(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位パターンが周期的に配列された繰り返しパターンを備えた被検査体の、前記繰り返しパターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査方法であって、
テスト用単位パターンが、前記繰り返しパターンとは異なる周期で周期的に配列されたテストパターンと、前記繰り返しパターンとを重ね合わせることにより重ね合わせパターンを形成する工程と、
前記重ね合せパターンに所定の入射角で光を照射する工程と、
前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する工程と、
を備えることを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン欠陥検査方法であって、
前記重ね合わせパターンを形成する工程は、透明支持体の一主面に形成された前記テストパターンと、他の透明支持体の一主面に形成された繰り返しパターンとを、前記テストパターンの形成面と前記繰り返しパターンの形成面とが対向するように保持することにより重ね合わせパターンを形成する
ことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項２に記載のパターン欠陥検査方法であって、
前記テストパターンの形成面と前記繰り返しパターンの形成面とを、所定の間隔をあけて実質的平行に対向させる
ことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項４】
請求項３に記載のパターン欠陥検査方法であって、
前記所定の間隔とは、０．１μｍ以上３０μｍ以下である
ことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項５】
単位パターンが周期的に配列された繰り返しパターンを備えた被検査体の、前記繰り返しパターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査方法であって、
テスト用単位パターンが周期的に配列されたテストパターンに、所定の入射角で光を照射する工程と、
前記テストパターンを通過した透過光を前記繰り返しパターン上に結像させることにより、重ね合わせパターンを形成する工程と、
前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する工程と、
を備えることを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項６】
単位パターンが周期的に配列された繰り返しパターンを備えた被検査体の、前記繰り返しパターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査方法であって、
前記繰り返しパターンに、所定の入射角で光を照射する工程と、
前記繰り返しパターンを通過した透過光を、テスト用単位パターンが周期的に配列されたテストパターン上に結像させることにより、重ね合わせパターンを形成する工程と、
前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する工程と、
を備えることを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のパターン欠陥検査方法であって、
前記単位パターンの配列周期が、前記テスト用単位パターンの配列周期よりも大きい
ことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のパターン欠陥検査方法であって、
前記単位パターンの配列周期が、前記テスト用単位パターンの配列周期の整数倍であることを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載のパターン欠陥検査方法であって、
前記単位パターンの配列周期が８０μｍ以上２０００μｍ以下であり、前記テスト用単位パターンの配列周期が０．１μｍ以上５０μｍ以下である
ことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載のパターン欠陥検査方法であって、
前記重ね合わせパターンを形成する工程では、前記単位パターンの配列方向と、前記テスト用単位パターンの配列方向とが、互いに平行になるように前記重ね合わせパターンを形成する
ことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれかに記載のパターン欠陥検査方法であって、
前記重ね合わせパターンを形成する工程では、前記単位パターンの配列方向と、前記テスト用単位パターンの配列方向とが、互いに平行ではなく、互いに直交しないように前記重ね合わせパターンを形成する
ことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のパターン欠陥検査方法であって、
前記重ね合わせパターンを形成する工程では、前記単位パターンの配列方向と、前記テストパターンの配列方向とが、０．０１度以上２度以下の角度で互いに交わるように前記重ね合わせパターンを形成する
ことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項１３】
単位パターンが周期的に配列された繰り返しパターンを備えた被検査体の、前記繰り返しパターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査方法であって、
テスト用単位パターンが周期的に配列されたテストパターンと、前記繰り返しパターンとを、前記単位パターンの配列方向と、前記テスト用単位パターンの配列方向とが、互いに平行ではなく、互いに直交しないように重ね合わせることにより重ね合わせパターンを形成する工程と、
前記重ね合せパターンに所定の入射角で光を照射する工程と、
前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する工程と、
を備えることを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のパターン欠陥検査方法であって、
前記テストパターンの形成面と前記繰り返しパターンの形成面とを、所定の間隔をあけて実質的平行に対向させる
ことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のパターン欠陥検査方法であって、
前記所定の間隔とは、０．１μｍ以上３０μｍ以下である
ことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項１６】
パターンを備えた被検査体の、前記パターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査装置であって、
テストパターンを備えたパターン欠陥検査用テストパターン基板と、前記被検査体とを所定の間隔をおいて重ね合わせるように保持して重ね合わせパターンを形成するための保持手段と、
前記重ね合せパターンに所定の入射角で光を照射するための照射手段と、
前記重ね合せパターンからの回折光を観察するための撮像手段と、
を備えることを特徴とするパターン欠陥検査装置。
【請求項１７】
パターンを備えた被検査体の、前記パターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査装置であって、
前記被検査体を保持するための保持手段と、
テストパターンに所定の入射角で光を照射し、前記テストパターンを通過した透過光を前記パターン上に結像させることにより、重ね合わせパターンを形成するための投影手段と、
前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記パターンに生じた欠陥の有無を検査するための撮像手段と、
を備えることを特徴とするパターン欠陥検査装置。
【請求項１８】
パターンを備えた被検査体の、前記パターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査装置であって、
テストパターンを保持するための保持手段と、
