JPH01244304A - 外観欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野つ 本発明は、外観欠陥検査技術、特に、ホトマスクについ
ての外観欠陥検査技術に関し、例えば、半導体装置の製
造工程において、リソグラフィー処理に使用されるホト
マスクのパターンについての外観欠陥を検査するのに利
用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置についての最近の高集積化による大ペレット
化に伴って、半導体装置の製造工程において、リソグラ
フィー処理に使用される拡大ホトマスクとしてのレチク
ルには、−単位のペレットパターンのみが形成されてい
るもの（以下、シングルレチクルという。）が発生して
来ている。

一方、半導体装置の製造工程において、レチクルパター
ンの欠陥を検査する外観欠陥検査方法として、レチクル
を照明し、レチクルのパターンで反射した光を受光器で
検出し、受光器の信号に基づきレチクルにおける２つの
ペレットパターンの同一箇所同士を比較して不一致部を
検出することにより、欠陥を検査するように構成されて
いるものがある。

また、他の外観欠陥検査方法として、レチクルのパター
ンを光学的手法によって検出し、このパターンと、この
パターンについての設計データとの同一箇所同士を比較
して不一致部分を検出することにより、欠陥を検査する
ように構成されているものがある。

なお、マスクの検査技術を述べである例としては、株式
会社工業調査会発行「電子材料１９８６年１１月号別冊
」昭和６１年１１月１８日発行Ｐ２２１〜Ｐ２２９、が
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、レチクルにおける２つのペレットパターンの同
一箇所同士を比較して欠陥検査が実施される前者におい
ては、シングルレチクルにおける繰り返しメモリーセル
部分を除く周辺回路パターンについて、欠陥検査を実行
することができず、また、パターンと設計データとを比
較して欠陥検査が実施される後者においては、シングル
レチクルについても検査を実行することができるが、検
査時間が非常に長くかかるという問題点があることが、
本発明者によって明らかにされた。

本発明の目的は、シングルレチクルについても２チツプ
比較方式の欠陥検査を実行することができる外観欠陥検
査方法を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
、゛ 〔課題を解決するための手段〕 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、正規パターンと対応する捨てパターンをホト
マスク内に正規パターンとは別に形成しておき、この捨
てパターンと、これに対応する正規パターンとの同一性
を比較することにより、ホトマスクの正規パターンにつ
いての外観欠陥を検査するようにしたものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、捨てパターンは正規パターンに
対して同一に形成されているため、捨てパターンと正規
パターンとの同一箇所を比較して不一致部を検出すれば
、欠陥を検査することができる。そして、この捨てパタ
ーンは１枚のホトマスクに配設されているため、シング
ルレチクル等のように単一パターンが形成されている場
合であっても、２チツプ比較による欠陥検査を実行する
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である外観欠陥検査方法に使
用されるシングルレチクルを示す平面圀、第２図はその
転写状態を示す平面図、第３図はその外観欠陥検査方法
に使用される２チツプ比較式外観欠陥検査装置を示す模
式図、第４図はその作用を説明するための拡大部分平面
図である。

本実施例において、本発明にかかる外観欠陥検査方法は
シングルレチクルについての外観欠陥検査を第３図に示
されているような１眼２チツプ比較方式の外観欠陥検査
装置を用いて実行するように構成されており、第１図に
示されているようなシングルレチクルｌが予め作成され
る。

シングルレチクル１には比較的大きなチップについての
パターン３が１個、露光装置（図示せず）における露光
エリア２の略中央部に配されて形成されており、このチ
ップパターン３にはメモリーセル部４と、各正規パター
ンとしての第１周辺回路部５、第２周辺回路部６、第３
周辺回路部７および第４周辺回路部８とが形成されてい
る。

メモリーセル部４は繰り返しパターンより構成されてい
るが、各周辺回路部５．６．７および８は互いに相違し
、かつ、非繰り返しパターンより構成されている。また
、露光エリア２には第１捨てパターン５′、第２捨てパ
ターン６′、第３捨てパターン７′および第４捨てパタ
ーン８′がチップパターン３の四辺外方にそれぞれ配さ
れて形成されており、各捨てパターン５’、６’、７’
および８′は各正規パターンとしての第１、第２、第３
および第４周辺回路部５．６．７および８の回路パター
ンとそれぞれ同一になるように構成されている。

