JPH0820231B2 - マスクパターン検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 マスクパターン検査方法、特に半導体素子の機能内容
等に応じて、二以上の設計ルールにより作成されるマス
クパターンの検査方法に関し、 該マスクパターンの疑似欠陥の判別処理を無くして、
マスクパターンの検査時間の短縮と、検査装置の処理効
率の向上とを図ることを目的とし、 同一平面内で、第１のパターン領域には第１のマスク
パターンが第１の設計基準で形成され、かつ、第２のパ
ターン領域にはこの第１のマスクパターンより大きな第
２のマスクパターンがこの第１の設計基準と異なる第２
の設計基準で形成された被検査対象の欠陥を検査する方
法であって、この第１の設計基準に合わせて第１のパタ
ーン領域の欠陥検査基準を作成し、この第２の設計基準
に合わせて第２のパターン領域の欠陥検査基準を作成
し、この欠陥検査基準を対応させた第１のパターン領域
及び第２のパターン領域毎に検査画像を取得し、この第
１のパターン領域の検査画像とこの第１の設計基準によ
り作成した欠陥検査基準と比較してこの第１のマスクパ
ターンの欠陥検査を行い、この第２のパターン領域の検
査画像とこの第２の設計基準により作成した欠陥検査基
準と比較してこの第２のマスクパターンの欠陥検査を行
うことを含み構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、マスクパターン検査方法に関するものであ
り、更に詳しく言えば半導体素子の機能内容等に応じ
て、二以上の設計ルールにより作成されるマスクパター
ンの検査方法に関するものである。

近年、半導体集積回路装置の超微細化、高機能化に伴
って、１つのマスクパターンには、二以上の設計パター
ン基準により作成されるマスクパターン領域を多く含ん
でいる。

ところで、異なる設計パターン基準で作成されるマス
クパターンの欠陥検出については、その欠陥検出基準を
変えてマスクパターンの全面を何度も繰り返し検査する
ことにより行われる。従って、マスクパターン領域に適
合しない欠陥検出基準でマスクパターン領域を検査した
結果、欠陥と判断される疑似欠陥の判別処理をしなくて
はならず、これによる検査時間等が多くを要し、検査装
置のスループットが低下するという問題がある。

そこで、短時間に効率良く、マスクパターンの検査を
することができる検査方法の要望がある。

〔従来の技術〕

第８図（ａ），（ｂ）は、従来例のマスクパターン検
査方法に係る説明図である。

同図（ａ）は、半導体集積回路装置のマスクパターン
に係る図を示している。

図において、マスクパターン１は、例えば設計パター
ン基準R1〜R3がそれぞれ異なるマスクパターン領域A1〜
A3から成る。

マスクパターン領域A1は、例えば半導体集積回路装置
の外周辺部に設けられるパット電極等の形成領域であ
り、欠陥検出基準がε１である。同様に、マスクパター
ン領域A2は選択ゲートトランジスタ形成領域等であり、
欠陥検出基準がε２である。また、マスクパターン領域
A3は、メモリ素子形成領域等であり、欠陥検出基準がε
３である。この際の欠陥検出基準については、ε１＞ε
２＞ε３があるものとする。

同図（ｂ）は、マスクパターン検査方法に係るフロー
チャートを示している。

図において、まずステップP1でマスクパターン領域A1
〜A3に無関係に、欠陥検出基準ε１に基づいて、マスク
パターン１の全面を検査する。この際、マスクパターン
領域A1の真の欠陥が検出されると共に、マスクパターン
領域A2,A3が疑似欠陥として欠陥検出される。

次いで、ステップP2で、同様に欠陥検出基準ε２に基
づいて、マスクパターン１の全面を検査する。この際、
マスクパターン領域A2の真の欠陥が検出されると共に、
マスクパターン領域A3が疑似欠陥として欠陥検出され
る。

