JP2000193596A

JP2000193596A - 検査方法

Info

Publication number: JP2000193596A
Application number: JP36720098A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kanai; 秀樹金井; Iwao Tokawa; 巌東川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2000-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】許容できる欠陥レベルの厳密化に対し、微少な
欠陥の検査を容易に行う。【解決手段】フォトマスクに形成されたパターンの透過
光の光強度分布を第１の光学条件と第２の光学条件とで
求めるステップと、求められた光強度分布から第１の光
学条件による輪郭（ａ）と第２の光学条件による輪郭
（ｂ）とを求めるステップと、求められた二つの輪郭を
比較することによって、フォトマスクに形成されたパタ
ーンを検査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトマスク又は
半導体集積回路の製造過程における検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においては、回路を構
成する素子や配線などの高集積化、またデザインルール
が微細化が進められている。フォトマスクに形成された
回路パターンを半導体ウェハ上に転写するフォトリソグ
ラフィ技術においては、より微細なパターンの転写可能
性と転写精度の向上が追求されている。しかしながら、
素子のサイズは転写に用いられる露光光の波長以下にな
り、転写精度を向上させることは限界に近づきつつあ
る。例えば、ＥＷＳ（Engineering Work Station）のＣ
ＰＵに使用されるＲＩＳＣプロセッサの製造において
は、西暦２０００年にはゲート長（線幅）が０．１２μ
ｍになると言われている。

【０００３】より微細なパターン形状を正確にウェハ上
に形成するために、露光時の誤差要因を許容する余裕す
なわち露光裕度を有するようにパターン設計がなされ
る。誤差要因とは、具体的には露光量の設定値からのズ
レ、フォーカスのバラツキ等である。

【０００４】また、パターンを転写する原版となるフォ
トマスクについても、以下のことが求められている。第
１にさらに高精度なパターンの形成、すなわちパターン
線幅を誤差無く制御すること。第２により微少なマスク
欠陥まで保証することである。

【０００５】フォトマスクに、設計上では存在しない位
置に開口部又は遮光部のパターンが発生したり、一部の
パターンが欠けたり、あるいは線幅の凹凸が存在する
と、所望のパターンが所望の精度で半導体ウェハ上に転
写されない。線幅等のサイズの異常やパターン位置の異
常、あるいは半透明の異物の付着等も本来意図したパタ
ーンの転写を実現することができない。さらに位相シフ
トマスクでは、位相や透過率の部分的な異常も転写パタ
ーンを所望に形成できない原因となる。

【０００６】これらマスク欠陥は、共通に転写パターン
の異常の原因となるため、従来から無欠陥マスクの製造
が行われてきた。また、マスク欠陥検査と共に、あるい
は別個に転写パターンによる確認もなされている。

【０００７】ところがデザインルールの微細化に伴い、
許容できる欠陥のレベルはより厳しくなっており、より
微細な欠陥を検査しなければならない。ところが、微細
な欠陥を検査するのは困難であり、検査を迅速に行うこ
とは困難であるという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、デザ
インルールの微細化に伴い、フォトマスク又は半導体基
板上のパターンに対して許容できる欠陥もより微細にな
り、微細な欠陥を検査することが困難であるという問題
があった。

【０００９】本発明の目的は、デザインルールの微細化
に伴う、許容できる欠陥レベルの厳密化に対し、微少な
欠陥の検査を容易に行い得る検査方法を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】［構成］本発明は、上記
目的を達成するために以下のように構成されている。

【００１１】（１）本発明（請求項１）の検査方法
は、パターンが形成された被検査試料の複数の反射像又
は透過像を複数の光学条件で求め、求められたそれぞれ
の像を比較することによって、前記被検査試料に形成さ
れたパターンの検査を行うことを特徴とする。

【００１２】（２）本発明（請求項２）の検査方法
は、被検査試料に形成されたパターンの反射像又は透過
像を複数の光学条件で測定するステップと、各光学条件
毎に測定された像からパターンに対応する輪郭を求める
ステップと、求められたそれぞれの輪郭の差を演算し、
演算された差が設定値以上であった箇所を前記被検査試
料に形成されたパターンの異常パターン部として検出す
ることを特徴とする。

