method and state monitoring apparatus of a pattern drawing apparatus which can implement the state monitoring of a pattern drawing apparatus by deriving the fluctuation occurrence period simply.
本発明の請求項1に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、パターン描画装置によって周期性パターンが形成された基板を状態監視対象とし、前記基板に対し照明光を斜め方向から照射することで、前記周期性パターンにより生じる回折光を用いて画像取得を行い、処理判定を行うパターン描画装置の状態監視方法であって、前記周期性パターンのピッチ、サイズ等の製品情報、および前記基板上へのパターン描画条件、前記パターン描画装置の種類等の描画情報を入力するパターン情報入力工程と、前記基板の被撮像面内方向における位置決めを行う位置決め工程と、前記パターン情報入力工程において入力された前記周期性パターンに関する情報を基に、パターンピッチと撮像分解能との関係から撮像倍率を決定するための撮像倍率設定工程と、前記基板の周期性パターンが形成された面を被撮像面とし、合焦点位置を被撮像面に対して鉛直方法に所定量ずらすデフォーカス工程と、前記合焦点位置から所定量デフォーカスさせた位置において、前記基板の周期性パターンを撮像し被処理画像を取得する撮像工程と、前記被処理画像に対し、前記周期性パターンの正常部と変動部との間で生じた輝度コントラストを数値化したむら評価値を算出するむら評価値算出工程と、前記被処理画像上で確認される前記基板上で発生しているむら欠陥の発生周期を求めるむら欠陥周期算出工程と、前記むら評価値算出工程において求めたむら評価値と設定された判定用閾値との大小、及び前記むら欠陥周期算出工程において求めたむら周期と前記パターン情報入力工程において入力されたパターン描画条件との類似性を比較し、前記むら評価値が前記判定用閾値よりも大きくかつ前記むら周期が前記パターン描画条件と類似している場合には、前記基板上で発生しているむら欠陥がパターン描画装置起因のものであると判定し、前記むら周期が前記パターン描画条件と類似していても前記むら評価値が前記判定用閾値よりも小さい場合には前記むら欠陥がパターン描画装置起因のものでないと判定する判定工程とを具備している。
The state monitoring method of the pattern drawing apparatus according to
本発明の請求項2に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、請求項1において、前記パターン情報入力工程は、前記基板の周期性パターンに対して、任意の水平方向角度での照明について撮像条件の設定ができるように、照明と前記基板との水平角度方向に関する条件入力が可能であることを特徴とする。
The pattern drawing apparatus state monitoring method according to claim 2 of the present invention is the pattern drawing apparatus according to
本発明の請求項3に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、請求項1または2において、前記基板の周期性パターンのパターンピッチは20μm〜400μmであることを特徴とする。
A pattern drawing apparatus state monitoring method according to claim 3 of the present invention is characterized in that, in
本発明の請求項4に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記照明光は、中心波長が540nmの緑色光であることを特徴とする。
The pattern drawing apparatus state monitoring method according to claim 4 of the present invention is characterized in that, in any one of
本発明の請求項5に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、請求項1〜4のいずれかにおいて、前記撮像工程は、前記基板の周期性パターンからの回折光を、光電変換素子を利用した撮像手段によって実施するものであり、かつ、前記撮像手段は、前記基板の周期性パターンにより生じる回折光のうち、前記基板の被撮像面に対して垂直な回折光のみを抽出する光学系を有することを特徴とする。
The pattern drawing apparatus state monitoring method according to
本発明の請求項6に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、請求項1〜5のいずれかにおいて、前記撮像倍率設定工程は、撮像倍率の設定を行うのに電動式ズームレンズを利用することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a state monitoring method for a pattern drawing apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the imaging magnification setting step uses an electric zoom lens to set the imaging magnification. It is characterized by.
本発明の請求項7に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記デフォーカス工程は、前記合焦点位置からのデフォーカス量が光学系の焦点深度よりも大きいことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the state monitoring method for a pattern drawing apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the defocusing step is such that the defocus amount from the in-focus position is greater than the focal depth of the optical system. It is large.
本発明の請求項8に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、請求項1〜7のいずれかにおいて、前記デフォーカス工程は、前記合焦点位置を被撮像面に対して鉛直に遠ざける方向にずらすことを特徴とする。 The pattern drawing apparatus state monitoring method according to an eighth aspect of the present invention is the pattern drawing apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein the defocusing step shifts the in-focus position in a direction away from the imaging surface vertically. It is characterized by that.
本発明の請求項9に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、請求項1〜8のいずれかにおいて、前記むら欠陥周期算出工程は、前記撮像工程により取得された被処理画像に対して2次元フーリエ変換を利用することで周期を算出することを特徴とする。 The state monitoring method for a pattern drawing apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the pattern monitoring device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the uneven defect period calculating step is a two-dimensional operation on the processed image acquired by the imaging step. The period is calculated by using Fourier transform.
