KR20040087948A

KR20040087948A - 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법

Info

Publication number: KR20040087948A
Application number: KR1020040024061A
Authority: KR
Inventors: 히사미 이케베
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2004-10-15
Also published as: CN1536440A; JP3875648B2; TW200425295A; CN1261819C; JP2004309327A; TWI247349B; KR100650366B1

Abstract

정상 패턴이나 모든 수정 패턴의 판정을 행하는 경우에 대해, 그레이톤부가 유저의 노광·전사 프로세스에서 문제가 되는지 어떤지의 검사(판정)를 용이하게 행할 수 있는 그레이톤 마스크의 판정(검사, 보증)·수정 방법을 제공한다.

투과량을 조정한 영역으로, 상기 영역을 투과하는 광의 투과량을 저감하여 포토레지스트의 막 두께를 선택적으로 변경하는 것을 목적으로 하는 그레이톤부, 차광부, 및 투과부를 갖는 그레이톤 마스크의 결함 판정 방법으로서,

(1) 상기 그레이톤부의 화상 데이터를 작성하는 공정과, (2) 상기 화상 데이터에 근거하여, 그레이톤부에서의 결함을 식별할 수 있게 되는 화상 처리를 실시하는 공정과, (3) 상기 화상 처리 후의 데이터에 근거하여, 결함 검사를 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.

Description

그레이톤 마스크의 결함 검사 방법{METHOD OF INSPECTING A DEFECT OF GRAYTONE MASK}

본 발명은 투과량을 조정한 영역으로서 이 영역을 투과하는 광의 투과량을 저감하여 포토마스크의 막 두께를 선택적으로 변경하는 것을 목적으로 하는 그레이톤부를 갖는 그레이톤 마스크의 그레이톤부의 결함 검사(판정) 방법 및 결함 수정 방법 등에 관한 것이다.

최근, 대형 LCD용 마스크의 분야에서, 그레이톤 마스크를 이용하여 마스크 장수를 삭감하는 시도가 이루어지고 있다(비특허문헌 1).

여기서, 그레이톤 마스크는 도 5a에 나타낸 바와 같이, 투명기판 위에 차광부(1); 투과부(2); 및 그레이톤부(3)를 갖는다. 그레이톤부(3)는, 예를 들어 그레이톤 마스크를 사용하는 대형 LCD용 노광기의 해상 한계 이하의 차광 패턴(3a)을 형성한 영역으로서, 이 영역을 투과하는 광의 투과량을 저감하여 이 영역에 의한 조사량을 저감하여 포토레지스트의 막 두께를 선택적으로 변경하는 것을 목적으로 하여 형성된다. 도면부호 3b는 그레이톤부(3)에서의 노광기의 해상 한계 이하의 미세 투과부이다. 차광부(1)와 차광 패턴(3a)은 모두 크롬이나 크롬 화합물 등의 동일한 재료로 이루어진 동일한 두께의 막으로 통상 형성된다. 투과부(2)와 미세 투과부(3b)는 모두 투명기판 위에서 차광막 등이 형성되지 않는 투명기판의 부분이다.

그레이톤 마스크를 사용하는 대형 LCD용 노광기의 해상 한계는 스테퍼 방식의 노광기로 약 2.5㎛, 미러 프로젝터(mirror projection) 방식의 노광기로 약 3㎛이다. 이 때문에, 예를 들어 도 3의 (a)에서 그레이톤부(3)에서의 미세 투과부(3b)의 스페이스 폭을 2.5㎛ 미만, 노광기의 해상 한계 이하의 차광 패턴(3a)의 라인폭을 2.5㎛ 미만으로 한다. 상기 대형 LCD용 노광기로 노광한 경우, 그레이톤부(3)를 통과한 노광광은 전체적으로 노광량이 충분하지 않게 되기 때문에, 이 그레이톤부(3)를 통해 노광된 포지티브형 포토레지스트는 막 두께가 얇게만 될 뿐 기판 위에 남게된다. 그 결과, 레지스트는 노광량의 차이에 의해 통상의 차광부(1)에 대응하는 부분과 그레이톤부(3)에 대응하는 부분에서 현상액에 대한 용해성에 차이가 발생되기 때문에, 현상 후의 레지스트 형상은 도 5b에 나타낸 바와 같이, 통상의 차광부(1)에 대응하는 부분(1')이, 예를 들어 1㎛, 그레이톤부(3)에 대응하는 부분(3')이, 예를 들어 약 0.4 내지 0.5㎛, 투광부(2)에 대응하는 부분은 레지스트가 없는 부분(2')이 된다. 그리고, 레지스트가 없는 부분(2')에서 피가공 기판의 제 1 에칭을 행하고, 그레이톤부(3)에 대응하는 얇은 부분(3')의 레지스트를 에싱(ashing) 등에 의해 제거하고, 이 부분에서 제 2 에칭을 행함으로써, 1장의 마스크로 종래의 마스크 2장분의 공정을 행하여, 마스크 장수를 삭감한다.

그런데, 상기와 같은 그레이톤 마스크에서의 그레이톤부는 미세 패턴의 가공이 용이하지 않은 점이나, 제조 공정 중에 발생하는 분진 등이 크게 영향을 미치는 하는 점 등의 이유로 인해, 차광 패턴(3a)의 가늘어짐, 굵어짐 등의 CD 에러나, 잉여 패턴(돌기(凸), 쇼트(브릿지), 스폿 등)이나 결핍 패턴(결핍(凹)이나 파선 등)으로 이루어진 패턴 결함 등(이하, 패턴의 굵어짐이나 잉여 패턴 결함 등을 흑결함으로 칭하고, 패턴의 가늘어짐이나 결핍 결함 등을 백결함으로 칭한다)이 발생된다.

