JPH01305477A

JPH01305477A - 外観欠陥検査方法

Info

Publication number: JPH01305477A
Application number: JP63136876A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Ogino; 荻野　正吉; Masaki Tsukagoshi; 塚越　雅樹; Takahiro Jingu; 孝広神宮; Shin Ito; 慎伊藤; Shigeru Abe; 茂阿部
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi High-Tech Corp
Priority date: 1988-06-02
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1989-12-08

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〕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つのチンプ
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
ンを光学的方法によって検出し、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−敗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、工業
技術社刊行「インスペック１９８７秋号（Ｎｏ、１３）
　Ｊ　４３〜４８頁（論文：　ＣＣＤによるウェハのパ
ターン検査とそのデータの活用法）、および、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つのチップパターンの同一
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、欠陥の有無は判定することができるが、欠陥の所在
地、欠陥の種類〔全チップ共通欠陥、ランダム欠陥（異
物付着、その他）〕について、認定することができない
という問題点があり、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、欠陥の
所在地の認定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がある。

本発明の目的は、２チツプ比較方式により欠陥の所在地
、種類についても認定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
。

〔課頌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、１次の通りである。

すなわち、パターンの同一性を有する２箇所同士を比較
して不一致部を検出することにより、欠陥を検出する外
観欠陥検査方法において、前記比較を１箇所について相
手を相異させて重複するように実行するとともに、相手
が相異しても同一箇所について前記不一致部が検出され
たときに欠陥候補有と判定するようにしたものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、パターンの同一性を有する２箇
所同士を比較し、相手が相異されても同一箇所について
不一致部が検出されたときに欠陥有と判定することによ
り、２チップ比較式の外観欠陥検査方法であっても欠陥
の所在地を確定することができる。

〔実施例〕

第１図および第２図は本発明の一実施例である外観欠陥
検査方法を説明するための各説明図、第３図はその検査
対象であるレチクルを示す平面図、第４図はその外観欠
陥検査方法に使用される２チップ比較式外観欠陥検査装
置を示す模式図である。

本実施例において、本発明にかかる外観欠陥検査方法は
、第３図に示されているようなレチクルについての外観
欠陥検査を第４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
されている。

第３図に示されている検査対象物としてのレチクル１に
は比較的大きなチップについてのパターンが６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、これら６個のチップパターンａ
　−ｒにはメモリーセル部や、周辺回路部等（図示せず
）がそれぞれ形成されている。メモリーセル部は繰り返
しパターンより構成されているが、周辺回路部は互いに
相違し、かつ、非繰り返しパターンより構成されている
。

このように構成されたレチクル１について外観欠陥検査
が実施される際、レチクル１に形成されたパターンが露
光装置（図示せず）により、第１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１
図において、ダミーウェハ９にはレチクル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Ｉ
Ａ、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には各チップパターンがそれぞれ形成されている
。

次に、このようにしてレチクルｌのパターンが転写され
たダミーウェハ９を用いて、第４図に示されている外観
欠陥検査装置によりレチクル１についての欠陥検査が相
対的に実施される。

第４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
持するための移動テーブル１１を備えており、移動テー
ブル１１はダミーウェハ９をＸＹＺおよびθ方向に移動
し得るように構成されている。移動テーブルｌｌ上の外
方にはＸｅランプ等からなる光源２３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グイクロインクミラー１３および対物レンズ１２を介
してスポット照明するように構成されている。

対物レンズ１２の光軸上には第２グイクロイツクミラー
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、この回路部１９は中央処理ユニット
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、移動テーブル１１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のスポット照明されたパターン
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１８の一方の人
力＠１６が接続されており、欠陥判定部１８の他方の入
力端１７には記憶部１５が接続されている。欠陥判定部
１日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とが接続され、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、本発明にかかる外観欠陥検査方法の一実施例を前
記構成にかかる外観欠陥検査装置を使用した場合につき
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１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、第
１チツプパターンａのうちの第１小区域ａ１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ダイクロインクミラー１３．１３’を介してＴ
Ｖカメラ１４の視野毎に連続撮像されるとともに、この
画像が記憶部Ｉ５によって記憶される。この記憶された
画像を第１記憶画像Ｄ＋　とする。

次いで、ＸＹ子テーブル１が移動されて、第１転写パタ
ーンＩＡにおける第２チツプパターンｂのうちの第１小
区域す、の画像が、ＴＶカメラ１４により同様に連続撮
像される。この画像信号は第２記憶画像Ｄｔとして記憶
部１５によって記憶されるとともに、第１検査画像Ｅ！
として欠陥判定部１８の一方の入力端１６にインプット
される。

この検査画像Ｅｘがインプットされると、欠陥判定部１
８の他方の入力端１７には、先に記憶部１５に記憶され
た第１チツプパターンａのうちの小区域ａ、についての
第１記憶画像Ｄ１が参照画像信号としてインプットされ
る。そして、欠陥判定部１日において、第１検査画像Ｅ
ｔと第１記憶画像り、とが濃淡画像比較される。そして
、両者の間に差がある場合には、欠陥有と判定される。

以降、このような検査方法が第１図に矢印２４で示され
ているような順序で、第１転写パターンＩＡの全域につ
いて連続的に実行され、その検査結果の１例は本明細書
の末尾に掲載されている第１表のように記録される。こ
の第１表は中央処理ユニット２１に仮想的に作成されて
おり、必要に応じて結果表示部２２により適宜出力させ
ることができる。

