JPS62123301A - 半導体露光パタンデータ検査方法及び検査装置 - 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】 〔概　要〕 半導体集積装置のレチクルを作製する前に、露光に用い
る実際のパターンデータをハードウェア回路によってパ
ターン不整の検査、基準パターンデータとの相互比較、
？３［ｒｒ１パターンの検査を行う半導体集積装置の露
光パターンデータ検査装置である。

〔産業上の利用分野〕・ 本発明は半導体集積装置の露光パターンデータ検査装置
に関する。

〔従来技術〕

半導体集積回路（以下、ＩＣと称す）は、一般に、論理
設計、パターン設計、マスク製作工程を経てウェハプロ
セスを実施し、ウェハの分割、組立を経て完成される。

パターン設計は、論理変換、回路設計、回路解析、パタ
ーンレイアウト、特性解析を経てパターンレイアウト修
正の諸段階を行う。またマスク製作工程は、パターンレ
イアウト設計図から座標を読取り、ＣＲＴディスプレイ
又はブロック図より検査修正を行ない、パターンジェネ
レータによりオリジナルパターンを作成し、フォトリピ
ータによりマスクマスクを作成し、さらにワーキングマ
スクを作成している。

上記パターン設計は、コンピュータ援助設計（ＣＡＤ）
システムを用いて自動化されている。

ＣＡＤシステムにより作成されたデータは、例えば、Ｃ
Ｖ社のフォーマット又はＣＡＬＭＡ社のフォーマットに
基いて磁気テープに出力されるが、その内容は、アウト
ラインのみが決められたものである。従って、実際に露
光してレチクルパターンを作成するにはデータ交換を経
て露光用データに変換している。

また、該露光用データは、実際にレチクルパターン作成
する前に充分検査する必要がある。そのため、露光用デ
ータをＣＲＴディスプレイ又はブロック上等に二次元的
に表示して、実際の露光前に、露光パターンデータを検
査する装置が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

露光パターンデータの検査としては、スリット検査（又
は不整検査）と呼ばれている単層のパターンルール検査
、２Ｎ以上についての相互のパターンルール検査、基準
露光パターンとの比較照合、さらに、パターンの修正等
が要望されている。

しかしながら、従来のパターンデータ検査装置は、汎用
的なコンピュータシステムを用い単なるデータ処理の一
形態としての、いわゆるコンピュータソフトウェアによ
る処理を行っているにすぎない。そのためぼう大な量の
露光パターンデータの処理に非常に時間がか＼り作業能
率が低いという問題がある。

また処理時間がか〜るという側面等により、従来のパタ
ーンデータ検査装置は、上記要望されている検査対象の
うち単層のパターンルール検査環一部のものについて実
現されているにすぎず、要望に十分沿った機能を果して
いないという問題がある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は上述の問題を解決し、必要とされる機能を完備
し、作業能率の向上を図った露光パターンデータ検査装
置を提供することを目的とする。

従って、本発明においては、半導体マスク作成用露光パ
ターンを検査する露光パターンデータ検査装置において
、設定された検査領域について露光パターンデータを入
力し画像信号に変換する回路、および、画像信号を用い
て、露光パターンの寸法不整を検出し寸法を算出する回
路、複層の寸法関係を算出する回路、基準の露光パター
ンと検査用露光パターンを所定の論理演算を経た上で照
合する回路の少くとも一つ、およびこれらの結果を出力
する手段を有する演算出力手段、を具備することを特徴
とする、露光パターンデータ検査装置が提供される。

〔実施例〕

添付図面を参照して本発明の実施例について述べる。

第１図は本発明の概要を示すブロック図である。

第１図において、パターン設計により得られた、例えば
ＣＶ社のフォーマント形式で出力された設計データが保
存された、基準設計パターンデータ用磁気テープＭＴ−
ＯＲおよび検査用設計パターンデータ用磁気テープＭＴ
　−ＯＲが用意されている。ここで基準設計パターンデ
ータとは、以前に製作された設計パターンデータを意味
し、検査用設計パターンデータとはかかる基準設計パタ
ーンデータに対する改良、修正等を施すため新たに製作
され、これから検査すべき設計パターンデータを意味す
る。

