JP2004219597A - Mask defect inspection apparatus and mask defect inspection method - Google Patents

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JP2004219597A JP2003005276A JP2003005276A JP2004219597A JP 2004219597 A JP2004219597 A JP 2004219597A JP 2003005276 A JP2003005276 A JP 2003005276A JP 2003005276 A JP2003005276 A JP 2003005276A JP 2004219597 A JP2004219597 A JP 2004219597A
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Kiichi Ishikawa
喜一 石川
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Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mask defect inspection apparatus, capable of detecting any defect of various kinds of patterns formed in a mask, at high sensitivity. <P>SOLUTION: The mask defect inspection device includes a photoelectric conversion element 6 for obtaining a mask image transmitted through a mask 2 to be inspected, an A/D conversion circuit 7 for generating multi-gradation mask image data corresponding to the obtained mask image, a multi-gradation generation part 8 for generating mask reference data by the multi-gradation of 2-gradation mask design data corresponding to the mask to be inspected, and a comparison circuit 9, which extracts a line connecting a predetermined specified gradation value part, as the pattern contour line, from the mask image data generated by the A/D conversion circuit 7, which extracts a line connecting a prescribed gradation value part, as the pattern contour line, from the mask reference data generated by the multi-gradation generation part 8, and which detects the defect of the mask 2 to be inspected, on the basis of the comparison result on the lengths of these pattern contour lines. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスク欠陥検査装置及びマスク欠陥検査方法に係り、特に、マスク内での局所的な線幅エラーなどの欠陥(サイズ欠陥)を検出する際に用いて好適な装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体の微細化に伴い、露光用のフォトマスク上に形成されるパターンのサイズは縮小化の一途を辿っている。近年はマスクパターンのデザインルールの微細化が更に加速し、各種半導体装置の開発スピードも加速している。その一方で、露光装置の短波長化については技術的な困難さから開発が追いついていない。そこで露光装置の延命策として超解像技術が広く用いられている。
【0003】
超解像技術は、パターンの微細化が可能となるメリットがある反面、露光波長を短波長化して形成した場合と比較すると、マスク上に生じる線幅エラーや欠陥等がウエハに転写される線幅に与える影響が大きいというデメリットがある。したがって、その分だけ高精度で無欠陥なマスクが必要とされており、マスク欠陥検査においては、更なる欠陥検出感度の向上が必要となっている。特にパターンサイズが露光波長と同等、若しくはそれ以下となるパターンを形成する場合は、マスク線幅変動に対する転写性への影響が大きく、マスク欠陥検査において局所的な線幅エラーの欠陥を検出する必要性が高まっている。
【0004】
マスク欠陥検査に関する従来技術としては、マスク内で或る領域(パターン)を透過する光の透過量を積算し、この積算した透過量をマスク設計データに基づく参照データと比較してパターンの欠陥を検出する方法が知られている(特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−82947号公報(請求項1、請求項3、図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、複数のチップが1枚のマスク上に含まれる場合は、チップ同士の或る領域同士を単純に光透過量を積算して比較すればよいが、積算した光透過量を上記参照データと比較する場合は、パターンの大きさに応じて光透過量を補正する必要がある。また、上記従来技術は、マスク内に形成された各種のパターンのうち、光透過性を有する白抜きパターンや半透明のパターンのような、いわゆる閉じたパターンを検査対象としており、遮光性を有する線状のパターンなどには適用できず、よって線幅エラーなどの欠陥検出に対応できないという欠点がある。また、他の方法として、被検査マスクのイメージデータをマスク設計データと照らし合わせてパターンのエッジ位置のずれ量を求め、このずれ量が予め設定された閾値を越えた場合に欠陥として検出する方法も考えられるが、この方法ではパターンのエッジ位置を正確に抽出することが難しく、結果として欠陥の検出感度が低いという問題がある。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、マスク内に形成された各種のパターンの欠陥を高感度に検出することができるマスク欠陥検査装置及びマスク欠陥検査方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るマスク欠陥検査装置は、被検査マスクを透過したマスクイメージを取得して多階調のマスクイメージデータを生成する第1の生成手段と、被検査マスクに対応する2階調のマスク設計データを多階調化してマスク基準データを生成する第2の生成手段と、第1の生成手段で生成したマスクイメージデータから、予め決められた所定の階調値部分を結ぶ線をパターン輪郭線として抽出する第1の抽出手段と、第2の生成手段で生成したマスク基準データから、所定の階調値部分を結ぶ線をパターン輪郭線として抽出する第2の抽出手段と、第1の抽出手段で抽出したパターン輪郭線の長さと第2の抽出手段で抽出したパターン輪郭線の長さとを比較し、この比較結果に基づいて被検査マスクの欠陥検出を行う欠陥検出手段とを備えた構成となっている。