第１表において、Ｏ印は前記検査方法に際して欠陥有と
判定されたことを意味しており、本実施例においては同
一の小ＳＪＩ域について重複して欠陥有と判定された場
合に、全チップ共通欠陥候補として認定される。すなわ
ち、例えば、第１チツプパターンａにおける第１小領域
ａ、の場合、第１記憶画像り、と第１検査画像Ｅ！との
比較により欠陥有と判定され、かつ、第６記憶画像り、
と第７検査画像Ｅ、との比較により欠陥有と判定された
ときに、全チップ共通欠陥候補としてＬ２定される、こ
の候補の所在地はＸＹ座標等適当な手段により特定され
て、記憶される。

このようにして、全チップ欠陥候補の抽出が完了すると
、第２ステツプとして、全チップ共通欠陥の決定作業が
実行される。

例えば、第２図に示されているように、第１転写パター
ンＩＡの第１チツプパターンａにおける第１小ｇｌ域ａ
１において、全チップ共通欠陥候補Ｇが認定された場合
、移動テーブル１１の操作により、第２転写パターンＩ
Ｂの第１チツプパターンにおける候補対応値Ｗｇに対物
レンズ１２等の検査系全体が相対的に移動される。そし
て、この位’Ｉｇにおいて、前述した比較検査がＧとｇ
の間で実行され、欠陥有とされた場合、全チップ共通欠
陥と判定される。

さらに、全チップ共通欠陥の判定についての精度を高め
るため、第２図に示されているように、移動テーブル１
１の操作により、第３転写パターンＩＣの第１チツプパ
ターンにおける候補対応値Ｗｇ’に対物レンズ１２等の
検査系全体が相対的に移動される。そして、この位置ｇ
′において前述した比較検査が実行され、欠陥有とされ
た場合、最終的に全チップ共通欠陥と判定される。

あるいは、第２転写パターンＩＢの第１チツプパターン
における欠陥候補対応位置ｇと、第２転写パターンＩＢ
の第２チツプパターンにおける同一位置のｇ″とを比較
する方法を採用してもよい。

もちろん、第３転写パターンｌＣの欠陥候補対応位置ｇ
′と、第２チツプパターンにおける同一位置ｇ″゛とを
比較してもよい。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１）　　パターンの同一性を有する２箇所同士を比較
する作業を１箇所について相手を相異させて重複するよ
うに実行するとともに、相手が相異されても同一箇所に
ついて不一致部が検出されたときに欠陥候補有と判定す
ることにより、２チップ比較式の外観欠陥検査方法であ
っても欠陥の所在地を確定することができるため、検査
時間や設備費等を小さく抑制することができ、生産性を
高めることができる。

（２）　　同一のレチクルパターンをダミーウェハに複
数転写しておき、第１の転写パターンについて前記（１
）の作業によって欠陥候補有と判定された時に、第２の
転写パターンの欠陥候補対応箇所について前記（１）の
比較検査を実行することにより、全チップ共通欠陥を認
定することができるため、２チツプ比較方弐によって全
チップ共通欠陥、およびその位置を特定することができ
、全チップ共通欠陥の混流による生産性の大幅低下を未
然に回避することができる。

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、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。

パターンの同一性を有する２箇所同士を比較する作業を
１箇所について相手を相異させて重複するように実行す
るとともに、相手が相異されても同一箇所について不一
致部が検出されたときに欠陥候補存と判定することによ
り、２チップ比較式の外観欠陥検査方法であっても欠陥
の所在地を確定することができるため、検査時間や設備
費等を小さく抑制することができ、生産性を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例である外観欠陥
検査方法を説明するための各説明図、第３図はその検査
対象であるレチクルを示す平面図、第４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である。１・・・レチクル（ホトマスク）、２・・・露光エリア
、３・・・チップパターン、９・・・ダミーウェハ、Ｉ
Ａ。ＩＢ、ＩＣ・・・転写パターン、ａ　−ｆ・・・チップ
パターン、ａ、〜［、、・・・小領域、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′・・・グイ
クロイックミラー、１４・・・ＴＶカメラ、１５・・・
記憶部、１６・・・検査画像信号入力端子、１７・・・
参照画像信号入力端子、１８・・・欠陥判定部、１９・
・・自動焦点回路部、２０・・・テーブル制御部、２１
・・・中央処理ユニット、２２・・・結果表示部、２３
・・・光源、２４・・・検査順序。代理人　弁理士　梶　　原　　辰　　也第　　１　　表）クー　ＩＣ怪仲第４図

Claims

【特許請求の範囲】１、パターンの同一性を有する２箇所同士を比較して不
一致部を検出することにより、欠陥を検出する外観欠陥
検査方法であって、前記比較を１箇所について相手を相
異させて重複するように実行するとともに、相手が相異
しても同一箇所について前記不一致部が検出されたとき
に欠陥候補有と判定することを特徴とする外観欠陥検査
方法。２、同一の被検査パターンを基板に複数転写しておき、
第１の転写パターンについて欠陥候補有と判定された時
に、第２の転写パターンの欠陥候補対応箇所について比
較検査を実行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、パターンの同一性を有する２箇所同士の比較が、過
去に撮像されて記憶されている記憶画像と、現在撮像さ
れている検査画像との照合により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。