TWI618977B - Mask inspection method and mask inspection device - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種能降低擬似缺陷並能夠進行正確的檢查的檢查方法及檢查裝置。
本發明的檢查方法，係取得將光源的光通過高解析度的光學系統照射至遮罩的高解析度光學影像資料。此外。也取得將該光通過低解析度光學系統照射相同遮罩的低解析度光學影像資料。對遮罩圖案的設計資料，進行反應在遮罩的製程、及設於遮罩的圖案轉印至半導體基板並製造半導體裝置的製程中的至少一者所訂定的遮罩圖案的形狀或尺寸的補正，從該補正後的設計資料生成對應高解析度光學影像資料及低解析度的光學影像資料的各參考影像資料。接著，參考低解析度光學影像資料中的缺陷資訊，判定在高解析度光學影像資料所檢出的缺陷是真的缺陷還是擬似缺陷。

Description

遮罩檢查方法及遮罩檢查裝置
本發明係有關於檢查方法及檢查裝置，更詳細為藉由模-資料庫(Die to Database)的比較方式，來檢查遮罩的檢查方法及檢查裝置。
在半導體裝置製造工程中，利用縮小投影曝光裝置將形成於遮罩的圖案轉印至晶圓(半導體基板)。具體來說，稱為步進器或掃描器的曝光裝置，將設於遮罩的電路圖案縮小至4分之1到5分之1左右，並投影至晶圓。
近年來，隨著大規模積體電路(Large Scale Integration：LSI)的高積體化及大容量化，半導體裝置所要求的電路線寬也越來越狹小。伴隨於此，形成於遮罩的圖案的線寬也變得越來越狹小。例如，最近具代表性的邏輯裝置，要求形成數十奈米線寬的圖案。
在LSI的也花費更多的成本。因此，在製造工程的良率提升更為重要。成為LSI的製造良率降低的主因，有形成於遮罩的圖案缺陷、及在半導體裝置的製造工程中的製程條件的變動等。於是，藉由檢查來檢出遮罩的缺陷，或 對製程條件的變動設界限。
作為確保製程條件的變動界限的方法，有提高遮罩的圖案尺寸精度的方法。此外，如上所述，遮罩的圖案更為微細化。因此，在遮罩的檢查中，需要將微細圖案的形狀或尺寸的變動作為缺陷來檢出。具體來說，要求要檢出代表在線之間短路的短路缺陷、或線斷線的開路缺陷等的形狀缺陷、或因圖案的線寬異常或圖案的位置偏移而使鄰接圖案之間的空隙不適正所導致的缺陷等。
不過，形成微細電路圖案的方法之一有OPC(Optical Proximity Correction：光接近效果補正)的技術。該技術係為了使在晶圓形成的圖案與設計圖案一致，而預先補正在遮罩形成的圖案。
在OPC技術中，在主圖案旁邊配置輔助圖案。藉此，確保了入射主圖案區域的光能量，能提升晶圓上的主圖案的形成性。因輔助圖案未被轉印至晶圓，在遮罩檢查中即便檢出輔助圖案的缺陷，在實用上不成問題。因此，這種缺陷作為擬似缺陷，應要與真的缺陷作區別。
不過，在最近持續進展微細化的遮罩中，區別真的缺陷與擬似缺陷變得相當困難。也就是說，僅比較基於設計資料所生成的參考影像數據、與檢查裝置所攝影的圖案的光學畫面資料，來作為是否為應檢出的缺陷的判定變得困難。
於是，有提案在缺陷的判定方法中導入模擬。
例如，日本特許公開公報JP 2012-252055 A記載了一 種檢查方法，其進行模擬檢查裝置的光學系統的模擬，取得檢查裝置在檢查遮罩時所檢出的關於遮罩的圖案形狀的資訊，利用該資訊，判定檢查結果是否在容許範圍內。
此外，日本特許公開公報JP 2009-105430 A揭示了一種模擬包含在預定區域配置的多數的多邊形的平版印刷設計的方法。具體來說，日本特許公開公報JP 2009-105430 A的圖4記載了使用多邊形設計資料庫的位元圖影像來生成空間像(方塊126)，藉由使用其來執行光阻建模或模擬(方塊128)。此外，日本特許公開公報JP 2009-105430 A的圖7揭示了從遮罩檢查裝置取得的光學影像，藉由模擬來推定晶圓空間像的技術。該等技術指出了作為晶圓空間像、或曝光光所導致的光阻反應等晶圓生成過程結果所得到的晶圓像是否正確。
此外，日本特許公開公報JP 2001-516898A記載了(1)在遮罩檢查系統中，於光蝕刻處理工程的特定條件下的缺陷是否轉印至下地光阻的判斷很重要、(2)遮罩缺陷是否被印刷、或者若沒有對光蝕刻處理造成影響的話，使用有缺陷的遮罩可以進行可容許的光蝕刻。日本特許公開公報JP 2001-516898 A更揭示了接受包含遮罩的一部分的影像的缺陷區域影像，而生成模擬影像的檢查裝置。在該模擬影像包含轉印至晶圓的模擬影像。
但是，在模擬中會有需要各種參數，而且，判別真的缺陷與擬似缺陷的閾值設定變得曖昧的這種問題。再來，藉由形成於遮罩的圖案種類、或遮罩的完成結果，也有模 擬結果與實際的檢查結果之間會產生差距的問題。
本發明係提供一種能降低擬似缺陷並能夠進行正確的檢查的檢查方法及檢查裝置。
本發明的第1態樣係有關於一種檢查方法，具有：將從光源出射的光通過第1光學系統照射至遮罩，並使通過前述遮罩或被前述遮罩所反射的光入射至攝像部，並取得有關於配置於前述遮罩的圖案的第1光學影像資料的工程；通過解析度比前述第1光學系統還低且模擬將前述圖案轉印至半導體基板所使用的曝光裝置的光學系統的第2光學系統，將從前述光源出射的光照射至前述遮罩，並使通過前述遮罩或被前述遮罩所反射的光入射至前述攝像部，取得有關於前述圖案的第2光學影像資料的工程；對前述圖案的設計資料，進行反應在前述遮罩的製程、及設於前述遮罩的圖案轉印至半導體基板並製造之半導體裝置的製程中的至少一者所訂定的前述述罩圖案的形狀及尺寸的補正，從該補正後的設計資料生成對應前述第1光學影像資料的第1參考影像資料、及對應前述第2光學影像資料的第2參考影像資料的工程；將前述第1光學影像資料與前述第1參考影像資料作比較，檢出在前述第1光學影像資料中的前述圖案缺陷的工程； 將前述第2光學影像資料與前述第2參考影像資料作比較，檢出在前述第2光學影像資料中的前述圖案缺陷的工程；參考前述第2光學影像資料中的前述缺陷資訊，評價有關於在前述第1光學影像資料所檢出的缺陷向前述半導體基板的轉印性，判定該缺陷是真的缺陷還是擬似缺陷的工程。
在本發明的第1態樣中，較佳為在前述半導體裝置的製程所訂定的前述遮罩圖案的形狀及尺寸，係從前述遮罩的預定圖案中的尺寸的測定值與設計值的差來推定。
在本發明的第1態樣中，較佳為在生成前述第1參考影像資料與前述第2參考影像資料的工程中，對從前述補正後的設計資料生成的影像資料進行過濾處理；調整模擬前述第1光學系統與前述第2光學系統的解析特性的模擬、及前述攝像部的像形成參數，使前述第1光學影像資料與前述第1參考影像資料的差分、及前述第2光學影像資料與前述第2參考影像資料的差分分別為最小。
