JPH02121324A - フォトマスクおよびその検査法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体４１４Ｍ回路の製造に用いられるフォ
トマスクおよびその高精度な検査法に関する。

（従来の技術） 従来から、同一のチップパターンが複数個配されたフォ
トマスクのパターン欠陥検査では、チップ比較方式を用
いた自動欠陥検査装置（以下、チップ比較型検査装置と
略す）が広く用いられている。以下に、従来のフォトマ
スクとその検査法について説明する。

第２図は１代表的なチップ比較型検査装置の構成を示す
ものであり、５は被検フォトマスク、６はフォトマスク
を照射する照明光、７，８は左右のチップのパターンの
拡大画像を得るためのレンズ、９．１０は左右の検出器
、　１１．１２は左右のパターンのモニタＣＲＴ、１３
は差動増幅器、１４は左右の検出器からの差信号を表示
するモニタＣＲＴ、１５は装置全体をコントロールする
マイクロプロセッサである。

以上のように構成されたチップ比較型検査装置について
、以下その動作を説明する。まず、左右のレンズ７と８
の間隔をフォトマスク上の同一チップの間隔の整数倍と
し、チップ内置−箇所の特定のパターンを重ね合わせ、
左右の検出器からの差信号が最小になるように正確に設
定する。この状態でステージを動かすことにより、フォ
トマスク全体を走査して左右の検出器からの差信号が検
出された場合、これを欠陥信号として認識する。

ここで、レンズ間隔設定時に左右のチップの重ね合わせ
に用いた特定のパターンの相対的位置と比較して、他の
パターンの相対的な位［１ｆ（Ｘ方向とＹ方向の少なく
とも一方）がずれた場合も左右の検出器から差信号が現
われ、欠陥として検出される。この様子を第３図に示す
。

第７３図において、１６は左の検出器９で検出されたパ
ターンのモニタ画像、１７は右の検出器１０で検出され
たパターンのモニタ画像、１８は左右検出器からの差信
号を表示したモニタ画像である。モニタ画像１８で、Ｃ
はＸ方向のずれ、ｄはＹ方向のずれ（以下、ピッチすれ
と称す）を示す。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のフォトマスクでは、上記方法によ
って検出されたピッチずれについて、その大きさ、即ち
モニタ画像１８のＣとｄを正確な数値として測定できな
いという欠点を有していた。

本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、ピッチ
ずれの大きさを正確に測定することのできるフォトマス
クとその検査法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明のフォトマスクは、
マスク乾板上に各々のピッチが異なるラインアンドスペ
ース様のパターン（以下、バーニアパターンと称する）
を複数個形成している。

（作　用） このフォトマスクでは、パターンのピッチずれが検出さ
れた場合、ピッチずれによる差信号が現われないように
レンズ間隔を再設定し、左右のパターンを正確に重ね合
わせたとき、上記バーニアパターンの移動量を読み取る
ことにより、ピッチずれの大きさを測定することができ
る。

（実施例） 以下１本発明の実施例について１図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の一実施例におけるフォトマスクのバ
ーニアパターンを示したものである。第１図において、
１は左側に配置されたＸ方向のピッチずれ量測定用バー
ニアパターン、２は左側に配置されたＹ方向のピッチず
れ量８１１定用バーニアパターン、３は右側に配置され
たＸ方向のピッチずれ４ｆ　１ｌｌｌｌ定川バーニアパ
ターン、４は右側に配置されたＹ方向のピッチずれ量測
定用バーニアパターンである。ａとｂはラインアンドス
ペースのピッチを示し、ａとｂはわずかに異なる。Ｑは
左右のバーニアパターンの間隔であり、チップ比較型検
査装置の左右のレンズの間隔と一致させる。ａとｂの代
表的な数値例は、ａ　＝２．０ｕｍ、　ｂ　＝１．８ｐ
ｍである。

以上のようなバーニアパターンを形成した本実施例のフ
ォトマスクについて、以下その動作を説明する。まず、
従来例と同様の方法によってピッチずれが検出される。

この様子は、例えば第３図１８のようになる。このとき
、ステージをバーニアパターンの位置に移動すると、差
信号を表示するモニタには、第４図のようなバーニアパ
ターンの重ね合わせ像が得られる。１９と２０はそれぞ
れＸ方向とＹ方向のバーニアの一致点を示す６図に示す
ように、ここでは左右のバーニアパターンの中心位置が
一致している。ただし、実際の検査時には。