그래서, 그레이톤부에 발생한 결함에 대해서는 패턴 수정이 실시되지만, 그레이톤부의 패턴이 미세하기 때문에, 다양한 문제가 발생된다.

첫 번째로, 예를 들어 2㎛ 이상의 그레이톤 패턴을 최소 슬릿 사이즈 2㎛의 수정 장치로 수정하는 경우에 있어서는 그레이톤부의 패턴이 미세한(선폭이 가는) 점, 수정 장치에 의한 수정 정밀도에 한계가 있는 점에 기인하여, 수정 패턴을 형성해야 하는 부분과 수정 패턴을 형성하고자 하는 부분의 편차에 상당하는 위치맞춤 정밀도, 및 수정 패턴을 형성해야 하는 부분과 수정 패턴이 실제로 형성되는 부분의 차이에 상당하는 수정 정밀도에는 한계가 있다. 이로 인해, 정상 패턴과 동일 형상(정상 패턴의 CD 허용 정밀도 내)으로 수정하는 것을 발생하는 결함에 의해서는 기술적으로 매우 곤란(예를 들어, 거대 결핍 결함 부분에 미세 수정막 패턴을 형성하여 수정하는 경우)하기 때문에, 가능한 한 정상 패턴에 근접하게 되도록 수정, 즉 정상 패턴에 근사한 수정(정상 패턴의 CD 허용 정밀도 외)을 행하였다.

두 번째로, 예를 들어 1㎛의 그레이톤 패턴을 최소 슬릿 사이즈 2㎛의 수정 장치로 수정하는 것은 기술적으로 불가능하기 때문에, 정상 패턴과 근사한 형상으로 복원시키지 않고, 정상 패턴과 동등한 그레이톤 효과가 얻어지는 수정 패턴(정상 패턴과는 상이한 형상 및/또는 상이한 배열의 수정 패턴)을 형성함으로써, 그레이톤부의 수정을 행하는 기술(특수한 수정 방법)에 관해, 본 출원인은 먼저 출원을 행하였다(특허문헌 1).

[비특허문헌 1] 월간 FPD Intelligence, p.31-35, 1999년 5월

[특허문헌 1] 일본특개평2002-107913

상술한 종래 기술에는 이하에 나타내는 문제점이 있다.

첫 번째로, 정상 패턴과 동일 형상(정상 패턴의 CD 허용 정밀도 내)의 패턴이 되도록 수정한 경우는 통상의 패턴끼리를 비교하여 검사를 행하는 비교 검사를 행할 수 있지만, 정상 패턴과 근사 형상의 패턴(정상 패턴의 CD 허용 정밀도 외)으로 수정한 경우나, 정상 패턴과 상이한 형상의 패턴으로 수정한 경우는 통상의 비교 검사가 행해지지 않기 때문에, 검사가 용이하지 않다는 문제가 있었다.

두 번째로, 흑결함을 레이저 리페어 장치로 제거하는 경우, 유리기판은 데미지를 받기 쉽기 때문에, 수정 후의 차광 패턴(3a)이 설정된 스팩(패턴 선폭·형상)을 만족하는 경우이어도, 미세 투과부(유리부; 3b)가 데미지를 받은 경우에는 미세 투과부(유리부; 3b)의 투과율이 저하되기 때문에, 사용자의 노광·전사 프로세스에서는 문제가 되는 경우가 있다. 구체적으로는 유리 데미지를 받은 경우, 미세 투과부(유리부; 3b)의 투과율 저하를 보완하기 위해, 설정된 스팩(패턴 선폭·형상)보다도 가는 선폭의 노광 패턴(3a)으로 할 필요가 발생된다. 이와 같은 경우는 패턴 형상만의 검사로는 불충분하다는 문제가 있었다.

세 번째로, 사용자의 요구(사용자가 노광하였을 때에, 소정의 레지스트 막 두께를 남길 수 있도록 하는 것)를 만족하기 위해 설정된 스팩(패턴 선폭·형상)을 만족하는 정상 패턴(당연 CD 허용 정밀도 내) 및 정상 패턴의 CD 허용 정밀도 내의 수정 패턴이라도, 사용자가 실제로 그레이톤 마스크를 사용하여 피전사 기판의 레지스트 위에 전사 패턴을 얻을 때의 노광 조건이 전사에 이용되는 노광 장치의 광학 조건의 설정 조건에 따라 상이한 경우가 있기 때문에, 사용자의 노광·전사 프로세스에서는 문제가 되는 경우가 있다. 구체적으로는, 사용자가 사용하는 그레이톤 마스크의 노광 조건이 통상의 조건이 아닌 경우(예를 들어, 광의 조사량 조건이 통상의 조건이 아닌 경우(과부족이 있는 조사 조건 등)나, 의도적으로 그레이톤 패턴이 해상되지 않는 조건이 있다. 이상으로부터, (1) 설정된 스팩(패턴 선폭·형상)을 만족하는 정상 패턴이나 수정 패턴(모두 CD 허용 정밀도 내)이어도, 사용자의 노광·전사 프로세스에서는 문제가 되는 경우가 있는 점, (2) 정상 패턴에 근사한 수정 패턴(정상 패턴의 CD 허용 정밀도 외)이어도, 사용자의 노광·전사 프로세스에서 문제가 되지 않으면 양호하다는 점(사용자에서의 노광 후의 레지스트 패턴의 합격 판정 결과가 합격이면 양호하다는 점), (3) 사용자의 노광·전사 프로세스에서 문제가 되는지 어떤지의 검사(판정)을 행할 필요성·중요성이 있는 점이 판명된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 행해진 것으로, 그레이톤부가 사용자의 노광·전사 프로세스에서 문제가 되는지 어떤지의 검사(판정)를 용이하게 그리고 고정밀도로 행할 수 있는 그레이톤 마스크의 검사(판정, 보증)·수정 방법의 제공을 제 1 목적으로 한다.