本發明的第2態樣係有關於一種檢查方法，具有：將從光源出射的光通過光學系統照射至遮罩，並使通過前述遮罩或被前述遮罩所反射的光入射至攝像部，並取得有關於配置於前述遮罩的圖案的光學影像資料的工程；對前述圖案的設計資料，進行反應在前述遮罩的製程、及設於前述遮罩的圖案轉印至半導體基板並製造之半 導體裝置的製程中的至少一者所訂定的前述遮罩圖案的形狀及尺寸的補正，從該補正後的設計資料生成對應前述光學影像資料的參考影像資料的工程；將前述光學影像資料與前述參考影像資料作比較，檢出在前述光學影像資料中的前述圖案缺陷的工程；利用在前述光學影像資料所檢出的前述圖案缺陷的光學影像資料、對應光學影像資料的參考資料、及補正後的設計圖案資料，來推定轉印至前述半導體基板的缺陷形狀，且從前述補正後的設計資料加上與前述推定的缺陷形狀有關的資訊的資料，利用設於前述遮罩的圖案轉印至前述半導體基板的條件，推定轉印至前述半導體基板的前述圖案的第1轉印像的工程；從前述補正後的設計資料，利用設於前述遮罩的圖案轉印至前述半導體基板的條件，推定轉印至前述半導體基板的前述圖案的第2轉印像的工程；比較前述第1轉印像與前述第2轉印像，評價前述缺陷的向前述半導體基板的轉印性，判定該缺陷是真的缺陷還是擬似缺陷的工程。
本發明的第3態樣為提供一種檢查置，包含：光源；載置遮罩的載台；將從前述光源出射的光朝向前述載台作照射，並且能改變開口係數的光學系統；取得從前述光源出射，並通過前述光學系統，且透過載置於前述載台的遮罩或由前述遮罩所反射的光所入射的 前述遮罩的光學影像資料的攝像部；對配置於前述遮罩的圖案的設計資料，反應在前述遮罩的製程、及設於前述遮罩的圖案轉印至半導體基板並製造半導體裝置的製程中的至少一者所訂定的前述遮罩圖案形狀及尺寸的方式進行的補正，從該補正後的資料生成對應前述光學影像資料的參考影像資料的參考影像生成部；將前述光學影像資料與前述參考影像資料作比較，檢出在前述光學影像資料中的前述圖案缺陷的比較部；使將前述開口係數作為前述圖案缺陷的檢出所必要的值，而在前述攝像部所取得的第1光學影像資料、和在前述參考影像生成部所生成的第1參考影像在前述比較部作比較並檢出的缺陷，根據將前述開口係數作為模擬將前述圖案轉印至半導體基板所使用的曝光裝置的光學系統的值，而在前述攝像部所取得的第2光學影像資料、和在前述參考影像生成部所生成的第2參考影像在前述比較部作比較所檢出的缺陷資訊，來作判定的缺陷解析部。
根據本發明的第1及第2態樣，提供一種能降低擬似缺陷並能夠進行正確的檢查的檢查方法。
根據本發明的第3態樣，提供一種能降低擬似缺陷並能夠進行正確的檢查的檢查裝置。
100，300‧‧‧檢查裝置
101‧‧‧載台
102‧‧‧雷射量測系統
103‧‧‧光源
104‧‧‧攝像部
105‧‧‧自動裝載器
110‧‧‧控制計算機
111‧‧‧匯流排
112‧‧‧自動裝載控制部
113‧‧‧位置資訊部
114‧‧‧載台控制部
115‧‧‧參考影像生成函數演算部
116‧‧‧參考影像生成部
117‧‧‧比較部
118，401‧‧‧缺陷解析部
119‧‧‧磁碟裝置
200‧‧‧照射光學系統
400‧‧‧轉印像推定部
Ma‧‧‧遮罩
[圖1]實施形態1中的檢查裝置的概略構成圖。
[圖2]表示實施形態1中的照明光學系統的構成的一 例的圖。
[圖3]表示遮罩的被檢查區域、與條紋及訊框之間的關係的概念圖。
[圖4]實施形態1的檢查方法的流程圖。
[圖5]實施形態2中的檢查裝置的概略構成圖。
[圖6]實施形態2的檢查方法的流程圖。
實施形態1．
圖1為本實施形態中的檢查裝置的概略構成圖。如該圖所示，檢查裝置100具有：取得被檢查對象的光學影像資料的構成部A、利用在構成部A取得的光學影像資料進行檢查所需要的處理的構成部B。構成部A攝影被檢查對象的光學影像，並將對應該光學影像的光學影像資料輸出。
作為被檢查對象，例如，可以是使用於光微影的遮罩。遮罩在透明玻璃基板等的基材主面具有配置預定圖案的構成。構成部A將相關圖案的光學影像資料輸出。在本說明書中，有將遮罩圖案的光學影像資料單稱為遮罩的光學影像資料的情形。另一方面，構成部B將利用遮罩圖案的設計資料及預定的參考影像生成函數所生成的參考影像資料、與構成部A所輸出的光學影像資料作比較，來檢出遮罩圖案的缺陷。此外，在本說明書中，有將遮罩圖案稱為被檢查圖案的情形。
構成部A具有：在水平方向(X軸方向、Y軸方向)及旋轉方向(θ軸方向)驅動可能的載台101、測定載台101位置的雷射量測系統102、出射預定波長的光的光源103、將從光源103出射的光照射至遮罩Ma的照明光學系統200、生成遮罩Ma的光學影像資料的攝像部104、將遮罩Ma載置於載台101上的自動裝載器105。
載台101藉由X軸馬達M1、Y軸馬達M2、及θ軸馬達M3來驅動。該等馬達(M1，M2，M3)藉由載台控制部114來控制。該等馬達驅動機構，例如，可以使用空氣滑動器、線性馬達或步進馬達等的組合。
雖省略了詳細圖示，但雷射量測系統102具有外差干涉計等的雷射干涉計。雷射干涉計藉由在設於載台101的X軸用及Y軸用的各反射鏡之間，照射及接收雷射光，來測定載台101的位置座標。雷射量測系統102所測定的測定資料被送至位置資訊部113。此外，測定載台101的位置座標的方法並不限於使用雷射干涉計，也可以使用磁式或光學式的線性編碼器。
作為光源103，為了能夠對半間距20nm以下的裝置檢查遮罩的缺陷，在光微影所使用的光源波長接近193nm較佳。例如，可以使用出射波長199nm的紫外光的脈衝雷射。
圖2為表示的照明光學系統200的構成的一例的圖。
在圖2中，光源103具有：基板103a、形成於基板103a上的複數面發光雷射元件103b。作為基板103，例 如，可以使用矽晶圓。面發光雷射元件103b為發出紫外線基本波的元件，與半導體裝置的製造工程一樣，形成於矽晶圓之上。
照明光學系統200具有：集光透鏡200a、照射光圈200b、焦點透鏡200c、開口光圈200d、聚焦透鏡200e。該等沿著從光源103出射光的光軸，從光源103側向著遮罩Ma依序配置。但是，並不限定於此順序，例如，也可以是照射光圈200b配置於開口光圈200d下游側的構成。此外，照明光學系統200也可以具有圖2所示的構成要素以外之系統。例如，照明光學系統200可以具備：將從光源103出射的光相對於遮罩Ma分割成透過照射的光路及反射照射的光路的機構、變換成圓偏光或線偏光等的機構、變換成點光源或環形等的光源形狀的機構等。
從光源103出射的光藉由集光透鏡200a集光後，透過照射光圈200b。之後，該光藉由焦點透鏡200c在開口光圈200d聚焦。透過開口光圈200d的光在透過聚焦透鏡200e後照射遮罩Ma。
聚焦透鏡200e與遮罩Ma的距離被調整成照射光圈200b的像成像於遮罩Ma表面的距離。藉由改變照射光圈200b的大小，來改變在遮罩Ma表面的照射區域。另一方面，開口光圈200d配置於聚焦透鏡200e的焦點位置。在開口光圈200d成像的光，在通過聚焦透鏡200e後變成平行光，並不在遮罩Ma的表面成像。