上記設計パターンデータは、アウトライン的なデータが
保存されているにすぎないので、レチクルを作成するた
めの露光に適合するように変換処理が行なわれる。変換
された基準露光パターンデータ、検査用露光パターンデ
ータがそれぞれ磁気テープ肘−ＥＲ、ＭＴ−ｆ！Ｔに出
力される。

本発明に係る露光パターンデータ検査装置ｌは、検査用
露光パターンデータについて、実際にレチクルを作成す
るに先立って−、諸検査を行うのに用いられる。その概
要は、磁気テープＭＴ−ＥＲ、ＭＴ−ＥＴの内容を入力
し、画像データに変換する。但し、磁気テープＭＴ−Ｅ
Ｒ、ＭＴ−ＥＴの全内容を一時に画像データに変換する
と、画像データを保存するメモリがぼう大なものとなる
からこれを回避するため、検査領域について画像データ
に変換する。画像データに変換するのは、基準露光パタ
ーンデータの内容および検査用露光パターンデータを拡
大した形態で二次元的に、ＣＲＴディスプレイ、プリン
タ等を介して操作者にとって視認可能とするため、及び
、二次元又は三次元的にパターンデータの検査を行ない
且つその結果を操作者が視認可能な形態で出力するため
である。

画像データはディスプレイＤＳＰ−Ａ　、　ＤＳＰ−Ｂ
にそれぞれ表示される一方、基準露光パターンデータと
検査用露光パターンデータとは比較、照合等検査に必要
な処理が行なわれる。その結果がディスプレイｏｓｐ−
ｃ　、プリンタ等に出力される。

第２図に露光パターンデータ検査装置の構成図を示す。

第２図の検査装置は、データ入力・信号変換部１００　
、２００および演算出力部３００で構成されている。デ
ータ入力・信号変換部１００と２００とは同じ構成であ
るが、一方が検査用露光パターンデータを入力し、ビデ
オ信号に変換するのに用いられ、他方が基準露光パター
ンデータを入力し、ビデオ信号に変換するのに用いられ
る。

データ入力・信号変換部１００は、検査用露光パターン
データが保存されている磁気テープＭＴ　−ＥＴ（第１
図）のうち検査領域のデータを入力するＭＴ入力回路１
０１、該入力されたデータを切換スイッチを介して保存
するＭＴデータメモリ１０２．１０３を有している。５
ＭＴデータメモリ１０２．１０３に保存されたデータは
切換スイッチを介してビデオ信号変換回路１０４に入力
されビデオ信号に変換される。該ビデオ信号に変換され
た信号は、切換スイッチを介してビデオデータメモリ１
０６，１０７に保存される。該ビデオデータメモリに保
存されたデータは切換スイッチを介してビデオ信号出力
制御回路１０８を介して演算・出力部３０（ｌに出力さ
れる。

以上のデータ処理を、第３図（ａｌ〜ｌｅ）を参照して
詳述する。

第３（ａ）は、露光パターンデータが記憶されている磁
気テープＭＴ　−ＥＴの内容を二次元直交座標系で表現
したもので、ｌｍｍＸ１ｍｍを基準として、横方向−ｍ
個×縦方向＝ｎ個のマトリクス分のデータが保存されて
いる。但し、この実施例においては、レチクルは横方向
、縦方向とも１μｍの精度で製作されている。

磁気テープＭＴ　−ＥＴの全内容を入力しビデオ信号に
変換するにはぼう大なメモリを必要とし、また無駄も多
い。従って検査対象領域、ｉ、ｊ番目を選択して入力す
る。か＼る検査対象領域は第３図（ｂｌに拡大して図示
した如きパターンを示しているが、実際同図布に示した
ような座標データ（ｉ。

