JP4537144B2 - Mask defect classification method and classification apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、例えば半導体装置の製造に使用されるEB(Electron Beam)マスクやフォトマスクの欠陥分類方法および分類装置に関する。 The present invention relates to a defect classification method and classification apparatus for an EB (Electron Beam) mask and a photomask used for manufacturing a semiconductor device, for example.
電子ビーム露光に使用されるEBマスクや光露光に使用されるフォトマスクの製造工程においては、作成された各マスクに欠陥が存在するか否かについて検査するための外観検査を行い、欠陥のないマスクであることを確認すると共に、必要な場合には欠陥部分の修正を行っている。 In the manufacturing process of an EB mask used for electron beam exposure and a photomask used for light exposure, an appearance inspection is performed to inspect whether or not there is a defect in each created mask, and there is no defect. While confirming that it is a mask, the defective part is corrected if necessary.
現在、等倍露光マスクに係るLEEPL(Low Energy Electron-Beam Proximity Projection Lithography)や縮小露光マスクに係るEPL(Electron Projection Lithography)などのEBマスクの外観検査装置に関しては、専用の透過型EB検査装置を利用して行われている。 Currently, with regard to EB mask appearance inspection devices such as LEEPL (Low Energy Electron-Beam Proximity Projection Lithography) related to 1X exposure mask and EPL (Electron Projection Lithography) related to reduced exposure mask, a dedicated transmissive EB inspection device is used. It is done using.
通常かかる透過型EB検査装置においては、実際に作成されたマスクパターンについて検査対象となるパターンの画像データを取得・作成し、この画像データと設計データとを比較する、所謂Die To DB(Data Base)方式が採用されている。この方式においては、作成されたマスクの全てのパターンについての画像データと対応する設計データと比較し相互の差異から欠陥の有無を検出する。そして欠陥とみなしたパターンについて、その座標情報と設計データ及びマスクパターンの画像データを保存し出力可能とする。検査装置は一般に欠陥のあるマスクパターンのそれぞれについて、保存すべき画面の中心位置に欠陥と判断されたパターンがあるような状態で保存する(図4参照)。
しかしながら、上記検査装置はパターンが欠陥かどうかを判定するだけなので、見つけた欠陥がどのような種類の欠陥なのかといった情報は得られない。また、設計データと比べて何%違っているのかといった欠陥の程度を定量化することもできない。 However, since the inspection apparatus only determines whether or not the pattern is a defect, information on what type of defect is found cannot be obtained. It is also impossible to quantify the degree of defect such as how much it differs from the design data.
実際のEBマスク製造工程においては、検査で見つけられた欠陥については修正機で修正を行うが、欠陥の種類や程度によって修正の可否を判断する必要がある。現在は、この判断をEB検査装置から出力された設計データとマスクパターンの画像データの双方を端末装置のディスプレイにそれぞれ表示し、作業員が目視で比較することで定性的に行っている。 In an actual EB mask manufacturing process, a defect found by inspection is corrected by a correction machine, but it is necessary to determine whether or not the defect can be corrected depending on the type and degree of the defect. At present, this determination is made qualitatively by displaying both the design data output from the EB inspection apparatus and the image data of the mask pattern on the display of the terminal device and comparing them visually.
しかし、作成されたマスクによっては実際には修正する必要のない擬似的な欠陥も含まれるため、修正の判断を行う欠陥の数が1枚のマスクについて数千個になってしまう場合もあり、作業量が膨大になる場合がある。また、人間の目による画像比較では欠陥か否かが判断できない場合が多々ある。 However, since some of the masks created include pseudo defects that do not actually need to be corrected, the number of defects for which correction is determined may be several thousand per mask. The amount of work may be enormous. Further, there are many cases where it cannot be determined whether or not the image is defective by image comparison using human eyes.
一方、正方形ホールパターンはEBマスクにおいて形成される各種多様なマスクパターンの基礎形状(単位形状)となるため、正方形ホールパターンの欠陥検査および欠陥の分類はマスクパターンの品質維持の基礎となる。 On the other hand, since the square hole pattern becomes a basic shape (unit shape) of various mask patterns formed in the EB mask, defect inspection and defect classification of the square hole pattern are the basis for maintaining the quality of the mask pattern.