【0009】
上記構成のマスク欠陥検査装置においては、被検査マスクを透過したマスクイメージが第1の生成手段で取得されるとともに、当該第1の生成手段でマスクイメージに対応した多階調のマスクイメージデータが生成される。また、被検査マスクに対応する2階調のマスク設計データが第2の生成手段で多階調化されるとともに、当該第2の生成手段でマスク設計データに対応した多階調のマスク基準データが生成される。また、第1の生成手段で生成されたマスクイメージデータからは、第1の抽出手段によってパターン輪郭線が抽出され、第2の生成手段で生成されたマスク基準データからは、第2の抽出手段によってパターン輪郭線が抽出される。そして、各々のパターン輪郭線の長さが欠陥検出手段で比較され、この比較結果に基づいて被検査マスクの欠陥検出が行われる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0011】
図1は本発明の実施形態に係るマスク欠陥検査装置の構成例を示す概略図である。図1において、光源1は、被検査マスク2に対して、欠陥検査のための検査光を出射するものである。光源1から出射される検査光としては、例えば波長が266nmの光を用いることができる。光源1と被検査マスク2との間には集光レンズ3が配設されている。
【0012】
被検査マスク2には、例えば、遮光性のパターン部を含むマスクパターンをガラス等の透明基板上に形成した光透過型フォトマスクが用いられる。被検査マスク2は、水平2軸方向(XY方向)に移動可能な検査ステージ4に水平にセットされる。この検査ステージ4を間に挟んで集光レンズ3の反対側(検査ステージ4の下方)には結像レンズ(対物レンズ)5が配設されている。結像レンズ5は、被検査マスク2を透過した光をイメージ取り込み用の光電変換素子6の受光面に結像させるものである。光電変換素子6は、被検査マスク2を透過した光を受光することにより、マスク上のパターン形状に応じたマスクイメージを取得するものである。
【0013】
光電変換素子6としては、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサを用いることができる。また、結像レンズ5による透過光イメージのフォーカス位置は、図示しないフォーカス制御回路によって結像レンズ5を光軸方向に移動させることにより自動調整可能となっている。なお、被検査マスク2は、光透過型フォトマスク以外にも、例えば、電子線露光用マスクであってもよく、その場合は電子線露光用マスクを透過した電子線のマスクイメージを光電変換素子6で取り込むことになる。
【0014】
光電変換素子6は、その受光面上で区画された複数の微小エリア(読み取り画素)ごとの受光量に応じて、アナログのイメージデータ(画像信号)を生成する。これに対して、A/D変換回路(アナログ/デジタル変換回路)7は、光電変換素子6から生成されたアナログのイメージデータをデジタル化して、2次元の多階調のイメージデータ(以下、マスクイメージデータとも記す)を生成するものである。A/D変換回路7は、上記光電変換素子6を含む検査光学系とともに第1の生成手段を構成するものである。A/D変換回路7で生成されたマスクイメージデータは、多階調生成部8と比較回路9にそれぞれ供給される。
【0015】
多階調生成部8は、被検査マスク2のマスクパターンを形成する際の基準となる2階調のマスク設計データ(CADデータ等)から、上記マスクイメージデータとの比較対象となる多階調のマスク基準データを生成するものである。このマスク基準データを生成するにあたって、多階調生成部8は、マスク基準データの階調数がマスクイメージデータの階調数と同等数となるように、2階調のマスク設計データを多階調化するイメージ処理を行う。例えば、A/D変換回路7で生成されたマスクイメージデータの階調数が8階調であるとすると、多階調生成部8では、その階調数に合わせて2階調(白/黒)のマスク設計データをトータル8段階に分けて多階調化することにより、8階調のマスク基準データを生成する。また、多階調生成部8では、マスクイメージデータから複数の特徴的なパターンを抽出し、この抽出したパターンごとに、それぞれのパターンに対応するマスク設計データを多階調化してマスク基準データを生成する。
【0016】
比較回路9は、第1の抽出手段、第2の抽出手段及び欠陥検出手段を内部に備えるものであって、A/D変換回路7から入力される多階調のマスクイメージデータと、多階調生成部8から入力される多階調のマスク基準データとを用いて、被検査マスク2の欠陥検出を行うとともに、その欠陥検出結果を欠陥データとして出力する。欠陥データには、被検査マスク2内で欠陥として検出されたパターンの位置を特定する位置データと、検出された欠陥の種別を表す欠陥識別データとが含まれる。
【0017】
上記構成からなるマスク欠陥検査装置において、光源1から出射された検査光は、集光レンズ3により集光されて被検査マスク2に照射される。このとき、被検査マスク2を透過した光は結像レンズ5を通して光電変換素子6にイメージとして取り込まれる。これにより、光電変換素子6では被検査マスク2を透過した透過光のイメージ(マスクイメージ)が取得されることになる。こうして取得された透過光のイメージは、A/D変換回路7を通して多階調生成部8と比較回路9に与えられる。また、比較回路9では、A/D変換回路7から入力されるマスクイメージデータと、多階調生成部8から入力されるマスク基準データとを用いて、被検査マスク2に形成されたパターンの欠陥検出が行われる。
【0018】
続いて、本発明の実施形態に係るマスク欠陥検査方法について説明する。ここでは上記構成のマスク欠陥検査装置を用いるとともに、被検査マスク2として光透過型フォトマスクを用いた場合のマスク欠陥検査方法を例に挙げて説明する。
【0019】
先ず、被検査マスク2となる光透過型フォトマスクを検査ステージ4にセットした状態で、光源1から出射した検査光を被検査マスク2に照射し、これによって被検査マスク2を透過した透過光のマスクイメージを光電変換素子6で取得する。このとき、光電変換素子6で取得した透過光のマスクイメージをA/D変換回路7に送り、そこで多階調のマスクイメージデータを生成する(第1の生成工程)。A/D変換回路7で生成したマスクイメージデータは、多階調生成部8と比較回路9にそれぞれ送られる。
【0020】
次に、多階調生成部8では、A/D変換回路7から与えられたイメージデータの中から、例えば任意に幾つかのパターンを抽出し、それぞれのパターンイメージに対応した多階調化のためのパラメータを生成するとともに、この生成したパラメータにしたがって2階調のマスク設計データを多階調化することにより、マスクイメージデータと同等の階調数を有するマスク基準データを生成する(第2の生成工程)。多階調生成部8で生成したマスク基準データは比較回路9に与えられる。多階調化のためのパラメータとしては、各々のパターンのイメージを表す階調数と階調値が一例として挙げられる。
【0021】
ここで、マスクイメージデータで表されるパターン形状の一例を図2(A)に示す。また、マスク設計データで表されるパターン形状の一例を図2(B)に示すとともに、そのマスク設計データを多階調化したマスク基準データで表されるパターン形状の一例を図2(C)に示す。
【0022】
次いで、比較回路9では、A/D変換回路7から与えられたマスクイメージデータと、多階調生成部8から与えられたマスク基準データとを比較し、この比較結果に基づいて被検査マスク2の欠陥検出を行う。以下に、比較回路9で行われる具体的な処理内容について説明する。