さらに、ステップP3で欠陥検出基準ε３に基づいて、
マスクパターンの全面を検査する。

その後、ステップP4で疑似欠陥の選択判別をする。こ
の際、マスクパターン領域A1については、マスクパター
ン領域A2,A3の疑似欠陥を取り除き、同様にマスクパタ
ーン領域A2については、マスクパターン領域A3の疑似欠
陥を取り除き、各マスクパターン領域A1〜A3より真の欠
陥が見出されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、１つのマスクパターン１について、欠陥検出
基準ε1,ε2,ε３が変わる毎に、マスクパターンの全面
検査を繰り返している。

このため、半導体集積回路装置の高集積化，高密度化
の為に、設計パターン基準R1,R2,R3・・・や欠陥検出基
準ε1,ε2,ε３・・が増加すると、マスクパターンの全
面を検査する回数も増加する。また、検査回数の増加
は、検査時間と疑似欠陥の判別処理とを多くする。

これにより、１つのマスクパターンの検査時間が長く
なり、検査装置のスループットが低下し、効率良い検査
を行うことができないという問題がある。

本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創作されたも
のであり、マスクパターンの疑似欠陥の判別処理を無く
して、マスクパターンの検査時間の短縮と、検査装置の
処理効率の向上とを図ることを可能とするマスクパター
ン検査方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図（ａ），（ｂ）は、本発明のマスクパターン検
査方法に係る原理図を示している。

その方法は、同一平面内で、第１のパターン領域には
第１のマスクパターンが第１の設計基準で作成され、か
つ、第２のパターン領域には前記第１のマスクパターン
より大きな第２のマスクパターンが前記第１の設計基準
と異なる第２の設計基準で形成された被検査対象の欠陥
を検査する方法であって、前記第１の設計基準に合わせ
て第１のパターン領域の欠陥検査基準を作成し、前記第
２の設計基準に合わせて第２のパターン領域の欠陥検査
基準を作成し、前記欠陥検査基準を対応させた第１のパ
ターン領域及び第２のパターン領域毎に検査画像を取得
し、前記第１のパターン領域の検査画像と前記第１の設
計基準により作成した欠陥検出基準と比較して前記第１
のマスクパターンの欠陥検査を行い、前記第２のパター
ン領域の検査画像と前記第２の設計基準により作成した
欠陥検査基準と比較して前記第２のマスクパターンの欠
陥検査を行うことを特徴とする。

例えば、二以上のマスクパターン領域A1〜Anを有し、
かつ各マスクパターン領域A1〜Anの設計パターン基準R1
〜Rnがそれぞれ異なるマスクパターン11の検査であっ
て、前記各々のマスクパターン領域A1〜Anを検査対象領
域B1〜Bnと定め、前記各マスクパターン領域A1〜Anの設
計パターン基準R1〜Rnに対応する欠陥検出基準ε１〜ε
ｎを前記検査対象領域B1〜Bn毎に設定し、前記欠陥検出
基準ε１〜εｎに基づいて、検査対象領域B1〜Bn毎にマ
スクパターン11の欠陥検出をすることを特徴とし、上記
目的を達成する。

〔作用〕

本発明によれば、第１の設計基準により形成された第
１のパターン領域と第１の設計基準と異なる第２の設計
基準により形成された第２のパターンが混在するマスク
パターンの欠陥検査を行うとき、第１のパターン領域の
検査画像と第２のパターン領域の検査画像を別々に分け
て取得し、第１のパターン領域は第１の設計基準により
形成された検査基準により検査し、第２のパターン領域
は第２の設計基準により形成された検査基準により検査
する。

これにより、本願発明では、異なった設計基準により
作成された複数のパターン領域が混在するマスクパター
ンを検査するときに、別の設計基準のパターン領域が含
まれないように特定の検査基準のパターン領域の画像を
選択的に取得し、またこの取得した画像を同じ検査基準
の欠陥検査基準に基づいて検査するので、検査を適正に
行うことが可能になる。