藉由改變開口光圈200d的大小，能將照明光學系統 200的開口係數NA作連續變更。開口係數NA越大則解析度就越高，開口係數NA越小則解析度就越小。在要求高解析度的檢查裝置中，例如，光學系統的開口係數NA為0.75~0.85。相對於此，在半導體裝置的製造工程中，將設於遮罩Ma的圖案轉印至晶圓(半導體基板)時所使用的曝光裝置的解析度比檢查裝置還要低，光學系統的開口係數例如為0.3~0.35。
在本實施形態中，藉由改變開口光圈200d的大小，能將照明光學系統200的開口係數NA作變更。因此，選擇對應檢查裝置的光學系統的高解析度光學系統(第1光學系統)、與模擬曝光裝置的光學系統的低解析度光學系統(第2光學系統)，能夠攝影遮罩Ma圖案的光學影像。藉此，對相關於同一遮罩Ma的圖案，能得到以高解析度的光學系統所攝影的光學影像(也下，也有稱為高解析度光學影像的情形)、以及以低解析度的光學系統所攝影的光學影像(也下，也有稱為低解析度光學影像的情形)。此外，檢查裝置100並不限於將上述的高解析度光學系統與低解析度光學系統在1個光學系統實現的構成，也可以是具有高解析度光學系統與低解析度光學系統的2個光學系統的構成。
攝像部104具有：使通過遮罩Ma的光集束並將遮罩Ma圖案的光學影像成像的集束透鏡104a、將該光學影像作光電變換的光二極體陣列104b、將從光二極體陣列104b輸出的類比信號變換成作為光學影像資料的數位訊 號並輸出的感測器電路104c。在光二極體陣列104b例如配置TDI(Time Delay Integration)感測器。此外，攝像部104可以是藉由圖所未示的自動焦點機構來自動地實行焦點調整的構成。
回到圖1，構成部B具有：掌管檢查裝置100全體的控制的控制計算機110、作為資料傳送路匯流排111、通過匯流排111連接至控制計算機110的自動裝載控制部112、位置資訊部113、載台控制部114、參考影像生成函數演算部115、參考影像生成部116、比較部117、缺陷解析部118、作為主記憶裝置的一例的磁碟裝置119、作為補助記憶裝置的一例的磁帶裝置120、作為補助記憶裝置的其他例的可撓性碟裝置121、作為顯示裝置的一例的CRT122、作為顯示裝置的其他例的ITV攝影機所形成的顯微鏡圖案監視器123、及影印機124。
此外，圖1雖記載了本實施形態所必要的構成要素，但也可以包含檢查所必要的其他公知構成要素。此外，在本說明書中，記載成「~部」之元件可以是藉由電腦動作可能的程式來構成，但不只是成為軟體的程式，也可以是藉由硬體與軟體的組合或韌體的組合來實施的元件。由程式所構成的情形，程式被記錄於磁碟裝置等的記錄裝置。例如，自動裝載控制部112可以是由電路來構成，也可以是能夠藉由控制計算機110所能處理的軟體來實現。此外，藉由電路與軟體的組合來實現也可以。
接著，敍述利用圖1的檢查裝置100來檢查遮罩Ma 的方法的一例。
本實施形態所作的檢查方法包含：光學影像資料取得工程(S1)、參考影像資料生成工程(S2)、缺陷檢出工程(S3)、缺陷解析工程(S4)。以下，邊參照附圖邊說明有關各工程。
(1)光學影像資料取得工程(S1)
在本實施形態中，藉由改變檢查裝置100的照明光學系統200的開口係數NA，對有關同一遮罩Ma的圖案，得到高解析度光學系統(第1光學系統)所攝影的光學影像、以及低解析度光學系統(第2光學系統)所攝影的光學影像。
在圖1中，首先，藉由自動裝載器105在載台101上載置遮罩Ma。自動裝載器105藉由自動裝載控制部112來驅動。此外，自動裝載控制部112的動作藉由控制計算機110來控制。遮罩Ma係藉由真空夾盤等機構固定於載台101之上。
將遮罩Ma載置於載台101後，對遮罩Ma照射光。具體來說，從光源103出射的光通過照明光學系統200照射至遮罩Ma。此時，圖2的開口光圈200d的大小，若是對應高解析度光學系統的話，則攝影高解析度的光學影像。另一方面，開口光圈200d的大小，若是對應低解析度光學系統的話，則攝影低解析度的光學影像。
如同既述的，開口光圈200d的大小係與照明光學系 統200的開口係數NA相關。具體來說，若開口光圈200d的開口部越小，則入射角的條件被限定得越小，開口係數NA變大，則缺陷檢出的感度變高。另一方面，若開口光圈200d的開口部越大，則能檢出廣入射角的條件的像，開口係數NA變小，則缺陷檢出的感度變低。
在本實施形態中，高解析度的光學系統的開口係數NA，具體來說，預先決定成對應光學系統的開口係數NA(例如，0.75~0.85)的開口光圈200d的大小。此外，低解析度的光學系統的開口係數NA，具體來說，預先決定成對應將設於遮罩Ma的圖案轉印至晶圓時所使用的曝光裝置的光學系統的開口係數NA(例如，0.3~0.35)的開口光圈200d的大小。接著，在攝影光學影像時，選擇開口光圈200d的大小，來攝影高解析度光學影像或低解析度光學影像。
為了得到正確的檢查結果，需要將遮罩Ma的圖案在載台101上對位於預定的位置。在這裡，例如，在遮罩Ma形成對位用的對準標記，將該對準標記以實際的攝像部104來攝影，並在載台101上進行遮罩Ma的被檢查圖案的對位。此外，在本實施形態中，將遮罩Ma的被檢查圖案與載台101之間相對的對位稱為平板對準。
例如，在遮罩Ma的被檢查圖案的四角附近成為長方形各頂點的位置，形成十字形狀的遮罩對準標記MA。此外，在遮罩Ma形成複數晶片圖案，在各晶片也形成晶片對準標記CA。另一方面，載台101係藉由在水平方向移 動的XY載台、配置於該XY載台上，在旋轉方向移動的θ載台所構成。此時，對位工程係為，具體來說，以將遮罩Ma載置於載台101上的狀態，將被檢查圖案的X軸及Y軸與XY載台的行駛軸對位的工程。
首先，在設置於4個位置的遮罩對準標記MA中，攝影Y座標的數值小的2點的遮罩對準標記MA，並使θ載台旋轉來進行遮罩Ma的旋轉方向的微調整，使得兩標記正確地成為相同的Y座標。此時，也事先正確地測定遮罩對準標記MA之間的距離。接著，攝影Y座標的數值大的2點的遮罩對準標記MA。藉此，正確地測定所有4點的遮罩對準標記MA的座標。
從上述的測定中，將Y座標數值小的2點的遮罩對準標記MA在底邊兩端的四角形頂點，設置其他2點的遮罩對準標記MA。在這裡，應該位於長方形的各座標的其他2點的對準標記，因為測定的座標偏移而變形，此外，因為測定的對準標記之間的距離相對設計上的座標距離帶有伸縮，因此推測會成為檢查對象的圖案區域，也具有與上述四角形相似的應變及帶有伸縮，反應於此現像的補正，在參考影像生成部116生成參考影像資料時進行。
此外，在遮罩Ma沒有遮罩對準標記MA也可以。此時，在遮罩Ma的圖案中，能夠使用盡量接近遮罩Ma的外周並與XY座標同一角落的頂點或邊緣圖案的邊，來進行對位。
遮罩Ma的被檢查區域(設置被檢查圖案的區域)， 係假想地分割成長條狀的複數區域。此外，該長條狀區域也稱為條紋。各條紋，例如，寬度為數百μm，可以作為長度為對應遮罩Ma的被檢查區域的X方向的全長的100mm左右的區域。