また、超LSI等半導体装置の高集積化に伴い内部配線が極めて複雑となり、必然的に配線の多層化か進められている。多層化された内部配線の相互接続のために複数の層間絶縁膜にそれぞれ多数の通常は正方形の貫通孔を形成する必要が生じている。これら貫通孔を形成するためにも使用されるEBマスクのホールパターンについても高品質が要求され、高品質を維持するための迅速な検査が必要となっている。 In addition, with the high integration of semiconductor devices such as VLSI, internal wiring becomes extremely complex, and inevitably multilayering of wiring is being promoted. In order to interconnect the multilayered internal wiring, it is necessary to form a large number of normally square through holes in each of the plurality of interlayer insulating films. High quality is also required for the hole pattern of the EB mask used to form these through-holes, and rapid inspection is required to maintain high quality.
このため、特にEBマスクにおいてメインとなる、通常は例えば正方形の形状として設計されるホールパターンについて、自動的に欠陥を定量化し分類する方法の確立、および分類装置の提供が必要となっている。 For this reason, it is necessary to establish a method for automatically quantifying and classifying defects and to provide a classification device for a hole pattern which is mainly used in an EB mask, usually designed as a square shape, for example.
そこで、本発明は上記の問題点を鑑み、ホールパターンについて上記EB検査装置で見つけた欠陥の画像データを画像処理し、面積の比較や円形度・重心といったパターンの特徴量を抽出することで、高速かつ高精度にパターン欠陥の分類及び定量化を行う欠陥分類方法および欠陥分類装置を提供することを目的とする。パターン欠陥の分類及び定量化を行うことにより後の工程における欠陥の修正作業が容易となり、またマスク製造工程の管理が容易となり、高品質の維持が可能となる。 Therefore, in view of the above problems, the present invention performs image processing on the defect image data found by the EB inspection apparatus for the hole pattern, and extracts pattern feature amounts such as area comparison, circularity, and center of gravity. It is an object of the present invention to provide a defect classification method and a defect classification apparatus for classifying and quantifying pattern defects with high speed and high accuracy. By classifying and quantifying the pattern defect, it becomes easy to correct the defect in the subsequent process, and the mask manufacturing process can be easily managed, so that high quality can be maintained.
以下の実施の形態に記載の本発明によるマスク欠陥分類方法は、マスクの製造に使用された設計データの画像と検査対象マスクの画像とを取得し、検査対象マスクのパターンの位置と検査範囲を設定し、検査範囲内で設計データの画像に対するマスクの画像の面積比を算出し、面積比を所定の上限値および下限値と比較し、検査対象マスクの画像のパターン円形度を算出し、円形度を所定の第1および第2の規格値と比較し、設計データの画像と検査対象マスクの画像の各パターンの重心をそれぞれ算出し、各重心のずれを所定の許容値と比較することにより、マスクの欠陥を分類する方法である。 The mask defect classification method according to the present invention described in the following embodiments acquires an image of design data and an image of an inspection target mask used for manufacturing a mask, and determines the pattern position and inspection range of the inspection target mask. Set, calculate the area ratio of the mask image to the design data image within the inspection range, compare the area ratio with the predetermined upper limit value and lower limit value, calculate the pattern circularity of the mask image to be inspected, and By comparing the degree with the predetermined first and second standard values, calculating the centroid of each pattern of the design data image and the inspection target mask image, and comparing the deviation of each centroid with a predetermined allowable value This is a method for classifying mask defects.
また、マスクの製造に使用された設計データの画像と検査対象マスクの画像とを取得し、検査対象マスクのパターンの位置と検査範囲を設定し、検査範囲内で設計データ画像に対するマスク画像の面積比を算出し、面積比が0の場合には未開口欠陥と判断し、面積比が0でない場合には、面積比を所定の下限値と比較し、面積比が所定の下限値より小さい場合には、検査対象マスクの画像のパターン円形度を算出し、円形度が所定の第1の規格値以上の場合にはアンダーサイズ欠陥と判断し、第1の規格値より小さい場合には欠け欠陥と判断し、一方、面積比が所定の下限値以上の場合には、所定の上限値と比較し、面積比が所定の上限値より大きい場合には、検査対象マスクの画像のパターン円形度を算出し、円形度が所定の第2の規格値以上の場合にはオーバーサイズ欠陥と判断し、円形度が第2の規格値より小さい場合には突起欠陥と判断し、一方、面積比が所定の上限値以下の場合には、設計データの画像と検査対象マスクの画像の各パターンの重心をそれぞれ算出し、各重心のずれが所定の許容値より大きい場合にはIPエラーと判断し、所定の許容値以下の場合には擬似欠陥と判断するマスクの欠陥を分類する方法である。 In addition, the design data image used for manufacturing the mask and the image of the inspection target mask are acquired, the pattern position of the inspection target mask and the inspection range are set, and the area of the mask image relative to the design data image within the inspection range When the area ratio is 0, it is determined as an unopened defect. When the area ratio is not 0, the area ratio is compared with a predetermined lower limit value, and the area ratio is smaller than the predetermined lower limit value. The pattern circularity of the image of the mask to be inspected is calculated, and when the circularity is equal to or higher than a predetermined first standard value, it is determined as an undersize defect, and when it is smaller than the first standard value, a chip defect is detected. On the other hand, if the area ratio is greater than or equal to a predetermined lower limit value, it is compared with a predetermined upper limit value. If the area ratio is greater than the predetermined upper limit value, the pattern circularity of the image of the inspection object mask is determined. Calculated and circularity is a predetermined second standard value In the above case, it is determined as an oversize defect. When the circularity is smaller than the second standard value, it is determined as a protrusion defect. On the other hand, when the area ratio is equal to or lower than a predetermined upper limit value, an image of design data is determined. The center of gravity of each pattern of the mask image to be inspected is calculated, and if the deviation of each center of gravity is larger than a predetermined allowable value, it is determined as an IP error, and if it is less than the predetermined allowable value, it is determined as a pseudo defect. This is a method of classifying mask defects.
