JP2010066629A - パターン検査装置及びパターン検査方法 - Google Patents

Abstract

【目的】二重パターニング用や二重露光用のマスクにおける単体では問題無いが両者が組み合わされた場合に問題となる欠陥を検査する検査装置を提供することを目的とする。
【構成】本発明の一態様のパターン検査装置１００は、相補関係にある露光用マスク基板５２，５４を並べて配置するＸＹθテーブル１０２と、露光用マスク基板５２，５４中の互いに相補される領域が１つの検査ストライプ内に含まれるように仮想分割された検査ストライプ毎に光学画像を取得する光学画像取得部１５０と、光学画像中における互いに相補される領域における露光用マスク基板５２，５４の画像同士を重ね合わせ、欠陥の有無を判定する判定回路１０８と、判定された結果を出力するパターンモニタ１１８と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、マスク単体では問題無いが両者が組み合わされた場合に問題となる欠陥を検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、パターン検査装置及びパターン検査方法に係り、特に、二重パターニング（ダブルパターニング：Ｄｏｕｂｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）或いは二重露光（ダブル露光：Ｄｏｕｂｌｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）に用いる相補パターンが形成された露光用マスク基板を検査する装置および方法に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。

ここで、回路線幅の微細化に伴って、より波長の短い露光光源が求められるが、露光光源となる例えばＡｒＦレーザの延命手法として、近年、二重露光技術と二重パターニング技術が注目されている。二重露光は、レジストが塗布されたウェハに２枚のマスクを取り替えながら同一領域に続けて露光する手法である。そして、その後に現像、及びエッチング工程等を経て所望するパターンをウェハ上に形成する。他方、二重パターニングは、レジストが塗布されたウェハに第１のマスクで露光し、現像、及びエッチング工程等を経てから再度レジストを塗布して第２のマスクでウェハの同一領域に露光する手法である。これらの技術は、現在の技術の延長で行なうことができる点でメリットがある。そして、これらの技術では、ウェハ上で所望するパターンを得るために２枚のマスクが必要になる。

図１０は、従来の二重パターニング用マスクを説明するための概念図である。図１０に示すように、所望するパターン３０２をウェハへ露光するためには、フォトマスク３００では、解像度が得られないために、２つのマスクに分ける必要がある。すなわち、フォトマスク３１０にパターン３０２の一部となるパターン３１２を形成し、フォトマスク３２０にパターン３０２の残りの一部となるパターン３１４を形成する。そして、ステッパやスキャナ等の露光装置にこれら２つのフォトマスク３１０，３２０を順にセットして、それぞれ露光する。

ここで、従来、これらのフォトマスク上に形成されたパターンの欠陥は、マスク検査装置で検査される。マスク検査装置では、２つのフォトマスク３１０，３２０をそれぞれ別々に検査する。そのため、図９に示すようにフォトマスク３１０のパターン３１２の一部に検出感度以下の欠陥１０が形成されていた場合、フォトマスク３１０単体では、特に、欠陥検出されないことになる。同様に、フォトマスク３２０のパターン３１４の一部に検出感度以下の欠陥１２が形成されていた場合、フォトマスク３２０単体では、特に、欠陥検出されないことになる。しかしながら、これらのフォトマスク３１０，３２０を使って、製品となるシリコンウェハ等にパターン３０２を露光した場合、それぞれが検出感度以下の欠陥１０，１２であっても両者がつながることにより欠陥１４となり、パターン間が短絡してしまうといった問題が起こり得る。しかし、上述したように、従来の検査装置および方法では、単体では問題無いが両者が組み合わされた場合に問題となる欠陥については検出することが困難であった。そのため、二重パターニング用マスクや二重露光用マスクでは、各フォトマスクが、単体で欠陥を持つ場合、それが検出感度以下であっても無視することができなくなっている。