ｊ　；　Ｘ＋＋ｙ＋；ａ＋＋ｂ＋；Ｘ＋＋ｙｚ；ａｚ＋
ｂｚ）として記憶されている。すなわち、絶対的な基準
点くｘｏ。

ｙｏ）からの始点（ｘ＋、ｙ＋）とその節（ａ　Ｉ＋　
ｂ　＋）および次の連続する始点（ｘ＋、ｙｚ）とその
節（ａ２゜ｂｚ）が与えられている。これらのパラメー
タは、１μｍの精度で設定されている。

第３図（Ｃ１は、入力しＭＴデータメモリ１０２又は１
０３に保存した状態を示す、ＭＴデータメモリ１０２．
１０３は、入力とビデオ信号に変換する動作を並列的に
実施できるようにスイッチを介してバッファリング可能
なように、並列構成としている。

すなわちＭＴデータメ、モリ１０２にすでに記憶してい
るデータをビデオ信号に変換している場合、ＭＴデータ
メモリ１０３に新たなパターンデータを記憶させること
ができる。各ＭＴデータメモリ１０２゜１０３のサイズ
は、１単位：ｌｍｍＸ１ｍｍの領域内に表わされたパタ
ーンを規定する上記座標データを保存するに充分な量と
する。

第３図（Ｃ１の座標データを参照して、ビデオ信号変換
回路１０４は、第３図（ｄｌに図示の如（，１μｍ単位
で実パターン図形に相当するデータに変換し、ビデオデ
ータメモリ１０６又は１０７に記憶する。各ビデオデー
タメモリ１０６．１０７は、範囲ｌｍｍＸ１ｍｍに対し
１μｍの精度のデータを記憶するから、１０００ビット
×１０００ビット−１メガビツトの容量がある。ビデオ
データメモリ１０６．１０７内において、ビットセット
された部分がパターン描画されるものに対応している。

ビデオデータメモリ１０６．１０７を二基列としている
のは、ＭＴデータメモリ１０２．１０３と同様、並列動
作を可能として高速化を図るためである。

第３図（ｅ）に、ビデオ信号出力制御回路１０８から出
力されるビデオ信号の波形を示す。ビデオ信号出力制御
回路１０８は、クロック信号に同期してビデオデータメ
モリ１０６又は１０７を水平走査し、ビットセット部分
を高レベル出力信号、そうでない部分を低レベル出力信
号とし、順次垂直方向にずらしていく。

ＭＴコントロール回路１０５は、上記諸口路の動作を制
御するものである。

以上、データ入力・信号変換部１００の構成および動作
について述べたが、データ入力・信号変換部２００も同
様である。

データ入力・信号変換部１００．２００は、ソフトウェ
アプログラムを介さず、ハードウェア回路で実現してお
り、その処理速度は速い。

次に演算・出力部３００について述べる。

演算・出力部３００は、ＣＰＵ　３０９　、該ＣＰＵに
バス３０１を介して接続されたプログラムが装荷された
ＲＯＭ　３１０　、　　Ｉ　１０パフ７’ｙ３０４を介
しテＣＰＵ　３０９に接続された操作パネル３０２、同
じくＩ１０バッファ３０７を介してＣＰＵ　３０９に接
続されたプリンタ３０３を有している。またＩ１０バッ
ファ３０５．３０８を介して上述のＭＴコントロール回
路１０５．２０５がＣＰＵ　３０９と接続され、必要な
リンケージがとられる。演算・出力部３００はさらにＩ
１０バッファ３０６を介してＣＩ’Ｕ　３０９に接続さ
れる自動アライメント回路３２０を有している。演算・
出力部３００は欠陥座標データを保存しておく　ＲＡＭ
　３１１を有している。

演算・出力部３００は、論理演算回路３３０、スリット
検査回路３４０，３５０　、比較回路３６０　、ＣＲＴ
３７１〜　　　１３７２およびオシロスコープ３８１を
有している。これら論理演算回路３３０、スリット検査
回路３４０、比較回路３６０は直接的に、スリット検査
回路３５０は比較回路３６０を介して間接的に、第３図
（ｅ）に図示の画像信号を入力し、画像信号に基いて、
純ハードウェア的に後述する線信号処理を行う。但し、
そのタイミングの制御、例えば演算の開始はＣＰＵ３０
９によって行なわれる。

