KR20080089251A - Pattern defect inspection method, photomask manufacturing method, and pattern transfer method - Google Patents

Abstract

A method for inspecting a pattern defect, a method for manufacturing a photomask, and a method for transferring a pattern are provided to discriminate correctly information due to defects by inspecting the diffracted light. A pattern defect inspection method includes a process for inspecting a defect of a plurality of unit patterns having regularity and a defect of adjacent unit patterns of a constant region in an inspecting target having repetitive patterns including unit patterns. The light is irradiated onto repetitive patterns(56) including unit patterns of an inspecting target in order to generate the diffracted light. An image is formed by receiving the diffracted light from the repetitive patterns. The image of the diffracted light is observed to identify a signal due to defects of the repetitive patterns from a signal due to the repetitive patterns. A pitch of the unit patterns is 1-8 micrometers. In the process for forming the image by receiving the diffracted light, the diffracted light is selectively received.

Description

Translated fromKorean

패턴 결함 검사 방법, 포토마스크의 제조 방법, 및 패턴 전사 방법{METHOD FOR INSPECTING PATTERN DEFECT, METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOMASK, AND METHOD FOR TRANSFERING PATTERN}Pattern defect inspection method, photomask manufacturing method, and pattern transfer method {METHOD FOR INSPECTING PATTERN DEFECT, METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOMASK, AND METHOD FOR TRANSFERING PATTERN}

본 발명은, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의, 반복 패턴에 생긴 결함을 검사하는 패턴 결함 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pattern defect inspection method for inspecting a defect in a repeating pattern of an inspected object having a repeating pattern in which unit patterns are periodically arranged.

예를 들면, 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, EL 표시 장치, LED 표시 장치, DMD 표시 장치 등의 디스플레이 장치(Flat Panel Display; FPD)에 이용되는 표시 디바이스용 기판의 표면, CCD 촬상 장치에 이용되는 촬상 디바이스용 기판의 표면, 및 그 표시ㆍ촬상 디바이스용 기판의 제조 공정에서 이용되는 포토마스크의 표면에는, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴이 형성되는 경우가 있다. 이 단위 패턴은, 소정의 규칙에 따라 배열되는 것이다. 그러나, 제조 공정에서의 어떠한 원인에 의해, 일부의 단위 패턴이, 소정의 규칙과는 서로 다른 규칙에 따라 배열된 결함을 포함하는 경우가 있다. 이러한 결함은 불균일 결함(irregularity defect)이라고 칭할 수도 있다.For example, the surface of the board | substrate for display devices used for flat panel displays (FPD), such as a liquid crystal display device, a plasma display device, an EL display device, an LED display device, and a DMD display device, is used for a CCD imaging device A repeating pattern in which unit patterns are periodically arranged may be formed on the surface of the substrate for imaging device and the surface of the photomask used in the manufacturing process of the display / imaging device substrate. This unit pattern is arranged according to a predetermined rule. However, due to some cause in the manufacturing process, some unit patterns may include defects arranged according to rules different from the predetermined rules. Such defects may be referred to as irregularity defects.

일본 특허 공개 제2005-233869호 공보(이하, 「특허 문헌 1」이라고 함)에 는, 포토마스크의 검사 영역에 회절광이 발생하도록 조명하고, 상기 회절광 중 소정의 차수 이상의 고차 회절광을 선택적으로 입사시키는 것이 개시되어 있다. 또한, 상기 소정의 차수로서는, +11차 또는 -11차로 하는 것이 기재되어 있다.Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-233869 (hereinafter referred to as "Patent Document 1") is illuminated so that diffracted light is generated in the inspection region of the photomask, and selectively selects higher order diffracted light of a predetermined order or more among the diffracted light. The incident is disclosed. In addition, as said predetermined order, what is made into +11 order or -11 order is described.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-233869호 공보[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-233869

상기 결함은, 개개의 패턴 형상으로서는 허용 범위 내의 것이어도, 일정 규칙에 따라(예를 들면, 주기적으로) 배열되어 있기 때문에, 표시 디바이스나 촬상 디바이스에 의한 화상으로 되었을 때, 인간의 시각에 의해 검출되기 쉬운 경향이 있다.Since the defects are arranged in accordance with a predetermined rule (for example, periodically) even if they are within the allowable range as individual pattern shapes, they are detected by human vision when they become images by the display device or the imaging device. It tends to be easy.

예를 들면, 패턴을 묘화할 때 묘화 장치의 성능, 또는 묘화 환경의 변동에 유래하여 일정한 규칙적인 묘화 에러가 생기는 경우가 있다. 또한, 발명자의 검토에 의하면, 패턴 면적이 커지면，면내에서의 패턴 형성(에칭, 레지스트 패턴 현상 등의 공정을 포함함)의 불균일에 기인하여, 일정 영역 내의 인접하는 복수의 상기 단위 패턴에 생기는 형상 이상 혹은 배열 이상으로 이루어지는 결함이 생기는 경우도 있다. 이러한 결함의 경우에도, 임의의 영역에, 형상 이상이나 배열 이상이 밀집하여 존재하기 때문에, 표시 디바이스나, 촬상 디바이스에 의한 촬상 화상으로 되었을 때, 시각에 의해 검지되기 쉽다. 이들 결함은, 통상적으로, 디바이스의 동작에 이상을 초래하는 형상, 배열 이상이 아니라, 극히 미세한 결함이며, 통상 마스크가 이용되는 노광 광학계의 해상 한계 이하의 것이다. 그러나, 상기한 바와 같이 검지될 수 있기 때문에, 이들 형상 이상, 배열 이상을, 결함으로서, 다른 것과 식별할 필요가 생긴다. 그러나, 이들 결함을 미연에 검지하기 위하여 각 단위 패턴의 치수나 좌표를 개별적으로 측정하는 마이크로 검사를 실시하고자 하여도, 단위 패턴의 개수가 방대하기 때문에, 시간적, 코스트적인 관점으로부터 곤란하다.For example, when drawing a pattern, a regular drawing error may occur due to the performance of the drawing apparatus or the change of a drawing environment. In addition, according to the inventor's examination, when the pattern area becomes large, a shape occurs in a plurality of adjacent unit patterns in a predetermined region due to non-uniformity of pattern formation in the surface (including processes such as etching and resist pattern development). The defect which consists of an abnormality or an array abnormality may arise. Even in the case of such a defect, since an abnormality in a shape or an arrangement | arrangement abnormality exists in arbitrary areas, it is easy to detect by time when it becomes a picked-up image by a display device or an imaging device. These defects are usually extremely fine defects, not a shape or an array abnormality which causes abnormality in the operation of the device, and are usually below the resolution limit of the exposure optical system in which the mask is used. However, since it can be detected as mentioned above, it becomes necessary to distinguish these shape abnormalities and arrangement abnormalities from others as a defect. However, in order to detect these defects in advance, even if micro-inspection which measures the dimension or coordinate of each unit pattern is performed separately, since the number of unit patterns is enormous, it is difficult from a viewpoint of time and cost.

상기 특허 문헌 1에 따르면, 고차의 회절광은, 물체 구조의 미세한 정보를 포함하고 있기 때문에, 고차의 회절광을 재회절(합성)시켜서 얻은 상은, 저차의 회절광만을 재회절시켜서 얻은 상보다도 미세한 부분의 재현성이 우수하다고 되어 있다. 그러나, 본 발명자들의 검토에 의하면, 패턴의 결함을 고정밀도로 검출하기 위해서는, 고차의 회절광을 선택하는 것만으로는 불충분하다는 것이 발견되었다. 즉, 결함의 존재를 정밀도 좋게 판정하기 위해서는, 반복 패턴에 광을 조사하여 얻어진 회절광을 수광하여 관찰할 때, 결함에 기인하는 정보와, 결함이 없는 본래의 반복 패턴에 기인하는 정보를 명확하게 구별할 수 있는 SN비가 필요하다는 것이 발견되었다.According to the saidpatent document 1, since the high-order diffraction light contains the fine information of an object structure, the image obtained by re- diffraction (synthesizing) the high-order diffraction light is finer than the image obtained by re-diffusing only the low-order diffraction light. It is said that the part reproducibility is excellent. However, studies by the present inventors have found that in order to detect defects of patterns with high accuracy, it is insufficient to select only high-order diffracted light. That is, in order to accurately determine the presence of a defect, when receiving and observing the diffracted light obtained by irradiating light to the repeating pattern, the information resulting from the defect and the information resulting from the original repeating pattern without the defect clearly It was found that a distinguishable SN ratio was needed.

따라서, 본 발명은, 반복 패턴으로부터 생기는 회절광을 관찰하여 결함을 검사할 때, 결함에 기인하는 정보와, 결함이 없는 반복 패턴에 기인하는 정보를 명확하게 구별하는 것이 가능한 패턴 결함 검사 방법, 및 패턴 결함 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention provides a pattern defect inspection method capable of clearly distinguishing information resulting from a defect from information resulting from a repeating pattern without a defect when observing a defect by observing diffracted light generated from the repeating pattern, and It is an object to provide a pattern defect inspection apparatus.

본 발명의 제1 양태는, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의, 상기 반복 패턴에 생긴 결함으로서, 규칙성을 가지고 복수의 상기 단 위 패턴에 생기거나, 또는 일정 영역의 인접하는 복수의 단위 패턴에 생긴 결함을 검사하는 패턴 결함 검사 방법으로서, 상기 반복 패턴에 소정의 입사각으로 광을 조사하여 회절광을 생기게 하는 공정과, 상기 반복 패턴으로부터의 회절광을 수광하여 결상시키는 공정과, 상기 회절광을 결상시킨 상을 관찰함으로써, 상기 반복 패턴에 생긴 상기 결함에 기인하는 신호를, 상기 반복 패턴에 의한 신호와 식별하여 검출하는 공정을 가지며, 상기 단위 패턴의 배열의 피치를 1 ㎛∼8 ㎛로 하는 패턴 결함 검사 방법이다.The first aspect of the present invention is a defect caused in the repeating pattern of the inspected object having the repeating pattern in which the unit patterns are periodically arranged, and occurs in the plurality of unit patterns with regularity, A pattern defect inspection method for inspecting defects in a plurality of adjacent unit patterns, the method comprising: irradiating light onto a repeating pattern at a predetermined incident angle to produce diffracted light; and receiving and imaging diffracted light from the repeating pattern. And observing an image formed by forming the diffracted light, thereby detecting a signal resulting from the defect generated in the repeating pattern from a signal resulting from the repeating pattern, and detecting the pitch of the arrangement of the unit patterns. It is a pattern defect inspection method set to 1 micrometer-8 micrometers.

본 발명의 제2 양태는, 상기 회절광을 수광하여 결상시키는 공정에서는, 상기 반복 패턴으로부터의 회절광 중, 차수의 절대치가 1∼10인 회절광을 선택하여 수광하는 제1 양태에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.In the second aspect of the present invention, in the step of receiving and imaging the diffracted light, the pattern defect according to the first aspect of selecting and receiving diffracted light having an absolute value oforder 1 to 10 among the diffracted light from the repeating pattern. It is a test method.

본 발명의 제3 양태는, 상기 반복 패턴에 조사하는 광의 파장을 380 nm 내지 780 nm로 하는 제1 내지 제2 양태 중 어느 하나에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.The 3rd aspect of this invention is a pattern defect inspection method in any one of the 1st-2nd aspect which makes wavelength of the light irradiated to the said repeating pattern 380 nm-780 nm.

본 발명의 제4 양태는, 상기 반복 패턴으로부터의 회절광의 수광은, 상기 반복 패턴의 주면에 대하여 90°의 수광각으로 행하는 제1 내지 제3 양태 중 어느 하나에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.The 4th aspect of this invention is the pattern defect inspection method in any one of the 1st-3rd aspect which receive light of the diffracted light from the said repeating pattern at the light receiving angle of 90 degrees with respect to the main surface of the said repeating pattern.

본 발명의 제5 양태는, 상기 반복 패턴에의 광의 조사는, 상기 반복 패턴의 주면에 대하여 30°내지 60°의 입사각으로 행하는 제1 내지 제4 양태 중 어느 하나에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.The 5th aspect of this invention is the pattern defect inspection method in any one of the 1st-4th aspect which irradiates the light to the said repeating pattern at the incident angle of 30 degrees-60 degrees with respect to the main surface of the said repeating pattern.

본 발명의 제6 양태는, 상기 피검사체는 투명성 기판을 구비하고, 상기 반복 패턴은, 상기 투명성 기판의 주면 위에, 차광성 재료 혹은 반차광성 재료로 구성되어 있는 제1 내지 제5 양태 중 어느 하나에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.According to a sixth aspect of the present invention, the inspected object includes a transparent substrate, and the repeating pattern is any one of the first to fifth aspects of the light shielding material or the semi-shielding material on the main surface of the transparent substrate. It is a pattern defect inspection method described in.

본 발명의 제7 양태는, 상기 반복 패턴은, 상기 투명 기판 위에, 그 반복 패턴과는 서로 다른 주기로 배열된 반복 패턴을 갖는 주 패턴과 동시에 묘화된, 테스트용 패턴인 제6 양태에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.According to a seventh aspect of the present invention, the pattern defect according to the sixth embodiment is a test pattern, wherein the repeating pattern is simultaneously drawn with a main pattern having a repeating pattern arranged on a cycle different from the repeating pattern on the transparent substrate. It is a test method.