또한, 상기 검사(판정) 방법을 이용한 그레이톤 마스크의 그레이톤부 패턴 결정 방법의 제공을 제 2 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 그레이톤부에서의 흑결함 수정·검사 방법을 설명하기 위한 부분 평면도.

도 2는 본 발명의 실시예에서의 강조 처리를 설명하기 위한 모식도.

도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 그레이톤부에서의 미소 흑결함의 검사 방법을 설명하기 위한 부분 평면도.

도 4는 레이저 수정 장치의 개략 구성을 설명하기 위한 모식도.

도 5는 그레이톤 마스크를 설명하기 위한 도면으로, 도 5a는 부분 평면도, 도 5b는 부분 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 차광부 2 : 투과부

3 : 그레이톤부 3a : 차광 패턴

3b : 미세 투과부

본 발명은 이하의 구성을 갖는다.

(구성 1) 투과량을 조정한 영역으로 상기 영역을 투과하는 광의 투과량을 저감하여 포토마스크의 막 두께를 선택적으로 변경하는 것을 목적으로 하는 그레이톤부, 차광부 및 투과부를 갖는 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법으로서,

상기 그레이톤부의 화상 데이터를 작성하는 공정;

상기 화상 데이터에 근거하여, 그레이톤부에서의 결함을 식별할 수 있는 화상 처리를 행하는 공정; 및

상기 화상 처리후의 데이터에 근거하여, 결함 검사를 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.

(구성 2) 상기 화상 처리를 실시하는 공정은 바림 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.

(구성 3) 상기 화상 처리를 실시하는 공정은 강조 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.

(구성 4) 상기 그레이톤부는 그레이톤 마스크를 사용하는 노광기의 해상 한계 이하의 차광 패턴을 형성한 영역인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 3중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.

(구성 5) 상기 결함 검사는 상기 화상 처리 후의 데이터에 대해 미리 설정된 농담의 허용범위(임계값)에 근거하여 행하는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.

(구성 6) 상기 화상 데이터는 수정 후의 그레이톤부의 화상 데이터인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 5중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 검사방법.

(구성 7) 상기 수정 후의 그레이톤부는 정상 패턴과 근사 형상의 패턴, 또는 정상 패턴과 동등한 그레이톤 효과를 나타내지만 상이한 형상 및/또는 배열의 수정 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 6에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.

(구성 8) 그레이톤 마스크가 LCD 제조용 마스크 또는 표시 디바이스 제조용 마스크인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 7중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.

(구성 9) 투과량을 조정한 영역으로 상기 영역을 투과하는 광의 투과량을 저감하여 포토마스크의 막 두께를 선택적으로 변경하는 것을 목적으로 하는 그레이톤부, 차광부 및 투과부를 갖는 그레이톤 마스크의 패턴 결정 방법에 있어서,

(1) 소정의 형상 및/또는 배열로 상기 그레이톤부를 작성하는 공정;

(2) 상기 그레이톤부의 화상 데이터를 작성하는 공정; 및

(3) 상기 화상 데이터에 근거하여 그레이톤부에서의 결함을 식별할 수 있는 화상 처리를 실시하는 공정을 포함하며,

상기 (1) 내지 (3)의 공정에 의해 얻어진 상기 화상 처리 후의 데이터에, 결함이 존재하지 않도록 그레이톤부의 형상 및/또는 배열을 결정하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 패턴 결정 방법.

(구성 10) 상기 화상 처리를 실시하는 공정은 바림 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 9에 기재된 그레이톤 마스크의 패턴 결정 방법.

(구성 11) 상기 화상 처리를 실시하는 공정은 강조 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 9 또는 10에 기재된 그레이톤 마스크의 패턴 결정 방법.

(구성 12) 상기 그레이톤부는 그레이톤 마스크를 사용하는 노광기의 해상 한계 이하의 차광 패턴을 형성한 영역인 것을 특징으로 하는 구성 9 내지 11중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크의 패턴 결정방법.

본 발명의 그레이톤 마스크의 검사(판정, 보증)·수정 방법은

(1) 그레이톤부를 포함하는 화상(예를 들어, 수정 후의 그레이톤부의 패턴을 포함하는 화상이나 정상 패턴을 포함하는 화상 등)의 화상 데이터를 작성하는 공정;

(2) 상기 화상 데이터에 근거하여 그레이톤부에서의 결함을 식별할 수 있는 화상 처리를 실시하는 공정; 및

(3) 상기 화상 처리 후의 데이터에 근거하여, 결함 검사를 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다(구성 1).

본 발명에서는 그레이톤부를 포함하는 화상(예를 들어, 수정 후의 그레이톤부의 패턴을 포함하는 화상이나 정상 패턴을 포함하는 화상 등)의 화상 데이터에 근거하여, 사용자의 노광·전사 프로세서에서의 전사 상황을 판정할 수 있는 이미지를 작성하여, 그레이톤부의 패턴이 사용자에서의 허용범위에 들어가도록 한다.

여기서, 그레이톤부를 포함하는 화상의 화상 데이터를 작성하는 공정(공정 (1))에서는 그레이톤부를 포함하는 영역을 관찰·해상할 수 있는 광학계(예를 들어, 수정 장치에 구비되는 현미경이나, 단독의 현미경, 검사 장치 등의 광학계 등)에 의해 얻어진 그레이톤부를 포함하는 화상을, 사진 촬영이나 CCD 촬영한 화상을 스캐너로 판독하는 수법이나, 비디오 캡처로 직접 판독하는 수법 등에 의해, 그레이톤부를 포함하는 화상을 전자화한 화상 데이터를 얻는다.