【0023】
先ず、比較回路9では、A/D変換回路7から与えられたマスクイメージデータから、予め決められた所定の階調値部分を結ぶ線をパターン輪郭線として抽出する(第1の抽出工程)。また、比較回路9では、多階調生成部8から与えられたマスク基準データから、上記所定の階調値部分を結ぶ線をパターン輪郭線として抽出する(第2の抽出工程)。このとき、比較回路9は、例えば、マスクイメージデータの階調数が“0〜7”の8階調で、所定の階調値が“4”である場合は、マスクイメージデータ及びマスク基準データの中で、それぞれ階調値が4の部分を結ぶ線をパターン輪郭線として抽出する。図3(A)はマスクイメージデータにおけるパターン輪郭線(OL1)の抽出結果を示すもので、図3(B)はマスク基準データにおけるパターン輪郭線(OL2)の抽出結果を示すものである。
【0024】
続いて、比較回路9では、上述のようにマスクイメージデータから抽出したパターン輪郭線OL1を微分することにより、図4(A)に示すように、線分a,b,c,dで囲まれた矩形のパターン部分を抽出する。また、比較回路9では、上述のようにマスク基準データから抽出したパターン輪郭線OL2を微分することにより、図4(B)に示すように、線分e,f,g,hで囲まれた矩形のパターン部分を抽出する。これにより、被検査マスク2内で検査対象となるパターン(検査パターン)の抽出が行われる。
【0025】
次いで、比較回路9では、マスクイメージデータのパターン輪郭線OL1を含む線分a,b,c,dのトータルの長さ(a+b+c+d)と、マスク基準データのパターン輪郭線OL2を含む線分e,f,g,hのトータルの長さ(e+f+g+h)をそれぞれ求める。このうち、線分a,b,c,dは、これに囲まれる矩形パターンの輪郭線に相当するものとなり、線分e,f,g,hは、これに囲まれる矩形パターンの輪郭線に相当するものとなる。
【0026】
ここで、図4(C)に示すように、線分a,b,c,dのトータルの長さを“L1”、線分e,f,g,hのトータルの長さを“L2”とすると、比較回路9では、それらの長さL1,L2の差分ΔLを算出し、この算出結果と、予め設定された閾値Lsとの大小関係を絶対値で比較する。そして、算出した差分ΔLが閾値Lsを越えた場合は、上記パターン輪郭線OL1で表されたパターン(線分a,b,c,dで囲まれた矩形のパターン部分)を線幅エラーの欠陥として検出する(欠陥検出工程)。以後、上記矩形パターンにつながる他の矩形パターンについても、上記同様の手法で欠陥検出を行う。また、孤立したパターンについても上記同様にパターン輪郭線を抽出し、その長さの比較によって欠陥検出を行う。
【0027】
このように多階調のマスクイメージデータからパターン輪郭線を抽出するとともに、同じく多階調のマスク基準データからパターン輪郭線を抽出し、それらのパターン輪郭線の長さの比較結果に基づいて欠陥検出を行うことにより、各種のパターンの欠陥、特に、線幅エラーなどのサイズ欠陥を高感度に検出することができる。
【0028】
なお、上記実施形態においては、パターン輪郭線の長さL1,L2の差分ΔLを求め、この差分ΔLを予め設定された閾値Lsと比較するものとしたが、これ以外にも、例えば、パターン輪郭線の長さL1,L2の割合(L1÷L2)を求め、この割合(L1÷L2)を予め設定された閾値と比較するものとしてもよい。その場合は、パターン輪郭線の長さL1,L2の割合(L1÷L2)が、元々のパターンのサイズに依存することなく求められるため、より好ましいものとなる。
【0029】
また、上記実施形態においては、光透過型フォトマスクを被検査マスク2として用いるものとしたが、これに代えて被検査マスク2に電子線露光用マスクを用いた場合でも上記同様の検査結果を得ることができる。
【0030】
また、本発明に係るマスク欠陥検査装置及びマスク欠陥検査方法は、遮光パターンだけでなく、光透過性を有する白抜きパターンや半透明パターンなど、各種のパターンのサイズ欠陥を検出する際に広く適用することが可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、各種のパターンが形成された被検査マスクの欠陥検査に際して、局所的な線幅エラーなどのサイズ欠陥を高感度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るマスク欠陥検査装置の構成例を示す概略図である。
【図2】マスクイメージデータとマスク基準データの生成処理例を示す図である。
【図3】パターン輪郭線の抽出処理例を示す図である。
【図4】パターン輪郭線の長さの比較処理例を示す図である。
【符号の説明】
1…光源、2…被検査マスク、3…集光レンズ、4…検査ステージ、5…結像レンズ、6…光電変換素子、7…A/D変換回路、8…多階調生成部、9…比較回路
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mask defect inspection apparatus and a mask defect inspection method, and more particularly to an apparatus and method suitable for detecting a defect (size defect) such as a local line width error in a mask.
[0002]
[Prior art]
With the miniaturization of semiconductors, the size of patterns formed on photomasks for exposure has been steadily reduced. In recent years, the miniaturization of design rules for mask patterns has been further accelerated, and the development speed of various semiconductor devices has been accelerating. On the other hand, development of a shorter wavelength of an exposure apparatus has not been able to keep up with the technical difficulty. Therefore, a super-resolution technique has been widely used as a life extension measure of an exposure apparatus.
[0003]