このように構成されたシングルレチクル１について外観
欠陥検査が実施される際、シングルレチクル１に形成さ
れたパターンが露光装置（開示せず）により、第２図に
示されているように、ダミーウェハ９に複数転写される
。すなわち、第２図において、ダミーウェハ９にはシン
グルレチクル°１のパターンがそれぞれ縮小投影露光さ
れてなる第１転写パターンＩＡ、第２転写パターンＩＢ
および第３転写パターンＩＣがそれぞれ形成されており
、各転写パターンＩＡ、ＩＢ、ＩＣにはチップパターン
３Ａ、３Ｂ、３Ｇ、および各転写捨てパターン５’　Ａ
、５’　Ｂ、５’Ｃ・・・８’Ａ、８’　Ｂ、８’　Ｃ
がそれぞれ形成されている。

次に、このようにしてシングルレチクル１のパターンが
転写されたダミーウェハ９を用いて、第３図に示されて
いる外観欠陥検査装置によりシングルレチクル１につい
ての欠陥検査が相対的に実施される。

第３図に示されている外観欠陥検査装置１０は、被検査
物としての前記のように作成されたダミーウェハ９を保
持するためのＸＹ子テーブル１を備えており、ＸＹ子テ
ーブル１はダミーウェハ９をＸＹ力方向移動し得るよう
に構成されている。ＸＹ子テーブル１上の外方にはＸｅ
ランプ等からなる光′ｔＡ２３が設備されており、この
光源２３はダミーウェハ９におけるパターンを第１グイ
クロイツクミラー１３および対物レンズ１２を介して照
明するように構成されている。レンズ１２の光軸上には
第２のグイクロイックミラー１３′が配設されており、
この第２ミラー１３′は入射光を２つの光路に分光する
ように構成されている。第２ミラー１３′の反射側の光
軸上には自動焦点回路部１９が配設されており、中央処
理ユニント２１に接続されて焦点を自動的に合わせ得る
ように構成されている。

また、ＸＹ子テーブル１の真上にはパターン検出装置と
してのＴＶカメラ１４が設備されており、このＴＶカメ
ラ１４はダミーウェハ９のパターンを撮像し得るように
構成されている。

ＴＶカメラ１４の出力端には欠陥判定部１日の一方の入
力端が接続されており、欠陥判定部１８の他方の入力端
には記憶部１５が接続されている。

欠陥判定部１８の出力端は中央処理ユニット２１゛　　
に接続されており、中央処理ユニット２１には結果表示
部２２と、テーブル制御部２０と接続され、後述するよ
うな作用によって欠陥を検出するように構成されている
。

次に作用を説明する。

ダミーウェハ９が光源２３により第１グイクロイツクミ
ラー１３および対物レンズ１２を介して照明されると、
まず、第１ステツプとして、第４図に示されているよう
に、第１転写パターンＩＡにおける任意の例えば、転写
捨てパターン６’Ａのうちの小区域６’Ａ−１について
の画像がＴＶカメラ１４により、対物レンズ１２、第１
および第２グイクロイツクミラー１３．１３′を介して
撮像されるとともに、この画像が記憶部１５によって記
憶される。

次いで、ＸＹ子テーブル１が移動されて、転写捨てパタ
ーン６’Ａに対応する第２周辺回路部６Ａのうちの小区
域６Ａ−１の画像が、ＴＶカメラ１４により撮像される
とともに、この画像が検査画像信号１６として欠陥判定
部１８の一方の入力端にインプットされる。

この検査画像信号１６がインプットされると、欠陥判定
部１８の他方の入力端には、先に記憶部１５に記憶され
た転写捨てパターン６’Ａのうちの小区域６Ａ−１につ
いての画像が参照画像信号１７としてインプットされる
。そして、欠陥判定部１８において、検査画像信号１６
と参照画像信号１７とが濃淡画像比較され、両者の間に
差がある場合には、欠陥有と判定される。

このような方法が、捨てパターン６’Ａと、周辺回路部
６Ａとの間で全域にわたって実行され、さらに、他の捨
てパターンと周辺回路部、５’Ａと５Ａ、７’Ａと７Ａ
、８’Ａと８Ａとについてそれぞれ実行され、同様に欠
陥検査される。また、メモリシェル内についても同様な
方法により検査が実行される。