광학계로서는 반사광이나 투과량에 의한 관찰이 가능한 광학계가 권장되지만, 이 중 투과광 관찰이 가능한 광학계는 사용자의 노광·전사 프로세스에서의 전사 상항에 따라 근사한 상태를 실현할 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 화상 데이터에 근거하여, 그레이톤부에서의 결함을 식별할 수 있는 화상 처리를 실시(공정(2))함으로써, 사용자의 노광·전사 프로세스에서의 전사 상황을 판정할 수 있는 이미지를 작성한다.

본 발명에 있어서, 화상 처리로서는 예를 들어 「바림 처리」(구성 2)이나, 「강조 처리」(구성 3) 외, 화상의 추출 처리, 그레이스케일화(색정보의 파기) 처리, 색조 보정 처리(화상 내의 특정한 밝기의 영역만을 보정하는 처리를 말하고, 예를 들어 백, 흑 정보만을 추출하는 처리가 포함된다) 등이 구체적으로 권장된다.

여기서, 「바림 처리」는 「샤프 처리」의 역으로, 변화를 매끄럽게 하는 처리를 말한다. 이 「바림 처리」는 화상 처리에 의해, 화상을 미세화(분할)하고, 이 미세화한 각각에 대해 면적(강도)을 변화시키지 않고 가우시안 분포화한 후, 다시 각각을 중합시키는(서로 합치는) 처리 방법을 통상 주로 나타내지만, 화상 처리의 분야에서 「바림 처리」라 칭하는 다른 처리 방법도 포함된다. 「바림 처리」의 조건은 화상의 미세화(픽셀화)의 정도나, 가우시안 분포화한 데이터의 가공(예를 들어, 방치하는 부분의 범위(거리)를 변화시키는 것) 등에 의해 상세하게 설정할 수있고, 검사하는 패턴 등에 따라, 상세한 설정 조건(즉, 바림 효과의 정도의 설정)을 변경할 수 있다. 또한, 바림 처리 후에도, 면적(강도)의 합계는 변경되지 않는다. 이 바림 처리 조건은 사용자의 노광· 전사 프로세스에서의 실제의 광의 전사 상태와 거의 동등한 것을 시뮬레이션으로 확인하였다. 즉, 사용자에서의 노광 조건(예를 들어, 광의 조사량 조건이나, 의도적으로 그레이톤 패턴이 해상되지 않는 조건 등)을 검사하고, 이것에 대응한 바림 처리를 행함으로써, 그레이톤부의 패턴으로부터, 사용자에서의 노광 후의 전사 이미지에 대응한, 사용자의 노광·전사 프로세스에서의 전사 상황을 판정할 수 있는 이미지를 작성할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명은 화상 처리에 의해, 사용자에서의 노광 조건을 임의로 설정하여 시뮬레이션함으로써, 사용자에서의 노광 후의 전사 이미지에 대응한 이미지, 즉 사용자의 노광·전사 프로세스에서의 전사 상황을 판정할 수 있는 이미지를 작성할 수 있게 된다. 그 결과, 사용자의 노광·전사 프로세스에서의 전사 상황을 판정할 수 있는 이미지를 작성하는 수단으로서, 화상 처리를 채용하기 때문에, 사용자에서의 노광 조건을 임의로 설정하여 시뮬레이션하는 것이 용이하게 그리고 고정밀도로 행할 수 있으며, 특히 광의 조사량 조건을 임의로 설정하여 시뮬레이션할 수 있는 것은 노광기를 사용하여 실제로 확인하는 수법에 비해 현격히 유리하며 유용성이 높다.

또한, 「강조 처리」는 화상중의 결함 부분을 강조화하는 처리를 말한다. 예를 들면, 화상 처리 후의 데이터에 대해 미리 설정된 농담의 임계값에 근거하여, 임계값을 초과하는 영역을 강조 표시하는 처리가 권장된다.

본 발명에서는 「바림 처리」와 「강조 처리」 쌍방을 행하는 것이 결함 검사(판정) 정밀도의 향상을 도모하는데 바람직하다.

상기 화상 처리 후의 데이터에 근거하여 결함 검사를 행하는 공정(공정 (3))에서는 화상 처리 후의 데이터에 대해 미리 설정된 농담의 허용 범위(예를 들어 임계값)에 근거하여 결함 검사(판정)를 행할 수 있다(구성 5).

그레이톤부에는 반복 패턴이 존재하기 때문에, 반복 패턴의 CD 편차가 존재한다. 이들의 CD 편차 범위를 고려한 후에, 사용자에서는 「상한(예를 들어, 굵은 패턴)」, 「하한(예를 들어, 가는 패턴)」 어느쪽에도 영향을 주지 않는 조건으로 노광을 행한다. 이 때문에, 수정 후의 패턴은 상한 내지 하한(허용 편차 범위) 사이에 들어가도록 할 필요가 있다. 일예로서, 이 상한 내지 하한(허용 편차 범위)에 대응시켜, 임계값을 설정한다. 예를 들면, 그레이톤부의 미수정의 정상 패턴의 CD 허용 정밀도에 대응하는 투과율 범위에 대해 ±5% 또는 -5% 범위를 넓힌 투과율 범위가 얻어지는 농담의 허용 범위(임계값)에 근거하여 결함 검사(판정)를 행할 수 있다.

본 발명에서는 사용자의 노광·전사 프로세스에서의 전사 상황을 판정할 수 있는 화상 처리 후의 데이터(이미지)에 근거하여 수정부를 평가를 행하고, 이 평가 결과에 근거하여 수정 후의 패턴이 사용자에서의 허용 범위에 들어가도록 다시 수정할 수 있다(구성 6). 더욱이. 이와 같은 평가 결과를 미리 축적해 두고, 이 축적된 데이터에 근거하여 그레이톤부의 결함 수정을 행할 수도 있다(구성 6).