ビデオ信号出力制御回路１０８，２０８からの出力信号
は、上述の精度１μｍの差異が充分識別可能な形態で、
例えばＣＲＴに表示した場合、１μｍが少とも１ドツト
、好適には２ドツト以上に対応するような形態で出力さ
れる。ビデオ信号出力制御回路１０８，２０８の画像信
号を受けると、ＣＲＴ　３７１，３７２は、第３図山）
に図示のパターンと相似で、且つ拡大した形態で表示す
る。従って、ＣＲＴ　３７１，３７２に表示された画像
は、検査領域１ｆｆｌｆｆｌ×ｌｌｌｌ１１について実
際のレチクルパターンと同じ内容が拡大されており、容
易に視認可能なものである。

第２図に図示の装置の操作を含めて、先ずスリット検査
回路３４０の動作を説明する。

第４図にスリット検査の操作流れ図を示す。

ａ、操作パネル３０２上の「ルールチェック・オン」ボ
タンを押し、スリット検査の開始を指示する（第４図、
ステップ５０１）。

ｂ、検査用露光パターンデータが保存されている磁気テ
ープＭＴ　−ＥＴをセットした後、「ファイル・プリン
ト」ボタンを押し、ファイルの印字を要求する（ＳＯ２
）。

ｃ　、　ＣＰＵ　３０９がこれに応答して、磁気テープ
ＭＴ−ＥＴのファイル内容をプリンタ３０３に出力する
（ＳＯ３）。この出力は、磁気テープ肘−訂の中のうち
、検査領域を特定するに必要なもので、シリーズ番号、
”ｒＪ等のサフィックス等である。

ｄ、操作者は、出力内容から検査領域を決定し、操作パ
ネル３０２を介して検査領域を設定する（Ｓ０４）。

８９次いでパターンルールを設定する（５０５）。

すなわち、この例示においては、 ５倍で４μｍ以内又は １０倍で７μｍ以内 で検査することを設定する。

ｆ、スリット検査を始動させるため、装置の諸起動操作
を行う（ＳＯ６）。

ｇ、スリット検査が行なわれる（５０７）。

すなわち、磁気テープＭＴ−ＥＴから検査領域に対応す
る第３図（ｂ）に図示のパラメータがデータ入力・信号
変換部１００のＭＴ入力回路１０１を介して入力され、
前述の動作を経て第３図（Ｇｌに図示の如き、画像信号
がビデオ信号出力制御回路１０８から出力される。

該画像信号により、当該単層パターンが第５図（ａｌの
形態でＣＲＴ　３７１に表示される。それと同時に、ス
リット検査回路３４０において画像信号を基準として、
間隔ｄ、を１μｍ単位で検出する。この間隔ｄ１の検出
をさらに詳細に述べると、第５図（ａ）において右から
左に走査した場合、間隔ｄ１に対応する分の信号が高レ
ベルに低下する。この高レベルに立上った時点を検出し
てスリット検査回路内のトリガ発信器（図示せず）から
一定のパルス幅のパルスを出力させると共に、上記高レ
ベルに立上ったパルス（但し、トリガ発信器からのパル
ス幅の方を大きくしている）とを比較し、両者が存在す
る場合、間隔ｄ１を検出するパルスとして出力する。す
なわち、トリガ発信器を介して間隔ｄ、の検出を正確に
行っている。

また、第５図（ｂ）の形態の場合も同様にＣＲＴ　３７
１に表示され、不整が１μｍ単位で検出される。

ｈ、これら検出結果はＣＰＵ　３０９に入力され、プリ
ンタ３０３に出力される（５０８）。またＣＲＴ　３７
１に表示することもできる。

以上のＭＴからの入力、画像信号への変換、ＣＩ？Ｔへ
の表示、スリット検査等は、回路によって行なわれるの
で、非常に高速に行なわれる。すなわち、従来のように
、全てのデータをＣＰＵを介して処理するという手段を
採っていないからである。従って、ＣＰ［Ｉ　３０９は
操作者とのコミュニケーシヨン、装置全体の制御等を行
うにすぎず、演算そのものは行なわない。