本発明の請求項10に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、請求項1〜9のいずれかにおいて、前記パターン描画装置は、波長が413nmのクリプトンイオンレーザを基板上で走査させることによりパターンを描画するラスタ式パターン描画装置であることを特徴とする。
The pattern drawing apparatus state monitoring method according to
本発明の請求項11に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、請求項1〜10のいずれかにおいて、前記基板は、波長が365nm〜436nmの範囲内における所定の波長域の光を露光するためのフォトマスクであることを特徴とする。
According to
本発明の請求項12に係わるパターン描画装置の状態監視方法は、請求項1〜11のいずれかにおいて、前記基板は、液晶表示装置用部材製造用フォトマスクであることを特徴とする。
The pattern drawing apparatus state monitoring method according to
本発明の請求項13に係わるパターン描画装置の状態監視装置は、パターン描画装置によって周期性パターンが形成された基板を状態監視対象とし、前記基板に対し照明光を斜め方向から照射することで、前記周期性パターンにより生じる回折光を用いて画像取得を行い、処理判定を行うパターン描画装置の状態監視装置であって、前記基板を載置し、X軸、Y軸方向に駆動する機構を具備する搬送手段と、前記基板の所定領域に光を照射してその所定領域を撮像して得られた画像に所定の画像処理を行って、前記基板の被撮像面内方向における位置決めを行う位置決め手段と、照明光として可視光を発生可能な光源を具備する照明ヘッドと、この照明ヘッドを支持し、かつ、前記搬送手段に載置された前記基板上の一定領域に略平行な照明光を照射しつつ前記基板の被撮像面に垂直な方向に対する照明光照射角度φを制御可能であり、さらに、前記照明ヘッドを前記基板の被検査面に対して水平な角度θ方向に駆動することが可能な照明ヘッド駆動手段と、前記照明ヘッドによって照明光が前記基板の周期性パターンに照射されることにより生じる回折光を撮像する撮像手段と、この撮像手段を前記基板の被検査面に対して鉛直方向(Z軸方向)に駆動させることが可能な撮像部駆動手段と、前記位置決め手段からの映像出力および前記撮像手段からの映像出力を画像情報とする画像入力手段と、前記周期性パターンのピッチ、サイズ等の製品情報、および前記基板上へのパターン描画条件、前記パターン描画装置の種類等の描画情報の入力やその他操作を行うための対人操作手段と、この対人操作手段により入力された前記周期性パターンに関する情報を基に、パターンピッチと撮像分解能との関係から撮像倍率を決定するための撮像倍率決定手段と、前記基板の周期性パターンが形成された面を被撮像面とし、合焦点位置を被撮像面に対して鉛直方法に所定量ずらすデフォーカス手段と、前記撮像手段により取得された被処理画像に対し、前記周期性パターンの正常部と変動部との間で生じた輝度コントラストを数値化したむら評価値を算出するむら評価値算出手段と、前記撮像手段により取得された被処理画像上で確認される前記基板上で発生しているむら欠陥の発生周期を求めるむら欠陥周期算出手段と、前記むら評価値算出手段において求めたむら評価値と設定された判定用閾値との大小、及び前記むら欠陥周期算出手段において求めたむら周期と前記対人操作手段において入力されたパターン描画条件との類似性を比較し、前記むら評価値が前記判定用閾値よりも大きくかつ前記むら周期が前記パターン描画条件と類似している場合には、前記基板上で発生しているむら欠陥がパターン描画装置起因のものであると判定し、前記むら周期が前記パターン描画条件と類似していても前記むら評価値が前記判定用閾値よりも小さい場合には前記むら欠陥がパターン描画装置起因のものでないと判定する判定手段と、前記搬送手段、前記位置決め手段、前記照明ヘッド、前記照明ヘッド駆動手段、前記撮像手段、および、前記撮像部駆動手段の動作制御を行う制御手段と、前記位置決め手段および前記撮像手段にて撮像した画像および前記制御手段による処理結果を表示する表示手段とを具備している。 A state monitoring device for a pattern drawing apparatus according to claim 13 of the present invention is directed to a state monitoring target on a substrate on which a periodic pattern is formed by the pattern drawing device, and irradiates illumination light to the substrate from an oblique direction. A state monitoring apparatus for a pattern drawing apparatus that performs image acquisition by using diffracted light generated by the periodic pattern and performs processing determination, and includes a mechanism for mounting the substrate and driving in the X-axis and Y-axis directions. And a positioning unit that performs predetermined image processing on an image obtained by irradiating a predetermined region of the substrate with light and imaging the predetermined region, and positioning the substrate in an in-plane direction of the imaged surface And an illumination head comprising a light source capable of generating visible light as illumination light, and an illumination that supports the illumination head and is substantially parallel to a certain area on the substrate placed on the transport means The illumination light irradiation angle φ with respect to the direction perpendicular to the surface to be imaged of the substrate can be controlled while the illumination head is driven, and the illumination head is driven in an angle θ direction horizontal to the surface to be inspected of the substrate. Illuminating head driving means capable of imaging, imaging means for imaging diffracted light caused by illumination light being applied to the periodic pattern of the substrate by the illumination head, and this imaging means for the surface to be inspected of the substrate An image pickup unit driving means that can be driven in the vertical direction (Z-axis direction), an image input means that uses a video output from the positioning means and a video output from the image pickup means as image information, and the periodic pattern Interpersonal operation means for inputting product information such as pitch, size, etc., pattern drawing conditions on the substrate, drawing information such as the type of the pattern drawing apparatus, and other operations Based on the information regarding the periodic pattern input by the interpersonal operation means, the imaging magnification determining means for determining the imaging magnification from the relationship between the pattern pitch and the imaging resolution, and the periodic pattern of the substrate are formed. A defocusing unit that shifts the in-focus position by a predetermined amount in a vertical direction with respect to the imaging surface, and a normal portion of the periodic pattern with respect to the processed image acquired by the imaging unit, Unevenness evaluation value calculating means for calculating unevenness evaluation values obtained by quantifying the brightness contrast generated between the fluctuation part and unevenness occurring on the substrate confirmed on the processed image acquired by the imaging means. and uneven defect period calculating means for calculating a generation period of a defect, the magnitude of the unevenness evaluation value set determination threshold determined in said unevenness evaluation value calculating means, and the unevenness defect periphery And uneven period calculated in calculation means before Symbol compares the similarity of the pattern drawn condition input in interpersonal operation means, large and the unevenness in period than the irregularity evaluation value is the threshold value for determining similarity between the pattern drawing condition and if that is uneven defect occurring on the substrate is determined to be a pattern writing apparatus caused the irregularity evaluation value even the uneven period similar to the pattern drawing conditions the A determination unit that determines that the unevenness defect is not caused by a pattern drawing device when the threshold value is smaller than a determination threshold ; the transport unit; the positioning unit; the illumination head; the illumination head drive unit; the imaging unit; A control unit for controlling the operation of the imaging unit driving unit, an image captured by the positioning unit and the imaging unit, and a process performed by the control unit. Display means for displaying the results.
