JPH048780B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はマスクの検査方法に係り、特にフオト
マスク又はウエハーチツプのパターン面の欠陥の
検出方法に関する。

(b) 技術の背景 近年、半導体装置や半導体集積回路の高性能化
と高集積化により、パターン図形の緻密化が進
み、これに使用されるマスクや、ウエハーチツプ
も一段と精度の向上が必要とされる。

特に半導体装置の場合には、製造における多く
の工程で光によりパターニングをするフオトリソ
グラフイーの技術が採用されていて、これに使用
されるフオトマスクの種類も極めて多い。

このフオトマスクのパターン図形面に、何等か
の原因で、黒のポジテイブパターン図形の外側
に、有つてはならない黒の図形があると、パター
ニングされた半導体ウエハー面上にそのままフオ
トマスクの欠陥の部分が顕れるため、フオトマス
クの検査は特に入念にする必要がある。

然しながら、半導体集積回路の高性能化と高集
積度の増大によりフオトマスクのパターニングさ
れた図形も精緻であり、従来の顕微鏡のみによる
検査だけでは、多大の時間を要し、又余程注意を
してもパターン図形の欠陥を見落すという欠点が
あり、顕微鏡に寄らない自動検査方法が要望され
ている。

(c) 従来技術と問題点 従来行つているフオトマスクの検査方法は、レ
テイクルマスクを検査するものであつて、このレ
テイクルマスクの大きさは実際に使用されるフオ
トマスクより、一辺の長さが約10倍程度の大きさ
の原板であつて、このレテイクルに欠陥がなく完
全なものあれば縮刷されて実用のフオトマスクが
製作される。

このレテイクルのパターン面の欠陥の検査方法
には主に２種類があり、第１はレテイクル表面に
パターニングされたパターンが、パターンの繰り
返えしでパターニングされていることを利用し、
複数個のパターニングされた同一のレテイクルを
重合わせて比較し、パターニング図形の検査をす
る方法である。

この場合は、レテイクルの表面上を拡大鏡で走
査し、その映像をイメージセンサーで電気信号に
変換して映像装置に入力してグラフイク化するも
ので、検査はこのグラフイク面のパターニングを
目視で行われる。

第２はコンピユーターに入力されたデータパタ
ーンと比較する方法であるが、この方法では検査
するレテイクルマスクをビデオカメラで走査し
て、そのビデオ信号をデジタル信号に変換した後
に磁気テープMTに入力し、このデータと設計時
のMTを比較して検査する方法である。

然しながら、この両者のいずれにも欠点があつ
て、第１のパターニングの繰り返えし性を利用し
た比較方法では、重合わせた複数のレテイクルマ
スクのパターン面に共通の欠陥が存在する時に
は、その欠陥を摘出することが不可能であり、第
２のデータパターンと比較する方法では、データ
パターンを製作する煩雑さと、実パターン面と全
く同様なデータを製作することが困難であるとい
う欠点がある。

(d) 発明の目的 本発明は、上記従来の欠点に鑑み、半導体装置
等に使用されるフオトマスクのパターン面の欠陥
を検出するために、レテイクルマスクにパターニ
ングされたパターン面を所定の走査ピツチ幅で線
状且つ平行に走査して、パターン図形を走査パル
ス数をカウントして、自動検査する方法をを提供
することを目的とする。

(e) 発明の構成 この目的は、本発明によれば、所定の走査ピツ
チ幅で線状且つ平行に走査して、パターン図形を
有するマスク面のポジテイブパターン図形を検査
する際に、該ポジテイブパターン図形を走査した
パルス数をカウントし、該カウントしたパルス数
を所定の複数の隣接する走査線で比較し、比較し
た該パルス数の差がポジテイブパターン図形を構
成する最小微小面積を走査するパルス数より小さ
く、パターン作成の許容誤差に該当するパルス数
より大なる上記ポジテイブパターン図形を検出す
るマスクの検査方法を提供することによつて達成
できる。

抑々半導体集積回路マスクは塵埃に対して極度
に防護措置を施した環境下で製作される故に、製
作せんとするポジテイブパターンを構成する最小
面積（通常所謂コンタクト・ホールの面積であ
り、0.9μｍ×0.9μｍ程度、従つてレテイクルマス
ク上ではこの数倍から10倍程度）より大きい欠陥
が起生する可能性は極めて小さい。従つてこの最
小面積より大きいパターンが検出されゝば、それ
は欠陥によるものではなく別の正規のパターンと
見做して間違いない。

本発明は上記パターン作成上の規則性を利用し
て、この規則より逸脱するものを欠陥として検出
せんとするものである。勿論パターン構成に際し
ての描画許容誤差（上記最小面積の場合0.1μｍ×
0.1μｍ程度）内のものは欠陥とは見做されない。

第１図に示すマスク基板１上のパターン図形５
がパターン作成上必要な最小微小面積図形５−
１，５−２，５−３の集合とすれば、欠陥によつ
て生じた出張り部３、あるいは割込部４は欠陥の
ない図形５−３と比較することで、その欠陥の大
きさが検出され、それが図形５−３より大ならば
前記観点より欠陥ではなく、これより小さく別に
規定されるパターン作成に際して許容誤差より大
ならば欠陥と見做される。

面積比較は同一幅のパルス数の比較に代えられ
る故にパターン図面を上記微小面積を更に小さく
分割する幅の走査し、その長さを前記パルス数で
測り比較検出することによつて比較的簡単な手段
で欠陥を見出すことができる。

