专利名称：灰调掩模的缺陷检查方法及缺陷检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及灰调(grey tone)掩模的缺陷检查方法及缺陷检查装置等。
背景技术：
近年来，在大型LCD用掩模的领域中，正尝试用灰调掩模减少掩模的个数(月刊FPT Intelligence 1999年5月)。
这里，灰调掩模，如图4(1)所示，在透明衬底上具有遮光部1、透射部2和灰调部3。灰调部3，例如是形成使用大型LCD用曝光机的分辨率界限以内的遮光图形3a的区域，其形成目的是减少透射过该区域的光的透射量，减少该区域的照射量并可选地改变光敏抗蚀剂的厚度。3b是灰调部3中曝光机的分辨率界限以内的微细透射部。遮光部1和遮光部图形3a通常都是由铬和铬化合物等相同材料形成的相同厚度的膜形成。透射部2和微细透射部3b都是透明衬底上没有形成遮光膜等的透明衬底部分。
使用灰调掩模的大型LCD用曝光机的分辨率界限，用步进方式的曝光机约为3μm，用镜面投影方式的曝光机约为4μm。因此，例如，假设图4(1)中灰调部3中的透射部3b的间距宽小于3μm，曝光机的分辨率界限以内的遮光图形3a的线宽小于3μm。在用上述的大型LCD用曝光机曝光时，由于通过灰调部3的曝光光整体上曝光量不足，经过该灰调部3曝光的正型光敏抗蚀剂的厚度仅变薄而残留在衬底上。也就是说，抗蚀剂随着曝光量的不同，对应普通的遮光部1的部分与对应灰调部3的部分相对于显影液的溶解度有差别，因此显影后抗蚀剂的形状，如图4(2)所示，对应普通的遮光部1的部分1’例如约为1.3μm，对应灰调部3的部分3’例如约为0.3μm，对应透射部2的部分成为无抗蚀剂的部分2’。用无抗蚀剂的部分2’对被加工衬底进行第一蚀刻，通过研磨加工等除去对应灰调部3的薄部分3’的抗蚀剂来在该部分进行第二蚀刻，从而在一个掩模上进行传统的2个掩模的工序，减少了掩模的个数。
对仅由遮光部和透射部构成的传统的掩模的检查方法，说明如下。
图7(1)表示遮光部1中发生白缺陷4(针孔)，透射部2中发生黑缺陷5(斑点)的状态，箭头表示比较检查装置的一方透镜(下面称为上透镜)的扫描情况。
图7(2)表示沿上述透镜的扫描线得到的透射量信号7。透射量信号7，例如由各透镜单元中配置的CCD线型传感器检测。透射量信号7的水平，遮光部1上为B，透射部2上为W，将遮光部1的透射率和透射部2的透射率分别设为0％和100％。透射量信号7基本上由图形的边缘(遮光部与透射部之间的边界)发生的图形边缘线信号(图形形状信号)构成，发生缺陷时，在遮光部1中出现发生的白缺陷信号4’，在透射部2中出现发生的黑缺陷信号5’。
图7(3)表示与图7(1)相同的图形不发生缺陷时，在另一方透镜(下面称为下透镜)得到的透射量信号7’。
图7(4)是对各透镜得到的透射量信号相减(差分)求出的差信号8。具体来说，是从图7(2)的透射量信号7减去图7(3)的透射量信号7’求出的差信号。差信号8中，从各透镜的透射量信号中除去图形边线信号，只抽出缺陷信号4’、5’。