While super-resolution technology has the advantage of making patterns finer, it has the advantage that line width errors and defects that occur on the mask are transferred to the wafer compared to when the exposure wavelength is shortened. There is a disadvantage that the influence on the width is large. Therefore, a highly accurate and defect-free mask is required correspondingly, and in the mask defect inspection, further improvement in defect detection sensitivity is required. In particular, when forming a pattern whose pattern size is equal to or less than the exposure wavelength, the influence on the transferability due to the mask line width variation is large, and it is necessary to detect a local line width error defect in the mask defect inspection. Is growing.
[0004]
As a conventional technique related to mask defect inspection, the amount of light transmitted through a certain region (pattern) in a mask is integrated, and the integrated amount of transmitted light is compared with reference data based on mask design data to determine a pattern defect. A detection method is known (see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-82947 (Claims 1, 3, and FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technology, when a plurality of chips are included on one mask, it is only necessary to simply add and compare the light transmission amounts of certain areas of the chips. When comparing the amount with the reference data, it is necessary to correct the light transmission amount according to the size of the pattern. In addition, the above-described prior art targets a so-called closed pattern, such as a white pattern having translucency or a translucent pattern, among various patterns formed in a mask, and has a light-shielding property. It cannot be applied to a linear pattern or the like, and therefore has a drawback that it cannot cope with defect detection such as a line width error. Further, as another method, a pattern edge position shift amount is obtained by comparing image data of a mask to be inspected with mask design data, and when the shift amount exceeds a preset threshold, it is detected as a defect. However, with this method, it is difficult to accurately extract the edge position of the pattern, and as a result, there is a problem that the defect detection sensitivity is low.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a mask defect inspection apparatus and a mask defect inspection apparatus capable of detecting defects of various patterns formed in a mask with high sensitivity. It is to provide an inspection method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A mask defect inspection apparatus according to the present invention includes a first generation unit that obtains a mask image transmitted through a mask to be inspected and generates multi-tone mask image data, and a two-tone mask corresponding to the mask to be inspected. A second connecting means for generating mask reference data by multiplying the design data into multiple gradations, and a line connecting predetermined predetermined gradation values from the mask image data generated by the first generating means are used as pattern outlines. First extracting means for extracting as a line, second extracting means for extracting a line connecting predetermined tone value portions as a pattern contour line from the mask reference data generated by the second generating means, Defect detecting means for comparing the length of the pattern contour extracted by the extracting means with the length of the pattern contour extracted by the second extracting means, and detecting a defect of the inspected mask based on the comparison result; And it has a configuration.