본 발명의 제8 양태는, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의, 상기 반복 패턴에 생긴 결함을 검사하는 패턴 결함 검사 방법으로서, 상기 반복 패턴에 소정의 입사각으로 광을 조사하여 회절광을 생기게 하는 공정과, 상기 반복 패턴으로부터의 회절광을 수광하여 결상시키는 공정과, 상기 회절광을 결상시킨 상을 관찰함으로써 상기 반복 패턴에 생긴 결함을 검출하는 공정을 가지며, 상기 회절광을 수광하여 결상시키는 공정에서는, 상기 반복 패턴으로부터의 회절광 중, 차수의 절대치가 1∼10인 회절광을 선택하여 수광하는 패턴 결함 검사 방법이다.An eighth aspect of the present invention is a pattern defect inspection method for inspecting a defect in a repeating pattern of an inspected object having a repeating pattern in which unit patterns are periodically arranged, wherein the repeating pattern is irradiated with light at a predetermined incident angle. And a step of generating diffracted light, a step of receiving and imaging diffracted light from the repetitive pattern, and a step of detecting a defect in the repetitive pattern by observing an image of the diffracted light. In the step of receiving and imaging the light, it is a pattern defect inspection method for selecting and receiving diffracted light having an absolute value oforder 1 to 10 among diffracted light from the repeating pattern.

본 발명의 제9 양태는, 단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의, 상기 반복 패턴에 생긴 결함을 검사하는 패턴 결함 검사 방법으로서, 상기 단위 패턴과는 서로 다른 피치로 테스트용 단위 패턴이 주기적으로 배열된 테스트용 패턴을, 상기 반복 패턴 이외의 영역에 상기 반복 패턴과 동시에 묘화함으로써 형성하는 공정과, 상기 테스트용 패턴에 소정의 입사각으로 광을 조사하여 회절광을 생기게 하는 공정과, 상기 테스트용 패턴으로부터의 회절광을 수광하여 결상시키는 공정과, 상기 회절광을 결상시킨 상을 관찰함으로써 상기 반복 패턴에 생 긴 결함을 검출하는 공정을 가지며, 상기 테스트용 단위 패턴의 배열의 피치를 1 ㎛∼8 ㎛로 하는 패턴 결함 검사 방법이다.A ninth aspect of the present invention is a pattern defect inspection method for inspecting a defect in a repeating pattern of an inspected object having a repeating pattern in which unit patterns are periodically arranged, and for testing at a different pitch from the unit pattern. A step of forming a test pattern in which unit patterns are periodically arranged, and simultaneously drawing the repetitive pattern in a region other than the repetitive pattern; and irradiating light to the test pattern at a predetermined incident angle to generate diffracted light. And a step of receiving and imaging the diffracted light from the test pattern, and a step of detecting defects generated in the repeating pattern by observing the image of the diffracted light. It is a pattern defect inspection method which makespitch 1 micrometer-8 micrometers.

본 발명의 제10 양태는, 상기 회절광을 수광하여 결상시키는 공정에서는, 상기 테스트용 패턴으로부터의 회절광 중, 차수의 절대치가 1∼10인 회절광을 선택하여 수광하는 제9 양태에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.According to a tenth aspect of the present invention, in the step of receiving and imaging the diffracted light, the pattern according to the ninth aspect of selecting and receiving diffracted light having an absolute value oforder 1 to 10 among the diffracted light from the test pattern. It is a defect inspection method.

본 발명의 제11 양태는, 상기 테스트용 패턴에 조사하는 광의 파장을, 380 nm 내지 780 nm로 하는 제9 또는 제10 양태에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.An eleventh aspect of the present invention is the pattern defect inspection method according to the ninth or tenth aspect, wherein the wavelength of light irradiated to the test pattern is set to 380 nm to 780 nm.

본 발명의 제12 양태는, 상기 테스트용 패턴으로부터의 회절광의 수광은, 상기 테스트용 패턴의 주면에 대하여 90°의 수광각으로 행하는 제9 내지 제11 양태 중 어느 하나에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.A twelfth aspect of the present invention is the pattern defect inspection method according to any one of the ninth to eleventh aspects, wherein the light reception of the diffracted light from the test pattern is performed at a light reception angle of 90 ° with respect to the main surface of the test pattern. .

본 발명의 제13 양태는, 상기 테스트용 패턴의 광의 조사는, 상기 테스트용 패턴의 주면에 대하여 30°내지 60°의 입사각으로 행하는 제9 내지 제12 양태 중 어느 하나에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.A thirteenth aspect of the present invention is the pattern defect inspection method according to any one of the ninth to twelfth aspects, wherein the irradiation of the light of the test pattern is performed at an incidence angle of 30 ° to 60 ° with respect to the main surface of the test pattern. .

본 발명의 제14 양태는, 상기 피검사체는 투명성 기판을 구비하고, 상기 반복 패턴 및 상기 테스트용 패턴은, 상기 투명성 기판의 주면 위에, 차광성 재료 혹은 반차광성 재료로 구성되어 있는 제9 내지 제13 양태 중 어느 하나에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.According to a fourteenth aspect of the present invention, the inspected object includes a transparent substrate, and the repeating pattern and the test pattern are provided on the main surface of the transparent substrate, and are made of a light shielding material or a semi-shielding material. It is a pattern defect inspection method in any one of 13 aspects.

본 발명의 제15 양태는, 상기 회절광은, 상기 반복 패턴에 조사된 광의 반사광에 의한 회절광인 제1 내지 제14 양태 중 어느 하나에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.A fifteenth aspect of the present invention is the pattern defect inspection method according to any one of the first to fourteenth aspects, wherein the diffracted light is diffracted light by reflected light of light irradiated onto the repeating pattern.

본 발명의 제16 양태는, 상기 피검사체는, 365 nm∼436 nm의 파장 범위 내의 소정 파장 범위의 광을 노광하는 포토마스크인 제1 내지 제15 양태 중 어느 하나에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.A sixteenth aspect of the present invention is the pattern defect inspection method according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the inspected object is a photomask that exposes light in a predetermined wavelength range within a wavelength range of 365 nm to 436 nm.

본 발명의 제17 양태는, 상기 포토마스크는, 액정 표시 장치 제조용의 포토마스크인 제16 양태에 기재된 패턴 결함 검사 방법이다.According to a seventeenth aspect of the present invention, the photomask is a pattern defect inspection method according to the sixteenth aspect, which is a photomask for liquid crystal display device manufacture.

본 발명의 제18 양태는, 제1 내지 제17 양태 중 어느 하나에 기재된 패턴 결함 검사 방법을 이용하여 결함을 검사하는 공정을 갖는 포토마스크의 제조 방법이다.An eighteenth aspect of the present invention is a method of manufacturing a photomask having a step of inspecting a defect using the pattern defect inspection method according to any one of the first to seventeenth aspects.

본 발명의 제19 양태는, 제1 내지 제17 양태 중 어느 하나에 기재된 패턴 결함 검사 방법을 이용하여 결함을 검사하고, 상기 검사의 결과에 기초하여 상기 반복 패턴을 묘화하는 묘화기의 묘화 정밀도를 평가하는 공정을 갖는 포토마스크의 제조 방법이다.According to a nineteenth aspect of the present invention, a defect is inspected using the pattern defect inspection method according to any one of the first to seventeenth aspects, and drawing accuracy of a drawing machine that draws the repeating pattern based on the result of the inspection. It is a manufacturing method of the photomask which has a process to evaluate.

본 발명의 제20 양태는, 제18 또는 제19 양태에 기재된 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조한 포토마스크에, 365 nm∼436 nm의 파장 범위 내의 소정 파장 범위의 광을 노광하여, 상기 포토마스크 위에 형성되어 있는 패턴을, 피전사체 위에 전사하는 패턴 전사 방법이다.According to a twentieth aspect of the present invention, a photomask manufactured by the method for producing a photomask according to the eighteenth or nineteenth aspect is exposed to light in a predetermined wavelength range within a wavelength range of 365 nm to 436 nm, wherein the photomask is exposed. It is a pattern transfer method which transfers the pattern formed on the to-be-transferred body.

본 발명에 따른 패턴 결함 검사 방법, 및 패턴 결함 검사 장치에 의하면, 결함에 기인하는 정보와, 본래의 반복 패턴에 기인하는 정보를 명확하게 구별하는 것이 가능하게 된다.According to the pattern defect inspection method and the pattern defect inspection apparatus according to the present invention, it is possible to clearly distinguish between information resulting from a defect and information resulting from an original repeating pattern.

<A> 본 발명의 일 실시 형태<A> One Embodiment of the Present Invention

이하에, 본 발명의 일 실시 형태로서, (1) 피검사체로서의 포토마스크의 구성, (2) 포토마스크에 생긴 결함, (3) 패턴 결함 검사 장치의 구성, (4) 본 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법을 순서대로 설명한다.Below, as one Embodiment of this invention, (1) the structure of the photomask as a to-be-tested object, (2) the defect which arose in the photomask, (3) the structure of the pattern defect inspection apparatus, and (4) the pattern which concerns on this embodiment The defect inspection methods are explained in order.

(1) 포토마스크의 구성(1) Composition of photo mask

본 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치 및 패턴 검사 방법에 있어서는, 예를 들면 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, EL 표시 장치, LED 표시 장치, DMD 표시 장치 등에 이용되는 표시 디바이스용 기판이나, CCD 등에 이용되는 촬상 디바이스용 기판, 나아가, 그 표시ㆍ촬상용 디바이스용 기판의 제조 공정에서 이용되는 포토마스크를 피검사체로서 이용할 수 있다. 그 밖에, 반도체 디바이스용 기판이나, 그 반도체 디바이스용 기판의 제조 공정에서 이용되는 포토마스크를 피검사체로서 이용할 수도 있다.In the pattern defect inspection apparatus and the pattern inspection method according to the present embodiment, for example, a liquid crystal display device, a plasma display device, an EL display device, an LED display device, a display device substrate used for a display device, a CCD, or the like is used. The photomask used in the manufacturing process of the board | substrate for imaging devices used, and also the board | substrate for display and imaging devices which are the same can be used as an inspection object. In addition, the semiconductor device substrate and the photomask used at the manufacturing process of the semiconductor device substrate can also be used as a to-be-tested object.

이하에, 피검사체로서의 포토마스크(50)의 구성에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 참조하는 도면에 있어서, 도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 피검사체로서의 포토마스크의 구성을 예시하는 개략도이며, (a)는 포토마스크의 평면도, (b)는 포토마스크의 횡단면도를 각각 모식적으로 도시하고 있다. 또한, 도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 피검사체로서의 포토마스크가 구비하는 반복 패턴의 구성을 모식적으로 예시하는 개략도이다.Below, the structure of thephotomask 50 as a to-be-tested object is demonstrated, referring drawings. In the drawings to which reference is made, Fig. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of a photomask as an inspection object according to an embodiment of the present invention, (a) is a plan view of a photomask, and (b) is a cross-sectional view of a photomask, respectively. It is typically shown. 2 is a schematic diagram which illustrates typically the structure of the repeating pattern with which the photomask as a to-be-tested object which concerns on one Embodiment of this invention is equipped.

포토마스크(50)란, 포토리소그래피 기술을 이용하여 미세 구조를 제조할 때 이용되는 노광용 마스크이다. 예를 들면, 표시 디바이스 기판용의 포토마스크의 경우에는, 도 1의 (a)에 예시한 바와 같이, 변 L1, 변 L2를 구비하는 기판으로서 구성되어 있는 경우가 많다. 전술한 바와 같이, 표시 디바이스용 기판의 제조 공정에서 이용되는 포토마스크(50)는, 변 L1 또는 변 L2가 300 mm를 초과하는 경우가 많으며, 때로는 1 m를 초과하는 대형 기판으로서 구성되는 경우도 있다. 그리고, 이러한 대형 포토마스크(50)를 이용하여 전면 노광을 행하는 데에는, 해상도보다도 광량이 우선되기 때문에, 노광용 광원으로서는, 365 nm∼436 nm의 파장을 포함하는 소정 파장 영역의 광을 발하는 광원이 이용되는 경우가 많다.Thephotomask 50 is an exposure mask used when producing a microstructure using photolithography technology. For example, in the case of the photomask for a display device substrate, as shown to Fig.1 (a), it is comprised as the board | substrate provided with the side L1 and the side L2 in many cases. As mentioned above, thephotomask 50 used in the manufacturing process of the board | substrate for display devices often has the side L1 or the side L2 exceeding 300 mm, and sometimes is comprised as a large substrate exceeding 1 m. have. Since the amount of light is given priority over the resolution for performing full-surface exposure using such a large-scale photomask 50, a light source for emitting light in a predetermined wavelength region including a wavelength of 365 nm to 436 nm is used as the exposure light source. There are many cases.

포토마스크(50)는, 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 투명 지지체로서의 투명 기판(57)과, 투명 기판(57)의 주표면 위에 형성된 박막(차광막 혹은 반차광막)으로 이루어지는 반복 패턴(56)을 가지고 있다.As shown in FIG. 1B, thephotomask 50 includes a repeating pattern composed of atransparent substrate 57 as a transparent support and a thin film (shielding film or semi-shielding film) formed on the main surface of thetransparent substrate 57. Has 56

투명 기판(57)의 재료로서는, 예를 들면 합성 석영 글래스 등이 이용된다. 또한, 반복 패턴(56)을 구성하는 박막의 재료로서는, 예를 들면 크롬 등의 차광성을 갖는 재료나, 반투광성을 갖는 재료 등이 이용된다. 또한, 박막은, 단층에 한정되지 않고 적층으로서 구성되어도 된다. 그 경우, 차광막 이외에 반투광성의 막을 수반하여도 되고, 또한, 에칭 스토퍼 등의 기능성의 막을 수반하여도 된다. 또한, 상기 박막 위에 레지스트막을 수반하여도 된다.As a material of thetransparent substrate 57, synthetic quartz glass etc. are used, for example. In addition, as a material of the thin film which comprises the repeatingpattern 56, the material which has light-shielding property, such as chromium, the material which has semi-transmittance, etc. are used, for example. In addition, the thin film is not limited to a single layer but may be configured as a laminate. In that case, in addition to a light shielding film, it may be accompanied by a semi-transmissive film, and may also be accompanied by a functional film such as an etching stopper. Moreover, you may carry a resist film on the said thin film.