图7(5)表示在只抽出缺陷信号的差信号8中，设定抽出遮光部1和透射部2所必要的阈值，分别用正侧的阈值9a检测白缺陷，用负侧的阈值9b检测黑缺陷的状态。虽然设低阈值检测敏感度变高，但必须设定其为不检测疑似缺陷的水平。为了辨别在哪个透镜上发生了哪种缺陷，例如，在上透镜的电路中，与下透镜的信号比较(从上透镜信号中减去下透镜信号)，上透镜的遮光部1中发生白缺陷时在正侧，上透镜的透射部2中发生黑缺陷时在负侧出现缺陷信号，由此检测上透镜的白缺陷、黑缺陷(上述图7(2)～(5))。同样，例如下透镜的电路中，与上透镜的信号比较(从下透镜信号中减去上透镜信号)，下透镜的遮光部1中发生白缺陷时在正侧，下透镜的透射部2中发生黑缺陷时在负侧出现缺陷信号，由此检测下透镜的白缺陷、黑缺陷。
发明内容
由于上述传统的比较装置是检查仅由遮光部和透射部构成的传统的掩模的装置，因此不能检查具有灰调部的灰调掩模。
具体来说，按照如上所述的抽出遮光部和透射部的缺陷所必须的阈值时，灰调部的缺陷信号，构成灰调部的图形微细而且普通缺陷本身微小所以较弱，由于阈值过高，不能抽出灰调部的缺陷。
假设，按照抽出灰调部的缺陷所必须的阈值时，不仅由于检测出遮光部及透射部的疑似缺陷而不能抽出遮光部及透射部的缺陷，而且不能区分疑似缺陷和灰调部的缺陷，因此不能检查灰调部的缺陷。
而且，传统装置每次只能对正侧、负侧的一条线设定缺陷抽出阈值。
本发明的目的是提供具有灰调部的灰调掩模的缺陷检查方法及缺陷检查装置。
本发明具有以下的构成。
(构成1)一种缺陷检查方法，用来检查具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模的缺陷，该灰调部是调整透射量的区域，其目的是减少透射过该区域的光的透射量而可选地改变光敏抗蚀剂的厚度，其特征在于，识别形成遮光部及透射部的区域和形成灰调部的区域，用适合各区域的缺陷检查装置对各区域进行检查。
(构成2)如构成1所述的缺陷检查方法，其特征在于，所述灰调部是形成使用灰调掩模的曝光机的分辨率界限以内的遮光部图形的区域。
(构成3)一种缺陷检查方法，用来检查具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模的缺陷，该灰调部是调整透射量的区域，其目的是减少透射过该区域的光的透射量而可选地改变光敏抗蚀剂的厚度，其特征在于，用通过相互比较掩模内形成的相同的图形来检测缺陷的比较检查方法，作为根据图形的不同出现的信息的阈值，除了设有普通的遮光部及透射部的缺陷抽出阈值，还新设灰调部专用的缺陷抽出阈值，并且，识别正在检查遮光部及透射部、灰调部中的哪个区域，正在检查遮光部或透射部时，用遮光部·透射部的缺陷抽出阈值进行普通缺陷检查，正在检查灰调部时，用灰调部专用的缺陷抽出阈值进行灰调部缺陷检查。
(构成4)如构成3所述的缺陷检查方法，其特征在于，上述灰调部是形成使用灰调掩模的曝光机的分辨率界限以内的遮光部图形的区域，将上述缺陷抽出阈值设定为超过该灰调部中特有的基本信号水平的水平。
(构成5)如构成3所述的缺陷检查方法，其特征在于，上述灰调部是形成可控制透射过膜的光透射量的半透射膜的区域，并且将上述缺陷抽出阈值设定为超过该灰调部的允许透射量的水平。
(构成6)一种缺陷检查装置，用来检查具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模的缺陷，该灰调部是调整透射量的区域，其目的是减少透射过该区域的光的透射量而可选地改变光敏抗蚀剂的厚度，其特征在于，具有通过平行光源和受光透镜分别扫描掩模内形成的相同的图形部分，分别检测透射量信号的检测装置；相互比较透射量信号得到差信号的装置；识别正在检查遮光部及透射部、灰调部中哪个区域的装置；判断为正在检查遮光部及透射部时，用遮光部·透射部的缺陷抽出阈值，在上述差信号超过遮光部及透过部用缺陷抽出阈值时判定为缺陷的装置；以及判断为正在检查灰调部时，用灰调部专用的缺陷抽出阈值，在上述差信号超过灰调部专用的缺陷抽出阈值时判定为缺陷的装置。
