JP3875648B2

JP3875648B2 - Gray-tone mask defect inspection method

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Publication number: JP3875648B2
Application number: JP2003103779A
Authority: JP
Inventors: 寿美池邊
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2023-04-08
Also published as: TW200425295A; TWI247349B; CN1536440A; CN1261819C; JP2004309327A; KR20040087948A; KR100650366B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過量を調整した領域であってこの領域を透過する光の透過量を低減してフォトレジストの膜厚を選択的に変えることを目的とするグレートーン部を有するグレートーンマスクのグレートーン部の欠陥検査（判定）方法及び欠陥修正方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大型ＬＣＤ用マスクの分野において、グレートーンマスクを用いてマスク枚数を削減する試みがなされている（非特許文献１）。
ここで、グレートーンマスクは、図５（１）に示すように、透明基板上に、遮光部１と、透過部２と、グレートーン部３とを有する。グレートーン部３は、例えば、グレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露光機の解像限界以下の遮光パターン３ａを形成した領域であって、この領域を透過する光の透過量を低減しこの領域による照射量を低減してフォトレジストの膜厚を選択的に変えることを目的として形成される。３ｂはグレートーン部３における露光機の解像限界以下の微細透過部である。遮光部１と遮光パターン３ａはともにクロムやクロム化合物等の同じ材料からなる同じ厚さの膜から通常形成されている。透過部２と微細透過部３ｂはともに、透明基板上において遮光膜等が形成されていない透明基板の部分である。
グレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露光機の解像限界は、ステッパ方式の露光機で約２．５μｍ、ミラープロジェクション方式の露光機で約３μｍである。このため、例えば、図３（１）でグレートーン部３における微細透過部３ｂのスペース幅を２．５μｍ未満、露光機の解像限界以下の遮光パターン３ａのライン幅を２．５μｍ未満とする。上記大型ＬＣＤ用露光機で露光した場合、グレートーン部３を通過した露光光は全体として露光量が足りなくなるため、このグレートーン部３を介して露光したポジ型フォトレジストは膜厚が薄くなるだけで基板上に残る。つまり、レジストは露光量の違いによって通常の遮光部１に対応する部分とグレートーン部３に対応する部分で現像液に対する溶解性に差ができるため、現像後のレジスト形状は、図５（２）に示すように、通常の遮光部１に対応する部分１’が例えば約１μｍ、グレートーン部３に対応する部分３’が例えば約０．４〜０．５μｍ、透過部２に対応する部分はレジストのない部分２’となる。そして、レジストのない部分２’で被加工基板の第１のエッチングを行い、グレートーン部３に対応する薄い部分３’のレジストをアッシング等によって除去しこの部分で第２のエッチングを行うことによって、１枚のマスクで従来のマスク２枚分の工程を行い、マスク枚数を削減する。
【０００３】
ところで、上記のようなグレートーンマスクにおけるグレートーン部は、微細パターンの加工が容易ではないことや、製造工程中に発生するごみなどが大きく影響してしまうことなどの理由から、遮光パターン３ａの細り、太りなどのＣＤエラーや、余剰パターン（突起（凸）、ショート（ブリッジ）、スポットなど）や欠落パターン（欠け（凹）や断線など）からなるパターン欠陥など（以下、パターンの太りや余剰パターン欠陥等を黒欠陥と称し、パターンの細りや欠落欠陥等を白欠陥と称す）が発生してしまう。
【０００４】
そこで、グレートーン部に発生した欠陥については、パターン修正が施されるが、グレートーン部のパターンが微細であるために、種々の問題が生じる。
第１に、例えば、２μｍ以上のグレートーンパターンを最小スリットサイズ２μｍの修正装置で修正する場合においては、グレートーン部のパターンが微細である（線幅が細い）こと、修正装置よる修正精度に限界があることに起因して、修正パターンを形成すべき部分と修正パターンを形成しようとする部分とのずれに相当する位置合わせ精度、並びに、修正パターンを形成すべき部分と修正パターンが実際に形成される部分との差異に相当する修正精度、には限界がある。このことから、正常パターンと同一形状（正常パターンのＣＤ許容精度内）で修正することは、発生する欠陥によっては技術的に非常に困難である（例えば巨大欠落欠陥部分に微細修正膜パターンを形成して修正する場合）ため、可能な限り正常パターンに近くなるように修正、即ち正常パターンに近似した修正（正常パターンのＣＤ許容精度外）を行っていた。
第２に、例えば１μｍのグレートーンパターンを最小スリットサイズ２μｍの修正装置で修正するすることは技術的に不可能であることから、正常パターンと近似した形状に復元せずに、正常パターンと同等のグレートーン効果が得られるような修正パターン（正常パターンとは異なる形状及び／又は異なる配列の修正パターン）を形成することにより、グレートーン部の修正を行う技術（特殊な修正方法）に関し、本願出願人は先に出願を行っている（特許文献１）。
【０００５】
【非特許文献１】
月刊ＦＰＤ Intelligence、p.31-35、1999年５月
【特許文献１】
特開２００２−１０７９１３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術には以下に示す問題点がある。
第１に、正常パターンと同一形状（正常パターンのＣＤ許容精度内）のパターンとなるよう修正した場合は、通常のパターン同士を比較して検査を行う比較検査が行えるが、正常パターンと近似形状のパターン（正常パターンのＣＤ許容精度外）で修正した場合や、正常パターンと異形状のパターンで修正した場合は、通常の比較検査が行えないため、検査が容易でないという問題があった。
第２に、黒欠陥をレーザリペア装置で除去する場合、ガラス基板はダメージを受けやすいので、修正後の遮光パターン３ａが設定されたスペック（パターン線幅・形状）を満たす場合であっても、微細透過部（ガラス部）３ｂがダメージを受けている場合には微細透過部（ガラス部）３ｂの透過率が低下するので、ユーザの露光・転写プロセスでは問題となる場合がある。具体的には、ガラスダメージを受けている場合、微細透過部（ガラス部）３ｂの透過率低下を補うべく、設定されたスペック（パターン線幅・形状）よりも細い線幅の遮光パターン３ａにする必要が生じる。このような場合は、パターン形状のみの検査では不充分であるという問題があった。
第３に、ユーザの要求（ユーザで露光した際に、所定のレジスト膜厚を残せるようにすること）を満たすべく設定されたスペック（パターン線幅・形状）を満たす正常パターン（当然ＣＤ許容精度内）及び正常パターンのＣＤ許容精度内の修正パターンであっても、ユーザが実際にグレートーンマスクを用いて被転写基板のレジスト上に転写パターンを得る際の露光条件が、転写に用いられる露光装置の光学条件の設定条件によって異なる場合があるので、ユーザの露光・転写プロセスにおいては問題となる場合がある。具体的には、ユーザーが使用するグレートーンマスクの露光条件が、通常の条件で無い場合（例えば、光の照射量条件が通常の条件で無い場合（過不足のある照射条件など）や、意図的にグレートーンパターンが解像しないような条件がある。以上のことから、（１）設定されたスペック（パターン線幅・形状）を満たす正常パターンや修正パターン（いずれもＣＤ許容精度内）であっても、ユーザの露光・転写プロセスにおいては問題となる場合があること、（２）正常パターンに近似した修正パターン（正常パターンのＣＤ許容精度外）であってもユーザの露光・転写プロセスにおいて問題とならなければ良いということ（ユーザでの露光後のレジストパターンの合否判定結果が合格であれば良いということ）、（３）ユーザの露光・転写プロセスにおいて問題となるか否かの検査（判定）を行う必要性・重要性があること、が判る。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、グレートーン部がユーザの露光・転写プロセスにおいて問題となるか否かの検査（判定）を容易かつ高精度に行うことができるグレートーンマスクの検査（判定、保証）・修正方法の提供を第１の目的とする。
また、上記検査（判定）方法を利用したグレートーンマスクのグレートーン部パターン決定方法の提供を第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の構成を有する。
