JPS6147635A - パタ−ンの欠陥検査装置に用いるパタ−ンの判定方法 - 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） 本発明はパターンの欠陥検査装置、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装置に用
いるパターンの判定方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、シリコンウェハー上にパターンを形成さ゛せるた
めに使用するレチクルパターンの欠陥を検査するために
、本願人は特開昭５８−４６６３６号公報において、マ
スク原版を作成するときに使用するＰＧ　（Ｐａｔｔｅ
ｒｎ　　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って信頼度の高い欠陥検査をす
ることができる装置を開発している。

上述した装置においては、パターンはＰＧテープから各
単位走査領域（１ｍｍｘ　１　ｍｍ）毎のパターンに分
割され、その単位走査領域毎にレチクルテープ中に矩形
要素の集合として記憶されている。

すなわち単位走査領域は、第２図に示すように、そのア
ドレス１．Ｊによって定義される１、Ｊブロック毎にレ
チクルテープに記憶さ・れている。レチクルテープは第
３図に示すフォーマットで記憶されている。第３図にお
いて、テープのＢＯＴマークの後、最初のＴＭまでを１
０２４バイト、４２ファイル分のコメントブロックとし
、後に続くデータについてのコメントを記録する。１枚
のレチクルマスクに対するデータを１フアイルとし、こ
の１フアイルは複数のＩ、Ｊブロックよりなる。■。

Ｊブロックの最初と最後には、第４図（Ａ）。

（Ｂ）に各々示す内容の１０バイトからなるスタートマ
ークとエンドマークを書き、１０バイトよりなる矩形パ
ターンのデータを必要な数だけ記憶する。

（発明が解決しようとする問題点） そのため上述した装置においては、各１．Ｊブロツク中
の矩形データが多くなると、それに対応してテープの量
も多く必要となる。最近のＬＳＩ用レチクルパターン、
特にメモリＬＳＩ用レチクルパターンを作るのに必要な
矩形データはそのほとんどが繰り返しパターンではある
がその数は数千刃にもおよび、その全部をレチクルテー
プに記憶していたのではテープの必要量が膨大になる欠
点があるとともに、そのレチクルテープをＰＧテープか
ら作成する作業の能率が非常に悪い欠点があった。

本発明の目的は上述した不具合を解消し、レチクルテー
プの使用量および作成時間を大幅に減少できるパターン
の欠陥検査方法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明のパターンの欠陥検査方法は、特にメモリ用レチ
クルパターンはそのほとんどが繰り返しパターンである
点に着目したもので、被検体のパターンの同じパターン
が繰り返し出現しないデータ比較モードにおいては、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−に走査して得た走査情報とを比較して被検体のパ
ターンの欠陥を検出し、同じパターンが繰り返し出現す
るパターン比較モードにおいては、繰り返しパターンの
ピッチに対応する所定の位置における第１の走査情報と
第２の走ｉ情報とを比較してパターンの欠陥を検出する
ことを特徴とするものである。

（作　用） 以下本発明の詳細な説明する。第５図は本発明の一対象
となるメモリＬＳＩ用レチクルパターンの概略を示す線
図である。第５図に示したメモリＬＳＩ用レチクルパタ
ーンは全体を表わしており、実際の比較は１ｍｌｌｌＸ
１１１Ｉｌの第２図に示したように分割されたＩ、Ｊブ
ロック毎に行なう。第５図中Ａはランダムパターンの範
囲、Ｂは不完全繰り返しパターンの範囲、Ｃは完全繰り
返しパターンの範囲を示している。ここで不完全繰り返
しパターンとは、１．Ｊブロック中ランダムパターンと
完全繰り返しパターンの境界が存在するブロックのこと
を意味している。