【００１３】（３）本発明（請求項３）の検査方法
は、パターンが形成された被検査試料からの反射光又は
透過光の光強度分布を測定するステップと、前記光強度
分布から第１及び第２のしきい値を境にして前記パター
ンに相当する第１及び第２の輪郭を抽出するステップ
と、第１の輪郭と第２の輪郭との差を演算し、演算され
た差が設定値以上であった箇所を前記被検査試料に形成
されたパターンの異常パターン部として検出することを
特徴とする。

【００１４】なお、（１）〜（３）において、光学条件
とは、被処理基板に対して照射する光のフォーカス、照
明、露光波長を単独又は組みあわせたものである。

【００１５】（４）本発明（請求項４）の検査方法
は、フォトマスクに形成されたパターンに相似な形状の
パターンを被検査試料に複数の条件で形成し、それぞれ
の条件で前記被検査試料に形成されたパターン同士を比
較することによって、前記フォトマスクに形成されたパ
ターンを検査することを特徴とする。

【００１６】なお、フォトマスクに形成されたパターン
に相似な形状のパターンを形成するに際し、感光性材料
にパターンを転写する、又は該感光性材料に転写された
パターンをマスクに被検査基板をエッチングして形成す
るそして、複数の条件とは、露光量、フォーカス、照明
露光波長、感光性材料、該感光性材料の処理条件、非露
光基板を単独又は組みあわせたものである。

【００１７】［作用］本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。

【００１８】複数の光学条件で反射像（反射光の強度分
布）又は透過像（透過光の強度分布）を求め、求められ
た像（光強度）からパターンの輪郭を求めることによっ
て、比較対照となる設計データや異なる箇所の同一セル
を必要としない検査が可能となり、検査が容易となる。

【００１９】また、パターンの変動が顕著に現れる光学
条件で、反射像（反射光の強度分布）又は透過像（透過
光の強度分布）を求めることによって、微少な欠陥の検
出が可能となり、検査のレベルを向上させることができ
る。

【００２０】この結果をマスクの管理手法として利用
し、記憶してある欠陥座標に基づいて、欠陥部分を観察
する、もしくは寸法を測定して誤差を検出することによ
り、より精度の高いマスクの保証が可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。

【００２２】［第１実施形態］図１は本発明の第１実施
形態に係わる検査装置の概略構成を示す図である。

【００２３】ステージ制御ユニット２０からの命令によ
りＸ，Ｙ方向及びＺ方向（上下）に移動するステージ１
９上に載置されたマスク１８に対して波長２４８ｎｍの
レーザー光を照射するＫｒＦエキシマレーザ光源１１が
設けられている。

【００２４】ここで、マスクは石英基板上のクロム膜に
パターンが形成された、いわゆるクロムマスクを用い
た。したがって、石英が露出した白い部分とクロムで覆
われた黒い部分からなる白黒パターンが形成されてい
る。

【００２５】レーザー光源１１とマスク１８との間の光
路上に、レンズ１２、照明側絞り（σ絞り）１３、イン
テグレータ１４、レンズ１５、ミラー１６及びコンデン
サレンズ１７が配置されている。なお、インテグレータ
１４は光源１１から照射された光の強度をモニタしてい
る。

【００２６】ステージ１９は、ステージ制御ユニット２
０に設定された速度で移動しており、光源からの光によ
ってマスク１８表面の所定領域が定速で走査される。マ
スク１８を透過した透過光はコンデンサレンズ２１を通
りハーフミラー２４ａを介して、ラインセンサ２５に入
射して、光強度が測定される。ここで、透過光はマスク
１８上のパターンにより回折するが、結像側絞り（ＮＡ
絞り）２２によりラインセンサ２５上に結像する回折光
を制限している。

【００２７】ラインセンサ２５には演算ＥＷＳ２６が接
続されており、インテグレータ１４によってモニタした
光源強度に応じて、測定した反射光強度を補正する。ま
た、測定された反射光の強度から強度プロファイルを計
算し、あらかじめ設定した光強度レベルの情報から、マ
スク１８上に形成されているパターンの輪郭を検出する
機能を備えている。

