KR101232209B1 - Pattern defect checking method, test pattern substrate for checking pattern defect, pattern defect checking device, method of manufacturing photomask and method of manufacturing substrate for display device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는, 반복 패턴에 발생한 미세한 결함의 유무를, 단시간에 검사하는 데에 있다. 본 발명은, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의 반복 패턴에 발생한 결함을 검사하기 위한 패턴결함 검사방법이며, 테스트용 단위 패턴이 주기적으로 배열되어 이루어지는 테스트 패턴과, 반복 패턴을 중합함으로써 중합 패턴을 형성하는 공정과, 중합 패턴에 소정의 입사각으로 빛을 조사하는 공정과, 중합 패턴으로부터의 회절광을 관찰함으로써, 반복 패턴에 발생한 결함의 유무를 검사하는 공정을 구비한다.An object of the present invention is to inspect the presence or absence of minute defects occurring in a repeating pattern in a short time. The present invention is a pattern defect inspection method for inspecting a defect occurring in a repeating pattern of a test subject having a repeating pattern in which unit patterns are periodically arranged, and a test pattern in which test unit patterns are periodically arranged and a repeating pattern And a step of irradiating light to the polymerization pattern at a predetermined angle of incidence by polymerization of the polymerization pattern, and a step of inspecting the presence or absence of a defect occurring in the repeating pattern by observing diffracted light from the polymerization pattern.
중합 패턴, 결함, 단위 패턴, 테스트 패턴, 입사각 Polymerization pattern, defect, unit pattern, test pattern, incident angle
Description
도 1은 본 발명에 따른 패턴결함 검사방법에 있어서의 제1의 실시예를 설명 하는 도이며, 도 1a는, 제1의 실시예를 실시하기 위한 패턴결함 검사장치의 개략적인 측면도를 나타내고, 도 1b는, 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판이 구비하는 테스트 패턴의 부분 확대도를 나타내고, 도 1c는, 피검사체가 구비하는 반복 패턴의 부분 확대도를 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view for explaining a first embodiment in a pattern defect inspection method according to the present invention, and Fig. 1A shows a schematic side view of a pattern defect inspection apparatus for implementing the first embodiment. 1B shows a partially enlarged view of the test pattern included in the test pattern substrate for pattern defect inspection, and FIG. 1C shows a partially enlarged view of the repeating pattern included in the inspected object.
도 2는 본 발명에 따른 패턴결함 검사방법에 있어서의 제2의 실시예를 실시하기 위한 패턴결함 검사장치의 개략적인 측면도를 나타낸다. Fig. 2 shows a schematic side view of a pattern defect inspection apparatus for carrying out the second embodiment in the pattern defect inspection method according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 패턴결함 검사방법에 있어서의 제3의 실시예를 실시하기 위한 패턴결함 검사장치의 개략적인 측면도를 나타낸다.Figure 3 shows a schematic side view of a pattern defect inspection apparatus for carrying out the third embodiment in the pattern defect inspection method according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 패턴결함 검사방법에 있어서의 제4의 실시예를 실시하기 위한 패턴결함 검사장치의 개략적인 측면도를 나타낸다.Fig. 4 shows a schematic side view of a pattern defect inspection apparatus for carrying out the fourth embodiment in the pattern defect inspection method according to the present invention.
도 5는 반복 패턴과 테스트 패턴을 포갠 중합 패턴, 중합 패턴으로부터의 회절광 및 결함의 검출 결과의 설명도이며, 도 5a는 테스트 패턴과 정상적인 반복 패턴에 의한 중합 패턴의 부분 확대도를 나타내고, 도 5b는 테스트 패턴과 결함을 포함하는 반복 패턴에 의한 중합 패턴의 부분 확대도를 나타내고, 도 5c는 중합 패턴으로부터 얻어지는 회절광의 촬영 결과를 나타내고, 도 5d는 회절광의 촬영 결과를 사용한 결함의 검출 결과를 나타낸다.FIG. 5 is an explanatory view of a polymerization pattern including a repeating pattern and a test pattern, diffraction light from the polymerization pattern and a detection result of defects, and FIG. 5A shows a partial enlarged view of the polymerization pattern by the test pattern and the normal repeating pattern, and FIG. 5B shows a partial enlarged view of the polymerization pattern by the repeating pattern including the test pattern and the defect, FIG. 5C shows the imaging result of the diffracted light obtained from the polymerization pattern, and FIG. 5D shows the detection result of the defect using the imaging result of the diffracted light. Indicates.
도 6은 반복 패턴이 가지는 단위 패턴의 배열 방향과, 테스트 패턴이 가지는 테스트용 단위 패턴의 배열 방향이 서로 평행하게 되도록 형성한 중합 패턴의 부분 확대도를 나타낸다.FIG. 6 shows a partial enlarged view of a polymerization pattern formed so that the arrangement direction of the unit pattern of the repeating pattern and the arrangement direction of the test unit pattern of the test pattern are parallel to each other.
도 7은 반복 패턴이 가지는 단위 패턴의 배열 방향과, 테스트 패턴이 가지는 테스트용 단위 패턴의 배열 방향이 서로 평행이 아니고, 동시에 직교하지 않도록 형성한 중합 패턴의 부분 확대도를 나타낸다.FIG. 7 shows a partially enlarged view of a polymerization pattern formed such that the arrangement direction of the unit pattern of the repeating pattern and the arrangement direction of the test unit pattern of the test pattern are not parallel to each other and are not perpendicular to each other at the same time.
도 8은 도 7에 나타내는 중합 패턴으로부터 얻어지는 회절광의 촬영 결과를 나타낸다.FIG. 8 shows imaging results of diffracted light obtained from the polymerization pattern shown in FIG. 7.
도 9는 피검사체가 구비하는 반복 패턴에 발생한 결함을 나타내고, 도 9a 및 도 9b가 좌표위치 변동계의 결함을 나타내고, 도 9c 및 도 9d가 치수 변동계의 결함을 나타낸다.FIG. 9 shows a defect occurring in a repeating pattern included in the inspected object, FIGS. 9A and 9B show a defect in a coordinate position change meter, and FIGS. 9C and 9D show a defect in a dimension change machine.
도 10은 피검사체로서의 포토마스크를 나타내는 평면도이다.10 is a plan view showing a photomask as a test object.
본 발명은, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴에 발생한 결함을 검사하기 위한 패턴결함 검사방법, 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판 및 패턴결함 검사장치 및 패턴결함 검사방법을 실시하여 포토마스크를 제조하는 포토마스크의 제조 방법 및 표시 디바이스용 기판의 제조 방법에 관한 것이다.According to the present invention, a photomask is manufactured by performing a pattern defect inspection method, a pattern defect inspection test pattern substrate, a pattern defect inspection apparatus, and a pattern defect inspection method for inspecting defects occurring in a repeating pattern in which unit patterns are periodically arranged. A method of manufacturing a photomask and a method of manufacturing a substrate for a display device.
디바이스용 기판 또는 디바이스용 기판을 제조하기 위한 포토마스크의 표면에는, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴이 형성되는 경우가 있다. 이 단위 패턴은, 본래는 규칙적으로 배열해야 하지만, 규칙적으로 배열한 패턴에, 의도하지 않고 발생한 다른 규칙성을 가지는 에러가 포함되는 경우가 있다. 이것은 얼룩 결함이라고도 하며, 제조 공정 등에 있어서 어떠한 원인에 의해 발생한다.On the surface of the device substrate or the photomask for manufacturing the device substrate, a repeating pattern in which unit patterns are periodically arranged may be formed. Originally, the unit pattern should be regularly arranged, but the regularly arranged pattern may include an error with other regularity that was unintentionally generated. This is also called spot defect and is caused by any cause in the manufacturing process or the like.
예를 들면 표시 디바이스용 기판에 있어서 상기 결함이 발생하면, 표시 얼룩이 발생하는 등의 문제가 생긴다. 또한 표시 디바이스를 제조할 때 사용되는 포토마스크에 상기 결함이 생기면, 그 결함이 표시용 디바이스 기판에 형성되는 패턴에 전사되어, 문제가 커진다. 그 때문에 전술의 디바이스용 기판 및 포토마스크 등은, 피검사체로서, 반복 패턴에 발생한 결함의 유무를 검사할 필요가 있다.For example, when the said defect arises in the board | substrate for display devices, a problem, such as a display unevenness, arises. Moreover, when the said defect arises in the photomask used at the time of manufacturing a display device, the defect is transferred to the pattern formed in the display device board | substrate, and a problem becomes large. Therefore, the above-mentioned device substrate, photomask, and the like need to be inspected for the presence or absence of a defect occurring in the repeating pattern as the inspected object.
전술한 결함에 대해서는, 통상 미세한 결함이 규칙적으로 배열함으로써, 개개의 패턴의 형상검사에 있어서는 검출이 곤란했지만, 영역 전체적으로 보았을 때, 다른 부분과 다른 상태가 되는 경우가 있다. 또는, 개개의 단위 패턴의 형상을 마이크로적으로 검사하는 것이 가능해도, 비용적, 시간적인 관점에서 곤란하다. 단, 복수의 단위 패턴을 포함하는 넓은 영역을 매크로적으로 관찰하면 검출이 용이한 경우가 많다. 그 때문에 종래는, 육안에 의한 사광(斜光)검사에 의해 결함의 유무가 검사되어 왔다. 그러나, 육안에 의한 사광검사는, 작업자에 의해 검사 결과에 편차가 발생하는 등의 문제가 있기 때문에, 육안에 의한 사광검사의 자동화가 요구되고 있다.As for the above-described defects, the fine defects are normally arranged regularly so that the detection of the individual patterns is difficult to detect. However, when the entirety of the region is viewed, it may be different from other portions. Or even if it is possible to micro-inspect the shape of each unit pattern, it is difficult from a cost point and time viewpoint. However, when a large area containing a plurality of unit patterns is observed macroscopically, detection is often easy. Therefore, in the past, the presence or absence of a defect was examined by visual inspection by visual observation. However, in the light inspection by the naked eye, there is a problem such that a deviation occurs in the inspection result by the operator. Therefore, automation of the light inspection by the naked eye is required.