また、以下の実施の形態に記載の本発明によるマスク欠陥分類装置は、マスクの製造に使用された設計データの画像と検査対象マスクの画像とを取得する手段と、検査対象マスクのパターンの位置と検査範囲を設定する手段と、検査範囲内で設計データ画像に対するマスク画像の面積比を算出する手段と、検査対象マスクの画像のパターン円形度を算出する手段と、設計データの画像と検査対象マスクの画像の各パターンの重心をそれぞれ算出する手段とを有し、面積比を算出する手段、パターン円形度を算出する手段、そして各パターンの重心をそれぞれ算出する手段により算出されたデータに基き欠陥の種類を判断する手段とを有する装置である。 Further, the mask defect classification apparatus according to the present invention described in the following embodiments includes means for acquiring an image of design data and an image of an inspection target mask used for manufacturing the mask, and a position of the pattern of the inspection target mask. Means for setting the inspection range, means for calculating the area ratio of the mask image to the design data image within the inspection range, means for calculating the pattern circularity of the image of the inspection target mask, the image of the design data, and the inspection target Means for calculating the center of gravity of each pattern of the mask image, based on data calculated by means for calculating the area ratio, means for calculating the pattern circularity, and means for calculating the center of gravity of each pattern. A device having means for determining the type of defect.
また、マスクの製造に使用された設計データの画像と検査対象マスクの画像とを取得する手段と、検査対象マスクのパターンの位置と検査範囲を設定する手段と、検査範囲内で設計データ画像に対するマスク画像の面積比を算出する手段と、欠陥の種類を判断する手段と、なお、判断する手段は、面積比が0の場合には未開口欠陥と判断し、面積比を所定の上限値または下限値と比較する手段と、検査対象マスクの画像のパターン円形度を算出する手段と、なお、判断する手段は、円形度が所定の第1の規格値以上の場合にはアンダーサイズ欠陥と判断し、第1の規格値より小さい場合には欠け欠陥と判断し、検査対象マスクの画像のパターン円形度を算出する手段と、なお、判断する手段は、円形度が所定の第2の規格値以上の場合にはオーバーサイズ欠陥と判断し、円形度が第2の規格値より小さい場合には突起欠陥と判断し、設計データの画像と検査対象マスクの画像の各パターンの重心をそれぞれ算出する手段とを有し、判断する手段は、各重心のずれが所定の許容値より大きい場合にはPエラーと判断し、所定の許容値以下の場合には擬似欠陥と判断する欠陥分類する装置である。 Also, a means for obtaining an image of the design data used for manufacturing the mask and an image of the inspection target mask, a means for setting the position of the inspection target mask pattern and the inspection range, and a design data image within the inspection range. The means for calculating the area ratio of the mask image, the means for determining the type of defect, and the means for determining determine that the area ratio is 0 and determine that the defect is an unopened defect, and set the area ratio to a predetermined upper limit value or The means for comparing with the lower limit value, the means for calculating the pattern circularity of the image of the mask to be inspected, and the means for determining are determined as undersize defects when the circularity is equal to or greater than a predetermined first standard value. If it is smaller than the first standard value, it is determined that the defect is a chip defect, and the means for calculating the pattern circularity of the image of the inspection target mask, and the means for determining the second standard value with a predetermined circularity If this is the case, Means for determining a bar-size defect, determining that the defect is a protrusion defect when the circularity is smaller than the second standard value, and calculating the center of gravity of each pattern of the design data image and the inspection target mask image The judging means is an apparatus for classifying a defect that judges a P error when the deviation of each center of gravity is larger than a predetermined allowable value, and judges a false defect when it is less than the predetermined allowable value.