ここで、二重露光技術や二重パターニングと異なりパターンを重ね合わさないマルチ露光用に、ｘ方向のパターンとｙ方向のパターンを１つのマスク上に形成するといった技術が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−７２４２３号公報

上述したように、二重パターニング用マスクや二重露光用マスクでは、相補する各フォトマスクについて単体では問題無いが両者が組み合わされた場合に問題となる欠陥については検出することが困難であるといった問題があった。そのため、二重パターニング用マスクや二重露光用マスクでは、各フォトマスクが、単体で欠陥を持つ場合、それが検出感度以下であっても無視することができなくなっている。そして、この問題を解決するため、まず、一方のマスクの全面の画像を取り込み、保存しておいて、その後に、他方のマスクの全面の画像を取り込み、両者の画像を重ねて欠陥箇所が無いかどうかを最終的に確認するといった手法が考えられる。しかし、かかる手法では、一旦、一方のマスクの全面の画像を取り込み、それをすべて保存しておき、他方のマスクの画像を取り込んだ上で評価することになるので、保存するためのメモリの容量が肥大化してしまうといった別の問題が生じてしまう。

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、二重パターニング用マスクや二重露光用マスクにおける単体では問題無いが両者が組み合わされた場合に問題となる欠陥を検査する検査装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様のパターン検査装置は、
第１のパターンが形成された第１の露光用マスク基板と第１のパターンと相補する第２のパターンが形成された第２の露光用マスク基板とを並べて配置するステージと、
第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域が１つの小領域内に含まれるように、第１と第２の露光用マスク基板を含む領域が短冊状の複数の小領域に仮想分割された小領域毎に光学画像を取得する光学画像取得部と、
光学画像中における互いに相補される領域における第１と第２の露光用マスク基板の画像同士を重ね合わせ、欠陥の有無を判定する判定部と、
判定された結果を出力する出力部と、
を備えたことを特徴とする。

そして、パターン検査装置は、さらに、光学画像を一時的に格納するバッファメモリを備え、
判定部は、バッファメモリから前記光学画像を入力し、
光学画像は、判定部に出力された後に次の光学画像が格納される前にバッファメモリから削除されるように構成すると好適である。

また、本発明の他の態様のパターン検査装置は、
第１のパターンが形成された第１の露光用マスク基板と第１のパターンと相補する第２のパターンが形成された第２の露光用マスク基板とを並べて配置するステージと、
第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域における第１の露光用マスク基板側の第１の光学画像を取得する第１の光学画像取得部と、
の光学画像が取得される際に並行して、前記第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域における第２の露光用マスク基板側の第２の光学画像を取得する第２の光学画像取得部と、
第１と第２の光学画像同士を重ね合わせ、欠陥の有無を判定する判定部と、
比較された結果を出力する出力部と、
を備えたことを特徴とする。

また、本発明の一態様のパターン検査方法は、
第１のパターンが形成された第１の露光用マスク基板と第１のパターンと相補する第２のパターンが形成された第２の露光用マスク基板とを並べてステージ上に配置する工程と、
第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域が１つの小領域内に含まれるように、第１と第２の露光用マスク基板を含む領域が短冊状の複数の小領域に仮想分割された小領域毎に光学画像を取得する工程と、
光学画像中における互いに相補される領域における前記第１と第２の露光用マスク基板の画像同士を重ね合わせ、欠陥の有無を判定する工程と、
比較判定された結果を出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、本発明の他の態様のパターン検査方法は、
第１のパターンが形成された第１の露光用マスク基板と第１のパターンと相補する第２のパターンが形成された第２の露光用マスク基板とを並べてステージ上に配置する工程と、
第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域における第１の露光用マスク基板側の第１の光学画像を取得する工程と、
第１の光学画像が取得される際に並行して、第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域における第２の露光用マスク基板側の第２の光学画像を取得する工程と、
第１と第２の光学画像同士を重ね合わせ、欠陥の有無を判定する工程と、
比較された結果を出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、二重パターニング用マスクや二重露光用マスクにおける単体では問題無いが両者が組み合わされた場合に問題となる欠陥を検出することができる。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるパターン検査装置の構成を示す概念図である。図１において、マスクの欠陥を検査する検査装置１００は、光学画像取得部１５０と制御系回路１６０を備えている。光学画像取得部１５０は、光源１０３、ＸＹθテーブル１０２、照明光学系１７０、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５、センサ回路１０６、レーザ測長システム１２２、及びオートローダ１３０を備えている。制御系回路１６０では、コンピュータとなる制御計算機１１０が、バス１２０を介して、位置回路１０７、判定回路１０８、メモリ１１２、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレシキブルディスク装置（ＦＤ）１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８、及びプリンタ１１９に接続されている。また、センサ回路１０６は、バッファメモリとなるパターンメモリ１０１に接続され、パターンメモリ１０１は、判定回路１０８に接続されている。また、ＸＹθテーブル１０２は、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータにより駆動される。ＸＹθテーブル１０２は、ステージの一例となる。ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。