本発明によれば、周期性のあるパターン、特に、LCD製造用フォトマスクのような基板において、回折光量差によるコントラストからパターン変動発生箇所を精度良く識別し、かつ、その変動発生周期を簡便に導出することによってパターン描画装置の状態監視を実施することができるパターン描画装置の状態監視方法および状態監視装置を提供できる。 According to the present invention, in a pattern having periodicity, in particular, a substrate such as a photomask for LCD manufacturing, a pattern fluctuation occurrence location can be accurately identified from the contrast due to the difference in the amount of diffracted light, and the fluctuation occurrence period can be easily determined. By deriving, it is possible to provide a state monitoring method and a state monitoring device for a pattern drawing device capable of monitoring the state of the pattern drawing device.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るパターン描画装置の状態監視装置の要部を概略的に示すものである。図1では、透過回折光を得るための装置構成例を示している。なお、本状態監視装置は、外乱光や迷光を極力低減させた暗環境かつ基板への異物付着を防止するクリーン環境で稼動されることが望ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a main part of a state monitoring apparatus for a pattern drawing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an apparatus configuration example for obtaining transmitted diffracted light. In addition, it is desirable that this state monitoring apparatus is operated in a dark environment where disturbance light and stray light are reduced as much as possible and in a clean environment that prevents foreign matter from adhering to the substrate.
図1に示すように、本状態監視装置は、透過照明部10、基板60の位置決め動作および基板搬送動作が可能なX−Yステージ部20、基板60の位置決めを実施するためのアライメント用撮像部30、基板60からの回折像を撮像し、被処理画像取得を実施する撮像部40、および、処理・制御部100から構成されている。
As shown in FIG. 1, the state monitoring apparatus includes a
透過照明部10は、円弧レール11がターンテーブル12上に設置されている。円弧レール11には照明ヘッド13が設けられていて、この照明ヘッド13には光源14からライトガイド15を用いて導光している。円弧レール11上で照明ヘッド13を駆動することによって基板60の被撮像面に対して垂直方向の照射角度調整を可能としている(なお、この駆動軸をφ軸と定義する)。
In the transmitted
円弧レール11上のどの位置にあっても照明ヘッド13は、X−Yステージ部20上の所定位置に照明光を照射することができるように調整されており、これによって、X−Yステージ部20上の基板60の被撮像面に対して、様々な照射角度からの透過照明が可能となっている。
The
また、ターンテーブル12により円弧レール11を被撮像面に対して水平方向に回転させることが可能であり(この駆動軸をθ軸と定義する)、水平方向における任意方向から照明光の照射が可能となっている。
Further, the
なお、照明ヘッド13には平行光学系が設けられている。光源14には、フィルタチェンジャ機構が設けられており、複数の波長選択フィルタを用いることが可能となっているが、本実施の形態では図2に示す分光透過率を有する、ピーク波長が540nmのバンドパスフィルタを用いている。
The
また、光源14としては十分な照度を有しているものが望ましく、本実施の形態では光源14にはメタルハライド光源を用いている。仮に照度が不足するような場合には、複数個の光源を用いた装置構成としてもよい。
Further, it is desirable that the
基板60は、X−Yステージ部20におけるワークストッパ21にてXおよびY方向で固定される。なお、ワークストッパ21は基板サイズに応じて固定位置の調整が可能である。
The
X−Yステージ部20は、基板60を図1のX軸方向およびY軸方向に平行移動する機能を有する。これによって、あらかじめ設定した動作手順にしたがって基板60をX軸およびY軸方向に駆動する。
The
アライメント用撮像部30は、カメラ31、レンズ32、照明灯33、および、照明制御装置34から構成される。基板60上のアライメントマークを含む領域に対して同軸落射形式で照明光が照射され、その観察画像がカメラ31により撮像される。照明灯33は、照明制御装置34により点灯/消灯制御および照明光強度の調節ができるようになっており、実際の制御動作は処理・制御部100により実施される。
The
なお、本実施の形態では、カメラ31にはエリアCCDカメラを、レンズ32には同軸落射形式の固定倍率テレセントリックレンズを、そして照明灯33には高輝度スポット型の白色LEDを用いている。
In this embodiment, the
撮像部40は、カメラ41、平行光学系42、および、Zステージ43から構成される。カメラ41としては、可視光域に分光感度特性を有している光電変換素子を具備していることが望ましい。本実施の形態では、カメラ41としてエリアCCDカメラを用いているが、ラインCCDカメラを用いてもよい。
The
平行光学系42には電動式テレセントリックズームレンズを用いている。このとき、レンズのテレセントリシティとして0.5°以下を満足するようなものが望ましい。また、Zステージ43によりカメラ41とレンズ42が、基板60上の被撮像面に対して鉛直方向に移動することができ、この動作によって焦点位置の微調整が可能となる。
An electric telecentric zoom lens is used for the parallel
処理・制御部100は、情報処理部101、信号入力装置102、信号入力装置103、表示部104、および、対人操作部105から構成されており、透過照明部10、X−Yステージ部20、アライメント用撮像部30、撮像部40の動作管理および制御を行い、アライメント用撮像部30および撮像部40からの出力を画像情報あるいは信号として入力を行い、演算処理を行う。さらに、その処理結果や処理画像を表示手段104に表示する。
The processing /
図3は、本発明の実施の形態に係るパターン描画装置の状態監視方法を説明するフローチャートである。本状態監視方法は、ステップS1〜S12という一連の工程によって行われるもので、以下、各ステップの内容を順に説明する。なお、基板60の着脱等のオペレーション操作については説明を省略する。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a state monitoring method of the pattern drawing apparatus according to the embodiment of the present invention. This state monitoring method is performed by a series of steps of steps S1 to S12, and the contents of each step will be described below in order. Note that description of operation operations such as attachment / detachment of the
まず、対人操作部105により、基板60におけるパターンピッチ、サイズ、パネルレイアウト、パターン描画条件、パターン描画装置の種類等のパターン描画情報を、情報処理部101へ入力する(ステップS1)。また、この段階で、前述したθ軸の種類も入力する。ここで、図4に基板60とθとの対応関係を示す(この場合は、例としてθ=0°、45°、90°の3種類について定義した)。
First, pattern drawing information such as the pattern pitch, size, panel layout, pattern drawing conditions, type of pattern drawing apparatus, etc. on the
次に、X−Yステージ部20とアライメント用撮像部30により、基板60に対するアライメント動作を実施する(ステップS2)。
Next, an alignment operation for the
次に、平行光学系42におけるレンズ倍率を設定する(ステップS3)。本実施の形態では、カメラ41における撮像素子サイズとレンズ倍率とによって決まる撮像分解能rと、基板60におけるピッチdiとの関係が下記式(1)を満たすようなレンズ倍率を設定する。なお、式中のhは相対比を表し、正の整数であることとする。
r=h×di ……(1)
ただし、基板60では、ステップS1にて設定したθに応じて光の照射方向に対応した見かけ上のピッチの値が変化するため、各θ軸における見かけ上のピッチdi値を算出する必要がある。
Next, the lens magnification in the parallel
r = h × di (1)
However, in the
基板60の天地方向に対してX方向のピッチをΔx、Y方向のピッチをΔyとすると、
0°≦θ≦45°のときは、
When 0 ° ≦ θ ≦ 45 °,
45°<θ≦90°のときは、
90°<θ≦135°のときは、
135°<θ≦180°のときは、
としてそれぞれ算出される。 Respectively.