일본국 공개특허공보 특개평 9-329555호 (이하, 「특허문헌 1」이라고 부른다)에는, 육안의 사광검사를 자동화하기 위한 종래기술로서, 반도체 웨이퍼로 제조되는 반도체 디바이스용 기판의 매크로 검사장치가 개시되고 있다. 이 장치는, 초점의 오프셋, 웨이퍼의 밑면에 먼지(입자)가 존재하여 웨이퍼 상하 위치가 변동하는 것에 의한 디포커스 및 웨이퍼의 현상/에칭/박리공정에 기인하는 반도체 웨이퍼 표면의 주기적 구조에 있어서의 표면결함을, 웨이퍼 전체면을 단일 시야에 넣어 검사하는 것이다.Japanese Patent Laid-Open No. 9-329555 (hereinafter referred to as "
특허문헌 1에 개시된 장치는, 반도체 웨이퍼의 표면에 형성되는 반복 패턴에 원하는 파장의 빛을 조사하는 광원과, 기판의 표면으로부터의 회절광을 수광하는 카메라와, 이 카메라에 의해 촬영한 화상 데이터와 무결함의 기준 데이터를 비교함으로써 결함을 검출하기 위한 검출수단을 가지고 있다. 그리고, 반복 패턴으로부터의 회절광을 관측하여, 그 흐트러짐을 검출함으로써, 상기 반복 패턴에 발생한 결함을 검출한다.The apparatus disclosed in
상기의 특허문헌 1의 장치는, 반복 패턴의 주기가 어느 정도 이하, 예를 들면 50㎛이하 등의 경우에는 적용이 가능하다. 예를 들면 주기가 2㎛정도 이하의 반 도체 디바이스의 반복 패턴에 발생한 상기 결함이나, 예를 들면 주기가 15㎛정도 이하의 반도체 디바이스 제조용 포토마스크의 반복 패턴에 발생한 상기 결함은 검출가능하다.The apparatus of the said
그러나, 특허문헌 1의 장치는, 예를 들면 액정표시 패널 등의 표시 디바이스용 기판이나 표시 디바이스용 기판을 제조하기 위한 포토마스크와 같이, 반복 패턴에 있어서의 단위 패턴의 배열 주기가 크며, 예를 들면 100∼1000㎛정도일 경우에는, 반복 패턴으로부터의 회절광을 관측해도, 결함의 검출은 곤란하게 된다.However, the apparatus of
본 발명의 목적은, 반복 패턴에 발생한 미세한 결함의 유무를, 단시간에 검사하는 것이 가능한 패턴결함 검사방법, 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판 및 패턴결함 검사장치 및 포토마스크의 제조 방법 및 표시 디바이스용 기판의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is a pattern defect inspection method capable of inspecting the presence or absence of minute defects in a repeating pattern in a short time, a test pattern substrate for pattern defect inspection, a method for manufacturing a pattern defect inspection apparatus and a photomask, and a substrate for display device It is providing the manufacturing method of the.
상기 과제를 해결하는 제1의 발명은, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의 상기 반복 패턴에 발생한 결함을 검사하기 위한 패턴결함 검사방법이며, 테스트용 단위 패턴이 상기 반복 패턴과는 다른 주기로 주기적으로 배열되어 이루어지는 테스트 패턴과, 상기 반복 패턴을 중합하는 것에 의해 중합 패턴을 형성하는 공정과, 상기 중합 패턴에 소정의 입사각으로 빛을 조사하는 공정과, 상기 중합 패턴으로부터의 회절광을 관찰함으로써, 상기 반복 패턴에 발생한 결함의 유무를 검사하는 공정을 구비한다.1st invention which solves the said subject is a pattern defect inspection method for inspecting the defect which generate | occur | produced in the said repeating pattern of the to-be-tested object which has a repeating pattern in which a unit pattern was arranged periodically, and a test unit pattern is the said repeating pattern A test pattern periodically arranged at a different cycle from the above, a step of forming a polymerization pattern by polymerizing the repeating pattern, a step of irradiating light to the polymerization pattern at a predetermined incident angle, and diffraction from the polymerization pattern By observing light, the process of inspecting the presence or absence of the defect which arose in the said repeating pattern is provided.
또한, 상기 과제를 해결하는 제1의 발명은, 상기 중합 패턴을 형성하는 공정 이, 투명지지체의 하나의 주면에 형성된 상기 테스트 패턴과, 다른 투명지지체의 하나의 주면에 형성된 상기 반복 패턴을, 상기 테스트 패턴의 형성면과 상기 반복 패턴의 형성면이 대향하도록 유지함으로써 중합 패턴을 형성하는 것이 바람직하고, 그 때, 상기 테스트 패턴의 형성면과 상기 반복 패턴의 형성면을, 소정의 간격을 벌려 실질적으로 평행하게 대향시키는 것이 바람직하고, 또한, 상기 소정의 간격이, 0.1㎛이상 30㎛이하인 것이 바람직하다.Moreover, the 1st invention which solves the said subject is the process of forming the said polymerization pattern the said test pattern formed in the one main surface of the transparent support body, and the said repeating pattern formed in the one main surface of the other transparent support body, said It is preferable to form a polymerization pattern by keeping the formation surface of the test pattern and the formation surface of the repeating pattern facing each other, and at that time, the formation surface of the test pattern and the formation surface of the repeating pattern are substantially spaced apart at a predetermined interval. It is preferable to make them oppose in parallel, and it is preferable that the said predetermined space | interval is 0.1 micrometer or more and 30 micrometers or less.
상기 과제를 해결하는 제2의 발명은, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의 상기 반복 패턴에 발생한 결함을 검사하기 위한 패턴결함 검사방법이며, 테스트용 단위 패턴이 주기적으로 배열되어 이루어지는 테스트 패턴에, 소정의 입사각으로 빛을 조사하는 공정과, 상기 테스트 패턴을 통과한 투과광을 상기 반복 패턴 위에 결상시킴으로써, 중합 패턴을 형성하는 공정과, 상기 중합 패턴으로부터의 회절광을 관찰함으로써, 상기 반복 패턴에 발생한 결함의 유무를 검사하는 공정을 구비한다.2nd invention which solves the said subject is a pattern defect test | inspection method for inspecting the defect which generate | occur | produced in the said repeating pattern of the to-be-tested object with the repeating pattern in which the unit pattern was arrange | positioned periodically, and a test unit pattern is arrange | positioned periodically Irradiating light to a predetermined test angle at a predetermined incident angle; forming transmitted light passing through the test pattern on the repeating pattern; forming a polymerization pattern; and observing diffracted light from the polymerization pattern. And a step of inspecting the presence or absence of a defect occurring in the repeating pattern.
상기 과제를 해결하는 제3의 발명은, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의 상기 반복 패턴에 발생한 결함을 검사하기 위한 패턴결함 검사방법이며, 상기 반복 패턴에, 소정의 입사각으로 빛을 조사하는 공정과, 상기 반복 패턴을 통과한 투과광을, 테스트용 단위 패턴이 주기적으로 배열되어 이루어지는 테스트 패턴 위에 결상시킴으로써, 중합 패턴을 형성하는 공정과, 상기 중합 패턴으로부터의 회절광을 관찰함으로써, 상기 반복 패턴에 발생한 결함의 유무를 검사하는 공정을 구비한다.A third invention for solving the above problems is a pattern defect inspection method for inspecting a defect occurring in the repeating pattern of an inspected object having a repeating pattern in which unit patterns are periodically arranged, wherein a predetermined incident angle is applied to the repeating pattern. The step of irradiating light with the light, and the step of forming a polymerization pattern by forming the transmitted light passing through the repeating pattern on a test pattern in which test unit patterns are periodically arranged, and diffraction light from the polymerization pattern is observed. Thereby, the process of inspecting the presence or absence of the defect which arose in the said repeating pattern is provided.
또한, 상기 과제를 해결하는 제1 내지 제3의 발명은, 상기 단위 패턴의 배열 주기가, 상기 테스트용 단위 패턴의 배열 주기보다도 큰 것이 바람직하며, 특히, 상기 단위 패턴의 배열 주기가, 상기 테스트용 단위 패턴의 배열 주기의 정수배인 것이 바람직하다.Moreover, in the 1st thru | or 3rd invention which solves the said subject, it is preferable that the arrangement period of the said unit pattern is larger than the arrangement period of the said test unit pattern, In particular, the arrangement period of the said unit pattern is the said test It is preferable that it is an integer multiple of the array period of the dragon unit pattern.
또한 상기 단위 패턴의 배열 주기가 80㎛이상 2000㎛이하이며, 상기 테스트용 단위 패턴의 배열 주기가 0.1㎛이상 50㎛이하인 경우가 바람직하다.Moreover, it is preferable that the arrangement period of the said unit pattern is 80 micrometers or more and 2000 micrometers or less, and the arrangement period of the said test unit pattern is 0.1 micrometer or more and 50 micrometers or less.
또한 상기 과제를 해결하는 제1 내지 제3의 발명은, 상기 중합 패턴을 형성하는 공정에 있어서, 상기 단위 패턴의 배열 방향과, 상기 테스트용 단위 패턴의 배열 방향이 서로 평행하게 되도록 상기 중합 패턴을 형성할 수 있다. 이 경우, 단위 패턴과 테스트용 단위 패턴의 배열 방향이 구비된 상태에서 중합 패턴이 형성되므로, 일정한 검사 시야 내에서 회절광의 흐트러짐을 관측하기 쉬운 점에서 바람직하다.Further, in the first to third inventions for solving the above-mentioned problems, in the step of forming the polymerization pattern, the polymerization pattern is arranged such that the arrangement direction of the unit pattern and the arrangement direction of the test unit pattern are parallel to each other. Can be formed. In this case, since a polymerization pattern is formed in the state provided with the arrangement direction of a unit pattern and a test unit pattern, it is preferable at the point which is easy to observe the disturbance of diffracted light within a fixed inspection visual field.
또한 상기 과제를 해결하는 제1 내지 제3의 발명은, 상기 중합 패턴을 형성하는 공정에 있어서, 상기 단위 패턴의 배열 방향과, 상기 테스트용 단위 패턴의 배열 방향이 서로 평행하지 않고, 서로 직교하지 않도록 상기 중합 패턴을 형성해도 된다. 이렇게 하면, 단위 패턴과 테스트용 단위 패턴의 배열 방향을 평행하게 하기 위한 대향 위치맞춤이 용이하게 되는 점에서 바람직하다.Further, in the first to third inventions that solve the above problems, in the step of forming the polymerization pattern, the arrangement direction of the unit pattern and the arrangement direction of the test unit pattern are not parallel to each other and are not orthogonal to each other. You may form the said polymerization pattern so that it may be carried out. In this case, it is preferable at the point which the opposing alignment for making the arrangement direction of a unit pattern and a test unit pattern parallel is easy.
또한, 이 경우, 상기 단위 패턴의 배열 방향과, 상기 테스트 패턴의 배열 방향이, 0.01도 이상 2도 이하의 각도로 서로 교차하도록 상기 중합 패턴을 형성하는 것이, 결함을 찾기 쉽다는 점에서 바람직하다.In this case, it is preferable to form the polymerization pattern such that the arrangement direction of the unit pattern and the arrangement direction of the test pattern cross each other at an angle of 0.01 degrees or more and 2 degrees or less. .