例えば、検査対象領域B1〜Bn毎に設定された欠陥検出
基準ε１〜εｎに基づいて、かつ検査対象領域B1〜Bn毎
にマスクパターンの欠陥検出が行われる。

このため、欠陥検出基準εｉに対応する検査対象領域
Bi以外の検査対象領域Bnについては、欠陥検出基準εｉ
に基づいた欠陥検出が行われない。従って、欠陥検出基
準εｉと検査対象領域Bnとが対応しない検査対象領域で
のマスクパターンの検査について、従来のような無駄な
検査時間を省略することが可能となる。

これにより、従来のような欠陥検出基準の差異を原因
とする疑似欠陥の判断処理を無くすことが可能となる。

〔実施例〕

次に図を参照しながら本発明の実施例について説明を
する。

第２〜７図は、本発明の実施例に係るマスクパターン
検査方法を説明する図であり、第２図は、本発明の各実
施例に係るマスクパターン検査装置の構成図を示してい
る。

図において、11は半導体集積回路等のマスクパターン
であり、第３図に示すように、設計パターン基準R1〜R3
が各マスクパターン領域A1〜A3毎に異なっているもので
ある。12は、画像取得手段であり、マスクパターン11の
画像を取得する光電子撮像装置等である。13は画像記憶
手段であり、マスクパターン11の画像を二値化処理した
画像データを記憶するものである。14は、欠陥検出判断
手段であり、欠陥検出基準データと取得した画像データ
とを比較／判断し、欠陥を見出すものである。

15は検査データ設定手段であり、マスクパターン11の
各マスクパターン領域A1〜A3を検査対象領域B1〜B3と定
めたり、各マスクパターン領域A1〜A3の設計パターン基
準R1〜R3に対応する欠陥検出基準ε１〜ε３を、その検
査対象領域B1〜B3毎に設定したりするものである。

16は、検査データ記憶手段であり、各マスクパターン
領域をそれぞれ分割する座標データや、各設計パターン
基準R1〜R3に対応する欠陥検出基準ε１〜ε３のデータ
を記憶するものである。

17は、ステージ制御手段であり、検査データ設定手段
15からの座標データに基づいて、マスクパターン11を載
置したステージを駆動するものである。

これ等により、例えば実際に製造されたマスクパター
ン11から直接、欠陥を検出する装置を構成する。なお、
実際にマスクパターン11を製造する前の段階、すなわち
設計データの段階で、欠陥を検出する装置等について、
第７図を参照しながら後述する。

第３図は、本発明の各実施例のマスクパターンに係る
説明図である。

図において、マスクパターン11は、例えば設計パター
ン基準R1〜R3がそれぞれ異なるマスクパターン領域A1〜
A3から成り、欠陥検出基準ε１〜ε３がマスクパターン
領域A1〜A3毎に異なるものである。

例えば、マスクパターン11において、マスクパターン
領域A1は、座標ａ（x1,y1）,b（x3,y1）,d（x3,y3）及
びｃ（x1,y3）により取り囲まれる領域以外の領域であ
る。また、マスクパターン領域A2は、同様に座標ａ（x
1,y1）,b（x3,y1）,f（x3,y2）,e（x2,y2）,g（x2,y
3），及びｃ（x1,y3）により取り囲まれる領域である。
さらに、マスクパターン領域A3は、座標ｅ（x2,y2）,f
（x3,y2）,d（x3,y3）及びｇ（x2,y3）により取り囲ま
れる領域である。

第４図は、本発明の第１の実施例のマスクパターン検
査方法に係るフローチャートである。

ここで、マスクパターン領域A1について、例えば設計
パターン基準R1のデータを６〔μｍ〕、欠陥検出基準ε
１のデータを５〔μｍ〕とし、同様にマスクパターン領
域A2について、設計パターン基準R2のデータを３〔μ
ｍ〕、欠陥検出基準ε２のデータを2.5〔μｍ〕とし、
マスクパターン領域A3について、設計パターン基準R3の
データを１〔μｍ〕、欠陥検出基準ε３のデータを１
〔μｍ〕と仮定する。