ホールパターンについて、欠陥を有する画像データのデータ処理を行い、パターン面積の比較や画像パターンの円形度や重心等のパターンの特徴量を抽出することにより、高速かつ高精度に、パターン欠陥の分類及び定量化を行うパターン欠陥分類方法およびパターン欠陥分類装置を提供することが可能となった。 For hole patterns, image data with defects is processed, pattern area comparison and pattern feature quantities such as circularity and center of gravity of image patterns are extracted, and pattern defects can be classified at high speed and with high accuracy. It has become possible to provide a pattern defect classification method and a pattern defect classification apparatus that perform quantification.
また、パターン欠陥の分類及び定量化を行うことにより、後の工程におけるマスクパターンの欠陥の修正作業が容易となり、またマスク製造工程の管理が容易となり、高品質のマスク製造が可能となった。 Further, by classifying and quantifying the pattern defects, it becomes easy to correct a mask pattern defect in a later process, and the mask manufacturing process can be easily managed, thereby enabling high-quality mask manufacturing.
以下、添付図面を参照して本発明の内容を詳述する。図1にEBマスクとして使用されるステンシルマスク1の断面を示す。ステンシルマスク1は通常SOI(Silicon On Insulator)基板を用いて作成される。マスク周辺部においてメンブレン5を支持する支持枠2と略一定の間隔で形成される梁3は、例えば厚さが725μmの支持基板であるシリコンにより形成されている。その底部には厚さが例えば1μm以下のシリコン酸化膜4を介して、EBマスクを形成する厚さが例えば数100nm(LEEPLマスクの場合)程度または概ね2μm(EPLマスクの場合)程度の単結晶シリコン膜から成るメンブレン5が配置されている。メンブレン5の材料としてはシリコン以外に例えばダイヤモンド薄膜等が使用可能である。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a cross section of a
マスクパターンはメンブレン5に形成された孔6の形状により定まる。なおLSI等を形成する半導体ウエファ(図示せず)に対する露光は、孔6を通過する電子ビームにより行われる。孔6の形状によりEBマスクにおける例えばホールパターンの形状が定まる。本発明はこの孔6の形状欠陥を分類する方法および装置に関するものである。
The mask pattern is determined by the shape of the
図2は本発明に係る欠陥分類方法の実施の形態について示すフローチャート図であり、図3は例えば画像データ処理の可能なCPU(Central Processing Unit)等を用いて形成される本発明に係るマスク欠陥分類装置21の実施の形態を示す図である。図2および図3に沿ってEBマスクの欠陥分類方法および欠陥分類装置について説明する。 FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of the defect classification method according to the present invention, and FIG. 3 shows a mask defect according to the present invention formed using, for example, a CPU (Central Processing Unit) capable of image data processing. It is a figure which shows embodiment of the classification device. The defect classification method and defect classification apparatus for the EB mask will be described with reference to FIGS.
まず最初に、測定データと設計データとを比較するマスク外観検査装置20で欠陥と判断されたパターンについて、測定されたマスク画像と設計データ画像を取得し、画像データ記録手段22に記録する。
First, a measured mask image and a design data image are acquired for a pattern determined as a defect by the mask
マスク外観検査装置20としては種々の方式のものが使用されているが、その一事例として、Die to CAD-Data方式(図示せず)について簡単に説明する。この方式においては、検査対象であるEBマスクに電子ビームを順次走査しながら照射し、マスクパターンを形成する孔6を順次通過した電子ビームに基く画像をCCDカメラで受像し、このEBマスクパターンの孔部に対応する画像データ(Die-Data)として取得する。この取得された画像データとEBマスクの製造に使用された設計データ(CAD-Data)とを比較し、両者の間に相異がある場合に製造されたEBマスクに欠陥が存在すると判断し、欠陥データを出力する。欠陥データとして、例えば欠陥の生じたパターンについての位置とその画像データ(Die-Data)および設計データ(CAD-Data)の双方が出力される。これらのデータは例えばLAN等の適切な伝送ライン(図示せず)により直接本発明に係るマスク欠陥装置21に伝送されるか、または例えばCDROM(図示せず)等の所定の記録媒体を介して送られる。
Various types of mask
マスク外観検査装置20から出力されるデータは、欠陥と判断した全てのパターンについて、例えば、マスク画像と設計データ画像に係るデータが圧縮しない方式のTIFF(Tagged-Image Files Format)形式で1つのファイルにまとめられて出力される。この場合、このTIFFファイルから欠陥を分類したいパターンの画像データを順番に取り出して所定の記録部(図示せず)に記録し、以下の分類処理を行う。