상기 과제를 해결하는 제4의 발명은, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의 상기 반복 패턴에 발생한 결함을 검사하기 위한 패턴결함 검사방법이며, 테스트용 단위 패턴이 주기적으로 배열되어 이루어지는 테스트 패턴과, 상기 반복 패턴을, 상기 단위 패턴의 배열 방향과, 상기 테스트용 단위 패턴의 배열 방향이 서로 평행하지 않고, 서로 직교하지 않도록 중합하는 것에 의해 중합 패턴을 형성하는 공정과, 상기 중합 패턴에 소정의 입사각으로 빛을 조사하는 공정과, 상기 중합 패턴으로부터의 회절광을 관찰함으로써, 상기 반복 패턴에 발생한 결함의 유무를 검사하는 공정을 구비한다.The 4th invention which solves the said subject is a pattern defect test | inspection method for inspecting the defect which generate | occur | produced in the said repeating pattern of the to-be-tested object with the repeating pattern in which the unit pattern was arrange | positioned periodically, and a test unit pattern is arrange | positioned periodically Forming a polymerization pattern by polymerizing the test pattern and the repeating pattern so that the arrangement direction of the unit pattern and the arrangement direction of the test unit pattern are not parallel to each other and are not orthogonal to each other; A step of irradiating light to a polymerization pattern at a predetermined angle of incidence, and a step of inspecting the presence or absence of a defect occurring in the repeating pattern by observing diffracted light from the polymerization pattern.
상기 과제를 해결하는 제4의 발명은, 상기 테스트 패턴의 형성면과 상기 반복 패턴의 형성면을, 소정의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 대향시키는 것이 바람직하고, 또한, 상기 소정의 간격이, 0.1㎛이상 30㎛이하인 것이 바람직하다.In 4th invention which solves the said subject, it is preferable to oppose the formation surface of the said test pattern and the formation surface of the said repeating pattern substantially parallel to a predetermined space | interval, and the said predetermined space | interval is 0.1 It is preferable that it is more than 30 micrometers.
상기 과제를 해결하는 제5의 발명은, 투명기판과, 상기 투명기판의 주표면 위에 테스트용 단위 패턴이 주기적으로 배열되어 이루어지는 테스트 패턴을 구비하고, 상기 테스트용 단위 패턴의 배열 주기는 0.1㎛이상 50㎛이하이며, 상기 테스트용 단위 패턴의 선 폭의 편차 및 선위치의 편차는,모두 30nm이하인 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판이다.In a fifth aspect of the present invention, there is provided a transparent substrate and a test pattern in which test unit patterns are periodically arranged on a main surface of the transparent substrate, wherein the test period of the test unit pattern is 0.1 μm or more. The deviation of the line width and the deviation of the line position of the test unit pattern of 50 µm or less are all 30 nm or less test pattern substrates for pattern defect inspection.
상기 과제를 해결하는 제6의 발명은, 패턴을 구비한 피검사체의 상기 패턴에 발생한 결함을 검사하기 위한 패턴결함 검사장치이며, 테스트 패턴을 구비한 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판과, 상기 피검사체를 소정의 간격을 두고 중합하도록 유지하여 중합 패턴을 형성하기 위한 유지 수단과, 상기 중합 패턴에 소정의 입사 각으로 빛을 조사하기 위한 조사 수단과, 상기 중합 패턴으로부터의 회절광을 관찰하기 위한 촬상수단을 구비한다.The sixth invention which solves the said subject is a pattern defect inspection apparatus for inspecting the defect which generate | occur | produced in the said pattern of the test subject with a pattern, The test pattern board for pattern defect inspection provided with a test pattern, and the said test subject Holding means for forming a polymerization pattern by holding a polymer at predetermined intervals to form a polymerization pattern, irradiation means for irradiating light to the polymerization pattern at a predetermined incidence angle, and imaging for observing diffracted light from the polymerization pattern. Means.
상기 과제를 해결하는 제7의 발명은, 패턴을 구비한 피검사체의 상기 패턴에 발생한 결함을 검사하기 위한 패턴결함 검사장치이며, 테스트 패턴을 구비한 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판과, 상기 피검사체를 소정의 간격을 두고 중합하도록 유지하여 중합 패턴을 형성하기 위한 유지 수단과, 상기 중합 패턴에 소정의 입사각으로 빛을 조사하기 위한 조사 수단과, 상기 중합 패턴으로부터의 회절광을 관찰하기 위한 촬상수단을 구비한다.7th invention which solves the said subject is a pattern defect inspection apparatus for inspecting the defect which generate | occur | produced in the said pattern of the test subject with a pattern, The test pattern board for pattern defect inspection provided with a test pattern, and the said test subject Holding means for forming a polymerized pattern by holding the polymerized polymers at predetermined intervals, irradiation means for irradiating light to the polymerized pattern at a predetermined angle of incidence, and imaging means for observing diffracted light from the polymerized pattern. It is provided.
상기 과제를 해결하는 제8의 발명은, 패턴을 구비한 피검사체의 상기 패턴에 발생한 결함을 검사하기 위한 패턴결함 검사장치이며, 상기 피검사체를 유지하기 위한 유지 수단과, 테스트 패턴에 소정의 입사각으로 빛을 조사하여, 상기 테스트 패턴을 통과한 투과광을 상기 패턴 위에 결상시킴으로써, 중합 패턴을 형성하기 위한 투영 수단과, 상기 중합 패턴으로부터의 회절광을 관찰함으로써, 상기 패턴에 발생한 결함의 유무를 검사하기 위한 촬상수단을 구비한다.The eighth invention which solves the said subject is a pattern defect inspection apparatus for inspecting the defect which generate | occur | produced in the said pattern of the to-be-tested object with a pattern, The holding means for holding the said to-be-tested object, and the predetermined incident angle to a test pattern The light is irradiated with light to form transmitted light passing through the test pattern on the pattern, thereby inspecting projection means for forming a polymerized pattern and diffraction light from the polymerized pattern, thereby inspecting the presence or absence of a defect in the pattern. An imaging means for carrying out is provided.
상기 과제를 해결하는 제9의 발명은, 패턴을 구비한 피검사체의 상기 패턴에 발생한 결함을 검사하기 위한 패턴결함 검사장치이며, 테스트 패턴을 유지하기 위한 유지 수단과, 상기 패턴에 소정의 입사각으로 빛을 조사하고, 상기 패턴을 통과한 투과광을 상기 테스트 패턴 위에 결상시킴으로써, 중합 패턴을 형성하기 위한 투영 수단과, 상기 중합 패턴으로부터의 회절광을 관찰함으로써, 상기 반복 패턴에 발생한 결함의 유무를 검사하는 촬상수단을 구비한다.A ninth invention for solving the above problems is a pattern defect inspection apparatus for inspecting a defect occurring in the pattern of an inspected object having a pattern, the holding means for holding a test pattern, and a predetermined incident angle to the pattern. Irradiating light and forming the transmitted light passing through the pattern on the test pattern, the inspection means for forming a polymerization pattern, and by examining the diffracted light from the polymerization pattern, the presence or absence of a defect in the repeating pattern is inspected An imaging means is provided.
상기 과제를 해결하는 제10의 발명은, 제1내지 제9의 발명에 기재된 패턴결함 검사방법, 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판 또는 패턴결함 검사장치를 사용하여, 상기 반복 패턴에 발생한 결함의 유무를 검사하는 공정을 가지는 포토마스크의 제조 방법이다.In the tenth invention which solves the above-mentioned problems, the presence or absence of a defect which occurred in the said repeating pattern using the pattern defect inspection method of the 1st-9th invention, the test pattern substrate for pattern defect inspection, or a pattern defect inspection apparatus is used. It is a manufacturing method of the photomask which has a process to inspect.
상기 과제를 해결하는 제11의 발명은, 제10의 발명에 기재된 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크를 사용하여 화소 패턴을 형성하고, 표시 디바이스용 기판을 제조하는 표시 디바이스용 기판의 제조 방법이다.11th invention which solves the said subject manufactures the display device board | substrate which forms a pixel pattern using the photomask manufactured by the photomask manufacturing method of 10th invention, and manufactures the board | substrate for display devices. It is a way.
본 발명에 의하면, 반복 패턴에 발생한 미세한 결함의 유무를, 단시간에 검사하는 것이 가능한 패턴결함 검사방법, 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판 및 패턴결함 검사장치 및 포토마스크의 제조 방법 및 표시 디바이스용 기판의 제조 방법을 제공 할 수 있다.According to the present invention, a pattern defect inspection method capable of inspecting the presence or absence of minute defects in a repeating pattern in a short time, a test pattern substrate for pattern defect inspection, a method for manufacturing a pattern defect inspection apparatus and a photomask, and a substrate for display device It can provide a manufacturing method.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the best form for implementing this invention is demonstrated, referring drawings.
참조하는 도면에 있어서, 도 1은, 본 발명에 따른 패턴결함 검사방법에 있어서의 제1의 실시예를 설명하는 도이며, a는 제1의 실시예를 실시하기 위한 패턴결함 검사장치(10)의 개략적인 측면도를 나타내고, b는 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판이 구비하는 테스트 패턴의 부분 확대도를 나타내고, c는 피검사체가 구비하는 반복 패턴의 부분 확대도를 나타낸다.1 is a diagram for explaining a first embodiment in the pattern defect inspection method according to the present invention, and a is a pattern
또한 도 5는, 반복 패턴과 테스트 패턴을 중합한 중합 패턴, 중합 패턴으로 부터의 회절광 및 결함의 검출 결과의 설명도이며, a는 테스트 패턴과 정상적인 반복 패턴에 의한 중합 패턴의 부분 확대도를 나타내고, b는 테스트 패턴과 결함을 포함하는 반복 패턴에 의한 중합 패턴의 부분 확대도를 나타내고, c는 중합 패턴으로부터 얻어지는 회절광의 촬영 결과를 나타내고, d는 회절광의 촬영 결과를 사용한 결함의 검출 결과를 나타낸다.5 is an explanatory diagram of a polymerization pattern obtained by polymerizing a repeating pattern and a test pattern, diffraction light from the polymerization pattern and a detection result of a defect, and a is a partial enlarged view of the polymerization pattern by the test pattern and the normal repeating pattern. B represents a partial enlarged view of the polymerization pattern by the repeating pattern including the test pattern and the defect, c represents the imaging result of the diffracted light obtained from the polymerization pattern, and d represents the detection result of the defect using the imaging result of the diffracted light. Indicates.