표시 디바이스용의 포토마스크(50)의 반복 패턴(56)의 형상은, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같이, 격자 형상의 단위 패턴(53)이 주기적으로 배열된 형상으로 되어 있다. 이하, 단위 패턴(53)의 배열 주기를, 단위 패턴(53)의 피치 d로 부르 기로 한다. 또한, 단위 패턴(53)의 형상은, 격자 형상에 한정되지 않고, 라인 앤드 스페이스 형상, 사각형이나 그 밖의 형상의 단위 패턴 등, 다른 형상의 반복 패턴으로서 구성되어 있어도 된다.The shape of the repeatingpattern 56 of thephotomask 50 for the display device is, for example, a shape in which lattice-shapedunit patterns 53 are periodically arranged. Hereinafter, the arrangement period of theunit pattern 53 is called the pitch d of theunit pattern 53. The shape of theunit pattern 53 is not limited to the lattice shape, but may be configured as a repeating pattern of another shape such as a line and space shape, a square or other shape unit pattern.

(2) 포토마스크에 생긴 결함(2) Defects in the photomask

상기에 있어서, 단위 패턴(53)은 소정의 규칙에 따라 배열해야 한다. 그러나, 제조 공정 등에서의 어떠한 원인에 의해, 일부의 단위 패턴이 상기 규칙과는 서로 다른 규칙에 따라 배열되어 버리는 결함, 혹은 인접하는 복수의 단위 패턴에 생기는 결함(소위 불균일 결함)이 생기는 경우가 있다.In the above, theunit pattern 53 should be arranged in accordance with a predetermined rule. However, due to some cause in the manufacturing process or the like, a defect in which some unit patterns are arranged in accordance with a rule different from the above rule, or a defect (so-called nonuniform defect) occurring in a plurality of adjacent unit patterns may occur. .

본 발명에서는，이하의 결함의 검사에 있어서, 현저한 효과가 생긴다. 즉, 단위 패턴이 규칙적으로 배열되어 있는 반복 패턴을 표면에 갖는 포토마스크에서의, 상기 단위 패턴 배열의 규칙과는 서로 다른 규칙성을 가지고 복수의 상기 단위 패턴에 생기는 형상 이상 혹은 배열 이상, 또는 인접하는 복수의 상기 단위 패턴에 생기는 형상 이상 혹은 배열 이상으로서, 이상의 치수가, 상기 포토마스크가 이용되는 노광 광학계의 해상 한계 이하인 형상 이상 또는 배열 이상을 포함하는 결함이다. 특히, 노광 광학계의 해상 한계에 대하여, 1/10 이하의 결함량(단위 패턴의 위치 어긋남이나 선 폭 어긋남의 양으로서)의 경우에 유용하다.In the present invention, a remarkable effect occurs in the inspection of the following defects. That is, in a photomask having a repeating pattern on the surface of which unit patterns are regularly arranged, a shape abnormality or an array abnormality occurring in a plurality of the unit patterns having a regularity different from the rule of the unit pattern arrangement, or adjacent to each other. As a shape abnormality or an array abnormality which generate | occur | produces in the said some unit pattern mentioned above, the above dimension is a defect containing the shape abnormality or an array abnormality which is below the resolution limit of the exposure optical system in which the said photomask is used. In particular, it is useful in the case of the defect amount (as an amount of position shift or line width shift of a unit pattern) of 1/10 or less with respect to the resolution limit of an exposure optical system.

이하에, 반복 패턴(56)에 생기는 결함에 대하여, 포토마스크(50)의 제조 방법을 들어 설명한다. 또한, 전술한 바와 같이, 라인 앤드 스페이스 형상의 단위 패턴에서의 선 폭 이상이나 위치 어긋남도, 본 실시 형태의 검사 대상으로 하는 결함에 포함된다.Below, the defect which arises in the repeatingpattern 56 is demonstrated and demonstrated the manufacturing method of thephotomask 50. FIG. In addition, as mentioned above, the line width abnormality or position shift in a line-and-space-shaped unit pattern is also included in the defect made into the inspection object of this embodiment.

포토마스크(50)의 제조시에는, 대부분의 경우, 이하의 [1]∼[5]의 공정이 실시된다.In manufacturing thephotomask 50, in most cases, the following steps [1] to [5] are performed.

[1] 우선, 투명 기판(57) 위에 박막(차광막 등)을 형성하고, 또한, 이 박막 위에 레지스트막을 형성한다.[1] First, a thin film (light shielding film or the like) is formed on thetransparent substrate 57, and a resist film is formed on the thin film.

[2] 다음으로, 형성한 레지스트막에, 묘화기를 이용하여, 예를 들면 래스터 묘화 방법 등의 묘화 방법에 의해 레이저광 등을 조사하여, 소정의 패턴을 노광한다.[2] Next, the formed resist film is irradiated with a laser beam or the like by a drawing method such as a raster drawing method by using a drawing machine to expose a predetermined pattern.

[3] 다음으로 현상을 행하여, 묘화부 또는 비묘화부의 레지스트막을 선택적으로 제거하여, 박막 위에 레지스트 패턴을 형성한다.[3] Next, development is performed to selectively remove the resist film of the drawing portion or the non-drawing portion, thereby forming a resist pattern on the thin film.

[4] 그 후, 레지스트 패턴에 덮혀져 있지 않은 박막을 에칭에 의해 선택적으로 제거하여, 반복 패턴(56)을 형성한다.[4] After that, the thin film not covered with the resist pattern is selectively removed by etching to form a repeatingpattern 56.

[5] 계속하여, 반복 패턴(56) 위의 잔존 레지스트를 제거한다. 또한, 다층막의 경우에는, 막의 재료에 따른 추가 공정을 설정할 수 있다.[5] Subsequently, the remaining resist on the repeatingpattern 56 is removed. In addition, in the case of a multilayer film, the further process according to the material of a film | membrane can be set.

여기에서, 전술한 [2]의 공정에 있어서, 레이저광의 주사 정밀도가 갑자기 악화되거나, 또는 빔 직경이 갑자기 변동되거나, 또는 환경 요인이 변동되거나 하는 것 등에 의해, 반복 패턴(56)에 결함이 발생하는 경우가 있다. 또한, 전술한 [3], [4]의 공정에 있어서, 현상이나 에칭에 면내 불균일이 생기면, 임의의 영역에서는, 인접하는 복수의 단위 패턴에, 동시에, 형상 이상이나 배열 이상이 생기는 경우가 있다. 도 5는, 반복 패턴에 생긴, 서로 다른 규칙성을 갖는 결함을 예시하는 개략도이며, (a) 및 (b)는 좌표 위치 변동계의 결함을, (c) 및 (d)는 치수 변동 계의 결함을 각각 예시하고 있다. 또한, 도 5에 있어서는, 결함이 생긴 개소를 부호 54로 나타내고 있다.Here, in the above-described step [2], a defect occurs in the repeatingpattern 56 due to a sudden deterioration in the scanning accuracy of the laser light, a sudden change in the beam diameter, or an environmental factor. There is a case. In addition, in the process of [3] and [4] mentioned above, when in-plane nonuniformity arises in image development and etching, in an arbitrary area | region, a shape abnormality or an array abnormality may arise at the same time to several adjacent unit patterns. . Fig. 5 is a schematic diagram illustrating defects having different regularities in a repeating pattern, (a) and (b) showing defects in a coordinate position change system, and (c) and (d) showing dimensional change systems. Each defect is illustrated. In addition, in FIG. 5, the location where the defect generate | occur | produced is shown with the code |symbol 54. As shown in FIG.

예를 들면, 도 5의 (a)는, 레이저광에 의한 묘화의 이음매에 위치 어긋남이 발생한 것에 의해, 단위 패턴(53)의 피치 d가 부분적으로 넓어지게 된 결함을 나타낸다. 또한, 도 5의 (b)는, 레이저광에 의한 묘화의 이음매에 위치 어긋남이 발생한 것에 의해, 단위 패턴(53')의 위치가 다른 단위 패턴(53)에 대하여 상대적으로 어긋나게 된 결함을 나타낸다. 이들 결함은 좌표 위치 변동계의 결함이라고 칭할 수 있다.For example, FIG. 5 (a) shows a defect in which the pitch d of theunit pattern 53 is partially widened due to the position shift occurring at the joint of the drawing by the laser beam. In addition, FIG.5 (b) shows the defect which shifted the position of the unit pattern 53 'relatively with respect to theother unit pattern 53 by the position shift which generate | occur | produced in the joint of the drawing by a laser beam. These defects can be referred to as defects in the coordinate position change meter.

또한, 도 5의 (c) 및 도 5의 (d)는, 묘화기의 빔 강도나 빔 직경이 변동한 것 등에 의해, 단위 패턴(53')의 크기, 즉 격자틀(53a')의 폭이 변동하게 된 결함을 나타낸다. 이들 결함은 치수 변동계의 결함이라고 칭할 수 있다.5C and 5D show the size of the unit pattern 53 ', that is, the width of thegrid 53a', due to variations in beam intensity and beam diameter of the drawing machine. This fluctuation | variation made this fluctuate. These defects can be referred to as defects in the dimensional variation meter.

또한, 이러한 결함의 발생 원인은, 반드시 상기에 한정되지 않고, 그 밖의 다양한 원인에 의해 생기는 경우가 있다. 단, 이 결함의 특징은, 영상 디바이스(표시 디바이스나 촬상 디바이스)의 제조에 이용되는 패턴 내에 생기기 때문에, 대부분의 경우, 마스크 사용시에 이용하는 노광기의 해상 한계 이하의 결함량(위치 어긋남량, 치수 변동량)이며, 디바이스의 동작에 이상을 초래하는 것이 아님에도 불구하고, 결함으로서, 정상 패턴과 식별할 필요가 있다.In addition, the cause of generation of such a defect is not necessarily limited to the above, and may be caused by various other causes. However, since the characteristic of this defect arises in the pattern used for manufacture of an imaging device (display device or imaging device), in most cases, the amount of defects (position shift amount, dimensional variation amount) below the resolution limit of the exposure machine used at the time of use of a mask. Although it does not cause abnormality in the operation of the device, it is necessary to identify it as a normal pattern as a defect.

(3) 패턴 결함 검사 장치의 구성(3) Configuration of pattern defect inspection apparatus

계속하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치(10)의 구성예에 대하여, 도 3을 참조하면서 설명한다. 패턴 결함 검사 장치(10)는, 유지 수 단으로서의 스테이지(11)와, 조명 수단으로서의 광원 장치(12)와, 수광 수단으로서의 촬상 장치(14)와, 해석 수단으로서의 화상 해석 장치(16)를 가지고 있다.Next, the structural example of the patterndefect inspection apparatus 10 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated, referring FIG. The patterndefect inspection apparatus 10 has astage 11 as a holding means, alight source device 12 as an illumination means, animaging device 14 as a light receiving means, and animage analysis device 16 as an analysis means. have.

[스테이지][stage]

유지 수단으로서의 스테이지(11)는, 피검사체로서의 포토마스크(50)를 유지하도록 구성되어 있다.Thestage 11 as the holding means is configured to hold thephotomask 50 as the inspected object.

스테이지(11)는, 반복 패턴(56)의 주평면에 대하여 비스듬하게 아래쪽으로부터 광을 조사할 수 있도록, 포토마스크(50)를 유지한다. 예를 들면, 스테이지(11)는, 포토마스크(50)의 외주부를 유지하는 틀 모양의 형상으로서 구성되어 있어도 되고, 조사하는 광에 대하여 투명한 부재에 의해 구성되어 있어도 된다.Thestage 11 holds thephotomask 50 so that light can be irradiated obliquely downward with respect to the main plane of the repeatingpattern 56. For example, thestage 11 may be comprised as a frame shape holding the outer peripheral part of thephotomask 50, and may be comprised by the transparent member with respect to the light to irradiate.

또한, 스테이지(11)는, 예를 들면 X방향 및 Y방향으로 이동 가능한 X-Y 스테이지로서 구성되어 있다. 그리고, 스테이지(11) 위에 유지되는 포토마스크(50)를, 후술하는 광원 장치(12) 및 촬상 장치(14)에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써, 검사 시야를 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 스테이지(11)를 이동 가능하게 구성하지 않는 경우에는, 광원 장치(12) 및 촬상 장치(14)를 스테이지(11)에 대하여 이동 가능하게 구성하여도 된다. 이 경우, 광원 장치(12) 및 촬상 장치를 동기하여 피검사체에 대하여 이동시키는 것이 가능하다. 이 때, 피검사체에 대하여 광원 장치(12)와 촬상 장치(14)를 동일한 측에 배치하여 일체로 구성하고, 또한 피검사체로부터의 반사광을 수광하는 장치 구성으로 하는 것이 유리하다. 이와 같이 구성하면, 광원 장치(12)와 촬상 장치(14)를 광축의 어긋남을 방지하면서 동기하여 이동시키는 것이 용이해지기 때문이다.In addition, thestage 11 is comprised as an X-Y stage which can move to an X direction and a Y direction, for example. And thephotomask 50 hold | maintained on thestage 11 is comprised so that an inspection field | view can be moved by moving relative to thelight source device 12 andimaging device 14 mentioned later. When thestage 11 is not configured to be movable, thelight source device 12 and theimaging device 14 may be configured to be movable with respect to thestage 11. In this case, thelight source device 12 and the imaging device can be moved with respect to the inspected object in synchronization. At this time, it is advantageous that thelight source device 12 and theimaging device 14 are arranged on the same side with respect to the inspected object so as to be integrally formed, and to have an apparatus configuration for receiving the reflected light from the inspected object. This is because it becomes easy to move thelight source device 12 and theimaging device 14 in synchronism while preventing the optical axis from shifting.

[광원 장치][Light source device]

조명 수단으로서의 광원 장치(12)는, 스테이지(11)에 유지된 포토마스크(50)의 반복 패턴(56)에, 소정의 입사각으로 광을 조사하여, 회절광을 발생시키도록 구성되어 있다.Thelight source device 12 as an illuminating means is configured to irradiate light at a predetermined incident angle to the repeatingpattern 56 of thephotomask 50 held by thestage 11 to generate diffracted light.