前記パターンに所定の入射角で光を照射し、前記パターンを通過した透過光を前記テストパターン上に結像させることにより、重ね合わせパターンを形成するための投影手段と、
前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する撮像手段と、
を備えることを特徴とするパターン欠陥検査装置。
【請求項１９】
請求項１から１５のいずれかに記載のパターン欠陥検査方法を用いて、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する工程を有する
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載のフォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスクを用いて画素パターンを形成し、表示デバイス用基板を製造する
ことを特徴とする表示デバイス用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単位パターンが周期的に配列された繰り返しパターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査方法、パターン欠陥検査用テストパターン基板、及びパターン欠陥検査装置、並びにパターン欠陥検査方法を実施してフォトマスクを製造するフォトマスクの製造方法、及び表示デバイス用基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デバイス用基板、又はデバイス用基板を製造するためのフォトマスクの表面には、単位パターンが周期的に配列された繰り返しパターンが形成されるものがある。この単位パターンは、本来は規則的に配列すべきであるが、規則的に配列したパターンに、意図せずに発生した異なる規則性をもつエラーが含まれる場合がある。これはムラ欠陥とも称され、製造工程等において何らかの原因により発生する。
【０００３】
例えば、表示デバイス用基板において前記欠陥が生じれば、表示ムラが発生する等の問題が生じる。また、表示デバイスを製造する際に用いられるフォトマスクに前記欠陥が生じれば、その欠陥が表示用デバイス基板に形成されるパターンに転写されてしまい、問題の影響が大きくなる。そのため、前述のデバイス用基板およびフォトマスクなどは、被検査体として、繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査される必要がある。
【０００４】
前述の欠陥については、通常微細な欠陥が規則的に配列していることにより、個々のパターンの形状検査においては検出が困難だが、領域全体として見たときに、他の部分と異なる状態となってしまう場合がある。又は、個々の単位パターンの形状をミクロ的に検査することが可能であっても、コスト的、時間的な観点から困難である。ただし、複数の単位パターンを含む広い領域をマクロ的に観察すれば検出が容易である場合が多い。そのため、従来は、目視による斜光検査によって欠陥の有無が検査されてきた。しかしながら、目視による斜光検査は、作業者によって検査結果にばらつきが発生する等の問題があるため、目視による斜光検査の自動化が望まれていた。
【０００５】
特許文献１には、目視の斜光検査を自動化するための従来技術として、半導体ウエハから製造される半導体デバイス用基板のマクロ検査装置が開示されている。この装置は、焦点のオフセット、ウエハの下面にゴミ（粒子）が存在してウエハ上下位置が変動することによるデフォーカス、及びウエハの現像／エッチング／剥離工程に起因する半導体ウエハ表面の周期的構造における表面欠陥を、ウエハ全面を単一視野に収めて検査するものである。
【０００６】
特許文献１に開示された装置は、半導体ウエハの表面に形成される繰り返しパターンに所望の波長の光を照射する光源と、基板の表面からの回折光を受光するカメラと、このカメラによって撮影した画像データと無欠陥の基準データとを比較することによって欠陥を検出するための検出手段と、を有している。そして、繰り返しパターンからの回折光を観測し、その乱れを検出することにより、当該繰り返しパターンに発生した欠陥を検出する。
【特許文献１】特開平９‐３２９５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１の装置は、繰り返しパターンの周期がある程度以下、例えば５０μｍ以下などの場合には適用可能である。例えば、周期が２μｍ程度以下の半導体デバイスの繰り返しパターンに生じた上記欠陥や、例えば、周期が１５μｍ程度以下の半導体デバイス製造用フォトマスクの繰り返しパターンに生じた上記欠陥は検出可能である。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の装置は、例えば、液晶表示パネルなどの表示デバイス用基板や表示デバイス用基板を製造するためのフォトマスクのように、繰り返しパターンにおける単位パターンの配列周期が大きく、例えば１００〜１０００μｍ程度である場合には、繰り返しパターンからの回折光を観測しても、欠陥の検出は困難となる。
【０００９】
本発明の目的は、繰り返しパターンに生じた微細な欠陥の有無を、短時間で検査することが可能なパターン欠陥検査方法、パターン欠陥検査用テストパターン基板、及びパターン欠陥検査装置、並びにフォトマスクの製造方法、及び表示デバイス用基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決する第１の発明は、単位パターンが周期的に配列された繰り返しパターンを備えた被検査体の、前記繰り返しパターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査方法であって、テスト用単位パターンが、前記繰り返しパターンとは異なる周期で周期的に配列されたテストパターンと、前記繰り返しパターンとを重ね合わせることにより重ね合わせパターンを形成する工程と、前記重ね合せパターンに所定の入射角で光を照射する工程と、前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する工程と、を備える。
【００１１】
なお、前記課題を解決する第１の発明は、前記重ね合わせパターンを形成する工程が、透明支持体の一主面に形成された前記テストパターンと、他の透明支持体の一主面に形成された繰り返しパターンとを、前記テストパターンの形成面と前記繰り返しパターンの形成面とが対向するように保持することにより重ね合わせパターンを形成することが好ましく、その際、前記テストパターンの形成面と前記繰り返しパターンの形成面とを、所定の間隔をあけて実質的平行に対向させることが好ましく、さらには、前記所定の間隔が、０．１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
前記課題を解決する第２の発明は、単位パターンが周期的に配列された繰り返しパターンを備えた被検査体の、前記繰り返しパターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査方法であって、テスト用単位パターンが周期的に配列されたテストパターンに、所定の入射角で光を照射する工程と、前記テストパターンを通過した透過光を前記繰り返しパターン上に結像させることにより、重ね合わせパターンを形成する工程と、前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する工程と、を備える。
【００１３】
前記課題を解決する第３の発明は、単位パターンが周期的に配列された繰り返しパターンを備えた被検査体の、前記繰り返しパターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査方法であって、前記繰り返しパターンに、所定の入射角で光を照射する工程と、前記繰り返しパターンを通過した透過光を、テスト用単位パターンが周期的に配列されたテストパターン上に結像させることにより、重ね合わせパターンを形成する工程と、前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する工程と、を備える。
【００１４】
なお、前記課題を解決する第１から３の発明は、前記単位パターンの配列周期が、前記テスト用単位パターンの配列周期よりも大きいことが好ましく、
