JPS6076606A - マスクの欠陥検査方法 - 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】 （発明の技術分野） この発明は塵埃の付着等による異物及びマスク洗浄工程
等により発生するキズ等のマスクの欠陥を、実際に感光
物に露光した後、現像して感光物の感光状態を検出する
ことによって検査するマスクの欠陥検査方法に関するも
のである。

（発明の背景） 近年ＬＳＩ、超ＬＳＩ１！！造工程で写真食刻工程は増
々精密化へと進み、回路パターンのノくターン幅も微細
化へと進んでいる。この場合、製造環境に浮遊し、また
は発生する塵埃等異物が写真食刻工程で投射物体すなわ
ちフォトマスク、レチクル（以下、マス多と称す。）Ｋ
付着することがある。

この様な異物の刺着したマスクを用いて縮少投影型露光
装Ｎ（いわゆるステッパー）によって露光を行った湯治
には全ての非光領域毎に欠陥が発生してしまい、製造さ
れた半尋体累子の歩留りの低下を招いてしまう。このた
め、マスク上の異物の有無を予め検査する必要がある。

従来マスク露光装置に載置して、マスクのパターンを感
光物に転写して、この感光物を検査してマスクの異物を
検査する方法としては、マスクのパターンをウェハに転
写し、このウェハを光学顕微鋳を使用して肉眼で検査す
る方法がある。この方法はマスクを露光装置に載置した
状態でマスクの欠陥検査が行なわれ、製造環境に即した
検査が行なわれるが、光学顕微鏝を使用して肉眼で検査
しているため、長時間を必要とし、さらに信頼性も低い
という欠点があった。又、マスク自体を検査する方式も
あるが、検査したマスクを露光装置に装着する段階に於
て塵坪等が付着する場合もあり、この方式でも欠陥のな
いＩＣを作るには十分ではなかった。

（発明の目的） この発明は、これらの欠点を解決して、高速で信頼性も
高く、かつ自動でマスクの異物の検査をすることができ
るマスクの欠陥検査方法を提供することを目的とするも
のである。

（発明の概要） この発明のマスクの欠陥検査方法はシリコン・オン・サ
ファイア（ＳＯＳ）あるいはガリウム・ガドミュウム・
ガーオツ）　（ＧＧＧ）等の透明半導体ウェハからなる
透光性基板上に１アルミニウム等の金属層とレジスト層
からなる非透光性の感光層または色素入りのレジスト層
からなる非透光性または半透光性の感光層を形成した感
光基板を露光装置の結像部例えばウエノ・ホルダーに載
置し、この感光基板の感光層に、露光装置の投影部例え
ばマスクホルダーに載置したマスクのパターンを露光し
、露光した感光基板を現像して、マスクのパターンに対
応したパターン以外の感光層を除去し、感光基板上に残
存する感光層によるパターンのコントラストに応じた画
像信号を発生させて、この画像信号に基いて感光基板上
のパターン中の欠点を検出することによって、マスクの
欠陥を検査する方法であり、透光性基板」に非透光性ま
たは半透光性の感光層を形成した感光基板の感光層にマ
スクのパターンを転写することにより、コントラストの
よい画像信号を得ることができる。

（実施例） この発明を実施例に基いて説明する。

第１図はガラス等からなる透光性基板１上に非透光性ま
たは半透光性のＮ膜からなる感光層２を形成した感光基
板を示す。透光性基板１は通常のマスク等に用いられる
ものと同一の材少のガラスやシリコン・メン・サファイ
アあるいはガリウム・ガドミュウム・ガーネット等の透
明半導体ウェハな用いる。ずなわち透光性基板１の形状
は通常のウェハと同一形状であるため写真食刻工程で使
用する露光装置の結像部に、そのまま載置することがで
きる。＃光層２は色素入りのレジストの薄膜を用いてい
る。

この感光基板を露光装置の結像部に載置して、露光装置
の投影部に載置した被検査マスクのパターンを転写する
。第２図はマスク３のパターンの一例を示す。図におい
て、６α、３ｂはマスク５に形成されている回路パター
ンであり、３ｃはマスク６上に付着した塵埃等の異物で
ある。このマスク６のパターンを露光装置によって感光
基板の感光層２に露光を行う。しかる後に露光した感光
基板を現像して、露光した感光層２を除去し、マスク６
のパターンに対応したパターンの感光層を感光基板上に
残存する。第６図にマスク３のパターンが残存する感光
基板を示す。図に示したように、マスク上の異物のレジ
スト像３Ｃ′と回路パターンのレジスト像３１Ｚ’　、
３ｂ’が形成される。８４図にマスク３のパターンが残
存する感光基板の側面図の一部を示す。感光基板の透光
性基板１上にマスク６のパターンに対応したパターンの
感光層４が残存している。