광원 장치(12)는, 충분한 휘도(예를 들면, 조도가 1만 Lx∼60만 Lx 이상, 바람직하게는 30만 Lx 이상)를 가지며, 평행성이 높은(평행도가 2°이내인) 광원(12a)을 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 광원 장치(12)로부터의 광의 파장 λ는, 전술한 휘도를 저렴하게 얻기 위하여, 또한 후술하는 촬상 장치(14)를 저렴하게 실현하기 위하여, 파장 380 nm∼780 nm(가시광역)로 하는 것이 바람직하다. 이러한 조건을 만족할 수 있는 광원(12a)으로서는, 예를 들면 초고압 수은 램프, 크세논 램프, 메탈 할라이드 램프 등을 들 수 있다.Thelight source device 12 is a light source having a sufficient brightness (e.g., luminous intensity of 10,000 Lx to 600,000 Lx or more, preferably 300,000 Lx or more) and high parallelism (parallelism of 2 degrees or less). It is preferable to use 12a). The wavelength? Of the light from thelight source device 12 is set to a wavelength of 380 nm to 780 nm (visible region) in order to obtain the above-described luminance at low cost and to realize theimaging device 14 described later at low cost. It is preferable. As alight source 12a which can satisfy such conditions, an ultrahigh pressure mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, etc. are mentioned, for example.

광원 장치(12)는, 렌즈를 포함하는 조사 광학계(12b)를 구비하고 있다. 조사 광학계(12b)는, 스테이지(11)의 지지면(즉 반복 패턴(56)의 주평면)과 광원(12a) 사이에 배치되고, 광원(12a)으로부터의 광을 평행화하도록 구성되어 있다.Thelight source device 12 is provided with the irradiationoptical system 12b containing a lens. The irradiationoptical system 12b is disposed between the support surface of the stage 11 (that is, the main plane of the repeating pattern 56) and thelight source 12a, and is configured to parallelize the light from thelight source 12a.

조사 광학계(12b)에 의해 평행화된 광은, 반복 패턴(56)의 주평면을 비스듬하게 아래쪽으로부터 입사각 θi로 조사하여, 회절광을 발생시킨다. 또한, 여기서 말하는 입사각 θi란, 스테이지(11)의 지지면의 법선과, 조사광의 광축 사이에 끼워지는 각도를 말한다. 또한, 도 1에 있어서, 광원 장치(12)는, 스테이지(11)의 지지면에 대하여 비스듬하게 아래쪽에 배치되고, 후술하는 수광 수단은, 반복 패턴으로부터의 투과광을 수광하고 있지만, 스테이지(11)의 지지면에 대하여 비스듬하 게 위쪽에 배치되어 있어도 된다. 그 경우, 수광 수단은, 반복 패턴이 발생하는 반사광을 수광하게 된다. 또한, 반사광을 이용하는 방법에 의하면, 피검사체로서 투명 이외의 기판 위에 패턴을 형성한 것도 적용할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 반사광을 이용하는 방법은, 조사 광학계와 촬상 장치를, 피검사체에 대하여 동일한 측에 설치할 수 있기 때문에, 일체로 구성하는 것이 가능해져, 검사시의 광축을 안정하게 유지하는 측면에서 유리하다. 또한, 반사광을 이용하는 방법에서는, 투과광을 수광하는 경우와 비교하여, 수광 광량이 크고(기판에 의한 광의 흡수에 의한 감쇠를 감안할 필요가 없음), 광학계의 각도의 제어가 용이(기판의 두께에 의한 굴절의 영향을 감안할 필요가 없음)하다는 점에서, 검사 정밀도상의 이점이 있다.The light parallelized by the irradiationoptical system 12b irradiates the main plane of the repeatingpattern 56 at an incidence angle θi from the lower side to generate diffracted light. Incidentally, the incident angle θi herein means an angle sandwiched between the normal of the support surface of thestage 11 and the optical axis of the irradiation light. In addition, in FIG. 1, thelight source device 12 is arrange | positioned obliquely downward with respect to the support surface of thestage 11, The light receiving means mentioned later receives the transmitted light from a repeating pattern, However,stage 11 It may be arranged obliquely upward with respect to the supporting surface of. In that case, the light receiving means receives the reflected light in which the repeating pattern is generated. Moreover, according to the method of using reflected light, what provided the pattern on the board | substrate other than transparent as a to-be-tested object is applicable. In addition, as described above, in the method of using the reflected light, since the irradiation optical system and the imaging device can be provided on the same side with respect to the inspected object, it is possible to configure them integrally, and to keep the optical axis stable during the inspection. Is advantageous in In addition, in the method of using the reflected light, the amount of received light is large (it is not necessary to consider the attenuation due to absorption of light by the substrate) compared with the case of receiving the transmitted light, and the control of the angle of the optical system is easy (by the thickness of the substrate). It is not necessary to consider the influence of refraction), which has an advantage in inspection accuracy.

또한, 입사각 θi는 30°내지 60°로 하는 것이 바람직하다. 입사각 θi를 지나치게 크게 하면, 후술하는 촬상 장치(14)에서 수광되는 회절광의 차수의 절대치가 커지고, 회절광의 광량이 감소하여, 결함의 검출이 곤란해지기 때문이다. 또한, 전술한 바와 같이 반복 패턴(56)은 투명 기판(57) 위에 형성되어 있지만, 입사각 θi를 지나치게 크게 하면, 피검사 영역 내에 균일한 조도로 광을 조사하는 것이 곤란해져, 바람직하지 않다. 한편, 입사각 θi를 지나치게 작게 하면, 촬상 장치(14)에서 반복 패턴(56)을 투과한 투과광이 수광되어, 강도가 높은 투과광(제로차 광)에 결함의 신호를 포함하는 회절광이 묻혀지게 되어, 결함의 검출이 곤란해지기 때문이다.In addition, it is preferable that incident angle (theta) i shall be 30 degrees-60 degrees. This is because if the incident angle θi is made too large, the absolute value of the order of the diffracted light received by theimaging device 14 described later becomes large, the amount of light of the diffracted light decreases, and the defect detection becomes difficult. In addition, although the repeatingpattern 56 is formed on thetransparent substrate 57 as mentioned above, when the incident angle (theta) i is made too large, it will become difficult to irradiate light with uniform illuminance in a to-be-inspected area | region, and it is unpreferable. On the other hand, when the incident angle θi is made too small, transmitted light transmitted through the repeatingpattern 56 is received by theimaging device 14, and diffracted light including a defect signal is buried in the transmitted light (zero difference light) having high intensity. This is because detection of a defect becomes difficult.

[촬상 장치][Imaging device]

수광 수단으로서의 촬상 장치(14)는, 반복 패턴(56)으로부터의 회절광을 수광하여, 결상시키도록 구성되어 있다.Theimaging device 14 as the light receiving means is configured to receive the diffracted light from the repeatingpattern 56 and to form an image.

촬상 장치(14)는, 예를 들면 CCD 카메라 등의 2차원의 화상을 촬영할 수 있는 에리어 카메라(14a)를 가지고 있다. 에리어 카메라(14a)의 수광면은, 스테이지(11)의 지지면(즉, 반복 패턴(56)의 주평면)과 대향하도록 형성되어 있다.Theimaging device 14 has anarea camera 14a capable of photographing two-dimensional images such as a CCD camera, for example. The light receiving surface of thearea camera 14a is formed so as to oppose the support surface of the stage 11 (that is, the main plane of the repeating pattern 56).

촬상 장치(14)는, 대물 렌즈를 갖는 수광 광학계(14b)를 더 가지고 있다. 수광 광학계(14b)는, 반복 패턴(56)으로부터 소정의 차수의 회절광을 수광하여, 에리어 카메라(14a)의 수광면 위에 결상시킨다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 수광 광학계(14b)는 회절광을 집광하는 대물 렌즈(14c)와, 조리개(14d)를 가지고 있다. 그리고, 대물 렌즈(14c)의 개구 NA는, 대물 조리개(14d)에 의해, 파장 λ/피치 d보다도 작아지도록 구성되어 있다. 또한, 수광 광학계(14b)를 통한 촬상 장치(14)의 시야는, 예를 들면 한 변이 10 mm∼50 mm인 정방형 혹은 사각 형상으로 되도록 구성되어 있다.Theimaging device 14 further has a light receivingoptical system 14b having an objective lens. The light receivingoptical system 14b receives diffracted light of a predetermined order from the repeatingpattern 56 and forms an image on the light receiving surface of the area camera 14a. 4, the light receivingoptical system 14b has anobjective lens 14c for collecting diffracted light and anaperture 14d. The aperture NA of theobjective lens 14c is configured to be smaller than the wavelength? / Pitch d by theobjective stop 14d. In addition, the visual field of theimaging device 14 through the light receivingoptical system 14b is comprised so that it may become square or square shape whose one side is 10 mm-50 mm, for example.

촬상 장치(14)는, 스테이지(11)의 지지면에 대하여 위쪽에 배치되어 있고, 수광각 θr로 회절광을 수광한다. 여기서 수광각 θr이란, 스테이지(11)의 지지면(즉, 반복 패턴(56)의 주평면)과, 수광 광학계(14b)의 광축 사이에 끼워지는 각도를 말한다. 또한, 수광각 θr은 실질적으로 90°로 하는 것이 바람직하다. 촬상 장치(14)가 스테이지(11)의 지지면의 법선 위에 배치되어 있는 경우에는, 촬상 장치(14)가 스테이지(11)의 지지면에 대하여 경사 방향으로 배치되어 있는 경우와 비교하여, 왜곡(에리어 카메라(14a)의 수광면으로부터 먼 쪽이 상이 작아짐과 함 께, 가까운 쪽이 상이 커져, 상이 사다리꼴 형상으로 되어 버리는 왜곡)이 생기기 어려워지기 때문이다. 즉, 동일한 검사 시야 내에 있어서, 균일한 상을 얻기 쉬워지기 때문이다.Theimaging device 14 is disposed above the support surface of thestage 11 and receives diffracted light at the light receiving angle θr. Here, the light receiving angle θr refers to an angle sandwiched between the support surface of the stage 11 (that is, the main plane of the repeating pattern 56) and the optical axis of the light receivingoptical system 14b. In addition, it is preferable that light reception angle (theta) r shall be substantially 90 degrees. When theimaging device 14 is disposed on the normal line of the support surface of thestage 11, theimage pickup device 14 is distorted in comparison with the case where theimaging device 14 is disposed in an inclined direction with respect to the support surface of thestage 11. This is because the image is smaller on the side farther from the light receiving surface of thearea camera 14a, and the image is larger on the near side, which makes it difficult to produce a trapezoidal shape. That is, it is because it becomes easy to obtain a uniform image in the same inspection visual field.

또한, 에리어 카메라(14a)의 수광면 위에 결상된 회절광의 상(이하, 에리어 화상이라고 함)은, 화상 데이터로서, 화상 해석 장치(16)에 출력하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.The diffraction light image (hereinafter referred to as an area image) formed on the light receiving surface of thearea camera 14a is configured to be output to theimage analysis device 16 as image data.

[화상 해석 장치][Image analysis device]

해석 수단으로서의 화상 해석 장치(16)는, 촬상 장치(14)로부터 출력된 에리어 화상을 관찰하여, 에리어 화상 내에서의 광 강도 분포의 이변을 검출함으로써, 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 유무를 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 광 강도 분포의 이변을 검출함으로써 결함을 검출할 수 있는 이유에 대해서는, (4) 패턴 결함 검사 방법의 항에서 후술한다.Theimage analysis device 16 as an analysis means observes the area image output from theimaging device 14, and detects the variation of the light intensity distribution in the area image, thereby detecting the presence or absence of the defect which occurred in the repeatingpattern 56. It is configured to be detected. In addition, the reason which a defect can be detected by detecting the nonuniformity of light intensity distribution is mentioned later in the term of (4) Pattern defect inspection method.

즉, 화상 해석 장치(16)는, 촬상 장치(14)로부터 에리어 화상의 화상 데이터를 수신한 후, 에리어 화상에서의 광 강도 분포를 수치화한 수치 데이터를 작성하도록 구성되어 있다. 그리고, 화상 해석 장치(16)는, 이러한 수치 데이터와, 결함이 없는 경우의 에리어 화상에 기초한 수치 데이터(기준 데이터)를 정량적으로 비교함으로써, 광 강도 분포의 이변을 객관적으로 검출하도록 구성되어 있다.That is, theimage analysis device 16 is configured to generate numerical data obtained by quantifying the light intensity distribution in the area image after receiving the image data of the area image from theimaging device 14. And theimage analysis apparatus 16 is comprised so that the numerical value (standard data) based on the area image in the absence of a defect may be quantitatively detected, and objectively detect the deviation of light intensity distribution.

또한, 화상 해석 장치(16)는, 에리어 화상의 화상 데이터를 수신한 후, 에리어 화상을 미분하여 광 강도 변화율의 분포를 나타내는 미분 화상을 작성함과 함께, 광 강도 변화율의 분포를 수치화한 수치 데이터를 작성하도록 구성되어 있다.Furthermore, after receiving the image data of the area image, theimage analysis device 16 differentiates the area image to create a differential image representing the distribution of the light intensity change rate, and numerical data obtained by numerically quantifying the distribution of the light intensity change rate. It is configured to write.

그리고, 화상 해석 장치(16)는, 이러한 수치 데이터와, 결함이 없는 경우의 에리어 화상을 미분하여 얻은 수치 데이터(기준 데이터)를 정량적으로 비교함으로써, 광 강도 분포의 이변의 검출 감도를 향상시키도록 구성되어 있다.Then, theimage analysis device 16 quantitatively compares such numerical data with numerical data (reference data) obtained by differentiating the area image in the absence of a defect, so as to improve detection sensitivity on the other side of the light intensity distribution. Consists of.

(4) 패턴 결함 검사 방법(4) pattern defect inspection method

계속하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법에 대하여 설명한다. 본 패턴 결함 검사 방법은, 전술한 패턴 결함 검사 장치에 의해 실시된다.Subsequently, the pattern defect inspection method according to the embodiment of the present invention will be described. This pattern defect inspection method is performed by the pattern defect inspection apparatus described above.