그리고, 도 9는, 피검사체가 구비하는 반복 패턴에 발생한 결함을 나타내고, a 및 b는 좌표위치 변동계의 결함(위치 어긋남 결함)을 나타내고, c 및 d는 치수 변동계의 결함(선 폭 결함)을 나타낸다.9 shows the defect which occurred in the repeating pattern which a test subject has, a and b show the defect (position shift defect) of a coordinate position change system, and c and d show the defect (line width defect) of a dimensional change system. ).
또한, 도 2 내지 도 4는, 각각, 본 발명에 따른 패턴결함 검사방법에 있어서의 제2 내지 제4의 실시예를 실시하기 위한 패턴결함 검사장치 20, 30 및 40의 개략적인 측면도를 나타낸다.2 to 4 show schematic side views of the pattern defect inspection apparatuses 20, 30 and 40 for carrying out the second to fourth embodiments in the pattern defect inspection method according to the present invention, respectively.
[A]제1의 실시예[A] First Embodiment
이하에, (1)제1의 실시예의 패턴결함 검사방법에 있어서 검사 대상이 되는 피검사체의 구성 및 (2)패턴결함 검사방법에서 사용하는 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판의 구성에 대하여 설명한다. 계속해서, (3)패턴결함 검사장치의 구성에 대하여 설명하고, 마지막에, (4)패턴결함 검사장치를 사용한 패턴결함 검사방법에 대하여 설명한다.Below, the structure of the to-be-tested object used as the test target in the pattern defect inspection method of (1) Example 1, and the structure of the test pattern board for pattern defect inspection used by the pattern defect inspection method are demonstrated. Subsequently, (3) the configuration of the pattern defect inspection apparatus will be described, and finally, (4) the pattern defect inspection method using the pattern defect inspection apparatus will be described.
(1)피검사체의 구성(1) Configuration of the subject
우선, 피검사체의 구성에 대하여, 도 1c, 도 9, 도 10을 사용하여 설명한다.First, the structure of a test subject is demonstrated using FIG. 1C, FIG. 9, and FIG.
제1의 실시예의 패턴결함 검사방법에서는, 예를 들면 도 10과 같이, 포토마 스크(50)를 피검사체로 한다. 포토마스크(50)는, 예를 들면 액정표시장치 (특히, Flat Panel Display : FPD), 플라즈마 표시장치, EL표시장치, LED표시장치, DMD표시장치 등의 표시 디바이스용 기판을 제조할 때의 노광용 마스크로서 이용된다. 이들 표시장치용의 포토마스크(50)는, 예를 들면 변 L1 또는 L2가 1m를 초과하는 대형기판으로 할 수 있다.In the pattern defect inspection method of the first embodiment, for example, as shown in Fig. 10, the
피검사체로서의 포토마스크(50)는, 투명지지체로서의 투명기판(57)의 주표면 위에, 박막(차광막)으로 이루어지는 반복 패턴(56)을 구비하고 있다.The
투명기판(57)의 재료로서는, 예를 들면 합성 석영유리 기판 등이 이용된다. 또한 반복 패턴(56)을 구성하는 박막의 재료로서는, 예를 들면 크롬 등의 차광성을 가지는 재료나, 반투광성의 재료가 이용된다. 또한, 박막은, 단층에 한정되지 않고 적층으로 구성되어도 되며, 그 경우, 차광막 이외에 반투광성의 막을 수반해도 되고, 또한 에칭스토퍼 등의 기능성의 막을 수반해도 된다. 또한, 상기 박막 위에 레지스트 막을 수반한 것이어도 된다.As a material of the
반복 패턴(56)은, 예를 들면 도 1c에 나타내는 바와 같이, 격자 모양의 단위 패턴(53)이 주기적으로 배열된 형상을 가지고 있다. 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1, 즉 단위 패턴(53)의 배열 방향에 있어서의 배열의 주기는, 예를 들면 80∼2000㎛로 설정되고 있다.The repeating
계속해서, 반복 패턴(56)에 발생하는 결함에 대해, 포토마스크(50)의 제조 방법을 개입시키면서 설명한다.Subsequently, the defect which occurs in the repeating
포토마스크(50)의 제조는, 대부분의 경우, 이하의 (1)부터 (5)의 공정을 거 쳐 행한다. (1) 우선, 투명기판(57)위에 박막(차광막)을 형성하고, 이 박막 위에 레지스트 막을 형성한다. (2) 다음에 묘화기를 사용하여 상기 레지스트 막에 레이저등의 빛을 조사하고, 예를 들면 라스터 묘화 방식 등, 임의의 묘화 방식을 사용하여 묘화을 실행하고, 소정의 패턴을 노광한다. (3) 다음에 현상을 행하여, 묘화부 또는 비묘화부를 선택적으로 제거하여 레지스트 패턴을 형성한다. (4) 그 후에 레지스트 패턴을 마스크하여 상기 박막을 에칭하고, 이 박막에 반복 패턴(56)을 형성한다. (5) 마지막으로, 잔존 레지스트를 제거하고, 도 10에 나타내는 포토마스크(50)의 제조를 완료한다. 또한, 다층막의 경우에는, 막의 재료에 따른 추가 공정을 설치할 수 있다.In most cases, the
여기에서, 예를 들면 상기의 (2)의 공정에 있어서, 레이저광의 주사 정밀도가 갑자기 악화되거나 또는 빔 지름이 갑자기 변동하거나 또는 환경요인의 변동 등에 의해, 반복 패턴(56)에 결함이 발생할 경우가 있다. 그 외, 여러가지의 원인으로 규칙성이 있는 패턴 결함이 생기는 경우가 있다.Here, for example, in the process of (2) above, a defect occurs in the repeating
이 결함의 일례를 도 9에 나타낸다. 이 도 9에서는, 결함영역을 부호 54로 나타낸다.An example of this defect is shown in FIG. In Fig. 9, the defective area is indicated by the numeral 54.
도 9a는, 빔에 의한 묘화의 연결부에 위치 어긋남이 발생함으로써, 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1’이 부분적으로 넓어지는 결함을 나타낸다. 도 9b는, 마찬가지로, 빔에 의한 묘화의 연결부에 위치 어긋남이 발생함으로써, 단위 패턴(53’)의 위치가, 다른 단위 패턴(53)에 대하여 상대적으로 어긋나게 되는 결함을 나타낸다. 이들의 도 9a 및 도 9b에 나타내는 결함을, 좌표위치 변동계의 결함이라고 칭 한다.Fig. 9A shows a defect in which the arrangement period D1 'of the
또한 도 9c 및 9d는, 묘화기 빔 강도가 변동하는 것 등에 의해, 단위 패턴(53’)의 크기, 즉 격자틀(53a')의 폭이 변동하는 결함을 나타낸다. 이들의 도 9c 및 도 9d에 나타내는 결함을, 치수변동계의 결함이라고 칭한다.9C and 9D show defects in which the size of the unit pattern 53 ', that is, the width of the
(2)패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판의 구성(2) Configuration of test pattern substrate for pattern defect inspection
계속해서, 제1의 실시예에서 사용하는 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판의 구성에 대해서, 도 1b를 사용하여 설명한다.Then, the structure of the test pattern board for pattern defect inspection used in a 1st Example is demonstrated using FIG. 1B.
제1의 실시예에 있어서의 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판(60)은, 상기의 포토마스크(50)와 마찬가지로, 투명지지체로서의 투명 기판(67)의 주표면 위에, 박막(차광막)으로 이루어지는 테스트 패턴(66)을 구비하고 있다. 투명 기판(67)의 재료는, 제1의 실시예와 같이, 합성 석영유리 기판 등을 사용할 수 있다. 또한 테스트 패턴(66)을 구성하는 박막의 재료도, 제1의 실시예와 같이, 크롬 등의 차광성을 가지는 재료 등이 이용된다.The
테스트 패턴(66)은, 예를 들면 도 1b에 나타내는 바와 같이, 정방형 등의 테스트용 단위 패턴(63)이 주기적으로 배열된 형상을 가지고 있다. 또한, 테스트용 단위 패턴(63)의 형상은, 정방형에 한정되지 않고, 장방형이어도 되고, 선 형상이어도 상관없다.For example, as shown in FIG. 1B, the
테스트용 단위 패턴(63)의 배열 주기 D2, 즉 단위 패턴(53)의 배열 방향에 있어서의 주기는, 반복 패턴의 배열 주기 D1보다도 작은 것이 바람직하다. 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 주기 D2는, 바람직하게는 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1 의 1/3이하이며, 더 바람직하게는 1/5이하이다. 이것은, 테스트용 단위 패턴이 단위 패턴의 주기와 근사하면, 후술하는 중합 패턴의 회절광의 흐트러짐을 관측하는 시야를 크게 할 필요가 생겨, 장치의 제약이 생기는 것과, 단위 패턴이 테스트용 단위 패턴의 정수배가 되기 어려운 것에 의한다. 특히, 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1이 80㎛이상 2000㎛이하일 경우에는, 테스트용 단위 패턴의 배열 주기 D2는 0.1㎛이상, 50㎛이하인 것이 보다 바람직하다. 이 테스트용 단위 패턴의 주기범위는, 회절광의 흐트러짐에 의한 결함이 관측되기 쉬운 영역이다.The arrangement period D2 of the
또한, 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1은, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 주기 D2의 정수배인 것이 바람직하다. 후술하는 바와 같이, 반복 패턴(56)과 테스트 패턴(66)을 중합하여 중합 패턴(70)을 형성할 때, 정상적인 각 단위 패턴(53)의 범위 내에 있어서의 테스트용 단위 패턴(63)의 배열은, 다른 정상적인 단위 패턴(53)에 있어서의 배열과 동일하게 되므로, 결함이 생긴 부위의 단위 패턴에서 발생하는 회절광의 흐트러짐의 검출이 용이해지기 때문이다.In addition, it is preferable that the arrangement period D1 of the
또한 테스트용 단위 패턴(63)의 선 폭(예를 들면 정방형의 한변의 길이)의 편차 및 선위치(정방형의 위치)의 편차는,모두 소정값 이하로 제한되고 있는 것이 바람직하다. 여기에서, 소정값은 30nm이하인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는20nm이하이다.In addition, it is preferable that both the deviation of the line width (for example, the length of one side of a square) and the deviation of the linear position (a square position) of the
(3)패턴결함 검사장치(3) pattern defect inspection equipment
계속해서, 제1의 실시예를 실시하기 위한 패턴결함 검사장치(10)의 구성에 관하여 설명한다.Next, the structure of the pattern
패턴결함 검사장치(10)는, 도 1a에 나타나 있는 바와 같이, 유지 수단으로서의 스테이지(11)와, 스테이지(11)의 경사 방향 아래쪽에 설치된 조사 수단으로서의 광원 장치(12)와, 스테이지(11)의 윗쪽에 설치된 촬상수단으로서의 관찰 장치(15)를 가진다. 또한, 광원 장치(12)는 조사 광학계(13)를 구비하고, 관찰 장치(15)는 수광 광학계(14)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 1A, the pattern
(a)스테이지(a) Stage