基準露光パターンデータについてもスリット検査を行う
ことが可能である。

次に２層のパターンデータの比較照合を行う場合につい
て述べる。但し、第４図ステップＳＯＬ〜ＳＯ６で述べ
た一般的操作手順は省略する。

先ず、例えば旧版品のパターンデータが保存されている
基準露光パターンデータ用磁気テープＨ↑−ＥＲと、こ
れを修正改良した改版品のパターンデータが保存されて
いる検査用露光パターンデータ用磁気テープＭＴ　−１
！Ｔとを用い、検査対象領域と所望の倍率について、改
版品の改良部をチェックする場合について述べる。前述
の如く、磁気テープ？ＩＴ−ＥＲ，？１Ｔ−ＥＴの対応
するパラメータがデータ入力・信号変換部１００，２０
０に入力され、画像信号として発生される。これら画像
信号は、第６図（ａ）　（ｂｌに図示の如く、基準露光
パターンがＣＲＴ　３７２　、検査用露光パターンがＣ
Ｉ？Ｔ　３７１に表示される。また両画像信号は比較回
路３６０に印加されて、それらの差異が、第６図（Ｃ）
の如＜　、ＣＲＴ　３７３に表示される。ＣＲＴ　３７
３の表示から、改良部分が容易に識別できる。また改良
部分の寸法等の詳細データは、スリット検査回路３５０
により検査され前述同様プリンタ３０３に出力されると
共に、オシロスコープ３８１による画像信号波形の観察
により算出することができる。

第６図（ａｌ　（ｂｌ中、白抜き部分がパターン形成部
を示しＣＲＴ上白で表示され、斜線部は、無関係の背景
部である。第６図（Ｃ１は白抜き部分が両パターンの差
として白で表示される。

基準露光パターンデータと検査用露光パターンデータの
比較において、比較すべきパターンが複雑である場合が
多い。また、第６図（ａ）　、　（ｂｌに図示の如く、
単に第６図（ｂ）のパターンを第６図（ａｌのパターン
より大きくしたにすぎない場合にとどまらず、相互に凹
凸の差がある場合第６図（Ｃ１の如き表示では、どの部
分が凹でどの部分が凸であるか不明である。さらに、同
じ検査用露光パターンデータであっても１つの半導体集
積装置の一層目に形成されるパターンと二層目に形成さ
れるパターンの位置関係を検査したい場合が生じる。こ
のような種々の要求に則して、論理演算回路３３０が設
けられている。

論理演算回路３３０は、操作パネル３０２からの指示に
基づ＜　ＣＰＵ　３０９からの制御指令に応じて、二つ
の画像信号Ａ、Ｂ、又は一つの画像信号Ａ又はＢについ
て種々論理演算を行う。二つの画像信号Ａ、Ｂとしては
、基準露光パターンデータと検査用露光パターンデータ
を用いる場合はそれぞれＡ。

Ｂ又はＢ、Ａと設定される。又、検査用露光パターンデ
ータ内の一層目と二層目とのパターンを用いる場合はそ
れぞれＡ、Ｂとして設定される。論理演算回路３３０は
画像信号について第７図に例示した諸論理演算を行う。

すなわち、 イ、パターンＡ（第７図（ａ））とパターンＢ（第７図
（ｂ））ノ排他的論理和：ＡΦＢ（第７図（Ｃ１参照） 口、論理和（オア）　　：Ａ＋Ｂ　（第７図＜ｄ）参照
）ハ５反転論理和：Ａ＋Ｂ（第７図（ｅ）参照）又は、
τ十Ｂ 二、論理積（アンド）　　：Ａ−Ｂ　（第７図（ｆ）参
照）ホ６反転論理積：Ａ−Ｂ　（第７図（明参照）又は
τ・Ｂ 等である。