【００２８】なお、ハーフミラー２４ａを透過した光
は、ハーフミラー２４ｂを介してオートフォーカス検出
用のセンサ２７に入射する。ステージ１９を上下に移動
させつつセンサ２７に入射する光の強度を検出すること
によって、マスク１８上パターンからの透過光のコント
ラストを測定してフォーカスを決定している。

【００２９】また、ハーフミラー２４ｂを透過した光
は、ハーフミラー２４ｃを介して、測定領域を観察する
ためのＴＶカメラ２８に入射する。絞り制御ユニット２
３は、照明側絞り１３及び結像側絞り２２を設定条件に
合わせて交換する機能を有する。

【００３０】コンデンサレンズ２１及び結像側絞り２２
からなる光学系はマスク１８上のパターンを４０倍に拡
大し、ラインセンサ２５に投影する。ラインセンサ２５
の１ピクセル（画素）の幅は４μｍで、マスク１８上で
は０．１μｍに相当する。

【００３１】ここで、パターンの外形を算出するため
に、マスク１８上０．１μｍ刻みの強度データを補完し
て、分解能の高い、例えば０．０２μｍ刻みのデータに
する機能を備えてもよい。但し、補完のための演算処理
を行うことにより検査時間が増大するという弊害も生じ
る。

【００３２】本検査装置を用いて以下の手順で検査を行
う。先ず、ステージ１９を上下に移動させつつ、マスク
１８を透過する光の強度をセンサ２７によって検出する
ことで、ＳＮ比がもっとも大きくなる位置を検出するこ
とより、マスク１８に焦点を合わせる。

【００３３】次いで、第１の光学条件として、検査装置
の光学条件のＮＡ（開口数）が０．８、σ（コヒーレン
シィ）が０．２５になるよう、照明側絞り１３及び結像
側絞り２２を設定した。次いで、マスク１８上の所定領
域に対して、ステージ１９を所定の速度で移動させるこ
とにより、マスク１８の所定領域からの反射光をライン
センサ２５で測定した。測定した光強度はピクセル毎に
演算ＥＷＳ２６に保存した。これをマスク１８のパター
ン領域全てに対して行った。

【００３４】予めマスク１８上の所定領域内に対して、
測定光強度の最大値と最小値を算出し、パターン寸法が
所望値になる光強度レベルを演算ＥＷＳ２６において計
算しておく。測定した反射光の強度から強度プロファイ
ルを計算し、あらかじめ設定した光強度レベルをしきい
値として、パターンの輪郭を算出する。

【００３５】ライン＆スペース・パターンに対して、光
強度を測定し、輪郭を検出した例を図２（ａ）に示す。
なお、図２において、３１は遮蔽部に対応するパター
ン、３２は開口部に対応するパターンである。パターン
はラインとスペースの比率が１：１で、ライン幅０．６
μｍである。ここで、ピクセル毎に測定した光強度を２
５６階調に分解してピクセル毎のＳＮ比を向上させる手
法を用いた。

【００３６】次に、第１の光学条件（ＮＡ＝０．８，σ
＝０．２５）と異なる、第２の光学条件として、ＮＡ＝
０．２、σ＝０．２５の条件で検査を行った。第１の光
学条件とＮＡの値は照明側絞り１３を交換することによ
り可変としている。

【００３７】第１の光学条件と同様に、マスク１８のパ
ターン領域全てに対して光強度を測定した後、パターン
の輪郭を算出した。算出によって得られたパターンの輪
郭を図２（ｂ）に示す。

【００３８】次に第１と第２の光学条件の輪郭の差を演
算ＥＷＳ２６内の比較演算回路で算出し、あらかじめ設
定された基準値以上である欠陥部分を検出した。また、
そのときの座標はステージ制御ユニット２０より求めら
れ、欠陥座標情報として演算ＥＷＳ２６と異なる図示さ
れていないＥＷＳ内に記憶させた。

【００３９】ライン＆スペースパターンでは、第２の光
学条件よりもＮＡの大きい第１の光学条件の方が、マス
クのラインの寸法変動に対して光強度プロファイルの変
動が小さい。したがって、黒欠陥があるパターンでは、
第１の光学条件では、図２（ａ）に示すように、欠陥部
３３に欠陥がほとんど見えないのに対し、第２の光学条
件では図２（ｂ）に示すように、欠陥部３３に欠陥が顕
著に現れる。