次に、10°≦φ≦60°の範囲で、むら欠陥の可視化に最適とされる照明照射角度φを設定する(ステップS4)。 Next, in the range of 10 ° ≦ φ ≦ 60 °, an illumination irradiation angle φ that is optimal for visualizing the uneven defect is set (step S4).
次に、X−Yステージ部20を駆動させ、処理対象パネルを撮像位置へ移動する(ステップS5)。なお、照明ヘッド13は、ステップS4で設定したφ位置へ移動させる。
Next, the
次に、カメラ41にて処理対象パネルの画像取込を行いながら、Zステージ43によりZ軸方向への微調整を行い、焦点位置からのデフォーカスを実施する(ステップS6)。
Next, fine adjustment in the Z-axis direction is performed by the
次に、カメラ41にて画像取込を行いながら、画像処理を実施するのに十分な画像輝度が確保されるように、光源14からの出力を調節し、取込画像輝度レベルの調整を行う(ステップS7)。
Next, while capturing an image with the
以上、ステップS3〜S7までの処理が、ステップS1にて入力した全てのθに対して実施されたかどうか判断し(ステップS8)、実施されていなければ、ステップS3に戻り、上記同様な処理を繰り返す。 As described above, it is determined whether or not the processing from Steps S3 to S7 has been performed for all θ input in Step S1 (Step S8). If not, the processing returns to Step S3 and the same processing as above is performed. repeat.
ステップS8において全てのθに対して実施されたと判断した場合、ステップS3〜S7にて設定された条件に基づき、処理対象パネルにおける被処理画像取込を実施する(ステップS9)。 If it is determined in step S8 that the process has been performed for all θs, the processed image is captured in the processing target panel based on the conditions set in steps S3 to S7 (step S9).
次に、ステップS9にて得られた被処理画像に対し、むら評価値Cの算出を実施する(ステップS10)。ここで、むら評価値Cとは、本実施の形態において得られたむら欠陥画像における正常部とパターン変動部との間で生じた輝度コントラストを数値化したものである。 Next, the unevenness evaluation value C is calculated for the image to be processed obtained in step S9 (step S10). Here, the unevenness evaluation value C is a numerical value of the luminance contrast generated between the normal portion and the pattern variation portion in the unevenness defect image obtained in the present embodiment.
以下、ステップS10におけるむら評価値C算出方法について、ステップC1〜C3の順に簡単に説明する。 Hereinafter, the unevenness evaluation value C calculation method in step S10 will be briefly described in the order of steps C1 to C3.
図5に示すように、ステップS9にて得られた被処理画像に対して矩形計算領域を定義し、計算領域内の各画素における輝度値をXおよびY方向に別個に積算し、積算値ΣIを計算する(ステップC1)。なお、積算値は、積算した画素数で割った平均値を取り扱う。図5では、矩形計算領域を被処理画像内側へ内挿した状態を示したが、矩形計算領域は被処理画像全面に設定してもよい。 As shown in FIG. 5, a rectangular calculation area is defined for the image to be processed obtained in step S9, and the luminance value in each pixel in the calculation area is separately integrated in the X and Y directions, and the integrated value ΣI Is calculated (step C1). The integrated value is an average value divided by the integrated number of pixels. Although FIG. 5 shows a state where the rectangular calculation area is inserted inside the processed image, the rectangular calculation area may be set on the entire processed image.
次に、ステップC1にて計算した積算値に対する比較基準値Σ0を計算する(ステップC2)。積算値からの比較基準値の導出について図6に模式的に示す。本実施の形態では、比較基準値の導出方法として移動平均処理を利用する。 Next, a comparison reference value Σ0 for the integrated value calculated in step C1 is calculated (step C2). The derivation of the comparison reference value from the integrated value is schematically shown in FIG. In this embodiment, moving average processing is used as a method for deriving a comparison reference value.
次に、下記式(6)の演算により、評価値Cを算出する(ステップC3)。
C=|ΣI―Σ0| ……(6)
なお、本実施の形態において複数枚のパネルについて処理を行う場合には、そのうち最も評価値Cが大きくなるものを代表値として取り扱う。
以上、ステップC1〜C3を、むら評価値Cの算出方法に関する説明とする。
Next, the evaluation value C is calculated by the calculation of the following formula (6) (step C3).