[0009]
In the mask defect inspection apparatus having the above configuration, the mask image transmitted through the inspection target mask is acquired by the first generation unit, and the multi-tone mask image data corresponding to the mask image is acquired by the first generation unit. Generated. The two-gradation mask design data corresponding to the inspection target mask is multi-graded by the second generation means, and the multi-gradation mask reference data corresponding to the mask design data is multiplied by the second generation means. Is generated. Further, a pattern contour is extracted by the first extracting means from the mask image data generated by the first generating means, and a second extracting means is extracted from the mask reference data generated by the second generating means. Is used to extract a pattern outline. Then, the lengths of the respective pattern contours are compared by the defect detection means, and based on the comparison result, the defect detection of the inspection target mask is performed.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a mask defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a light source 1 emits inspection light for defect inspection to a mask 2 to be inspected. As the inspection light emitted from the light source 1, for example, light having a wavelength of 266 nm can be used. A condenser lens 3 is provided between the light source 1 and the inspection target mask 2.
[0012]
As the inspection target mask 2, for example, a light transmission type photomask in which a mask pattern including a light-shielding pattern portion is formed on a transparent substrate such as glass is used. The inspection target mask 2 is set horizontally on an inspection stage 4 movable in two horizontal axis directions (XY directions). An imaging lens (objective lens) 5 is disposed on the opposite side of the condenser lens 3 (below the inspection stage 4) with the inspection stage 4 interposed therebetween. The imaging lens 5 forms an image of the light transmitted through the inspection target mask 2 on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 6 for capturing an image. The photoelectric conversion element 6 acquires a mask image corresponding to the pattern shape on the mask by receiving light transmitted through the inspection target mask 2.
[0013]
As the photoelectric conversion element 6, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor can be used. The focus position of the transmitted light image by the imaging lens 5 can be automatically adjusted by moving the imaging lens 5 in the optical axis direction by a focus control circuit (not shown). The inspection mask 2 may be, for example, an electron beam exposure mask other than the light transmission type photomask. In this case, the mask image of the electron beam transmitted through the electron beam exposure mask is converted into a photoelectric conversion element. It will be taken in at 6.
[0014]
The photoelectric conversion element 6 generates analog image data (image signal) according to the amount of light received for each of a plurality of minute areas (read pixels) partitioned on the light receiving surface. On the other hand, an A / D conversion circuit (analog / digital conversion circuit) 7 digitizes the analog image data generated from the photoelectric conversion element 6 and converts the image data into two-dimensional multi-tone image data (hereinafter referred to as a mask). Image data). The A / D conversion circuit 7 constitutes a first generation unit together with the inspection optical system including the photoelectric conversion element 6. The mask image data generated by the A / D conversion circuit 7 is supplied to the multi-tone generation unit 8 and the comparison circuit 9, respectively.
[0015]
The multi-gradation generating unit 8 converts multi-gradation mask design data (such as CAD data) as a reference when forming a mask pattern of the inspection target mask 2 into multi-gradation to be compared with the mask image data. Is generated. When generating the mask reference data, the multi-gradation generation unit 8 converts the two-gradation mask design data into multi-levels so that the number of gradations of the mask reference data is equal to the number of gradations of the mask image data. Perform image processing to adjust. For example, assuming that the number of tones of the mask image data generated by the A / D conversion circuit 7 is eight, the multi-tone generation unit 8 sets two tones (white / black) in accordance with the number of tones. The mask design data of 8) is divided into eight stages to obtain multiple gradations, thereby generating mask reference data of 8 gradations. Further, the multi-tone generation unit 8 extracts a plurality of characteristic patterns from the mask image data, and for each of the extracted patterns, multiplies the mask design data corresponding to each pattern to multi-tone and sets the mask reference data. Generate.