본 패턴 결함 검사 방법은, 반복 패턴(56)에 소정의 입사각으로 광을 조사하여 회절광을 생기게 하는 공정(S1)과, 반복 패턴(56)으로부터의 회절광을 수광하여 결상시키는 공정(S2)과, 회절광을 결상시킨 상을 관찰함으로써, 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 유무를 검출하는 공정(S3)을 갖고 있다. 이하, 각 공정에 대하여 순서대로 설명한다.The pattern defect inspection method includes a step (S1) of irradiating light to a repeatingpattern 56 at a predetermined incident angle to generate diffracted light, and a step (S2) of receiving and imaging the diffracted light from the repeatingpattern 56. And the step (S3) of detecting the presence or absence of the defect which arose in the repeatingpattern 56 by observing the image which imaged the diffracted light. Hereinafter, each process is demonstrated in order.

[회절광을 생기게 하는 공정(S1)][Process of producing diffraction light (S1)]

우선, 반복 패턴(56)을 구비한 포토마스크(50)를, 패턴 검사 장치의 스테이지(11) 위에 유지한다. 그리고, 광원 장치(12)를 이용하여, 반복 패턴(56)의 주평면에 대하여 비스듬하게 아래쪽으로부터 입사각 θi로 광을 조사한다.First, thephotomask 50 provided with the repeatingpattern 56 is hold | maintained on thestage 11 of a pattern inspection apparatus. Then, using thelight source device 12, light is irradiated at an incidence angle θ i from the lower side obliquely to the main plane of the repeatingpattern 56.

그러면, 반복 패턴(56)의 투과광측 및 반사광측에, 회절광이 발생한다. 그리고, 단위 패턴(53)의 피치가 d이고, 광원 장치(12)로부터 입사하는 광의 파장이 λ이고, 입사각이 θi일 때에는, d(sinθi±sinθn)=nλ의 관계를 충족시키도록 하는 회절각 θn의 방향으로, n차의 회절광이 관측된다.Then, diffracted light is generated on the transmitted light side and the reflected light side of the repeatingpattern 56. And when the pitch of theunit pattern 53 is d, the wavelength of the light incident from thelight source device 12 is λ, and the incident angle is θ i, the diffraction angle to satisfy the relationship of d (sin θ i ± sin θ n) = nλ In the direction of θn, n-th order diffracted light is observed.

도 4는, 반복 패턴(56)에 입사각 θi로 광을 조사하고, 수광각 90°로 회절광을 수광하는 상태를 나타내는 개략도이며, (a)는 단위 패턴의 피치 d가 10 ㎛인 경우에서의 회절광의 상태를 나타내고, (b)는 이러한 경우에서의 회절광의 차수와 입사각의 관계를 나타내고 있다. 또한，(c)는 단위 패턴의 피치 d가 1 ㎛인 경우에서의 회절광의 상태를 나타내고, (d)는 이러한 경우에서의 회절광의 차수와 입사각의 관계를 나타내고 있다. 도 4에 의하면, 단위 패턴(53)의 피치 d가 클수록, 인접하는 회절광끼리의 회절각의 차 Δθ(즉, θn±1과 θn의 차)가 작아지는 것을 알 수 있다.4 is a schematic diagram showing a state in which light is irradiated to the repeatingpattern 56 at an incident angle θi and received diffracted light at a light receiving angle of 90 °, and (a) is a case where the pitch d of the unit pattern is 10 μm. The state of the diffracted light is shown, and (b) shows the relationship between the order of the diffracted light and the incident angle in this case. In addition, (c) shows the state of the diffracted light in the case where the pitch d of the unit pattern is 1 mu m, and (d) shows the relationship between the order of the diffracted light and the incident angle in this case. According to FIG. 4, it turns out that the larger the pitch d of theunit pattern 53 is, the smaller the difference Δθ (that is, the difference between θn ± 1 and θn) of diffraction angles between adjacent diffracted light beams.

[회절광을 수광하여 결상시키는 공정(S2)][Step of Receiving and Image Forming Diffracted Light (S2)]

계속하여, 촬상 장치(14)에 의해, 반복 패턴(56)으로부터의 회절광을 수광하여 결상시킨다. 즉, 수광 광학계(14b)에 의해, 반복 패턴(56)으로부터의 회절광을 수광시키고, 에리어 카메라(14a)의 수광면 위에 결상시켜 에리어 화상을 얻는다.Subsequently, theimaging device 14 receives the diffracted light from the repeatingpattern 56 and forms an image. That is, the light receivingoptical system 14b receives the diffracted light from the repeatingpattern 56 and forms an image on the light receiving surface of thearea camera 14a to obtain an area image.

여기에서, 결함이 없는 반복 패턴(56)에 있어서는, 각 단위 패턴(53)의 피치 d는 균일하기 때문에, 파장 λ, 입사각 θi, 회절각 θn이 동일한 한, 특정한 차수의 회절광을 결상시킨 상은, 일정한 규칙성을 가진 것으로 될 것이다. 이에 대하여, 결함이 생긴 반복 패턴(56')의 피치 d'는, 결함이 없는 반복 패턴(56)의 피치 d와는 다르다. 그 때문에, 파장 λ, 입사각 θi, 회절각 θn이 동일한 경우에는, 결함이 생긴 반복 패턴(56')에 의한 에리어 화상과, 결함이 없는 반복 패턴(56)에 의한 에리어 화상은, 어떠한 상위가 생기게 된다. 구체적으로는, 전자의 에리어 화상 내에는, 결함에 기인하는 광 강도 분포의 이변이 나타나게 된다. 그리고, 이 광 강도 분포의 이변은, 후자의 에리어 화상에는 나타나지 않는다.Here, in the repeatingpattern 56 without a defect, since the pitch d of eachunit pattern 53 is uniform, the image which imaged the diffracted light of the specific order as long as wavelength (lambda), incident angle (theta) i, and diffraction angle (theta) n are the same It will be of regular regularity. In contrast, the pitch d 'of the repeated repeating pattern 56' is different from the pitch d of the repeating repeatingpattern 56 without defects. Therefore, when the wavelength λ, the incident angle θi and the diffraction angle θn are the same, the area image by the defective repeating pattern 56 'and the area image by the repeatingpattern 56 without the defect may have some difference. do. Specifically, in the former area image, the variation of the light intensity distribution due to the defect appears. Incidentally, this variation of the light intensity distribution does not appear in the latter area image.

그 후, 촬상 장치(14)는, 에리어 화상의 화상 데이터를, 화상 해석 장치(16)에 출력한다.Thereafter, theimaging device 14 outputs the image data of the area image to theimage analysis device 16.

또한, 상기에 있어서는, 반복 패턴(56)의 비스듬하게 아래쪽으로부터 광을 조사하여 투과면에서 회절광을 수광하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 반복 패턴(56)의 비스듬하게 위쪽에서부터 광을 조사하여, 반사면에서 회절광을 수광하는 경우에 대해서도, 마찬가지의 결과를 얻을 수 있다.In addition, in the above, the case where light was irradiated from obliquely downward of the repeatingpattern 56 and received diffraction light at the transmission surface was described as an example. However, light is radiated from obliquely upward of the repeatingpattern 56, The same result can be obtained also in the case of receiving diffracted light at the reflection surface.

[결함의 유무를 검출하는 공정(S3)][Step (S3) for Detecting Presence or Absence of Defect]

전술한 바와 같이, 결함이 생긴 반복 패턴(56')으로부터의 에리어 화상에는, 결함의 존재를 나타내는 광 강도 분포의 이변이 나타난다. 따라서, 화상 해석 장치(16)에 의해, 에리어 화상을 관찰시켜, 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 유무를 검사시킨다.As described above, in the area image from the repeatingpattern 56 ′ in which the defect occurs, the variation of the light intensity distribution indicating the presence of the defect appears. Therefore, theimage analysis apparatus 16 observes an area image and inspects the presence or absence of the defect which arose in the repeatingpattern 56. FIG.

구체적으로는, 화상 해석 장치(16)에, 촬상 장치(14)로부터 출력된 에리어 화상의 화상 데이터를 수신시키고, 에리어 화상의 광 강도 분포를 미분시켜 그 변화를 강조시킨 미분 화상을 작성시키고, 광 강도 분포의 변화(이변)를 관찰함으로써, 결함의 유무를 검출한다.Specifically, theimage analysis device 16 receives the image data of the area image output from theimaging device 14, differentiates the light intensity distribution of the area image, creates a differential image in which the change is emphasized, and the light The presence or absence of a defect is detected by observing the change (extraordinary) of intensity distribution.

또한, 전술한 바와 같이, 입사광의 파장 λ를 380 nm∼780 nm로 하고, 입사각 θi를 30°내지 60°로 하고, 수광각 θr을 실질적으로 90°로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 이 경우, 단위 패턴(53)의 피치 d는 1 ㎛∼8 ㎛로 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 에리어 화상, 또는 그 미분 화상을 관찰하면, 결함에 기인 하는 신호가, 원래의 반복 패턴(결함이 없는 반복 패턴)에 기인하는 신호에 대하여, SN비 1.2 이상으로 명확하게 구별하는 것이 가능하다. 또한, 전술한 d(sinθn±sinθi)=nλ라는 관계식에 의하면, 파장 λ, 입사각 θi, 수광각 θr, 피치 d가 전술한 조건이면, 촬상 장치(14)에서, 차수의 절대치가 1∼10인 회절광을 수광할 수 있다. 차수의 절대치가 1∼10인 회절광은 광량이 많아, 밝은 에리어 화상을 얻을 수 있고, 결함의 존재를 나타내는 광 강도 분포의 변동(이변)을 신뢰성 좋게 검출하는 것이 가능하다.As described above, it is preferable that the wavelength? Of the incident light is 380 nm to 780 nm, the incident angle θi is set to 30 ° to 60 °, and the light receiving angle θr is set to substantially 90 °. In this case, the pitch d of theunit pattern 53 is preferably set to 1 µm to 8 µm. At this time, when observing the area image or its differential image, it is possible to clearly distinguish a signal due to a defect with an SN ratio of 1.2 or more with respect to a signal due to an original repeating pattern (defective repeating pattern). Do. Further, according to the above-described relation of d (sinθn ± sinθi) = nλ, if the wavelength λ, the incident angle θi, the light receiving angle θr, and the pitch d are the above conditions, the absolute value of the order is 1 to 10 in theimaging device 14. The diffracted light can be received. The diffracted light having an absolute value oforder 1 to 10 has a large amount of light, and thus a bright area image can be obtained, and it is possible to reliably detect fluctuations (extraordinary) in the light intensity distribution indicating the presence of a defect.

(5) 본 실시 형태에서의 효과(5) Effect in this embodiment

본 실시 형태에 의하면, 이하의 [1]∼[4]의 효과를 발휘한다.According to this embodiment, the effect of the following [1]-[4] is exhibited.

[1] 본 실시 형태에 의하면, 반복 패턴(56)에 생긴 미세한 결함은, 에리어 화상 내에 광 강도 분포의 이변으로서 명료하게 나타난다. 따라서, 각 단위 패턴(53)의 치수나 좌표를 개별적으로 측정하는 검사(마이크로 검사)를 실시하지 않아도, 에리어 화상 내에서의 광 강도 분포의 이변을 관찰함으로써, 반복 패턴(56)의 결함을 검사하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 이러한 검사를, 복수의 단위 패턴(53)을 포함하는 매크로 영역(즉 한 변이 10 mm∼50 mm인 정방형 혹은 사각 형상의 검사 시야)에 대하여 행하면, 포토마스크(50)의 검사 시간을 단축할 수 있어, 생산성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.[1] According to the present embodiment, the minute defects generated in the repeatingpattern 56 are clearly shown as the extraordinary variation of the light intensity distribution in the area image. Therefore, even if the inspection (micro inspection) which measures the dimension and coordinate of eachunit pattern 53 is not performed separately, the defect of the repeatingpattern 56 is examined by observing the bilateral variation of the light intensity distribution in an area image. It becomes possible. And when such inspection is performed with respect to the macro area | region (that is, square or square inspection visual field whose one side is 10 mm-50 mm) containing the someunit pattern 53, the inspection time of thephotomask 50 is shortened. It is possible to improve productivity.

예를 들면, 하이비젼 TV용의 표시 디바이스용 기판(42V형, 면적 약 0.5 m²)의 제조에 이용되는 포토마스크(50)는, 1920(수직)×1080(수평)=2,073,600개의 단 위 패턴(53)을 가지고 있다. 여기에서, 모든 단위 패턴(53)의 치수나 좌표를, 레이저 길이 측정기나 현미경 등을 이용하여 마이크로 검사하고자 하면, 단위 패턴 1개당의 측정 소요 시간을 약 10초로 한 경우에, 약 240일이 필요하게 된다. 이에 대하여, 본 실시 형태에 의하면, 예를 들면 매크로 검사의 시야가 한 변 25 mm(단, 인접 시야와의 중복을 1할 예상함)이고, 하나의 시야에서의 검사 시간(즉, 상기의 S1∼S3까지의 실행 시간)이 2.5초 정도인 것으로 하면, 40분 남짓의 검사 시간으로 검사를 완료시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 포토마스크(50)의 검사 시간을 대폭 단축시켜, 포토마스크(50)의 생산성을 대폭 향상시키는 것이 가능하게 된다.For example, thephotomask 50 used for manufacture of the display device board | substrate (42V type | mold, area about 0.5 m <^2> ) for high-definition TV is 1920 (vertical) x 1080 (horizontal) = 2,073,600 unit patterns. Has 53 Here, if you want to microscopically inspect the dimensions and coordinates of all theunit patterns 53 by using a laser length measuring instrument, a microscope, or the like, about 240 days is required when the measurement time per unit pattern is about 10 seconds. Done. In contrast, according to the present embodiment, for example, the field of view of the macro inspection is 25 mm on one side (but it is expected to overlap with the adjacent field of view), and the inspection time in one field of view (that is, S1 described above). If the execution time to -S3) is about 2.5 seconds, it becomes possible to complete | finish a test in 40 minutes or less of test time. That is, it is possible to significantly shorten the inspection time of thephotomask 50 and to greatly improve the productivity of thephotomask 50.