C = | ΣI−Σ0 | (6)
In the present embodiment, when processing is performed for a plurality of panels, the one with the largest evaluation value C is treated as a representative value.
The steps C <b> 1 to C <b> 3 will be described regarding the method for calculating the unevenness evaluation value C.
次に、ステップS9にて得られた被処理画像に対し、2次元フーリエ変換によるむら欠陥発生周期Fの算出を実施する(ステップS11)。
以下、ステップS11における2次元フーリエ変換によるむら欠陥周期算出方法について、ステップF1〜F3の順に簡単に説明する。
Next, the uneven defect generation period F is calculated by the two-dimensional Fourier transform for the image to be processed obtained in step S9 (step S11).
Hereinafter, the uneven defect period calculation method using the two-dimensional Fourier transform in step S11 will be briefly described in the order of steps F1 to F3.
図7に示すように、ステップS9にて得られた被処理画像において、画像中心を基準とし、縦R画素、横R画素の矩形領域を定義し、矩形領域内にて2次元フーリエ変換を実行し、パワースペクトル像を導出する(ステップF1)。 As shown in FIG. 7, in the processed image obtained in step S9, a rectangular area of vertical R pixels and horizontal R pixels is defined with reference to the center of the image, and two-dimensional Fourier transform is executed in the rectangular area. Then, a power spectrum image is derived (step F1).
なお、2次元フーリエ変換実行の前処理として、矩形領域内の画像に対する2値化処理を実施する。また、矩形領域の一辺の長さRは、取得された被処理画像の大きさによってその値を変更してもよい。ただし、計算に高速フーリエ変換(FFT)を使用するため、128、256、512というように2のべき乗で表わされる数値となるようにRの値を定義する必要がある。 As a pre-process for executing the two-dimensional Fourier transform, a binarization process is performed on the image in the rectangular area. Further, the value of the length R of one side of the rectangular area may be changed according to the size of the acquired processed image. However, since Fast Fourier Transform (FFT) is used for the calculation, it is necessary to define the value of R so as to be a numerical value represented by a power of 2, such as 128, 256, and 512.
次に、パワースペクトル像から、画像X方向およびY方向それぞれにおいて、空間周波数fに対するパワースペクトル分布を求める(ステップF2)。ここで、空間周波数fとは、ステップF1にて定義した矩形領域の一辺の長さにおける周波数として定義される値である。 Next, a power spectrum distribution with respect to the spatial frequency f is obtained from the power spectrum image in each of the image X direction and the Y direction (step F2). Here, the spatial frequency f is a value defined as a frequency in the length of one side of the rectangular area defined in step F1.
次に、ステップF2で求めたパワースペクトル分布において最も大きなスペクトルをとる空間周波数fを求め、被処理画像における画像分解能から、空間周波数fをむら欠陥発生周期Fへ変換する(ステップF3)。
以上、ステップF1〜F3を、2次元フーリエ変換によるむら欠陥発生周期算出方法に関する説明とする。
Next, the spatial frequency f having the largest spectrum in the power spectrum distribution obtained in step F2 is obtained, and the spatial frequency f is converted into the nonuniform defect generation period F from the image resolution in the processed image (step F3).
The steps F <b> 1 to F <b> 3 will be described with respect to the method for calculating the uneven defect occurrence period by two-dimensional Fourier transform.
次に、ステップS10、S11により得られた結果を基に、以下の条件に基づいて状態判定を行い、その結果を表示部104へ表示する(ステップS12)。このとき、むら評価値Cに対する判定用閾値をC_Th、むら欠陥発生周期Fに対する判定値をF_Lithoと定義しておき、
C>C_Th
かつ、
F=F_Litho
という条件を満たした場合、状態監視対象となるパターン描画装置起因のむら欠陥が発生していると判定する。
Next, based on the results obtained in steps S10 and S11, state determination is performed based on the following conditions, and the results are displayed on the display unit 104 (step S12). At this time, the determination threshold for the unevenness evaluation value C is defined as C_Th, and the determination value for the uneven defect occurrence period F is defined as F_Litho.
C> C_Th
And,
F = F_Lito
When the condition is satisfied, it is determined that a nonuniformity defect caused by the pattern drawing device to be monitored is generated.
なお、F_Lithoに該当する数値は、通常パターン描画装置における描画走査周期、あるいは、その整数倍の値が該当する。数値がパターン描画装置において複数存在する場合、むら欠陥発生周期Fの値がそのいずれかに該当した場合に、パターン描画装置起因のむら欠陥が発生していると判定することにしてもよい。 Note that the numerical value corresponding to F_Litho corresponds to a drawing scanning period in the normal pattern drawing apparatus or an integer multiple thereof. When there are a plurality of numerical values in the pattern drawing apparatus, it may be determined that an uneven defect caused by the pattern drawing apparatus is generated when the value of the uneven defect generation period F corresponds to any one of them.
また、上記判定条件においてむら欠陥発生周期Fと、判定値F_Lithoの値は完全に一致している必要はなく、場合によっては数μmの誤差を許容しても構わないものとする。 In addition, the uneven defect generation period F and the determination value F_Litho need not be completely coincident with each other under the above-described determination conditions, and an error of several μm may be allowed in some cases.
以上説明したように、本発明に係る実施の形態の状態監視方法によれば、周期性のあるパターン、特に、LCD製造用フォトマスクのような基板において、回折光量差によるコントラストからパターン変動発生箇所を精度良く識別し、かつ、その変動発生周期を簡便に導出することによってパターン描画装置の状態監視を実施することが可能となる。 As described above, according to the state monitoring method of the embodiment of the present invention, a pattern variation occurrence portion is detected from a contrast due to a diffracted light quantity difference in a periodic pattern, particularly a substrate such as a photomask for LCD manufacturing. Can be accurately identified, and the pattern generation apparatus can be monitored by simply deriving the fluctuation generation period.
