JPH032292B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワークピースのパターン例えば光学
マスクを電子ビーム検査するための検査パターン
の生成方法に係る。

［従来技術］ 集積回路（IC）の製造に於て、ICの上に形成
した放射線に対して感度を有する層に対してパタ
ーンを露光するためにフオトマスクを用いる事は
公知の技術である。フオトマスクのパターン自体
は、集結された電子ビームもしくは他の選択的放
射源による選択的放射によつて形成し得る。この
場合、光もしくは他の適当な放射をフオトマスク
を介してIC上の放射線感光層へ投射し、該層に
フオトマスク・パターンの像を形成する。ICチ
ツプのためのフオトマスク・パターンは最近ます
ます複雑化している。よつてマスクに於ける欠陥
は、歩留りと信頼性の低下に大きく影響する。従
つて、フオトマスクの欠陥検査が必要である。

直接書き込み型の電子ビーム・リソグラフイを
用いるフオトマスクの検査技術が、ブロシーテイ
ングス・オブ・インターナシヨナル・ソサエテ
イ・フオア・オプテイカル・エンジニアリング
（Proceedings of International Society for
Optical、Engineering）Vol.334，1982のP.P.230
〜237におけるR.A.Simpson等の論文並びに米国
特許第4365163号明細書に開示されている。マス
ク・パターンを検査するために文字認識もしくは
パターン認識を用いる必要がない様にマスク・パ
ターン自体から検査パターンを生成する技術が開
示されている。検査パターンは、マスク・パター
ンを作るために用いたオリジナルの設計データか
らソフトウエアを用いて発生させる事ができる。
開示される様に、マスク・パターンを検査するの
に透明及び不透明の検査パターンが必要である。
固定寸法のオーバラツプした即ち重なつた電子ビ
ーム・スポツトを、検査パターンによつて再成さ
れた通りにマスク上に歩進させると共に、後方散
乱電子から生じた信号をモニタしてマスク・パタ
ーンの欠陥を検出する。指摘されている様に、透
明な及び不透明な検査パターンはマスク・パター
ンのポジ及びネガ型の実質的に収縮した形状のも
のであつた、その収縮形状体はマスク及び系の公
差が為信号を発生しない様にするガード・バンド
（guard band）即ち保護帯域を生じる。更に指摘
される様に、複数の検査スポツトは適当な欠陥検
出確率を呈する様にオーバラツプしなければなら
ない。

上記の検査パターンの２つの要件（ガード・バ
ンド及びオーバラツプ）によつて、マスク・パタ
ーン設計データからこれらの検査パターンを有効
に生成するのが困難になる。マスク・パターン設
計データは一連の基本的形状（例えば一連の矩
形）として表現されるのが普通である。マスク・
パターンが離隔した（当接していない）基本形状
を用いて表現される場合、ウインデイツジ
（Windage 輪郭の膨張または侵食操作）と称せ
られる公知の方法によつて所要のガード・バンド
を与えるのが容易である。正のウインデイツジは
或る形の各寸法を拡張する操作であり、負のウイ
ンデイツジはその形の各寸法を収縮させる操作で
ある。よつて基本形状の外側及び内側に所要のガ
ード・バンドを呈する事ができる。しかしなが
ら、典型例として、基本形状が相互に当接してい
る場合、マスク・パターンを定義する事が必要で
ある。例えば、マスク・パターンが多角形である
場合、これは一連の当接する三角形として記述さ
れねばならない。従つて、ガード・バンドをうる
ためには負のウインデイツジを適用して、基本形
状部相互間に空隙ができる様に基本形状部を離隔
させる事が必要である。そしてこの空隙は検査さ
れない。