(构成7)如构成1～5中任何一个所述的缺陷检查方法，其特征在于，灰调掩模是用于制造显示装置的掩模。
根据构成1和构成2，识别形成遮光部及透射部的区域与形成灰调部的区域，通过用适合各区域的缺陷检查装置检查各区域，可以分别检查遮光部及透射部和灰调部，因此能够高精度地检测各区域的缺陷，能够高精度地检测包含灰调部的全部掩模。这里，所谓适合各区域的缺陷检查装置是，用同种检查方法(例如比较检查方法)，将用于检测缺陷的基准(阈值)作为适合各区域的基准的装置，也包括用适合各区域的其它检查方法的装置。另外，在用适合各区域的缺陷检查装置检查各区域时，为了提高检查精度希望在检查一方区域时将另一方区域从检查对象中排除的基础上进行检查。在此情况下，虽然可以按顺序对一方区域和另一方区域进行检查，但是通过同时检查可缩短检查时间。尤其在灰调部是形成使用灰调掩模的曝光机的分辨率界限以内的遮光部图形的区域时，遮光部及透射部和灰调部的缺陷用相同的缺陷检查装置(例如比较检查方法中用相同的缺陷检查阈值时)时，由于高精度地检测发生疑似缺陷的两方区域的缺陷非常困难，所以本发明的方法非常有效。
根据构成3，除了设有普通的遮光部及透射部的缺陷抽出阈值，还新设灰调部专用的缺陷抽出阈值，并且，通过透射率等判定现在正在进行检查(扫描)部位是遮光部及透射部、还是灰调部，区分用哪个阈值判定缺陷，能够实现对具有遮光部、透射部及灰调部的灰调掩模进行一次检查。因此，能保证检查包含灰调部的整个掩模的缺陷。
根据构成4，上述灰调部是形成使用灰调掩模的曝光机的分辨率界限以内的遮光部图形的区域时，通过将上述缺陷抽出阈值设定为超过该灰调部中特有的基本信号水平的水平，排除灰调部中特有的基本信号水平的影响。另外，通过将缺陷抽出阈值设定为超过灰调部的允许透射量的水平，可保证灰调部的透射量。
根据构成5，在上述灰调部是形成可控制透射过膜的光透射量的半透射膜的区域时，通过将上述缺陷抽出阈值设定为超过该灰调部的允许透射量的水平，可保证灰调部的透射量。另外可检测针孔等。
根据构成6，通过具有识别正在检查遮光部及透射部、灰调部中的哪个区域的装置；和根据该判断结果，区分用遮光部透射部用缺陷抽出阈值和灰调部专用缺陷抽出阈值中的哪个阈值来判定缺陷的装置，可实现能够一次检查具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模的自动检查装置。
根据构成7，由于普通的半导体用灰调掩模尺寸较小，虽然一定程度上费时费力，但可通过用显微镜等的目视检查等检查灰调部，但是在检查例如TFT(薄膜晶体管)制造用灰调掩模的LCD制造用灰调掩模和PDP等其它显示装置制造用灰调掩模时，由于尺寸较大该部分的缺陷部位较多，所以用这种检查方法，工程负担很大，实际中这种检查非常困难，因此，本发明的缺陷检查方法在使LCD用灰调掩模实用化方面必不可少。
图1是用于说明本发明的一个实施方式的缺陷检查方法的图。
图2是用于说明灰调部中特有的基本信号水平的图。
图3是用于说明区分使用哪个阈值进行缺陷判定的步骤等的图。
图4是用于说明灰调掩模的图，(1)是部分平面图，(2)是部分剖面图。
图5是用于说明灰调部的另一实施方式的部分平面图。