以下に、本発明における実施例について説明する。
全ての実施例において使用したパターン描画装置は同一であり、描画走査周期の値は420μmである。また、むら評価値Cに対する判定用閾値C_Th=100とし、F_Lithoの値には、420μm、840μmをステップS1にて入力する。なお、パターン描画装置における描画走査方向は全て図4におけるX方向であり、本実施例では基板60への相対投光方向θ=0°とした場合の結果を示す。
Examples of the present invention will be described below.
The pattern drawing apparatus used in all the examples is the same, and the value of the drawing scanning period is 420 μm. Further, a determination threshold value C_Th = 100 for the unevenness evaluation value C is set, and 420 μm and 840 μm are input to the value of F_Litho in step S1. Note that the drawing scanning direction in the pattern drawing apparatus is all in the X direction in FIG. 4, and in this embodiment, the result when the relative light projection direction θ = 0 ° to the
第1の実施例として、ピッチd=20.5μmのL/S状のパターン51が形成された基板60を監視対象基板とした結果を示す。パターン51の模式図を図8に示す。このパターン51が形成された基板60に対し、ステップS1〜S9の処理に基づいて、φ=30°から照明光を照射し、相対比h=2.439、デフォーカス量が15.0mmの条件にて被処理画像の取得を行った。さらに、ステップS10、S11においてむら評価値Cおよびむら欠陥発生周期Fを算出した結果、C=118.0、F=426.7μmとなった。なお、R=256である。
As a first example, a result is shown in which a
本実施例におけるパターン51の描画に用いたパターン描画装置の描画走査周期の値は420μmであり、2次元フーリエ変換によって得られたむら欠陥発生周期Fの値に非常に近い。以上の結果より、ステップS12においてパターン描画装置起因のむら欠陥が発生していると判定することができる。
第1の実施例に係る取得画像を図9(a)に示し、パワースペクトル像を図9(b)に示す。
The value of the drawing scanning period of the pattern drawing apparatus used for drawing the
FIG. 9A shows an acquired image according to the first embodiment, and FIG. 9B shows a power spectrum image.
続いて、第2の実施例として、ピッチd=119.5μmの格子状のパターン52が形成された基板60を監視対象基板とした結果を示す。パターン52の模式図を図10に示す。このパターン52が形成された基板60に対し、ステップS1〜S9の処理に基づいて、φ=30°から照明光を照射し、相対比h=0.795、デフォーカス量が9.0mmの条件にて被処理画像の取得を行った。さらに、ステップS10、S11においてむら評価値Cおよびむら欠陥発生周期Fを算出した結果、C=66.8、F=838.6μmとなった。なお、R=256である。
Subsequently, as a second example, a result is shown in which a
むら欠陥発生周期Fの値が、パターン52の描画に用いたパターン描画装置の描画走査周期の2倍に相当する840μmと近い値であるが、C<C_Thが成り立つため、本実施例では、ステップS12においてパターン描画装置起因のむら欠陥が発生していないという判定結果となる。
第2の実施例に係る取得画像を図11(a)に示し、パワースペクトル像を図11(b)に示す。
The value of the nonuniformity defect generation period F is a value close to 840 μm, which corresponds to twice the drawing scanning period of the pattern drawing apparatus used for drawing the
FIG. 11A shows an acquired image according to the second embodiment, and FIG. 11B shows a power spectrum image.
10…透過照明部、11…円弧レール、12…ターンテーブル、13…照明ヘッド、14…光源、15…ライトガイド、20…X−Yステージ部、21…ワークストッパ、30…アライメント用撮像部、31…カメラ、32…レンズ、33…照明灯、34…照明制御装置、40…撮像部、41…カメラ、42…平行光学系、43…Zステージ、51…パターン、52…パターン、60…基板、100…処理・制御部、101…情報処理部、102…信号入力装置、103…信号入力装置、104…表示部、105…対人操作部。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記周期性パターンのピッチ、サイズ等の製品情報、および前記基板上へのパターン描画条件、前記パターン描画装置の種類等の描画情報を入力するパターン情報入力工程と、
前記基板の被撮像面内方向における位置決めを行う位置決め工程と、
前記パターン情報入力工程において入力された前記周期性パターンに関する情報を基に、パターンピッチと撮像分解能との関係から撮像倍率を決定するための撮像倍率設定工程と、
前記基板の周期性パターンが形成された面を被撮像面とし、合焦点位置を被撮像面に対して鉛直方法に所定量ずらすデフォーカス工程と、
前記合焦点位置から所定量デフォーカスさせた位置において、前記基板の周期性パターンを撮像し被処理画像を取得する撮像工程と、
前記被処理画像に対し、前記周期性パターンの正常部と変動部との間で生じた輝度コントラストを数値化したむら評価値を算出するむら評価値算出工程と、
前記被処理画像上で確認される前記基板上で発生しているむら欠陥の発生周期を求めるむら欠陥周期算出工程と、
前記むら評価値算出工程において求めたむら評価値と設定された判定用閾値との大小、及び前記むら欠陥周期算出工程において求めたむら周期と前記パターン情報入力工程において入力されたパターン描画条件との類似性を比較し、前記むら評価値が前記判定用閾値よりも大きくかつ前記むら周期が前記パターン描画条件と類似している場合には、前記基板上で発生しているむら欠陥がパターン描画装置起因のものであると判定し、前記むら周期が前記パターン描画条件と類似していても前記むら評価値が前記判定用閾値よりも小さい場合には前記むら欠陥がパターン描画装置起因のものでないと判定する判定工程と、
を具備したことを特徴とするパターン描画装置の状態監視方法。 A substrate on which a periodic pattern is formed by a pattern drawing apparatus is an object to be monitored, and by illuminating the substrate with illumination light from an oblique direction, image acquisition is performed using diffracted light generated by the periodic pattern, and processing is performed. A method for monitoring a state of a pattern drawing apparatus for performing a determination,
A pattern information input step for inputting product information such as pitch and size of the periodic pattern, pattern drawing conditions on the substrate, and drawing information such as the type of the pattern drawing device;
A positioning step for positioning the substrate in the in-plane direction to be imaged;
An imaging magnification setting step for determining an imaging magnification from a relationship between a pattern pitch and an imaging resolution based on information on the periodic pattern input in the pattern information input step;
A defocusing step in which a surface on which the periodic pattern of the substrate is formed is an imaging surface, and a focal point is shifted by a predetermined amount in a vertical method with respect to the imaging surface;
An imaging step of capturing a periodic pattern of the substrate and acquiring a processed image at a position defocused by a predetermined amount from the in-focus position; and
A non-uniformity evaluation value calculating step for calculating a non-uniformity evaluation value obtained by quantifying the luminance contrast generated between the normal part and the fluctuation part of the periodic pattern for the processing image;
An uneven defect period calculating step for obtaining an occurrence period of uneven defects occurring on the substrate to be confirmed on the processed image;
Similar unevenness evaluation value set magnitude of the determination threshold value, and pattern drawing condition input in uneven period and before Symbol pattern information input step obtained in the uneven defect period calculation step determined in the unevenness evaluation value calculating step comparing sex, when the irregularity evaluation value is the determination large and the unevenness period than threshold is similar to the pattern drawing conditions, unevenness defects that are occurring on the substrate a pattern drawing device attributed If the unevenness evaluation value is smaller than the determination threshold even if the unevenness period is similar to the pattern drawing condition, it is determined that the unevenness defect is not caused by a pattern drawing apparatus. A determination step to
A state monitoring method for a pattern drawing apparatus.