The data output from the mask
取得したマスク画像と設計データ画像の例を図4に示す。設計されたホールパターン41は、LEEPLにおいては設計にもよるが通常70〜200nm□、EPLにおいては通常280〜800nm□程度の正方形であるが、作成されたホールパターン42は図4(b)または図4および5の(b)に示すように通常ほぼ円形に近くなる。
An example of the acquired mask image and design data image is shown in FIG. The designed
次に検査範囲設定手段23により、分類したいパターンの位置と測定範囲43を設定する。検査装置20から出力される画像(図4の(a)、(b))は、例えば図4(b)に示すように中心位置に欠陥と判断したパターンがあるように出力される。この場合、まず設計データ画像において、中心付近にあるパターンを例えば矩形で囲って測定範囲とする。そしてマスク画像についても、同じ位置に同じ大きさで同様に矩形を生成し測定範囲とする。設計データ画像とマスク画像に測定範囲43を設定した例を図5に示す。
Next, the inspection range setting means 23 sets the position of the pattern to be classified and the
次に、測定範囲43のホールパターン45に関して設計データ画像とマスク画像について面積比算出手段24により面積比を算出し、この面積比の値によって以降の処理を分岐させる。なお、この面積比は、例えば画像2値化手段25を用いて、測定範囲43におけるマスクの設計データ画像とマスク画像に関する、所定のしきい値以上の濃度値を持つピクセルの数をそれぞれ求め、これらの比(マスク画像のパターン面積/設計データ画像のパターン面積)を計算することにより得ることができる。図4または図5のマスク画像に示すような濃淡画像を2値化するために適用するしきい値は、例えば判別分析法(所謂大津の方法)により算出することができる。
Next, the area ratio of the design data image and the mask image with respect to the
この面積比が0となる場合は、マスク画像にホールパターンがないということなので、欠陥判断手段35は欠陥を未開口欠陥と判断することができる。未開口欠陥の例を図6に示す。 When this area ratio is 0, it means that there is no hole pattern in the mask image, so the defect determination means 35 can determine the defect as an unopened defect. An example of an unopened defect is shown in FIG.
面積比が0でない場合には、面積比比較手段26により、面積比について予め定められた上限値および下限値と比較する。例えば、許容範囲をおよそ±10%とすれば、上限値を1.0〜1.1の範囲の特定値に、下限値を0.8〜0.9の範囲の特定値に設定することができる。ここで実際のマスクのパターンは、例えば図4、図5に示すように、正方形の設計データに対して全体的に角が取れて丸くなってしまうため、正常パターンの場合にも面積比は1未満となる。 When the area ratio is not 0, the area ratio comparison means 26 compares the area ratio with the upper limit value and lower limit value determined in advance. For example, if the allowable range is approximately ± 10%, the upper limit value may be set to a specific value in the range of 1.0 to 1.1, and the lower limit value may be set to a specific value in the range of 0.8 to 0.9. it can. Here, as shown in FIGS. 4 and 5, for example, the actual mask pattern is rounded with rounded corners as a whole with respect to the square design data, so the area ratio is 1 even in the case of a normal pattern. Less than.
パターンに欠陥があるかどうかを判定する面積比の上限値及び下限値は、ホールパターン形成条件によって変わってくるため、マスクごとに適切な値を予め調査して設定しておく必要がある。もし、面積比が下限値より小さい場合は、マスク画像のホールパターンが何らかの理由で設計値より小さくなっているということになり、逆に上限値より大きい場合はホールパターンが設計値より大きくなっているということになる。 Since the upper limit value and the lower limit value of the area ratio for determining whether or not there is a defect in the pattern vary depending on the hole pattern formation conditions, it is necessary to investigate and set appropriate values for each mask in advance. If the area ratio is smaller than the lower limit value, it means that the hole pattern of the mask image is smaller than the design value for some reason. Conversely, if the area ratio is larger than the upper limit value, the hole pattern becomes larger than the design value. It means that there is.
