JPH05127365A - 位相シフトレテイクル欠陥検査装置 - Google Patents

位相シフトレテイクル欠陥検査装置

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JPH05127365A
JPH05127365A JP3288397A JP28839791A JPH05127365A JP H05127365 A JPH05127365 A JP H05127365A JP 3288397 A JP3288397 A JP 3288397A JP 28839791 A JP28839791 A JP 28839791A JP H05127365 A JPH05127365 A JP H05127365A
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JP
Japan
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image
reticle
phase shift
defect
shift reticle
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Application number
JP3288397A
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English (en)
Inventor
Susumu Takeuchi
晋 竹内
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 実際の転写装置を使用して半導体基板に転写
することなく位相シフトレティクルの欠陥を精度よく検
査することができ、検査作業の時間短縮と低価格化を実
現する。 【構成】 磁気記憶装置1に格納された所望パターンは
ビットマップ展開され(2)画像信号となる。位相シフ
トレティクル6を透過した光は実際の転写装置と同一の
光学レンズ伝達特性を有する拡大投影レンズ7により画
像検出器8上に結像し画像信号となる。両画像信号は画
質処理(9)および位置ずれ補正(11)をした後、レ
ティクル上の欠陥が検出される(12)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路のパ
ターンをマスクを通して半導体基板上に転写する際、そ
れらのパターンを微細化することができる位相シフトレ
ティクルの欠陥検査を、実際に半導体基板に転写するこ
となく、精度良く行うことが出来る装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体基板に転写するパターン
は、石英硝子などの上に形成されたCr,MoSi等の
遮光パターンを有するレティクルマスクを通して縮小投
影した光学像を、感光性樹脂(所謂レジスト)に転写し
た像として用いるものである。ところでこの半導体集積
回路パターンは年々縮小され、光の解像限界にまで近付
いてきた。この集積回路パターンを更に微細に転写する
技術として位相シフトマスクが最近注目されている。図
5はこの位相シフトレティクルを示す断面図、図6はそ
の平面図である。図において、21は合成石英などの透
明ガラス基板、22はCr,MoSiなどの材料で形成
された遮光パターンで、この部分へ入射した光を遮断す
る。23はガラスや樹脂などの材料で形成されたシフタ
ーパターンで、この部分へ入射した光の位相を180゜
シフトさせる。
【0003】このような位相シフトレティクルの欠陥を
検査する装置として、図7に示すような装置がある。図
において、3はレティクルを照明する光源、4は光源3
からの光をレティクルに照明する2個の照射系、5はレ
ティクルを載置・移動するステージ、6はレティクル、
14はレティクルを透過した像を拡大投影する2個のレ
ンズ、15は投影された像を検出する2個の画像検出
器、9はこれらの画像を改良する画像処理装置、10は
それぞれの画像を格納する2個の画像メモリー、11は
両画像間の位置ずれをを検出補正する画像位置合わせ回
路、12は両画像間の差異を検出する欠陥検出回路、1
3は検出された欠陥の位置・サイズなどを記録する欠陥
位置情報メモリーである。
【0004】次に動作について説明する。光源3は水銀
ランプなどの光源で、照射系4にてコリメートされた光
がステージ5を通してレティクル6に照射される。レテ
ィクル6を通過した光は、拡大投影レンズ14によって
50〜100倍に拡大されて、固体撮像素子などの検出
器15に投影される。拡大をするのは、レティクルパタ
ーンの線幅は2〜3μmであり、これに対し固体撮像素
子の画素分解能は20〜40μmであり等倍投影では充
分な分解能が得られないからである。照射系、レンズ、
検出器がそれぞれ2個あるのはレティクル上の複数のチ
ップを比較検査するためである。検出器で検出した画像
信号は、画像の質が画像処理回路9にて改良され、画像
メモリー10にそれぞれ格納される。画像メモリーの像
は画像間位置合わせ回路11にて位置補正をされた後、
画像差異が欠陥検出回路12にて検出される。その位置
情報や欠陥サイズなどの情報がメモリー13に保持され
ながら、ステージを移動させレティクル全面の欠陥検査
が行われる。
【0005】しかし、最近では、レティクル上のチップ
が大きくなってきているため、チップ同士を比較して検
査する方式に替わってチップパターンと設計データとを
比較して検査する方式の欠陥検査装置が開発されてい
る。この様な検査装置としては図8に示すような装置が
ある。本装置は図9のようなレティクル上の遮光パター
ン像22と設計データとを比較して検査する装置であ
る。図8において、3はレティクルを照明する光源、4
は光源3からの光をレティクルに照明する照射系、5は
レティクルを載置・移動するステージ、6はレティク
ル、14はレティクルを透過した像を拡大投影するレン
ズ、15は投影された像を検出する画像検出器、16は
設計データを格納する磁気記憶装置、17は設計データ
を画像展開する回路、9はこれらの画像を改良する画像
処理装置、10はそれぞれの画像を格納する2個の画像
メモリー、11は両画像間の位置ずれを検出補正する画
像位置合わせ回路、12は両画像間の差異を検出する欠
陥検出回路、13は検出された欠陥の位置・サイズなど
を記録する欠陥位置情報メモリーである。
【0006】次に動作について説明する。光源3は水銀
ランプなどの光源で、照射系4にてコリメートされた光
がステージ5を通してレティクル6に照射される。レテ
ィクル6を通過した光は、図7と同様に拡大投影レンズ
14によって50〜100倍に拡大されて、固体撮像素
子などの検出器15に投影される。検出器で検出した画
像信号は、画像の質が画像処理回路9にて改良され、画
像メモリー10に格納される。磁気記憶装置16に格納
された設計データは、画像展開回路17によって画像化
され、同じく画像処理を受け、画像メモリー10に格納
される。2個の画像メモリーの像は画像位置合わせ回路
11にて位置補正をされた後、画像差異が欠陥検出回路
12にて検出される。その位置情報や欠陥サイズなどの
情報が欠陥位置情報メモリー13に保持されながら、ス
テージを移動させレティクル全面の欠陥検査が行われ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の図7のチップ比
較型欠陥検査装置では、チップサイズの増大によって欠
陥検査自体が不可能になってきている。図8のようなデ
ータ比較型欠陥検査装置では、図6のようなパターンが
重なった位相シフトマスクをデータ比較検査することは
不可能であった。また図10(a)のようなシフターの
欠陥がはっきりとしたエッジの場合は欠陥検出できる
が、図10(b)のようにシフターパターンの膜厚変動
などのシフターエッジの定義しにくい欠陥は従来の光学
系では検出することが出来ず、実際に半導体基板上に転
写してレジストパターンを調べてみて始めて欠陥と分か
る場合がある。この場合レティクルマスクの移動、転写
等の別作業を伴うため煩わしく、かつこの際に別の異物
などの欠陥を誘発する恐れがある。
【0008】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、検査対象である位相シフトレテ
ィクルを使用して実際に半導体基板上に転写することな
く、短時間で少ない費用での検査を可能とする位相シフ
トレティクル欠陥検査装置を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る位相シフ
トレティクル欠陥検査装置は、半導体集積回路の所望パ
ターンデータをビットマップ展開する画像展開回路、検
査対象である位相シフトレティクルに光を照射する光学
系、レティクル像を半導体基板に転写する転写装置と同
一の光学レンズ伝達特性を有する拡大投影レンズ、上記
位相シフトレティクルを透過し上記拡大投影レンズによ
り結像された投影像を検出する画像検出器、および上記
画像展開回路と画像検出器との画像出力を比較して上記
位相シフトレティクルの欠陥を検出する欠陥検出回路を
備えたものである。
【0010】
【作用】この発明においては、実際の転写装置と同一の
光学レンズ伝達特性を有する拡大投影レンズを用いて位
相シフトレティクルの投影画像を求め、これを所望パタ
ーンデータをビットマップ展開して得られる画像と比較
し、後者の画像との間に差異が検出されると欠陥有りと
判定する。
【0011】
【実施例】図1はこの発明の一実施例による位相シフト
レティクル欠陥検査装置を示す構成図である。図におい
て、3〜6,9〜13は従来と同等のもので説明は省略
する。1は図2に示すような基準となる所望のパターン
データ24を格納する磁気記憶装置、2は所望パターン
データをビットマップ展開する画像展開回路、7はレテ
ィクル像を半導体基板に転写する実際の転写装置と同一
の光学レンズ伝達特性を有する拡大投影レンズ、8はそ
の投影像を検出する画像検出器である。
【0012】動作については、従来の図8で示す装置の
場合とほぼ同様であるが、以下、本願発明の特徴である
拡大光学系につき図3、図4により説明する。先ず図3
は、実際の半導体製造過程における転写状況を説明する
もので、ここでは縮小投影レンズ33が使用される。そ
して光源からの光30はレティクル6を透過し、この透
過した光31は縮小投影レンズ33を経て半導体基板3
6の表面に形成された感光性樹脂(レジスト)35上に
像を結ぶ
【0013】図4はこの発明になる拡大投影レンズ7を
使用したもので実際のレンズ33とはその拡大縮小率は
異なるが、この大小成分を除き位相シフトレティクル6
のパターンとレンズによる投影画像との間の光学レンズ
伝達特性が同一となるよう設定されている。従って、レ
ティクル6を透過し、この透過した光31は拡大投影レ
ンズ7を経て画像検出器8上に像を結ぶが、その得られ
る画像出力は実際の転写装置で得られる結像画像をその
まま拡大したものとなる。即ち、図10(a)で示した
欠陥は勿論、同図(b)で示した微妙な欠陥も画像検出
器8により検出可能となる。
【0014】
【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、実際の転写装置を使用して半導体基板に転写する
ことなく位相シフトレティクルの欠陥を精度良く検査す
ることができ、検査作業の時間短縮、低価格化が実現す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による位相シフトレティク
ル欠陥検査装置を示す構成図である。
【図2】半導体基板上に形成すべき所望パターンの一例
を示す平面図である。
【図3】半導体基板上にレティクルパターンを縮小投影
する実際の転写装置における光学系を説明する図であ
る。
【図4】半導体基板上にレティクルパターンを拡大投影
する本発明装置における光学系を説明する図である。
【図5】位相シフトレティクルの一例を示す断面図であ
る。
【図6】位相シフトレティクルの一例を示す平面図であ
る。
【図7】従来のチップ比較型レティクル欠陥検査装置を
示す構成図である。
【図8】従来のデータ比較型レティクル欠陥検査装置を
示す構成図である。
【図9】図8の装置の検査対象である遮光パターン配置
の一例を示す平面図である。
【図10】位相シフトレティクルの欠陥例を示す断面図
である。
【符号の説明】
2 画像展開回路 3,4 光学系としての光源および照射系 6 位相シフトレティクル 7 拡大投影レンズ 8 画像検出器 12 欠陥検出回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体集積回路の所望パターンデータを
    ビットマップ展開する画像展開回路、検査対象である位
    相シフトレティクルに光を照射する光学系、レティクル
    像を半導体基板に転写する転写装置と同一の光学レンズ
    伝達特性を有する拡大投影レンズ、上記位相シフトレテ
    ィクルを透過し上記拡大投影レンズにより結像された投
    影像を検出する画像検出器、および上記画像展開回路と
    画像検出器との画像出力を比較して上記位相シフトレテ
    ィクルの欠陥を検出する欠陥検出回路を備えた位相シフ
    トレティクル欠陥検査装置。
JP3288397A 1991-11-05 1991-11-05 位相シフトレテイクル欠陥検査装置 Pending JPH05127365A (ja)

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