前記基板を載置し、X軸、Y軸方向に駆動する機構を具備する搬送手段と、
前記基板の所定領域に光を照射してその所定領域を撮像して得られた画像に所定の画像処理を行って、前記基板の被撮像面内方向における位置決めを行う位置決め手段と、
照明光として可視光を発生可能な光源を具備する照明ヘッドと、
この照明ヘッドを支持し、かつ、前記搬送手段に載置された前記基板上の一定領域に略平行な照明光を照射しつつ前記基板の被撮像面に垂直な方向に対する照明光照射角度φを制御可能であり、さらに、前記照明ヘッドを前記基板の被検査面に対して水平な角度θ方向に駆動することが可能な照明ヘッド駆動手段と、
前記照明ヘッドによって照明光が前記基板の周期性パターンに照射されることにより生じる回折光を撮像する撮像手段と、
この撮像手段を前記基板の被検査面に対して鉛直方向(Z軸方向)に駆動させることが可能な撮像部駆動手段と、
前記位置決め手段からの映像出力および前記撮像手段からの映像出力を画像情報とする画像入力手段と、
前記周期性パターンのピッチ、サイズ等の製品情報、および前記基板上へのパターン描画条件、前記パターン描画装置の種類等の描画情報の入力やその他操作を行うための対人操作手段と、
この対人操作手段により入力された前記周期性パターンに関する情報を基に、パターンピッチと撮像分解能との関係から撮像倍率を決定するための撮像倍率決定手段と、
前記基板の周期性パターンが形成された面を被撮像面とし、合焦点位置を被撮像面に対して鉛直方法に所定量ずらすデフォーカス手段と、
前記撮像手段により取得された被処理画像に対し、前記周期性パターンの正常部と変動部との間で生じた輝度コントラストを数値化したむら評価値を算出するむら評価値算出手段と、
前記撮像手段により取得された被処理画像上で確認される前記基板上で発生しているむら欠陥の発生周期を求めるむら欠陥周期算出手段と、
前記むら評価値算出手段において求めたむら評価値と設定された判定用閾値との大小、及び前記むら欠陥周期算出手段において求めたむら周期と前記対人操作手段において入力されたパターン描画条件との類似性を比較し、前記むら評価値が前記判定用閾値よりも大きくかつ前記むら周期が前記パターン描画条件と類似している場合には、前記基板上で発生しているむら欠陥がパターン描画装置起因のものであると判定し、前記むら周期が前記パターン描画条件と類似していても前記むら評価値が前記判定用閾値よりも小さい場合には前記むら欠陥がパターン描画装置起因のものでないと判定する判定手段と、
前記搬送手段、前記位置決め手段、前記照明ヘッド、前記照明ヘッド駆動手段、前記撮像手段、および、前記撮像部駆動手段の動作制御を行う制御手段と、
前記位置決め手段および前記撮像手段にて撮像した画像および前記制御手段による処理結果を表示する表示手段と、
を具備したことを特徴とするパターン描画装置の状態監視装置。 A substrate on which a periodic pattern is formed by a pattern drawing apparatus is an object to be monitored, and by illuminating the substrate with illumination light from an oblique direction, image acquisition is performed using diffracted light generated by the periodic pattern, and processing is performed. A state monitoring device for a pattern drawing device that performs determination,
A transport means for mounting the substrate and having a mechanism for driving in the X-axis and Y-axis directions;
Positioning means for performing predetermined image processing on an image obtained by irradiating light on a predetermined area of the substrate and imaging the predetermined area, and positioning the substrate in the in-plane direction of the image pickup;
An illumination head including a light source capable of generating visible light as illumination light;
The illumination light irradiation angle φ with respect to the direction perpendicular to the imaging surface of the substrate is set while irradiating illumination light substantially parallel to a predetermined region on the substrate placed on the transport means and supporting the illumination head. An illumination head driving means that is controllable, and further capable of driving the illumination head in an angle θ direction horizontal to the surface to be inspected of the substrate;
Imaging means for imaging diffracted light generated by illuminating illumination light onto the periodic pattern of the substrate by the illumination head;
An imaging unit driving unit capable of driving the imaging unit in a vertical direction (Z-axis direction) with respect to the surface to be inspected of the substrate;
Image input means for using the video output from the positioning means and the video output from the imaging means as image information;
Interpersonal operation means for inputting product information such as pitch and size of the periodic pattern, pattern drawing conditions on the substrate, drawing information such as the type of the pattern drawing device, and other operations;
Based on the information on the periodic pattern input by the interpersonal operation means, the imaging magnification determining means for determining the imaging magnification from the relationship between the pattern pitch and the imaging resolution;
A surface on which the periodic pattern of the substrate is formed as an imaging surface, and a defocusing unit that shifts a focal point by a predetermined amount in a vertical method with respect to the imaging surface;
A non-uniformity evaluation value calculation unit that calculates a non-uniformity evaluation value obtained by quantifying the luminance contrast generated between the normal part and the fluctuation part of the periodic pattern with respect to the processing image acquired by the imaging unit;
An uneven defect period calculating means for obtaining an occurrence period of uneven defects occurring on the substrate to be confirmed on the processed image acquired by the imaging means;
The magnitude of the unevenness evaluation value set determination threshold determined in said unevenness evaluation value calculating means, and similarity to pattern drawing condition input in uneven period and before Symbol interpersonal operating means determined in the uneven defect period calculating means If the unevenness evaluation value is larger than the determination threshold value and the unevenness period is similar to the pattern drawing condition, the unevenness defect occurring on the substrate is caused by the pattern drawing apparatus. If the unevenness evaluation value is smaller than the determination threshold even if the unevenness period is similar to the pattern drawing condition, it is determined that the unevenness defect is not caused by a pattern drawing apparatus. A determination means;