検査装置１００では、光源１０３、ＸＹθテーブル１０２、照明光学系１７０、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５、及びセンサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成されている。また、ＸＹθテーブル１０２は、制御計算機１１０の制御の下にテーブル制御回路１１４により駆動される。Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系によって水平方向及び回転方向に移動可能となっている。これらの、Ｘモータ、Ｙモータ、θモータは、例えばステップモータを用いることができる。そして、ＸＹθテーブル１０２の移動位置はレーザ測長システム１２２により測定され、位置回路１０７に供給される。また、ＸＹθテーブル１０２上には、第１のパターンが形成された露光用マスク基板５２（第１の露光用マスク基板）と第１のパターンと相補する第２のパターンが形成された露光用マスク基板５４（第２の露光用マスク基板）とが並べて配置される。ＸＹθテーブル１０２上の露光用マスク基板５２，５４はオートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後に自動的に排出されるものとなっている。

そして、露光用マスク基板５２，５４に形成された各パターンには適切な光源１０３によって連続光が照明光学系１７０を介して照射される。露光用マスク基板５２，５４を透過した光は拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像し、入射する。

図２は、実施の形態１における二重パターニング用或いは二重露光用の露光用マスク基板の一例を示す図である。図２に示すように、所望するパターン６０をウェハへ露光するためには、露光用マスク基板５０では、解像度が得られないために、２つのマスクに分ける必要がある。すなわち、露光用マスク基板５２にパターン６０の一部となるパターン６２を形成し、露光用マスク基板５４にパターン６０の残りの一部となるパターン６４を形成する。実施の形態１では、このように所望するパターンを２つの基板に分けた両基板を１つのステージ上に並べて配置し、各基板に形成された互いに対応する領域のパターンを同時期に検査する。

図３は、実施の形態１におけるパターン検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。図３において、実施の形態１におけるパターン検査方法は、マスク配置工程（Ｓ１０２）と、画像取得工程（Ｓ１０４）と、画像切り出し工程（Ｓ１０８）と、重ね合わせ工程（Ｓ１１０）と、判定工程（Ｓ１１２）と、出力工程（Ｓ１１４）という一連の工程を実施する。

ステップ（Ｓ）１０２において、マスク配置工程として、露光用マスク基板５２，５４が、オートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、ＸＹθテーブル１０２上に並べて配置される。

Ｓ１０４において、画像取得工程として、光学画像取得部１５０は、露光用マスク基板５２，５４中の互いに相補される領域が１つの検査単位領域（小領域）内に含まれるように、露光用マスク基板５２，５４を含む領域が短冊状の複数の検査単位領域に仮想分割された検査単位領域毎に光学画像を取得する。