본 발명의 결함 검사 방법은 그레이톤부가 그레이톤 마스크를 사용하는 노광기의 해상 한계 이하의 노광 패턴을 구성한 영역인 경우에 특히 적합하다(구성 4). 이것은 임계값을 초과한 선폭의 굵어짐 또는 가늘어짐의 영향이 화상 처리에 의해 현재화(顯在化)되기 때문에, 사용자에서의 노광 조건에서 그레이톤부의 패턴이 결함인지 어떤지에 대해 높은 정밀도로 판정할 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 결함 수정·판정 방법은 그레이톤부가 반투광막을 형성한 영역인 경우에도 적용할 수 있다.

본 발명은 그레이톤 마스크의 그레이톤부에서의 신규의 패턴이나 정상 패턴과 상이한 형상의 수정 패턴에 대한 패턴 결정 방법에 이용될 수 있다.

구체적으로는

(1) 소정의 형상 및/또는 배열로 상기 그레이톤부에서의 신규의 패턴이나 정상 패턴과 상이한 형상의 수정 패턴을 작성하는 공정;

(2) 상기 그레이톤부의 패턴을 포함하는 화상 데이터를 작성하는 공정; 및

(3) 상기 화상 데이터에 근거하여 그레이톤부에서의 결함을 식별할 수 있게 하는 화상 처리를 실시하는 공정을 갖고,

상기 (1) 내지 (3)의 공정에 의해 얻어진 상기 화상 처리 후의 데이터에 근거하여 사용자에서의 노광 조건에서 문제가 되는지 어떤지를 판정하고, 이 판정 결과를 피드백하여, 결함이 존재하지 않도록 그레이톤부의 형상 및/또는 배열을 결정함으로써, 소망하는 그레이톤 효과를 나타내는 그레이톤부의 패턴을 결정할 수 있다(구성 9).

본 발명은 LCD 제조용 그레이톤 마스크 또는 표시 디바이스 제조용 그레이톤마스크의 결함 수정·판정 방법으로서 특히 유용하다(구성 8). 이것은 최근의 표시 장치의 고정세화에 따라 상술한 각종 문제의 해결이 급무이기 때문이다.

상술한 본 발명에 의하면, 이하의 효과를 나타낸다.

(1) 사용자에서의 노광 조건(예를 들어, 광의 조사량 조건이나, 의도적으로 그레이톤 패턴이 해상되지 않는 조건 등)을 검토하고, 이것에 대응한 화상 처리를 행함으로써, 그레이톤부의 패턴으로부터, 사용자에서의 노광 후의 전사 이미지에 대응한, 사용자의 노광·전사 프로세스에서의 전사 상황을 판정할 수 있는 이미지를 작성할 수 있게 된다.

(2) 화상 데이터를 작성함으로써, 화상 처리 소프트웨어를 이용하여 결함을 식별할 수 있게 되는 화상 처리를 행할 수 있기 때문에, 고정밀도의 결함 검사가 가능하게 된다.

(3) 신규의 패턴에 대해, 소망하는 그레이톤 효과를 나타내는지 어떤지를 판정할 수 있게 된다.

(4) 상술한 제 1 문제에 대해, 정상 패턴과 근사 형상의 패턴(정상 패턴의 CD 허용 정밀도 외)으로 수정한 경우(구성 7)이나, 정상 패턴과 상이한 형상의 패턴으로 수정한 경우(구성 7)(즉, 모두 통상의 비교 검사를 행할 수 없는 경우)이어도, 사용자에서의 노광 조건(예를 들어, 의도적으로 그레이톤 패턴이 해상되지 않는 조건이나, 광의 조사량 조건(예를 들어, 과부족이 있는 조사 조건 등) 등)에 대응한 전사 이미지에 의해 용이하게 판정할 수 있게 된다.

(5) 상술한 제 2 문제에 대해, 수정에 의한 유리 데미지에 의해, 유리기판의투과율이 저하된 경우에도, 사용자에서의 노광 조건(예를 들어, 의도적으로 그레이톤 패턴이 해상되지 않는 조건이나, 광의 조사량 조건(예를 들어, 과부족이 있는 조사 조건 등) 등)으로 문제가 되는지를 판정할 수 있게 된다.

(6) 상술한 제 3 문제에 대해, 사용자에서의 노광 조건(예를 들어, 의도적으로 그레이톤 패턴이 해상되지 않는 조건이나, 광의 조사량 조건(예를 들어, 과부족이 있는 조사 조건 등) 등)에서, 그레이톤부의 패턴이 결함인지 어떤지를 판정할 수 있게 된다.

(7) 예를 들면, 사용자의 노광·전사 프로세스에서 문제가 되는 미소한 결함까지 판정할 수 있게 된다.

도 4는 실시예에서 사용한 레이저 수정 장치(레이저 CVD 리페어 장치)의 개략 구성을 설명하기 위한 모식도이다.

이들 도면에 있어서, 레이저 빔(11)은 빔 익스팬더(12)에 의해 넓혀지고, 평철 렌즈(13)에 의해 평행 광선으로 되고, 직사각형으로 가변할 수 있는 장방형 슬릿(가변 직사각형 조리개; 14)으로 정형되며, 결상 렌즈(대물 렌즈; 15)에 의해 축소되어 포토마스크(20) 위에 결상되어, 직사각형 조리개의 상인 직사각형의 렌즈 수정 영역을 형성한다. 도 4에 있어서, 파일롯 광(16)은 가변 직사각형 조리개(14)의 포토마스크(20) 위의 상인 직사각형의 레이저 수정 영역을 레이저 조사전에 현미경(17)에 의해 확인하기 위한, 그리고 결함 위치에 현미경(17)에 의해 레이저 수정 영역을 위치 맞추기 위한 조명계이며, 조명(할로겐 램프 등; 18)은 포토마스크(20)를 사이에 두고 결상 렌즈(대물 렌즈; 15)의 반대측에 위치하여, 현미경(17)에 의해 포토마스크(20)의 투과광 관찰을 가능하게 하는 조명계이다. 또한, 결함 위치와 레이저 수정 영역의 위치맞춤은 마스크가 설치된 XY 조동(粗動) 스테이지로 대략적으로 위치 맞춤되고, 그 후 XY 미동 스테이지로 정확하게 위치 맞춤된다.