そして、第２ステツプとして、第１ステツプにより検出
された欠陥から全ペレット共通欠陥を抽出することが実
行される。すなわち、第１ステツプにおいて検出された
欠陥は、ランダム欠陥、異物欠陥および全ペレット共通
欠陥等を含んでいるため、そのうちの全ペレット共通欠
陥を抽出する必要がある。

その抽出は、ＸＹ子テーブル１の移動より、ウェハ９上
の第１転写パターンＩＡから第２および第３転写パター
ンＩＢおよびＩＣに検査対象が変更されることにより行
われる。すなわち、第１転写パターンＩＡにおいて発見
された欠陥が、第２および第３転写パターンＩＢ、ＩＣ
の同一箇所において発見された場合には、全ペレット共
通欠陥であると判定される。そして、その結果が表示部
２２により出力される。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１）正規パターンと対応する捨てパターンをホトマス
ク内に正規パターンとは別に予め形成しておき、この捨
てパターンと、これに対応する正規パターンとの同一性
を比較して、ホトマスクの正規パターンについての外観
欠陥を検査することにより、非繰り返しパターンの正規
パターンについても、２チツプ比較方式によって外観欠
陥検査を実行することができるため、シングルレチクル
についての外観欠陥検査を短時間にて実行することがで
きる。

（２）　　シングルレチクルについての外観欠陥検査の
作業性を高めることにより、シングルレチクルの採用を
促進させる゛ことができるため、半導体チップの大形化
しいては高集積化を促進させることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であ°ることはいうまでもない。

例えば、捨てパターンの作成対象や、数、配置等につい
ては、周辺回路部に対応させるに限らず、チップパター
ンの回路構成や、使用する外観欠陥検査装置の仕様等に
対応して最適条件で設定することが望ましい。

レチクルパターンを転写する材料としては、ダミーウェ
ハを使用するに限らず、ガラスや石英基板等を使用して
もよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるシングルレチクルの
外観欠陥検査方法技術に適用した場合について説明した
が、それに限定されるものではなく、他のレチクルや、
ホトマスク等についての外観欠陥検査方法全般に適用す
ることができる。

（発明の効果〕 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

正規パターンと対応する捨てパターンをホトマスク内に
正規パターンとは別に予め形成しておき、この捨てパタ
ーンと、これに対応する正規パターンとの同一性を比較
して、ホトマスクの正規パターンについての外観欠陥を
検査することにより、非繰り返しパターンの正規パター
ンについても２チツプ比較方式によって外観欠陥検査を
実行することができるため、シングルレチクルについて
の外観欠陥検査を短時間にて実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である外観欠陥検査方法に使
用されるシングルレチクルを示す平面図、第２図はその
転写状態を示す平面図、 第３図はその外観欠陥検査方法に使用される２チツプ比
較式外観欠陥検査装置を示す模式図、第４図はその作用
を説明するための拡大部分平面図である。 １・・・シングルレチクル（ホトマスク）、２川露光エ
リア、３・・・チップパターン、４・・・メモリーセル
部、５．６．７．８・・・周辺回路部（正規パターン）
、５’、６’、７’　、８’・・・捨てパターン、９・
・・ダミーウェハ、ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ・・・転写パター
ン、１０・・・１眼２チツプ比較式外観欠陥検査装置、
１１・・・ＸＹ子テーブル１２・・・対物レンズ、１３
．１３′・・・ダイクロインクミラー、１４・ＴＶカメ
ラ、１５・・・記憶部、１６・・・検査画像信号、１７
・・・参照画像信号、１８・・・欠陥判定部、１９・・
・自動焦点回路部、２０・・・テーブル制？１１部、２
１・・・中央処理ユニット、２２・・・結果表示部、２
３・・・光源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、正規パターンと対応する捨てパターンをホトマスク
   内に正規パターンとは別に形成しておき、この捨てパタ
   ーンと、これに対応する正規パターンとの同一性を比較
   することにより、ホトマスクの正規パターンについての
   外観欠陥を検査することを特徴とする外観欠陥検査方法
   。 ２、ホトマスクに形成されているパターンを被転写物に
   転写し、この被転写物に転写された捨てパターンおよび
   正規パターンとについて比較検査を実施することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の外観欠陥検査方法。 ３、外観欠陥検査が、２チップ比較方式の外観欠陥検査
   装置を使用して実行されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の外観欠陥検査方法。