図４は、実施の形態１における光学画像の取得手順を説明するための概念図である。露光用マスク基板５２，５４全体を含む被検査領域は、図４に示すように、例えばＸ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数の検査ストライプ３０（検査単位領域：小領域）に仮想的に分割される。そして、その分割された各検査ストライプ３０上をフォトダイオードアレイ１０５が走査するようにＸＹθテーブル１０２の動作が制御される。ＸＹθテーブル１０２の移動によってフォトダイオードアレイ１０５が相対的にｘ方向に連続移動しながら光学画像が取得される。フォトダイオードアレイ１０５では、図４に示されるようなスキャン幅の光学画像を連続的に撮像する。そして、実施の形態１では、露光用マスク基板５２，５４中の互いに相補される領域が１つの検査ストライプ３０内に含まれるように被検査領域が仮想分割されている。そのため、１回の走査によって取得されるストライプ画像（光学画像）には、露光用マスク基板５２，５４中の互いに相補される各領域が含まれることになる。そして、１つの検査ストライプ３０における光学画像を撮像した後、スキャン幅だけｙ方向にずれた位置で今度は逆方向に移動しながら同様にかかるスキャン幅の光学画像を連続的に撮像する。或いは、一度スキャン開始位置まで戻ってからスキャン幅だけｙ方向にずれた位置から同じ方向に移動しながら同様にかかるスキャン幅の光学画像を連続的に撮像しても構わない。

ここで、フォトダイオードアレイ１０５上に結像されたパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５の各受光素子によって光電変換され、更にセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。そして、検査ストライプ３０毎にパターンメモリ１０１に測定データ（ストライプ画像）の各画素データが一時的に格納される。その後、測定データの各画素データは、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上における露光用マスク基板５２，５４の位置を示すデータと共に判定回路１０８に送られる。測定データの各画素データは例えば８ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調（光量）を表現している。上述した例では、例えば０〜２０の階調で示している。もちろん、階調値のレンジは、０〜２０に限るものではなく、例えば、０〜２５５のようなその他のレンジでも構わないことは言うまでもない。ここで、フォトダイオードアレイ１０５としては、例えば、ラインセンサが用いられると好適である。特に、ＴＤＩセンサを用いるとより好適である。

図５は、実施の形態１における判定回路の内部構成を示す概念図である。図５において、判定回路１０８（判定部の一例）内には、画像切り出し部１３４、重ね合わせ部１３６、及び判定処理部１３８が配置されている。線形誤差補正部１３２、画像切り出し部１３４、重ね合わせ部１３６、及び判定処理部１３８といった機能は、ソフトウェアにより判定回路１０８内のＣＰＵ等の計算機或いは制御計算機１１０で実行させてもよい。或いは、電気的な回路によるハードウェアにより構成してもよい。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。また、ソフトウェアにより、或いはソフトウェアとの組合せにより実施させる場合には、処理を実行する判定回路１０８内の計算機或いは制御計算機１１０に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度、メモリ１１２等に記憶される。

Ｓ１０８において、画像切り出し工程として、画像切り出し部１３４は、パターンメモリ１０１から入力したストライプ画像中における互いに相補される露光用マスク基板５２，５４の各領域の画像を切り出す。その際、線形誤差が生じていれば、線形誤差を補正して切り出すと好適である。線形誤差は、ストライプ画像を撮像する前に、例えば、アライメントマークの位置を予め撮像により求めておけばよい。そして、実際の検査に使用するストライプ画像から相補パターンの各領域の画像を切り出す際に誤差分を線形補間すればよい。或いは、ストライプ画像を取得する際に、テーブル制御回路１１４が線形誤差分を補正した位置にＸＹθテーブル１０２が移動するように各モータを動作させても好適である。切り出される画像は、例えば、５１２画素×５１２画素のサイズで切り出されると好適である。

Ｓ１１０において、重ね合わせ工程として、重ね合わせ部１３６は、切り出された互いに相補される露光用マスク基板５２，５４の各領域の画像を重ね合わす。２つの画像は、位置回路１０６から得られた位置情報を用いて重ねればよい。