図において、まずステップP1で、検査記憶手段16に、
マスクパターン11の座標データ，設計パターン基準デー
タ及び欠陥検出基準データを格納する。この際に、マス
クパターン領域A1〜A3を分割する座標データａ（x1,y
1）,b（x3,y1）,c（x1,y3）,d（x3,y3）,e（x2,y2）,f
（x3,y2）及びｇ（x2,y3）と、設計パターン基準R1〜R3
のデータ6,3,1〔μｍ〕と、欠陥検出基準ε１〜ε３の
データ5,2.5,1〔μｍ〕とが格納される。

次いで、ステップP2で各々のマスクパターン領域A1〜
A3を検査対象領域B1〜B3と定める。このときに、第５図
（ａ）に示すように、検査対象領域B1は、座標ａ（x1,y
1）,b（x3,y1）,d（x3,y3）及びｃ（x1,y3）により取り
囲まれる領域以外の領域であり、これが欠陥検出基準ε
１の検査対象となる。また、検査対象領域B2は、同様に
座標ａ（x1,y1）,b（x3,y1）,f（x3,y2）,g（x2,y3）及
びｃ（x1,y3）により取り囲まれる領域であり、これが
欠陥検出基準ε２の検査対象となる。さらに、検査対象
領域B3は、座標ｅ（x2,y2）,f（x3,y2）,d（x3,y3）及
びｇ（x2,y3）により取り囲まれる領域であり、これが
欠陥検出基準ε３の検査対象となる。

次に、ステップP3で各マスクパターン領域A1〜A3の設
計パターン基準R1〜R3に対応する欠陥検出基準ε１〜ε
３を検査対象領域B1〜B3毎に設定する。この際に、検査
データ設定手段15は、例えば検査対象領域B1を指定する
場合、ステージ制御手段17に対して、座標データａ（x
1,y1）,b（x3,y1）,d（x3,y3）及びｃ（x1,y3）を送出
し、欠陥検出基準ε１のデータ５〔μｍ〕を欠陥検出判
断手段14に送出する さらに、ステップP4で検査対象領域B1について、欠陥
検出基準ε１で欠陥の検出をする。この際に、画像取得
手段12は、マスクパターン領域A1以外の領域については
検査を行わずに、マスクパターン領域A1についてのみの
画像を取得し、画像記憶手段13を介して、欠陥検出判断
手段14により欠陥検出基準ε１のデータ５〔μｍ〕に基
づいて、欠陥検出が行われる。例えば、第５図（ｂ）に
示すように、マスクパターン領域A1に誤って、パターン
間隔が４〔μｍ〕や２〔μｍ〕に接近しているパターン
があれば、これを欠陥E11,E12として、見出すことがで
きる。

次いで、ステップP5で検査対象領域B2について、欠陥
検出基準ε２で欠陥の検出をする。この際には、画像取
得手段12は、マスクパターン領域A2以外の領域について
は、検査を行わずに、マスクパターン領域A2についての
みの画像を取得し、ステップP4の処理内容と同様に、欠
陥検出判断手段14により欠陥検出基準ε２のデータ2.5
〔μｍ〕に基づいて、欠陥検出が行われる。例えば、マ
スクパターン領域A2に誤って、パターン間隔が２〔μ
ｍ〕に接近しているパターンがあれば、これを欠陥E2と
して見出すことができる。

その後、ステップP6で検査対象領域B3について、欠陥
検出基準ε３で欠陥の検出をする。この際も、画像取得
手段12は、マスクパターン領域A3以外の領域について
は、検査を行わずにマスクパターン領域A3についてのみ
画像を取得し、ステップP4の処理内容と同様に、欠陥検
出判断手段14により、欠陥検出基準ε３のデータ１〔μ
ｍ〕に基づいて、欠陥検出が行われる。例えば、マスク
パターン領域A3に、誤ってパターン間隔が0.9〔μｍ〕
に接近しているパターンがあれば、これを第５図（ｂ）
のような欠陥E3として見出すことができる。