[0016]
The comparison circuit 9 includes a first extraction unit, a second extraction unit, and a defect detection unit. The comparison circuit 9 includes multi-tone mask image data input from the A / D conversion circuit 7 and multi-level mask image data. Using the multi-tone mask reference data input from the tone generation unit 8, the defect detection of the inspection target mask 2 is performed, and the defect detection result is output as defect data. The defect data includes position data for specifying the position of a pattern detected as a defect in the inspection target mask 2 and defect identification data indicating the type of the detected defect.
[0017]
In the mask defect inspection apparatus having the above-described configuration, inspection light emitted from the light source 1 is condensed by the condenser lens 3 and is irradiated on the inspection target mask 2. At this time, the light transmitted through the inspection target mask 2 is captured as an image by the photoelectric conversion element 6 through the imaging lens 5. As a result, the photoelectric conversion element 6 acquires an image (mask image) of the transmitted light transmitted through the inspection target mask 2. The transmitted light image thus obtained is provided to the multi-gradation generation unit 8 and the comparison circuit 9 through the A / D conversion circuit 7. The comparison circuit 9 uses the mask image data input from the A / D conversion circuit 7 and the mask reference data input from the multi-tone generation unit 8 to generate the pattern formed on the inspection target mask 2. Defect detection is performed.
[0018]
Subsequently, a mask defect inspection method according to the embodiment of the present invention will be described. Here, a description will be given of an example of a mask defect inspection method using the mask defect inspection apparatus having the above configuration and a light transmission type photomask as the inspection target mask 2.
[0019]
First, the inspection light emitted from the light source 1 is applied to the inspection mask 2 with the light transmission type photomask to be the inspection mask 2 set on the inspection stage 4, whereby the transmitted light transmitted through the inspection mask 2 is transmitted. Is acquired by the photoelectric conversion element 6. At this time, the mask image of the transmitted light acquired by the photoelectric conversion element 6 is sent to the A / D conversion circuit 7, where multi-gradation mask image data is generated (first generation step). The mask image data generated by the A / D conversion circuit 7 is sent to the multi-tone generation unit 8 and the comparison circuit 9, respectively.
[0020]
Next, the multi-gradation generating unit 8 extracts, for example, some patterns arbitrarily from the image data supplied from the A / D conversion circuit 7 and performs multi-gradation processing corresponding to each pattern image. To generate mask reference data having the same number of tones as the mask image data by multiplying the two-gradation mask design data in accordance with the generated parameters. Generation process). The mask reference data generated by the multi-tone generation unit 8 is provided to the comparison circuit 9. Examples of the parameters for increasing the number of gradations include the number of gradations and gradation values representing the image of each pattern.
[0021]
Here, an example of a pattern shape represented by the mask image data is shown in FIG. FIG. 2B shows an example of a pattern shape represented by mask design data, and FIG. 2C shows an example of a pattern shape represented by mask reference data obtained by multiplying the mask design data by multiple gradations. Shown in
[0022]
Next, the comparison circuit 9 compares the mask image data supplied from the A / D conversion circuit 7 with the mask reference data supplied from the multi-tone generation unit 8, and based on the comparison result, the mask 2 to be inspected. Is detected. Hereinafter, specific processing contents performed by the comparison circuit 9 will be described.
[0023]
First, the comparison circuit 9 extracts a line connecting predetermined gradation values as a pattern contour from the mask image data supplied from the A / D conversion circuit 7 (first extraction step). Further, the comparison circuit 9 extracts a line connecting the predetermined gradation value portions as a pattern contour from the mask reference data provided from the multi-gradation generation section 8 (second extraction step). At this time, for example, when the number of gradations of the mask image data is 8 gradations of “0 to 7” and the predetermined gradation value is “4”, the comparison circuit 9 outputs the mask image data and the mask reference data. Among them, the lines connecting the parts each having the gradation value of 4 are extracted as the pattern contour lines. FIG. 3A shows the result of extracting the pattern contour (OL1) in the mask image data, and FIG. 3B shows the result of extracting the pattern contour (OL2) in the mask reference data.
[0024]
Subsequently, the comparison circuit 9 differentiates the pattern contour OL1 extracted from the mask image data as described above, thereby enclosing the pattern outline OL1 with the line segments a, b, c, and d as shown in FIG. The extracted rectangular pattern part is extracted. Further, in the comparison circuit 9, the pattern outline OL2 extracted from the mask reference data as described above is differentiated, so that the pattern outline OL2 is surrounded by line segments e, f, g, and h as shown in FIG. Extract the rectangular pattern part. Thus, a pattern to be inspected (inspection pattern) in the inspection target mask 2 is extracted.
[0025]
Next, in the comparison circuit 9, the total length (a + b + c + d) of the line segments a, b, c, and d including the pattern outline OL1 of the mask image data, and the line segment e and the line e including the pattern outline OL2 of the mask reference data. The total length (e + f + g + h) of f, g, and h is obtained. Of these, the line segments a, b, c, and d correspond to the outlines of the rectangular pattern surrounded by them, and the line segments e, f, g, and h correspond to the outlines of the rectangular pattern surrounded by them. It will be equivalent.