Ｓ１１２において、判定工程として、判定処理部１３８は、重ね合わされた露光用マスク基板５２，５４の画像同士から欠陥の有無を判定する。

図６は、実施の形態１における判定手法を説明するための概念図である。ある検査ストライプ３０のストライプ画像を判定サイズに切り出し、両画像を重ね合わせた結果、両画像のパターンが接触している場合、判定処理部１３８は、欠陥有りと判定する。例えば、図６に示すように、露光用マスク基板５２のパターン６２に小欠陥２０が、露光用マスク基板５４のパターン６４に小欠陥２２が生じており、重ね合わせた結果、小欠陥２０，２２が接触し、パターン６２，６４を導通させる欠陥２４となっていた場合である。或いは、パターン６２或いはパターン６４或いは両パターン６２，６４が斜めに傾いて形成されており、重ね合わせた結果、パターン６２，６４が接触している場合である。また、両画像を重ね合わせた結果、両画像のパターンが接触していない場合、判定処理部１３８は、欠陥なしと判定する。

以上の動作を露光用マスク基板５２，５４の相補パターンが形成されたすべての領域が検査されるまで行なう。また、ストライプ画像は、判定回路１０８に出力された後に次のストライプ画像が格納される前にパターンメモリ１０１から削除される。よって、パターンメモリ１０１は、ストライプ画像分のメモリ容量があれば足りる。そのため、１つの露光用マスク基板中のすべてのパターンの画像を蓄積するために必要なメモリ容量に比べて大幅に小さくすることができる。

Ｓ１１４において、出力工程として、判定された結果は、磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレシキブルディスク装置（ＦＤ）１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８、或いはプリンタ１１９に出力される。よって、磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレシキブルディスク装置（ＦＤ）１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８、或いはプリンタ１１９は、出力部の一例となる。

以上のように、実施の形態１によれば、二重パターニング用マスクや二重露光用マスクにおける単体では問題無いが両者が組み合わされた場合に問題となる欠陥を検出することができる。さらに、ストライプ毎に画像を取得し、判定の都度、画像を削除するため、保存するためのパターンメモリ１０１の容量の肥大化を防止することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、１つのステージ上に２つの露光用マスク基板５２，５４を並べて配置し、１組の光学装置で画像を取得する構成について説明した。実施の形態２では、１つのステージ上に２つの露光用マスク基板５２，５４を並べて配置し、２組の光学装置で同時期に並列に画像を取得する構成について説明する。

図７は、実施の形態２におけるパターン検査装置の構成を示す概念図である。図７において、検査装置１００は、２つの光学画像取得部１５０，１５２と制御系回路１６０を備えている。光学画像取得部１５２は、光源２０３、照明光学系２７０、拡大光学系２０４、フォトダイオードアレイ２０５、及びセンサ回路２０６を備えている。光学画像取得部１５０，１５２は、ＸＹθテーブル１０２、レーザ測長システム１２２、及びオートローダ１３０を共通に使用する。図７では、２つの光源１０３，２０３を用いているが、これに限るものではなく、１つの光源から放出された光線を２つに分岐して使用しても構わない。また、センサ回路２０６は、バッファメモリとなるパターンメモリ２０１に接続され、パターンメモリ２０１は、判定回路１０８に接続されている。以上のように、光源２０３、照明光学系２７０、拡大光学系２０４、フォトダイオードアレイ２０５、センサ回路２０６、及びパターンメモリ２０１を追加した点以外は、図１と同様である。ここで、図７では、実施の形態２を説明する上で必要な構成部分について記載している。検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。

図８は、実施の形態２におけるパターン検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。図８において、画像取得工程（Ｓ１０５）と、画像切り出し工程（Ｓ１０９）とが追加された点以外は、図３と同様である。図８において、マスク配置工程（Ｓ１０２）については、実施の形態１と同様である。また、実施の形態２では、図８における画像取得工程（Ｓ１０４）と画像取得工程（Ｓ１０５）とは、同時期に並列に行なわれる。