[2] 본 실시 형태에 의하면, 입사광의 파장 λ가 380 nm∼780 nm이고, 입사각 θi가 30°내지 60°이고, 수광각 θr이 실질적으로 90°인 경우에 있어서, 단위 패턴(53)의 피치 d를 1 ㎛∼8 ㎛로 함으로써, 촬상 장치(14)에서, 결함에 유래하는 광 강도의 이변을 명료하게 관찰할 수 있다. 이 때, 차수의 절대치가 1∼10인 회절광을 수광할 수 있는데, 차수의 절대치가 1∼10인 회절광은 광량이 많아, 밝은 에리어 화상을 얻을 수 있기 때문에, 결함의 존재를 나타내는 광 강도 분포의 변동(이변)을 신뢰성 좋게 검출하는 것이 가능하게 된다.[2] According to the present embodiment, in the case where the wavelength λ of incident light is 380 nm to 780 nm, the incident angle θi is 30 ° to 60 °, and the light receiving angle θr is substantially 90 °, theunit pattern 53 By setting pitch d to 1 micrometer-8 micrometers, in theimaging device 14, the bilateral variation of the light intensity originating in a defect can be observed clearly. At this time, diffracted light having an absolute value oforder 1 to 10 can be received. Since diffracted light having an absolute value oforder 1 to 10 has a large amount of light and a bright area image can be obtained, light intensity indicating the presence of a defect It is possible to reliably detect the variation (variation) of the distribution.

[3] 본 실시 형태에 의하면, 화상 해석 장치(16)는, 에리어 화상에서의 광 강도 분포를 수치화한 수치 데이터와, 결함이 없는 경우의 에리어 화상에 기초한 수치 데이터를 정량적으로 비교함으로써, 광 강도 분포의 이변(결함)을 검출한다. 즉, 광 강도 분포를 수치화하여 정량적으로 해석함으로써, 결함의 유무를, 육안 관찰에 의한 작업자의 인상에 의존하지 않고 객관적으로 검출하는 것이 가능하게 된 다. 이에 의해, 검사 결과의 변동을 억제시켜, 검사의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.[3] According to the present embodiment, theimage analysis device 16 quantitatively compares numerical data based on the numerical value of the light intensity distribution in the area image with numerical data based on the area image in the absence of a defect, thereby providing light intensity. Detect deviations (defects) in the distribution. That is, by quantifying and analyzing the light intensity distribution quantitatively, it becomes possible to objectively detect the presence or absence of a defect without depending on the impression of the operator by visual observation. Thereby, it becomes possible to suppress the fluctuation | variation of a test result, and to improve the reliability of a test | inspection.

[4] 본 실시 형태에 의하면, 에리어 화상을 미분하여 광 강도 분포의 변화를 강조시킨 미분 화상을 작성하고, 이 미분 화상에서의 광 강도 변화 분포를 수치화한 수치 데이터와, 결함이 없는 경우의 에리어 화상을 미분하여 얻은 수치 데이터를 정량적으로 비교함으로써, 광 강도 분포의 이변(결함)의 검출 감도를 더욱 향상시키는 것이 가능하게 된다.[4] According to the present embodiment, a differential image is obtained by differentiating an area image to emphasize the change in the light intensity distribution, and numerical data obtained by quantifying the light intensity change distribution in the differential image, and the area in which there is no defect. By quantitatively comparing numerical data obtained by differentiating an image, it becomes possible to further improve the detection sensitivity of aberrations (defects) in the light intensity distribution.

<B> 본 발명의 다른 실시 형태<B> Other Embodiments of the Invention

계속하여, 본 발명의 다른 실시 형태를 설명한다.Subsequently, another embodiment of the present invention will be described.

전술한 바와 같이, 입사광의 파장 λ를 380 nm∼780 nm로 하고, 입사각 θi를 30°내지 60°로 하고, 수광각 θr을 실질적으로 90°로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 이 경우에는, 단위 패턴(53)의 피치 d를 1 ㎛∼8 ㎛로 함으로써, 결함에 기인하는 정보와, 결함이 없는 반복 패턴에 기인하는 정보를 명확하게 구별하는 것이 가능하게 된다. 그러나, 단위 패턴(53)의 피치 d는, 피검사체의 용도나 사양 등에 의해 정해지는 것이며, 실제로는 단위 패턴(53)의 피치 d가 8 ㎛를 초과하는 경우가 있다.As described above, it is preferable that the wavelength λ of the incident light is 380 nm to 780 nm, the incident angle θi is 30 ° to 60 °, and the light receiving angle θr is substantially 90 °. In this case, by setting the pitch d of theunit pattern 53 to 1 µm to 8 µm, it is possible to clearly distinguish between information resulting from a defect and information resulting from a repeating pattern without a defect. However, the pitch d of theunit pattern 53 is decided by the use, specification, etc. of the to-be-tested object, and in fact, the pitch d of theunit pattern 53 may exceed 8 micrometers.

여기에서, 단위 패턴(53)의 피치 d가 큰 경우에는, 인접하는 회절광끼리의 회절각의 차 Δθ가 작아진다. 그 때문에, 파장 λ, 입사각 θi, 수광각 θr, 피치 d가 전술한 조건인 경우에는, 촬상 장치(14)에서 수광되는 회절광의 차수의 절대치는, 1∼10보다도 훨씬 커지게 된다. 이러한 고차 회절광은 광량이 적기 때문 에, 에리어 화상은 어두워지고, 결함의 존재를 나타내는 광 강도 분포의 변동(이변)을 신뢰성 좋게 검출하는 것이 곤란한 경우가 있다.Here, in the case where the pitch d of theunit pattern 53 is large, the difference Δθ of the diffraction angles between the adjacent diffracted lights becomes small. Therefore, when the wavelength λ, the incident angle θi, the light receiving angle θr, and the pitch d are the conditions described above, the absolute value of the order of diffracted light received by theimaging device 14 becomes much larger than 1 to 10. Since such high-order diffracted light has a small amount of light, the area image becomes dark, and it may be difficult to reliably detect fluctuations (extraordinary) in the light intensity distribution indicating the presence of a defect.

그러나, 단위 패턴(53)의 피치 d가 8 ㎛를 초과하는 경우에 있어서는, 단위 패턴(53)과는 서로 다른 피치로 테스트용 단위 패턴이 주기적으로 배열된 테스트용 패턴(56t)을, 반복 패턴(56) 이외의 영역에 반복 패턴(56)과 동시에 묘화함으로써 형성함과 함께, 테스트용 단위 패턴(53t)의 피치 d를 1 ㎛∼8 ㎛로 함으로써, 전술한 문제를 해결할 수 있다. 또한, 본 발명의 테스트용 패턴의 피치는, 1 ㎛ 미만이라도 상관없지만, 테스트 패턴의 묘화 정밀도를 확보하는 목적, 및 묘화 데이터가 과대한 용량으로 되는 것을 방지하는 목적으로부터, 1 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 특히, 후자에 대하여 말하자면, 본 발명의 피검사체는, 한 변이 300 mm 이상, 보다 효과가 높은 것은 한 변이 1 m 이상인 대형의 것이기 때문에, 묘화 용량을 억제하는 것은 의의가 크다.However, in the case where the pitch d of theunit pattern 53 exceeds 8 µm, thetest pattern 56t in which the test unit patterns are periodically arranged at different pitches from theunit pattern 53 is repeated. The above-mentioned problem can be solved by forming simultaneously in the area | regions other than (56) with the repeatingpattern 56, and making pitch d of the test unit pattern 53t into 1 micrometer-8 micrometers. In addition, although the pitch of the test pattern of this invention may be less than 1 micrometer, it is preferable that it is 1 micrometer or more from the objective of ensuring the drawing precision of a test pattern, and the objective of preventing drawing data from becoming an excessive capacity | capacitance. . In particular, as for the latter, the test subject of the present invention is large in size, where one side is 300 mm or more and a higher effect is that one side is 1 m or more. Therefore, it is significant to suppress the drawing capacity.

이하에, 본 실시 형태에 따른 (1) 피검사체로서의 포토마스크의 구성, (2) 패턴 결함 검사 장치의 구성, (3) 본 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법을 순서대로 설명한다.Below, (1) the structure of the photomask as a to-be-tested object concerning this embodiment, (2) the structure of a pattern defect inspection apparatus, and (3) the pattern defect inspection method which concerns on this embodiment are demonstrated in order.

(1) 포토마스크의 구성(1) Composition of photo mask

본 실시 형태에 따른 피검사체로서의 포토마스크는, 도 8에 도시한 바와 같이, 투명 지지체로서의 투명 기판(57)의 주표면 위에, 반복 패턴(56)과 동시에 형성된 박막(차광막)으로 이루어지는 테스트용 패턴(56t)을 가지고 있는 점이, 전술한 실시 형태와 다르다. 테스트용 패턴(56t)은, 반복 패턴(56) 이외의 영역, 예를 들면 투명 기판(57)의 주표면 위에서의 반복 패턴(56)의 주위 등에 형성되어 있다.As shown in FIG. 8, the photomask as a test object which concerns on this embodiment consists of a test pattern which consists of a thin film (light shielding film) formed simultaneously with the repeatingpattern 56 on the main surface of thetransparent substrate 57 as a transparent support body. The point of having 56t differs from the above-mentioned embodiment. Thetest pattern 56t is formed in a region other than the repeatingpattern 56, for example, around the repeatingpattern 56 on the main surface of thetransparent substrate 57.

또한, 테스트용 패턴(56t)의 형상은, 예를 들면 격자 형상의 테스트용 단위 패턴(53t)이 주기적으로 배열된 형상으로 되어 있다. 여기에서, 테스트용 단위 패턴(53t)의 피치 d는, 단위 패턴(53)의 피치 d와는 독립적으로 정하는 것이 가능하며, 예를 들면 1 ㎛∼8 ㎛로 되도록 구성되어 있다. 또한, 테스트용 패턴(56t)의 형상은, 격자 형상에 한정되지 않고, 라인 앤드 스페이스 형상 등, 다른 형상의 반복 패턴으로서 구성되어 있어도 된다.Thetest pattern 56t has a shape in which, for example, a lattice test unit pattern 53t is periodically arranged. Here, the pitch d of the test unit pattern 53t can be determined independently of the pitch d of theunit pattern 53, and is comprised so that it may become 1 micrometer-8 micrometers, for example. The shape of thetest pattern 56t is not limited to the lattice shape but may be configured as a repeating pattern of another shape such as a line and space shape.

여기에서, 테스트용 패턴(56t)의 묘화는, 반복 패턴(56)의 묘화와 동시에 행해진다. 즉, 투명 기판(57) 위에 형성한 레지스트막에 대하여, 동일한 묘화기를 이용하여, 테스트용 패턴(56t)과 반복 패턴(56)을 연속적으로 묘화한다. 따라서, 묘화기의 주사 이상 등에 의해 반복 패턴(56)에 결함이 발생하는 경우에는, 테스트용 패턴(56t)에도 마찬가지의 결함이 생기게 된다.Here, drawing of thetest pattern 56t is performed simultaneously with drawing of the repeatingpattern 56. That is, thetest pattern 56t and the repeatingpattern 56 are continuously drawn with respect to the resist film formed on thetransparent substrate 57 using the same drawing machine. Therefore, when a defect arises in the repeatingpattern 56 by the scanning abnormality of a drawing machine, etc., the same defect also arises in thetest pattern 56t.

그 밖의 구성은, 전술한 실시 형태에 따른 포토마스크와 동일하다.The other structure is the same as that of the photomask which concerns on embodiment mentioned above.

(2) 패턴 결함 검사 장치의 구성(2) Configuration of pattern defect inspection apparatus

계속하여, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치(10)의 구성예에 대하여 설명한다.Next, the structural example of the patterndefect inspection apparatus 10 which concerns on other embodiment of this invention is demonstrated.

본 실시 형태에 따른 조명 수단으로서의 광원 장치(12)는, 스테이지(11)에 유지된 포토마스크(50)의 테스트용 패턴(56t)에, 소정의 입사각으로 광을 조사하여 회절광을 발생시키도록 구성되어 있는 점이, 전술한 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치(10)와 다르다. 또한, 본 실시 형태에 따른 수광 수단으로서의 촬상 장 치(14)는, 테스트용 패턴(56t)으로부터의 회절광을 수광하여, 결상시키도록 구성되어 있는 점이, 전술한 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치(10)와 다르다. 또한, 본 실시 형태에 따른 해석 수단으로서의 화상 해석 장치(16)는, 테스트용 패턴(56t)으로부터의 회절광을 결상시킨 상(촬상 장치(14)가 수광하여 결상시킨 에리어 화상)을 관찰함으로써, 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 유무를, 간접적으로 검출할 수 있도록 구성되어 있는 점이, 전술한 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치(10)와 다르다.Thelight source device 12 as the lighting means according to the present embodiment irradiates light at a predetermined incident angle to thetest pattern 56t of thephotomask 50 held on thestage 11 to generate diffracted light. The point which is comprised differs from the patterndefect inspection apparatus 10 which concerns on embodiment mentioned above. Moreover, the pattern defect inspection apparatus which concerns on embodiment mentioned above is that theimaging device 14 as a light receiving means which concerns on this embodiment is comprised so that it may receive and image the diffracted light from thetest pattern 56t. Different from (10). In addition, theimage analysis apparatus 16 as an analysis means which concerns on this embodiment observes the image (the area image which theimaging device 14 received and imaged) which imaged the diffracted light from thetest pattern 56t, The point which is comprised so that the presence or absence of the defect which arose in the repeatingpattern 56 indirectly can be detected differs from the patterndefect inspection apparatus 10 which concerns on embodiment mentioned above.

그 밖의 구성은, 전술한 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치(10)와 동일하다.The other structure is the same as that of the patterndefect inspection apparatus 10 which concerns on embodiment mentioned above.