理論上、マスク・パターン設計データに於ける
全ての当接する基本形状部を探索し、次にウイン
デイツジを行つたのち、基本形状部を幾分か伸長
させてそれらを結合するために分類を行う技術を
用いることができる。その様な探索及び伸張技術
はコンピユータ時間からして極めて時間を浪費す
る方法である。何故ならば、その方法には、当接
する形状部を探索するために各基本形状部と全て
の他の基本形状部の比較が含まれるからである。
更にその様な探索及び伸長を用いる技術に於て
は、基本形状部が当接する所要な検査スポツトの
オーバラツプを保証するために、当接する基本形
状部の間のオーバラツプを生ぜしめる必要があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来はワークピースのパターンから検査パター
ンを生成するに際して当接する基本形状部を再結
合及びオーバラツプさせるために探索及び分類を
用いる技術を採用していたが、この方法の場合コ
ンピユータの使用時間が長く、不経済であつた。

本発明は上記の様な探索及び分類の技術を用い
る事なく所要のオーバラツプ及びガード・バンド
を呈する検査パターンを生成するための経済的な
方法を提供するものである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の目的とする問題点は、ワークピースの
パターンに第１の正のウインデイツジを適用し、
第１の正のウインデイツジを行つたワークピース
のパターンを反転し、反転した第１の正のウイン
デイツジを行つたワークピース・パターンに対し
て更に第２の正のウインデイツジを適用する事に
よつて解決される。上記の３つのステツプは、基
本形状部が当接しているか否かに関係なく、ワー
クピース・パターン設計データよりなる基本形状
部の全てについて実施され、所要のガード・バン
ド及びオーバラツプを呈する全ワークピース検査
パターンを生じる。ガード・バンド及びオーバラ
ツプの量は第１及び第２のウインデイツジの相対
量によつて制御する事ができる。

本発明の実施例に於て、ワークピースのパター
ンは一連の矩形（そのうちのいくつかが多角形を
成す様に当接している）として説明される。各矩
形に対して第１の正のウインデイツジを適用し、
よつてウインデイツジ値によつて各矩形の各辺の
長さを増加させ次に第１の正のウインデイツジを
行つたワークピース・パターンを反転する。即
ち、パターンのネガを形成し、パターンの中にあ
つた領域がパターンの外になる（逆の場合も同
様）。反転は、パターンの内側にあつた領域がパ
ターンの外になる（逆も同様）相補的パターンの
形成と類似している。次に反転した正のウインデ
イツジを実施したパターンに対して第２の正のウ
インデイツジを行う。生成された一連の矩形が検
査パターンとなる。

本発明はフオトマスクに関して詳細に説明した
が、本発明は他のパターン状のワークピースを検
査するため、即ち、半導体IC、プリント回路板
もしくは他のICパツケージング基板上の導体及
びその他のパターンを検査するためにも用いうる
事を理解されたい。更に、検査のために可視光
線、赤外線、Ｘ線もしくは他の放射線を用いる事
ができる事を理解されたい。

本発明に従つて生成された検査パターンは整形
スポツト電子ビーム・コラムの偏向ジエネレータ
に印加される。検査すべきマスクをターゲツト領
域に配置する。整形したオーバラツプ・スポツト
を検査パターンによつて画成されるパターンに従
つてマスク上を歩進させる。後方散乱電子によつ
て生じた信号を、米国特許第4365163号明細書等
に示される様にして欠陥を検出するためにモニタ
する。

〔実施例〕

まず、第２Ａ図ないし第２Ｃ図を参照する。第
２Ａ図は簡略化したフオトマスク・パターンの例
を示し、夫々第2B図及び第２Ｃ図には第２Ａ図
のマスク・パターンを検査するのに必要な内側及
び外側検査パターンを示している。第２Ａ図のフ
オトマスク・パターンは所定のフオトマスク・サ
ブフイールド１２内の３つの多角形から成り立
つ。しかしながら典型的なフオトマスク・パター
ンは第２Ａ図のパターンよりもずつと複雑である
事を理解されたい。多角形１１の内側の領域は透
明ないし不透明のマスク領域のいずれでもよい。
第２Ｂ図に於て、内側検査パターン１３はフオト
マスク・パターン１１の収縮パターンである。そ
の収縮パターンは不整列もしくは装置の不具合が
偽信号を生じない様にするためのガード・バンド
（保護帯域）を生じる。第２Ｃ図に於て、外側検
査パターン１４がガード・バンドを与えるフオ
ト・マスク・パターン１１の拡張されたパターン
である事が理解できる。マスクパターンの完全な
検査のためには内側及び外側検査パターンの生成
が必要である。