再者，在各條紋，假想設定為分割成格子狀的複數被攝影單位(以下，將各個被攝影單位表記成「訊框」)。各個訊框的大小較適為條紋寬度、或者將條紋寬度分割成4等份左右的正方形。
圖3為表示在遮罩Ma的被檢查區域R、與條紋(St1~St4)及訊框F之間的關係的概念圖。在此例中，在遮罩Ma的被檢查區域R藉由4個條紋St1~St4來假想分割，再來，在各個條紋St1~St4，假想設定成45個訊框F。
各條紋St1~St4於Y軸方向整列。另一方面，各訊框呈例如十數μm□左右的矩形。在這裡，為了防止漏攝，在相鄰的2個訊框之間，一方的訊框的緣部與另一方的訊框的緣部以預定的寬度重疊的方式設定。預定的寬度，例如，若以光二極體陣列104b的畫素大小為基準的話，呈該20畫素份左右的寬度。此外，條紋也一樣，將相鄰條紋的緣部呈互相重疊的方式設定。
在每個條紋攝影遮罩Ma的光學影像。也就是說，在圖3的例中，當攝影光學影像時，控制載台101的動作，以連續掃描各條紋St1，St2，St3，St4。具體來說，首先，載台101在圖3的-X方向移動，在X方向上依序攝 影條紋St1的光學影像。接著，將光學影像連續輸入至圖1的光二極體陣列104b結束條紋St1的光學影像攝影後，攝影條紋St2的光學影像。此時，載台101在-Y方向步進移動後，以朝在條紋St1的光學影像取得時的方向(-X方向)相反的方向(X方向)移動。被攝影的條紋St2的光學影像也被連續輸入至光二極體陣列104b。當取得條紋St3的光學影像時，載台101在-Y方向步進移動後，以朝在取得條紋St2的光學影像時的方向(X方向)相反的方向，也就是取得條紋St1的光學影像的方向(-X方向)，移動載台101。同樣也攝影條紋St4的光學影像。
通過遮罩Ma的光藉由攝像部104，作為遮罩Ma的圖案的光學影像成像後，經A/D(類比數位)變換，作為光學影像資料輸出。具體來說，光二極體陣列104b攝影遮罩Ma的光學影像，將對應光學影像的類比信號依序輸出至感測器電路104c。感測器電路104c將光二極體陣列104b所輸出的各類比信號分別變換成各別的光學影像資料即數位信號並輸出。
此外，光學影像資料被輸入至設於感測器電路104c對每個畫素可調整偏移/增益的數位放大器(圖未示)。數位放大器的各畫素用增益由校正來決定。例如，在透過光用的校正中，將對攝像部104所攝影的面積足夠廣的遮罩Ma的遮光區域在攝影中決定成黑位準。接著，將對攝像部104所攝影的面積足夠廣的遮罩Ma的透過光區域在攝影中決定成白位準。此時，透過檢查中的光量變動，例 如，調整每個畫素的偏移與增益，使白位準與黑位準的振幅分佈於從8位元灰階資料約4%到相當於約94%的10~240。
圖4為本實施形態的檢查方法的流程圖。將與光學影像資料取得工程(S1)、參考影像資料生成工程(S2)、缺陷檢出工程(S3)、缺陷解析工程(S4)的各工程對應的部分，以圖中的虛線圍繞的部分呈現。
如圖4所示，在光學影像資料取得工程(S1)中，將照明光學系統200作為高解析度的光學系統時，攝影高解析度的光學影像，取得高解析度的光學影像資料(第1光學影像資料)。另一方面，將照明光學系統200作為低解析度的光學系統時，攝影低解析度的光學影像，取得低解析度的光學影像資料(第2光學影像資料)。
(2)參考影像生成工程(S2)
參考影像資料係以遮罩Ma圖案的設計資料(設計圖案資料)為基礎來生成。此外，參照影像資料為在由模-資料庫(Die to Database)比較方式的檢查中，與光學影像資料作比較，判定光學影像資料缺陷的有無的基準資料。在本實施形態中，生成對應藉由高解析度光學系統取得的光學影像資料(第1光學影像資料)的參考影像資料(第1參考影像資料)、對應藉由低解析度光學系統取得的光學影像資料(第2光學影像資料)的參考影像資料(第2參考影像資料)。
在遮罩的製程或半導體裝置的製程中，為了抑制轉印至晶圓的圖案的形狀或尺寸等的變化，藉由製造處理程式或過程條件，決定遮罩圖案的形狀或尺寸等。也就是說，調整遮罩的圖案的角部的圓角狀況或線寬的完成尺寸等。在本實施形態中，對設計圖案資料，進行反應製造處理程式或過程條件所訂定的形狀或尺寸的調整的補正。接著，利用補正後的設計資料，生成參考影像資料。以下，列舉出對設計圖案資料的補正的具體例。
<在遮罩的製程的變化>
在遮罩形成圖案的工程中，利用電子束光蝕刻技術。根據使用該技術的電子束描繪裝置，資料處理複雜且任意設計的電路圖案，並描繪至光阻膜。描繪的圖案的形狀會有因應電子束描繪裝置的特徵傾向的情形。例如，圖案的角部的圓角程度、或遮罩面內的圖案線寬的粗或細的傾向，會依存於電子束描繪裝置的種類或個體差別而有所差異。在這裡，遮罩製程中，調整遮罩圖案的形狀或尺寸，抑制這種圓角或線寬誤差。在本實施形態中，對設計圖案資料，進行反應相關調整的補正。
此外，藉由電子束描繪裝置在遮罩描繪的圖形，相當於電子束的能量的蓄積分佈像。在遮罩的製程中。利用該能量蓄積分佈像對描繪圖案進行近接補正，調整描繪圖案的位置或尺寸的偏移等。在本實施形態中，對設計圖案資料，進行反應相關調整的補正。
<在半導體裝置的製程的變化>
在半導體裝置的製程中，在晶圓的主面設置光阻膜。接著，藉由曝光裝置，遮罩圖案被轉印至光阻膜。之後，藉由向光阻膜施加顯像處理，形成光阻圖案。接著，將光阻圖案作為遮蔽體使用，在晶圓主面進行選擇性蝕刻。此時，在藉由蝕刻生成的圖案，例如，生成從晶圓轉印像的變形。在這裡，半導體裝置的製程中，進行利用蝕刻所造成的微負載效果像進行近接補正，調整由蝕刻所生成的圖案的形狀或尺寸等。在本實施形態中，對設計圖案資料，進行反應相關調整的補正。
此外，當在半導體裝置製程中不知道製程條件時，關於遮罩的預定圖案(例如，典型的圖案)，例如，可以進行使用SEM(Scanning Electron Microscope；掃描型電子顯微鏡)的尺寸測定來作推定。也就是說，因為從尺寸測定的結果，可以明白在半導體裝置的製程所訂定的遮罩圖案的形狀及尺寸，利用該預定圖案的尺寸的測定值與設計值之間的差，來補正設計圖案資料。
對設計圖案資料的補正處理，可以是在檢查裝置100的內部及外部的任一處進行。補正後的設計圖案資料，例如，儲存於圖1的檢查裝置100的磁碟裝置119。控制計算機110將其讀出並送至參考影像生成部116。
參考影像生成部116具有：展開電路116a及參考電路116b。補正後的設計圖案資料在展開電路116a被變換 成2值乃至多值的影像資料。
影像資料從展開電路116a被送至參考電路116b。參考電路116b對影像資料施予過濾處理。例如，在圖1的攝像部104所得到的光學影像資料，因照明光學系統200的解像特性或光二極體陣列104b的孔徑效果等呈模糊狀態，換言之，即在空間低通濾波器所作用的狀態。在此，藉由過濾處理，例如，進行模擬高解析度及低解析度的照明光學系統200的模擬，調整在光二極體陣列104b的像形成參數，進行使參考影像資料擬似於光學影像資料的處理。此時，調整模擬與像形成參數，使高解析度的光學影像資料、與對應其的參考影像資料之間的差分為最小。同樣的，調整模擬與像形成參數，使低解析度的光學影像資料、與對應其的參考影像資料之間的差分為最小。