(3) 패턴 결함 검사 방법(3) pattern defect inspection method

계속하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법에 대하여 설명한다. 본 패턴 결함 검사 방법은, 전술한 패턴 결함 검사 장치에 의해 실시된다.Subsequently, the pattern defect inspection method according to the embodiment of the present invention will be described. This pattern defect inspection method is performed by the pattern defect inspection apparatus described above.

우선, 전술한 테스트용 패턴(56t)을, 반복 패턴(56) 이외의 영역에 반복 패턴(56)과 동시에 묘화하여 형성한다.First, thetest pattern 56t described above is drawn and formed simultaneously with the repeatingpattern 56 in a region other than the repeatingpattern 56.

계속하여, 반복 패턴(56) 및 테스트용 패턴(56t)을 구비한 포토마스크(50)를, 패턴 검사 장치의 스테이지(11) 위에 유지한다. 그리고, 광원 장치(12)를 이용하여, 테스트용 패턴(56t)의 주평면에, 비스듬하게 아래쪽으로부터 입사각 θi로 광을 조사한다.Then, thephotomask 50 provided with the repeatingpattern 56 and thetest pattern 56t is hold | maintained on thestage 11 of a pattern inspection apparatus. Then, using thelight source device 12, light is irradiated to the main plane of thetest pattern 56t at an angle of incidence θi from the lower side obliquely.

계속하여, 촬상 장치(14)를 이용하여, 테스트용 패턴(56t)으로부터의 회절광 을 수광하여 결상시킨다. 즉, 수광 광학계(14b)에 의해, 테스트용 패턴(56t)으로부터의 회절광을 수광시키고, 에리어 카메라(14a)의 수광면 위에 결상시켜, 에리어 화상을 얻는다.Subsequently, theimaging device 14 is used to receive and image diffracted light from thetest pattern 56t. That is, the light receivingoptical system 14b receives the diffracted light from thetest pattern 56t and forms an image on the light receiving surface of thearea camera 14a to obtain an area image.

계속하여, 화상 해석 장치(16)에, 테스트용 패턴(56t)의 에리어 화상의 화상 데이터를 수신시키고, 에리어 화상의 광 강도 분포를 미분시켜 그 변화를 강조시킨 미분 화상을 작성시키고, 광 강도 분포의 변화(이변)를 관찰함으로써, 반복 패턴(56)에 생긴 결함의 유무를 검출한다.Subsequently, theimage analysis device 16 receives the image data of the area image of thetest pattern 56t, differentiates the light intensity distribution of the area image, creates a differential image in which the change is emphasized, and the light intensity distribution By observing the change (extraordinary) of, the presence or absence of the defect which occurred in the repeatingpattern 56 is detected.

그 밖의 구성은, 전술한 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법과 동일하다.The other structure is the same as the pattern defect inspection method which concerns on embodiment mentioned above.

(4) 본 실시 형태에서의 효과(4) Effect in this embodiment

본 실시 형태에 의하면, 전술한 본 발명의 일 실시 형태에서의 [1]∼[4]의 효과 외에, 또한 이하의 효과를 발휘한다.According to this embodiment, in addition to the effects of [1] to [4] in one embodiment of the present invention described above, the following effects are further exhibited.

[5] 본 실시 형태에 의하면, 단위 패턴(53)의 피치 d가 8 ㎛를 초과하는 경우이어도, 회절광을 이용하여 반복 패턴(56)에 생긴 결함을 단시간에 신뢰성 좋게 검출할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 의하면, 단위 패턴(53)과는 서로 다른 피치로 테스트용 단위 패턴이 주기적으로 배열된 테스트용 패턴(56t)을, 반복 패턴(56) 이외의 영역에, 반복 패턴(56)과 동시에 묘화한다. 반복 패턴(56)에 결함이 생긴 경우에는, 동시에 묘화한 테스트용 패턴(56t)에도 결함이 생기기 때문에, 테스트용 패턴(56t)을 검사함으로써, 반복 패턴(56)을 간접적으로 검사하는 것이 가능하다.[5] According to the present embodiment, even when the pitch d of theunit pattern 53 exceeds 8 µm, defects generated in the repeatingpattern 56 can be detected reliably in a short time by using the diffracted light. That is, according to the present embodiment, thetest pattern 56t in which the test unit patterns are periodically arranged at different pitches from theunit pattern 53 is placed in a region other than therepeat pattern 56 in the repeatingpattern 56. Drawing at the same time. In the case where a defect occurs in the repeatingpattern 56, a defect also occurs in thetest pattern 56t that is simultaneously drawn, so that the repeatingpattern 56 can be indirectly inspected by inspecting thetest pattern 56t. .

[6] 본 실시 형태에 의하면, 테스트용 단위 패턴(53t)의 피치 d는, 단위 패턴(53)의 피치 d와는 독립적으로 정하는 것이 가능하며, 1 ㎛∼8 ㎛로 할 수 있다. 그 때문에, 입사광의 파장 λ를 380 nm∼780 nm로 하고, 입사각 θi를 30°내지 60°로 하고, 수광각 θr을 실질적으로 90°로 한 경우에 있어서, 차수의 절대치가 1∼10인 회절광을 촬상 장치(14)에서 수광할 수 있다. 그 때문에, 밝은 에리어 화상을 얻을 수 있어, 결함의 존재를 나타내는 광 강도 분포의 변동(이변)을 명료하게 신뢰성 좋게 검출하는 것이 가능하게 된다.[6] According to the present embodiment, the pitch d of the test unit pattern 53t can be determined independently of the pitch d of theunit pattern 53, and can be set to 1 µm to 8 µm. Therefore, when the wavelength λ of incident light is 380 nm to 780 nm, the incident angle θi is 30 ° to 60 °, and the light receiving angle θr is substantially 90 °, diffraction with an absolute value oforder 1 to 10 Light can be received by theimaging device 14. Therefore, a bright area image can be obtained and it becomes possible to reliably and reliably detect the fluctuation (extraordinary) of the light intensity distribution indicating the presence of a defect.

<실시예><Example>

이하에, 본 발명의 실시예에 대하여, 비교예를 들어 설명한다. 참조하는 도면에 있어서, 도 7의 (a)는, 본 발명의 실시예 및 비교예에 관한 결함 검출 능력을 요약한 그래프도이며, 도 7의 (b)는 피치 d를 4 ㎛로 한 경우(실시예 1)를, 도 7의 (c)는 피치 d를 8 ㎛로 한 경우(실시예 2)를, 도 7의 (d)는 피치 d를 12 ㎛로 한 경우(비교예 1)를, 도 7의 (e)는 피치 d를 20 ㎛로 한 경우(비교예 2)에서의 광 강도 변화율의 분포를 각각 나타내는 그래프도이다.Below, the Example of this invention is given and demonstrated a comparative example. In the drawings to which reference is made, FIG. 7A is a graph summarizing defect detection capability according to Examples and Comparative Examples of the present invention, and FIG. 7B is a case where the pitch d is 4 mu m ( In Example 1), FIG. 7C shows the case where the pitch d is 8 mu m (Example 2), and FIG. 7D shows the case where the pitch d is 12 mu m (Comparative Example 1), FIG.7 (e) is a graph which shows distribution of the light intensity change rate in the case where pitch d is set to 20 micrometers (comparative example 2), respectively.

우선, 실시예 1로서, 단위 패턴(53)의 피치 d를 4 ㎛로 하고, 그 배열 중의 1열에, 의도적으로 10 nm 정도 선 폭이 큰 결함을 생기게 한 반복 패턴(56')을 구비한 포토마스크(50)를, 피검사체로서 준비하였다. 그리고, 광원 장치(12)에 의해, 파장 λ가 546 nm인 광을, 반복 패턴(56')에 대하여 입사각 θi를 45°로 하여 조사하였다. 그리고, 수광각 θr이 90°의 방향으로 설치된 촬상 장치(14)에 의해, 차수의 절대치가 5에 상당하는 회절광의 에리어 화상을 얻은 후, 미분 화상을 작성하고, 그 광 강도 변화 분포를 수치화하여 그래프에 나타내었다. 그 결과, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 결함의 존재를 나타내는 광 강도 분포의 이변(펄스 형상의 피크)이, S/N비 좋게(1.7 이상) 확인되었다.First, as Example 1, the pitch d of theunit pattern 53 is set to 4 micrometers, and the photo-form which has the repeating pattern 56 'which deliberately produced the defect | definite line width about 10 nm in one column of the arrangement. Themask 50 was prepared as a test subject. Then, thelight source device 12 irradiated the light having the wavelength λ of 546 nm with the incident angle θi at 45 ° with respect to the repeatingpattern 56 ′. Then, by theimaging device 14 provided with the light receiving angle θr in the direction of 90 °, after obtaining an area image of diffracted light whose absolute value of order is 5, a differential image is created, and the light intensity change distribution is digitized. Shown in the graph. As a result, as shown in FIG.7 (b), the bilateral | variable (pulse-shaped peak) of the light intensity distribution which shows presence of a defect was confirmed that S / N ratio was good (1.7 or more).

다음으로, 실시예 2로서, 단위 패턴(53)의 피치 d를 8 ㎛로 하였다. 그리고, 반복 패턴(56')에 대하여 입사각 θi를 45°로 하여 조사하였다. 그리고, 촬상 장치(14)에 의해, 차수의 절대치가 10에 상당하는 회절광의 에리어 화상을 얻은 후, 미분 화상을 작성하고, 그 광 강도 변화 분포를 수치화하여 그래프에 나타내었다. 그 결과, 도 7의 (c)에 나타낸 바와 같이, 결함의 존재를 나타내는 광 강도 분포의 이변(펄스 형상의 피크)이, S/N비 좋게(1.5 이상) 확인되었다.Next, as Example 2, the pitch d of theunit pattern 53 was 8 micrometers. And the irradiation angle (theta) i was set to 45 degrees with respect to the repeating pattern 56 '. Then, by theimaging device 14, after obtaining an area image of diffracted light whose absolute value of order corresponds to 10, a differential image was created, and the light intensity change distribution was numerically shown in a graph. As a result, as shown in FIG.7 (c), the bivariate (pulse peak) of the light intensity distribution which shows the presence of a defect was confirmed to have a good S / N ratio (1.5 or more).

다음으로, 비교예 1로서, 단위 패턴(53)의 피치 d를 12 ㎛로 하였다. 그리고, 반복 패턴(56')에 대하여 입사각 θi를 45°로 하여 조사하였다. 그리고, 촬상 장치(14)에 의해, 차수의 절대치가 15에 상당하는 회절광의 에리어 화상을 얻은 후, 미분 화상을 작성하고, 그 광 강도 변화 분포를 수치화하여 그래프에 나타내었다. 그 결과, 도 7의 (d)에 나타낸 바와 같이, 결함의 존재를 나타내는 광 강도 분포의 이변(펄스 형상의 피크)을 S/N비 좋게 확인하는 것이 곤란하였다(S/N비 1.1 미만).Next, as the comparative example 1, the pitch d of theunit pattern 53 was 12 micrometers. And the irradiation angle (theta) i was set to 45 degrees with respect to the repeating pattern 56 '. Then, by theimaging device 14, after obtaining an area image of diffracted light whose absolute value of order corresponds to 15, a differential image was created, and the light intensity change distribution was numerically shown in a graph. As a result, as shown in FIG.7 (d), it was difficult to confirm the bilateral | variable (pulse-shaped peak) of the light intensity distribution which shows the presence of a defect with a good S / N ratio (S / N ratio less than 1.1).

다음으로, 비교예 2로서, 단위 패턴(53)의 피치 d를 20 ㎛로 하였다. 그리고, 반복 패턴(56')에 대하여 입사각 θi를 45°로 하여 조사하였다. 그리고, 촬상 장치(14)에 의해, 차수의 절대치가 25에 상당하는 회절광의 에리어 화상을 얻은 후, 미분 화상을 작성하고, 그 광 강도 변화 분포를 수치화하여 그래프에 나타내었다. 그 결과, 도 7의 (e)에 나타낸 바와 같이, 결함의 존재를 나타내는 광 강도 분포의 이변(펄스 형상의 피크)을 확인하는 것이 곤란하였다(S/N비 0.01 미만).Next, as the comparative example 2, the pitch d of theunit pattern 53 was 20 micrometers. And the irradiation angle (theta) i was set to 45 degrees with respect to the repeating pattern 56 '. Then, by theimaging device 14, after obtaining an area image of diffracted light whose absolute value of order corresponds to 25, a differential image was created, and the light intensity change distribution was numerically shown in a graph. As a result, as shown in Fig. 7E, it was difficult to confirm the bilateral variation (pulse peak) of the light intensity distribution indicating the presence of the defect (less than the S / N ratio of 0.01).

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 피검사체로서의 포토마스크의 구성을 예시하는 개략도이며, (a)는 포토마스크의 평면도, (b)는 포토마스크의 횡단면도를 각각 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the structure of the photomask as a to-be-tested object concerning one Embodiment of this invention, (a) is a top view of a photomask, (b) is a figure which shows the cross-sectional view of a photomask, respectively.

도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 피검사체로서의 포토마스크가 구비하는 반복 패턴의 구성을 예시하는 개략도.2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a repeating pattern included in a photomask as a test subject according to an embodiment of the present invention.

도 3은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치의 구성을 나타내는 개략도.3 is a schematic view showing the configuration of a pattern defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는, 반복 패턴에 입사각 θi로 광을 조사하고, 수광각 90°로 회절광을 수광하는 상태를 나타내는 개략도이며, (a)는 단위 패턴의 피치가 10 ㎛인 경우에서의 회절광의 상태, (b)는 피치가 10 ㎛인 경우에서의 회절광의 차수와 입사각의 관계, (c)는 단위 패턴의 피치가 1 ㎛인 경우에서의 회절광의 상태, (d)는 피치가 1 ㎛인 경우에서의 회절광의 차수와 입사각의 관계를 각각 나타내는 도면.4 is a schematic diagram showing a state in which light is irradiated to the repetitive pattern at an incident angle θi and received diffracted light at a light receiving angle of 90 °, (a) shows a state of diffracted light when the pitch of the unit pattern is 10 μm, (b) is the relationship between the order of diffracted light and the incident angle when the pitch is 10 μm, (c) is the state of the diffracted light when the pitch of the unit pattern is 1 μm, and (d) is when the pitch is 1 μm. Showing the relationship between the order of the diffracted light and the incident angle, respectively.