第３図を参照する。フオトマスクを検査するた
めに、検査パターンによつて画成される領域上の
固定寸法のオーバラツプする電子ビーム・スポツ
トの歩進状態が示される。複数の検査スポツトの
組に於て、少くとも１つのスポツトが或る欠陥の
面積とほぼ一致し、期待される信号レベルからの
大きなずれを生じる様にスポツトをオーバラツプ
させる。代表的なフオトマスク・パターン１１に
関して、内側検査パターン１３によつて画成され
る領域の上を複数の電子ビーム・スポツト１６を
して歩進させる。同様にして、一連のオーバラツ
プ・スポット１７が外側検査パターン１４によつ
て画成される領域上の歩進を行う。第３図に示す
様に、スポット１６及び１７はオーバラツプし且
つ所要のガード・バンド１８を生じなければなら
ない。

次に、第４Ａ図ないし第４Ｃ図を参照する。マ
スク・パターンから検査パターンを生成する際の
問題が示される。問題はマスク・パターン設計デ
ータが一連の当接する基本形状体として表わされ
る場合に生じる。第４Ａ図に於てフオトマスク・
パターンの一部を示す。フオトマスクの部分は当
接する矩形部２１及び２２より成るＬ字形状部１
９である。矩形部２１及び２２の内側の領域を検
査するのに所要のガード・バンドを生ぜしめるた
めに、矩形部２１及び２２に対して負のウインデ
イツジを実施する。第４Ｂ図に示す様に、結果と
して得られた負のウインデイツジを行つた矩形部
２３及び２４は、それらの間に間隙２６を有す
る。検査パターン２３及び２４は固定寸法の電子
ビーム・スポツトでもつて歩進させるべき領域を
画成するので、上記間隙２６は検査されない。

第４Ｃ図は上記の問題の１つの解決法を示す。
この解決方法は、フオトマスク・パターンに於け
る全ての当接する基本形状部を探索し、そして負
のウインデイツジを行つたのち、基本形状部を拡
張してそれらの形状部を結合させる探索及び分類
アルゴリズムを含む。前記の様に、探索及び拡張
法は各基本形状部と全ての他の基本形状部との比
較を行う点で極めて時間を浪費する方法である。
また、検査パターンが２７に於てオーバラツプす
る事と、歩進された電子ビーム・スポツトが基本
形状部の当接する個所に於てオーバラツプする事
とを保証するために何等かの手段を用いなければ
ならない。

第１図は本発明に従つてマスク・パターンから
検査パターンを生成するプロセスを示す。第１図
の方法はフオトマスク・パターン（ブロツク２
８）について実施される。フオトマスク・パター
ンは一連の基本形状、例えば一連の矩形で表わさ
れる。各矩形は第６図に関連して示す様に下方左
手の隅のＸ−Ｙ座標プラス長さ及び幅によつて表
現される。本発明の方法は電子ビーム・カラムの
ためのデイジタル制御プロセサもしくは汎用デー
タ・プロセサに於けるコンピユータ・プログラム
によつて実施しうる。本発明に従い、コンピユー
タ・プログラムは基本形状に基いて一連の検査パ
ターンを生成する様に実行される。検査パターン
は所要の一連のオーバラツプ検査スポツトを呈す
る様に偏向ゼネレータもしくは電子ビーム装置の
ビーム制御装置へ与えられる。

本発明の方法は内側及び外側検査パターンを生
成するために用いられる。もしもフオトマスク・
パターン・データがクリアな即ち透明なマスク領
域を表わすならば、内側検査パターンは透明マス
ク領域を検査するために用いられ、外側検査パタ
ーンは不透明なマスク領域走査するために用いら
れる。一方もしも内側フオトマスク・パターン・
データが不透明マスク領域を表わすならば、不透
明マスク領域を走査するために内側検査パターン
が用いられ、外側領域を走査するために外側検査
パターンが用いられる。