面積比が下限値より小さい場合や上限値より大きい場合には、円形度算出手段27により、マスク画像のパターンの円形度を算出する。円形度を算出するには、輪郭線抽出手段28によりまずマスク画像の対象となるパターンの輪郭線を抽出する。輪郭線の抽出は判別分析法によって2値化した後、エッジ抽出処理29によりエッジ抽出処理を行い、細線化処理手段30によりそれを細線化処理する。パターンの輪郭線を抽出した例を図7に示す。
When the area ratio is smaller than the lower limit value or larger than the upper limit value, the circularity calculation means 27 calculates the circularity of the pattern of the mask image. In order to calculate the circularity, the contour extraction means 28 first extracts the contour of the pattern that is the target of the mask image. The contour line is binarized by the discriminant analysis method, then edge extraction processing is performed by the
円形度はこのパターンと近似円との差分面積と、近似円の面積との比である(差分面積/近似円の面積)。円形度は1以下の実数となり、パターンが真円に近いほど1に近づく。近似円の面積は、近似円算出手段31により、パターンの重心と輪郭線の各点との距離を平均して求めた近似半径から算出する。 The circularity is a ratio of the difference area between this pattern and the approximate circle and the area of the approximate circle (difference area / area of the approximate circle). The circularity is a real number of 1 or less, and approaches 1 as the pattern is closer to a perfect circle. The area of the approximate circle is calculated from the approximate radius obtained by averaging the distance between the center of the pattern and each point of the contour line by the approximate circle calculating means 31.
次に欠陥判断手段35により欠陥の内容について判断し分類する。判断される欠陥には、例えば、形状は正常で面積が設計値より小さいアンダーサイズ欠陥、パターン面積が設計値より小さくかつ歪んだ形状をしている欠け欠陥、形状は正常で面積が設計値より大きいオーバーサイズ欠陥、パターン面積は設計値より大きく歪んだ形状をしている突起欠陥、パターンの位置がずれている位置ずれ欠陥、実際には欠陥がないにもかかわらず欠陥パターンと誤判断した擬似欠陥等がある。 Next, the defect determination means 35 determines and classifies the contents of the defect. Defects to be judged include, for example, an undersize defect having a normal shape and an area smaller than the design value, a chip defect having a pattern area smaller than the design value and a distorted shape, a normal shape and an area smaller than the design value Large oversized defects, pattern defects whose shape is distorted larger than the design value, misaligned defects in which the pattern is misaligned, or falsely judged as a defective pattern even though there is no actual defect There are defects.
円形度は円形度比較手段32により所定の規格値と比較される。この規格値としては例えば0.8と設定することができる。面積比が下限値より小さく、円形度がある規格値以上の場合には、パターンが真円に近い状態で面積だけが小さいということになるので、欠陥判断手段35はアンダーサイズ欠陥と判断する。アンダーサイズ欠陥の例を図8に示す。図8(c)に示されている例では円形度=0.91である。 The circularity is compared with a predetermined standard value by the circularity comparison means 32. As this standard value, for example, 0.8 can be set. If the area ratio is smaller than the lower limit value and the circularity is equal to or greater than a certain standard value, it means that only the area is small while the pattern is close to a perfect circle, so the defect determination means 35 determines that it is an undersize defect. An example of an undersize defect is shown in FIG. In the example shown in FIG. 8C, the circularity = 0.91.
一方、面積比が下限値より小さく、円形度が規格値より小さい場合には、パターンは面積が小さくて歪んだ形状をしているということになるので、欠陥判断手段35は欠け欠陥と判断する。欠け欠陥の例を図9に示す。図9(c)に示されている例では円形度=0.71である。 On the other hand, if the area ratio is smaller than the lower limit value and the circularity is smaller than the standard value, the pattern has a small area and a distorted shape, so the defect determination means 35 determines that the defect is a chip defect. . An example of a chip defect is shown in FIG. In the example shown in FIG. 9C, the circularity = 0.71.
また、面積比が上限値より大きく、円形度がある規格値以上の場合には、パターンが真円に近い状態で面積だけが大きいということになるので、欠陥判断手段35はオーバーサイズ欠陥と判断する。オーバーサイズ欠陥の例を図10に示す。図10(c)に示されている例では円形度=0.97であり、ほぼ真円である。 If the area ratio is larger than the upper limit value and the circularity is equal to or greater than a certain standard value, it means that only the area is large in a state where the pattern is close to a perfect circle, so the defect determining means 35 determines that it is an oversized defect. To do. An example of an oversize defect is shown in FIG. In the example shown in FIG. 10C, the circularity = 0.97, which is almost a perfect circle.
一方、面積比が上限値より大きく、円形度が規格値より小さい場合には、パターンは面積が大きくて歪んだ形状をしているということになるので、欠陥判断手段35は突起欠陥と判断する。突起欠陥の例を図11に示す。図11(c)に示されている例では円形度=0.73である。 On the other hand, when the area ratio is larger than the upper limit value and the circularity is smaller than the standard value, it means that the pattern has a large area and a distorted shape, so the defect determining means 35 determines that it is a protrusion defect. . An example of the protrusion defect is shown in FIG. In the example shown in FIG. 11C, the circularity = 0.73.