特に、前記単位パターンの配列周期が、前記テスト用単位パターンの配列周期の整数倍であることが好ましい。
更に、前記単位パターンの配列周期が８０μｍ以上２０００μｍ以下であり、前記テスト用単位パターンの配列周期が０．１μｍ以上５０μｍ以下である場合が好ましい。
【００１５】
また、前記課題を解決する第１から３の発明は、前記重ね合わせパターンを形成する工程において、前記単位パターンの配列方向と、前記テスト用単位パターンの配列方向とが、互いに平行になるように前記重ね合わせパターンを形成することができる。この場合、単位パターンとテスト用単位パターンの配列方向が揃った状態で重ね合わせパターンが形成されるため、一定の検査視野内で回折光の乱れを観測しやすい点で好ましい。
【００１６】
また、前記課題を解決する第１から３の発明は、前記重ね合わせパターンを形成する工程において、前記単位パターンの配列方向と、前記テスト用単位パターンの配列方向とが、互いに平行ではなく、互いに直交しないように前記重ね合わせパターンを形成してもよい。このようにすると、単位パターンとテスト用単位パターンの配列方向を平行とするための相対位置合わせの困難が軽減される点で好ましい。
なお、この場合、前記単位パターンの配列方向と、前記テストパターンの配列方向とが、０．０１度以上２度以下の角度で互いに交わるように前記重ね合わせパターンを形成することが、欠陥の見つけやすさの点で好ましい。
【００１７】
前記課題を解決する第４の発明は、単位パターンが周期的に配列された繰り返しパターンを備えた被検査体の、前記繰り返しパターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査方法であって、テスト用単位パターンが周期的に配列されたテストパターンと、前記繰り返しパターンとを、前記単位パターンの配列方向と、前記テスト用単位パターンの配列方向とが、互いに平行ではなく、互いに直交しないように重ね合わせることにより重ね合わせパターンを形成する工程と、前記重ね合せパターンに所定の入射角で光を照射する工程と、前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する工程と、を備える。
【００１８】
前記課題を解決する第４の発明は、前記テストパターンの形成面と前記繰り返しパターンの形成面とを、所定の間隔をあけて実質的平行に対向させることが好ましく、さらには、前記所定の間隔が、０．１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
前記課題を解決する第５の発明は、透明基板と、前記透明基板の主表面上にテスト用単位パターンが周期的に配列されたテストパターンとを備え、前記テスト用単位パターンの配列周期は０．１μｍ以上５０μｍ以下であり、前記テスト用単位パターンの線幅のばらつき、及び線位置のばらつきは、ともに３０ｎｍ以下であるパターン欠陥検査用テストパターン基板である。
【００２０】
前記課題を解決する第６の発明は、パターンを備えた被検査体の、前記パターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査装置であって、テストパターンを備えたパターン欠陥検査用テストパターン基板と、前記被検査体とを所定の間隔をおいて重ね合わせるように保持して重ね合わせパターンを形成するための保持手段と、前記重ね合せパターンに所定の入射角で光を照射するための照射手段と、前記重ね合せパターンからの回折光を観察するための撮像手段と、を備える。
【００２１】
前記課題を解決する第７の発明は、パターンを備えた被検査体の、前記パターンに生じた欠陥を検査するためのパターン欠陥検査装置であって、前記被検査体を保持するための保持手段と、テストパターンに所定の入射角で光を照射し、前記テストパターンを通過した透過光を前記パターン上に結像させることにより、重ね合わせパターンを形成するための投影手段と、前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記パターンに生じた欠陥の有無を検査するための撮像手段と、を備える。
【００２２】
前記課題を解決する第８の発明は、パターンを備えた被検査体の、前記パターンに生じ
た欠陥を検査するためのパターン欠陥検査装置であって、テストパターンを保持するための保持手段と、前記パターンに所定の入射角で光を照射し、前記パターンを通過した透過光を前記テストパターン上に結像させることにより、重ね合わせパターンを形成するための投影手段と、前記重ね合せパターンからの回折光を観察することにより、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する撮像手段と、を備える。
【００２３】
前記課題を解決する第９の発明は、第１から第８の発明に記載のパターン欠陥検査方
法、パターン欠陥検査用テストパターン基板、またはパターン欠陥検査装置を用いて、前記繰り返しパターンに生じた欠陥の有無を検査する工程を有するフォトマスクの製造方法である。
【００２４】
前記課題を解決する第１０の発明は、第９の発明に記載のフォトマスクの製造方法に
より製造されたフォトマスクを用いて画素パターンを形成し、表示デバイス用基板を製造する表示デバイス用基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、繰り返しパターンに生じた微細な欠陥の有無を、短時間で検査することが可能なパターン欠陥検査方法、パターン欠陥検査用テストパターン基板、及びパターン欠陥検査装置、並びにフォトマスクの製造方法、及び表示デバイス用基板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。
参照する図面において、図１は、本発明にかかるパターン欠陥検査方法における第１の実施の形態を説明する図であり、（ａ）は第１の実施の形態を実施するためのパターン欠陥検査装置の概略側面図を示し、（ｂ）はパターン欠陥検査用テストパターン基板が備えるテストパターンの部分拡大図を示し、（ｃ）は被検査体が備える繰り返しパターンの部分拡大図を示す。
また、図５は、繰り返しパターンとテストパターンとを重ね合わせた重ね合わせパターン、重ね合わせパターンからの回折光、及び欠陥の検出結果の説明図であり、（ａ）はテストパターンと正常な繰り返しパターンとによる重ね合わせパターンの部分拡大図を示し、（ｂ）はテストパターンと欠陥を含む繰り返しパターンとによる重ね合わせパターンの部分拡大図を示し、（ｃ）は重ね合わせパターンから得られる回折光の撮影結果を示し、（ｄ）は回折光の撮影結果を用いた欠陥の検出結果を示す。
そして、図９は、被検査体が備える繰り返しパターンに生じた欠陥を示し、（ａ）及び（ｂ）は座標位置変動系の欠陥（位置ずれ欠陥）を示し、（ｃ）及び（ｄ）は寸法変動系の欠陥（線幅欠陥）を示す。
なお、図２から図４は、それぞれ、本発明にかかるパターン欠陥検査方法における第２から第４の実施の形態を実施するためのパターン欠陥検査装置の概略側面図を示す。
【００２７】
［Ａ］第１の実施の形態
以下に、（１）第１の実施の形態のパターン欠陥検査方法において検査対象となる被検査体の構成、及び（２）パターン欠陥検査方法で用いるパターン欠陥検査用テストパターン基板の構成について説明する。続いて、（３）パターン欠陥検査装置の構成について説明し、最後に、（４）パターン欠陥検査装置を用いたパターン欠陥検査方法について説明する。
【００２８】
（１）被検査体の構成
まず、被検査体の構成について、図１（ｃ）、図９、図１０を用いて説明する。
【００２９】
第１の実施の形態のパターン欠陥検査方法では、例えば、図１０に示すようなフォトマスク５０を被検査体とする。フォトマスク５０は、例えば、液晶表示装置（特に、Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）、プラズマ表示装置、ＥＬ表示装置、ＬＥＤ表示装置、ＤＭＤ表示装置などの表示デバイス用基板を製造する際の露光用マスクとして用いられる。これら表示装置用のフォトマスク５０は、例えば、辺Ｌ１又はＬ２が１ｍを超える大型基板とすることができる。
【００３０】
被検査体としてのフォトマスク５０は、透明支持体としての透明基板５７の主表面上に、薄膜（遮光膜）からなる繰り返しパターン５６を備えている。