また第５図に感光層としてアルミニウム等の金属層５に
レジスト層を塗布した感光基板にマスク３のパターンを
転写した場合の側面図の一部を糸す。この場合は金属Ｎ
５の上にマスク３のパターンに対応したレジスト像６が
形成される。さらに、このレジスト像６をマスクとして
金属層５をエツチングして除去すると、年６図に示すよ
うに、透光性基板１上に非透光性の金属パターン像７が
形成される。

いずれの場合も転写パターン４，７は透光件基１１に対
して透光性がないか、または透光性が低いため、コント
ラストが良好になり、転写パターンの異物による欠点を
検出することが容易となる。

次に、前述のようにして作成した感光基板上の転写パタ
ーンの次点を検出してマスク上の異物を検出する検査方
法を示す。

第７図は感光基板上の転写パターンを検査する検査方法
の一笑施例の椴略措成を示す。図において８は照明光源
、９は前述した転写パターンを有する感光基板、１ｏは
照明光源８がらの透過照明光によって照明した感光基板
９の転写パターン像を、ＣＣＤまたは１１’Ｖからなる
イメージセンサ１１に結像する対物レンズである。イメ
ージセンサ１１は転写パターン像を走査して転写パター
ン像の明暗すなわち感光基板９のコントラストに応じた
時系列信号であるアナログ映像信号を出力する。

イメージセンサ１１がら出力されたアナログ映像信号は
２値化回路１２におい”ｃ１論理レベルに変換されて２
値化した画像信号として出力される。

この場合、コントラストの良好な前述感光基板９により
アナログ映像信号に十分なコントラストが得られ、２値
化回路１２によって容易に２値化することができる。２
値化した画像信号は特徴検知回路１６で、異物特有の特
徴を抽出して欠陥信号１４として出力される。即ち、一
般的にマスク又はレチクル上の異物がウェハ上に転写さ
れた場合には、その転写パターンの形状は回路パターン
の形状とは異った特徴を有している。例えばパターン設
計上の最小線幅よりも細かったり、パターンのエッチの
方向成分が不自然であったりする。これらの特徴を抽出
して欠陥信号１４を出力する。

この欠陥信号１４によってマスク上の異物情報な検知す
ることができる。

また感光基板９の透光性基板上に感光層として色素入り
のレジストの薄膜を使用し、光源８からの照明光をフィ
ルタを介１．た腎系の照明光として感光基板９に照射す
ると、イメージセンサ１１がも極めてコントラストの良
好なアナログ映像４８号を得ることができて、２値化回
路１２におゆる２値化が容易である。尚、このような特
徴検知回路１３の具体的な一例としては特開昭５７−１
９８８５１号公報に開示されたように、パターン線幅が
設計ルール通りに作られたか否刀）、あるいは孤立パタ
ーンか否かを調べるテンプＬ／　１．方式がそのまま利
用可能である。

次に第８図に感光基板の転写パターンの欠点を検出して
マスク上の異物を検出する方法の他の実施例の概略構成
を示す。図において第７図と同一ね号は同一構成を示す
。照明光源８からの照明光によって照明された感光基板
、９土の転写パターン像は対物レンズ１ｏを介してイメ
ージセンサ１１でアナログ映像信号に変換される。この
アナログ映倫信号は２値化回路１２に入力されて、２値
化した画像信号に変換して、比較器１８の一方の入力端
子に入力される。一方磁気テーフ１５にはマスクの回路
パターンの設計データが格納されている。計算機１６は
磁気テープ１５に格納しであるマスクの回路パターンの
設計データを読込み、回路パターン設計データを内部の
記憶装置に記憶する。こうして計算機１６に格納された
回路パターン設計データのうち検査マスクに対応した設
計データは設計イメージ展開回路１７に入力されて、前
記２値化した画像信号と同期して比較器１８の他方の入
力端子に入力されて、画像信号と比較される。

この設計イメージ展開回路１７としては、例えば特開昭
５７−１８８８２３号公報に開示されたように、フレー
ムメモリを用いて設計データに基づく設計上のパターン
を論理値ｒＯＪと「１」のビットパターンに展開する回
路がそのまま利用可能である。