Ｓ１０４において、画像取得工程として、光学画像取得部１５０は、露光用マスク基板５２，５４中の互いに相補される領域における露光用マスク基板５２側の光学画像（第１の光学画像）を取得する。

Ｓ１０５において、画像取得工程として、光学画像取得部１５２は、露光用マスク基板５２側の光学画像が取得される際に並行して、露光用マスク基板５２，５４中の互いに相補される領域における露光用マスク基板５４側の光学画像（第２の光学画像）を取得する。

上述した画像取得工程（Ｓ１０４）と画像取得工程（Ｓ１０５）とにおいて、図４に示した検査ストライプ３０の内、露光用マスク基板５２側の半分を光学画像取得部１５０で露光用マスク基板５４側の残り半分を光学画像取得部１５２で取得する。これにより、１つの検査ストライプ３０の撮像時間を実施の形態１の半分に縮めることができる。
そして、１つの検査ストライプ３０における光学画像を撮像した後、スキャン幅だけｙ方向にずれた位置で今度は逆方向に移動しながら同様にかかるスキャン幅の光学画像を連続的に撮像する。或いは、一度スキャン開始位置まで戻ってからスキャン幅だけｙ方向にずれた位置から同じ方向に移動しながら同様にかかるスキャン幅の光学画像を連続的に撮像しても構わない。

そして、フォトダイオードアレイ１０５上に結像されたパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５の各受光素子によって光電変換され、更にセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。そして、検査ストライプ３０毎にパターンメモリ１０１に測定データ（ストライプ画像の半分）の各画素データが一時的に格納される。

一方、フォトダイオードアレイ２０５上に結像されたパターンの像は、フォトダイオードアレイ２０５の各受光素子によって光電変換され、更にセンサ回路２０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。そして、検査ストライプ３０毎にパターンメモリ２０１に測定データ（ストライプ画像の残り半分）の各画素データが一時的に格納される。

その後、パターンメモリ１０１に格納された測定データの各画素データは、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上における露光用マスク基板５２の位置を示すデータと共に判定回路１０８に送られる。同様に、パターンメモリ２０１に格納された測定データの各画素データは、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上における露光用マスク基板５４の位置を示すデータと共に判定回路１０８に送られる。これらの測定データの各画素データは例えば８ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調（光量）を表現している。上述した例では、例えば０〜２０の階調で示している。もちろん、階調値のレンジは、０〜２０に限るものではなく、例えば、０〜２５５のようなその他のレンジでも構わないことは言うまでもない。実施の形態２において、フォトダイオードアレイ２０５としては、フォトダイオードアレイ１０５と同様、例えば、ラインセンサが用いられると好適である。特に、ＴＤＩセンサを用いるとより好適である。

図９は、実施の形態２における判定回路１０８の内部構成を示す概念図である。図９において、判定回路１０８内には、画像切り出し部２３４が追加された点以外は、図５と同様である。図９において、画像切り出し部１３４，２３４、重ね合わせ部１３６、及び判定処理部１３８が配置されている。線形誤差補正部１３２、画像切り出し部１３４、重ね合わせ部１３６、及び判定処理部１３８といった機能は、ソフトウェアにより判定回路１０８内のＣＰＵ等の計算機或いは制御計算機１１０で実行させてもよい。或いは、電気的な回路によるハードウェアにより構成してもよい。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。また、ソフトウェアにより、或いはソフトウェアとの組合せにより実施させる場合には、処理を実行する判定回路１０８内の計算機或いは制御計算機１１０に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度、メモリ１１２等に記憶される。