【００３１】
透明基板５７の材料としては、例えば、合成石英ガラス基板などが用いられる。また、繰り返しパターン５６を構成する薄膜の材料としては、例えばクロムなどの遮光性を有する材料や、半透光性の材料が用いられる。なお、薄膜は、単層に限らず積層として構成されてもよく、その場合、遮光膜以外に半透光性の膜を伴ってもよく、また、エッチングストッパなどの機能性の膜を伴ってもよい。なお、上記薄膜上にレジスト膜を伴ったものでも良い。
【００３２】
繰り返しパターン５６は、例えば、図１（ｃ）に示すとおり、格子状の単位パターン５３が周期的に配列された形状を有している。単位パターン５３の配列周期Ｄ１、すなわち単位パターン５３の配列方向における配列の周期は、例えば８０〜２０００μｍに設定されている。
【００３３】
続いて、繰り返しパターン５６に生じる欠陥について、フォトマスク５０の製造方法を交えながら説明する。
【００３４】
フォトマスク５０の製造は、多くの場合、以下の（１）から（５）の工程を経て行う。（１）まず、透明基板５７上に薄膜（遮光膜）を形成し、この薄膜上にレジスト膜を形成する。（２）次に、描画機を用いて前記レジスト膜にレーザなどの光を照射し、例えばラスタ描画方式等、任意の描画方式を用いて描画を施し、所定のパターンを露光する。（３）次に、現像を行い、描画部又は非描画部を選択的に除去してレジストパターンを形成する。（４）その後、レジストパターンをマスクして上記薄膜をエッチングし、この薄膜に繰り返しパターン５６を形成する。（５）最後に、残存レジストを除去し、図９に示すフォトマスク５０の製造を完了する。なお、多層膜の場合には、膜の材料に応じた追加工程を設けることができる。
【００３５】
ここで、例えば、上述の（２）の工程において、レーザ光の走査精度が不意に悪化したり、又はビーム径が不意に変動したり、又は環境要因の変動などにより、繰り返しパターン５６に欠陥が発生する場合がある。その他、種々の原因で規則性のあるパターン欠陥が生じることがある。
【００３６】
この欠陥の一例を図９に示す。この図９では、欠陥領域を符号５４で示す。
図９（ａ）は、ビームによる描画の繋ぎ目に位置ずれが発生することによって、単位パターン５３の配列周期Ｄ１’が部分的に広くなってしまう欠陥を示す。図９（ｂ）は、同じく、ビームによる描画の繋ぎ目に位置ずれが発生することによって、単位パターン５３’の位置が、他の単位パターン５３に対して相対的にずれてしまう欠陥を示す。これらの図９（ａ）及び（ｂ）に示す欠陥を、座標位置変動系の欠陥と称する。
【００３７】
また、図９（ｃ）及び（ｄ）は、描画機のビーム強度がばらつくこと等によって、単位パターン５３’の大きさ、すなわち格子枠５３ａ’の幅が変動する欠陥を示す。これらの図９（ｃ）及び（ｄ）に示す欠陥を、寸法変動系の欠陥と称する。
【００３８】
（２）パターン欠陥検査用テストパターン基板の構成
続いて、第１の実施の形態で用いるパターン欠陥検査用テストパターン基板の構成について、図１（ｂ）を用いて説明する。
【００３９】
第１の実施の形態におけるパターン欠陥検査用テストパターン基板６０は、上述のフォトマスク５０と同様に、透明支持体としての透明基板６７の主表面上に、薄膜（遮光膜）からなるテストパターン６６を備えている。透明基板６７の材料は、第１の実施の形態と同様に、合成石英ガラス基板などが用いられる。また、テストパターン６６を構成する薄膜の材料も、第１の実施の形態と同様に、クロムなどの遮光性を有する材料などが用いられる。
【００４０】
テストパターン６６は、例えば、図１（ｂ）に示すとおり、正方形等のテスト用単位パターン６３が周期的に配列された形状を有している。なお、テスト用単位パターン６３の形状は、正方形に限らず、長方形であってもよく、線状であってもかまわない。
【００４１】
テスト用単位パターン６３の配列周期Ｄ２、すなわち単位パターン５３の配列方向における周期は、繰り返しパターンの配列周期Ｄ１よりも小さいことが好ましい。テスト用単位パターン６３の配列周期Ｄ２は、好ましくは単位パターン５３の配列周期Ｄ１の１／３以下であり、より好ましくは１／５以下である。これは、テスト用単位パターンが単位パターンの周期と近似すると、後述する重ね合わせパターンの回折光の乱れを観測する視野を大きくする必要が生じ、装置の制約が生じること、及び、単位パターンがテスト用単位パターンの整数倍になりにくいことによる。特に、単位パターン５３の配列周期Ｄ１が８０μｍ以上２０００μｍ以下である場合には、テスト用単位パターンの配列周期Ｄ２は０．１μｍ以上、５０μｍ以下であることがより好ましい。このテスト用単位パターンの周期範囲は、回折光の乱れによる欠陥が観測しやすい領域である。
【００４２】
なお、単位パターン５３の配列周期Ｄ１は、テスト用単位パターン６３の配列周期Ｄ２の整数倍であることが好ましい。後述するとおり、繰り返しパターン５６とテスト用単位パターン６３とを重ね合わせて重ね合わせパターン７０を形成する際に、正常な各単位パターン５３の枠内におけるテスト用単位パターン６３の配列は、他の正常な単位パターン５３における配列と同一になることから、欠陥が生じた部位の単位パターンで生じる回折光の乱れの検出が容易になるためである。
【００４３】
また、テスト用単位パターン６３の線幅（例えば正方形の一辺の長さ）のばらつき、及び線位置（正方形の位置）のばらつきは、ともに所定値以下に制限されていることが好ましい。ここで、所定値とは３０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２０ｎｍ以下である。
【００４４】
（３）パターン欠陥検査装置
続いて、第１の実施の形態を実施するためのパターン欠陥検査装置１０の構成について説明する。
【００４５】
パターン欠陥検査装置１０は、図１（ａ）に示すように、保持手段としてのステージ１１と、ステージ１１の斜め下方に設けられた照射手段としての光源装置１２と、ステージ１１の上方に設けられた撮像手段としての観察装置１５と、を有する。なお、光源装置１２は照射光学系１３を備え、観察装置１５は受光光学系１４を備えている。
【００４６】
（ａ）ステージ
保持手段としてのステージ１１は、パターン欠陥検査用テストパターン基板６０とフォ
トマスク５０とを、テストパターン６６の形成面と繰り返しパターン５６の形成面とが対向するように保持する。これにより、テストパターン６６と繰り返しパターン５６との重ね合わせパターン７０が形成される。なお、図１（ａ）では、フォトマスク５０を下面側に保持しているが、パターン欠陥検査用テストパターン基板６０を下面側に保持してもよい。
【００４７】
重ね合わせパターン７０には、ステージ１１の斜め下方に配置される光源装置１２からの照射光が照射できる必要がある。そのため、ステージ１１は、例えば、フォトマスク５０の外周部のみを支持するような、枠状の形状として構成される。その他、例えば、照射光に対して透明な板材で構成してもよい。
【００４８】
ステージ１１は、例えば、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能なＸ−Ｙステージとして構成される。そして、ステージ１１上に形成される重ね合わせパターン７０を、観察装置１５に対して相対的に移動させることにより、検査視野を移動させることができる。なお、ステージ１１を移動自在としない場合には、光源装置１２及び観察装置１５を、ステージ１１に対して移動自在としてもよい。
【００４９】
（ｂ）光源装置
照射手段としての光源装置１２としては、充分な輝度（例えば照度が１万〜６０万Ｌｘ、好ましくは３０万Ｌｘ以上）を有し、平行性が高い（平行度が２°以内）の光源を用いることが好ましい。このような条件を満足することができる光源としては、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプが挙げられる。
【００５０】
光源装置１２は、レンズを含む照射光学系１３を備えている。照射光学系１３は、ステージ１１の支持面と光源装置１２との間に配置され、光源装置１２からの光線を平行化するとともに、重ね合わせパターン７０の被検査箇所（すなわち観察装置１５の検査視野）に対し、その斜め下方から入射角θｉで光を照射する。
【００５１】