そして、そのフレームメモリから、前記２値化した画像
信号と同期して、時系列な設計２値信号を読み出し、比
較器１８で比較すればよい。また、この際比較器１８中
に、特開昭５７−１８８８２３号公報にも開示されたよ
うな特徴検知回路を設け、設計−１のパターンとマスク
上のパターンとの特徴を検出１−で、その検出された特
徴が互いに等しいか否かを判断するようＫしてもよい。

その特徴検出の一例としては特開昭５８−２１１０７号
公報に開示されたように、パターンの角の有無や、その
角の角度や方向等を検知するようにしてもよい。その場
合、設計上のパターンの所定位置に存在する角が、転写
パターン像中の対応する位ｆｆＫ存在するか否かを調べ
たり、逆に転写パターン像中のある位負に異物（ゴミや
傷）の像が存在していることを検知したとき、設計上の
パターンの対応する位ＷＶｃ何らかのパターンが存在す
るか否かを調べたりすることによって検査することがで
きる。

また、他の比較方法として、２値化された画像信号から
１走査線中で論理値の反転する回数を計数し、その走査
線に対応したフレームメモリ上のビット列中で論理値の
反転する回数を計数しておき、両者の回数を比較するこ
とＫよっても異物の検出が可能である。

いずれにせよ比較器１８で比較された紡光基板９の転写
パターン像の情報と、マスクの設計パターンの情報とに
差がある場合には比較器１８がら欠陥信号１４が出力さ
れ、欠陥信号１４によって表示装置（図示して（・ない
。）に異物の情報を書き込むこ□とにより、イメージセ
ンサ１１の走査と同時にマスク上の異物を検出すること
ができる。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明によれば、透光性基板上に
非透光性または半透光性の感光層が形成された感光基板
にマスクのパターンを転写することｋよって、パターン
像として残存する非透光性または半透光性の感光層と透
光性基板の良好なコントラストを得ることができるため
、マスク上の異物検出を高信頼度で、かつ鉛時間に自動
で行なうことができる。

さらに感光基板としてウェハと同一形状の基板を用いて
Ｖ・るため、マスクのバター／を感光基板に露光するに
際して特別の露光装置を使用することないという効果も
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に使用する感光基板の一実施例の側面
図、記２図はマスクの平面図、第６図はｗＪ２図に示し
たマスクのパターンを転写した感光基板の平面図、第４
図はｌｉｉ＋ｌじくマスクのパターンを転写した感光基
板の一部側面図、第５図は金属ノ慴を設けた感光層を有
する感光基板にマスクのパターンを転写した感光基板の
一部（Ｉｌｌ１面図、第６図は第５図の感光基板の金属
層をエツチングして除去［、た感光基板の側面図、第７
図は、この発明実施例のブロック構成図、第８図は他の
実施例のブロックオ＾’ｔ　ｊＪＡ図である。 １・・・透光性基板、２・・・感光層、６・・・マスク
、６α。 ６ｂ・・・回路パターン、３ｃ・・・異物パターン、４
，６・・・感光層の残存パターン、５・・・金属層、７
・・・金属パターン、８・・・光源、９・・・感光基板
、１０・・・対物レンズ、１１・・・イメージセンサ、
１２・・・２値化回路、１３・・・％徴検知回路、１４
・・・欠陥信号、１５・・・磁気テープ、１６・・・ｌ
！′１′算機、１７・・・設計イメージ展開回路、１８
・・・比較器。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 ｔｈ８ 士８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、検査すべきマスクに描かれた所定のパターンを、透
   光性基板上に非透光性又は半透光性の感光層が形成され
   た感光基板に露光する露光工程と；露光した感光基板を
   現像し、前記マスクのパターンに対応して前記感光層を
   除去するパターン形成工程と；感光基板上に残存する感
   光層によるパターンのコントラストに応じた画像信号を
   発生させて、この画像信号に基いて前記残存感光層によ
   るパターン中から欠点を検出することによって、前記マ
   スクの欠陥を検査する欠点検出工程とからなることを特
   徴とするマスクの欠陥検査方法。 ２、感光基板の透光性基板がシリコン・オン・サファイ
   ア（ＳＯＳ）、あるいはガリウム・ガドミュウム・ガー
   ネット（Ｇ　Ｇ　Ｇ　）等の透明ウェハである特許請求
   の範囲第１項記載のマスクの欠陥検査−＃≧ヒ− ３、感光基板の感光層が色素入りのレジスト層である特
   許請求の範囲第１項または第２項記載のマスクの欠陥検
   査方法。 ４、感光基板の感光層がアルミ等の金属薄膜層上に感光
   レジスト層を重ねた２層構造を有する特許請求の範囲第
   １小又は第２項記載のマスクの欠陥検査方法。