第５図（ａ），（ｂ）は、第１の実施例のフローチャ
ートを補足する図であり、同図（ａ）は、マスクパター
ン11の検査対象領域B1〜B3と欠陥検出基準ε１〜ε３と
の関係図を示している。

また、同図（ｂ）は、マスクパターン11の欠陥検査結
果を説明する図である。

図において、矢印に示したE11,E12,E2及びE3は欠陥で
あり、設計ミス，設計不良等により、欠陥検出基準ε１
〜ε３を下回るパターン間隔となった部分である。

第６図は、第２の実施例のマスクパターン検査方法に
係る説明図である。

図において、第１の実施例と異なるのは、第２の実施
例では、画像取得手段12を、例えば紙面の上部から下部
にステージ制御手段17を介して全面走査する場合、マス
クパターン領域A1〜A3が変わる毎に欠陥検出基準ε１〜
ε３も変えて、欠陥検出を行うものである。

ここで、マスクパターン領域A1〜A3を分割する座標ａ
〜ｇや欠陥検出基準ε１〜ε３が第１の実施例と同じも
のとすれば、まず検査対象領域B1の取得画像データに対
しては、欠陥検出基準ε１のデータ５〔μｍ〕に基づい
て、欠陥検出が行われる。

次いで、マスクパターン11を載置したステージが移動
されて、画像取得手段12がマスクパターン領域B2に入る
と、その取得画像データに対しては、欠陥検出基準ε２
のデータ2.5〔μｍ〕に基づいて、欠陥検出が行われ
る。この際の検査対象領域B1からB2の変更は、検査デー
タ設定手段15により、予め設定されたマスクパターン領
域A1〜A3を分割する座標データａ〜ｇに基づいて行う。
この座標データａ〜ｇは、レジスタ等にセットされ、ス
テージ制御手段17のステージ移動データ等のカウント値
と、レジスタのカウント値とが一致した時に、例えばス
テージが一時停止され、画像取得手段12のレンズ系の倍
率等が、その都度設定変更される。

検査対象領域B3に画像取得手段12が走査された場合
も、同様に検査対象領域B3で取得した画像取得データ
は、欠陥検出基準ε３のデータ１〔μｍ〕に基づいて、
欠陥検出が行われる。

これにより、画像取得手段12を検査対象全域に１回走
査することにより、第１の実施例に比べて、短時間に第
５図（ｂ）に示すような欠陥E11,E12,E2及びE3を検出す
ることが可能となる。

第７図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の他の実施例に係る
マスクパターン検査装置の構成図であり、同図（ａ）
は、基板上のマスクパターン11a,11bを比較して、欠陥
検出をする場合の装置構成を示している。