이 장치에서는 레이저 조사에 의해 막을 제거(흑결함의 수정)할 수 있는 레이저 제거 기능(레이저 리페어 기능)과, 레이저 조사에 의해 막을 성막(백결함의 수정)할 수 있는 레이저 성막 기능(레이저광 CVD 기능)을 갖는다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 그레이톤부에서의 흑결함 수정·검사 방법을 설명하기 위한 부분 평면도이다.

도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이 그레이톤부(3)에서의 차광 패턴(3a)의 일부에 흑결함(손상)이 발생한 경우, 도 2에 나타낸 레이저 리페어 장치 등에 의해 흑결함을 제거하여, 정상 패턴에 근사한 수정(정상 패턴의 CD 허용 정밀도 외)을 행하였다(도 1의 (b)). 이 때, 라인폭이 굵은 부분을 레이저 리페어 장치로 더 제거하는 것(소위, 수정 정밀도의 최종)은 인접하는 미세 투과부(3b)(유리부 패턴)나 차광 패턴(3a)에 영향을 미치기 때문에 행하지 않았다. 또한, 본 실시예에서는 레이저 리페어 장치에 의한 흑결함의 제거에 의해, 미세 투과부(3b)(유리부 패턴)가 데미지를 받아, 수정 개소의 투과율이 저하된다.

수정 후의 패턴을 포함하는 영역의 화상에 대해, 본 발명의 화상 처리를 행하였다. 그 결과, 그레이톤부를 포함하는 영역을 관찰·해상할 수 있는 광학계를 이용하여, 그레이톤을 포함하는 화상을 판독하여, 전자화한 화상 데이터를 얻었다.

구체적으로는 도 2에 나타낸 레이저 수정 장치에서의 결상 렌즈(대물 렌즈; 15)를 구동하여, 수정 후의 패턴을 포함하는 영역의 화상에 집점을 맞춘 화상을 현미경에 의해 취득하고, 이 화상을 비디오 캡처(VC)로 직접 판독하는 수법 등에 의해, 그레이톤부를 포함하는 화상을 전자화한 화상 데이터를 얻었다(도 1의 (c)).

이 전자화한 화상 데이터를 그레이스케일화(색정보의 파기) 처리하고, 계속해서 색조 보정 처리(예를 들어, 백, 흑결함만을 추출하는 처리이며, 정상 패턴의 경우, 유리기판 부분이 「백」에, 패턴 부분이 「흑」에 거의 상당한다)를 행하였다(도 1의 (d)). 또한, 비디오 캡처로 취득한 화상은 화상의 전자화가 용이하기 때문에, 간단한 조작으로 화상을 처리할 수 있다는 이점이 있다.

상기 색조 조정 처리 후의 화상 데이터에 대해, 「차광 처리」를 행하였다. 구체적으로는 화상을 미세화(분할)하고, 이 미세화한 각각에 대해 면적(강도)을 변화시키지 않고 가우시안 분포를 행한 후, 다시 각각을 중합시킨(서로 겹치는) 처리에 의해 「바림 처리」를 행하였다. 「바림 처리」를 행한 상태를 도 1의 (e)에 나타낸다.

이 때, 정상 패턴으로 이루어진 그레이톤부(도시하지 않음)는 거의 균일한 밝기(거의 균일한 그레이색)로 보이는 것에 비해, 수정 후의 패턴을 포함하는 영역의 화상은 도 1의 (e)에 나타낸 바와 같이 어두운(진한 그레이색)의 부분을 갖는다. 그리고, 정상 패턴으로 이루어진 그레이톤부의 거의 균일한 밝기(거의 균일한그레이색)에 대해, 일정 이상 어두운(일정 이상 진한 그레이색)의 부분을 갖는 수정 패턴을 포함하는 그레이톤부에 대해, 일정 이상 어두운(일정 이상 진한 그레이색)의 부분의 어두움(진함), 면적, 위치 등을 총합적으로 판단하여, 수정부를 평가할 수 있었다.

본 실시예에서는 「바림 처리」후의 화상에 대해, 화상 중의 결함 부분을 강조화하는 「강조 처리」처리를 행하였다. 「강조 처리」 후의 화상을 도 1의 (f)에 나타낸다. 이 「강조 처리」는 화상 처리 후의 데이터에 대해 미리 설정된 농담의 임계값에 근거하여, 임계값을 초과하는 영역을 강조 표시하는 처리를 실시하여 행하였다. 구체적으로는 도 2에 나타낸 바와 같이, 「바림 처리」 후의 화상에 대해, 정상 패턴의 CD 허용 정밀도에 대응하는 범위(도면 중, 그레이톤부 허용 범위로 표시)에 대해, 그 범위 이하(임계값 이하)로 되는 일정 이상 진한 그레이색의 부분을 흑으로 표시하고, 그 범위 이상(임계값 이상)으로 되는 일정 이상 연한 그레이색의 부분을 백으로 표시함으로써, 「강조 처리」를 행하였다. 이 「강조 처리」에 의하면, 임계값에 근거한 수치 처리에 의해, 결함 부분을 흑 또는 백으로 표시할 수 있기 때문에, 보다 용이하며 고정밀도로 결함 검사를 행하는 것이 가능하였다.

본 실시예에서는 화상 처리에 의한 「바림 처리」로 현재화하는 선폭의 굵어짐의 영향과, 동일하게 화상 처리에 의한 「바림 처리」로 현재화하는 유리부의 데이지에 의한 투과율의 저하의 영향이, 복합되어 발생되는 영향이 사용자의 노광·전사 프로세스에서 문제가 되는지 어떤지에 대해 높은 정밀도로 용이하게 판정할 수 있었다.