【００４０】０．１μｍ刻みのデータはマスク検査の分
解能として不足である。しかしながら、本発明では条件
を変えることにより、微小な欠陥部分を顕在化して検出
することが可能である。さらに、本方法では同一のパタ
ーンのみで検査が可能である。したがって、設計データ
や同一の設計データである他のセルパターンとの比較の
必要がなく、より簡便に検査が可能である。

【００４１】［第２実施形態］第１実施形態では、結像
側絞り２２を変更しＮＡを変えることにより、欠陥を顕
在化させた。但し、条件によっては、検査装置の光学条
件は同一で、測定した光強度からパターンの輪郭を決定
する光強度レベル（しきい値）を変更するのみで、欠陥
を顕在化させることが可能である。

【００４２】予めマスク上の所定領域内に対して、測定
光強度の最大値と最小値を算出し、最大値と最小値の差
を１００としたときに、最小値足す３５を第１の光強度
レベル、最小値足す３０を第２の光強度レベルとした。
第１及び第２の光強度レベルを用いてパターンの輪郭を
算出した。

【００４３】第１の光強度レベルの欠陥パターンの輪郭
を図３（ａ）、第２の光強度レベルの輪郭を図３（ｂ）
に示す。ここで、全体的に第２の光強度レベルのときの
輪郭の方がライン部分３１の幅が広いことがわかる。

【００４４】欠陥のないライン部分における輪郭の差を
許容するような基準値を設定し、基準値以上である欠陥
部分３４を検出した。

【００４５】マスクのライン幅が太った場合に、光強度
プロファイルの輪郭の変動が大きくなる光学条件を選択
する。ライン幅が太い箇所、すなわち黒欠陥が存在する
ラインでは、正常なライン部分に比べて、光強度レベル
を変えたときの輪郭の変動が大きい。従って、欠陥があ
るパターンでは、第１の光強度レベルでは、図３（ａ）
に示すように、欠陥部３４に欠陥がほとんど見えないの
に対し、第２の光強度レベルでは図３（ｂ）に示すよう
に、欠陥部３４に欠陥が顕著に現れている。よって、輪
郭の差を演算ＥＷＳにより算出することにより検出が可
能である。

【００４６】検査時の光学条件等を調整することによ
り、欠陥部分を顕在化して検出することが可能である。
さらに、本方法では同一のパターンのみで検査が可能で
ある。したがって、設計データや同一の設計データであ
る他のセルパターンとの比較の必要がなく、より簡便に
検査が可能である。

【００４７】［第３実施形態］図４は、本発明の第３実
施形態に係わる検査装置の概略構成を示す図である。な
お、図４において、図１と同一なものには同一符号を付
し、その詳細な説明を省略する。本装置の光学系の構成
は、光源は同一であるが、光学系及び測定系まで二つの
ユニットを有しており、die to die方式の検査装置とな
っている。

【００４８】ウェハ４４に対して波長２４８ｎｍのレー
ザー光を照射するＫｒＦエキシマレーザー光源１１が設
けられている。レーザー光源１１とウェハ４４との間の
光路上に、レンズ１２ａ，１２ｂ、照明側絞り（σ絞
り）１３ａ，ｂ、インテグレータ１４ａ，ｂ、レンズ１
５ａ，ｂ、ハーフミラー４１ａ，ｂ及び投影レンズ４２
ａ，ｂが配置されている。ステージ１９は、ステージ制
御ユニット２０に設定された速度で移動しており、ウェ
ハ４４の所定領域を定速で走査する。

【００４９】ウェハ４４からの反射光は、投影レンズ４
２ａ，ｂを通り、ハーフミラー４１ａ，ｂ及びハーフミ
ラー４５ａ，ｂを介して、ラインセンサ２５に入射し
て、光強度が測定される。また、図１の検査装置と同様
に、ハーフミラー４６ａ，ｂ及び４７ａ，ｂを介した光
を測定するオートフォーカス検出用のセンサ２７及びＴ
Ｖカメラ２８が備えられている。