内側検査パターン（ブロツク２９）を生成する
ために、外側検査パターンの生成のステツプに付
加的なステツプが必要である。この付加的ステツ
プはブロツク３１に示す反転ステツプである。反
転オペレーシヨンはパターンのネガを生成する事
によつてオペレーシヨンが行われているデータの
補数を与える。反転プロセスの細部は第８図、第
９Ａ図ないし第９Ｄ図に関連して説明する。

内側検査パターンのための反転ステツプ（ブロ
ツク３１）に続いて、第１の正のウインデイツジ
（ブロツク３２）がフオトマスク・パターン（も
しくは反転したフオトマスク・パターン）の全て
について実施される。正のウインデイツジを実施
するための方法は第７図に関連して説明する。次
に、第１のウインデイツジを行つたフオトマス
ク・パターンを反転させる（ブロツク３３）。次
に第２の正のウインデイツジ（ブロツク３４）を
行う。第１の正のウインデイツジ、反転及び第２
の正のウインデイツジ等のステツプによつて得ら
れる結果は、フオトマスク・パターンの内側もし
くは外側領域を検査するために用いられる一連の
検査パターン（ブロツク３６）である。

第５Ａ図ないし第５Ｅ図は第１図の方法がどの
様にして第５Ａ図のＬ字状フオトマスク・パター
ンに対して実行されるかを示す。第５Ｂ図は内側
検査パターンを生成するための第１図のブロツク
３１に対応する反転を示す。第５Ｃ図は第１図の
ブロツク３２に対応する第１の正のウインデイツ
ジの実施を示す図である。第５Ｄ図は第１図のブ
ロツク３３に対応する反転を示す図である。第５
Ｅ図は第１図のブロツク３４に対応する第２の正
のウインデイツジの適用を示す図である。第５Ｅ
図に示される生成された検査パターンは所要のガ
ード・バンド３７並びに基本形状部の相互に当接
する所要のオーバラツプ部３８を含んでいる。第
５Ｅ図に対応する矩形データは、前述の様にして
オーバラツプした方形状のスポットをマスク上に
於て歩進させるために、電子ビーム・カラムの偏
向ゼネレータ（発生器）に与えられる。焦結され
た光線、Ｘ線、イオン其他のビームも同様に用い
る事ができる。

本発明に従い、オーバラツプ部３８及びガー
ド・バンド３７の量は第１及び第２の正のウイン
デイツジの量を変える事によつて独立して変更す
る事ができる。所要のガード・バンド及びオーバ
ラツプに基づくウインデイツジ値の計算式は以下
の通りである。

Windage １＝Guard Band＋（0.5）（Overlap）
(1) Windage ２＝（0.5）（Overlap） (2) ここでWindage １は第１図のブロツク３２に
示す各矩形の辺に対して適用した第１の正ウイン
デイツジの量であり、Windage ２は第１図のブ
ロツク３４に示す各矩形の辺に対して適用した第
２の正ウインデイツジの量である。Guard Band
は所要のガード・バンドの量であり、Overlap
は所要のオーバラツプ量である。

Windage １、Windage ２、Guard Band及び
Overlap は夫々距離の単位、例えばミクロンで
表わされる。従つて、ガード・バンドもオーバラ
ツプも夫々独立に制御する事ができる。

第１図の方法は基本形状が矩形である様なフオ
トマスク・パターンに関連して説明した。しかし
ながら、本発明は円、平行四辺形などの他の基本
形状にも適用しうる。ベクトル走査矩形ゼネレー
タではない選択的放射偏向ゼネレータも、ガー
ド・バンドを含む部分的にオーバラツプした検査
パターンが必要であるので、本発明の方法を必要
とするであろう。例えば、連続掃引、丸型スポッ
ト、ラスター走査を用いる偏向ゼネレータのため
の検査走査データは、ラスター掃引に垂直な方向
にラスタの線間の分離を維持するために必要な所
要のガード・バンド及びオーバラツプ並びに掃引
の方向に於て掃引の連続性を維持するために必要
なオーバラツプを与える関数から成つている。オ
ーバラツプは方向が異なると異なつた値になる事
にも注目されたい。