图6是用于说明灰调部的再一实施方式的部分平面图。
图7是用于说明现有的缺陷检查方法的图。
具体实施例方式
下面，对于具有灰调部的灰调掩模的缺陷检查方法及缺陷检查装置进行具体的说明。
图1(1)表示遮光部1中发生白缺陷4(针孔)，透射部2中发生黑缺陷5(斑点)，以及灰调部3中发生白缺陷6(图形缺落)的状态。箭头表示比较检查装置的一方透镜(上透镜)的扫描的情况。
图1(2)表示沿着上述扫描线得到的透射量信号7。透射量信号的7水平在遮光部1是B，在透射部2是W，在灰调部3是G，遮光部1的透射率和透射部2的透射率分别设定为0％和100％。透射量信号7基本上是由在图形的边缘(遮光部、透射部、灰调部的各边界)所发生的图形边缘线信号(图形形状信号)构成的，发生缺陷时，在遮光部1发生的白缺陷信号4`、透射部2发生的黑缺陷信号5`，在灰调部3发生的白缺陷信号6等将会出现。
图1(3)表示与图1(1)是相同的图形没有发生缺陷时，另一方透镜(下透镜)得到的透射量信号7`。此外，因为灰调部3是微细L&S图形，所以对应这一微细图形，如图5所示的，发生灰调部中特有的基本信号水平6``(噪音频带)。
图1(4)是将各透镜所得到的透射量信号相减(差分)后所得到的差信号。更具体地来说，就是从图1(2)的透射量信号7中减去图1(3)的透射量信号7`而得到的差信号8。在差信号8中，图形边缘线信号被从各透镜的透射量信号中删除，只有缺陷信号4`、5`、6`被抽出。
图1(5)表示在只抽出缺陷信号的差信号8中，分别设定抽出遮光部1及透射部2的缺陷所必需的阈值(正侧为9a、负侧为9b)，和抽出灰调部3的缺陷所必需的阈值(正侧为10a、负侧为10b)。如果只是这样单纯地把阈值分开设定的话是无法进行灰调部掩模的检查的。这是因为如上所述，抽出灰调部3的缺陷所必需的阈值会检测出遮光部·透射部的疑似缺陷。
在本发明中，可以通过透射率等来判定现在进行检查(扫描)的部位是遮光部1及透射部2，还是灰调部3，并通过区分使用遮光部·透射部用缺陷抽出阈值和灰调部专用缺陷抽出阈值中的哪个阈值来进行缺陷判定，使对于具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模进行一次检查成为可能。此外，即使是对于只具有灰调部的灰调掩模，也可以在不改变阈值的情况下进行检查，即使是在将只具有遮光部和透射部的普通掩模和同时具有遮光部、透射部、灰调部的掩模混杂在一起的情况下，也可以进行检查。
在本发明中，上述灰调部是形成使用灰调掩模的曝光机的分辨率界限以内的遮光图形的区域时，将缺陷抽出阈值(正侧为10a、负侧为10b)设定为超出图2所示的灰调部中特有的基本信号水平6``的水平。由此，我们可以排除灰调部中特有的基本信号水平的影响。在这种情况下，缺陷抽出阈值最好以基本信号水平6``的中心值为基准进行设置。此外，通过将缺陷抽出阈值设定为超出灰调部的允许透射量的水平，可以保证灰调部的透射量。
上述的灰调部是形成可控制透射膜的光的透射量的半透射膜的区域时，将缺陷抽出阈值设定为超过灰调部的允许透射量的水平。由此，可以保证灰调部的透射量。此外，可以检测出针孔以及阈值半(half)缺陷。
接下来我们对本发明的比较检查装置进行说明。