【００５０】ラインセンサ２５には演算ＥＷＳ２６が接
続されており、測定された反射光の強度から強度プロフ
ァイルを計算し、あらかじめ設定した光強度レベルの情
報から、パターンの輪郭を検出する。

【００５１】投影レンズ４２ａ，ｂ及び投影側絞り４３
ａ，ｂからなる光学系は、ウェハ上のパターンを１００
倍に拡大して、ラインセンサ２５ａ，ｂに投影する。ラ
インセンサ２５の１ピクセル（画素）は４μｍで、ウェ
ハ４４上では０．０４μｍに相当する。

【００５２】次に、検査に用いるウェハに露光を行う工
程について説明する。ここで、ウェハ４４はＳｉウェハ
上にポリシリコン膜を２００ｎｍ厚に形成したものを用
いた。

【００５３】先ず、ウェハ４４上にポジ型レジスト膜を
３００ｎｍ厚に塗布した後、９０℃、１２０ｓｅｃの条
件でベーキングを行った。次にＫｒＦエキシマレーザー
（波長２４８ｎｍ）を光源とする露光装置にウェハを搬
送し、フォトマスクのパターンを転写した。ここで、露
光条件はＮＡ（閉口数）を０．６、外径のσ（コヒーレ
ンシィ）＝０．７５、内径のσ＝０．５、遮蔽率２／３
の輪帯照明を使用した。

【００５４】フォトマスク上５０ｍｍ角のパターン領域
を１／４に縮小し、ウェハに対して１２．５ｍｍ角のパ
ターンにして転写した。ここで、ウェハに対して１５ｍ
ｍピッチで露光量を異ならせて転写を行った。すなわち
ウェハセンターに露光量３０ｍＪ／ｃｍ²で露光し、そ
の１５ｍｍ横に３２ｍＪ／ｃｍ²、というように露光量
を２ｍＪ／ｃｍ²刻みで変化させた。

【００５５】次いで、ウェハを露光装置より搬出し、露
光後ベーク（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）を１１０
℃、１２０ｓｅｃの条件で行った後、アルカリ現像液を
用いて現像し、感光部のレジストを溶解させレジストパ
ターンを形成した。

【００５６】次に検査工程について説明する。図５に、
チップ１とチップ２における正常パターン部Ａと白欠陥
のある欠陥パターンＢ部の比較を示す。パターン５１が
レジスト部分である。チップ１は上述の露光条件で露光
量３０ｍＪ／ｃｍ²、チップ２は露光量３２ｍＪ／ｃｍ
²とした。また、ラインの寸法は０．１５μｍである。
あらかじめ光強度レベルを設定し、パターンの輪郭を算
出した。

【００５７】露光量が異なるチップから得られた正常パ
ターン部Ａの輪郭は、露光量の差がラインの幅の差とな
って現れる。但し、チップ１とチップ２では、ピクセル
が荒いためにその差が現れない。

【００５８】これに対し、チップ１及びチップ２の異常
パターン部Ｂから得られた輪郭では、欠陥部分３５が単
なるライン幅の差以上に大きい差となって現れているこ
とがわかる。そこで、欠陥のないライン部分における輪
郭の差を許容するような基準値を設定し、基準値以上で
ある欠陥部分を検出した。

【００５９】ここで、露光量の異なる条件のチップを比
較することにより、欠陥を検出したが、他の光学条件、
例えば、ＮＡ、σ、露光波長等が異なる条件で露光を行
って得られたチップ間で比較を行ってもよい。

【００６０】ＮＡ、σが異なる条件で欠陥パターンをウ
ェハ上に転写した場合の、光強度のプロファイルの計算
例を図６に示す。図６（ａ）に計算に用いた欠陥パター
ンを示し、図６（ｂ），（ｃ）は光強度の等高線を示
す。ライン及びスペース寸法は、各々ウェハ上寸法で
０．２０μｍであり、中央のラインにウェハ上換算で７
５ｎｍ角の白欠陥を配置している。１／４縮小の露光装
置を想定しており、白欠陥サイズはマスク上では３００
ｎｍ角である。

【００６１】転写された光強度を図６（ａ），（ｃ）に
示す。図６（ｂ）では、ＮＡ＝０．６，σ＝０．７５の
照明条件で行った計算結果であり、図６（ｃ）はＮＡ＝
０．６，σ＝０．３で行った結果である。