Control means for controlling the operation of the conveying means, the positioning means, the illumination head, the illumination head driving means, the imaging means, and the imaging unit driving means;
Display means for displaying an image picked up by the positioning means and the image pickup means and a processing result by the control means;
A state monitoring device for a pattern drawing device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010049901A JP5659507B2 (en) | 2010-03-05 | 2010-03-05 | Pattern drawing apparatus state monitoring method and state monitoring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010049901A JP5659507B2 (en) | 2010-03-05 | 2010-03-05 | Pattern drawing apparatus state monitoring method and state monitoring apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011185683A JP2011185683A (en) | 2011-09-22 |
JP5659507B2 true JP5659507B2 (en) | 2015-01-28 |
Family
ID=44792165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010049901A Expired - Fee Related JP5659507B2 (en) | 2010-03-05 | 2010-03-05 | Pattern drawing apparatus state monitoring method and state monitoring apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5659507B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013076651A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Toppan Printing Co Ltd | Method and apparatus for inspecting periodical pattern |
JP6535843B2 (en) * | 2015-01-27 | 2019-07-03 | 地方独立行政法人北海道立総合研究機構 | Spectral imaging system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3366802B2 (en) * | 1995-06-21 | 2003-01-14 | 大日本スクリーン製造株式会社 | Unevenness inspection method and apparatus |
JP2004125471A (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Dainippon Printing Co Ltd | Unevenness inspection method and system of periodical pattern |
JP2005114500A (en) * | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Dainippon Printing Co Ltd | Method and instrument for measuring nonuniformity in optical characteristics, and product quality determination device using the same |
JP4882204B2 (en) * | 2004-03-05 | 2012-02-22 | 凸版印刷株式会社 | Method for inspecting streaky irregularities in periodic patterns |
JP4967245B2 (en) * | 2005-03-28 | 2012-07-04 | 凸版印刷株式会社 | Periodic pattern unevenness inspection apparatus and unevenness inspection method |
-
2010
- 2010-03-05 JP JP2010049901A patent/JP5659507B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011185683A (en) | 2011-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100925939B1 (en) | Defect inspection apparatus and defect inspection method | |
CN101046625A (en) | Pattern defect inspection method, photomask manufacturing method, and display device substrate manufacturing method | |
JP4480001B2 (en) | Nonuniformity defect inspection mask, nonuniformity defect inspection apparatus and method, and photomask manufacturing method | |
JP2016145887A (en) | Inspection device and method | |
JP2007271425A (en) | Pattern flaw inspection device, pattern flaw inspection method and method of manufacturing photomask | |
JP2012242268A (en) | Inspection device and inspection method | |
JP4949928B2 (en) | Pattern defect inspection method, pattern defect inspection apparatus, photomask product manufacturing method, and display device substrate manufacturing method | |
JP4583155B2 (en) | Defect inspection method and system, and photomask manufacturing method | |
JP5895350B2 (en) | Unevenness inspection device and unevenness inspection method | |
JP5320936B2 (en) | Inspection condition setting method and inspection apparatus in periodic pattern unevenness inspection apparatus | |
JP5659507B2 (en) | Pattern drawing apparatus state monitoring method and state monitoring apparatus | |
JP5104438B2 (en) | Periodic pattern unevenness inspection apparatus and method | |
JP2011075310A (en) | Method and apparatus for inspecting unevenness | |
JP5531405B2 (en) | Periodic pattern unevenness inspection method and inspection apparatus | |
JP5601095B2 (en) | Inspection condition adjustment pattern and inspection condition adjustment method using the same | |
JP6212843B2 (en) | Foreign matter inspection device, foreign matter inspection method | |
JP5866912B2 (en) | Pattern drawing condition derivation method and pattern drawing apparatus | |
JP5685833B2 (en) | Periodic pattern inspection method | |
JP2013205484A (en) | Management substrate for pattern drawing device and pattern drawing device management method | |
JP2004117290A (en) | Periodic pattern inspection method and apparatus | |
JP2012058029A (en) | Periodic pattern inspection device | |
JP2014044150A (en) | Defect inspection method for periodic pattern | |
JP2014059260A (en) | Method for deriving pattern drawing condition and pattern drawing method and pattern drawing device | |
JP2014163681A (en) | Periodic pattern irregularity inspection method and irregularity inspection device | |
CN220773415U (en) | Photomask inspection apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140304 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140507 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141117 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5659507 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |