JPH041846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパターンの欠陥検査方法、特に半導体
集積回路の製造に使用するレチクルパターンの欠
陥検査方法に関するものである。

現在集積回路を製造する工程の一つに、シリコ
ンウエハーをホトエツチングする工程がある。す
なわち、シリコンウエハー上にマスクを密着させ
て置き、上方から可視光線または紫外線を照射し
ホトエツチングしている。このパターンを焼付け
たマスクに欠陥があると、集積回路製造の歩止り
が大きな悪影響を受ける。このマスクは充分な平
面度に磨かれたガラス板にクロム等の金属膜を蒸
着した後、所定のパターンを焼付けて形成してい
るが、金属蒸着膜にピンホールがあるとパターン
を焼付けた場合に欠陥が発生する可能性がある。
また、金属蒸着膜にピンホールがなくてもパター
ンを焼付けた後のマスクに欠陥がある場合があ
る。

第１図は上述したような集積回路製造用マスク
を示す図である。第１図中にマスク１には、縦お
よび横方向に延在する多数のスクライプライン２
によつて区画された多数のチツプパターン３が形
成されている。これらのパターン３の模様は同一
に作られている。

第２図は、パターンを焼付けたマスク１のパタ
ーンの一部分を顕微鏡で観察した像を示す図であ
る。このマスク部分には欠陥はなく、完全なもの
とする。マスク１のパターンは透明部４と不透明
部５から構成されている。第３図は欠陥を有する
同じパターン部分の顕微鏡観察像を示す図であ
る。図中部分Ａ，Ｂは蒸着膜が残つている状態を
示している。部分Ａにおいては、本来離間してい
なければならないランド間が継つてしまつてい
る。一方、部分Ｂにおける残存蒸着膜は空間にあ
るので、場合によつては集積回路の不良の原因に
はならないかも知れない。部分Ｃにおいてはラン
ドの一部が欠けている。しかしながら、ランドが
切れるところまではいつていないので、集積回路
の不良の原因にならないかも知れない。部分Ｄに
おいてはランドは完全に切れてしまつており、不
良の原因となる。

従来、上述したマスクパターンの欠陥を検査す
るために、本願人は特願昭56−144740号におい
て、マスク原版を作成するときに使用するPG
（Pattern Generation）テープに記憶された情報
と、このテープに基づいて製作された実際のパタ
ーンとを比較することによつて信頼度の高い欠陥
検査をできる装置を開発している。しかしなが
ら、この装置においてはPGテープのパターンが
あまりに正確な像を表示するため、実際のパター
ンと比較判定する場合特にパターンの角の部分で
擬似欠陥を欠陥と判定する場合があつた。すなわ
ち、パターンを作成する場合、パターンの角の部
分ではエツチングが十分正確に行なわれず角が丸
くなるのが普通であり、このため角の部分で擬似
欠陥が発生し易くなる欠点があつた。上述した擬
似欠陥の発生を防止するため、本願人は特開昭58
−147114号において、基準パターンとして使用さ
れるPGテープからのパターン信号の角部を丸め
て擬似欠陥を少なくする方法を提案している。上
述した方法では、パターンの角部で発生する擬似
欠陥に対して有効であるが、その他の欠陥、すな
なち第３図ＥおよびＦに示すような欠陥や、基準
パターンと実際のパターンの位置の微妙なずれに
よつて発生する輪郭状の擬似欠陥を有効に防止す
ることはできなかつた。

本発明の目的は上述した不具合を解決し、擬似
欠陥の発生をさらに減少させることによつて、高
精度の欠陥検出が可能なパターンの欠陥検査方法
を提供しようとするものである。

本発明のパターンの欠陥検査方法は、被検体の
パターンの欠陥、特に半導体集積回路の製造に用
いるマスクのパターンの欠陥を、前記被検体のパ
ターンに対応した基準情報を蓄積した記録媒体か
ら読み出した基準情報と前記被検体のパターンを
実際に走査して得た走査情報とを比較して自動的
に検知する欠陥検査方法において、前記比較前
に、前記基準情報および走査情報によつて表わさ
れる白黒の２値化画像からなるパターンの全画素
に対して、対象とする画素を中心とした３×３、
５×５、７×７画素のウインドウを仮定し、各ウ
インドウの中心画素の値を、各ウインドウの外枠
上の画素の多数決により白を０、黒を１または白
を１、黒を０として決定し、白を０、黒を１とし
た場合は各ウインドウの中心画素の２値出力の論
理積を、白を１、黒を０とした場合は各ウインド
ウの中心画素の２値出力の論理和を対象とする画
素の値とする前処理を行い、前記比較時に前記前
処理を行つた基準情報と走査情報とを比較するこ
とにより、擬似欠陥を除去して高精度の欠陥検査
を行ない得るよう構成したことを特徴とするもの
である。

以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第４図は本発明のパターンの欠陥検査方法を実
施するパターンの欠陥検査装置の全体の構成を示
すブロツク図である。全体の構成は大きく分類し
てステージユニツト１０、ビデオ信号変換ユニツ
ト３０、制御ユニツト４０の３つのユニツトから
成つている。以下上述した順に各部の動作を簡単
に説明する。