本发明的比较检查装置具有通过平行光源和受光透镜，分别扫描在掩模内形成的同一图形部分来分别检测透射量信号的检测装置，即。具体来说，例如，它具有设置在掩模一侧的平行光源(对应透镜的点光源或是透镜全面照射光源)、设置在掩模另一侧的2个透镜、以及使掩模和透镜相对移动，扫描掩模全区域的装置(通常为掩模台移动装置)，通过这些装置，可以分别扫描掩模内所形成的同一图形部分，用透镜接收透射光。另外，例如，还可以通过设置在各透镜单元内的CCD线性传感器分别检测透射量信号。还具有使各透镜对准掩模内形成的同一图形部分的定位机构。
将透射量信号互相比较的装置，具体来说，就是将透射量信号彼此相减(差分)得到差信号的电路(差分电路)。
识别是在检查遮光部及透射部和灰调部的哪个区域进行检查的装置是一种判定电路。例如，是根据上述的透射量信号，如果某个透镜的透射量信号水平在遮光部水平(透射率0％)、透射部水平(透射率100％)、灰调部水平(透射率50％左右)中，就可判定其检查区域的判定电路。该电路对应检查区域，例如，给出阈值区分用的触发信号。此外，虽然也可以从某一方的透镜中的透射量信号的水平来判定区域，但是考虑到当该透镜接收缺陷部分的光线时会发生错误判断，所以最好还是根据两方透镜的信息来判定区域。
用图3来说明所谓的区分。如果某个透镜中的透射率信号水平在遮光部水平、透射部水平、或者灰调部水平中，就判定出正在检查该区域。这时，对应检查区域，例如，给出阈值区分用的触发信号。差信号根据触发信号区分成具有灰调缺陷抽出阈值的缺陷检测电路，或者具有普通缺陷抽出阈值的缺陷检测电路，然后根据区分的缺陷检测电路进行缺陷判定。在具有普通缺陷抽出阈值的缺陷检测电路中，差信号超过了遮光部·透射部用缺陷抽出阈值时，判定为普通缺陷。在具有灰调缺陷抽出阈值的缺陷检测电路中，差信号超过灰调部专用缺陷抽出阈值时，判定为灰调缺陷。在各缺陷检测电路中，可以把各阈值设定为任意值。此外，也可以进行缺陷的自动检查。
除此以外，也可以采取把差信号输送到两个电路上，通过触发信号使各缺陷检测电路打开和关闭的方式。
为了辨别在哪个透镜上发生哪种缺陷，例如，例如，在上透镜的电路中，与下透镜的信号比较(从上透镜信号中减去下透镜信号)，上透镜的遮光部1或灰调部3中发生白缺陷时在正侧出现缺陷信号，上透镜的透射部2或灰调部3中发生黑缺陷时在负侧出现缺陷信号，由此检测上透镜的白缺陷、黑缺陷(上述图1(2)～(5))。同样，例如在下透镜的电路中，与上透镜的信号比较(从下透镜信号中减去上透镜信号)，下透镜的遮光部1或灰调部3中发生白缺陷时在正侧出现缺陷信号，下透镜的透射部2或灰调部3中发生黑缺陷时在负侧出现缺陷信号，由此检测下透镜的白缺陷、黑缺陷。
此外，本发明并不仅限于上述的实施方式。
例如，如图5所示，灰调部3中的遮光图形3a为虚线型时，或如图6所示，灰调部3用半透射膜11来构成时，也适用本发明。
另外，本发明也适用于对从一个透镜得到的图形信号和图形设计数据等进行比较的类型的装置。而且，也适用于竖放掩模的检查类型和横放掩模的检查类型。
而且识别正在检查遮光部、透射部和灰调部的哪一区域的装置，也可以使用反射光(反射率信号)。
如上所述，根据本发明的灰调掩模的缺陷检查方法和缺陷检查装置，对于具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模，可以实现高精度地一次检查。因此可以保证包含灰调部的掩模整体的缺陷检查的质量。
特别地，本发明的检查方法，对于LCD等显示装置制造用掩模的实用化而言是必不可少的。
权利要求