[0026]
Here, as shown in FIG. 4C, the total length of the line segments a, b, c and d is “L1”, and the total length of the line segments e, f, g and h is “L2”. Then, the comparison circuit 9 calculates the difference ΔL between the lengths L1 and L2, and compares the magnitude of the calculation result with a preset threshold Ls by an absolute value. If the calculated difference ΔL exceeds the threshold value Ls, the pattern represented by the pattern contour line OL1 (the rectangular pattern portion surrounded by the line segments a, b, c, and d) has a line width error defect. (Defect detection step). Thereafter, defect detection is performed on other rectangular patterns connected to the rectangular pattern by the same method as described above. In addition, pattern outlines are extracted for isolated patterns in the same manner as described above, and defect detection is performed by comparing their lengths.
[0027]
As described above, the pattern outline is extracted from the multi-tone mask image data, the pattern outline is also extracted from the multi-tone mask reference data, and the defect is determined based on the comparison result of the pattern outline lengths. By performing the detection, it is possible to detect various pattern defects, particularly, size defects such as line width errors with high sensitivity.
[0028]
In the above-described embodiment, the difference ΔL between the lengths L1 and L2 of the pattern contour lines is obtained, and the difference ΔL is compared with a preset threshold value Ls. The ratio (L1 ÷ L2) of the line lengths L1 and L2 may be obtained, and the ratio (L1 ÷ L2) may be compared with a preset threshold. In that case, the ratio of the lengths L1 and L2 of the pattern contour lines (L1 ÷ L2) is obtained without depending on the size of the original pattern, which is more preferable.
[0029]
Further, in the above embodiment, the light transmission type photomask is used as the inspection target mask 2. However, even when an electron beam exposure mask is used as the inspection target mask 2, the same inspection result is obtained. Obtainable.
[0030]
In addition, the mask defect inspection apparatus and the mask defect inspection method according to the present invention are widely applied to detecting not only light-shielding patterns but also size defects of various patterns such as a light-transmitting white pattern and a semi-transparent pattern. It is possible to do.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a size defect such as a local line width error can be detected with high sensitivity when performing a defect inspection of a mask to be inspected on which various patterns are formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a mask defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of processing for generating mask image data and mask reference data.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a pattern contour extraction process.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of comparison processing of the length of a pattern contour line.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Inspection mask, 3 ... Condensing lens, 4 ... Inspection stage, 5 ... Imaging lens, 6 ... Photoelectric conversion element, 7 ... A / D conversion circuit, 8 ... Multi-tone generation part, 9 ... Comparison circuit

Claims (8)

被検査マスクを透過したマスクイメージを取得して多階調のマスクイメージデータを生成する第1の生成手段と、
前記被検査マスクに対応する2階調のマスク設計データを多階調化してマスク基準データを生成する第2の生成手段と、
前記第1の生成手段で生成した前記マスクイメージデータから、予め決められた所定の階調値部分を結ぶ線をパターン輪郭線として抽出する第1の抽出手段と、
前記第2の生成手段で生成した前記マスク基準データから、前記所定の階調値部分を結ぶ線をパターン輪郭線として抽出する第2の抽出手段と、
前記第1の抽出手段で抽出した前記パターン輪郭線の長さと前記第2の抽出手段で抽出した前記パターン輪郭線の長さとを比較し、この比較結果に基づいて前記被検査マスクの欠陥検出を行う欠陥検出手段と
を備えることを特徴とするマスク欠陥検査装置。
First generating means for obtaining a mask image transmitted through the inspection target mask and generating multi-tone mask image data;
Second generating means for generating mask reference data by multiplying two-gradation mask design data corresponding to the inspection target mask into multiple gradations;
First extracting means for extracting, from the mask image data generated by the first generating means, a line connecting predetermined predetermined tone value portions as a pattern contour;
Second extraction means for extracting a line connecting the predetermined gradation value portion as a pattern contour from the mask reference data generated by the second generation means;
The length of the pattern outline extracted by the first extraction unit is compared with the length of the pattern outline extracted by the second extraction unit, and the defect detection of the inspection target mask is performed based on the comparison result. And a defect detecting unit for performing the inspection.
前記第2の生成手段は、前記マスク基準データの階調数が前記マスクイメージデータの階調数と同等数となるように、前記マスク設計データを多階調化する
ことを特徴とする請求項1記載のマスク欠陥検査装置。
2. The method according to claim 1, wherein the second generation unit multiplies the mask design data so that the number of tones of the mask reference data is equal to the number of tones of the mask image data. 2. The mask defect inspection device according to 1.