Ｓ１０８において、画像切り出し工程として、画像切り出し部１３４は、パターンメモリ１０１から入力したストライプ画像から次の工程で重ね合わせるサイズの画像を切り出す。その際、露光用マスク基板５２，５４において互いに相補される各領域の露光用マスク基板５２側の画像を切り出す。その際、線形誤差が生じていれば、線形誤差を補正して切り出すと好適である。線形誤差は、ストライプ画像を撮像する前に、例えば、アライメントマークの位置を予め撮像により求めておけばよい。そして、実際の検査に使用するストライプ画像から相補パターンの各領域の画像を切り出す際に誤差分を線形補間すればよい。或いは、ストライプ画像を取得する際に、テーブル制御回路１１４が線形誤差分を補正した位置にＸＹθテーブル１０２が移動するように各モータを動作させても好適である。切り出される画像は、例えば、５１２画素×５１２画素のサイズで切り出されると好適である。

Ｓ１０９において、画像切り出し工程として、画像切り出し部２３４は、パターンメモリ２０１から入力したストライプ画像から次の工程で重ね合わせるサイズの画像を切り出す。その際、露光用マスク基板５２，５４において互いに相補される各領域の露光用マスク基板５４側の画像を切り出す。その際、線形誤差が生じていれば、線形誤差を補正して切り出すと好適である。線形誤差は、ストライプ画像を撮像する前に、例えば、アライメントマークの位置を予め撮像により求めておけばよい。そして、実際の検査に使用するストライプ画像から相補パターンの各領域の画像を切り出す際に誤差分を線形補間すればよい。或いは、ストライプ画像を取得する際に、テーブル制御回路１１４が線形誤差分を補正した位置にＸＹθテーブル１０２が移動するように各モータを動作させても好適である。切り出される画像は、例えば、５１２画素×５１２画素のサイズで切り出されると好適である。

そして、重ね合わせ工程（Ｓ１１０）において、重ね合わせ部１３６が切り出された互いに相補される露光用マスク基板５２，５４の各領域の画像を重ね合わす。２つの画像は、位置回路１０６から得られた位置情報を用いて重ねればよい。以降の工程は、実施の形態１と同様である。

パターンメモリ１０１に格納されるストライプ画像の半分のデータは、判定回路１０８に出力された後に次のストライプ画像が格納される前にパターンメモリ１０１から削除される。同様に、パターンメモリ２０１に格納されるストライプ画像の残り半分のデータは、判定回路１０８に出力された後に次のストライプ画像が格納される前にパターンメモリ２０１から削除される。よって、パターンメモリ１０１，２０１は、ストライプ画像の半分のメモリ容量があれば足りる。よって、実施の形態１よりもさらにメモリ容量を小さくすることができる。

以上のように、実施の形態２によれば、二重パターニング用マスクや二重露光用マスクにおける単体では問題無いが両者が組み合わされた場合に問題となる欠陥を検出することができる。さらに、ストライプ毎に画像を２つの光学装置で半分ずつ取得し、判定の都度、画像を削除するため、保存するためのパターンメモリ１０１，２０１の容量の肥大化を防止することができる。

以上の説明において、「〜回路」或いは「〜工程」と記載したものは、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組合せでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録される。例えば、オートローダ制御回路、テーブル制御回路１１４、位置回路１０７、及び判定回路１０８等は、電気的回路で構成されていても良いし、制御計算機１１０によって処理することのできるソフトウェアとして実現してもよい。また電気的回路とソフトウェアの組み合わせで実現しても良い。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのパターン検査装置及びパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。

実施の形態１におけるパターン検査装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１における二重パターニング用或いは二重露光用の露光用マスク基板の一例を示す図である。 実施の形態１におけるパターン検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における光学画像の取得手順を説明するための概念図である。 実施の形態１における判定回路の内部構成を示す概念図である。 実施の形態１における判定手法を説明するための概念図である。 実施の形態２におけるパターン検査装置の構成を示す概念図である。 実施の形態２におけるパターン検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態２における判定回路の内部構成を示す概念図である。 従来の二重パターニング用マスクを説明するための概念図である。