なお、図１（ａ）では、光源装置１２と照射光学系１３とを、ステージ１１の支持面に対して斜め下方に配置しているが、その他、ステージ１１の支持面に対して斜め上方に配置してもよい。
【００５２】
（ｃ）観察装置
撮像手段としての観察装置１５としては、例えば、ＣＣＤカメラ等のカメラを用いることができる。ＣＣＤカメラは、２次元の画像を撮影するエリアカメラであり、その視野が検査視野になる。ＣＣＤカメラの受光面は、ステージ１１に支持される重ね合わせパターン７０と対向するように配置される。
【００５３】
観察装置１５は、対物レンズを有する受光光学系１４を備えている。受光光学系１４は、ステージ１１上に形成された重ね合わせパターン７０からの回折光を収集し、観察装置１５の受光面に結像させる。受光光学系１４を介した観察装置１５の検査視野は、一回の検査で、例えば、一辺が１０〜５０ｍｍの矩形状になるように設定される。
【００５４】
観察装置１５により撮影される回折光の画像は、表示画面（図示せず）に表示させることができることが好ましく、また、画像データとして解析装置（図示せず）へ出力できることが好ましい。
【００５５】
観察装置１５及び受光光学系１４は、ステージ１１の支持面に対して上方に配置される。なお、観察装置１５及び受光光学系１４を、ステージ１１の支持面に対して垂直方向に配置する場合には、ステージ１１の支持面に対して斜め方向に配置する場合と比較して、
受光光学系１４の対物レンズと重ね合わせパターン７０との距離が均一となる。この場合、同一の検査視野において、均一な像を得やすく、また、デフォーカスを防ぐことが出来るため好ましい。
【００５６】
（４）パターン欠陥検査方法
続いて、前述のパターン欠陥検査装置１０により実施されるパターン欠陥検査方法について説明する。パターン欠陥検査方法は、（ａ）テストパターン６６と周期の異なる繰り返しパターン５６とを重ね合わせることにより、重ね合わせパターン７０を形成する工程と、（ｂ）重ね合せパターン７０に所定の入射角で光を照射する工程と、（ｃ）重ね合せパターン７０からの回折光を観察することにより、繰り返しパターン５６に生じた欠陥の有無を検査する工程と、を備える。以下、各工程について順に説明する。
【００５７】
（ａ）重ね合わせパターンの形成工程
まず、前述のパターン欠陥検査用テストパターン基板６０とフォトマスク５０とを、パターン欠陥検査装置１０のステージ１１上で保持する。この際、テストパターン６６の形成面と繰り返しパターン５６の形成面とを対向させるように保持する。これにより、テストパターン６６と繰り返しパターン５６との重ね合わせパターン７０を形成する。
【００５８】
ここで、単位パターン５３の配列周期Ｄ１が、テスト用単位パターン６３の配列周期Ｄ２の整数倍であり、かつ、繰り返しパターン５６及びテストパターン６６に欠陥がない場合には、各単位パターン５３の枠内におけるテスト用単位パターン６３の配列は、他の単位パターン５３における配列と同一になる。
【００５９】
図５（ａ）は、単位パターン５３の配列方向と、テスト用単位パターン６３の配列方向とを平行に保った場合における、重ね合わせパターン７０の部分拡大図である。これによれば、格子状である単位パターン５３の枠内に、正方形であるテスト用単位パターン６３が配列周期Ｄ２で繰り返し配列している。また、各単位パターン５３の格子枠５３ａと、その格子枠５３ａに隣接するテスト用単位パターン６３との間隔ｄは、他の各単位パターン５３と同一である。
【００６０】
一方、上記において繰り返しパターン５６が欠陥を有する場合には、各単位パターン５３の枠内におけるテスト用単位パターン６３の配列は、他の単位パターン５３における配列と異なってくる。すなわち、単位パターン５３の配列周期Ｄ１に変動が生じたり（座標位置変動系の欠陥）、単位パターン５３を構成する格子枠５３ａの幅に変動が生じたり（寸法変動系の欠陥）した場合には、欠陥が生じた単位パターン５３’における格子枠５３ａ’と、その格子枠５３ａ’に隣接するテスト用単位パターン６３との間隔ｄ’は、欠陥がない前述の間隔ｄと異なってくる。
【００６１】
図５（ｂ）は、格子枠５３ａ’が上方へずれた場合（座標位置変動系の欠陥）における重ね合わせパターン７０の部分拡大図を示す。これによれば、格子枠５３ａ’と、それに隣接するテスト用単位パターン６３との間隔ｄ’が、正常な場合の間隔ｄよりも狭くなっている。
【００６２】
（ｂ）照射工程
続いて、前述の光源装置１２を用い、重ね合せパターン７０の斜め下方から光を照射する。すると、遮光性薄膜で形成された重ね合わせパターン７０は、光源装置１２からの入射光に対して回折格子として作用し、回折光を発生させる。
【００６３】
すなわち、重ね合わせパターン７０におけるパターン間隔（スリット幅）がｄであり、入射光の波長がλ、入射角がθｉであるときには、ｄ（ｓｉｎθｎ±ｓｉｎθｉ）＝ｎλ
の関係を満たすような回折角θｎの方向に、ｎ次の回折光が観測されることとなる。
【００６４】
上述したとおり、欠陥のない重ね合わせパターン７０では、各単位パターン５３における前述の間隔ｄは均一である。従って、上記の関係式によれば、波長λ、入射角θｉ、回折角θｎが同一である限り、各単位パターン５３からの回折光の観察結果は均一になる。
【００６５】
一方、欠陥が生じた部分の重ね合わせパターン７０では、欠陥が生じた単位パターン５３’における前述の間隔ｄ’は、欠陥がない前述の間隔ｄと異なる。
従って、欠陥が生じた単位パターン５３’からの回折光の観察結果は、他の正常な単位パターン５３からの回折光の観察結果と異なる。即ち、正常な単位パターン５３からの回折光が規則性をもって生じるのに対して、欠陥を有する単位パターンからの回折光は、上記規則性と一致しない回折光（光強度、又はある強度を生じる位置において）を生じる。
【００６６】
（ｃ）欠陥有無の検査工程
その後、観察装置１５を用いて、前述の重ね合せパターン７０からの回折光を撮影し、撮影結果を画像データとして観察装置１５から出力する。
【００６７】
図５（ｃ）は、重ね合せパターン７０からの回折光の撮影結果の一例を示す。黒い格子状の線は、正常な各単位パターン５３に起因する回折光を観測したものである。ここで、図５（ｃ）の中央付近を横断するように、他の部分とは強度の異なる回折光（白い線）が観測されている。白い線が観測された位置は、単位パターン５３’の格子枠５３ａ’と、その格子枠５３ａ’に隣接するテスト用単位パターン６３との間隔ｄ’が、他の場所における間隔ｄとは異なるため、その部位においては、正常部位と異なった回折光が生じ、回折光の観察結果に差異が生じたことを示している。すなわち、白い線が観測された位置において、単位パターン５３に欠陥が生じていることを意味している。
【００６８】
なお、微細な欠陥は、０次回折光（直接光）よりも、次数の高い回折光を観察したほうが検出し易い。そのため、観察装置１５が次数の高いｎ次回折光（ｎ≠０）を受光することが出来るよう、回折角θｎ（観察装置１５の設置方向）、入射光の波長λ、入射角θｉ（光源装置１２の設置方向）の調整することが好ましい。なお、図１（ａ）では、観察装置１５が−ｎ次回折光を受光する様子を示す。
【００６９】
また、画像解析装置（図示しない）を用い、出力した画像データの明るさ情報を数値化した上で、例えば、各数値を閾値（例えば正常時の数値データ）と比較することにより、欠陥を自動検出することが好ましい。
【００７０】
なお、上記方法以外にも、画像解析装置により明るさ情報を数値化した画像データと、該画像データを単位パターン５３の配列方向に配列周期Ｄ１分ずらした画像データと、を引き算することにより、欠陥発生部分の画像変化を強調して欠陥の検出を行ってもよい。図５（ｄ）はその一例を示す。これによれば、欠陥発生箇所は、上記処理により一対のプラスとマイナスのピークを形成し、欠陥の検出が容易となっている。
【００７１】
その後、入射光の波長λ、光の入射角θｉ、及び回折角θｎを同一に保ちながら、重ね合わせパターン７０をステージ１１上でＸ−Ｙ方向に移動させ、重ね合わせパターン７０の全域を検査し、第１の実施の形態にかかるパターン欠陥検査方法を終了する。
【００７２】
上記実施の形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。
【００７３】
（１）上記実施の形態によれば、回折光を利用して繰り返しパターン５６の欠陥のマクロ検査を実施することが出来るため、短時間で検査をすることが可能となり、生産性を高め
ることが出来る。