（構成１）透過量を調整した領域であってこの領域を透過する光の透過量を低減してフォトレジストの膜厚を選択的に変えることを目的とするグレートーン部と、遮光部と、透過部とを有するグレートーンマスクの欠陥検査方法であって、
前記グレートーン部の画像データを作成する工程と、
前記画像データに基づき、グレートーン部における欠陥が識別可能となるような画像処理を施す工程と、
前記画像処理後のデータに基づき、欠陥検査を行う工程と、
を有することを特徴とするグレートーンマスクの欠陥検査方法。
（構成２）前記画像処理を施す工程は、ぼかし処理を含むことを特徴とする構成１に記載のグレートーンマスクの欠陥検査方法。
（構成３）前記画像処理を施す工程は、強調処理を含むことを特徴とする構成１又は２に記載のグレートーンマスクの欠陥検査方法。
（構成４）前記グレートーン部は、グレートーンマスクを使用する露光機の解像限界以下の遮光パターンを形成した領域であることを特徴とする構成１乃至３いずれかに記載のグレートーンマスクの欠陥検査方法。
（構成５）前記欠陥検査は、前記画像処理後のデータに対して予め設けられた濃淡の許容範囲（閾値）に基づいて行うことを特徴とする構成１乃至４いずれかに記載のグレートーンマスクの欠陥検査方法。
（構成６）前記画像データは、修正後のグレートーン部の画像データであることを特徴とする構成６に記載のグレートーンマスクの欠陥検査方法。
（構成７）前記修正後のグレートーン部は、正常パターンと近似形状のパターン、あるいは、正常パターンと同等のグレートーン効果を奏するが異なる形状及び／又は配列の修正パターンを含むことを特徴とする構成６に記載のグレートーンマスクの欠陥修正方法。
（構成８）グレートーンマスクがＬＣＤ製造用マスク又は表示デバイス製造用マスクであることを特徴とする構成１乃至７いずれかに記載のグレートーンマスクの欠陥検査方法。
（構成９）透過量を調整した領域であってこの領域を透過する光の透過量を低減してフォトレジストの膜厚を選択的に変えることを目的とするグレートーン部と、遮光部と、透過部とを有するグレートーンマスクのパターン決定方法において、
（１）所定の形状及び／又は配列にて前記グレートーン部を作成する工程と、
（２）前記グレートーン部の画像データを作成する工程と、
（３）前記画像データに基づきグレートーン部における欠陥が識別可能となるような画像処理を施す工程と、を有し、
上記（１）〜（３）の工程により得られた前記画像処理後のデータに、欠陥が存在しないようにグレートーン部の形状及び／又は配列を決定することを特徴とするグレートーンマスクのパターン決定方法。
（構成１０）前記画像処理を施す工程は、ぼかし処理を含むことを特徴とする構成９に記載のグレートーンマスクのパターン決定方法。
（構成１１）前記画像処理を施す工程は、強調処理を含むことを特徴とする構成９又は１０に記載のグレートーンマスクのパターン決定方法。
（構成１２）前記グレートーン部は、グレートーンマスクを使用する露光機の解像限界以下の遮光パターンを形成した領域であることを特徴とする構成９乃至１１のいずれかに記載のグレートーンマスクのパターン決定方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のグレートーンマスクの検査（判定、保証）・修正方法は、
（１）グレートーン部を含む画像（例えば修正後のグレートーン部のパターンを含む画像や正常パターンを含む画像等）の画像データを作成する工程と、
（２）前記画像データに基づき、グレートーン部における欠陥が識別可能となるような画像処理を施す工程と、
（３）前記画像処理後のデータに基づき、欠陥検査を行う工程と、を有することを特徴とする（構成１）。
本発明では、グレートーン部を含む画像（例えば修正後のグレートーン部のパターンを含む画像や正常パターンを含む画像等）の画像データに基づき、ユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうるイメージを作成し、グレートーン部のパターンがユーザでの許容範囲に入るようにする。
ここで、グレートーン部を含む画像の画像データを作成する工程（工程（１））では、グレートーン部を含む領域を観察・解像し得る光学系（例えば修正装置に備えられる顕微鏡や、単独の顕微鏡、検査装置等の光学系など）によって得られたグレートーン部を含む画像を、写真撮影やＣＣＤ撮像した画像をスキャナーで読み取る手法や、ビデオキャプチャーで直接読み取る手法等によって、グレートーン部を含む画像を電子化した画像データを得る。
光学系としては、反射光や透過光による観察が可能な光学系が挙げられるが、このうち透過光観察が可能な光学系は、ユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況により近い状態を実現できるので好ましい。
また、画像データに基づき、グレートーン部における欠陥が識別可能となるような画像処理を施すこと（工程（２））によって、ユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうるイメージを作成する。
本発明において、画像処理としては、例えば、「ぼかし処理」（構成２）や、「強調処理」（構成３）の他、画像の取り込み処理、グレースケール化（色情報の破棄）処理、色調補正処理（画像内の特定の明るさの領域だけを補正する処理を言い、例えば白、黒情報のみを抽出する処理が含まれる）等が具体的に挙げられる。
ここで、「ぼかし処理」とは、「シャープ処理」の逆で、変化を滑らかにする処理を言う。この「ぼかし処理」は、画像処理によって、画像を微細化（分割）し、この微細化した個々に対して面積（強度）を変えずにガウシアン分布化した後、再度個々を重ね合わせる（足し合わせる）処理方法を通常主として指すが、画像処理の分野において「ぼかし処理」と呼ばれる他の処理方法も含まれる。「ぼかし処理」の条件は、画像の微細化（ピクセル化）の程度や、ガウシアン分布化したデータの加工（例えばほかす部分の範囲（距離）を変化させること）などによって詳細に設定でき、検査するパターン等に応じて、詳細な設定条件（つまりぼかし効果の程度の設定）を変更できる。なお、ぼかし処理後も、面積（強度）の合計は変わらない。このぼかし処理条件は、ユーザの露光・転写プロセスにおける実際の光の転写状態とほぼ同等であることをシミュレーションで確認した。つまり、ユーザでの露光条件（例えば、光の照射量条件や、意図的にグレートーンパターンが解像しないような条件等）を検討し、これに対応したぼかし処理を行うことで、グレートーン部のパターンから、ユーザでの露光後の転写イメージに対応した、ユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうるイメージを作成することが可能となる。
このように、本発明は、画像処理によって、ユーザでの露光条件を任意に設定しシュミレーションすることによって、ユーザでの露光後の転写イメージに対応したイメージ、即ちユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうるイメージを作成することが可能となる。つまり、ユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうるイメージを作成する手段として、画像処理を採用しているので、ユーザでの露光条件を任意に設定しシュミレーションすることが容易かつ高精度に行うことができ、特に光の照射量条件を任意に設定しシュミレーションできることは、露光機を使用して実際に確認する手法に比べ、格段に有利であり有用性が高い。
また、「強調処理」とは、画像中の欠陥部分を強調化する処理を言う。例えば、画像処理後のデータに対して予め設けられた濃淡の閾値に基づいて、閾値を超える領域を強調表示する処理が挙げられる。
本発明では「ぼかし処理」と「強調処理」の双方を行うことが欠陥検査（判定）精度の向上を図る上で好ましい。
【００１０】
前記画像処理後のデータに基づき欠陥検査を行う工程（工程（３））においては、画像処理後のデータに対して予め設けられた濃淡の許容範囲（例えば閾値）に基づいて欠陥検査（判定）を行うことができる（構成５）。
グレートーン部には繰り返しパターンが存在するため、繰り返しパターンのＣＤばらつきが存在する。これらのＣＤばらつき範囲を考慮したうえで、ユーザでは「上限（例えば太パターン）」、「下限（例えば細パターン）」のどちらでも影響が出ない条件で露光を行っている。そのため、修正後のパターンは、上限〜下限（許容ばらつき範囲）の間に入るようにする必要がある。一例として、この上限〜下限（許容ばらつき範囲）に対応させて、閾値を設定する。例えば、グレートーン部の未修正の正常パターンのＣＤ許容精度に対応する透過率範囲に対し、±５％又は−５％範囲を広げた透過率範囲が得られる濃淡の許容範囲（閾値）に基づいて欠陥検査（判定）を行うことができる。
【００１１】