1.一种缺陷检查方法，用来检查具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模的缺陷，该灰调部是调整透射量的区域，其目的是减少透射过该区域的光的透射量而可选地改变光敏抗蚀剂的厚度，其特征在于，识别形成遮光部及透射部的区域和形成灰调部的区域，用适合各区域的缺陷检查装置对各区域进行检查。
2.如权利要求1所述的缺陷检查方法，其特征在于，所述灰调部是形成使用灰调掩模的曝光机的分辨率界限以内的遮光部图形的区域。
3.一种缺陷检查方法，用来检查具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模的缺陷，该灰调部是调整透射量的区域，其目的是减少透射过该区域的光的透射量而可选地改变光敏抗蚀剂的厚度，其特征在于，用通过相互比较掩模内形成的相同的图形来检测缺陷的比较检查方法，作为根据图形的不同出现的信息的阈值，除了设定普通的遮光部及透射部的缺陷抽出阈值，还设定灰调部专用的缺陷抽出阈值，并且，识别正在检查遮光部及透射部、灰调部中哪个区域，正在检查遮光部或透射部时，用遮光部·透射部的缺陷抽出阈值进行普通缺陷检查，正在检查灰调部时，用灰调部专用的缺陷抽出阈值进行灰调部缺陷检查。
4.如权利要求3所述的缺陷检查方法，其特征在于，上述灰调部是形成使用灰调掩模的曝光机的分辨率界限以内的遮光部图形的区域，将上述缺陷抽出阈值设定为超过该灰调部中特有的基本信号水平的水平。
5.如权利要求3所述的缺陷检查方法，其特征在于，上述灰调部是形成可控制透射过膜的光透射量的半透射膜的区域，并且将上述缺陷抽出阈值设定为超过该灰调部的允许透射量的水平。
6.一种缺陷检查装置，用来检查具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模的缺陷，该灰调部是调整透射量的区域，其目的是减少透射过该区域的光的透射量而可选地改变光敏抗蚀剂的厚度，其特征在于，具有用平行光源和受光透镜分别扫描掩模内形成的相同的图形部分，分别检测透射量信号的检测装置；相互比较透射量信号得到差信号的装置；识别正在检查遮光部及透射部、灰调部中哪个区域的装置；判断为正在检查遮光部及透射部时，用遮光部.透射部的缺陷抽出阈值，在上述差信号超过遮光部·透射部用缺陷抽出阈值时判定为缺陷的装置；以及判断为正在检查灰调部时，用灰调部专用的缺陷抽出阈值，在上述差信号超过灰调部专用的缺陷抽出阈值时判定为缺陷的装置。
7.如权利要求1～5中任何一个所述的缺陷检查方法，其特征在于，灰调掩模是用于制造显示装置的掩模。
8.一种制造灰调掩模的方法，其特征在于，包含采用权利要求1～5所述的缺陷检查方法的缺陷检查工序。
全文摘要
本发明提供一种针对具有遮光部、透射部和灰调部的灰调掩模，可以实现一次检查的缺陷检查方法及缺陷检查装置。采用通过互相比较掩模内形成的同一图形来检测缺陷的比较检查方法，作为根据图形的不同而出现的信息的阈值，除了设有普通的遮光部及透射部的缺陷抽出阈值之外，还新设灰调部专用的缺陷抽出阈值，并且识别正在检查遮光部及透射部、灰调部中哪个区域，正在检查遮光部或透射部时，使用遮光部、透射部用缺陷抽出阈值进行普通缺陷的检查，正在检查灰调部时，使用灰调部专用的缺陷抽出阈值进行灰调部的缺陷检查。
文档编号G03F1/14GK1401994SQ02108249
公开日2003年3月12日 申请日期2002年3月28日 优先权日2001年8月20日
发明者中山宪治 申请人:保谷株式会社