符号の説明

１０，１２，１４，２０，２２，２４ 欠陥
３０ 検査ストライプ
５０，５２，５４ 露光用マスク基板
６０，６２，６４，３０２，３１２，３１４ パターン
１００ 検査装置
１０１，２０１ パターンメモリ
１０２ ＸＹθテーブル
１０３，２０３ 光源
１０４，２０４ 拡大光学系
１０５，２０５ フォトダイオードアレイ
１０６，２０６ センサ回路
１０７ 位置回路
１０８ 判定回路
１０９ 磁気ディスク装置
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１１３ オートローダ制御回路
１１４ テーブル制御回路
１１５ 磁気テープ装置
１１６ ＦＤ
１１７ ＣＲＴ
１１８ パターンモニタ
１１９ プリンタ
１２２ レーザ測長システム
１３０ オートローダ
１３２ 線形誤差補正部
１３４，２３４ 画像切り出し部
１３６ 重ね合わせ部
１３８ 判定処理部
１２０ バス
１５０，１５２ 光学画像取得部
１６０ 制御系回路
１７０，２７０ 照明光学系
３００，３１０，３２０ フォトマスク

Claims (5)

1. 第１のパターンが形成された第１の露光用マスク基板と前記第１のパターンと相補する第２のパターンが形成された第２の露光用マスク基板とを並べて配置するステージと、
   前記第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域が１つの小領域内に含まれるように、前記第１と第２の露光用マスク基板を含む領域が短冊状の複数の小領域に仮想分割された前記小領域毎に光学画像を取得する光学画像取得部と、
   前記光学画像中における互いに相補される領域における前記第１と第２の露光用マスク基板の画像同士を重ね合わせ、欠陥の有無を判定する判定部と、
   判定された結果を出力する出力部と、
   を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
2. 前記パターン検査装置は、さらに、前記光学画像を一時的に格納するバッファメモリを備え、
   前記判定部は、前記バッファメモリから前記光学画像を入力し、
   前記光学画像は、前記判定部に出力された後に次の光学画像が格納される前に前記バッファメモリから削除されることを特徴とする請求項１記載のパターン検査装置。
3. 第１のパターンが形成された第１の露光用マスク基板と前記第１のパターンと相補する第２のパターンが形成された第２の露光用マスク基板とを並べて配置するステージと、
   前記第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域における前記第１の露光用マスク基板側の第１の光学画像を取得する第１の光学画像取得部と、
   前記第１の光学画像が取得される際に並行して、前記第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域における前記第２の露光用マスク基板側の第２の光学画像を取得する第２の光学画像取得部と、
   前記第１と第２の光学画像同士を重ね合わせ、欠陥の有無を判定する判定部と、
   比較された結果を出力する出力部と、
   を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
4. 第１のパターンが形成された第１の露光用マスク基板と前記第１のパターンと相補する第２のパターンが形成された第２の露光用マスク基板とを並べてステージ上に配置する工程と、
   前記第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域が１つの小領域内に含まれるように、前記第１と第２の露光用マスク基板を含む領域が短冊状の複数の小領域に仮想分割された前記小領域毎に光学画像を取得する工程と、
   前記光学画像中における互いに相補される領域における前記第１と第２の露光用マスク基板の画像同士を重ね合わせ、欠陥の有無を判定する工程と、
   比較判定された結果を出力する工程と、
   を備えたことを特徴とするパターン検査方法。
5. 第１のパターンが形成された第１の露光用マスク基板と前記第１のパターンと相補する第２のパターンが形成された第２の露光用マスク基板とを並べてステージ上に配置する工程と、
   前記第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域における前記第１の露光用マスク基板側の第１の光学画像を取得する工程と、
   前記第１の光学画像が取得される際に並行して、前記第１と第２の露光用マスク基板中の互いに相補される領域における前記第２の露光用マスク基板側の第２の光学画像を取得する工程と、
   前記第１と第２の光学画像同士を重ね合わせ、欠陥の有無を判定する工程と、
   比較された結果を出力する工程と、
   を備えたことを特徴とするパターン検査方法。

Images