本発明ではユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうる画像処理後のデータ（イメージ）に基づき修正部を評価を行い、この評価結果に基づき修正後のパターンがユーザでの許容範囲に入るように再度修正することができる（構成６）。さらに、このような評価結果を予め蓄積しておき、この蓄積されたデータに基づいてグレートーン部の欠陥修正を行うこともできる（構成６）。
【００１２】
本発明の欠陥検査方法は、グレートーン部が、グレートーンマスクを使用する露光機の解像限界以下の遮光パターンを形成した領域である場合に特に適する（構成４）。これは、閾値を超えた線幅の太り或いは細りの影響が画像処理によって顕在化するので、ユーザでの露光条件においてグレートーン部のパターンが欠陥かどうかについて高い精度で判定することができるためである。
なお、本発明の欠陥修正・判定方法は、グレートーン部が、半透光膜を形成した領域である場合にも適用可能である。
【００１３】
本発明は、グレートーンマスクのグレートーン部における新規のパターンや正常パターンと異形状の修正パターンについてのパターン決定方法に利用できる。
具体的には、
（１）所定の形状及び／又は配列にて前記グレートーン部における新規のパターンや正常パターンと異形状の修正パターンを作成する工程と、
（２）前記グレートーン部のパターンを含む画像データを作成する工程と、
（３）前記画像データに基づきグレートーン部における欠陥が識別可能となるような画像処理を施す工程と、を有し、
上記（１）〜（３）の工程により得られた前記画像処理後のデータに基づいてユーザでの露光条件において問題となるか否かを判定し、この判定結果をフィードバックして、欠陥が存在しないようにグレートーン部の形状及び／又は配列を決定することによって、所望のグレートーン効果を奏するグレートーン部のパターンを決定できる（構成９）。
【００１４】
本発明は、ＬＣＤ製造用グレートーンマスク又は表示デバイス製造用グレートーンマスクの欠陥修正・判定方法として特に有用である（構成８）。これは、近年の表示装置の高精細化に伴い上述した各種問題の解決が急務であるからである。
【００１５】
上述した本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）ユーザでの露光条件（例えば、光の照射量条件や、意図的にグレートーンパターンが解像しないような条件等）を検討し、これに対応した画像処理を行うことで、グレートーン部のパターンから、ユーザでの露光後の転写イメージに対応した、ユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうるイメージを作成することが可能となる。
（２）画像データを作成することにより、画像処理ソフトを用いて欠陥が識別可能となるような画像処理を行うことができるため、高精度の欠陥検査が可能となる。
（３）新規のパターンに対して、所望のグレートーン効果を奏するかどうかが判定可能となる。
（４）上述した第１の問題に対し、正常パターンと近似形状のパターン（正常パターンのＣＤ許容精度外）で修正した場合（構成７）や、正常パターンと異形状のパターンで修正した場合（構成７）（即ちいずれも通常の比較検査が行えない場合）であっても、ユーザでの露光条件（例えば、意図的にグレートーンパターンが解像しないような条件や、光の照射量条件（例えば過不足のある照射条件など）等）に対応した転写イメージにより容易に判定可能となる。
（５）上述した第２の問題に対し、修正によるガラスダメージにより、ガラス基板の透過率が低下した場合でも、ユーザでの露光条件（例えば、意図的にグレートーンパターンが解像しないような条件や、光の照射量条件（例えば過不足のある照射条件など）等）で問題になるかが判定可能となる。
（６）上述した第３の問題に対し、ユーザでの露光条件（例えば、意図的にグレートーンパターンが解像しないような条件や、光の照射量条件（例えば過不足のある照射条件など）等）において、グレートーン部のパターンが欠陥かどうかが判定可能となる。
（７）例えば、ユーザの露光・転写プロセスにおいて問題となる微小な欠陥まで判定することが可能となる。
【００１６】
【実施例】
図４は実施例で使用したレーザ修正装置（レーザＣＶＤリペア装置）の概略構成を説明するための模式図である。
これらの図面において、レーザービーム１１は、ビームエキスパンダ１２によって広げられ、平凸レンズ１３によって平行光線とされ、矩形に可変可能な長方形スリット（可変矩形アパーチャ）１４で整形され、結像レンズ（対物レンズ）１５によって縮小されてフォトマスク２０上に結像され、矩形アパーチャの像である矩形のレーザ修正領域を形成する。図４において、パイロット光１６は、可変矩形アパーチャ１４のフォトマスク２０上の像である矩形のレーザ修正領域をレーザ照射前に顕微鏡１７によって確認するため、及び、欠陥位置に顕微鏡１７によってレーザ修正領域を位置合わせするための照明系であり、照明（ハロゲンランプ等）１８は、フォトマスク２０を挟んで結像レンズ（対物レンズ）１５の反対側に位置し、顕微鏡１７によってフォトマスク２０の透過光観察を可能とする照明系である。なお、欠陥位置とレーザ修正領域との位置合わせは、マクスが載置されたＸＹ粗動ステージで大まかに位置合わせし、その後ＸＹ微動ステージにて正確に位置合わせする。
この装置においては、レーザ照射によって膜を除去（黒欠陥の修正）することができるレーザ除去機能（レーザリペア機能）と、レーザ照射によって膜を成膜（白欠陥の修正）することができるレーザ成膜機能（レーザ光ＣＶＤ機能）とを有する。
【００１７】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例にかかるグレートーン部における黒欠陥修正・検査方法を説明するための部分平面図である。
図１（１）に示すようにグレートーン部３における遮光パターン３ａの一部に黒欠陥（つぶれ）が発生した場合、図２に示したレーザリペア装置等により、黒欠陥を除去して、正常パターンに近似した修正（正常パターンのＣＤ許容精度外）を行った（図１（２））。このとき、ライン幅が太った部分をレーザリペア装置でさらに除去すること（いわゆる修正精度の追い込み）は、隣接する微細透過部３ｂ（ガラス部パターン）や遮光パターン３ａに影響を及ぼすため行わなかった。なお、本実施例では、レーザリペア装置による黒欠陥の除去によって、微細透過部３ｂ（ガラス部パターン）がダメージを受け、修正個所の透過率が低下している。
【００１８】
修正後のパターンを含む領域の画像について、本発明の画像処理を行った。つまり、グレートーン部を含む領域を観察・解像し得る光学系を用いて、グレートーン部を含む画像を読み取り、電子化した画像データを得た。
具体的には、図２に示すレーザ修正装置における結像レンズ（対物レンズ）１５を動かして、修正後のパターンを含む領域の画像のピントの合った画像を顕微鏡によって取得し、この画像を、ビデオキャプチャー（ＶＣ）で直接読み取る手法等によって、グレートーン部を含む画像を電子化した画像データを得た（図１（３））。
この電子化した画像データを、グレースケール化（色情報の破棄）処理し、続いて、色調補正処理（例えば白、黒情報のみを抽出する処理であり、正常パターンの場合、ガラス基板部分が「白」に、パターン部分が「黒」にほぼ相当する）を行った（図１（４））。なお、ビデオキャプチャーで取得した画像は、画像の電子化が容易なため簡単な操作で画像を処理することが可能であるという利点がある。
上記色調補正処理後の画像データについて、「ぼかし処理」を行った。具体的には、画像を微細化（分割）し、この微細化した個々に対して面積（強度）を変えずにガウシアン分布化した後、再度個々を重ね合わせる（足し合わせる）処理によって、「ぼかし処理」を行った。「ぼかし処理」を行った状態を図１（５）に示す。
このとき、正常パターンからなるグレートーン部（図示せず）はほぼ均一な明るさ（ほぼ均一なグレー色）に見えるのに対し、修正後のパターンを含む領域の画像は図１（５）に示すように暗い（濃いグレー色）の部分を有する。そこで、正常パターンからなるグレートーン部のほぼ均一な明るさ（ほぼ均一なグレー色）に対し、一定以上暗い（一定以上濃いグレー色）の部分を有する修正パターンを含むグレートーン部について、一定以上暗い（一定以上濃いグレー色）の部分の暗さ（濃さ）、面積、位置等を総合的に判断して、修正部を評価することができた。
本実施例では、「ぼかし処理」後の画像について、画像中の欠陥部分を強調化する「強調処理」処理を行った。「強調処理」後の画像を図１（６）に示す。この「強調処理」は、画像処理後のデータに対して予め設けられた濃淡の閾値に基づいて、閾値を超える領域を強調表示する処理を施して行った。具体的には、図２に示すように、「ぼかし処理」後の画像について、正常パターンのＣＤ許容精度に対応する範囲（図中、グレートーン部許容範囲と表示）に対し、その範囲以下（閾値以下）となる一定以上濃いグレー色の部分を黒で表示し、その範囲以上（閾値以上）となる一定以上薄いグレー色の部分を白で表示することによって、「強調処理」を行った。この「強調処理」によると、閾値に基づく数値処理によって、欠陥部分を黒又は白で表示できるので、より容易かつ高精度で欠陥検査を行うことが可能であった。