論理演算された結果はＣＲＴ　３７３に表示される。

また、論理演算結果についてスリット検査回路３４０又
は３５０を通してスリット検査することも可能である。

さらに、これら演算結果と基準露光パターン又は検査用
露光パターンとを比較して、その差異を抽出し表示し、
スリット検査することが可能である。

以上の論理演算を適宜組合せることにより、複層パター
ンの比較、照合、重ね合せ、相対位置測定、規定寸法の
検出が可能となる。

以上の種々の信号処理において不良データが検出される
と、その内容がＣＰＩＪ　３０９を介して欠陥データメ
モリとしてのＲＡＭ　３１１に保存され、プリンタ３０
３にその内容が出力される。これにより、設計データの
修正にフィードバックできる。

自動アライメント回路は、上述のパターンチェックにお
いて不良が検出された場合、例えば検査員がＣＲＴのジ
ョイスティック等を用いてパターンをシフトするなどし
てＣＲ７画面上に正常パターンを作成し、か−る正常パ
ターンについて再度チェックした上で修正した正常パタ
ーンによって設計データ又は露光パターンデータを修正
されるようにするものである。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、レチクル作成前
に、実際にレチクルが作成されるのと同じパターンにつ
いて必要とされる種々の露光パターンを正確に検査する
ことができる。これにより、試行錯誤的なレチクル作成
のくり返しのような無駄な作業が回避でき、且つ、マス
ク作成の経費を低減することができる。

また本発明によれば、基本的にハードウェア回路により
信号処理が行なわれるので、露光パターン検査が非常に
短時間で行うことができ、作業性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示すブロック図、第２図は本発
明の実施例としてのパターンデータ検査装置の構成図、 第３図（ａｌ〜ｆｅ）は第２図装置に係る信号処理の流
れと信号のフォーマットを示す図、 第４図は第２図装置を用いてスリット検査を行う操作の
流れ図、 第５図（ａｌ　、　（ｂ）はスリット検査のパターン例
を示す図、 第６図（Ａ）〜（Ｃ）は基準露光パターンと検査用露光
パターンの相互関係を検査する場合のパターン例、第７
図（ａ）〜（ｇ）は種々の論理演算を示すパターン例、
である。 （符号の説明） １００．２００・・・データ入力・信号変換部、１０１
．２０１・・・ＭＴ入力回路、 １０２、１０３，２０２．２０３・・・ＭＴデータメモ
リ、１０４．２０４・・・ビデオ信号変換回路、１０５
．２０５・・・ＭＴコントロール回路、１０６、１０７
，２０６，２０７・・・ビデオデータメモリ、１０８．
２０８・・・ビデオ信号出力制御回路、３００・・・演
算・出力部、 ３０１・・・バス、 ３０２・・・操作パネル、 ３０３・・・プリンタ、 ３０４〜３０８・・・Ｉ１０バッファ、３０９・・・Ｃ
ＰＵ。 ３１０・・・ＲＯＭ。 ３１１・・・欠陥データ、 ３２０・・・自動アライメント回路、 ３３０・・・論理演算回路、 ３４０．３５０・・・スリン・ト検査回路、３６０・・
・比較回路、 ３７１〜３７３・・・ＣＲＴ。 ３８１・・・オシロスコープ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体マスク作成用露光パターンを検査する露光パ
   ターンデータ検査装置において、 設定された検査領域について露光パターンデータを入力
   し画像信号に変換する回路、および、画像信号を用いて
   、露光パターンの寸法不整を検出し寸法を算出する回路
   、複層の寸法関係を算出する回路、基準の露光パターン
   と検査用露光パターンを所定の論理演算を経た上で照合
   する回路の少くとも一つ、およびこれらの結果を出力す
   る手段を有する演算出力手段、 を具備することを特徴とする、露光パターンデータ検査
   装置。