使高解析度的光學影像資料與對應其的參考影像資料之間的差分，或低解析度的光學影像資料與對應其的參考影像資料之間的差分為最小時，較佳為也調整光二極體陣列104b的受光面的位置。此時，更佳為也考慮焦點偏移量。
焦點偏移量為從聚焦位置的偏移量。在缺陷檢查中，可以知道對聚焦位置刻意設以一定的距離(焦點偏移)作檢查者，會有改善缺陷檢查的信號/雜訊(S/N)比的情形。在這裡，取得使光學影像的對比度最大的聚焦位置，接著，在該聚焦位置將補正焦點偏移份的位置作為最適的焦點位置進行檢查。具體來說，光二極體陣列104b的受 光面的位置，在聚焦位置以補正焦點偏移份的位置作調整。
在過濾處理中，決定模擬照明光學系統200的解析特性或光二極體陣列104b的孔徑效果等的參考影像生成函數。在本實施形態中，在參考影像生成函數演算部115決定參考影像生成函數。具體來說，補正後的設計圖案資料，被藉由控制計算機110從磁碟裝置119讀出，並傳送至參考影像生成函數演算部115。此外，從攝像部104輸出的光學影像資料也被送至參考影像生成函數演算部115。接著，基於補正的設計圖案資料及光學影像資料，在參考影像生成函數演算部115中，決定適合對應高解析度的光學影像資料的參考影像資料的參考影像生成函數、及對應低解析度的光學影像資料的參考影像資料的參考影像生成函數。
接著，各參考影像生成函數從參考影像生成函數演算部115被送至參考影像生成部116。於是，在參考影像生成部116內的參考電路116b中，對從展開電路116a輸出的影像資料，利用參考影像生成函數施予過濾處理。藉此，生成對應高解析度的光學影像資料的參考影像資料、及對應低解析度的光學影像資料的參考影像資料。
(3)缺陷檢出工程(S3)
在該工程中，首先，在圖1的比較部117中，比較在光學影像資料取得工程(S1)得到光學影像資料、與在參 考影像資料生成工程(S2)得到的參考影像資料，檢出缺陷。具體來說，由接下來的方式進行。
首先，將從攝像部104得到的光學影像資料、及參考影像生成部116得到的參考影像資料分別送至比較部117。此外，測定載台101的位置座標的位置資料，被從位置資訊部113送至比較部117。
此外，根據圖1的檢查裝置100，因為攝像部104使通過遮罩Ma的照射光集束而得到遮罩Ma的光學影像，在比較部117中，則比較透過的光學影像資料與參考影像資料。此外，檢查裝置若是使遮罩Ma反射的照明光集束而得到遮罩Ma的光學影像的構成的話，則比較反射的光學影像資料與參考影像資料。
在比較部117中，將光學影像資料分割成預定大小，參考影像資料也與光學影像資料一樣被分割。在本實施形態中，光學影像資料被分割成每訊框的資料。此外，參考影像資料也被分割成對應光學影像資料的每訊框的資料。此外，在以下，將被分割成光學影像資料的各個稱為「光學訊框資料」，將被分割成每訊框的參考影像資料的各個稱為「參考訊框資料」。
比較部117藉由比較光學訊框資料與參考訊框資料，檢出光學訊框資料的缺陷。此外，利用從位置資訊部113發送的測定資料，作成缺陷的位置座標資料。
在比較部117裝置有數十個比較單元(圖未示)。藉此，複數光學訊框資料與個自對應的參考訊框資料並列被 同時處理。各比較單元具有：訊框對準部、演算法比較處理部、缺陷登錄部。接著，各比較單元結束了1個光學訊框資料的處理後，吸收未處理的光學訊框資料、及對應其的參考訊框資料。以此方式，依序處理多數的光學訊框資料並檢出缺陷。
具體來說，首先，光學訊框資料、與對應該光學訊框資料的參考訊框資料成為一組，被輸出至各比較單元。接著，進行光學訊框資料與參考訊框資料之間的對位(訊框對準)。此時，以對齊圖案的邊緣位置或輝度的峰值位置的方式，除了以(光二極體陣列104b的)畫素單位來平行偏移以外，也以比例分配隣近的畫素的輝度值等，進行畫素未滿的對位。
結束光學訊框資料與參考訊框資料之間的對位後，進行依照適切的比較演算法的缺陷檢出。例如，進行光學訊框資料與參考訊框資料之間每個畫素的位階差的評價，或圖案邊緣方向的畫素的微分值彼此的比較等。接著，若光學影像資料與參考影像資料的差異超過預定的閾值的話，將該位置作為缺陷檢出。
例如，作為線寬缺陷被登錄時的閾值，以光學影像資料與參考影像資料之間的線寬(Critical Dimension：CD)的尺寸差(nm)及尺寸比例(%)為單位指定。例如，指定2種閾值使線寬的尺寸差為16nm、尺寸比例為8%。當光學影像資料的圖案有200nm的線寬時，與參考影像資料的尺寸差為20nm的話，因為都比尺寸差的閾值與尺寸比 例的閾值還大，故將該圖案當作有缺陷。
此外，缺陷判定的閾值，在當線寬比參考影像資料還粗或還細的情形時，也有可能分別指定。此外，非線寬，線間的空間寬度(圖案間的距離)比參考影像資料還粗或還細的情形時，也可以分別指定閾值。再來，對於孔形狀的圖案，可以指定孔直徑的尺寸或直徑的尺寸比例的閾值。此時，閾值可以分別針對孔的X方向剖面與Y方向剖面被指定。
用於缺陷檢出的演算法，除了上述以外，例如，也有位階比較法或微分比較法等。在位階比較法中，例如，算出在光學訊框資料的畫素單位的輝度值，也就是對應光二極體陣列104b的畫素的區域的輝度值。接著，藉由比較算出的輝度值與在參考訊框資料的輝度值，來檢出缺陷。此外，在微分比較法中，藉由微分在光學訊框資料上的沿著微細圖案邊緣的方向，例如，微分在沿著線圖案邊緣的方向中的畫素單位的輝度值的變化量來求得。藉由比較變化量與在參考訊框資料的輝度值變化量，來檢出缺陷。
藉由依照比較演算法的缺陷檢出處理，若判定在光學訊框資料有缺陷的話，將該光學訊框資料、缺陷的位置座標資料、比較的參考訊框資料等的缺陷資訊登錄。該登錄，例如，藉由設於比較部117的缺陷登錄部(圖未示)來進行。
此外，比較部117，在光學訊框資料與對應其的參考訊框資料的每組，且每個比較演算法，將訊框資料的對 位、缺陷檢出、及缺陷檢出數總計這一連串的比較判定動作，改變訊框資料的對位條件進行複數次，將在缺陷檢出數最少的比較判定動作的缺陷檢出結果登錄。
藉由以上所述，在比較部117依序讀取光學影像資料與參考影像資料，藉由比較處理，進行光學影像資料的缺陷檢出。在這裡，本實施形態中，有將照明光學系統200作為高解析度取得的光學影像資料、有將照明光學系統200作為低解析度取得的光學影像資料。利用該等光學影像資料的比較，依照圖4所示的流程進行。
如圖4所示，高解析度的光學影像資料與對應其的高解析度的參考影像資料作比較。此外，低解析度的光學影像資料與對應其的低解析度的參考影像資料作比較。