本実施例では、画像処理による「ぼかし処理」で顕在化する線幅の太りの影響と、同じく画像処理による「ぼかし処理」で顕在化するガラス部のダメージによる透過率の低下の影響とが、複合して生じる影響が、ユーザの露光・転写プロセスにおいて問題となるか否かについて高い精度で容易に判定することができた。本実施例では、修正装置上で修正後、同じ修正装置上で修正直後に修正個所を評価することが可能となった。
【００１９】
（実施例２）
図３は、本発明の実施例にかかるグレートーン部における黒欠陥修正・検査方法を説明するための部分平面図である。
本実施例は、図３（１）に示すグレートーン部３の正常パターンに対し、図３（２）に示すような、ユーザの要求を満たすべく設定されたスペック（パターン線幅・形状）では問題とならない微小黒欠陥（凸欠陥）がグレートーン部３における遮光パターン３ａの一部に発生した場合に関する。このとき、微小黒欠陥（凸欠陥）をレーザリペア装置でさらに除去すること（いわゆる修正精度の追い込み）は、隣接する微細透過部３ｂ（ガラス部パターン）や遮光パターン３ａに影響を及ぼすため行わなかった。
【００２０】
修正後のパターンを含む領域の画像について、本発明の画像処理を行った。つまり、グレートーン部を含む領域を観察・解像し得る光学系を用いて、グレートーン部を含む画像を読み取り、電子化した画像データを得た。
具体的には、欠陥の観察・検査に通常用いられている顕微鏡における結像レンズ（対物レンズ）を動かして、修正後のパターンを含む領域の画像のピントの合った画像を写真撮影によって取得し、この画像写真を、スキャナー等を使用して、グレートーン部を含む画像を電子化した画像データを得た（図３（３））。
この電子化した画像データを、グレースケール化（色情報の破棄）処理し、続いて、色調補正処理（例えば白、黒情報のみを抽出する処理であり、正常パターンの場合、ガラス基板部分が「白」に、パターン部分が「黒」にほぼ相当する）を行った（図３（４））。
上記色調補正処理後の画像データについて、「ぼかし処理」を行った。具体的には、画像を微細化（分割）し、この微細化した個々に対して面積（強度）を変えずにガウシアン分布化した後、再度個々を重ね合わせる（足し合わせる）処理によって、「ぼかし処理」を行った。「ぼかし処理」を行った状態を図３（５）に示す。
このとき、正常パターンからなるグレートーン部（図示せず）はほぼ均一な明るさ（ほぼ均一なグレー色）に見えるのに対し、修正後のパターンを含む領域の画像は図１（５）に示すように暗い（濃いグレー色）の部分を有する。そこで、正常パターンからなるグレートーン部のほぼ均一な明るさ（ほぼ均一なグレー色）に対し、一定以上暗い（一定以上濃いグレー色）の部分を有する修正パターンを含むグレートーン部について、一定以上暗い（一定以上濃いグレー色）の部分の暗さ（濃さ）、面積、位置等を総合的に判断して、修正部を評価することができた。
本実施例では、「ぼかし処理」後の画像について、画像中の欠陥部分を強調化する「強調処理」処理を行った。「強調処理」後の画像を図３（６）に示す。
この「強調処理」は、画像処理後のデータに対して予め設けられた濃淡の閾値に基づいて、閾値を超える領域を強調表示する処理を施して行った。具体的には、実施例１と同様に、「ぼかし処理」後の画像について、正常パターンのＣＤ許容精度に対応する範囲に対し、それ以下の範囲となる一定以上濃いグレー色の部分を黒で表示することによって、「強調処理」処理を行った。この「強調処理」処理によると、閾値に基づく数値処理によって、欠陥部分を黒で表示できるので、より容易かつ高精度で欠陥検査を行うことが可能であった。
本実施例では、画像処理によるぼかし処理で顕在化する微小黒欠陥（ユーザの要求を満たすべく設定されたスペック（パターン線幅・形状）では問題とならない微小黒欠陥）が、ユーザの露光・転写プロセスにおいて問題となるか否かについて高い精度で容易に判定することができた。
【００２１】
なお、本発明では、正常パターンからなるグレートーン部の「ぼかし処理」後の画像中のほぼ均一な明るさ（ほぼ均一なグレー色）に対し、一定以上明るい（一定以上薄いグレー色）部分を有する修正パターンを含むグレートーン部について、一定以上明るい（一定以上薄いグレー色）部分の明るさ（薄さ）、面積、位置等を総合的に判断して、修正部の白欠陥を評価することができる。また、「強調処理」処理を行い、閾値に基づく数値処理によって、欠陥部分を白で表示できるので、より容易かつ高精度で欠陥検査を行うことが可能である。
【００２２】
（比較例）
図１（２）に示す修正後のパターン、及び図３（２）に示す微小黒欠陥を有するパターンについて、正常パターンとの通常の比較検査を行った結果、修正部のみが強調され、合否判定が困難であった。なお、図１（２）に示す修正後のパターンについては、通常の比較検査は当然行うことができなかった。また、図３（２）に示す微小黒欠陥については、通常の比較検査では検出することができなかった。
【００２３】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。
上記実施例１では、正常パターンに近似した修正（正常パターンのＣＤ許容精度外）を行った場合を挙げたが、（１）正常パターンと同等のグレートーン効果を奏するが異なる形状及び／又は配列の修正パターンを形成した場合、（２）正常パターンやあらゆる修正パターンの判定を行う場合、について、ユーザでの露光条件において、グレートーン部のパターンが欠陥かどうかが判定可能となる。また、上述した第２の問題である「ガラスダメージによるガラス基板の透過率低下」においては、透過光観察による画像を用いることで、ユーザでの露光後の転写イメージに対応した欠陥判定が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下の効果を有する。
（１）ユーザでの露光条件を検討し、これに対応した画像処理を行うことで、グレートーン部のパターンから、ユーザでの露光後の転写イメージに対応した、ユーザの露光・転写プロセスにおける転写状況を判定しうるイメージを作成することが可能となる。
（２）画像データを作成することにより、画像処理ソフトを用いて欠陥が識別可能となるような画像処理を行うことができるため、高精度の欠陥検査が可能となる。
（３）新規のパターンに対して、所望のグレートーン効果を奏するかどうかが判定可能となる。
（４）上述した第１の問題に対し、正常パターンと近似形状のパターン（正常パターンのＣＤ許容精度外）で修正した場合や、正常パターンと異形状のパターンで修正した場合（即ちいずれも通常の比較検査が行えない場合）であっても、ユーザでの露光条件に対応した転写イメージにより容易に判定可能となる。
（５）上述した第２の問題に対し、修正によるガラスダメージにより、ガラス基板の透過率が低下した場合でも、ユーザでの露光条件で問題になるかが判定可能となる。
（６）上述した第３の問題に対し、ユーザでの露光条件において、グレートーン部のパターンが欠陥かどうかが判定可能となる。
（７）例えば、ユーザの露光・転写プロセスにおいて問題となる微小な欠陥まで判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１にかかるグレートーン部における黒欠陥修正・検査方法を説明するための部分平面図である。
【図２】本発明の実施例にける強調処理を説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施例２にかかるグレートーン部における微小黒欠陥の検査方法を説明するための部分平面図である。
【図４】レーザ修正装置の概略構成を説明するための模式図である。
【図５】グレートーンマスクを説明するための図であり、（１）は部分平面図、（２）は部分断面図である。
【符号の説明】
１遮光部
２透過部
３グレートーン部
３ａ遮光パターン
３ｂ微細透過部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gray-tone mask having a gray-tone portion, which is a region in which the amount of transmission is adjusted, and is intended to selectively change the film thickness of a photoresist by reducing the amount of light transmitted through this region. The present invention relates to a defect inspection (determination) method and defect correction method for a gray tone portion.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the field of large LCD masks, attempts have been made to reduce the number of masks using a gray-tone mask (Non-Patent Document 1).