本発明のパターンの判定方法では、第５図に示すような
パターンに対して、まずＡのランダムパターン中のＩ、
Ｊブロックでは、従来と同様に、レチクルテープから読
み出した基準情報と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するデータ比較モードにより、パ
ターンの欠陥検査を行なう。Ｂの不完全繰り返しパター
ンでも同様に、基準情報と走査情報とを比較するデータ
比較７モードで欠陥検査を行なう。これに対し、不完全
繰り返しパターンＢの検査が終了し、Ｃで示”す完全繰
り返しパターンの検査に移ると、対物レンズで拡大され
た１視野内に繰り返しパターンのピッチに対応する所定
の間隔で設けられた２個の一次元イメージセンサにより
得られる第１の走査情報と第２の走査情報とを比較する
パターン比較モードにより、パターン゛の欠陥を判定す
る。このとき不完全繰り返しパターンＢと完全繰り返し
パターンＣの境界の検査をより厳密にするため、完全繰
り返しパターンのうち境界に隣接するＩ、Ｊブロックに
対してはデータ比較モードを採ることもできる。メモリ
ＬＳＩ用のレチクルパターンの繰り返しピッチは数１０
０μ−程度以下であり、対物レンズで拡大された１視野
内に２個のイメージセンサを配置することは十分可能で
ある。また、２つのイメージセンサは繰り返しパターン
のピッチと同じ間隔で設けであるので、２個のイメージ
センサからの第１および第２の走査情報はパターンに欠
陥がなければ同じものとなる。そのため、これらビデオ
信号として供給される第１および第２の走査情報の差を
ゝとればパターンの欠陥を検出することができる。

上述した操作を第６図を参照してさらに詳しく説明する
。第６図は対物レンズで拡大された被検体上１１１１Ｘ
　１　ｍｍのＩ、Ｊブロック内のパターンを示しており
１視野に４個の１．Ｊブロックが存在する例を示してい
る。イメージセンサ１とイメージセンサ２が繰り返しパ
ターンのピッチに対応する所定の間隔で設けられている
。このとき、ステージによる走査を図中矢印で示すよう
に、左側へ移動すると仮定すると、ランダムパターンお
よび不完全繰り返しパターン中では、イメージセンサ１
で走査した情報と対応するレチクルテープより読み出し
た情報とを比較するデータ比較モードで欠陥検査を実行
する。次にイメージセンサ１が不完全繰り返しパターン
と完全繰り返しパターンの境界まで移動すると、次の検
査からはレチクルテープから読み出したデータは使用せ
ず、イメージセンサ１および２で走査した第１の走査情
報と第２の走査情報を比較するパターン比較モードで欠
陥の検査を行なう。上述した操作を第７図に模式的に示
す。図中、イメージセンサで黒い部分は、データを読み
出しているイメージセンサを示している。

ランダムパターンと完全繰り返しパターンの判断は、第
２図に示したレチクルテープによって行なうことができ
る。このフォーマットでは１．ＪブロックのＩ、Ｊの数
はある区間パターンが何もないときは飛ばしても良いこ
とになっているため、それを利用して、不完全繰り返し
パターンでは従来通り１　＋＋ｕｎｘ　１　＋ｕｎ毎の
１．Ｊブロックのデータを記録し、繰り返しパターンで
はデータを記録しないレチクルテープを作成して不完全
繰り返しパターンと完全繰り返しパターンの境界を判断
している。すなわち、ビデオ変換ユニットにおいてＩ。

Ｊブロックに対応するビデオ画像を作るときにアドレス
データ１．Ｊを検知しているが、アドレスＩがＩＮ　か
ら’Ｎ＋Ｌ　　へ飛んだときはその間のパターンについ
てはパターン比較モードで検査する。

上述した実施例のレチクルテープのフォーマットを第８
図（Ａ）に示す。

さらに他の例として、第８図（Ｂ）に示すように完全繰
り返しパターンに対応するＩ、ＪブロックのデータをＯ
にして、不完全繰り返しパターンと完全繰り返しパター
ンを判断することもできる。

また、予め完全繰り返しパターンの位置がわがっている
場合は、その位置を予め制御ユニット中に記憶して、制
御ユニットにより不完全繰り返しパターンと完全繰り返
しパターンに対する走査を切換えることもできる。