藉由比較，例如當檢出許多擬似缺陷等的情形時，從比較部117輸出函數再決定指示至參考影像生成函數演算部115。接著，返回參考影像資料生成工程(S2)，在參考影像生成函數演算部115再決定參考影像生成函數。此時，例如，在使檢查裝置100機械學習的點中，可以將常發生擬似缺陷的區域的學習點採為非缺陷，決定參考影像生成函數。之後，將再決定的參考影像生成函數送至參考影像生成部116，在參考影像生成部116再生成參考影像資料。接著，再度進入缺陷檢出工程(S3)，在比較部117中，將高解析度的光學影像資料與再生成的高解析度的參考影像資料作比較，並檢出缺陷。或者，低解析度的光學影像資料與再生成的低解析度的參考影像資料作比 較，並檢出缺陷。
(4)缺陷解析工程(S4)
從高解析度的光學影像資料所得到的與缺陷有關的資訊、與從低解析度的光學影像資料所得到的與缺陷有關的資訊，被分別從圖1的比較部117發送至缺陷解析部118。
如同既述的，低解析度的光學影像資料係將照明光學系統200作為低解析度的光學系統取得的資料。因此，低解析度的光學系統係模擬將設於遮罩Ma的圖案轉印至晶圓時所使用的曝光裝置的光學系統。
一般，在僅使用高解析度的光學系統進行遮罩的檢查時，得到遮罩圖案被轉印至晶圓的像(晶圓轉印像)，係成為從在高解析度的光學系統所攝影的光學影像藉由模擬推定晶圓轉印像。另一方面，低解析度的光學系統，如同上述，因為是模擬曝光裝置的光學系統，藉此，被攝影的光學影像對應晶圓轉印像。也就是說，根據低解析度的光學系統，不用進行模擬就能直接得到晶圓轉印像。
藉由將低解析度的光學影像資料與對應其的低解析度的參考影像資料作比較所檢出的缺陷，可以說是在晶圓轉印像所檢出的缺陷。因此，可預想成在轉印至晶圓時，成為在晶圓上的缺陷。另一方面，即便是在高解析度的光學影像資料所檢出的缺陷，若不是在低解析度的解析度檢出的話，就可想成該缺陷不會被轉印至晶圓。因此，可以將 這種缺陷判定成在檢查中不必要檢出的擬似缺陷。因此，可以從在高解析度的光學影像資料所檢出的與缺陷有關的資訊、與從低解析度的光學影像資料所得到的與缺陷有關的資訊，來評價遮罩Ma的圖案缺陷的向晶圓的轉印性。
缺陷解析部118係參考從低解析度的光學影像資料得到的與缺陷有關的資訊，來解析在高解析度的光學影像資料所檢出的缺陷。具體來說，對在高解析度的光學影像資料所檢出的缺陷，評價向晶圓的轉印性，判定是真的缺陷還是擬似缺陷。
例如，在同一圖案中，在高解析度的光學影像資料所檢出的缺陷若沒有在低解析度的光學影像資料被檢出的話，該缺陷可預想成不會被轉印至晶圓。因此，可以判定成實質上沒有問題的擬似缺陷。另一方面，在高解析度的光學影像資料所檢出的缺陷若也在低解析度的光學影像資料被檢出的話，因為該缺陷可預想成會被轉印至晶圓，作為真的缺陷與擬似缺陷作區別。
藉由在缺陷解析部118解析缺陷，可以從藉由高解析度的光學系統所取得的在光學影像資料所檢出的缺陷中，抽出真的缺陷。與真的缺陷有關的資訊被保存於例如磁碟裝置119中。
如以上所述，在本實施形態中，可以攝影由高解析度的光學系統所形成的光學影像、及低解析度的光學系統所形成的光學影像。由於高解析度的光學系統的檢出感度高，利用所取得的光學影像，可以檢出形成於遮罩的微細 圖案的缺陷。另一方面，因為低解析度的光學系統係模擬將設於遮罩的圖案轉印至晶圓時所使用的曝光裝置的光學系統，故所取得的光學影像對應至晶圓轉印像。因此，模擬所造成的晶圓轉印像的推定變得不必要。
此外，在實施形態中，從遮罩圖案的設計資料生成參考影像資料時，係將(1)在遮罩製程中所訂定的圖案的形狀或尺寸及(2)設於遮罩的圖案被轉印至晶圓，在所製造的半導體裝置的製造所訂定的圖案的形狀或尺寸的至少一者所反應的補正對設計圖案資料進行。也就是說，為了抑制在遮罩的製程或半導體裝置的製程所產生的圖案的形狀或尺寸等的變化，而補正設計圖案資料。
如同既述的，遮罩的圖案在該製造工程中所調整的角部的圓角狀況或線寬的完成尺寸等，與設計圖案資料並不完全一致。此外，為了使遮罩圖案成為所期望的形狀，會對設計圖案資料加以補正，但在該情形也一樣，遮罩的圖案與設計圖案資料並不一致。根據本實施形態，因為反應了在遮罩的製程或半導體裝置的製程中所訂定的圖案形狀或尺寸而對設計圖案資料進行補正，能夠降低遮罩圖案與設計圖案資料之間的差。因此，藉由將從該被補正的設計圖案資料所生成的參考影像資料與光學影像資料作比較，能夠降低擬似缺陷，並進行正確的檢查。
此外，關於高解析度的光學影像資料及低解析度的光 學影像資料之任一者，與參考影像資料的比較結果，可以因應必要，進行參考影像生成函數的重新修正，再生成參考影像資料。藉此，能夠更高精度地檢出在高解析度的光學影像資料中的缺陷。此外，有關利用低解析度的光學影像的轉印性影響，也就是遮罩圖案的缺陷是否被轉印至晶圓，可以更正確地進行判斷。
此外，在本實施形態中，可以分別進行，也可以同時進行利用高解析度光學系統的光學影像資料的取得，以及利用低解析度光學系統的光學影像資料的取得。
例如，首先，將照明光學系統作為高解析度攝影光學影像，進行有關於從該光學影像得到的光學影像資料的缺陷檢出。之後，將照明光學系統作為低解析，僅在高解析度的光學影像資料檢出缺陷的地方攝影光學影像。接著，從低解析度的光學影像資料來評價向缺陷的晶圓的轉印性。此時，在取得高解析度的光學影像資料的同時，能夠生成高解析度的參考影像資料。此外，同樣的，在取得低解析度的光學影像資料的同時，能夠生成低解析度的參考影像資料。
此外，例如，也可以在檢查裝置搭載高解析度的光學系統與低解析度的光學系統的2個光學系統，在攝影高解析度的光學影像的同時，也能攝影低解析度的光學影像。根據該方法，在高解析度的光學影像資料所未檢出的缺陷，可以在低解析度的光學影像資料中檢出。
實施形態2．
在實施形態1中，從藉由低解析度的解析度所取得的光學影像資料來評價在遮罩圖案所檢出的缺陷的向晶圓(半導體基板)的轉印性。在本實施形態中，說明有關一種進行檢查的方法，從藉由高解析度的解析度所取得的光學影像資料來推定向半導體基板轉印的缺陷形狀，並高精度地評價向晶圓的轉印性。
本實施形態所作的檢查方法包含：光學影像資料取得工程(S11)、參考影像資料生成工程(S12)、缺陷檢出工程(S13)、晶圓轉印像推定工程(S14)、缺陷解析工程(S15)。以下，各說明工程。
圖5表示本實施形態的檢查裝置300的構成圖。在該圖中，與實施形態1說明的圖1使用相同符號的部分，因為是一樣的東西，故省略了詳細的說明。圖6為本實施形態的檢查方法的流程圖。將與S11~S15的各工程對應的部分，以圖中的虛線圍繞的部分呈現。
(1)光學影像資料取得工程(S11)
該工程與實施形態1所述的光學影像資料取得工程(S1)一樣。
也就是說，在圖5，從光源103出射，透過照明光學系統200的光照射遮罩Ma。照明光學系統200可以利用在實施形態1的圖2所說明的同樣構成。在本實施形態中，開口光圈200d的大小，以對應實施形態1中的高解 析度的光學系統的方式，具體來說，將開口係數NA例如調整成0.75~0.85。通過遮罩Ma的光藉由攝像部104，作為遮罩Ma的圖案的光學影像成像後，經A/D(類比數位)變換，作為光學影像資料輸出。