【００６２】また、ここでは、レジストパターンの検査
を行ったが、ポリシリコンパターンの検査を行っても良
い。すなわち、レジストパターンの形成後、これをマス
クにポリシリコン膜をＲＩＥ（反応性イオンエッチン
グ）し、ポリシリコンパターンを形成した後、レジスト
を過酸化水素水及び硫酸の混合液に浸すなどしてレジス
トを剥離したウェハを用いても良い。

【００６３】マスクのライン幅が太った場合に、光強度
プロファイルの輪郭の変動が大きくなる光学条件を選択
する。ライン部が太い箇所すなわち黒欠陥が存在するラ
インでは、正常なライン部分に比べて、光強度レベルを
変えたときの輪郭の変動が大きい。したがって、輪郭の
差を演算ＥＷＳにより算出することにより検出が可能で
ある。

【００６４】ライン幅０．１５μｍに対して、ピクセル
サイズ０．０４μｍと極めて荒いピクセルでの検査とな
る。ところが、条件を変えることにより、欠陥部分を顕
在化して検出することが可能であり、ピクセルサイズに
対して微少な欠陥についても検出可能である。線幅の誤
差や半透明の欠陥等についても検査レベルを大幅に向上
させることが可能である。

【００６５】また、本方法では同一のパターンのみで検
査が可能である。したがって、設計データや同一の設計
データである他のセルパターンとの比較の必要がなく、
より簡便に検査が可能である。

【００６６】さらに、この結果をマスクの管理手法とし
て利用し、記憶した欠陥座標に基づいて、欠陥部分をＳ
ＥＭ（走査型電子顕微鏡）やＡＦＭ（原子間力顕微鏡）
等で観察する、もしくは寸法を測定して誤差を検出する
ことにより、より精度の高いマスクの保証が可能とな
る。

【００６７】［第４実施形態］第３実施形態において、
マスク及びウェハのパターンに同一セルの繰り返しが存
在する場合、他のセルとの比較を行うことも可能であ
る。

【００６８】すなわち、図５において、チップ１の正常
パターン部Ａとチップ２の欠陥パターン部Ｂとや、チッ
プ２の正常パターン部Ａとチップ１の欠陥パターン部Ｂ
とを比較するといった、同一パターンだが異なるセルを
比較することで、欠陥を検出することができる。

【００６９】本方法でも、チップ１の正常パターン部Ａ
と欠陥パターン部Ｂとのように、輪郭の変動が比較的緩
やかな条件と顕在化させる条件のセルの比較、または輪
郭の変動を顕在化させる条件で露光したセル同士の比較
を行うことにより、欠陥の検査レベルを向上させること
ができる。

【００７０】［第５実施形態］第１〜４実施形態におい
て、測定して得たパターンの輪郭と設計データそのも
の、もしくは設計データから光学条件を考慮した計算に
より求めた輪郭との比較を行ってもよい。

【００７１】図７（ａ）は設計データ、図７（ｂ）は設
計データより数値計算して求めたパターンの輪郭であ
る。図７（ｃ）が図７（ｂ）をビットマップデータに換
算したもの。図７（ｄ）は実際に測定して求めたパター
ン輪郭を示している。検査の光学条件はＮＡ＝０．８、
σ＝０．２５である。

【００７２】図７（ｃ）に示すビットマップデータと図
７（ｄ）に示す測定したパターンの輪郭に対して、第１
〜４実施形態と同様に比較演算回路中で差を算出し、欠
陥を検出した。

【００７３】ここで、図７（ａ）に示す設計データと、
図７（ｄ）のパターン輪郭の比較を行ってもよい。しか
しながら、コーナーの丸み、及び大面積の遮光（黒）部
分とラインとの接続部の近傍でラインが細るのがわか
る。このラインの細りの原因は光近接効果と呼ばれ、パ
ターンの投影像が元のパターンを忠実に再現しない問題
である。これは微細なパターンになるとより顕在化す
る。設計データと比較した場合に、これらの疑似欠陥も
検出してしまう。これを防止するためには、図７（ｂ）
にあるパターン輪郭の計算値との比較を行う方が望まし
い。