なお、第２図のマスクパターン装置と同じ名称のもの
は、同じ機能を有しているので、説明を省略する。

これにより、第1,2の実施例のマスクパターン検査方
法に基づいた欠陥検出をすることができる。

同図（ｂ）は、基板上のマスクパターン11と、磁気テ
ープ記憶手段20の設計データとを比較する場合の装置構
成を示している。

磁気テープ記憶手段20から読み出された設計データ
は、データ変換手段21により、画像表示データに変換さ
れ、画像記憶手段に格納される。

これにより、同図（ａ）と同様に、欠陥検出判断手段
18において、第1,2の実施例のマスクパターン検査方法
に基づいた欠陥検出をすることができる。

同図（ｃ）は、磁気テープ記憶手段20の設計データの
データ変換をして、欠陥検出をする場合の装置構成を示
している。

これによれば、同図（ａ），（ｂ）のように、マスク
パターンを作成する前段階において、設計データに含ま
れる欠陥を取り除くことができる。

同図（ｄ）は、磁気テープ記憶手段20a,20bの両設計
データのデータ変換をし、画像表示データを比較して、
欠陥検出をする場合の装置構成を示している。

これによれば、短時間に両設計データを比較し、設計
データに含まれる欠陥を見出すことができる。

このようにして、本発明の各実施例にれば、検査対象
領域B1〜B3毎に設定された欠陥検出基準ε１〜ε３のデ
ータは5,2.5,1〔μｍ〕に基づいて、かつ検査対象領域B
1〜B3毎にマスクパターン11の欠陥E11,E12,E2及びE3の
検査が行われる。

このため、欠陥検出基準ε１のデータ５〔μｍ〕に対
応する検査領域B1以外の検査対象領域B2,B3について
は、欠陥検出基準ε１のデータ５〔μｍ〕に基づいた欠
陥検出が行われない。従って、欠陥検出基準ε１と、検
査対象領域B1とが対応しない検査対象領域B2,B3でのマ
スクパターンの検査について、従来のような無駄な検査
時間を省略することが可能となる。

これにより、従来のような欠陥検出基準ε１〜ε３の
差異を原因とする疑似欠陥の判断処理を無くすことが可
能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本願発明では、異なった設計基
準により作成された複数のパターン領域が混在するマス
クパターンを検査するときに、別の設計基準のパターン
領域が含まれないように特定の検査基準のパターン領域
の画像を選択的に取得し、またこの取得した画像を同じ
検査基準の欠陥検出基準に基づいて検査するので、検査
を適正に、かつ短時間に行うことが可能になる。

このため、半導体集積回路装置の高集積化，高密度化
が進んで、設計パターン基準や欠陥検出基準が増加して
も、マスクパターン全面を短時間に検査することが可能
となる。

これにより、１つのマスクパターンの検査時間を短縮
できることから、マスクパターン検査装置の処理効率の
向上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は、本発明のマスクパターン検査
方法に係る原理図、 第２図は、本発明の各実施例に係るマスクパターン検査
装置の構成図、 第３図は、本発明の各実施例のマスクパターンに係る説
明図、 第４図は、本発明の第１の実施例のマスクパターン検査
方法に係るフローチャート、第５図（ａ），（ｂ）は、
本発明の第１の実施例のフローチャートを補足する図、 第６図は、本発明の第２の実施例のマスクパターン検査
方法に係る説明図、 第７図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の他の実施例に係るマ
スクパターン検査装置の構成図、 第８図（ａ），（ｂ）は、従来例のマスクパターン検査
方法に係る説明図である。 （符号の説明） 11……マスクパターン、A1〜An……マスクパターン領
域、B1〜Bn……検査対象領域、R1〜Rn……設計パターン
基準、ε１〜εｎ……欠陥検出基準。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一平面内で、第１のパターン領域には第
   １のマスクパターンが第１の設計基準で形成され、か
   つ、第２のパターン領域には前記第１のマスクパターン
   より大きな第２のマスクパターンが前記第１の設計基準
   と異なる第２の設計基準で形成された被検査対象の欠陥
   を検査する方法であって、 前記第１の設計基準に合わせて第１のパターン領域の欠
   陥検査基準を作成し、 前記第２の設計基準に合わせて第２のパターン領域の欠
   陥検査基準を作成し、 前記欠陥検査基準を対応させた第１のパターン領域及び
   第２のパターン領域毎に検査画像を取得し、 前記第１のパターン領域の検査画像と前記第１の設計基
   準により作成した欠陥検査基準と比較して前記第１のマ
   スクパターンの欠陥検査を行い、 前記第２のパターン領域の検査画像と前記第２の設計基
   準により作成した欠陥検査基準と比較して前記第２のマ
   スクパターンの欠陥検査を行うことを特徴とするマスク
   パターン検査方法。