次に面積比が下限値と上限値の間に入っている場合は、ホールパターンの大きさは適当であるということになるので、パターンの位置がずれているIP(Image Placement;画像配置)エラーか、マスク外観検査装置20が誤検出した擬似欠陥のどちらかになる。
Then if the area ratio is in the range between the lower limit and upper limit, it means that the size of the hole pattern is suitable, IP are misaligned pattern (Image Placement; image placement) Error Or a false defect erroneously detected by the mask
これを判別するため、通常の重心座標検出方法を用いた重心座標検出手段33により設計データ画像とマスク画像のそれぞれのパターンについて重心座標(x,y)を算出し、重心座標比較手段34によりx,yそれぞれのずれを求める。重心座標のずれを計算し、このずれが予め定めた許容値より大きい場合には、欠陥判断手段35はマスク画像のパターン位置がずれていると判断しIPエラーとする。IPエラーの例を図12に示す。設計データ画像の重心座標が(7524nm、7515nm)に対し、マスク画像の重心座標が(7535nm、7490nm)であり、重心座標に(11nm、−25nm)のずれが生じている。 In order to determine this, centroid coordinates (x, y) are calculated for each pattern of the design data image and the mask image by the centroid coordinate detection means 33 using a normal centroid coordinate detection method, and the centroid coordinate comparison means 34 x , Y is obtained. The deviation of the barycentric coordinates is calculated, and when this deviation is larger than a predetermined allowable value, the defect judging means 35 judges that the pattern position of the mask image is displaced and makes an IP error. An example of an IP error is shown in FIG. The barycentric coordinates of the design data image are (7524 nm, 7515 nm), whereas the barycentric coordinates of the mask image are (7535 nm, 7490 nm), and the barycentric coordinates are shifted by (11 nm, −25 nm).
一方、重心のずれが許容値以下だった場合は、いずれの欠陥にも属さないことになるので欠陥判断手段35はマスク外観検査装置20が誤検出した擬似欠陥と判断する。
On the other hand, if the deviation of the center of gravity is less than or equal to the allowable value, it does not belong to any defect, so the defect determining means 35 determines that it is a false defect erroneously detected by the mask
かかる欠陥分類法はEBマスクに限定されるものではなく、フォトマスクの欠陥分類にも使用可能である。また上記実施の形態においては正方形のパターンの場合について記載したが、本発明は円形、多角形等の他の形状のマスクの場合にも適用可能である。 Such a defect classification method is not limited to the EB mask but can also be used for defect classification of a photomask. Further, although the case of a square pattern has been described in the above embodiment, the present invention can be applied to the case of a mask having another shape such as a circle or a polygon.
ここに記載された本発明の実施の形態は単なる一例であり、上記欠陥分類装置は本発明の要旨を変更しない範囲で多様に変形することができる。 The embodiment of the present invention described here is merely an example, and the defect classification apparatus can be variously modified without changing the gist of the present invention.
1…ステンシルマスク、 2…ストラット、 3…梁、 4…シリコン酸化膜、 5…メンブレン、 6…孔、 20…マスク外観検査装置、 21…マスク欠陥分類装置、 22…画像データ取得手段、 23…検査範囲設定手段、 24…面積比算出手段、 25…画像2値化手段、 26…面積比比較手段、 27…円形度算出手段、 28…輪郭線抽出手段、 29…エッジ抽出手段、 30…細線化処理手段、 31…近似円算出手段、 32…円形度比較手段、 33…重心座標検出手段、 34…重心座標比較手段、 35…欠陥判断手段、 41…ホールパターン設計データ、 42…ホールパターン画像データ、 43…測定範囲、 45…ホールパターン
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記マスクの製造に使用された設計データの画像と検査対象マスクの画像とを取得し、
検査対象マスクのパターンの位置と検査範囲を設定し、
検査範囲内で設計データ画像に対するマスク画像の面積比を算出し、
前記面積比が0の場合には未開口欠陥と判断し、
前記面積比が0でない場合には、前記面積比を所定の下限値と比較し、
前記面積比が前記所定の下限値より小さい場合には、前記検査対象マスクの画像のパターン円形度を算出し、
前記円形度が所定の第1の規格値以上の場合にはアンダーサイズ欠陥と判断し、前記第1の規格値より小さい場合には欠け欠陥と判断し、
一方、面積比が前記所定の下限値以上の場合には、所定の上限値と比較し、
前記面積比が前記所定の上限値より大きい場合には、前記検査対象マスクの画像のパターン円形度を算出し、
前記円形度が所定の第2の規格値以上の場合にはオーバーサイズ欠陥と判断し、前記円形度が前記第2の規格値より小さい場合には突起欠陥と判断し、
一方、前記面積比が前記所定の上限値以下の場合には、設計データの画像と検査対象マスクの画像の各パターンの重心をそれぞれ算出し、
各重心のずれが所定の許容値より大きい場合には画像配置エラーと判断し、前記所定の許容値以下の場合には擬似欠陥と判断する
マスクの欠陥を分類する方法。 A method of classifying mask defects,
Obtaining an image of design data and an image of an inspection target mask used for manufacturing the mask,
Set the pattern position and inspection range of the mask to be inspected,
Calculate the area ratio of the mask image to the design data image within the inspection range,
When the area ratio is 0, it is determined as an unopened defect,
If the area ratio is not 0, the area ratio is compared with a predetermined lower limit value,
When the area ratio is smaller than the predetermined lower limit value, calculate the pattern circularity of the image of the inspection target mask,
When the circularity is equal to or greater than a predetermined first standard value, it is determined as an undersize defect, and when it is smaller than the first standard value, it is determined as a chip defect.