【００７４】
例えば、ハイビジョンＴＶ用の表示デバイス用基板は、上記表示デバイス用基板は、１９２０（垂直）×１０８０（水平）＝２，０７３，６００個の単位パターン５３を有することとなる。ここで、全ての単位パターン５３を、仮にレーザ測長機や顕微鏡を用いてミクロ検査するものとすれば、単位パターン１個当たりの測定所要時間を約１０秒とすると、全ての単位パターン５３を測定するには約２４０日必要となってしまう。特に、ＦＰＤ製造用のフォトマスク５０は、一枚の基板に単一のフォトマスク５０の繰り返しパターン５６を２〜４面付けする場合があるので、この場合には、単位パターン５３における上記欠陥検査は、更に長時間を要することになる。
【００７５】
これに対し、本実施形態では、例えば前記ハイビジョンＴＶ用基板の４２Ｖ型（面積約０．５ｍ２）を例にとると、一辺２５ｍｍ（但し隣接視野との重複を１割見込む）の正方形の検査視野を用いて回折光による上記検査を行ったとき、一回の検査時間が２．５秒程度であるから、４０分強の検査時間で検査を完了できることとなり、生産性が高い。
【００７６】
（２）また、本実施の形態によれば、繰り返しパターン５６における単位パターン５３の配列周期Ｄ１が、回折光を用いた欠陥検査に適切な周期より大きい場合であっても、繰り返しパターン５６にテストパターン６６を重ね合わせて重ね合わせパターン７０を形成し、その重ね合わせパターン７０からの回折光の乱れを観測することで、繰り返しパターン５６に生じた微細な欠陥を検出することが可能となる。
【００７７】
例えば、フォトマスク５０においては、繰り返しパターン５６における単位パターン５３の配列周期Ｄ１が大きく、例えば１００〜１０００μｍ程度である。この場合、繰り返しパターン５６による回折光を観察しても、繰り返しパターンに生じた欠陥を検出することが困難となる。
【００７８】
その原因のひとつは、繰り返しパターン５６における単位パターン５３の配列周期Ｄ１が大きくなると、この繰り返しパターン５６からのｎ次回折光のｎ次回折角と、（ｎ＋１）次回折光の（ｎ＋１）次回折角との差が非常に狭くなって、繰り返しパターン５６に生じた欠陥の存在を表す回折光の乱れが埋もれてしまうからである。
【００７９】
また、他の原因としては、繰り返しパターン５６に生じる欠陥の大きさが、繰り返しパターン５６における単位パターンの配列周期Ｄ１と比較して小さすぎることが考えられる。例えば、フォトマスク５０において、単位パターン５３の配列周期Ｄ１は１００〜１０００μｍ程度であるが、欠陥の大きさは一般的には１００ｎｍ程度であるため、その比率は０．０１〜０．１％と非常に小さい。そのため、繰り返しパターンによる回折光において、繰り返しパターン５６の回折光からは、欠陥の存在を表す乱れを検出することは困難である。
【００８０】
これに対し、本実施の形態では、単位パターン５３の配列周期Ｄ１が大きい場合であっても、前述の重ね合わせパターン７０を形成し、重ね合わせパターン７０からの回折光の乱れを観測することにより、繰り返しパターン５６に生じた微細な欠陥を検出することが可能となる。すなわち、繰り返しパターン５６に生じた線幅や位置の欠陥を、重ね合わせパターン７０の線幅（隙間）の異常に置き換えることにより、検出可能としている。
【００８１】
［Ｂ］第２、及び第３の実施の形態
第２、及び第３の実施の形態におけるパターン欠陥検査方法が、前記第１の実施の形態と異なる点は、重ね合わせパターンの形成工程である。
【００８２】
第２の実施の形態における重ね合わせパターンの形成工程では、図２に示すとおり、パターン欠陥検査用テストパターン基板６０とフォトマスク５０との間に、照射光に対し透明な樹脂膜８０を介して保持し、重ね合わせパターン７０を形成する。
【００８３】
また、第３の実施の形態における重ね合わせパターン形成工程では、図３に示すとおり、パターン欠陥検査用テストパターン基板６０とフォトマスク５０との間に、スペーサ８１を介して保持することにより、重ね合わせパターン７０を形成する。
【００８４】
なお、テストパターン６６の形成面と、繰り返しパターン５６の形成面との距離が大きすぎると、重ね合わせパターン７０として解像しにくくなり、小さすぎるとパターンが接触により損傷する懸念が生じる。そのため、重ね合わせパターン７０から回折光を得るためには、テストパターン６６の形成面と、繰り返しパターン５６の形成面との距離は、０．２μｍ以上１５μｍ以下とすることが好ましい。この範囲は、上記樹脂膜の厚みやスペーサの高さの目安として用いることができる。
【００８５】
第２、及び第３の実施の形態によれば、テストパターン６６と繰り返しパターン５６とが直接接触することによるパターン形成面の損傷を防止することができる。
【００８６】
［Ｃ］第４の実施の形態
第４の実施の形態におけるパターン欠陥検査方法が、前記第１の実施の形態と異なる点は、パターン欠陥検査装置の構成、及び重ね合わせパターンの形成工程である。以下、まず、第４の実施の形態におけるパターン欠陥検査装置２０の構成を説明する。その後、第４の実施の形態におけるパターン欠陥検査方法の重ね合わせパターン形成工程について説明する。
【００８７】
（１）パターン欠陥検査装置
第４の実施の形態にかかるパターン欠陥検査装置２０は、図４に示すように、保持手段としてのステージ２１と、ステージ２１の下方に設けられた投影手段としての光源装置２２及び投影光学系２３と、ステージ２１の上方に設けられた撮像手段としての観察装置２５と、を有する。なお、観察装置２５は受光光学系２４を備えている。
【００８８】
保持手段としてのステージ２１は、被検査基板としてのフォトマスク５０を繰り返しパターン５６の形成面が下面になるように保持する。なお、繰り返しパターン５６が透明基板上に形成されている場合には、繰り返しパターン５６の形成面が上面になるように保持することでも構わない。
ステージ２１は、フォトマスク５０の外周部のみを支持するように、例えば枠状の形状として構成される。なお、下方に配置される光源装置２２からの投影光を繰り返しパターン５６上へ照射できるよう、例えば、照射光に対して透明な材料で構成された板剤であっても構わない。
ステージ２１が、Ｘ−Ｙステージとして構成される点については、第１の実施の形態と同様である。
【００８９】
投影手段を構成する光源装置２２は、保持部材２３ａに保持されるパターン欠陥検査用テストパターン基板６０に光を照射する。光源装置２２としては、充分な輝度（例えば照度が１万〜６０万Ｌｘ、好ましくは３０万Ｌｘ以上）を有し、平行性が高い（平行度が２°以内）超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプを用いる点は、第１の実施の形態と同様である。
【００９０】
投影手段を構成する投影光学系２３は、光源装置２２とステージ２１の支持面との間に設置され、光源装置２２から近い順に、パターン欠陥検査用テストパターン基板６０を保
持するための保持部材２３ａと、テストパターン６６を通過した透過光から不要部分を遮光するためのアパーチャ２３ｂと、アパーチャ２３ｂを通過した透過光を受光し、繰り返しパターン５６上にテストパターン６６の像を結像するための結像レンズ群２３ｃとを備える。
【００９１】
繰り返しパターン５６上にテストパターン６６の像が結像されることにより、第１の実施の形態と同様に重ね合わせパターン７０が形成され、重ね合わせパターン７０から回折光が発生する。
【００９２】
光源装置２２、及び投影光学系２３は、ステージ２１の支持面に対して下方に配置される。なお、光源装置２２、及び投影光学系２３が、ステージ２１の支持面に対して垂直方向に配置される場合には、投影光学系２３と繰り返しパターン５６との距離が均等になる。この場合、繰り返しパターン５６上に投影されるテストパターン６６の像を均一化させやすく、デフォーカスを防ぐことが出来るため好ましい。
【００９３】
撮像手段としての観察装置２５、及び受光光学系２４は、第１の実施の形態と同様に構成される。ただし、第１の実施の形態において述べたとおり、観察装置２５は、回折光のうち０次回折光よりも絶対値の大きな次数の回折光（ｎ次回折光）を受光することが好ましい。そのため、光源装置２２、及び投影光学系２３が、ステージ２１の支持面に対して垂直方向に配置される場合には、観察装置２５、及び受光光学系２４は、ステージ２１の支持面に対して、斜め上方に配置することが好ましい。