第６図は所定の矩形部に対してウインデイツジ
を施す例を示す。矩形部３９はその下方左隅のＸ
−Ｙ座標プラスその幅（Ｗ）及び高さ（Ｈ）で指
定される。正もしくは負のウインデイツジを実施
するための式を以下に示す。

Windage＝±Ａ Ｘ＝X1−（±Ａ） Ｙ＝Y1−（±Ａ） Ｗ＝W1＋２（±Ａ） Ｈ＝H1＋２（±Ａ） 矩形の辺あたり夫々Ａユニツトを加えるか引く
事によつて定義される所定の正のウインデイツジ
（矩形４１）もしくは負のウインデイツジ（矩形
４２）を実施するために、ウインデイツジを施し
た矩形パラメータ（Ｘ、Ｙ、Ｗ、Ｈ）が用いられ
る。矩形は他の方法を用いて、例えば隣接しない
隅部のＸ−Ｙ座標を与える事によつて指定する事
が出来並びにそれに従つてウインデイツジを行つ
た矩形のパラメータを計算しうる事は言うまでも
ない。

第７図は正のウインデイツジ（第１図のブロツ
ク３２もしくは３４）を実施するステツプの詳細
を示す。まず矩形データの入力フアイルから或る
形状部が読取られる（ブロツク４３）。正のウイ
ンデイツジを施す（ブロツク４４）。次に正のウ
インデイツジを行つた形状パラメータを出力フア
イルへ書込む（ブロツク４６）。最後の矩形が処
理されてしまうまで順次矩形を読取り、処理する
（ブロツク４７）。

第８図は、第９Ａ図ないし第９Ｄ図に示す幾何
学的な例に関連した反転（第１図のブロツク３１
及び３３に相当）を実施する方法の詳細を説明す
る図である。しかしながら、本発明に関連して反
転を実施するために他の方法を用いうる事は言う
迄もない事である。第９Ａ図ないし第９Ｄ図は、
夫々パラメータ（X1、Y1、W1、H1）及び
（X2、Y2、W2、H2）を有する矩形パターンD1、
D2よりなるＬ字型の形状（第９Ａ図）の反転を
説明する図である。なお着目している全領域R0
のパラメータは（X0、Y0、W0、H0）である
（第９Ｂ図）。反転は全領域の矩形R0の座標を入
力する事によつて開始される（第８図のブロツク
４７及び第９Ｂ図）。次に第１のパターンである
矩形D1を読取る（ブロツク４８）。第１の領域
（R0）がインデツクスされ（ブロツク４９）、こ
の現在の領域及びその矩形パターンがオーバラツ
プするかどうかを判定する（ブロツク５１）。も
しもこれらがオーバラツプするならば、Ｒに関す
るリストから第１のＲを削除し、Ｄの中にないＲ
の領域をカバーする新規な矩形がセーブされる
（ブロツク５２）。このオペレーシヨンが第９Ｃ図
に示される。R0が削除され、R1、R2、R3及び
R4がセーブされる。

R2：X0、Y1＋H1、W0、H0−（Y1＋H1） R2：X0、Y1、X1−X0、H1 R3：X0、Y0、W0、Y1−Y0 R4：X1＋W1、Y1、W0−（W1＋（X1−X0））、
H1 よつて、D1が除去された事になる。次にブロ
ツク53に於て、ステツプは次の領域Ｒへ指向され
る（但しこの場合は次の領域Ｒは存在しない）。
全ての領域Ｒが処理されてしまうと（ブロツク５
４）、第１パターンの矩形D1について説明したプ
ロセスの様に次の矩形パターンＤが処理される
（ブロツク５６）。第９Ｄ図に示される様に、第２
回目のパスに於てD2が除去され、R5及びR6が生
成され、R4が除去される。