유지 수단으로서의 스테이지(11)는, 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판(60)과 포토마스크(50)를, 테스트 패턴(66)의 형성면과 반복 패턴(56)의 형성면이 대향하도록 유지한다. 이에 따라 테스트 패턴(66)과 반복 패턴(56)의 중합 패턴(70)이 형성된다. 또한, 도 1a에서는, 포토마스크(50)를 밑면측에 유지하고 있지만, 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판(60)을 밑면측에 유지해도 좋다.The
중합 패턴(70)에는, 스테이지(11)의 비스듬히 아래쪽에 배치되는 광원 장치(12)로부터의 조사광을 조사할 수 있어야 한다. 그 때문에 스테이지(11)는, 예를 들면 포토마스크(50)의 외주부만을 지지하는, 틀 모양의 형상으로서 구성된다. 그 외, 예를 들면 조사광에 대하여 투명한 판재로 구성해도 된다.The
스테이지(11)는, 예를 들면 X방향 및 Y방향으로 이동가능한 X-Y스테이지로서 구성된다. 그리고, 스테이지(11)위에 형성되는 중합 패턴(70)을, 관찰 장치(15)에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써, 검사 시야를 이동시킬 수 있다. 또한, 스테이지(11)를 자유롭게 이동할 수 없는 경우에는, 광원 장치(12) 및 관찰 장치(15)를 스테이지(11)에 대하여 자유롭게 이동하도록 해도 된다.The
(b)광원 장치(b) light source device
조사 수단으로서의 광원 장치(12)로서는, 충분한 휘도(예를 들면 조도가 1 만∼60만Lx, 바람직하게는 30만Lx이상)를 가지고, 평행성이 높은(평행도가 2°이내)의 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 조건을 만족할 수 있는 광원으로서는, 초고압 수은램프, 크세논 램프, 메탈하라이드램프를 들 수 있다.As the
광원 장치(12)는, 렌즈를 포함하는 조사 광학계(13)를 구비하고 있다. 조사 광학계(13)는, 스테이지(11)의 지지면과 광원 장치(12) 사이에 배치되어, 광원 장치(12)로부터의 광선을 평행화하는 동시에, 중합 패턴(70)의 피검사 개소(즉 관찰 장치(15)의 검사 시야)에 대하여, 그 비스듬히 아래쪽에서 입사각θi으로 빛을 조사한다.The
또한, 도 1a에서는, 광원 장치(12)와 조사 광학계(13)를, 스테이지(11)의 지지면에 대하여 비스듬히 아래쪽에 배치하고 있지만, 그 외, 스테이지(11)의 지지면에 대하여 비스듬히 위쪽에 배치해도 된다.In addition, although the
(c)관찰 장치(c) observation device
촬상수단으로서의 관찰 장치(15)로서는, 예를 들면 CCD카메라 등의 카메라를 사용할 수 있다. CCD카메라는, 2차원의 화상을 촬영하는 에어리어 카메라이며, 그 시야가 검사 시야가 된다. CCD 카메라의 수광면은, 스테이지(11)에 지지되는 중합 패턴(70)과 대향하도록 배치된다.As the
관찰 장치(15)는, 대물렌즈를 가지는 수광 광학계(14)를 구비하고 있다. 수광 광학계(14)는, 스테이지(11)위에 형성된 중합 패턴(70)으로부터의 회절광을 수 집하고, 관찰 장치(15)의 수광면에 결상시킨다. 수광 광학계(14)를 통한 관찰 장치(15)의 검사 시야는, 1회의 검사로, 예를 들면 한변이 10∼50mm의 사각형 모양이 되도록 설정된다.The
관찰 장치(15)에 의해 촬영되는 회절광의 화상은, 표시 화면(도시 생략)에 표시하도록 하는 것이 바람직하고, 또한 화상 데이터로서 해석 장치(도시 생략)에 출력할 수 있는 것이 바람직하다.It is preferable to display the image of the diffracted light picked up by the
관찰 장치(15) 및 수광 광학계(14)는, 스테이지(11)의 지지면에 대하여 윗쪽에 배치된다. 또한, 관찰 장치(15) 및 수광 광학계(14)를, 스테이지(11)의 지지면에 대하여 수직방향에 배치할 경우에는, 스테이지(11)의 지지면에 대하여 경사 방향으로 배치하는 경우와 비교하여, 수광 광학계(14)의 대물렌즈와 중합 패턴(70)의 거리가 균일하게 된다. 이 경우, 동일한 검사 시야에 있어서, 균일한 상을 얻기 쉽고, 또한 디포커스를 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.The
(4)패턴결함 검사방법(4) Pattern defect inspection method
계속해서, 전술한 패턴결함 검사장치(10)에 의해 실시되는 패턴결함 검사방법에 관하여 설명한다. 패턴결함 검사방법은, (a)테스트 패턴(66)과 주기가 다른 반복 패턴(56)을 중합함으로써, 중합 패턴(70)을 형성하는 공정과, (b) 중합 패턴(70)에 소정의 입사각으로 빛을 조사하는 공정과, (c) 중합 패턴(70)으로부터의 회절광을 관찰함으로써, 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 유무를 검사하는 공정을 구비한다. 이하, 각 공정에 대해 순차적으로 설명한다.Next, the pattern defect inspection method performed by the pattern
(a)중합 패턴의 형성 공정(a) Formation process of polymerization pattern
우선, 전술한 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판(60)과 포토마스크(50)를, 패턴결함 검사장치(10)의 스테이지(11)위에서 유지한다. 이 때, 테스트 패턴(66)의 형성면과 반복 패턴(56)의 형성면을 대향시키도록 유지한다. 이에 따라 테스트 패턴(66)과 반복 패턴(56)의 중합 패턴(70)을 형성한다.First, the
여기에서, 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1이, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 주기 D2의 정수배이며 또한, 반복 패턴(56) 및 테스트 패턴(66)에 결함이 없을 경우에는, 각 단위 패턴(53)의 틀 내에 있어서의 테스트용 단위 패턴(63)의 배열은, 다른 단위 패턴(53)에 있어서의 배열과 동일하게 된다.Here, when the arrangement period D1 of the
도 5a는, 단위 패턴(53)의 배열 방향과, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 방향을 평행하게 유지했을 경우에 있어서의, 중합 패턴(70)의 부분 확대도이다. 이것에 의하면, 격자 모양인 단위 패턴(53)의 틀 내에, 정방형인 테스트용 단위 패턴(63)이 배열 주기 D2로 반복해서 배열하고 있다. 또한 각 단위 패턴(53)의 격자틀(53a)과, 그 격자틀(53a)에 인접하는 테스트용 단위 패턴(63)의 간격 d는, 다른 각 단위 패턴(53)과 동일하다.5A is a partially enlarged view of the
한편, 상기에 있어서 반복 패턴(56)이 결함을 가질 경우에는, 각 단위 패턴(53)의 범위내에 있어서의 테스트용 단위 패턴(63)의 배열은, 다른 단위 패턴(53)에 있어서의 배열과 다르다. 즉, 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1에 변동이 생기거나(좌표위치 변동계의 결함), 단위 패턴(53)을 구성하는 격자틀(53a)의 폭에 변동이 생기거나(치수 변동계의 결함) 했을 경우에는, 결함이 생긴 단위 패턴(53’)에 있어서의 격자틀(53a')과, 그 격자틀(53a')에 인접하는 테스트용 단위 패 턴(63)과의 간격 d’는, 결함이 없는 상기의 간격 d와 다르다.On the other hand, in the above, when the repeating
도 5b는, 격자틀(53a')이 윗쪽으로 벗어났을 경우(좌표위치 변동계의 결함)에 있어서의 중합 패턴(70)의 부분 확대도를 나타낸다. 이것에 의하면, 격자틀(53a')과, 그것에 인접하는 테스트용 단위 패턴(63)과의 간격 d’가, 정상적인 경우의 간격 d보다도 좁아지고 있다.FIG. 5B shows a partially enlarged view of the
(b)조사 공정(b) investigation process
계속해서, 전술의 광원 장치(12)를 사용하여, 중합 패턴(70)의 비스듬히 아래쪽에 빛을 조사한다. 그러면, 차광성 박막으로 형성된 중합 패턴(70)은, 광원 장치(12)로부터의 입사광에 대하여 회절격자로서 작용하고, 회절광을 발생시킨다.Subsequently, light is irradiated obliquely below the
즉, 중합 패턴(70)에 있어서의 패턴 간격(슬릿 폭)이 d이며, 입사광의 파장이 λ, 입사각이 θi일 때에는, d(sinθn±sinθi)=nλ의 관계를 충족시키는 회절각 θn 방향으로, n차의 회절광이 관측되게 된다.That is, when the pattern interval (slit width) in the
전술한 바와 같이, 결함이 없는 중합 패턴(70)에서는, 각 단위 패턴(53)에 있어서의 전술의 간격 d는 균일하다. 따라서, 상기의 관계식에 의하면, 파장λ, 입사각θi, 회절각 θn이 동일함에 따라, 각 단위 패턴(53)으로부터의 회절광의 관찰 결과는 균일하게 된다.As described above, in the
한편, 결함이 생긴 부분의 중합 패턴(70)에서는, 결함이 생긴 단위 패턴(53’)에 있어서의 전술한 간격 d’는, 결함이 없는 전술의 간격 d와 다르다.On the other hand, in the
따라서, 결함이 생긴 단위 패턴(53’)으로부터의 회절광의 관찰 결과는, 다른 정상적인 단위 패턴(53)으로부터의 회절광의 관찰 결과와 다르다. 다시 말해, 정상적인 단위 패턴(53)으로부터의 회절광이 규칙성을 가지고 생기는 것에 대하여, 결함을 가지는 단위 패턴으로부터의 회절광은, 상기 규칙성과 일치하지 않는 회절광(광강도 또는 어느 강도를 보이는 위치에 있어서)을 일으킨다.Therefore, the observation result of the diffracted light from the defective unit pattern 53 'differs from the observation result of the diffracted light from the other
(c)결함유무의 검사 공정(c) Inspection process for defects
그 후에 관찰 장치(15)를 사용하여, 전술한 중합 패턴(70)으로부터의 회절광을 촬영하고, 촬영 결과를 화상 데이터로서 관찰 장치(15)로부터 출력한다.Thereafter, the diffraction light from the above-described
도 5c는, 중합 패턴(70)으로부터의 회절광의 촬영 결과의 일 예를 도시한다. 검은 격자 모양의 선은, 정상적인 각 단위 패턴(53)에 기인하는 회절광을 관측한 것이다. 여기에서, 도 5c의 중앙부근을 횡단하도록, 다른 부분과는 강도가 다른 회절광(흰 선)이 관측되고 있다. 흰 선이 관측된 위치는, 단위 패턴(53’)의 격자틀(53a')과, 그 격자틀(53a')에 인접하는 테스트용 단위 패턴(63)과의 간격 d’가, 다른 개소에 있어서의 간격 d와는 다르기 때문에, 그 부위에 있어서는, 정상부위와 다른 회절광이 생기고, 회절광의 관찰 결과에 차이가 생긴 것을 나타내고 있다. 즉, 흰 선이 관측된 위치에 있어서, 단위 패턴(53)에 결함이 생기고 있음을 나타내고 있다.5C shows an example of the imaging result of the diffracted light from the
또한, 미세한 결함은, 0차 회절광(직접광)보다도, 차수가 높은 회절광을 관찰한 쪽이 검출하기 쉽다. 그 때문에 관찰 장치(15)가 차수가 높은 n차 회절광(n≠0)을 수광할 수 있도록, 회절광θn(관찰 장치(15)의 설치 방향), 입사광의 파장 λ, 입사각θi(광원 장치(12)의 설치 방향)를 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 도 1a에서는, 관찰 장치(15)가 -n차 회절광을 수광하는 모양을 나타낸다.In addition, it is easy to detect the minute defect which observed the diffracted light with higher order than the 0th-order diffracted light (direct light). Therefore, the diffraction light θn (the installation direction of the observation device 15), the wavelength λ of the incident light, and the incident angle θi (light source device) so that the
또한 화상해석장치(도시하지 않음)를 사용하여, 출력한 화상 데이터의 밝기 정보를 수치화한 후, 예를 들면 각 수치를 임계값(예를 들면 정상시의 수치 데이터)과 비교함으로써, 결함을 자동검출하는 것이 바람직하다.In addition, a numerical value of the brightness information of the output image data is digitized using an image analysis device (not shown), and then, for example, each numerical value is compared with a threshold value (e.g., normal numerical data) to automatically detect defects. It is desirable to detect.