Here, as shown in FIG. 5A, the gray tone mask has a light shielding portion 1, a transmission portion 2, and a gray tone portion 3 on a transparent substrate. The gray tone part 3 is an area in which a light shielding pattern 3a below the resolution limit of a large LCD exposure machine using a gray tone mask is formed, for example, and the transmission amount of light transmitted through this area is reduced. The film is formed for the purpose of selectively changing the film thickness of the photoresist by reducing the irradiation amount. Reference numeral 3b denotes a fine transmission portion that is less than the resolution limit of the exposure machine in the gray tone portion 3. Both the light-shielding portion 1 and the light-shielding pattern 3a are usually formed from films of the same thickness made of the same material such as chromium or a chromium compound. Both the transmissive portion 2 and the fine transmissive portion 3b are portions of the transparent substrate where a light-shielding film or the like is not formed on the transparent substrate.
The resolution limit of a large LCD exposure machine using a gray tone mask is about 2.5 μm for a stepper type exposure machine and about 3 μm for a mirror projection type exposure machine. Therefore, for example, in FIG. 3A, the space width of the fine transmission portion 3b in the gray tone portion 3 is less than 2.5 μm, and the line width of the light shielding pattern 3a below the resolution limit of the exposure machine is less than 2.5 μm. . When the exposure is performed with the above-mentioned large LCD exposure machine, the exposure light passing through the gray tone portion 3 is insufficient in the exposure amount as a whole, so that the positive photoresist exposed through the gray tone portion 3 becomes thin. Just remain on the substrate. That is, since the resist can have a difference in solubility in the developer between the portion corresponding to the normal light-shielding portion 1 and the portion corresponding to the gray tone portion 3 depending on the exposure amount, the resist shape after development is shown in FIG. ), The portion 1 ′ corresponding to the normal light shielding portion 1 is, for example, about 1 μm, the portion 3 ′ corresponding to the gray tone portion 3 is, for example, about 0.4 to 0.5 μm, and the portion corresponding to the transmission portion 2. Becomes the portion 2 ′ without resist. Then, the first etching of the substrate to be processed is performed in the portion 2 ′ without the resist, the resist in the thin portion 3 ′ corresponding to the gray tone portion 3 is removed by ashing or the like, and the second etching is performed in this portion. The process for two conventional masks is performed with one mask to reduce the number of masks.
[0003]
By the way, the gray-tone portion in the gray-tone mask as described above is not easy to process a fine pattern, and the dust generated during the manufacturing process is greatly affected. CD errors such as thinning and thickening, pattern defects such as excess patterns (protrusions (convex), shorts (bridges), spots, etc.) and missing patterns (chips (concaves), disconnections, etc.) (hereinafter referred to as pattern thickening and surplus) Pattern defects or the like are referred to as black defects, and pattern thinning or missing defects are referred to as white defects).
[0004]
Therefore, the defect generated in the gray tone portion is subjected to pattern correction. However, since the gray tone portion pattern is fine, various problems arise.
First, for example, when a graytone pattern of 2 μm or more is corrected by a correction device having a minimum slit size of 2 μm, the graytone pattern is fine (the line width is narrow), and correction accuracy by the correction device is improved. Due to the limitations, the alignment accuracy corresponding to the deviation between the portion where the correction pattern is to be formed and the portion where the correction pattern is to be formed, and the portion where the correction pattern is to be formed and the correction pattern are actually There is a limit to the correction accuracy corresponding to the difference from the formed part. Therefore, it is technically very difficult to correct with the same shape as the normal pattern (within the CD allowable accuracy of the normal pattern) depending on the generated defect (for example, forming a finely corrected film pattern in a huge missing defect portion) Therefore, correction is performed so as to be as close to the normal pattern as possible, that is, correction that approximates the normal pattern (outside the CD allowable accuracy of the normal pattern).
Secondly, for example, it is technically impossible to correct a gray tone pattern of 1 μm with a correction device having a minimum slit size of 2 μm, so that it is not restored to a shape approximated to a normal pattern and is equivalent to a normal pattern. The present invention relates to a technique (special correction method) for correcting a gray tone part by forming a correction pattern (a correction pattern having a shape different from that of a normal pattern and / or a different arrangement) so as to obtain a gray tone effect. The applicant has already filed an application (Patent Document 1).
[0005]
[Non-Patent Document 1]
Monthly FPD Intelligence, p.31-35, May 1999
[Patent Document 1]
JP 2002-107913
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The prior art described above has the following problems.
First, when the pattern is corrected so as to have the same shape as the normal pattern (within the CD tolerance of the normal pattern), a comparison inspection can be performed in which normal patterns are compared with each other. When the pattern is corrected with a normal pattern (outside the CD allowable accuracy of the normal pattern) or when the pattern is corrected with a pattern different from the normal pattern, there is a problem that the normal comparison inspection cannot be performed and the inspection is not easy.
Second, when removing black defects with a laser repair device, the glass substrate is susceptible to damage, so even if the light-shielding pattern 3a after correction satisfies the set specifications (pattern line width / shape), When the fine transmissive part (glass part) 3b is damaged, the transmittance of the fine transmissive part (glass part) 3b is lowered, which may cause a problem in the user exposure / transfer process. Specifically, when the glass is damaged, the light-shielding pattern 3a having a narrower line width than the set spec (pattern line width / shape) is used to compensate for the decrease in the transmittance of the fine transmission portion (glass portion) 3b. Need to do. In such a case, there is a problem that the inspection of only the pattern shape is insufficient.
Third, a normal pattern that satisfies the specifications (pattern line width and shape) set to satisfy the user's request (to allow a predetermined resist film thickness to remain when exposed by the user) (naturally CD tolerance) The exposure conditions used when the user actually obtains the transfer pattern on the resist of the transfer substrate using the gray tone mask even if the correction pattern is within the CD tolerance of the normal pattern and the normal pattern. Since it may differ depending on the setting conditions of the optical conditions of the apparatus, there may be a problem in the user exposure / transfer process. Specifically, when the exposure conditions of the gray tone mask used by the user are not normal conditions (for example, when the light dose condition is not normal conditions (excessive or insufficient irradiation conditions, etc.) As a result, there is a condition that the gray tone pattern does not resolve (1) A normal pattern and a corrected pattern that satisfy the set specifications (pattern line width and shape) (both within the CD tolerance). Even in such a case, there may be a problem in the user's exposure / transfer process. (2) Even if the correction pattern approximates the normal pattern (outside the CD allowable accuracy of the normal pattern), the user's exposure / transfer process. If it does not become a problem, it means that it is acceptable (if the pass / fail judgment result of the resist pattern after exposure by the user is acceptable), (3) user exposure / transfer Whether a problem in the process check (determination) that there is a need and importance of performing, is seen.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can easily and highly accurately inspect (determine) whether or not the gray tone portion becomes a problem in the exposure / transfer process of the user. The first object is to provide a graytone mask inspection (judgment, guarantee) and correction method.
A second object of the present invention is to provide a method for determining a gray-tone portion pattern of a gray-tone mask using the inspection (determination) method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration.
(Configuration 1) A gray tone portion that is a region in which the amount of transmission is adjusted and is intended to selectively change the film thickness of the photoresist by reducing the amount of light transmitted through this region, a light shielding portion, A defect inspection method for a gray-tone mask having a transmission part,
Creating image data of the gray tone portion;
A step of performing image processing based on the image data so that a defect in the gray tone portion can be identified;
A step of performing a defect inspection based on the data after the image processing;
A defect inspection method for a gray-tone mask, comprising:
(Configuration 2) The gray-tone mask defect inspection method according to Configuration 1, wherein the image processing step includes blurring processing.
(Structure 3) The gray-tone mask defect inspection method according to Structure 1 or 2, wherein the image processing step includes enhancement processing.