(f) 発明の実施例 以下図示実施例によつて本発明の要旨を具体的
に説明する。

即ち、例えば第１図のパターン５は最小面積パ
ターン図形５−１，５−２，５−３の集合であ
る。

第２図は本発明による検査装置のブロツク図で
あるが、１１は被検査体のレチクルマスクであ
り、１２は被検査体を照明する照明系であり、１
３は光学系であつてマスクのパターン図形を読み
取るように設定され、１４は受光系でイメージセ
ンサー等で光信号に変換される。

この光信号は受光信号器１５で受光され、１６
のＡ−Ｄ変換器で波形成形がなされて、１７のビ
ツトメモリーに転換され、１８の画像処理装置に
入力されるが、この画像処理には予め所定の微小
面積の走査線のパルス数としてのデジタル信号が
画像信号装置１９からの信号として入力されてい
るために、これら両者が比較されて比較結果が検
出装置２０に表示される。

第３図は画像処理装置における検出方法のブロ
ツク図、第４図は第３図各部におけるパルス波形
を示す。２１はレチクルマスク上を複数の走査線
で走査する走査信号でＡはその出力であり、２２
は一定のパルス波の基準信号Ｂであつて、２３の
AND回路で２１の走査信号がパルス化される。

２４はカウンターであつて、走査したパルス数
を走査線毎にカウントＣして第１のメモリー２５
にメモリーするが、このメモリーには同時に走査
信号からのトリガーによつて、走査開始時と走査
終了時のパルスＤが入力される。

２６は最初に設定される所定の微少面積のパタ
ーン図形をデジタル化したレジスターであり、相
当する信号Ｅは所定の走査数とパルス数とにデジ
タル化してある。

２７は第２のメモリー回路であつて、ここで
は、カウンター２４から初期値のみが書き込ま
れ、２８は比較回路であつて、第１のメモリー２
５と第２のメモリー回２７と所定の微少面積に相
当する図形レジスター２６とが比較されて異常値
の検出装置２９に出力されるが、同時にＸ−Ｙス
テージの位置情報３０とXYの重なり座標の情報
３１がAND回路３２を介して入力される。

又この際に異常値と判断するために或る程度の
マージンをもつて判断することが必要なため、３
３のマージン設定信号が入力され、マージンが加
味された検査結果が出力として検出される。

第５図１はレチクルマスク３５に、正規のパタ
ーン図形３６の外部に出つ張り部である黒の図形
３７と引つ込み部３８があるものとし、この図形
が所定の微少面積より小の場合の具体的な走査例
を示している。

走査は図のようにレチクルマスクを複数の区域
に分割して、それぞれの区域を走査するが、例え
ば走査区域をａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈと
分割して走査をすると、走査信号は第５図２のよ
うになり、この長さがパルス数としてカウントで
きる。

信号は第５図１の走査区域に対応する記号で表
示されている。

各ａ、ｂ、ｄ、ｆ、ｇ、ｈの走査信号はレチク
ルマスクの長さ方向は正規図形のため連続である
が、ｃとｄの走査信号には、正規パターン図形の
外部と内部に所定のパルス数より小である余分の
黒と引つ込み部に相当する余分の白の図形がある
ため、余分図形の長さだけ走査長さが伸縮する。

この際ｃの走査信号のパルス数とｂの走査信号
のパルス数との差は最小微小面積を走査するパル
ス数（この場合走査信号a.bに該当するパルス数）
より小さい故に異常と見做される。引つ込み部の
ｄの走査信号についても同様の比較検出で異常と
見做される。

基準信号は第６図にしめしてあり、第５図２に
しめす波形とのANDをとることによつて信号は
パルス化できることになる。

(g) 発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明のレチクル
マスクの検査装置を採用することにより、パター
ン図形の欠陥を容易且つ確実に検出する方法に供
し得るという効果大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を説明するための１部パ
ターンの模式図。第２図は本発明の検査装置のブ
ロツク図。第３図は画像処理の検出方法きブロツ
ク図。第４図は上記実施例の波形図。第５図は波
形信号図。第６図は基準信号図である。 図において１１はレチクルマスク、１２は照
明、１３は光学系、１４は受光系、１５は受光信
号、１６はＡ−Ｄ変換器、１７はビツトメモリ
ー、１８は画像処理装置、１９は画像信号装置、
２０は検出装置、２１は走査信号、２２は基準信
号、２３はAND回路、２４はカウンター、２５
は第１のメモリー回路、２６は所定の微少パター
ン図形レジスター、２７は第２のメモリー回路、
２８は比較回路、２９は検出装置、３０はＸ−Ｙ
ステージの位置情報、３１はXYの重なり座標の
情報、３２はAND回路、３３はマージン設定装
置、３５はレチクルマスク、３６はパターン、３
７は出つ張り部分、３８は引つ込み部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定の走査ピツチ幅で線状且つ平行に走査し
   ながらマスク面のポジテイブパターン図形を検査
   する際、該ポジテイブパターン図形を走査したパ
   ルス数をカウントし、該カウントしたパルス数を
   隣接する走査線で比較し、比較した該パルス数の
   差がパターン図形を構成する最小微小面積を走査
   するパルス数より小さく、パターン作成の許容誤
   差に該当するパルス数より大きい上記パターン図
   形を欠陥として検出することを特徴とするマスク
   の検査方法。