또한, 상기 방법 이외에도, 화상해석장치에 의해 밝기 정보를 수치화한 화상 데이터와, 상기 화상 데이터를 단위 패턴(53)의 배열 방향으로 배열 주기 D1분 이동한 화상 데이터를 빼는 것에 의해, 결함발생 부분의 화상변화를 강조하여 결함의 검출을 행해도 된다. 도 5d는 그 일 예를 도시한다. 이것에 의하면, 결함발생 개소는, 상기 처리에 의해 한 쌍의 플러스와 마이너스의 피크를 형성하여, 결함의 검출이 용이하게 된다.Further, in addition to the above method, the image data obtained by quantifying the brightness information by the image analysis device and the image data obtained by moving the image data in the arrangement direction of the
그 후에 입사광의 파장 λ, 빛의 입사각θi 및 회절각 θn을 동일하게 유지하면서, 중합 패턴(70)을 스테이지(11)위에서 X-Y방향으로 이동시켜, 중합 패턴(70)의 전역을 검사하고, 제1의 실시예에 따른 패턴결함 검사방법을 종료한다.Thereafter, while maintaining the wavelength? Of the incident light, the incident angle? I of the light, and the diffraction angle? N the same, the
상기 실시예에 의하면, 다음 효과(1)∼ (3)을 발휘한다.According to the said embodiment, the following effects (1)-(3) are exhibited.
(1)상기 실시예에 의하면, 회절광을 이용하여 반복 패턴(56)의 결함의 매크로 검사를 실시할 수 있기 때문에, 단시간에 검사를 하는 것이 가능하게 되어, 생산성을 높일 수 있다.(1) According to the above embodiment, since the macro inspection of the defect of the repeating
예를 들면 하이비전 TV용의 표시 디바이스용 기판은, 상기 표시 디바이스용 기판은, 1920(수직)×1080(수평)=2,073,600개의 단위 패턴(53)을 가지게 된다. 여기에서, 모든 단위 패턴(53)을, 가령 레이저 측장기나 현미경을 사용하여 마이크로 검사하는 것으로 하면, 단위 패턴 1개당 측정 소요시간을 약 10초로 하면, 모든 단 위 패턴(53)을 측정하기 위해서는 약 240일이 필요하게 된다. 특히, FPD제조용의 포토마스크(50)는, 한 장의 기판에 단일의 포토마스크(50)의 반복 패턴(56)을 2∼4면 붙이는 경우가 있기 때문에, 이 경우에는, 단위 패턴(53)에 있어서의 상기 결함검사는, 더욱 장시간을 필요로 하게 된다.For example, in a display device substrate for high-definition TV, the display device substrate has 1920 (vertical) x 1080 (horizontal) = 2,073,600
이에 대하여 본 실시예에서는 예를 들면 상기 하이비전 TV용 기판의 42V형(면적 약 0.5m2)을 예로 들면, 한변 25mm(단, 인접시야와의 중복을 1할 예상한다)의 정방형의 검사 시야를 사용하여 회절광에 의한 상기 검사를 행했을 때, 1회의 검사 시간이 2.5초 정도이기 때문에, 40분의 검사 시간으로 검사를 완료할 수 있게 되어 생산성이 높다.In contrast, in the present embodiment, for example, a 42V type (area of about 0.5 m 2 ) of the high-vision TV substrate is taken as an example. When the inspection by diffracted light was carried out using, the inspection time was about 2.5 seconds per one, the inspection can be completed in the inspection time of 40 minutes, the productivity is high.
(2) 또한 본 실시예에 의하면, 반복 패턴(56)에 있어서의 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1이, 회절광을 사용한 결함검사에 적절한 주기보다 클 경우라도, 반복 패턴(56)에 테스트 패턴(66)을 중합하여 중합 패턴(70)을 형성하여, 그 중합 패턴(70)으로부터의 회절광의 흐트러짐을 관측하는 것으로, 반복 패턴(56)에 생긴 미세한 결함을 검출하는 것이 가능해 진다.(2) Further, according to this embodiment, even if the arrangement period D1 of the
예를 들면 포토마스크(50)에 있어서는, 반복 패턴(56)에 있어서의 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1이 크고, 예를 들면 100∼1000㎛정도이다. 이 경우, 반복 패턴(56)에 의한 회절광을 관찰해도, 반복 패턴에 발생한 결함을 검출하는 것이 곤란하게 된다.For example, in the
그 원인의 하나는, 반복 패턴(56)에 있어서의 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1 이 커지면, 이 반복 패턴(56)으로부터의 n차 회절광의 n차 회절각과, (n+1)차 회절광의 (n+1)차 회절각과의 차이가 상당히 좁아지게 되어, 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 존재를 나타내는 회절광의 흐트러짐이 묻히게 된다.One of the causes is that when the arrangement period D1 of the
또한 다른 원인으로서는, 반복 패턴(56)에 생기는 결함의 크기가, 반복 패턴(56)에 있어서의 단위 패턴의 배열 주기 D1과 비교하여 지나치게 작은 것을 생각할 수 있다. 예를 들면 포토마스크(50)에 있어서, 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1은 100∼1000㎛정도이지만, 결함의 크기는 일반적으로는 100nm정도이기 때문에, 그 비율은 0.01∼0.1%로 매우 작다. 그 때문에 반복 패턴에 의한 회절광에 있어서, 반복 패턴(56)의 회절광에서는, 결함의 존재를 나타내는 흐트러짐을 검출하는 것은 곤란하다.In addition, as another cause, the magnitude | size of the defect which arises in the repeating
이에 대하여 본 실시예에서는, 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1이 클 경우라도 전술한 중합 패턴(70)을 형성하여, 중합 패턴(70)으로부터의 회절광의 흐트러짐을 관측함으로써, 반복 패턴(56)에 발생한 미세한 결함을 검출하는 것이 가능해 진다. 즉, 반복 패턴(56)에 생긴 선 폭이나 위치의 결함을, 중합 패턴(70)의 선 폭(간격) 이상으로 치환함으로써, 검출 가능하게 하고 있다.On the other hand, in the present embodiment, even when the arrangement period D1 of the
[B]제2 및 제3의 실시예[B] Second and Third Embodiments
제2 및 제3의 실시예에 있어서의 패턴결함 검사방법이, 상기 제1의 실시예와 다른 점은, 중합 패턴의 형성 공정이다.The pattern defect inspection method in 2nd and 3rd Example differs from the said 1st Example in the formation process of a polymerization pattern.