(Structure 4) The gray tone portion is an area where a light-shielding pattern below a resolution limit of an exposure machine using a gray tone mask is formed. Defect inspection method.
(Structure 5) The gray tone mask according to any one of Structures 1 to 4, wherein the defect inspection is performed based on an allowable range (threshold value) of light and shade provided in advance for the data after image processing. Defect inspection method.
(Structure 6) The defect inspection method for a graytone mask according to Structure 6, wherein the image data is image data of a graytone portion after correction.
(Structure 7) The corrected gray tone portion includes a normal pattern and an approximate shape pattern, or a corrected pattern having a gray tone effect equivalent to that of the normal pattern but having a different shape and / or arrangement. The defect correction method for a gray-tone mask according to Configuration 6.
(Structure 8) The gray-tone mask defect inspection method according to any one of Structures 1 to 7, wherein the gray-tone mask is an LCD manufacturing mask or a display device manufacturing mask.
(Arrangement 9) A gray tone portion that is a region in which the amount of transmission is adjusted and is intended to selectively change the film thickness of the photoresist by reducing the amount of light transmitted through this region, a light shielding portion, In a method for determining a pattern of a gray-tone mask having a transmission part,
(1) creating the gray tone part in a predetermined shape and / or arrangement;
(2) creating image data of the gray tone portion;
(3) performing an image processing based on the image data so that a defect in the gray tone portion can be identified,
A gray tone mask pattern characterized by determining a shape and / or arrangement of a gray tone portion so that there is no defect in the image-processed data obtained by the steps (1) to (3). Decision method.
(Structure 10) The graytone mask pattern determination method according to Structure 9, wherein the step of performing the image processing includes blurring processing.
(Structure 11) The gray tone mask pattern determination method according to Structure 9 or 10, wherein the step of performing the image processing includes enhancement processing.
(Structure 12) The gray tone mask according to any one of structures 9 to 11, wherein the gray tone portion is an area where a light shielding pattern having a resolution lower than a resolution limit of an exposure device using a gray tone mask is formed. Pattern determination method.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The graytone mask inspection (judgment, guarantee) / correction method of the present invention is:
(1) creating image data of an image including a gray tone portion (for example, an image including a corrected gray tone portion pattern or an image including a normal pattern);
(2) performing an image processing based on the image data so that a defect in the gray tone portion can be identified;
(3) A step of performing a defect inspection based on the data after the image processing (Configuration 1).
In the present invention, based on image data of an image including a gray tone portion (for example, an image including a corrected gray tone portion pattern or an image including a normal pattern, etc.), the transfer state in the user exposure / transfer process can be determined. An image is created so that the gray-tone pattern is within an acceptable range for the user.
Here, in the step of creating image data of an image including a gray tone portion (step (1)), an optical system (for example, a microscope provided in a correction apparatus or a single device that can observe and resolve a region including a gray tone portion) The image including the gray tone part obtained by a microscope, an optical system such as an inspection apparatus, etc.) can be obtained by a method of reading a photograph or a CCD image with a scanner or a method of directly reading with a video capture. Image data obtained by digitizing an image including it is obtained.
Examples of optical systems include optical systems that allow observation with reflected or transmitted light, but optical systems that allow observation of transmitted light can realize a state closer to the transfer status in the user's exposure / transfer process. preferable.
Further, based on the image data, an image process is performed so that a defect in the gray tone portion can be identified (step (2)), thereby creating an image that can determine the transfer status in the user exposure / transfer process.
In the present invention, as the image processing, for example, in addition to “blur processing” (configuration 2) and “enhancement processing” (configuration 3), image capture processing, gray scale (color information discarding) processing, color correction Specific examples include processing (referring to processing for correcting only a specific brightness area in an image, including processing for extracting only white and black information, for example).
Here, the “blurring process” is a process opposite to the “sharp process” and smoothing the change. In this “blurring process”, an image is refined (divided) by image processing, a Gaussian distribution is applied to the refined individual without changing the area (intensity), and then the individual is overlaid (added together). ) Usually refers to a processing method, but includes other processing methods called “blurring processing” in the field of image processing. The conditions for “blurring” can be set in detail depending on the degree of image miniaturization (pixelization) and the processing of Gaussian-distributed data (for example, changing the range (distance) of the extra part). Detailed setting conditions (that is, setting of the degree of blurring effect) can be changed according to the pattern to be performed. Note that the total area (intensity) does not change even after the blurring process. It was confirmed by simulation that the blurring processing conditions are almost the same as the actual light transfer state in the user exposure / transfer process. In other words, by examining the exposure conditions (for example, the light irradiation amount condition or the condition that the gray tone pattern is not intentionally resolved) by the user, and performing the blurring process corresponding to this, the gray tone portion From this pattern, it is possible to create an image corresponding to the transfer image after exposure by the user and capable of determining the transfer status in the user exposure / transfer process.
As described above, according to the present invention, an image corresponding to a transfer image after exposure by the user, that is, a transfer situation in the exposure / transfer process of the user, by arbitrarily setting and simulating the exposure condition by the user by image processing. It is possible to create an image that can be determined. In other words, since image processing is adopted as a means for creating an image that can determine the transfer status in the user's exposure / transfer process, it is easy and highly accurate to simulate by arbitrarily setting exposure conditions for the user. In particular, the fact that light irradiation conditions can be arbitrarily set and simulated is particularly advantageous and highly useful compared to a method of actually confirming using an exposure machine.
The “enhancement process” refers to a process for enhancing a defective portion in an image. For example, a process of highlighting a region exceeding the threshold value based on a shading threshold value provided in advance for the image-processed data can be given.
In the present invention, it is preferable to perform both “blurring processing” and “enhancement processing” in order to improve the defect inspection (determination) accuracy.
[0010]
In the step of performing the defect inspection based on the data after the image processing (step (3)), the defect inspection (determination) is performed based on a light / dark tolerance range (for example, a threshold) provided in advance for the data after the image processing. Can be performed (Configuration 5).
Since there are repetitive patterns in the gray tone portion, there is CD variation in the repetitive patterns. In consideration of these CD variation ranges, the user performs exposure under the condition that neither the “upper limit (for example, thick pattern)” nor the “lower limit (for example, fine pattern)” has an influence. For this reason, the corrected pattern needs to fall between the upper limit and the lower limit (allowable variation range). As an example, a threshold value is set corresponding to the upper limit to the lower limit (allowable variation range). For example, based on an allowable range (threshold value) of light and shade that provides a transmittance range that is ± 5% or −5% wider than the transmittance range corresponding to the CD allowable accuracy of the uncorrected normal pattern in the gray tone portion. Defect inspection (determination).
[0011]
In the present invention, the correction unit is evaluated based on image-processed data (image) that can determine the transfer status in the user exposure / transfer process, and the corrected pattern falls within the allowable range of the user based on the evaluation result. Can be corrected again (Configuration 6). Furthermore, it is also possible to store such evaluation results in advance and correct a defect in the gray tone portion based on the stored data (Configuration 6).
[0012]
The defect inspection method of the present invention is particularly suitable when the gray tone portion is an area where a light shielding pattern below the resolution limit of an exposure machine that uses a gray tone mask is formed (Configuration 4). This is because the influence of the line width thickening or thinning exceeding the threshold becomes obvious by image processing, and therefore it is possible to determine with high accuracy whether or not the pattern of the gray tone part is a defect under the exposure conditions by the user. is there.
The defect correction / determination method of the present invention can also be applied to a case where the gray tone portion is a region where a semi-transparent film is formed.
[0013]
The present invention can be used for a pattern determination method for a new pattern in a gray tone portion of a gray tone mask or a correction pattern having a different shape from a normal pattern.
In particular,
(1) a step of creating a new pattern or a normal pattern and a modified pattern having a different shape in the gray tone portion with a predetermined shape and / or arrangement;
(2) creating image data including the pattern of the gray tone portion;
(3) performing an image processing based on the image data so that a defect in the gray tone portion can be identified,
Based on the data after the image processing obtained by the steps (1) to (3) above, it is determined whether or not there is a problem in the exposure conditions by the user, and the determination result is fed back, so that there is a defect. By determining the shape and / or arrangement of the gray tone portions so as not to occur, the pattern of the gray tone portion that produces the desired gray tone effect can be determined (Configuration 9).