본 실시예에서는 수정 장치 위에서 수정 후, 동일 수정 장치 위에서 수정 직후에 수정 개소를 평가할 수 있게 되었다.

(실시예 2)

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 그레이톤부에서의 흑결함 수정·검사 방법을 설명하기 위한 부분 평면도이다.

본 실시예는 도 3의 (a)에 나타낸 그레이톤부(3)의 정상 패턴에 대해, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같은 사용자의 요구를 만족하도록 설정된 스팩(패턴 선폭·형상)에서는 문제가 되지 않는 미소 흑결함(凸결함)이 그레이톤부(3)에서의 차광 패턴(3a)의 일부에 발생한 경우에 관한 것이다. 이 때, 미소 흑결함(凸결함)을 레이저 리페어 장치로 더 제거하는 것(소위, 수정 정밀도의 최종)은 인접하는 미세 투과부(3b)(유리부 패턴)나 차광 패턴(3a)에 영향을 미치기 때문에 행하지 않았다.

수정 후의 패턴을 포함하는 영역의 화상에 대해, 본 발명의 화상 처리를 행하였다. 그 결과, 그레이톤부를 포함하는 영역을 관찰·해상할 수 있는 광학계를 이용하여, 그레이톤부를 포함하는 화상을 판독하여, 전자화한 화상 데이터를 얻었다.

구체적으로는 결함의 관찰·검사에 통상 이용되고 있는 현미경에서의 결상 렌즈(대물 렌즈)를 구동하고, 수정 후의 패턴을 포함하는 영역의 화상에 집점을 맞춘 화상을 사진 촬영에 의해 취득하며, 이 화상 사진을 스캐너 등을 사용하여, 그레이톤부를 포함하는 화상을 전자화한 화상 데이터를 얻었다(도 3의 (c)).

이 전자화한 화상 데이터를 그레이스케일화(색정보의 파기) 처리하고, 계속해서 색조 보정 처리(예를 들어, 백, 흑 정보만을 추출하는 처리이며, 정상 패턴의 경우, 유리기판 부분이 「백」에, 패턴 부분이 「흑」에 거의 상당한다)를 행하였다(도 3의 (d)).

상기 색조 보정 처리 후의 화상 데이터에 대해, 「바림 처리」를 행하였다. 구체적으로는 화상을 미세화(분할)하고, 이 미세화한 각각에 대해 면적(강도)를 변화시키지 않고 가우시안 분포화한 후, 다시 각각을 중합시킨(서로 겹치는) 처리에 의해, 「바림 처리」를 행하였다. 「바림 처리」를 행한 상태를 도 3의 (e)에 나타낸다.

이 때, 정상 패턴으로 이루어진 그레이톤부(도시하지 않음)는 거의 균일한 밝기(거의 균일한 그레이색)로 보이는 것에 비해, 수정 후의 패턴을 포함하는 영역의 화상은 도 1의 (e)에 나타낸 바와 같이 어두운(진한 그레이색)의 부분을 갖는다. 그리고, 정상 패턴으로 이루어진 그레이톤부의 거의 균일한 밝기(거의 균일한 그레이색)에 대해, 일정 이상 어두운(일정 이상 진한 그레이색)의 부분을 갖는 수정 패턴을 포함하는 그레이톤부에 대해, 일정 이상 어두운(일정 이상 진한 그레이색)의 부분의 어두움(진함), 면적, 위치 등을 총합적으로 판단하여, 수정부를 평가할 수 있다.

본 실시예에서는 「바림 처리」 후의 화상에 대해, 화상 중의 결함 부분을 강조화하는 「강조 처리」처리를 행하였다. 「강조 처리」 후의 화상을 도 3의 (f)에 나타낸다. 이 「강조 처리」는 화상 처리 후의 데이터에 대해 미리 설정된 농담의 임계값에 근거하여, 임계값을 초과하는 영역을 강조 표시하는 처리를 실시하여 행하였다. 구체적으로는 실시예 1과 마찬가지로, 「바림 처리」 후의 화상에 대해, 정상 패턴의 CD 허용 정밀도에 대응하는 범위에 대해, 그 이하의 범위가 되는 일정 이상 진한 그레이색의 부분을 흑으로 표시함으로써, 「강조 처리」 처리를 행하였다. 이 「강조 처리」 처리에 의하면, 임계값에 근거한 수치 처리에 의해, 결함 부분을 흑으로 표시할 수 있기 때문에, 보다 용이하며 고정밀도로 결함 검사를 행하는 것이 가능하였다.

본 실시예에서는 화상 처리에 의한 바림 처리로 현재화하는 미소 흑결함(사용자의 요구를 만족하도록 설정된 스팩(패턴 선폭·형상)에서는 문제가 되지 않는 미소 흑결함)이, 사용자의 노광·전사 프로세스에서 문제가 되는지 어떤지에 대해 높은 정밀도로 용이하게 판정할 수 있었다.

또한, 본 발명에서는 정상 패턴으로 이루어진 그레이톤부의 「바림 처리」후의 화상 중의 거의 균일한 밝기(거의 균일한 그레이색)에 대해, 일정 이상 밝은(일정 이상 연한 그레이색) 부분을 갖는 수정 패턴을 포함하는 그레이톤부에 대해, 일정 이상 밝은(일정 이상 연한 그레이색) 부분의 밝기(연함), 면적, 위치 등을 총함적으로 판단하여, 수정부의 백결함을 평가할 수 있다. 또한, 「강조 처리」처리를 행하여, 임계값에 근거한 수치 처리에 의해, 결함 부분을 백으로 표시할 수 있기 때문에, 보다 용이하며 고정밀도로 결함 검사를 행할 수 있다.