この段階でステージを移動させてバーニアパターンの確
認をする必要はない。

次に、ステージはピッチずれが検出されたパターンの位
置でレンズ間隔を再設定し、左右のパターンのピッチず
れによる差信号が呪われないように、パターンを正確に
重ね合わせる。この状態でステージをバーニアパターン
の位置に移動すると、差信シ）を表示するモニタには、
第５図のようなバニアパターンの重ね合わせ像が得られ
る。２１と２２はそれぞれＸ方向とＹ方向のバーニアの
一致点を示す。このバーニアの一致点を読み取ることに
より、ピッチずれの大きさを測定することができる。

以上のように、本実施例によれば、バーニアパターンを
用いたことにより、ピッチずれの大きさを高精度で測定
することができる。例えば、バーニアパターンのピッチ
が、ａ　＝　２．Ｏｐ＋ａ、　ｂ　＝　１．９μｍで、
読み取り精度が１７２ピツチ（ラインまたはスペース１
本毎）とすれば、０．０５μｍの精度でｉｌｌ’ｌ定す
ることができる。バーニアパターンのピッチは、測定精
度等を考慮して任意に決める。

なお、この方法は、単一チップ内の繰り返しパターン部
のみをチップ比較型検査装置で検査する場合にも用いる
ことができる。

（発明の効果） 本発明は、マスク乾板上に各々のピッチが異なるバーニ
アパターンを複数個形成し、その間隔をチップ比較型検
査装置の左右のレンズの間隔と一致させることにより、
マスクパターンのピッチずれの大きさを高精度で測定す
ることができ、さらに、上記バーニアパターンを他のパ
ターンが存在しない領域に形成することにより、他のパ
ターンに何の影響も与えないフォトマスクを容易に実現
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例におけるフォトマスクのバ
ーニアパターンを示す図、第２図は、チップ比較方式を
用いた自動欠陥検査装置の構成図、第３図は、ピッチず
れが検出されたときのマスクパターンのモニタ画像を示
す図、第４図は、中心位置が一致しているバーニアパタ
ーンの重ね合わせ像を示す図、第５図は、中心位置がず
れたときのバーニアパターンの重ね合わせ像を示す図で
ある。 １．３・・・Ｘ方向バーニアパターン、　　２゜４・・
・Ｙ方向バーニアパターン、　　５・・・フォトマスク
、　６・・・照射光、　７，８・・・レンズ、９．１０
・・・検出器、　１１．１２．１４・・・モニタＣＲＴ
、　１３・・・差動増幅器、　１５・・・マイクロプロ
セッサ、　１６・・・左モニタ画像、１７・・・右モニ
タ画像、　１８・・・重ね合わせモニタ画像、　１９．
２１・・・Ｘ方向のバーニア−数点、　　２０．２２・
・・Ｙ方向のバーニア−数点。 第１図 特許出願人　松下電子工業株式会社 ・・　九×方勾、）！１．１友市バー二Ｖパターン２・
・・　左Ｙ方句」・〕炭円バーニマバクーン３・　ヤ×
方＃３矛・〕定定式−ニヤパターン４・・・　ぢＹ力勾
測定褐ノ＼゛−二歿パターン第 図 箪 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マスク乾板上の、該乾板上に配置された同一チッ
   プパターンの間隔の整数倍の位置に、互いにピッチ間隔
   が異なるラインアンドスペース様のバーニアパターンを
   一組以上設けてなることを特徴とするフォトマスク。
2. （２）マスク乾板上に配置された同一チップパターンの
   間隔の整数倍の位置に一対の読取レンズを配置し、両レ
   ンズが読み取った画像を重ね合わせて画像間のずれを検
   出するチップ比較型検査装置を用い、請求項（１）記載
   のフォトマスクを検査するに際し、前記両レンズが読み
   取った重ね画像間にずれがあったとき、まず、そのずれ
   がなくなるように両レンズの位置を調整し、次に、バー
   ニアパターンの重ね画像を写し、その変位量から前記チ
   ップの位置ずれを読み取ることを特徴とするフォトマス
   クの検査法。