【００７４】設計データから作成した像の輪郭と比較す
ることにより、二つ以上の条件で測定を行う必要がな
い。

【００７５】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、ここで透過光あるいは反射光
強度の測定にラインセンサを用いたが、これはＴＤＩ
（TimeDelay Integration）タイプのＣＣＤセンサや通
常のＣＣＤセンサがある。また、ラインセンサではなく
二次元のＣＣＤセンサを用いて二次元の画像データとし
て測定してもよい。また、走査光学系を構成し、ライン
センサの替わりにフォトマルを用いても良い。

【００７６】さらに、マスクとレーザー光源間及びマス
クとセンサ間に共焦点型の光学系を配置しても良い。共
焦点型の光学系を用いると基板からの透過光あるいは反
射光を高感度に検出することが可能となる。

【００７７】また、光源の波長は２４８ｎｍに限定する
ものではないし、検査光学系の条件も照明側絞りを輪帯
絞り、暗視野絞りにする等の変更が可能である。

【００７８】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することが可能である。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の光学条件で反射像（反射光の強度分布）又は透過像
（透過光の強度分布）を求め、求められた像（光強度）
からパターンの輪郭を求めることによって、比較対照と
なる設計データや異なる箇所の同一セルを必要としない
検査が可能となり、検査が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係わる検査装置の概略構成を示
す図。

【図２】第１実施形態に係わる検査方法により得られた
光強度プロファイルから検出されたマスクパターンの輪
郭を示す図。

【図３】第２実施形態に係わる検査方法により得られた
マスクパターンの輪郭を示す図。

【図４】第３実施形態に係わる検査装置の概略構成を示
す図。

【図５】第３実施形態に係わる検査方法により得られら
たレジストパターンの輪郭を示す図。

【図６】第３実施形態に係わる検査方法により得られら
たレジストパターンの輪郭を示す図。

【図７】第５実施形態に係わる検査方法により得られた
マスクパターンの輪郭を示す図。

【符号の説明】

１１…ＡｒＦエキシマレーザ光源１２…レンズ１３…照明側絞り１４…インテグレータ１５…レンズ１６…ミラー１７…コンデンサレンズ１８…マスク１９…ステージ２０…ステージ制御ユニット２１…投影レンズ２２…結像側絞り２３…絞り制御ユニット２５…ＣＣＤラインセンサ２６…演算ＥＷＳ２７…センサ２８…ＴＶカメラ１６，２４，４１，４５，４６，４７…ハーフミラー４２…投影レンズ４３…絞り４４…ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G051 AA51 AA56 AA90 AB02 BA10 CA03 CA04 CB01 CB02 CC07 EA14 ED11 ED14 ED30 2H095 BD04 BD16 BD20 BD22 BD26 BD27 5B057 AA03 BA15 DA03 DB02 DC32 DC36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パターンが形成された被検査試料の複数の
反射像又は透過像を複数の光学条件で求め、求められた
それぞれの像を比較することによって、前記被検査試料
に形成されたパターンの検査を行うことを特徴とする検
査方法。
【請求項２】被検査試料に形成されたパターンの反射像
又は透過像を複数の光学条件で測定するステップと、各
光学条件毎に測定された像からパターンに対応する輪郭
を求めるステップと、求められたそれぞれの輪郭の差を
演算し、演算された差が設定値以上であった箇所を前記
被検査試料に形成されたパターンの異常パターン部とし
て検出することを特徴とする検査方法。
【請求項３】パターンが形成された被検査試料からの反
射光又は透過光の光強度分布を測定するステップと、前
記光強度分布から複数のしきい値を境にして前記パター
ンに相当する複数の輪郭を抽出するステップと、抽出さ
れたそれぞれの輪郭の差を演算し、演算された差が設定
値以上であった箇所を前記被検査試料に形成されたパタ
ーンの異常パターン部として検出することを特徴とする
検査方法。
【請求項４】フォトマスクに形成されたパターンに相似
な形状のパターンを被検査試料に複数の条件で形成し、
それぞれの条件で前記被検査試料に形成されたパターン
同士を比較することによって、前記フォトマスクに形成
されたパターンを検査することを特徴とする検査方法。