[0014]
The present invention is particularly useful as a defect correction / judgment method for a gray-tone mask for LCD production or a gray-tone mask for display device production (Configuration 8). This is because there is an urgent need to solve the various problems described above as display devices become more sophisticated in recent years.
[0015]
According to the above-described present invention, the following effects can be obtained.
(1) By examining the exposure conditions (for example, the light irradiation amount condition or the condition that the gray tone pattern is not intentionally resolved) by the user, and performing image processing corresponding thereto, the gray tone From the pattern of the portion, it is possible to create an image corresponding to the transfer image after exposure by the user and capable of determining the transfer status in the user exposure / transfer process.
(2) By creating image data, it is possible to perform image processing that makes it possible to identify defects using image processing software, thereby enabling highly accurate defect inspection.
(3) It is possible to determine whether or not a desired gray tone effect is produced for a new pattern.
(4) When the first problem described above is corrected with a normal pattern and an approximate shape pattern (outside the CD allowable accuracy of the normal pattern) (Configuration 7), or when corrected with a normal pattern and an irregular shape pattern ( Even in the configuration 7) (that is, in the case where neither of the normal comparison inspections can be performed), the user exposure conditions (for example, the condition that the gray tone pattern is not intentionally resolved, the light irradiation amount condition ( For example, the determination can be easily made by the transfer image corresponding to the excessive or insufficient irradiation conditions).
(5) In contrast to the second problem described above, even when the transmittance of the glass substrate is reduced due to glass damage due to correction, the exposure conditions by the user (for example, conditions that the gray tone pattern is not intentionally resolved) In addition, it is possible to determine whether there is a problem with light irradiation amount conditions (for example, irradiation conditions with excess or deficiency).
(6) In response to the above-described third problem, the user exposure conditions (for example, a condition that the gray tone pattern is not intentionally resolved) and a light irradiation amount condition (for example, an excessive or insufficient irradiation condition). Etc.), it can be determined whether the pattern of the gray tone portion is defective.
(7) For example, it is possible to determine even a minute defect that becomes a problem in the exposure / transfer process of the user.
[0016]
【Example】
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of a laser correction device (laser CVD repair device) used in the example.
In these drawings, a laser beam 11 is expanded by a beam expander 12, converted into parallel rays by a plano-convex lens 13, shaped by a rectangular slit (variable rectangular aperture) 14 that can be changed into a rectangle, and an imaging lens (objective lens). The image is reduced by 15 and imaged on the photomask 20 to form a rectangular laser correction region which is an image of a rectangular aperture. In FIG. 4, the pilot light 16 is used to confirm a rectangular laser correction region, which is an image on the photomask 20 of the variable rectangular aperture 14, with the microscope 17 before laser irradiation, and to the defect position with the microscope 17. The illumination (such as a halogen lamp) 18 is positioned on the opposite side of the imaging lens (objective lens) 15 with the photomask 20 in between, and the light transmitted through the photomask 20 by the microscope 17. It is an illumination system that enables observation. The defect position and the laser correction area are roughly aligned with the XY coarse movement stage on which the max is placed, and then accurately aligned with the XY fine movement stage.
In this apparatus, a laser removal function (laser repair function) that can remove a film by laser irradiation (correction of a black defect) and a laser component that can form a film (correction of a white defect) by laser irradiation. It has a film function (laser beam CVD function).
[0017]
Example 1
FIG. 1 is a partial plan view for explaining a black defect correction / inspection method in a gray tone portion according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1A, when a black defect (crushing) occurs in a part of the light shielding pattern 3a in the gray tone portion 3, the black defect is removed by the laser repair device shown in FIG. Correction similar to the pattern (outside the CD allowable accuracy of the normal pattern) was performed (FIG. 1 (2)). At this time, further removal of the portion with a large line width (so-called correction accuracy tracking) with the laser repair device is not performed because it affects the adjacent fine transmission portion 3b (glass portion pattern) and the light shielding pattern 3a. In the present embodiment, the removal of black defects by the laser repair apparatus damages the fine transmission part 3b (glass part pattern), and the transmittance at the correction point is lowered.
[0018]
The image processing of the present invention was performed on the image of the region including the corrected pattern. That is, using an optical system capable of observing and resolving a region including a gray tone portion, an image including the gray tone portion is read and digitized image data is obtained.
Specifically, the imaging lens (objective lens) 15 in the laser correction apparatus shown in FIG. 2 is moved, and an in-focus image of the image of the region including the corrected pattern is obtained with a microscope. Image data obtained by digitizing an image including a gray tone portion was obtained by a method of directly reading by video capture (VC) (FIG. 1 (3)).
This digitized image data is converted to gray scale (discarding color information), followed by color tone correction processing (for example, processing for extracting only white and black information). The pattern portion is substantially equivalent to “black” (FIG. 1 (4)). Note that an image acquired by video capture has an advantage that the image can be processed with a simple operation because the image can be easily digitized.
The “blurring process” was performed on the image data after the color tone correction process. Specifically, the image is refined (divided), Gaussian distribution is applied to the refined individual without changing the area (intensity), and then the individual is overlaid (added) again to “blur”. Processing ". FIG. 1 (5) shows a state where “blurring processing” has been performed.
At this time, a gray tone portion (not shown) composed of a normal pattern looks almost uniform in brightness (almost uniform gray color), whereas an image of a region including the corrected pattern is shown in FIG. As shown, it has a dark (dark gray) part. Therefore, for a gray tone part including a correction pattern having a darker than a certain level (gray color more than a certain level) with respect to a substantially uniform brightness (almost uniform gray color) of a gray tone part formed of a normal pattern, a certain level or more The correction part could be evaluated by comprehensively judging the darkness (darkness), area, position, etc. of the dark (dark gray color above a certain level).
In this embodiment, “enhancement processing” processing for emphasizing defective portions in the image is performed on the image after “blurring processing”. The image after “enhancement processing” is shown in FIG. This “enhancement process” was performed by performing a process of emphasizing and displaying an area exceeding the threshold value based on a light and dark threshold value provided in advance for the image-processed data. Specifically, as shown in FIG. 2, with respect to the image after the “blurring process”, the range corresponding to the CD allowable accuracy of the normal pattern (shown as gray tone portion allowable range in the figure) is less than that range ( The “higher-than-threshold value” gray portion that is darker than a certain value is displayed in black, and the gray portion that is lighter than a certain value that is above that range (threshold value) is displayed in white. According to this “enhancement process”, the defect portion can be displayed in black or white by numerical processing based on the threshold value, and therefore it is possible to perform defect inspection more easily and with high accuracy.
In this example, the influence of the thickening of the line width that is manifested by the “blurring process” by the image processing and the influence of the decrease in the transmittance due to the damage of the glass part that is manifested by the “blurring process” by the image processing, It was possible to easily determine with high accuracy whether or not the combined effect causes a problem in the exposure / transfer process of the user. In the present embodiment, it is possible to evaluate the correction location immediately after correction on the same correction device after correction on the correction device.
[0019]
(Example 2)
FIG. 3 is a partial plan view for explaining the black defect correction / inspection method in the gray tone portion according to the embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the specification (pattern line width and shape) set to satisfy the user's request as shown in FIG. 3 (2) with respect to the normal pattern of the gray tone portion 3 shown in FIG. 3 (1). This relates to a case where a small black defect (convex defect) that does not cause a problem occurs in a part of the light shielding pattern 3 a in the gray tone portion 3. At this time, further removal of minute black defects (convex defects) with a laser repair device (so-called correction accuracy tracking) is not performed because it affects the adjacent fine transmission portion 3b (glass portion pattern) and light shielding pattern 3a. It was.
[0020]
The image processing of the present invention was performed on the image of the region including the corrected pattern. That is, using an optical system capable of observing and resolving a region including a gray tone portion, an image including the gray tone portion is read and digitized image data is obtained.
Specifically, by moving the imaging lens (objective lens) in a microscope normally used for defect observation and inspection, a focused image of the image including the corrected pattern is obtained by photography. Then, image data obtained by digitizing the image including the gray tone portion was obtained from this image photograph using a scanner or the like (FIG. 3 (3)).