（実施例） 第１図は本発明のパターンの判定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ック図である
。全体の構成は大きく分類してステージユニット１０．
ビデオ信号変換ユニット３０゜制御ユニット４０の３つ
のユニットから成っている。

以下上述した順に各部の動作を簡単に説明する。

まずステージユニット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、その透過光を共通の対物レンズを介して（
ットアレイよりなる第１および第２のイメージセンサ２
３−　１１１５よび２３−２に入射する。これら２個の
イメージセンサ２３−　１．２３−　２は所定の間隔で
設けられ、制御部４０の制御によりランダムパターン、
不完全繰り返しパターン、完全繰り返しパターンに対応
して上述したようにそのうち１個のイメージセンサを使
用してデータ比較モードにより欠陥を判断するか、ある
いは２個のイメージセンサを使用してパターン比較モー
ドにより欠陥を判断するかを選択する構成となっている
。その選択はデータ処ｙ１１部４７のＭＩＩＩによりモ
ード切換スイッチ２４を切換えることによって行ない、
視野内の１ケ所または２ケ所の走査データを制御部４０
へ出力している。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２３−　１．２３−　２のビッ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によっ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
ステージポジションコレクタ２１に供給することによっ
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が駆動機構１３．１２に
供給されて補正が行なわれる。

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、ステージポジションコレクタ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
サドライバ２２に供給してイメージセンサ２３−　１．
２３−　２中のビットアレイに入射する光のうち、左端
、右端の余りの１２個のビットを使用して、誤差に対し
てずらして１０００点での走査データをそれぞれ得るよ
うにする。

次に第１図中のビデオ変換ユニット３０について説明す
る。このビデオ変換ユニット３０は、ランダムパターン
および不完全繰り返しパターンについてデータ比較を行
なうとき、比較データを作成するのに使用される。ＣＡ
Ｄシステム等により作成されたＰＧテープは、本システ
ムのフォーマットを持つ検査用レチクルテープ３１に変
換され、ビデオ変換ユニットに供給される。このレチク
ルチー１３１は、テープユニット３２に装填された後、
１１ｍユニット４０中の９ＰＵ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に対応する場所をレチクルテープ３１
から読み出し、２つ設けである磁気テープメモリ３３．
３４のうちの一方へ記憶する。この磁気テープメモリに
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
デオ信号変換部３５により画像に変換された後、２つ設
けであるビデオメモリ３１゜３８のうちの一方に記憶さ
れる。画像としてビデオメモリに記憶されたデータは、
磁気テープ１ｌＪＩｌ１７Ｒ１３６の制御によりステー
ジ部１０の第１のイメージセンサ２３−１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、制御ユニット４０の比較器４５に出力される。

上述のようにして作成されたステージユニット１０、ビ
デオ変換ユニット３０からの両川力は、検査パターンに
対応して制御ユニット４０に供給される。

制御ユニット４０において、ランダムパターンおよび不
完全繰り返しパターンについてデータ比較モードを実施
する場合は、制御ユニット４０の制御のもとにビデオ信
号変換ユニット３０の出力と第１のイメージセンサ２３
−１で走査したステージユニット１０の出力とを比較器
４５により比較している。また、完全繰り返しパターン
についてパターン比較モードで検査する場合は、２個の
イメージセンサ２３−　１．２３−　２からの出力を比
較器４９により比較している。これらデータ比較モード
とパターン比較モードとの切換制御は、上述したように
レチクルテープに基づきデータ処理部４１により行なっ
ている。比較器４５または比較器４９を介して比較走査
の終了した信号は、データ処理部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Ｉ１０イン
ターフェース、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４８より出力される。さらに、モニタ４１〜４４に
よって各画像を映出し、その処理を確認できる。