まずステージユニツト１０においては、被検体
１８のパターン（例えばレチクルパターン等）に
光源１１よりの光を照射し、その透過光をビツト
アレイよりなるイメージセンサー２３に入射して
１ライン分の走査データを得た後、その走査デー
タをビデオ信号出力制御部２４へ供給している。
ビデオ信号出力制御部２４は、７ライン分のメモ
リーを有し、３×３、５×５、７×７のウインド
ウによる処理を後述する本発明の方法により実行
している。この処理はプログラムによるソフトで
行なつても良いし、ハード的な回路によつて行な
つても良い。自動焦点機構１４を具えた対物レン
ズ１７は透過光を例えば２５倍に拡大して、イメ
ージセンサー２３のビツトアレイに投影するのに
使用されている。本例で使用する自動焦点の機構
は、本願人による特公昭54−31348号公報で提案
されている機構と同一である。走査領域の選択お
よび走査はＸテーブル１５、Ｙテーブル１６を駆
動機構１３，１２によつて駆動することで実行し
ている。Ｘ，Ｙテーブル１５，１６の制御は、そ
れらの動きをリニアエンコーダ１９，２０により
検知してステージポジシヨンコレクター２１に供
給することによつて行なわれる。ここで、Ｘ，Ｙ
方向のずれが検知され、そのずれより得られる補
正信号を各駆動機構１３，１２に供給してＸ，Ｙ
方向の補正が行なわれる。また、この補正だけで
は精度の面で問題があるため、特にＸ方向に対し
ては、ステージポジシヨンコレクター２１からの
Ｘ方向のずれ量に対する補正信号をイメージセン
サードライバー２２に供給してイメージセンサー
２３中のビツトアレイに入射する光のうち、左
端、右端の余りの12個のビツトを使用して、誤差
に対してずらして1000点での走査データを得るよ
うにする。

次に第４図中のビデオ変換ユニツト３０につい
て説明する。CADシステム等により作成された
PGテープは、本システムのフオーマツトを持つ
検査用レチクルテープ３１に変換され、ビデオ変
換ユニツトに供給される。このレチクルテープ３
１は、テープユニツト３２に取り付けられた後、
制御ユニツト４０のCPUの制御により磁気テー
プ制御部３６を介してステージ部１０で検査され
ているレチクルマスク１８に対応する場所のフア
イルをレチクルテープ３１から読み出し、２つ設
けてある磁気テープメモリーのうちの一方へ記憶
する。この磁気テープメモリーに記憶されたレチ
クルテープ３１よりの点の座標群より、磁気テー
プ制御部３６からの同期信号の制御のもとにビデ
オ信号変換器３５により画像に変換された後、２
つ設けてあるビデオメモリーのうちの一方に記憶
される。画像としてビデオメモリーに記憶された
データは、磁気テープ制御部３６の制御によりス
テージ部１０のイメージセンサー２３で走査され
た部分に対応してビデオ信号出力制御部３９より
読み出され、制御ユニツト４０の比較器４５に出
力される。このビデオ信号出力制御部３９では、
上述したビデオ信号出力制御部２４と同様に、ビ
デオメモリー３７または３８中の画素に対して３
×３、５×５、７×７のウインドウによる処理を
後述する方法によつて行つている。

上述のようにして作成されたステージユニツト
１０、ビデオ変換ユニツト３０からの両出力は、
制御ユニツト４０に供給される。制御ユニツト４
０においては、その欠陥部分を検知するために両
出力信号を比較器４５により比較している。比較
器４５を介して比較操作の終了した信号は、デー
ヌ処理部４７に供給され各種の処理が行なわれ
る。データ処理部４７は各種Ｉ／Ｏインターフエ
ース、RAM、ROM、CPU、表示部から構成さ
れ、処理されたデータはプリンター４８より出力
される。さらに、モニター４１〜４４によつて各
画像を映出し、その処理を確認できる。

第５図Ａ〜Ｃは、本発明のパターンの欠陥検査
方法における前処理で使用する３×３、５×５、
７×７のウインドウを有するフイルタを示す線図
である。図中、斜線を施した画素の和を黒を１白
を０としてそれぞれ計算し、その和が斜線を施し
た全画素の半分以上であるときは黒、半数以下の
ときは白と中心の画素の判断を行なう。この判断
を全画素に対して行なうが、画像の周辺３画素に
対してはこの判断を実行できないため、それらの
画素に対しては原画素の値を用いて基準情報およ
び走査情報を得る。