This digitized image data is converted to gray scale (discarding color information), followed by color tone correction processing (for example, processing for extracting only white and black information). The pattern portion is substantially equivalent to “black” (FIG. 3 (4)).
The “blurring process” was performed on the image data after the color tone correction process. Specifically, the image is refined (divided), Gaussian distribution is applied to the refined individual without changing the area (intensity), and then the individual is overlaid (added) again to “blur”. Processing ". FIG. 3 (5) shows a state where the “blurring process” has been performed.
At this time, a gray tone portion (not shown) composed of a normal pattern looks almost uniform in brightness (almost uniform gray color), whereas an image of a region including the corrected pattern is shown in FIG. As shown, it has a dark (dark gray) part. Therefore, for a gray tone part including a correction pattern having a darker than a certain level (gray color more than a certain level) with respect to a substantially uniform brightness (almost uniform gray color) of a gray tone part formed of a normal pattern, a certain level or more The correction part could be evaluated by comprehensively judging the darkness (darkness), area, position, etc. of the dark (dark gray color above a certain level).
In this embodiment, “enhancement processing” processing for emphasizing defective portions in the image is performed on the image after “blurring processing”. The image after “enhancement processing” is shown in FIG.
This “enhancement process” was performed by performing a process of emphasizing and displaying an area exceeding the threshold value based on a light and dark threshold value provided in advance for the image-processed data. Specifically, in the same manner as in the first embodiment, in the image after “blurring processing”, a portion of a gray color that is darker than a certain level within the range corresponding to the CD allowable accuracy of the normal pattern is black. By performing the display, an “emphasis process” process was performed. According to the “enhancement process” process, the defect portion can be displayed in black by the numerical process based on the threshold value, so that the defect inspection can be performed more easily and with high accuracy.
In this embodiment, a micro black defect (a micro black defect that does not pose a problem with specifications (pattern line width / shape) set to satisfy a user's request) that is manifested by blurring processing by image processing is exposed to the user. It was possible to easily determine with high accuracy whether or not there was a problem in the process.
[0021]
In the present invention, a portion that is brighter than a certain level (a gray color that is lighter than a certain level) with respect to a substantially uniform brightness (almost uniform gray color) in the image after the “blurring process” of the gray tone portion that has a normal pattern. To evaluate the white defect of the correction part by comprehensively judging the brightness (thinness), area, position, etc. of a part that is brighter than a certain level (light gray color above a certain level) for the gray tone part that includes the correction pattern. Can do. In addition, since the defect portion can be displayed in white by performing the “enhancement process” process and the numerical process based on the threshold value, the defect inspection can be performed more easily and with high accuracy.
[0022]
(Comparative example)
As a result of performing a normal comparison inspection with the normal pattern on the corrected pattern shown in FIG. 1 (2) and the pattern having the minute black defect shown in FIG. 3 (2), only the corrected portion is emphasized, and the pass / fail judgment is made. It was difficult. It should be noted that a normal comparative inspection could not be performed for the corrected pattern shown in FIG. Further, the micro black defect shown in FIG. 3 (2) could not be detected by a normal comparison inspection.
[0023]
In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above.
In the first embodiment, the case where the correction similar to the normal pattern (outside the CD allowable accuracy of the normal pattern) is performed is described. When the correction pattern is formed, (2) when determining a normal pattern or any correction pattern, it is possible to determine whether the pattern of the gray tone portion is defective under the exposure conditions of the user. In addition, in the above-described second problem “reduction in the transmittance of the glass substrate due to glass damage”, it is possible to determine a defect corresponding to the transferred image after exposure by the user by using an image obtained by observation of transmitted light. Become.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
(1) By examining the exposure conditions of the user and performing image processing corresponding thereto, the transfer in the user exposure / transfer process corresponding to the transfer image after the exposure by the user from the pattern of the gray tone portion It is possible to create an image that can determine the situation.
(2) By creating image data, it is possible to perform image processing that makes it possible to identify defects using image processing software, thereby enabling highly accurate defect inspection.
(3) It is possible to determine whether or not a desired gray tone effect is produced for a new pattern.
(4) When the first problem described above is corrected with a normal pattern and an approximate shape pattern (outside the CD allowable accuracy of the normal pattern), or when corrected with a normal pattern and an irregular shape pattern (that is, both are normal) Even if the comparative inspection cannot be performed), it can be easily determined by the transfer image corresponding to the exposure condition by the user.
(5) With respect to the second problem described above, even when the transmittance of the glass substrate is reduced due to glass damage due to correction, it can be determined whether the problem is caused by the exposure conditions of the user.
(6) With respect to the third problem described above, it is possible to determine whether or not the pattern of the gray tone portion is defective under the user exposure conditions.
(7) For example, it is possible to determine even a minute defect that becomes a problem in the exposure / transfer process of the user.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial plan view for explaining a black defect correction / inspection method in a gray tone portion according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining emphasis processing in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial plan view for explaining a method for inspecting a minute black defect in a gray tone portion according to Embodiment 2 of the present invention;
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of a laser correction device.
5A and 5B are diagrams for explaining a gray-tone mask, where FIG. 5A is a partial plan view, and FIG. 5B is a partial cross-sectional view.
[Explanation of symbols]
1 Shading part
2 Transmission part
3 Gray tone
3a Shading pattern
3b Fine transmission part

Claims

This is a region where the amount of transmission is adjusted, and the purpose is to selectively change the film thickness of the photoresist by reducing the amount of light transmitted through this region, and below the resolution limit under the exposure conditions of the exposure machine used and gray tone portion which have a region where the light-shielding pattern is formed, a light-shielding portion, a defect inspection method of the gray-tone mask having a transmission portion,
Creating image data of a pattern in the gray tone portion;
After the image is finely divided into the image data, Gaussian distribution is performed on each individual, and a blurring process including a process of adding the individual again is performed, a normal gray tone portion has a uniform darkness. A process of image processing;
In the image data after the image processing, extracting a portion having a density different from a normal gray tone portion as a defect, and performing a defect inspection to determine whether or not the extracted portion is a problem;
A defect inspection method for a gray-tone mask, comprising:

2. The gray-tone mask defect inspection method according to claim 1, wherein the image processing further includes highlighting processing for highlighting a region exceeding a predetermined light and shade threshold value .

Determination of the defect, the image provided in advance for the image data processed, according to claim 1 or 2, characterized in that based on the allowable range of shades (threshold) to the concentration of normal gray tone portion 2. A defect inspection method for a gray-tone mask according to 1.

The image data, defect inspection method of the gray-tone mask according to claim 1 to 3, characterized in that the image data of the gray tone portion including a portion subjected to defect correction.

Portions subjected to the defect correction, the pattern of the approximate shape as the normal pattern, or to claim 4, but exhibits the same gray-tone effect as normal pattern, which comprises a modification pattern of different shapes and / or sequence The defect correction method of the gray-tone mask of description.

Defect inspection method of the gray-tone mask according to claim 1, wherein the gray-tone mask is a mask for a mask or a display device for producing LCD manufacturing.

This is a region where the amount of transmission is adjusted, and the purpose is to selectively change the film thickness of the photoresist by reducing the amount of light transmitted through this region, and below the resolution limit of the exposure conditions of the exposure machine used and gray tone portion where the light-shielding pattern is perforated the formed regions of the light-shielding portion, in the pattern determination method of the gray-tone mask having a transmission portion,
(1) creating the gray tone part in a predetermined shape and / or arrangement;
(2) creating image data of a pattern in the gray tone portion;
(3) After the image is finely divided into the image data in the gray tone portion , Gaussian distribution is performed on each individual, and then the blur processing including the step of adding the individual again is performed, so that a normal gray tone portion is obtained. A process of performing image processing to obtain a uniform darkness;
(4) in the image data after the image processing, extracting a portion having a different density from a normal gray tone portion as a defect, and determining whether or not the extracted portion causes a problem;
Have
A method for determining a graytone mask pattern, wherein the determination result of (4) is fed back to determine the shape and / or arrangement of graytone portions so that no defect exists.

8. The gray tone mask pattern determination according to claim 7 , wherein the image processing further includes an emphasis process for emphasizing a region exceeding a predetermined light and shade threshold for the processed image. Method.