도 5는, 반복 패턴에 생긴 결함을 예시하는 개략도이며, (a) 및 (b)는 좌표 위치 변동계의 결함, (c) 및 (d)는 치수 변동계의 결함을 각각 예시하는 도면.5 is a schematic diagram illustrating a defect in a repeating pattern, (a) and (b) illustrating a defect in a coordinate position change system, and (c) and (d) illustrating a defect in a dimensional change system, respectively.

도 6의 (a)는 결함이 생긴 반복 패턴을 나타내고, 도 6의 (b)는 이 반복 패턴으로부터 생기는 회절광을 수광하여 결상시킨 에리어 화상을 나타내고, 도 6의 (c)는 이 에리어 화상의 광 강도를 미분하여 광 강도 분포의 변동을 강조한 미분 화상을 나타내며, 그 광 강도 변화의 변동을 나타내는 그래프도.FIG. 6 (a) shows a repeating pattern in which a defect has occurred, and FIG. 6 (b) shows an area image for receiving and imaging the diffracted light generated from this repeating pattern, and FIG. 6 (c) shows the area image of this area image. A graph showing a differential image in which the light intensity is differentiated to emphasize the variation in the light intensity distribution, and the variation in the light intensity change.

도 7의 (a)는, 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 결함 검출 능력을 요약한 그래프도이며, 도 7의 (b)는 피치 d를 4 ㎛로 한 경우(실시예 1), 도 7의 (c)는 피치 d를 8 ㎛로 한 경우(실시예 2), 도 7의 (d)는 피치 d를 12 ㎛로 한 경우(비교예 1), 도 7의 (e)는 피치 d를 20 ㎛로 한 경우(비교예 2)에서의 광 강도 변화율의 분포를 각각 나타내는 그래프도.FIG. 7A is a graph summarizing defect detection capabilities according to Examples and Comparative Examples of the present invention, and FIG. 7B is a case where the pitch d is 4 µm (Example 1). 7 (c) shows a pitch d of 8 占 퐉 (Example 2), and FIG. 7 (d) shows a pitch d of 12 占 퐉 (Comparative Example 1). The graph which shows distribution of the light intensity change rate in the case of making 20 micrometers (comparative example 2), respectively.

도 8은, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 피검사체로서의 포토마스크의 구성을 예시하는 개략도이며, (a)는 포토마스크의 평면도, (b)는 포토마스크의 횡단면도를 각각 도시하는 도면.FIG. 8 is a schematic view illustrating the configuration of a photomask as an inspection object according to another embodiment of the present invention, (a) is a plan view of the photomask, and (b) is a diagram showing a cross-sectional view of the photomask, respectively. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

10: 패턴 결함 검사 장치10: pattern defect inspection device

11: 스테이지11: stage

12a: 광원12a: light source

12b: 조사 광학계12b: irradiation optical system

12: 광원 장치12: light source device

14a: 에리어 카메라14a: area camera

14b: 수광 광학계14b: light receiving optical system

14: 촬상 장치14: imaging device

16: 화상 해석 장치16: image analysis device

50: 포토마스크50: photomask

56: 반복 패턴56: repeating pattern

57: 투명 기판57: transparent substrate

Claims (21)

Translated fromKorean

단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의, 상기 반복 패턴에 생긴 결함으로서, 규칙성을 가지고 복수의 상기 단위 패턴에 생기거나, 또는 일정 영역의 인접하는 복수의 단위 패턴에 생긴 결함을 검사하는 패턴 결함 검사 방법으로서,Defects which occurred in the said repeating pattern of the to-be-tested object which has a repeating pattern in which a unit pattern was arrange | positioned periodically, A defect which arises in the several said unit pattern with regularity, or a plurality of adjacent unit patterns of a certain area | region As a pattern defect inspection method for inspecting상기 반복 패턴에 소정의 입사각으로 광을 조사하여 회절광을 생기게 하는 공정과,Irradiating light to the repeating pattern at a predetermined incident angle to produce diffracted light;상기 반복 패턴으로부터의 회절광을 수광하여 결상시키는 공정과,Receiving and diffraction diffracted light from the repeating pattern;상기 회절광을 결상시킨 상을 관찰함으로써, 상기 반복 패턴에 생긴 상기 결함에 기인하는 신호를, 상기 반복 패턴에 의한 신호와 식별하여 검출하는 공정을 가지며,By observing the image which imaged the said diffracted light, it has the process of identifying and detecting the signal resulting from the said defect which arose in the said repeating pattern with the signal by the said repeating pattern,상기 단위 패턴의 배열의 피치를 1 ㎛∼8 ㎛로 하는The pitch of the arrangement of the unit patterns is set to 1 µm to 8 µm.것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.Pattern defect inspection method, characterized in that.제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 회절광을 수광하여 결상시키는 공정에서는, 상기 반복 패턴으로부터의 회절광 중, 차수의 절대치가 1∼10인 회절광을 선택하여 수광하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.In the step of receiving and imaging the diffracted light, a pattern defect inspection method comprising selecting and receiving diffracted light having an absolute value of order 1 to 10 among diffracted light from the repeating pattern.제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 반복 패턴에 조사하는 광의 파장을 380 nm 내지 780 nm로 하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.The pattern defect inspection method, characterized in that the wavelength of the light irradiated to the repeating pattern is 380 nm to 780 nm.제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 반복 패턴으로부터의 회절광의 수광은, 상기 반복 패턴의 주면에 대하여 90°의 수광각으로 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.The light-receiving of the diffracted light from the said repeating pattern is performed by the light receiving angle of 90 degrees with respect to the main surface of the said repeating pattern, The pattern defect inspection method characterized by the above-mentioned.제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 반복 패턴에의 광의 조사는, 상기 반복 패턴의 주면에 대하여 30°내지 60°의 입사각으로 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.Irradiation of the light to the repeating pattern is performed at an incidence angle of 30 ° to 60 ° with respect to the main surface of the repeating pattern.제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 피검사체는 투명성 기판을 구비하고,The test subject has a transparent substrate,상기 반복 패턴은, 상기 투명성 기판의 주면 위에, 차광성 재료 혹은 반차광성 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.The said repeating pattern is comprised from the light-shielding material or the semi-shielding material on the main surface of the said transparent substrate, The pattern defect inspection method characterized by the above-mentioned.제6항에 있어서,The method of claim 6,상기 반복 패턴은, 상기 투명 기판 위에, 그 반복 패턴과는 서로 다른 주기로 배열된 반복 패턴을 갖는 주 패턴과 동시에 묘화된, 테스트용 패턴인 것을 특징 으로 하는 패턴 결함 검사 방법.And the repeating pattern is a test pattern drawn on the transparent substrate simultaneously with a main pattern having repeating patterns arranged at different periods from the repeating pattern.단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의, 상기 반복 패턴에 생긴 결함을 검사하는 패턴 결함 검사 방법으로서,A pattern defect inspection method for inspecting a defect in a repeating pattern of an inspected object having a repeating pattern in which unit patterns are periodically arranged,상기 반복 패턴에 소정의 입사각으로 광을 조사하여 회절광을 생기게 하는 공정과,Irradiating light to the repeating pattern at a predetermined incident angle to produce diffracted light;상기 반복 패턴으로부터의 회절광을 수광하여 결상시키는 공정과,Receiving and diffraction diffracted light from the repeating pattern;상기 회절광을 결상시키는 상을 관찰함으로써 상기 반복 패턴에 생긴 결함을 검출하는 공정을 가지며,Observing the image forming the diffracted light to detect a defect in the repeating pattern,상기 회절광을 수광하여 결상시키는 공정에서는, 상기 반복 패턴으로부터의 회절광 중, 차수의 절대치가 1∼10인 회절광을 선택하여 수광하는In the step of receiving and imaging the diffracted light, selecting and receiving diffracted light having an absolute value of order 1 to 10 among diffracted light from the repeating pattern것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.Pattern defect inspection method, characterized in that.단위 패턴이 주기적으로 배열된 반복 패턴을 구비한 피검사체의, 상기 반복 패턴에 생긴 결함을 검사하는 패턴 결함 검사 방법으로서,A pattern defect inspection method for inspecting a defect in a repeating pattern of an inspected object having a repeating pattern in which unit patterns are periodically arranged,상기 단위 패턴과는 서로 다른 피치로 테스트용 단위 패턴이 주기적으로 배열된 테스트용 패턴을, 상기 반복 패턴 이외의 영역에 상기 반복 패턴과 동시에 묘화함으로써 형성하는 공정과,Forming a test pattern in which test unit patterns are periodically arranged at different pitches from the unit pattern by simultaneously drawing the test pattern in a region other than the repeating pattern;상기 테스트용 패턴에 소정의 입사각으로 광을 조사하여 회절광을 발생시키는 공정과,Irradiating light to the test pattern at a predetermined incident angle to generate diffracted light;상기 테스트용 패턴으로부터의 회절광을 수광하여 결상시키는 공정과,Receiving and imaging the diffracted light from the test pattern;상기 회절광을 결상시킨 상을 관찰함으로써 상기 반복 패턴에 생긴 결함을 검출하는 공정을 가지며,By observing the image of the diffracted light image forming step, detecting a defect in the repeating pattern,상기 테스트용 단위 패턴의 배열의 피치를 1 ㎛∼8 ㎛로 하는The pitch of the arrangement of the test unit patterns is set to 1 µm to 8 µm.것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.Pattern defect inspection method, characterized in that.제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 회절광을 수광하여 결상시키는 공정에서는, 상기 테스트용 패턴으로부터의 회절광 중, 차수의 절대치가 1∼10인 회절광을 선택하여 수광하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.In the step of receiving and imaging the diffracted light, a pattern defect inspection method comprising selecting and receiving diffracted light having an absolute value of order 1 to 10 among diffracted light from the test pattern.제9항 또는 제10항에 있어서,The method of claim 9 or 10,상기 테스트용 패턴에 조사하는 광의 파장을, 380 nm 내지 780 nm로 하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.The wavelength of the light irradiated to the said test pattern is 380 nm-780 nm, The pattern defect inspection method characterized by the above-mentioned.제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 테스트용 패턴으로부터의 회절광의 수광은, 상기 테스트용 패턴의 주면에 대하여 90°의 수광각으로 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.The light-receiving of the diffracted light from the said test pattern is performed by the light-receiving angle of 90 degrees with respect to the main surface of the said test pattern, The pattern defect inspection method characterized by the above-mentioned.제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 9 to 12,상기 테스트용 패턴의 광의 조사는, 상기 테스트용 패턴의 주면에 대하여 30°내지 60°의 입사각으로 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.Irradiation of the light of the said test pattern is performed at the incident angle of 30 degrees-60 degrees with respect to the main surface of the said test pattern, The pattern defect inspection method characterized by the above-mentioned.제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 피검사체는 투명성 기판을 구비하고,The test subject has a transparent substrate,상기 반복 패턴 및 상기 테스트용 패턴은, 상기 투명성 기판의 주면 위에, 차광성 재료 혹은 반차광성 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.The said repeating pattern and the said test pattern are comprised from the light-shielding material or the semi-shielding material on the main surface of the said transparent substrate, The pattern defect inspection method characterized by the above-mentioned.제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 회절광은, 상기 반복 패턴에 조사된 광의 반사광에 의한 회절광인 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.The diffraction light is a pattern defect inspection method, characterized in that the diffracted light by the reflected light of the light irradiated to the repeating pattern.제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 피검사체는, 365 nm∼436 nm의 파장 범위 내의 소정 파장 범위의 광을 노광하는 포토마스크인 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.The said test subject is a photomask which exposes the light of the predetermined wavelength range in the wavelength range of 365 nm-436 nm, The pattern defect inspection method characterized by the above-mentioned.제16항에 있어서,The method of claim 16,상기 포토마스크는, 액정 표시 장치 제조용의 포토마스크인 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.The said photomask is a photomask for liquid crystal display device manufacturing, The pattern defect inspection method characterized by the above-mentioned.제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 패턴 결함 검사 방법을 이용하여 결함을 검사하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.The manufacturing method of the photomask which has a process of inspecting a defect using the pattern defect inspection method in any one of Claims 1-17.제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 패턴 결함 검사 방법을 이용하여 결함을 검사하고, 상기 검사의 결과에 기초하여 상기 반복 패턴을 묘화하는 묘화기의 묘화 정밀도를 평가하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.A process of inspecting a defect using the pattern defect inspection method according to any one of claims 1 to 17 and having a step of evaluating the drawing accuracy of the drawing machine for drawing the repeating pattern based on the result of the inspection. The manufacturing method of the photomask.제18항의 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조한 포토마스크에, 365 nm∼436 nm의 파장 범위 내의 소정 파장 범위의 광을 노광하여, 상기 포토마스크 위에 형성되어 있는 패턴을, 피전사체 위에 전사하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.The photomask manufactured by the manufacturing method of the photomask of Claim 18 exposes the light of the predetermined wavelength range within the wavelength range of 365 nm-436 nm, and transfers the pattern formed on the said photomask onto a to-be-transferred body. A pattern transfer method characterized by the above-mentioned.제19항의 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조한 포토마스크에, 365 nm∼436 nm의 파장 범위 내의 소정 파장 범위의 광을 노광하여, 상기 포토마스크 위에 형성되어 있는 패턴을, 피전사체 위에 전사하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.The photomask manufactured by the manufacturing method of the photomask of Claim 19 exposes the light of the predetermined wavelength range within the wavelength range of 365 nm-436 nm, and transfers the pattern formed on the said photomask onto a to-be-transferred body. A pattern transfer method characterized by the above-mentioned.

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