次に、各フイルタの動作を図面により説明す
る。第６図Ａ〜Ｃおよび第７図Ａ〜Ｃはパターン
中に図示のような突起があつた場合の各フイルタ
の判定結果を示し、第６図Ｄおよび第７図Ｄは各
処理の結果を示した図である。図中斜線で示した
部分はパターンが存在する黒の部分を、その他の
部分はパターンが存在しない白の部分を表わして
いる。第５図Ａ〜Ｃに示した各フイルタのパター
ンからわかるように、各フイルタの多数決を黒を
１白を０と仮定して行なつた場合、３×３のフイ
ルタでは４以上、５×５では８以上、７×７では
12以上のとき黒と、それ以下のときは白と判定し
ている。最終的な各画素の判定は、３つのフイル
タの判定結果中１つでも白と判定するフイルタが
あつたら白、全結果が黒のときのみ黒と判定する
ことによつて行なつた。すなわち、黒を１白を０
とした場合は３出力の論理積（AND）を、白を
１黒を０とした場合は３出力の論理和（OR）を
とることによつて判定を実行するこができる。ま
た、３×３、５×５、７×７の３種類のフイルタ
を使用したのは、上述した突起等の相対的大きさ
が変化するためその変化に対応させるためであ
る。さらに上述した処理はコンピユータのソフト
プログラムで簡単に達成できるが、処理速度の関
係でもつと高速度が要求される場合は、１画素遅
延および１ラインを遅延回路を適当に組み合わせ
てハード的な回路を使用することもできる。

上述した前処理をそれぞれビデオ信号出力制御
部３９および２４で行なつた基準情報および走査
情報中の各画素は、制御ユニツト４０中の比較器
４５で順次比較されて、以下に示す方法で欠陥か
どうかを判定する。すなわち、対象とする画素の
基準情報および走査情報が、上述した前処理によ
つて黒から白あるいは白から黒へ変化したかどう
かを求め、対象画素の基準情報は変化せず走査情
報が変化した場合だけ対象画素を欠陥と判定し
て、他の場合は欠陥と判定しない。上述した判定
を画像中の全画素に対して行なつて、本発明の欠
陥検査を行なつている。

以下、実際の例について第８図Ａ，Ｂと第９図
Ａ，Ｂを参照して説明する。第８図には直線パタ
ーン上に１画素に対応する突起がある例を示す。
第８図Ａに示す基準情報中の突起に対応する画素
は、前処理の前後とも白であり変化しない。これ
に対し、第８図Ｂに示す走査情報中の突起に対応
する画素は、前処理前は黒で処理後は白となり変
化する。そのため、この対象画素は欠陥であると
測定される。第９図に示す例は、従来の欠陥検査
方法では欠陥だと判定された基準パターンと実際
のパターンの位置の微妙なずれによつて発生する
輪郭状の擬似欠陥を示している。この場合、基準
情報中の対応画素は前処理の前後とも白であり変
化せず、同様に走査情報中の対応画素は前処理の
前後とも黒であり変化しないため、この対応画素
は欠陥とは判定されない。

以上詳細に説明したように本発明によれば、フ
イルタにより前処理を行つた走査情報と基準情報
とを比較器に供給して従来欠陥と判断されていた
例えば基準情報と走査情報の位置ずれにより発生
する輪郭状の擬似欠陥等の発生を抑止することが
でき、高精度の欠陥検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はパターンの欠陥検査装置によつて検査
するのが好適な集積回路製造用レチクルマスクの
構成を示す平面図、第２図は欠陥のないパターン
の一部分の顕微鏡観察像を示す図、第３図は欠陥
のあるパターンの同一部分の顕微鏡観察像を示す
図、第４図は本発明のパターンの欠陥検査方法を
実施するパターンの欠陥検査装置の全体の構成を
示すブロツク図、第５図Ａ〜Ｃは本発明のパター
ンの欠陥検査方法において使用する３×３、５×
５、７×７のウインドウを有するフイルタを示す
線図、第６図Ａ〜Ｄおよび第７図Ａ〜Ｄはそれぞ
れ各フイルタの動作を説明するための線図、第８
図Ａ，Ｂおよび第９図Ａ，Ｂはそれぞれ本発明の
欠陥検査方法を説明するための線図である。 １０……ステージユニツト、３０……ビデオ信
号変換ユニツト、４０……制御ユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被検体のパターンの欠陥、特に半導体集積回
   路の製造に用いるマスクのパターンの欠陥を、前
   記被検体のパターンに対応した基準情報を蓄積し
   た記録媒体から読み出した基準情報と前記被検体
   のパターンを実際に走査して得た走査情報とを比
   較して自動的に検知する欠陥検査方法において、
   前記比較前に、前記基準情報および走査情報によ
   つて表わされる白黒の２値化画像からなるパター
   ンの全画素に対して、対象とする画素を中心とし
   た３×３、５×５、７×７画素のウインドウを仮
   定し、各ウインドウの中心画素の値を、各ウイン
   ドウの外枠上の画素の多数決により白を０、黒を
   １または白を１、黒を０として決定し、白を０、
   黒を１とした場合は各ウインドウの中心画素の２
   値出力の論理積を、白を１、黒を０とした場合は
   各ウインドウの中心画素の２値出力の論理和を対
   象とする画素の値とする前処理を行い、前記比較
   時に前記前処理を行つた基準情報と走査情報とを
   比較することにより、疑似欠陥を除去して高精度
   の欠陥検査を行い得るよう構成したことを特徴と
   するパターンの欠陥検査方法。