【００９４】
（２）パターン欠陥検査工程
続いて、前述のパターン欠陥検査装置２０を用いたパターン欠陥検査方法について説明する。第４の実施の形態にかかるパターン欠陥検査方法は、（ａ）テスト用単位パターン６３が周期的に配列されたテストパターン６６に、所定の入射角で光を照射する工程と、（ｂ）テストパターン６６を通過した透過光を繰り返しパターン５６上に結像させることにより、重ね合わせパターン７０を形成する工程と、（ｃ）重ね合せパターン７０からの回折光を観察することにより、繰り返しパターン５６に生じた欠陥の有無を検査する工程と、を備える。以下、各工程について順に説明する。
【００９５】
（ａ）照射工程
まず、保持部材２３ａに、パターン欠陥検査用テストパターン基板６０を保持する。その後、光源装置２２を用い、パターン欠陥検査用テストパターン基板６０に対して光を照射する。
【００９６】
（ｂ）重ね合わせパターンを形成する工程
その後、結像レンズ群２３ｃを用いて、アパーチャ２３ｂを通過した透過光を受光させ、繰り返しパターン５６上にテストパターン６６の像６６’を結像させる。
【００９７】
以上により、繰り返しパターン５６とテストパターン６６の像６６’とを重ね合わせてなる重ね合わせパターン７０を形成する。なお、第１の実施の形態と同様に、重ね合わせパターン７０からは回折光が発生する。
【００９８】
（ｃ）欠陥有無の検査工程
その後は、第１の実施の形態と同様に、観察装置２５を用いて重ね合わせパターン７０からの回折光を撮影し、その結果を画像データとして出力して、繰り返しパターン５６に生じた欠陥の有無を検査する。
【００９９】
第４の実施形態によれば、テストパターン６６の形成面と繰り返しパターン５６の形成
面とが直接接触することなく対向でき、テストパターン６６と繰り返しパターン５６とが接触することによるパターン形成面の損傷を防止することができる。
【０１００】
［Ｄ］第５の実施の形態
第５の実施の形態におけるパターン欠陥検査方法が、前記第４の実施の形態と異なる点は、ステージ２１に、パターン欠陥検査用テストパターン基板６０を保持し、投影光学系２３の保持部材２３ａに、フォトマスク５０を保持することである。つまり、第４の実施の形態におけるパターン欠陥検査方法とは、フォトマスク５０、及びパターン欠陥検査用テストパターン基板６０の保持位置が逆である。
【０１０１】
第５の実施形態によれば、テストパターン６６の形成面と繰り返しパターン５６の形成面とが直接接触することなく対向でき、テストパターン６６と繰り返しパターン５６とが接触することによるパターン形成面の損傷を防止することができる。
【０１０２】
第５の実施の形態によれば、単位パターン５３の配列周期Ｄ１は、テスト用単位パターン６３の配列周期Ｄ２より大きいことから、比較的容易にテストパターン６６上に繰り返しパターン５６の像を結像することが出来る。すなわち、投影光学系２３に求められる光学性能を引き下げることが出来、これによりパターン欠陥検査装置のコストを下げることが出来る。
【０１０３】
［Ｅ］第６の実施の形態
第６の実施の形態におけるパターン欠陥検査方法が、前記第１から第４の実施の形態と異なる点は、単位パターン５３の配列方向と、テスト用単位パターン６３の配列方向とが、互いに平行ではなく、かつ互いに直交しないように重ね合わせパターン７０を形成する点にある。すなわち、かかる場合においては、単位パターン５３の格子枠５３ａと、テスト用単位パターン６３の配列方向とは、斜めに交差する。
【０１０４】
図７に、重ね合わせパターン７０の部分拡大図を示す。この場合、格子枠５３ａと、その格子枠５３ａに隣接するテスト用単位パターン６３との間隔ｄは、一定ではなく、重ね合わせパターン７０上の位置によって変化する。例えば、図７における領域Ａ１では、格子枠５３ａが右下がりとなっているため、格子枠５３ａとテスト用単位パターン６３の交差点から右に行くにつれて間隔ｄの大きさは拡大する。
【０１０５】
第６の実施の形態により形成される重ね合わせパターン７０に光が照射された場合、前述の通り、入射光の波長がλ、入射角がθｉであるときには、ｄ（ｓｉｎθｎ±ｓｉｎθｉ）＝ｎλの関係を満たすような回折角θｎの方向に、ｎ次の回折光が観測されることとなる。
【０１０６】
すなわち、第６の実施の形態により形成される重ね合わせパターン７０のように、位置によって間隔ｄの大きさが変化する場合、上述の関係式に基づけば、波長λ、入射角θｉ、回折角θｎが一定に保たれている限り、重ね合わせパターン７０上の検査位置に応じて、観測される回折光は異なることとなる。
【０１０７】
ここで、繰り返しパターン５６を構成する単位パターン５３が正常である場合、重ね合わせパターンにおける間隔ｄの大きさ変化は一定の周期で繰り返すこととなる。この場合、繰り返しパターン５６の各部分に生じる回折光も、一定の周期をもった繰り返しをもって観測されることとなる。
しかし、繰り返しパターン５６を構成する単位パターン５３に欠陥が生じた場合、欠陥部の領域Ａ２における上記間隔ｄの変化は、上述の正常部とは異なることとなる。すなわち、正常部とは異なったパターンが回折光を生じさせることとなる。例えば、図７に実線
で示された格子枠５３ａ’は、本来は点線で示された位置に配置されるべきものであるが、実線で示された位置にずれてしまったものである（座標位置変動系の欠陥）。この場合、点線で示される領域Ａ２の本来の位置は、右側に実線で示される領域Ａ２’へと移動している。従って、この欠陥部では、正常な繰り返しパターン５６とは異なる回折光（異なった強度、又はある強度となる部分の異なった位置）が観測されることとなる。
【０１０８】
上記にもとづき、一定の規則性から逸脱した回折光を生じる領域Ａ２’の位置を観測することによって、領域Ａ２の位置とのずれを検出することが出来、繰り返しパターン５６に生じた欠陥の有無を検査することが出来る。
【０１０９】
図８は、第６の実施形態にかかる重ね合わせパターン７０からの回折光の撮影結果の一例を示す。図８において左半分の黒い格子状の線は、正常な各単位パターン５３を構成する格子枠５３ａに起因する回折光パターンである。図８の右半分には、他の部分とは強度の異なる回折光（白い線）が周期的に観察されている。すなわち、白い線の観測位置は、上記間隔ｄの変化によって、回折光の強度が変化している領域Ａ１であることを示している。そして、図８の右半分における中央付近では、上述の白い線の観測位置が、他の白い線よりも右側にシフトしている。すなわち、シフトした位置に欠陥が生じたことを示している。
【０１１０】
単位パターン５３の格子枠５３ａと、テスト用単位パターン６３の配列方向とが交差する角度δは、角度δが大きすぎれば、回折光の乱れ（上述のシフト）を狭い視野内でも確実に検出することが出来る一方で、上述のシフト量が小さくなり、検出が困難になってしまう。反対に、角度が小さすぎれば、上述のシフト量が大きくなるものの、狭い視野内で確実に検出することが困難になる。
従って、単位パターン５３の格子枠５３ａと、テスト用単位パターン６３の配列方向とが交差する角度δは、０．０１度から２度の範囲が好ましい。
【０１１１】
また、繰り返しパターン５６とテストパターン６６とは、同一のパターンであっても、異なったパターンでも良い。また、異なるパターンの場合、単位パターン５３の配列周期Ｄ１と、テスト用単位パターン６３の配列周期Ｄ２も、同一でも異なっていても良い。ここで、配列周期Ｄ１が、配列周期Ｄ２より小さくてもかまわない。ただし、配列周期Ｄ１が、配列周期Ｄ２の整数倍であることが好ましいのは、上述の場合と同じである。
【０１１２】
以上、第６の実施形態においては、単位パターン５３の配列方向と、テスト用単位パターン６３の配列方向とを斜めに交差させている。これにより、テスト用単位パターン６３の配列周期Ｄ２が単位パターン５３の配列周期Ｄ１より大きい場合であっても、間隔ｄの大きさが一定の範囲内で変化する領域Ａ２を、重ね合わせパターン７０上に周期的に作り出すことができる。そのため、繰り返しパターン５６に生じた欠陥の有無を検査することが出来る。
【０１１３】
特に、第６の実施形態を、前述の第５の実施形態に適用した場合には、テスト用単位パターン６３の配列周期Ｄ２を大きくすることが出来るため、比較的容易にテストパターン６６の像を結像することが可能となる。すなわち、投影光学系２３に求められる光学性能を引き下げることが出来るため、パターン欠陥検査装置のコストを下げることが出来る。