제2의 실시예에 있어서의 중합 패턴의 형성 공정에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판(60)과 포토마스크(50) 사이에, 조사광 에 대하여 투명한 수지막(80)을 통해 유지하고, 중합 패턴(70)을 형성한다.In the formation process of the polymerization pattern in 2nd Example, as shown in FIG. 2, between the
또한 제3의 실시예에 있어서의 중합패턴 형성 공정에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판(60)과 포토마스크(50) 사이에, 스페이서(81)를 통해 유지함으로써, 중합 패턴(70)을 형성한다.In addition, in the polymerization pattern forming step in the third embodiment, as shown in FIG. 3, by holding the
또한, 테스트 패턴(66)의 형성면과, 반복 패턴(56)의 형성면과의 거리가 너무 크면, 중합 패턴(70)으로서 해상하기 어려워지고, 지나치게 작으면 패턴이 접촉에 의해 손상될 우려가 있다. 그 때문에 중합 패턴(70)으로부터 회절광을 얻기 위해서는, 테스트 패턴(66)의 형성면과, 반복 패턴(56)의 형성면과의 거리는, 0.2㎛이상 15㎛이하로 하는 것이 바람직하다. 이 범위는, 상기 수지막의 두께나 스페이서의 높이의 기준으로서 이용할 수 있다.In addition, when the distance between the formation surface of the
제2 및 제3의 실시예에 의하면, 테스트 패턴(66)과 반복 패턴(56)이 직접 접촉하는 것에 의한 패턴 형성면의 손상을 방지할 수 있다.According to the second and third embodiments, damage to the pattern formation surface due to direct contact between the
[C]제4의 실시예[C] Fourth Example
제4의 실시예에 있어서의 패턴결함 검사방법이, 상기 제1의 실시예와 다른 점은, 패턴결함 검사장치의 구성 및 중합 패턴의 형성 공정이다. 이하, 우선, 제4의 실시예에 있어서의 패턴결함 검사장치(40)의 구성을 설명한다. 그 후에 제4의 실시예에 있어서의 패턴결함 검사방법의 중합패턴 형성공정에 대하여 설명한다.The pattern defect inspection method in the fourth embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the pattern defect inspection apparatus and the formation process of the polymerization pattern. First, the configuration of the pattern
(1)패턴결함 검사장치(1) pattern defect inspection equipment
제4의 실시예에 따른 패턴결함 검사장치(40)는, 도 4에 나타나 있는 바와 같이 유지 수단으로서의 스테이지(21)와, 스테이지(21)의 아래쪽에 설치된 투영 수단 으로서의 광원 장치(22) 및 투영 광학계(23)와, 스테이지(21)의 윗쪽에 설치된 촬상수단으로서의 관찰 장치(25)를 가진다. 또한, 관찰 장치(25)는 수광 광학계(24)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 4, the pattern
유지 수단으로서의 스테이지(21)는, 피검사 기판으로서의 포토마스크(50)를 반복 패턴(56)의 형성면이 밑면에 되도록 유지한다. 또한, 반복 패턴(56)이 투명기판 위에 형성되어 있을 경우에는, 반복 패턴(56)의 형성면이 윗면이 되도록 유지해도 된다.The
스테이지(21)는, 포토마스크(50)의 외주부만을 지지하도록, 예를 들면 틀 모양의 형상으로서 구성된다. 또한, 아래쪽에 배치되는 광원 장치(22)로부터의 투영광을 반복 패턴(56)위에 조사할 수 있도록, 예를 들면 조사광에 대하여 투명한 재료로 구성된 판재라도 상관없다.The
스테이지(21)가 X-Y스테이지로서 구성되는 점에 대해서는, 제1의 실시예와 동일하다.The
투영 수단을 구성하는 광원 장치(22)는, 유지 부재(23a)에 유지되는 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판(60)에 빛을 조사한다. 광원 장치(22)로서는, 충분한 휘도(예를 들면 조도가 1만∼60만Lx, 바람직하게는 30만Lx이상)를 가지고, 평행성이 높은(평행도가 2°이내) 초고압 수은램프, 크세논 램프, 메탈하라이드램프를 사용하는 점은, 제1의 실시예와 같다.The
투영 수단을 구성하는 투영 광학계(23)는, 광원 장치(22)와 스테이지(21)의 지지면 사이에 설치되어, 광원 장치(22)로부터 가까운 순으로, 패턴결함 검사용 테 스트 패턴 기판(60)을 유지하기 위한 유지 부재(23a)와, 테스트 패턴(66)을 통과한 투과광으로부터 불필요 부분을 차광하기 위한 애퍼쳐(aperture)(23b)와, 애퍼쳐(23b)를 통과한 투과광을 수광하여, 반복 패턴(56)위에 테스트 패턴(66)의 상을 결상하기 위한 결상 렌즈 군(23c)을 구비한다.The projection
반복 패턴(56)위에 테스트 패턴(66)의 상이 결상됨으로써, 제1의 실시예와 같이, 중합 패턴(70)이 형성되고, 중합 패턴(70)으로부터 회절광이 발생한다.By forming an image of the
광원 장치(22) 및 투영 광학계(23)는, 스테이지(21)의 지지면에 대하여 아래쪽에 배치된다. 또한, 광원 장치(22) 및 투영 광학계(23)가, 스테이지(21)의 지지면에 대하여 수직방향으로 배치될 경우에는, 투영 광학계(23)와 반복 패턴(56)의 거리가 균등해진다. 이 경우, 반복 패턴(56)위에 투영되는 테스트 패턴(66)의 상을 균일화시키기 쉽고, 디포커스를 막을 수 있기 때문에 바람직하다.The
촬영수단으로서의 관찰 장치(25) 및 수광 광학계(24)는, 제1의 실시예와 같이 구성된다. 단, 제1의 실시예에 있어서 설명한 바와 같이, 관찰 장치(25)는, 회절광 중 0차 회절광보다도 절대값이 큰 차수의 회절광(n차 회절광)을 수광하는 것이 바람직하다. 그 때문에 광원 장치(22) 및 투영 광학계(23)가, 스테이지(21)의 지지면에 대하여 수직방향으로 배치될 경우에는, 관찰 장치(25) 및 수광 광학계(24)는, 스테이지(21)의 지지면에 대하여, 비스듬히 위쪽에 배치하는 것이 바람직하다.The
(2)패턴 결함검사공정(2) Pattern defect inspection process
계속해서, 전술한 패턴결함 검사장치(40)를 사용한 패턴결함 검사방법에 관 하여 설명한다. 제4의 실시예에 따른 패턴결함 검사방법은, (a)테스트용 단위 패턴(63)이 주기적으로 배열되어 이루어지는 테스트 패턴(66)에, 소정의 입사각으로 빛을 조사하는 공정과, (b)테스트 패턴(66)을 통과한 투과광을 반복 패턴(56)위에 결상시킴으로써, 중합 패턴(70)을 형성하는 공정과, (c) 중합 패턴(70)으로부터의 회절광을 관찰함으로써, 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 유무를 검사하는 공정을 구비한다. 이하, 각 공정에 대해서 순차적으로 설명한다.Subsequently, the pattern defect inspection method using the pattern
(a)조사 공정(a) investigation process
우선, 유지 부재(23a)에, 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판(60)을 유지한다. 그 후에 광원 장치(22)를 사용하여, 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판(60)에 대하여 빛을 조사한다.First, the
(b)중합 패턴을 형성하는 공정(b) forming a polymerization pattern
그 후에 결상 렌즈 군(23c)을 사용하여, 애퍼쳐(23b)를 통과한 투과광을 수광시켜, 반복 패턴(56)위에 테스트 패턴(66)의 상(66’)을 결상시킨다.After that, the transmitted light passing through the
이상에 의해, 반복 패턴(56)과 테스트 패턴(66)의 상(66’)을 중합시켜 이루어지는 중합 패턴(70)을 형성한다. 또한, 제1의 실시예와 같이, 중합 패턴(70)으로부터는 회절광이 발생한다.By the above, the
(c)결함유무의 검사 공정(c) Inspection process for defects
그 후는, 제1의 실시예와 마찬가지로, 관찰 장치(25)를 사용하여 중합 패턴(70)으로부터의 회절광을 촬영하고, 그 결과를 화상 데이터로서 출력하여, 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 유무를 검사한다.Thereafter, similarly to the first embodiment, the diffraction light from the
제4의 실시예에 의하면, 테스트 패턴(66)의 형성면과 반복 패턴(56)의 형성면이 직접 접촉하지 않고 대향할 수 있으며, 테스트 패턴(66)과 반복 패턴(56)이 접촉하는 것에 의한 패턴 형성면의 손상을 방지할 수 있다.According to the fourth embodiment, the forming surface of the
[D]제5의 실시예[D] Fifth Embodiment
제5의 실시예에 있어서의 패턴결함 검사방법이, 상기 제4의 실시예와 다른 점은, 스테이지(21)에 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판(60)을 유지하고, 투영 광학계(23)의 유지 부재(23a)에 포토마스크(50)를 유지하는 것이다. 즉, 제4의 실시예에 있어서의 패턴결함 검사방법은, 포토마스크(50) 및 패턴결함 검사용 테스트 패턴 기판(60)의 유지 위치가 반대이다.The pattern defect inspection method in the fifth embodiment differs from the fourth embodiment in that the
제5의 실시예에 의하면, 테스트 패턴(66)의 형성면과 반복 패턴(56)의 형성면이 직접 접촉하는 않고 대향할 수 있으며, 테스트 패턴(66)과 반복 패턴(56)이 접촉하는 것에 의한 패턴 형성면의 손상을 방지할 수 있다.According to the fifth embodiment, the forming surface of the
또한 제5의 실시예에 의하면, 테스트 패턴(66)의 형성면과 반복 패턴(56)의 형성면이 직접 접촉하지 않고 대향할 수 있으며, 테스트 패턴(66)과 반복 패턴(56)이 접촉하는 것에 의한 패턴 형성면의 손상을 방지할 수 있다.Further, according to the fifth embodiment, the forming surface of the
제5의 실시예에 의하면, 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1은, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 주기 D2보다 크기 때문에, 비교적 용이하게 테스트 패턴(66)위에 반복 패턴(56)의 상을 결상할 수 있다. 즉, 투영 광학계(23)에 요구되는 광학성능을 낮출 수 있으며, 이에 따라 패턴결함 검사장치의 원가를 낮출 수 있다.According to the fifth embodiment, since the arrangement period D1 of the
[E]제6의 실시예[E] Sixth Example
제6의 실시예에 있어서의 패턴결함 검사방법이, 상기 제1부터 제4의 실시예와 다른 점은, 단위 패턴(53)의 배열 방향과, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 방향이, 서로 평행하지 않고, 서로 직교하지 않도록 중합 패턴(70)을 형성하는 점에 있다. 즉, 이러한 경우에 있어서는, 단위 패턴(53)의 격자틀(53a)과, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 방향은 비스듬히 교차한다.The pattern defect inspection method in the sixth embodiment is different from the first to fourth embodiments in that the arrangement direction of the
도 7에, 중합 패턴(70)의 부분 확대도를 나타낸다. 이 경우, 격자틀(53a)과, 그 격자틀(53a)에 인접하는 테스트용 단위 패턴(63)의 간격 d는, 일정하지 않고, 중합 패턴(70)위의 위치에 의해 변화된다. 예를 들면 도 7에 있어서의 영역 A1에서는, 격자틀(53a)이 오른쪽으로 내려가 있기 때문에, 격자틀(53a)과 테스트용 단위 패턴(63)의 교차점으로부터 오른쪽으로 감에 따라서 간격 d의 크기는 확대된다.7 shows a partially enlarged view of the
제6의 실시예에 의해 형성되는 중합 패턴(70)에 빛이 조사되었을 경우, 상기한 바와 같이, 입사광의 파장이 λ, 입사각이 θi일 때에는, d(sinθn±sinθi)=n λ의 관계를 만족시키는 회절각θn의 방향으로, n차 회절광이 관측되게 된다.When light is irradiated to the