(2)參考影像生成工程(S12)
該工程與實施形態1所述的參考影像資料生成工程(S2)一樣。
在本實施形態中也與實施形態1一樣，對設計圖案資料進行反應遮罩Ma的製程、或設於遮罩Ma的圖案被轉印至晶圓而製造的半導體裝置的製程訂定的圖案的形狀或尺寸的補正。接著，利用該補正後的設計資料，生成參考影像資料。
補正後的設計圖案資料在參考影像生成部116的展開電路116a被變換成2值乃至多值的影像資料。該影像資料從展開電路116a被送至參考電路116b。參考電路116b對影像資料施予過濾處理。
在過濾處理的參考影像生成函數的決定，與實施形態1一樣，在圖5的參考影像生成函數演算部115進行。在參考影像生成函數的決定中，例如，進行照明光學系統200的模擬，或調整在光二極體陣列104b的像形成參數。此時，調整模擬與像形成參數，使高解析度的光學影像資料、與對應其的參考影像資料之間的差分為最小。同樣的，調整模擬與像形成參數，使低解析度的光學影像資 料、與對應其的參考影像資料之間的差分為最小。而且，也可以調整光二極體陣列104b的受光面的位置。此時，更佳為也考慮焦點偏移量。
所決定的參考影像生成函數從參考影像生成函數演算部115被送至參考影像生成部116。於是，在參考影像生成部116內的參考電路116b中，對從展開電路116a輸出的影像資料，利用參考影像生成函數施予過濾處理。藉此，生成似於光學影像資料的參考影像資料。
(3)缺陷檢出工程(S13)
在該工程中，比較在光學影像資料取得工程(S11)取得的光學影像資料、與在參考影像資料生成工程(S12)生成的參考影像資料，來檢出在光學影像資料的缺陷。
缺陷檢出工程在圖5的比較部117進行。因此，將從攝像部104得到的光學影像資料、及參考影像生成部116得到的參考影像資料分別送至比較部117。此外，測定載台101的位置座標的位置資料，被從位置資訊部113送至比較部117。
比較及缺陷檢出的具體方法，與在實施形態1的缺陷檢出工程(S3)所述的方法一樣。藉由比較，例如當檢出許多擬似缺陷等的情形時，從圖5的比較部117輸出函數再決定指示至參考影像生成函數演算部115。接著，在參考影像生成函數演算部115再決定參考影像生成函數。之 後，將再決定的參考影像生成函數送至參考影像生成部116，在參考影像生成部116再生成參考影像資料。接著，在比較部117中，將光學影像資料與再生成的參考影像資料作比較。接著，若光學影像資料與參考影像資料的差異超過預定的閾值的話，將該位置作為缺陷檢出。
(4)晶圓轉印像推定工程(S14)
在比較部117所檢出的缺陷與在其附近的光學影像資料被送至轉印像推定部400。此外，補正後的設計圖案資料也被送至轉印像推定部400。例如，當補正後的設計圖案資料被儲存至磁碟裝置119時，控制計算機110將其讀出，並傳送至轉印像推定部400。
轉印像推定部400係利用在比較部117所檢出的缺陷附近的光學影像資料、對應光學影像資料的參考資料、及補正後的設計圖案資料，推定凸缺陷或凹缺陷這種缺陷形狀。接著，將推定的缺陷形狀與補正後的設計圖案資料作合成。之後，從該合成資料，利用設於遮罩Ma的圖案轉印至晶圓的條件，推定轉印至晶圓的圖案的第1晶圓轉印像。
此外，轉印像推定部400從補正後的設計圖案資料，利用設於遮罩Ma的圖案轉印至晶圓的條件，推定轉印至晶圓的圖案的第2晶圓轉印像。在第2晶圓轉印像中不包含在光學影像資料所檢出的與缺陷相關的資訊。
在本實施形態中，對設計圖案資料進行反應遮罩的製 程、或設於遮罩的圖案被轉印至晶圓而製造的半導體裝置的製程訂定的圖案的形狀或尺寸的補正。接著，因為利用該補正後的設計來推定晶圓轉印像，能提升模擬精度，並得到正確的晶圓轉印像。
作為設於遮罩Ma的圖案轉印至晶圓的條件，例如，有藉由曝光裝置將遮罩Ma圖案轉印至晶圓時的光微影條件。在曝光裝置中轉印至晶圓的電路圖案等的曝光影像模擬，例如，可以參考上述H.H.Hopkins,On the diffraction theory of optical images,In Proc.Royal Soc.Series A.,volume 217 No.1131,pages 408-432,1953、N.B.Cobb,「Fast Optical and Process Proximity Correction Algorithms for Integrated Circuit Manufacturing」A dissertation submitted in partial satisfaction of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Engineering：Electrical Engineering and Computer Science in the Graduate Division of the University of California at Berkeley,Spring 1988。
曝光裝置的光學系統為部分同調的光學系統。在曝光裝置中將描繪於遮罩的圖案轉印至晶圓時，在晶圓上的點(x,y)的光強度I(x,y)，藉由求出其傅立葉轉換量I*(fx,fy)，可利用下式計算。但是，i為純虛數。
I(x,y)=ʃʃ I*(f x ,f y )exp{-2πi(f x x+f y y)}df x df y
I*(fx,fy)可利用接下來的Hopkins公式求得。
在上述Hopkins公式中，G(fx,fy)表示遮罩的傅立葉轉換量。此外，T(f'x,f'y；fx,fy)為相互透過係數(Transmission Cross Coefficients)，利用次式計算。
在上式中，J- o(fx,fy)為在實效光源(Effective Source)中的光源強度分佈。此外，K(fx,fy)為瞳函數(同調透過函數：Coherent Transmission Function)。當藉由SMO(Source Mask Optimization)使光源的形狀變化並最適化遮罩時，光源的形狀變化反應光源強度分佈J- o(fx,fy)。
在本實施形態中，將具有預定的形狀及尺寸複數種類缺陷作為程式缺陷登錄，在轉印像推定部400中，對補正後的設計圖案資料，也可以適宜地選擇增加程式缺陷的資訊。例如，可以將大小相異的複數的凸狀缺陷組合至補正後的設計圖案資料。接著，從該合成資料，利用設於遮罩Ma的圖案轉印至晶圓的條件，推定晶圓轉印像。
(5)缺陷解析工程(S15)
在轉印像推定部400得到的第1晶圓轉印像與第2晶圓轉印像被送至缺陷解析部401。缺陷解析部401將第1晶圓轉印像與第2晶圓轉印像作比較，評價在遮罩Ma的圖案所檢出的缺陷向晶圓的轉印性，判定在光學影像資料所檢出的缺陷是真的缺陷還是擬似缺陷。