【０１１４】
また、重ね合わせパターン７０を形成する際、単位パターン５３の配列方向と、テスト用単位パターン６３の配列方向とを、完全に平行に保つ必要がないため、検査作業の効率を高めることが出来る。
【０１１５】
なお、図６は、単位パターン５３の配列方向と、テスト用単位パターン６３の配列方向
とを平行として形成した重ね合わせパターン７０の部分拡大図である。
かかる場合、単位パターン５３の配列周期Ｄ１が、テスト用単位パターン６３の配列周期Ｄ２より大きいため、テスト用単位パターン６３と単位パターン５３とが重なってしまう。そのため、回折光の乱れの観測が可能な領域が存在せず、又は繰り返しパターン５６に欠陥が生じても回折光が乱れることがなく、欠陥の検出が困難である。従って、単位パターン５３の配列方向と、テスト用単位パターン６３の配列方向とが、互いに平行ではなく、かつ互いに直交しないように重ね合わせパターン７０を形成すると有利である。
【０１１６】
［Ｅ］フォトマスクの製造方法
続いて、本発明の第１から６の実施形態として示したパターン欠陥検査方法を用い、繰り返しパターン５６に生じた欠陥の有無を検査する工程を有するフォトマスク５０の製造方法について説明する。
【０１１７】
このフォトマスク５０の製造工程は、マスクブランク製造工程、レジストパターン形成工程、マスクパターン形成工程、及び欠陥検査工程を順次実施するものである。
【０１１８】
マスクブランク製造工程は、透明基板５７の表面に遮光膜などの薄膜を形成し、この薄膜上にレジストを塗布してレジスト膜を形成する。これにより、積層構造のマスクブランクを製造する。
【０１１９】
レジストパターン形成工程は、マスクブランクのレジスト膜に描画機により、例えばレーザビームを照射し、ラスタ描画方式等任意の方式を用いて描画し、当該レジスト膜に所定のパターンを露光し、現像してレジストパターンを形成する。このレジストパターンには、繰り返しパターン５６を形成するためのパターンが設けられている。
【０１２０】
マスクパターン形成工程は、レジストパターンをマスクにして上記薄膜をエッチングし、この薄膜に繰り返しパターン５６を形成する。このとき、繰り返しパターン５６における単位パターン５３の周期は、該フォトマスクを用いて製造しようとするデバイスの用途に応じて適宜設定され、例えば液晶表示パネルなどの表示デバイス用基板においては８０〜２０００μｍに設定される。また、１枚の基板に単一のフォトマスク５０の繰り返しパターン５６が２〜４面形成されたものでもよい。薄膜にパターンを形成した後、レジストはエッチングにより除去される。
【０１２１】
欠陥検査工程は、本発明の第１〜４の実施形態として示したパターン欠陥検査方法を、フォトマスク５０の製造工程の一環として実施して、フォトマスク５０の製造を完了する。ここで、本発明の欠陥検査工程は、レジストパターンを用いて行っても良いし、レジストを除去した後、薄膜パターンを用いて行ってもよい。レジストパターンを用いて行うと、薄膜パターンの損傷を抑止できる点で好ましい。
【０１２２】
その後は、このフォトマスク５０を用いて露光を行い、表示デバイス用基板上のレジスト膜に、フォトマスク５０のマスクパターンを転写する。その後、この転写パターンに基づく画素パターンを表示デバイス用基板の表面に形成して、表示デバイス用基板の製造を完了する。なお、上記画素パターンとは、例えば、液晶表示パネルの薄膜トランジスタ、対向基板、カラーフィルタ、等の繰り返しパターンである。
【０１２３】
上記実施の形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。
【０１２４】
（１）上記実施の形態によれば、回折光を利用して繰り返しパターン５６の欠陥のマクロ検査を実施することが出来るため、短時間で検査をすることが可能となり、フォトマスク５０の生産性を高めることが出来る。
【０１２５】
（２）また、実施の形態によれば、フォトマスク５０においては、繰り返しパターン５６における単位パターン５３の配列周期Ｄ１が、回折光による欠陥検査の行いやすい周期に対して大きい場合であっても、繰り返しパターン５６にテストパターン６６を重ね合わせて重ね合わせパターン７０を形成し、重ね合わせパターン７０からの回折光の乱れを観測することで、繰り返しパターン５６に生じた微細な欠陥を検出することが可能となる。
【０１２６】
（３）上述のフォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスク５０を用いて、画素パターンを形成し、表示デバイス用基板（例えば液晶表示パネル）を製造することから、画素パターンに欠陥のない表示デバイス用基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明にかかるパターン欠陥検査方法における第１の実施の形態を説明する図であり、（ａ）は、第１の実施の形態を実施するためのパターン欠陥検査装置の概略側面図を示し、（ｂ）は、パターン欠陥検査用テストパターン基板が備えるテストパターンの部分拡大図を示し、（ｃ）は、被検査体が備える繰り返しパターンの部分拡大図を示す。
【図２】本発明にかかるパターン欠陥検査方法における第２の実施の形態を実施するためのパターン欠陥検査装置の概略側面図を示す。
【図３】本発明にかかるパターン欠陥検査方法における第３の実施の形態を実施するためのパターン欠陥検査装置の概略側面図を示す。
【図４】本発明にかかるパターン欠陥検査方法における第４の実施の形態を実施するためのパターン欠陥検査装置の概略側面図を示す。
【図５】繰り返しパターンとテストパターンとを重ね合わせた重ね合わせパターン、重ね合わせパターンからの回折光、及び欠陥の検出結果の説明図であり、（ａ）はテストパターンと正常な繰り返しパターンとによる重ね合わせパターンの部分拡大図を示し、（ｂ）はテストパターンと欠陥を含む繰り返しパターンとによる重ね合わせパターンの部分拡大図を示し、（ｃ）は重ね合わせパターンから得られる回折光の撮影結果を示し、（ｄ）は回折光の撮影結果を用いた欠陥の検出結果を示す。
【図６】繰り返しパターンが有する単位パターンの配列方向と、テストパターンが有するテスト用単位パターンの配列方向とが、互いに平行になるように形成した重ね合わせパターンの部分拡大図を示す。
【図７】繰り返しパターンが有する単位パターンの配列方向と、テストパターンが有するテスト用単位パターンの配列方向とが、互いに平行ではなく、かつ直交しないように形成した重ね合わせパターンの部分拡大図を示す。
【図８】図７に示す重ね合わせパターンから得られる回折光の撮影結果を示す。
【図９】被検査体が備える繰り返しパターンに生じた欠陥を示し、（ａ）及び（ｂ）が座標位置変動系の欠陥を示し、（ｃ）及び（ｄ）が寸法変動系の欠陥を示す。
【図１０】被検査体としてのフォトマスクを示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０    パターン欠陥検査装置
１１    ステージ（保持手段）
１２    光源装置（照明手段）
１３    照射光学系
１４    受光光学系
１５    観察装置（撮像手段）
２０    パターン欠陥検査装置
２１    ステージ（保持手段）
２２    光源装置（照明手段）
２３    投影光学系
２３ａ  保持部材
２３ｂ  アパーチャ
２３ｃ  結像レンズ群
５０    フォトマスク（被検査体）
５３    単位パターン
５６    繰り返しパターン
５７    透明基板（透明支持体）
６０    パターン欠陥検査用テストパターン基板
６３    テスト用単位パターン
６６    テストパターン
６６’  テストパターンの像
６７    透明基板（透明支持体）
７０    重ね合わせパターン
Ｄ１    単位パターンの配列周期
Ｄ２    テスト用単位パターンの配列周期
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図９】
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【図１０】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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