즉, 제6의 실시예에 의해 형성되는 중합 패턴(70)과 같이 , 위치에 따라 간격 d의 크기가 변화될 경우, 상기의 관계식에 근거하면, 파장λ、입사각θi, 회절각θn이 일정하게 유지되는 한, 중합 패턴(70)상의 검사 위치에 따라, 관측되는 회절광은 다르게 된다.That is, as in the
여기에서, 반복 패턴(56)을 구성하는 단위 패턴(53)이 정상일 경우, 중합 패턴에 있어서의 간격 d의 크기 변화는 일정한 주기로 반복되게 된다. 이 경우, 반복 패턴(56)의 각 부분에 발생하는 회절광도, 일정한 주기를 가진 반복을 가지고 관측 되게 된다.Here, when the
그러나, 반복 패턴(56)을 구성하는 단위 패턴(53)에 결함이 생겼을 경우, 결함부의 영역 A2에 있어서의 상기 간격 d의 변화는, 상기의 정상부와는 다르게 된다. 즉, 정상부와는 다른 패턴이 회절광을 일으키게 된다. 예를 들면 도 7에 실선으로 표시된 격자틀(53a')은, 본래는 점선으로 나타낸 위치에 배치되어야 하지만, 실선으로 표시된 위치로 이동하게 된다(좌표위치 변동계의 결함). 이 경우, 점선으로 나타낸 영역 A2의 본래의 위치는, 오른쪽에 실선으로 표시되는 영역 A2’로 이동하게 된다. 따라서, 이 결함부에서는, 정상적인 반복 패턴(56)과는 다른 회절광 (다른 강도 또는 어느 강도가 되는 부분의 다른 위치)이 관측되게 된다.However, when a defect occurs in the
상기에 의거하여, 일정한 규칙성으로부터 일탈한 회절광을 보이는 영역 A2’의 위치를 관측함으로써, 영역 A2의 위치와의 어긋남을 검출할 수 있고, 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 유무를 검사할 수 있다.Based on the above, by observing the position of the region A2 'showing the diffracted light deviating from the regularity, the deviation from the position of the region A2 can be detected, and the presence or absence of a defect in the repeating
도 8은, 제6의 실시예에 따른 중합 패턴(70)으로부터의 회절광의 촬영 결과의 일예를 도시한다. 도 8에 있어서 왼쪽 절반의 검은 격자 모양의 선은, 정상적인 각 단위 패턴(53)을 구성하는 격자틀(53a)에 기인하는 회절광 패턴이다. 도 8의 오른쪽 절반에는, 다른 부분과는 강도가 다른 회절광(흰 선)이 주기적으로 관찰되고 있다. 즉, 흰 선의 관측 위치는, 상기 간격 d의 변화에 의해, 회절광의 강도가 변화되고 있는 영역 A1임을 나타내고 있다. 그리고, 도 8의 오른쪽 절반에 있어서의 중앙부근에서는, 상기의 흰 선의 관측 위치가, 다른 흰 선보다도 오른쪽으로 시프트하고 있다. 즉, 시프트한 위치에 결함이 생기는 것을 나타내고 있다.8 shows an example of a photographing result of diffracted light from the
단위 패턴(53)의 격자틀(53a)과, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 방향이 교차하는 각도δ는, 각도δ가 지나치게 크면, 회절광의 흐트러짐(상기의 시프트)을 좁은 시야내에서도 확실하게 검출할 수 있는 한편, 상기의 시프트량이 작아져, 검출이 곤란하게 된다. 반대로, 각도가 지나치게 작으면, 상기의 시프트량이 커지지만, 좁은 시야내에서 확실하게 검출하는 것이 곤란해진다.When the angle δ at which the
따라서, 단위 패턴(53)의 격자틀(53a)과, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 방향이 교차하는 각도δ는, 0.01도에서 2도의 범위가 바람직하다.Therefore, the angle δ where the
또한 반복 패턴(56)과 테스트 패턴(66)은, 동일한 패턴이거나, 다른 패턴이어도 된다. 또한 다른 패턴의 경우, 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1과, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 주기 D2도, 동일하거나 달라도 된다. 여기에서, 배열 주기 D1이, 배열 주기 D2보다 작아도 상관없다. 단, 배열 주기 D1이, 배열 주기 D2의 정수배인 것이 바람직한 것은, 상기의 경우와 같다.The repeating
이상, 제6의 실시예에 있어서는, 단위 패턴(53)의 배열 방향과, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 방향을 비스듬히 교차시키고 있다. 이에 따라 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 주기 D2가 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1보다 큰 경우라도, 간격 d의 크기가 일정한 범위 내에서 변화되는 영역 A2를, 중합 패턴(70)위에 주기적으로 만들 수 있다. 그 때문에 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 유무를 검사할 수 있다.As described above, in the sixth embodiment, the arrangement direction of the
특히, 제6의 실시예를, 전술의 제5의 실시예에 적용했을 경우에는, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 주기 D2를 크게 할 수 있기 때문에, 비교적 용이하게 테스트 패턴(66)의 상을 결상하는 것이 가능하게 된다. 즉, 투영 광학계(23)에 요구되는 광학성능을 낮출 수 있기 때문에, 패턴결함 검사장치의 비용을 낮출 수 있다.In particular, when the sixth embodiment is applied to the fifth embodiment described above, the arrangement period D2 of the
또한 중합 패턴(70)을 형성할 때, 단위 패턴(53)의 배열 방향과, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 방향을, 완전히 평행하게 유지할 필요가 없기 때문에, 검사 작업의 효율을 높일 수 있다.Moreover, when forming the
또한, 도 6은, 단위 패턴(53)의 배열 방향과, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 방향을 평행하게 하여 형성한 중합 패턴(70)의 부분 확대도이다.6 is a partially enlarged view of the
이러한 경우, 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1이, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 주기 D2보다 크기 때문에, 테스트용 단위 패턴(63)과 단위 패턴(53)이 겹치게 된다. 그 때문에 회절광의 흐트러짐의 관측이 가능한 영역이 존재하지 않으며 또한 반복 패턴(56)에 결함이 생겨도 회절광이 흐트러지지 않아, 결함의 검출이 곤란하다. 따라서, 단위 패턴(53)의 배열 방향과, 테스트용 단위 패턴(63)의 배열 방향이 서로 평행하지 않고, 서로 직교하지 않도록 중합 패턴(70)을 형성하면 유리하다.In this case, since the array period D1 of the
[E]포토마스크의 제조 방법[E] manufacturing method of photomask
계속해서, 본 발명의 제1부터 제6의 실시예로서 나타낸 패턴결함 검사방법을 사용하여, 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 유무를 검사하는 공정을 가지는 포토마스크(50)의 제조 방법에 관하여 설명한다.Subsequently, the manufacturing method of the
이 포토마스크(50)의 제조 공정은, 마스크 블랭크 제조 공정, 레지스트 패턴형성공정, 마스크 패턴 형성공정 및 결함검사공정을 순차 실시하는 것이다.The manufacturing process of this
마스크 블랭크 제조 공정은, 투명기판(57)의 표면에 차광막 등의 박막을 형성하고, 이 박막 위에 레지스트를 도포하여 레지스트 막을 형성한다. 이에 따라 적 층구조의 마스크 블랭크를 제조한다.In the mask blank manufacturing step, a thin film such as a light shielding film is formed on the surface of the
레지스트 패턴형성공정은, 마스크 블랭크의 레지스트 막에 묘화기로, 예를 들면 레이저빔을 조사하고, 라스터 묘화 방식 등 임의의 방식을 사용하여 묘화하고, 이 레지스트 막에 소정의 패턴을 노광하고, 현상하여 레지스트 패턴을 형성한다. 이 레지스트 패턴에는, 반복 패턴(56)을 형성하기 위한 패턴이 설치된다.In the resist pattern forming step, a resist beam of a mask blank is irradiated with a laser beam, for example, by using an arbitrary method such as a raster drawing method, and a predetermined pattern is exposed to the resist film to develop. To form a resist pattern. In this resist pattern, a pattern for forming a repeating
마스크 패턴형성공정은, 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 박막을 에칭하고, 이 박막에 반복 패턴(56)을 형성한다. 이 때, 반복 패턴(56)에 있어서의 단위 패턴(53)의 주기는, 상기 포토마스크를 사용하여 제조하고자 하는 디바이스의 용도에 따라 적절히 설정되고, 예를 들면 액정표시 패널 등의 표시 디바이스용 기판에 있어서는 80∼2000㎛로 설정된다. 또한 한 장의 기판에 단일 포토마스크(50)의 반복 패턴(56)이 2∼4면 형성된 것이라도 좋다. 박막에 패턴을 형성한 후, 레지스트는 에칭에 의해 제거된다.In the mask pattern forming step, the thin film is etched using the resist pattern as a mask to form a repeating
결함검사공정은, 본 발명의 제1∼4의 실시예로서 나타낸 패턴결함 검사방법을, 포토마스크(50)의 제조 공정의 일환으로서 실시하고, 포토마스크(50)의 제조를 완료한다. 여기에서, 본 발명의 결함검사공정은, 레지스트 패턴을 사용하여 행해도 되고, 레지스트를 제거한 후, 박막 패턴을 사용하여 행해도 된다. 레지스트 패턴을 사용하여 행하면, 박막 패턴의 손상을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.In the defect inspection step, the pattern defect inspection method shown as the first to fourth embodiments of the present invention is performed as part of the manufacturing process of the
그 후는, 이 포토마스크(50)를 사용하여 노광을 행하고, 표시 디바이스용 기판 위의 레지스트 막에, 포토마스크(50)의 마스크 패턴을 전사한다. 그 후에 이 전사 패턴에 근거하는 화소 패턴을 표시 디바이스용 기판의 표면에 형성하고, 표시 디바이스용 기판의 제조를 완료한다. 또한, 상기 화소 패턴은, 예를 들면 액정표시 패널의 박막트랜지스터, 대향기판, 칼라필터 등의 반복 패턴이다.After that, exposure is performed using this
상기 실시예에 의하면, 다음 효과(1)∼ (3)을 발휘한다.According to the said embodiment, the following effects (1)-(3) are exhibited.
(1)상기 실시예에 의하면, 회절광을 이용하여 반복 패턴(56)의 결함의 매크로 검사를 실시할 수 있기 때문에, 단시간에 검사를 하는 것이 가능하게 되고, 포토마스크(50)의 생산성을 높일 수 있다.(1) According to the above embodiment, since the inspection of the defect of the repeating
(2) 또한 실시예에 의하면, 포토마스크(50)에 있어서는, 반복 패턴(56)에 있어서의 단위 패턴(53)의 배열 주기 D1이, 회절광에 의한 결함검사를 행하기 쉬운 주기에 대해 큰 경우라도, 반복 패턴(56)에 테스트 패턴(66)을 중합하여 중합 패턴(70)을 형성하고, 중합 패턴(70)으로부터의 회절광의 흐트러짐을 관측하는 것으로, 반복 패턴(56)에 생긴 미세한 결함을 검출하는 것이 가능해 진다.(2) Further, according to the embodiment, in the
(3)상기의 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크(50)를 사용하여, 화소 패턴을 형성하고, 표시 디바이스용 기판(예를 들면 액정표시 패널)을 제조함으로써, 화소 패턴에 결함이 없는 표시 디바이스용 기판으로 할 수 있다.(3) The pixel pattern is formed by forming a pixel pattern using the
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