本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく
、幾多の変形、変更を加えることができる。例えば、上
述した実施例では第６図に示したように繰り返しパター
ンのピッチに対応した幅をおいて２個のイメージセンサ
１，２を横に並べて配置したが、イメージセンサ２を隣
接する１、Ｊブロックのイメージセンサ１と対応する位
置に配置することもできる。この場合、第６図において
垂直方向に２個のイメージセンサを配置すると、電子ビ
ームによりパターンを作成するとき、電子ビームの走査
の境界位置として第６図中横−直線に現われる欠陥も有
効に検出できる。また、上述した実施例では所定の間隔
をあけて設けた２個のイメージセンサにより比較すべき
２つの走査情報を得ていたが、イメージセンサを１個と
しその走査情報を電気的に所定の時間だけ遅延させて、
もう１つの走査情報を得て比較すべき２つの走査情報を
得るこ、ともできる。さらに、２個のイメージセンサの
間隔を自由に可変できるよう構成することもできる。さ
らにまた、上述した実施例では不完全繰り返しパターン
と完全繰り返しパターンの境界でデータ比較モードから
パターン比較モードに切換えていたが、より正確な検査
を望む場合には境界近傍での比較回数を全領域で同一と
するために境界に存在する最初の完全繰り返しパターン
を持つＩ、Ｊブロックに対してデータ比較により欠陥の
検査をすることもできる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
のパターンの判定方法によれば、特に繰り返しパターン
が多く存在するメモリ用ＬＳＩのパターンの場合レチク
ルテープの使用量および作成時間を大幅に減少すること
ができるとともに、データ変換の能率も上がる。また、
データ比較モードとパターン比較モードとを切換えるハ
イブリッド方式としているので、パターン比較モードだ
けでは検出できない「ショットのつき合わせによる突起
」や「１つ１つのショットがやせたために起こるパター
ン切れ」などの繰り返し欠陥も有効に検出することがで
きる。さらにパターン比較モードにおいて、同−視野内
のパターンを比較する場合は、比較対象がごく近くに存
在するので、ステージの走行ムラ、振動の影響を受けに
り＜、広い視野でも高感度の欠陥検査が期待でき、能率
的な検査ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパターンの判定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ック図、 第２図は被検体上の単位走査領域である１、Ｊブロック
を示す線図、 第３図はレチクルテープのフォーマットを示す線図、 第４図（Ａ）、（Ｂ）はＩ、Ｊブロック中のスタートマ
ークとエンドマークを示す線図、第５図はメモリＬＳＩ
用レチクルパターンの全体を示す線図、 Ｍ６図は繰り返しパターンの存在する１、Ｊパターンを
示す線図、 第７図はランダムパターンと繰り返しパターンの境界に
おける判定操作を示す線図、 第８図（Ａ）、（Ｂ）は各々不完全繰り返しパターンと
完全繰り返しパターンを判断するためのレチクルテープ
の記憶方法を示す図である。 １０・・・ステージユニット ３０・・・ビデオ変換ユニット １、　２：２３−　１．２３−　２・・・第１．第２イ
メージセンサ ２４・・・モード切換スイッチ ４５、４９・・・比較器。 特許出願人　　　日本自動制御株式会社第２図 第３図 （Ａ）　　　　　（Ｂ） 第５図 第６図 ＝８ヶー７．７１，２（Ｂ 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検体のパターンの同じパターンが繰り返し出現し
   ないデータ比較モードにおいては、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被検体のパターンの欠陥を検
   出し、同じパターンが繰り返し出現するパターン比較モ
   ードにおいては、繰り返しパターンのピッチに対応する
   所定の位置における第１の走査情報と第２の走査情報と
   を比較してパターンの欠陥を検出することを特徴とする
   パターンの欠陥検査方法。 ２、前記被検体のパターンを一次元イメージセンサで走
   査して走査情報を得ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のパターンの欠陥検査方法。 ３、前記基準情報を記録した記録媒体に繰り返しパター
   ンの領域を予め指定して、その領域では前記第１および
   第２の走査情報を比較して、パターンの欠陥を検出する
   パターン比較モードとすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載のパターンの欠陥検査方法
   。