(비교예)

도 1의 (b)에 나타낸 수정 후의 패턴, 및 도 3의 (b)에 나타낸 미소 흑결함을 갖는 패턴에 대해, 정상 패턴과의 통상의 비교 검사를 행한 결과, 수정부만이 강조되어, 합격 판정이 곤란하였다. 또한, 도 1의 (b)에 나타낸 수정후의 패턴에 대해서는, 통상의 비교 검사는 당연 행할 수 없었다. 또한, 도 3의 (b)에 나타낸 미소 흑결함에 대해서는, 통상의 비교 검사에서는 검출할 수 없었다.

또한, 본 발명은 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니다.

상기 실시예 1에서는 정상 패턴에 근사한 수정(정상 패턴의 CD 허용 정밀도 외)를 행한 경우를 열거하였지만, (1) 정상 패턴과 동등한 그레이톤 효과를 나타내지만 상이한 형상 및/또는 배열의 수정 패턴을 형성한 경우, (2) 정상 패턴이나 모든 수정 패턴의 판정을 행한 경우에 대해, 사용자에서의 노광 조건에서, 그레이톤부의 패턴이 결합인지 어떤지를 판정할 수 있다.

또한, 상술한 제 2 문제인 「유리 데미지에 의한 유리기판의 투과율 저하」에서는 투과광 관찰에 의한 화상을 이용함으로써, 사용자에서의 노광 후의 전사 이미지에 대응한 결함 판정이 가능하게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이하의 효과를 갖는다.

(1) 사용자에서의 노광 조건을 검사하고, 이것에 대응한 화상 처리를 행함으로써, 그레이톤부의 패턴으로부터 사용자에서의 노광 후의 전사 이미지에 대응한, 사용자의 노광·전사 프로세스에서의 전사 상황을 판정할 수 있는 이미지를 작성할 수 있게 된다.

(2) 화상 데이터를 작성함으로서, 화상 처리 소프트웨어를 이용하여 결함을 식별할 수 있게 되는 화상 처리를 행할 수 있기 때문에, 고정밀도의 결함 검사가 가능하게 된다.

(4) 상술한 제 1 문제에 대해, 정상 패턴과 근사 형상의 패턴(정상 패턴의 CD 허용 정밀도 외)으로 수정한 경우나, 정상 패턴과 다른 형상의 패턴으로 수정한 경우(즉, 모두 통상의 비교 검사를 행할 수 없는 경우)이어도, 사용자에서의 노광 조건에 대응한 전사 이미지에 의해 용이하게 판정할 수 있게 된다.

(5) 상술한 제 2 문제에 대해, 수정에 의한 유리 데미지에 의해, 유리기판의 투과율이 저하된 경우에도, 사용자에서의 노광 조건으로 문제가 되는지를 판정할 수 있게 된다.

(6) 상술한 제 3 문제에 대해, 사용자에서의 노광 조건에서, 그레이톤부의 패턴이 결함인지 어떤지를 판정할 수 있게 된다.

Claims

투과량을 조정한 영역으로, 상기 영역을 투과하는 광의 투과량을 저감하여 포토마스크의 막 두께를 선택적으로 변경하는 것을 목적으로 하는 그레이톤부, 차광부 및 투과부를 갖는 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법으로서,

상기 그레이톤부의 화상 데이터를 작성하는 공정;

상기 화상 데이터에 근거하여, 그레이톤부에서의 결함을 식별할 수 있게 되는 화상 처리를 행하는 공정; 및

상기 화상 처리후의 데이터에 근거하여, 결함 검사를 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.
제 1항에 있어서, 상기 화상 처리를 행하는 공정은 바림 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.
제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 화상 처리를 행하는 공정은 강조 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.
제 1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 그레이톤부는 그레이톤 마스크를 사용하는 노광기의 해상 한계 이하의 차광 패턴을 형성한 영역인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.
제 1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 결함 검사는 상기 화상 처리후의 데이터에 대해 미리 설정된 농담의 허용범위(임계값)에 근거하여 행하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.
제 1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 데이터는 수정 후의 그레이톤부의 화상 데이터인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.
제 6항에 있어서, 상기 수정후의 그레이톤부는 정상 패턴과 근사 형상의 패턴, 또는 정상 패턴과 동등한 그레이톤 효과를 나타내지만 상이한 형상 및/또는 배열의 수정 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 검사 방법.
제 1항 내지 7항중 어느 한 항에 있어서, 그레이톤 마스크가 LCD 제조용 마스크 또는 표시 디바이스 제조용 마스크인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 결함 검사방법.
투과량을 조정한 영역으로, 상기 영역을 투과하는 광의 투과량을 저감하여 포토마스크의 막 두께를 선택적으로 변경하는 것을 목적으로 하는 그레이톤부, 차광부 및 투과부를 갖는 그레이톤 마스크의 패턴 결정 방법에 있어서,

(1) 소정의 형상 및/또는 배열로 상기 그레이톤부를 작성하는 공정;

(2) 상기 그레이톤부의 화상 데이터를 작성하는 공정; 및

(3) 상기 화상 데이터에 근거하여 그레이톤부에서의 결함을 식별할 수 있게 되는 화상 처리를 행하는 공정을 포함하며,

상기 (1) 내지 (3)의 공정에 의해 얻어진 상기 화상 처리 후의 데이터에, 결함이 존재하지 않도록 그레이톤부의 형상 및/또는 배열을 결정하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 패턴 결정 방법.
제 9항에 있어서, 상기 화상 처리를 행하는 공정은 바림 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 패턴 결정 방법.
제 9항 또는 10항에 있어서, 상기 화상 처리를 행하는 공정은 강조 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 패턴 결정 방법.
제 9항 내지 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 그레이톤부는 그레이톤 마스크를 사용하는 노광기의 해상 한계 이하의 차광 패턴을 형성한 영역인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 패턴 결정방법.