第1晶圓轉印像與第2晶圓轉印像的比較，與缺陷檢出工程(S13)中的光學影像資料與參考影像資料的比較以同樣的方式進行。比較的結果，缺陷被檢出後，調查相關缺陷是否對應在光學影像資料所檢出的缺陷。接著，若確認在光學影像資料所檢出的缺陷也存在於晶圓轉印像的話，可將該缺陷預想成轉印至晶圓並在晶圓上形成的缺陷。因此，可以將這種缺陷判定成真的缺陷。相對於此，若在光學影像資料所檢出的缺陷在第1轉印像與第2轉印像的比較中沒有被作為缺陷檢出的話，可將該缺陷預想成未被轉印至晶圓。因此，可以將這種缺陷判定成在檢查中不必要檢出的擬似缺陷。
此外，取代在光學影像資料所檢出的缺陷，將程式缺陷加入補正後的設計圖案資料，並推定晶圓轉印像時，掌握在晶圓轉印像所檢出的缺陷的界限。接著，在其之間的對比，可以預想在光學影像資料所檢出的缺陷的向晶圓的轉印性。例如，在將尺寸相異的複數凸狀缺陷作為程式缺陷的情形中，從在晶圓轉印像所檢出的凸狀缺陷，能預測向晶圓轉印的凸狀缺陷的尺寸的閾值。若在光學影像資料 所檢出的凸狀缺陷尺寸比該閾值還小的話，可以預想不會轉印至晶圓。另一方面，若在光學影像資料所檢出的凸狀缺陷尺寸比該閾值還大的話，可以預想會轉印至晶圓，並成為晶圓上的缺陷。
藉由在缺陷解析部118解析缺陷，藉由光學系統所取得的在光學影像資料所檢出的缺陷中，可以抽出真的缺陷。與真的缺陷有關的資訊被保存於例如磁碟裝置119中。
如以上所述，在本實施形態中，當從遮罩圖案的設計資料生成參考影像資料時，對設計圖案資料進行反應在遮罩的製程或半導體裝置的製程中所訂定的圖案形狀或尺寸的補正。接著，藉由將從該被補正的設計圖案資料所生成的參考影像資料與光學影像資料作比較，能夠降低擬似缺陷，並進行正確的檢查。
此外，因為如上述一樣，從所得到的該補正後的設計來推定晶圓轉印像，能提升模擬精度，並得到正確的晶圓轉印像。
再來根據本實施形態，藉由晶圓轉印像評價遮罩圖案的缺陷是否轉印至晶圓，藉此，判定在光學影像資料所檢出的缺陷是真的缺陷還是擬似缺陷。藉此，可以得到更正確的檢查結果。
然而，本發明並不限於以上的實施形態，可以在不脫離本發明要旨的範圍內，適當地作變更實施。
此外，上述實施形態中，有關裝置構成及控制手法 等，與本發明的說明沒有直接必要關係的部分等省略了記載，但可以因應必要而適宜地選擇裝置構成及控制手法。另外，具備本發明的要素，該技術領域的通常知識者可以適宜地設計變更的所有檢查方法及檢查裝置，都包含在本發明的範圍裡。

Claims (5)

  1. 一種遮罩檢查方法，具有：將從光源出射的光通過第1光學系統照射至遮罩，並使通過前述遮罩或被前述遮罩所反射的光入射至攝像部，並取得有關於配置於前述遮罩的圖案的第1光學影像資料的工程；通過解析度比前述第1光學系統還低且模擬將前述圖案轉印至半導體基板所使用的曝光裝置的光學系統的第2光學系統，將從前述光源出射的光照射至前述遮罩，並使通過前述遮罩或被前述遮罩所反射的光入射至前述攝像部，取得有關於前述圖案的第2光學影像資料的工程；對前述圖案的設計資料，進行反應在前述遮罩的製程、及設於前述遮罩的圖案轉印至半導體基板並製造之半導體裝置的製程中的至少一者所訂定的前述遮罩圖案的形狀及尺寸的補正，從該補正後的設計資料生成對應前述第1光學影像資料的第1參考影像資料、及對應前述第2光學影像資料的第2參考影像資料的工程；將前述第1光學影像資料與前述第1參考影像資料作比較，檢出在前述第1光學影像資料中的前述圖案缺陷的工程；將前述第2光學影像資料與前述第2參考影像資料作比較，檢出在前述第2光學影像資料中的前述圖案缺陷的工程；參考前述第2光學影像資料中的前述缺陷資訊，評價有關於在前述第1光學影像資料所檢出的缺陷向前述半導 體基板的轉印性，判定該缺陷是真的缺陷還是擬似缺陷的工程。
  2. 如請求項1所記載的遮罩檢查方法，其中，在前述半導體裝置的製程所訂定的前述遮罩圖案的形狀及尺寸，係從前述遮罩的預定圖案中的尺寸的測定值與設計值的差來推定。
  3. 如請求項1或2所記載的遮罩檢查方法，其中，在生成前述第1參考影像資料與前述第2參考影像資料的工程中，對從前述補正後的設計資料生成的影像資料進行過濾處理；調整模擬前述第1光學系統與前述第2光學系統的解析特性的模擬、及前述攝像部的像形成參數，使前述第1光學影像資料與前述第1參考影像資料的差分、及前述第2光學影像資料與前述第2參考影像資料的差分分別為最小。
  4. 一種遮罩檢查方法，具有：將從光源出射的光通過光學系統照射至遮罩，並使通過前述遮罩或被前述遮罩所反射的光入射至攝像部，並取得有關於配置於前述遮罩的圖案的光學影像資料的工程；對前述圖案的設計資料，進行反應在前述遮罩的製程、及設於前述遮罩的圖案轉印至半導體基板並製造之半導體裝置的製程中的至少一者所訂定的前述述罩圖案的形狀及尺寸的補正，從該補正後的設計資料生成對應前述光學影像資料的參考影像資料的工程； 將前述光學影像資料與前述參考影像資料作比較，檢出在前述光學影像資料中的前述圖案缺陷的工程；利用在前述光學影像資料所檢出的前述圖案缺陷的光學影像資料、對應光學影像資料的參考資料、及補正後的設計圖案資料，來推定轉印至前述半導體基板的缺陷形狀，且從前述補正後的設計資料加上與前述推定的缺陷形狀有關的資訊的資料，利用設於前述遮罩的圖案轉印至前述半導體基板的條件，推定轉印至前述半導體基板的前述圖案的第1轉印像的工程；從前述補正後的設計資料，利用設於前述遮罩的圖案轉印至前述半導體基板的條件，推定轉印至前述半導體基板的前述圖案的第2轉印像的工程；比較前述第1轉印像與前述第2轉印像，評價前述缺陷的向前述半導體基板的轉印性，判定該缺陷是真的缺陷還是擬似缺陷的工程。
  5. 一種遮罩檢查裝置，具有：光源；載置遮罩的載台；將從前述光源出射的光朝向前述載台作照射，並且能改變開口係數的光學系統；取得從前述光源出射，並通過前述光學系統，且透過載置於前述載台的遮罩或由前述遮罩所反射的光所入射的前述遮罩的光學影像資料的攝像部；對配置於前述遮罩的圖案的設計資料，反應在前述遮罩的製程、及設於前述遮罩的圖案轉印至半導體基板並製 造之半導體裝置的製程中的至少一者所訂定的前述遮罩圖案形狀及尺寸的方式進行的補正，從該補正後的資料生成對應前述光學影像資料的參考影像資料的參考影像生成部；將前述光學影像資料與前述參考影像資料作比較，檢出在前述光學影像資料中的前述圖案缺陷的比較部；使將前述開口係數作為前述圖案缺陷的檢出所必要的值，而在前述攝像部所取得的高解析度的第1光學影像資料、和在前述參考影像生成部所生成的第1參考影像在前述比較部作比較並檢出的缺陷，根據將前述開口係數作為模擬將前述圖案轉印至半導體基板所使用的曝光裝置的光學系統的值，而在前述攝像部所取得的低解析度的第2光學影像資料、和在前述參考影像生成部所生成的第2參考影像在前述比較部作比較所檢出的缺陷資訊，來作判定的缺陷解析部。
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