R1；X0、Y1＋H1、W0、H0−（Y1＋H1） R2：X0、Y1、X1−X0、H1 R3：X0、Y0、W0、Y1−Y0 R5：X1＋W1。Y1＋H2、W0−（W1＋（X1−
X0））、H1−H2 R6：X2＋W2、Y1、W0−（W1＋（X1−X2））−
W2 プロセスの最後の段階（ブロツク５７）に於
て、全ての矩形パターンＤが消去され、領域Ｒが
反転された領域として出力される。従つて反転オ
ペレーシヨンの結果として元の矩形の組によつて
含まれない領域・全体を構成する一連の矩形が得
られる。

本発明に於て、フオトマスク・パターン２８
（第１図）は、デイジタル信号処理に於ける如く、
一連の基本形状として表現される事を理解された
い。もしもそうでないならば、複雑なフオトマス
ク・パターンは基本形状に変換しなければならな
い。例えば、もしもフオトマスク・パターンが多
角形を用いて表現されるならば、多角形を一連の
矩形に変換するために、垂直結合オペレーシヨン
が実施される。垂直結合によつて或る多角形の各
隅部が調べられ、多角形の内部を横切る最も近い
辺まで隅部が垂直に伸長される。第１０Ａ図は多
角形のフオトマスク・パターンを、第１０Ｂ図は
垂直結合を行う事によつて生成された一連の矩形
を示している。水平その他による結合技術を用い
てもよい事を理解されたい。同様に、もしも反転
オペレーシヨンの結果が一連の矩形として表わさ
れないならば、反転後即ち第１図のブロツク３１
及び３２の間並びにブロツク３３及び３４の間に
多角形−矩形変換ステツプを挿入しなければなら
ない。

本発明は多種の他のパターン状のワークピース
に関して用い得る事、検査のために電子ビーム以
外の手段を用い得る事を理解されたい。即ち、可
視光、赤外光、Ｘ線等を用いる事が可能である。
更に透過性の及び反射性のワークピースを用いる
事も可能である。更に検査装置は露光のために用
いたものと異なる放射線を用いてもよい。例えば
検査用に反射電子ビームを用い、露光のために透
過性の光学ビームを用いる事ができる。

〔発明の効果〕

本発明によつて、探索及び分類を用いる技術を
採用する事なく所望のオーバラツプ及びガード・
バンドを呈するワークピースのパターンを検査す
るための検査パターンの単純且つ経済的な生成方
法が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に従つてフオトマスク・
パターンから検査パターンを生成するプロセスを
説明する図、第２Ａ図はフオトマスク・パターン
を示す図、第２Ｂ図は内側検査パターンを示す
図、第２Ｃ図は外側検査パターンを示す図、第３
図はオーバラツプする検査スポツトの配置を説明
する図、第４Ａ図ないし第４Ｃ図はマスク・パタ
ーンから検査パターンを生成する場合の問題点を
説明する図、第５Ａ図ないし第５Ｅ図は第１図の
ステツプを説明する図、第６図はウインデイツ
ジ・オペレーシヨンを説明する図、第７図はウイ
ンデイツジを実施するステツプを示す図、第８図
は反転を実施するステツプを示す図、第９Ａ図な
いし第９Ｄ図は反転ステツプをより具体的に説明
する図、第１０Ａ図及び第１０Ｂ図は垂直結合オ
ペレーシヨンを説明する図である。 １１……多角形、１２……フオトマスク・サブ
フイールド、１３……内側検査パターン、１４…
…外側検査パターン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワークピースのパターンを構成する１以上の
   パターン要素の各々に対して輪郭の膨張処理を施
   こす第１のステツプと、 この第１のステツプで膨張処理して得た膨張パ
   ターン要素の各々の反転パターンの和を構成する
   パターン要素を生成する第２のステツプと、 この第２のステツプで得たパターン要素の各々
   に対して輪郭の膨張処理を施こす第３のステツプ
   とを有し、 この第３のステツプで膨張処理して得た膨張パ
   ターン要素を検査パターンとして出力することを
   特徴とする検査パターンの生成方法。