前記欠陥検出手段は、前記第1の抽出手段で抽出した前記パターン輪郭線の長さと前記第2の抽出手段で抽出したパターン輪郭線の長さとの差分を求め、この差分が予め設定された閾値を越えた場合に、そのパターン輪郭線で表されたパターンを欠陥として検出する
ことを特徴とする請求項1記載のマスク欠陥検査装置。
The defect detecting means obtains a difference between the length of the pattern contour extracted by the first extracting means and the length of the pattern contour extracted by the second extracting means, and the difference is set to a predetermined threshold value. 2. The mask defect inspection apparatus according to claim 1, wherein when the number exceeds the threshold, the pattern represented by the pattern contour is detected as a defect.
前記欠陥検出手段は、前記第1の抽出手段で抽出した前記パターン輪郭線の長さと前記第2の抽出手段で抽出したパターン輪郭線の長さとの割合を求め、この割合が予め設定された閾値を越えた場合に、そのパターン輪郭線で表されたパターンを欠陥として検出する
ことを特徴とする請求項1記載のマスク欠陥検査装置。
The defect detecting means obtains a ratio between a length of the pattern contour extracted by the first extracting means and a length of the pattern contour extracted by the second extracting means, and this ratio is set to a predetermined threshold value. 2. The mask defect inspection apparatus according to claim 1, wherein when the number exceeds the threshold, the pattern represented by the pattern contour is detected as a defect.
被検査マスクを透過したマスクイメージを取得して多階調のマスクイメージデータを生成する第1の生成工程と、
前記被検査マスクに対応する2階調のマスク設計データを多階調化してマスク基準データを生成する第2の生成工程と、
前記第1の生成工程で生成した前記マスクイメージデータから、予め決められた所定の階調値部分を結ぶ線をパターン輪郭線として抽出する第1の抽出工程と、
前記第2の生成工程で生成した前記マスク基準データから、前記所定の階調値部分を結ぶ線をパターン輪郭線として抽出する第2の抽出工程と、
前記第1の抽出工程で抽出した前記パターン輪郭線の長さと前記第2の抽出工程で抽出した前記パターン輪郭線の長さとを比較し、この比較結果に基づいて前記被検査マスクの欠陥検出を行う欠陥検出工程と
を備えることを特徴とするマスク欠陥検査方法。
A first generation step of obtaining a mask image transmitted through the inspection target mask and generating multi-tone mask image data;
A second generation step of generating mask reference data by multiplying two-tone mask design data corresponding to the inspection target mask into multiple gradations;
A first extraction step of extracting a line connecting a predetermined gradation value portion as a pattern contour line from the mask image data generated in the first generation step;
A second extraction step of extracting a line connecting the predetermined gradation value portion as a pattern contour line from the mask reference data generated in the second generation step;
The length of the pattern contour extracted in the first extraction step is compared with the length of the pattern contour extracted in the second extraction step, and the defect detection of the inspection target mask is performed based on the comparison result. Performing a defect detection step.
前記第2の生成工程では、前記マスク基準データの階調数が前記マスクイメージデータの階調数と同等数となるように、前記マスク設計データを多階調化する
ことを特徴とする請求項5記載のマスク欠陥検査方法。
2. The method according to claim 1, wherein in the second generating step, the mask design data is multi-grayed so that the number of tones of the mask reference data is equal to the number of tones of the mask image data. 5. The mask defect inspection method according to 5.
前記欠陥検出工程では、前記第1の抽出工程で抽出した前記パターン輪郭線の長さと前記第2の抽出工程で抽出したパターン輪郭線の長さとの差分を求め、この差分が予め設定された閾値を越えた場合に、そのパターン輪郭線で表されたパターンを欠陥として検出する
ことを特徴とする請求項5記載のマスク欠陥検査方法。
In the defect detecting step, a difference between the length of the pattern contour extracted in the first extracting step and the length of the pattern contour extracted in the second extracting step is obtained, and the difference is determined by a preset threshold value. 6. The mask defect inspection method according to claim 5, wherein when the number exceeds the threshold value, the pattern represented by the pattern outline is detected as a defect.
前記欠陥検出工程では、前記第1の抽出工程で抽出した前記パターン輪郭線の長さと前記第2の抽出工程で抽出したパターン輪郭線の長さとの割合を求め、この割合が予め設定された閾値を越えた場合に、そのパターン輪郭線で表されたパターンを欠陥として検出する
ことを特徴とする請求項5記載のマスク欠陥検査方法。
In the defect detecting step, a ratio between the length of the pattern contour extracted in the first extracting step and the length of the pattern contour extracted in the second extracting step is obtained, and the ratio is set to a predetermined threshold value. 6. The mask defect inspection method according to claim 5, wherein when the number exceeds the threshold value, the pattern represented by the pattern outline is detected as a defect.
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