On the other hand, if the area ratio is equal to or greater than the predetermined lower limit value, it is compared with a predetermined upper limit value,
If the area ratio is greater than the predetermined upper limit value, calculate the pattern circularity of the image of the inspection target mask,
When the circularity is equal to or greater than a predetermined second standard value, it is determined as an oversize defect, and when the circularity is smaller than the second standard value, it is determined as a protrusion defect,
On the other hand, when the area ratio is less than or equal to the predetermined upper limit value, the center of gravity of each pattern of the design data image and the inspection target mask image is calculated,
A method of classifying a defect of a mask when it is determined that an image placement error occurs when the deviation of each center of gravity is larger than a predetermined allowable value, and when it is equal to or less than the predetermined allowable value.
前記マスクの製造に使用された設計データの画像と検査対象マスクの画像とを取得する手段と、
検査対象マスクのパターンの位置と検査範囲を設定する手段と、
検査範囲内で設計データ画像に対するマスク画像の面積比を算出する手段と、
欠陥の種類を判断する手段と、
前記面積比を所定の上限値または下限値と比較する手段と、
前記検査対象マスクの画像のパターン円形度を算出する手段と、
設計データの画像と検査対象マスクの画像の各パターンの重心をそれぞれ算出する手段とを有し、
前記判断する手段は、
前記面積比が0の場合には未開口欠陥と判断し、
前記面積比が前記下限値より小さく、そして前記円形度が所定の第1の規格値以上の場合にはアンダーサイズ欠陥と判断し、前記第1の規格値より小さい場合には欠け欠陥と判断し、
前記面積比が前記上限値より大きく、そして前記円形度が所定の第2の規格値以上の場合にはオーバーサイズ欠陥と判断し、前記円形度が前記第2の規格値より小さい場合には突起欠陥と判断し、
前記面積比が前記上限値および下限値の間にあり、各重心のずれが所定の許容値より大きい場合には画像配置エラーと判断し、前記所定の許容値以下の場合には擬似欠陥と判断する、
欠陥を分類する装置。 An apparatus for classifying mask pattern defects,
Means for obtaining an image of design data and an image of an inspection target mask used for manufacturing the mask;
Means for setting the pattern position and inspection range of the mask to be inspected;
Means for calculating the area ratio of the mask image to the design data image within the inspection range;
A means of determining the type of defect;
Means for comparing the area ratio with a predetermined upper limit or lower limit;
Means for calculating a pattern circularity of an image of the inspection object mask;
Means for calculating the center of gravity of each pattern of the design data image and the inspection target mask image,
It means for pre-SL judgment,
When the area ratio is 0, it is determined as an unopened defect ,
The area ratio is smaller than the lower limit, and the circularity is determined to undersize defects in the case of more than a predetermined first standard value, it is determined that the chipping defect if the less than the first standard value ,
The area ratio is greater than the upper limit value, and before Symbol determines that oversize defect when circularity is equal to or larger than the predetermined second standard value, if the circularity is smaller than the second standard value Judge as a protrusion defect,
When the area ratio is between the upper limit value and the lower limit value, and the deviation of each center of gravity is larger than a predetermined allowable value, it is determined as an image placement error, and when it is equal to or lower than the predetermined allowable value, it is determined as a pseudo defect. To
A device that classifies defects.
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