TW200304193A - Pattern test device - Google Patents

Description

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五、發明說明（1) 一、【發明所屬之技術頜域】 本發明是關於一圖案測試裝置，且更特別是關於為了 相較於利用對著一參照圖案資料來成像出一遮罩圖案所碑 得之測試圖案資料、而偵測出測試圖案資料中之缺陷的5 二、【先前技術】 、 用於偵測遮罩圖案或標線圖案（在本說明書中巧稱之 為遮罩圖案）中之缺陷的典型測試方法會使用一種^著使

用諸如CCD照相機或光學成像系統來成像出遮罩中^遮罩 圖案所獲得的測試圖案資料。然後將該測試圖案資料與臂 子束寫入用之CAD系統中所儲存的相對應參照圖幸次 < 設計資料進行比對。 〃貝村我 、 圖5顯示出一種習用的圖案測試裝置案例。通常標示 為數字11的圖案測試裝置包含有一成像系統12、一轉π換7 U、一比較器15、一調整部16與諸如包含著一顯示元: 一檢視部1 7。 干⑽

^該成像系統1 2會從經過測試之一遮罩内的遮罩圖案中 ，得=個影像，以便藉此產生測試圖案資料，然後將相同 =傳送至比較器1 5。該測試圖案資料包含有係編碼成根據 如亮度者而為從〇至255之灰階水平的複數個單位像素 /而轉換部1 3會接收與遮罩圖案資料相對應、儲存在 D系、、先中的電子束資料（e b資料），將£ b資料轉換成資料

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格式與測試圖 將作為參照圖 比較器1 5 轉換部1 3所傳 案資料與參照 此所使用的措 來說、測試圖 平間差異的水 試圖案資料之 料之微分資料 至於調整 測試圖案資料 有水平參照資 限值進行比對 來調整缺陷的 該點缺陷配向 會將缺陷的配 檢視部1 7 息與影像資料 視部1 7上觀察 體裝置的缺陷 料袼式 換過EB 統1 2所 案資料 的差異 料』包 階水平 與代表 關於特 的微分 用來將 該點臨 資料的 相對應 。調整 近處的 料傳送 會根據 陷鄰近 確定亦 案資料之資 案資料的轉 會將成像系 送之參照圖 圖案資料間 詞『差異資 案資料之灰 平差資料， 微分資料與 兩者間差異 部1 6會儲存 中之缺陷的 料與微分差 ，以便根據 出現與消失 ，與缺陷鄰 向與影像資 或顯示單元 而顯示出缺 到影像，並 大小與類型 資料傳送至 傳送之測試 進行比對， 資料傳送至 含有代表著 與參照圖案 著關於特定 定方向尺寸 差資料。 差異資料調 限值。調整 差異資料、 於臨限值的 部1 6會儲存 影像資料。 至檢視部1 7 接收自調整 處的影像。 會因此影響 同茶負料，並 比較器1 5。 圖案資料、與 以便將測試圖 調整部1 6。在 針對各個像素 資料之灰階水 方向尺寸的測 的參照圖案資 整成是否抑制 部1 6會將包含 與相對應的臨 差異資料規模 如此調整後的 然後調整部1 6 〇 部1 6之配向訊 操作者會在檢 所產生之半導 應注意到遮罩圖案中不同缺陷即便其大小類似，但會 因其位在遮罩圖案中的位置而對所產生之LSI (或半導體裝 置）有不同影響。然而，這點在習用技術中並不顯著，且

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五、發明說明（3) 對於所產生之半導體裝置影響微弱的次 v人聲缺陷亦會由習 技術所偵測到。這點會降低圖案測試裝 # 用 高半導體裝置製造的轉向時間。 、里’、’會提 專利公報JP-A-2000-146857描述著為了解決上述 的-種技術，纟中乃是根據遮罩之子域來改㈣測缺^ 的臨限值。圖6是顯示出該公報中所描述的圖案測試句用 置。至於該圖案测試裝置50則包含有—主機cpu 設計資料輸入部61、一資料比較㈣與-ΐ

成像系統5 2包含有一光源5 4、一照明光學系 =設著測試過之光阻罩的一χ_γ台、一影像子形糸二 j56 :-光偵測H57與—感應電路58。感應電糊具有‘ 對來自光偵測器5 7之輸出進行編碼的功能。 儲存磁碟60會儲存包含有光阻罩5丨之設計圖 =點CAD資料。而主機CPU 59會從儲存磁碟6q處讀取 ;斗，然後設計資料輸入部61會接收來自主機cpu 59之cad 資料中的設計圖案資料、以便將與參照圖案資料相同 送至資料比較器6 2。

，像系統52會藉著使用光學系統55、56與光偵測器57 之功能來偵測光阻罩5丨的圖案，並將代表著光阻罩5丨之影 像=圖案的測試圖案資料經由感應電路5 8而傳送至資料比 較器6 2。 、 圖7顯示出為表示圖6之圖案測試裝置原理的示意圖， 中乃疋針對光阻罩5 1之遮罩區域6 3中的子域來改變臨限 200304193 五、發明說明（4) 值。f圖案測試裝置50中，主機CPU 59傳送至資料比較器 62的貢料乃是用來將光阻罩51之遮罩區域63劃分為其中相 對應之臨限值係由前述所決定的子域A、b與c。 一 圖8顯^出資料比較器62的功能區塊圖，其中包含有 差異比較器區塊7 〇與一水平比較器7丨。該差異比較器區 ^70包含有一微分電路口、一邊緣配向偵測器72、一邊緣 ζ为電路73、一選擇器74、一最大值偵測器75與一扣除器 (〇 〇 Αΐ. 枝刀電路Μ會依照X軸、Υ軸之配向與遠離X軸正負 至：來微分測試圖案資料，然後將微分絕對值傳送 偵測-個圖宰邊ίΐ = 72會根據設計圖案資料來 ;接收的圖案邊緣支配向來微分像ΐί 分值中的最大絕對^75則會谓測圖案周圍之像素資料微 向絕對值乃是依照如同邊緣配 -個。 貞狀圖案邊緣的配向者來進行微分的其中 而扣除器76會將最大值偵 扣除掉以選擇器74所選擇的微乂二所偵測，最大微分值 至調整部78。 Λ刀值，然後將該微分差傳送 调整部7 8會將扣除3| 7 f；邮# 域所決定的臨限值進行；對f傳送=微分差與針對遮罩子 偵測到之缺陷訊息乃係當二2此偵測缺陷。如此所 作缺^貪料而經由-〇R閘79來進 200304193

在上述公報中所描述的習用技術_中 創八 L、匕 # ....... T 五、發明說明（5) 行傳送。 區域劃分成报多個前述的子·，因…：：：須將遮罩 多人力時間。…調整部78或80必須;;定= : 臨限值文圖案測試裳置會提前橫越子域間的二:= 讓圖案測試裝置中的比較器控制更為複雜並牵 測試裝置的產量。 牛I- S茶 三、【發明内容】

在综觀習用技術中的上述問題下，故本發明之一目的 是提供一種圖案測試裝置，其具有降低為了將遮罩區域劃 分成複數個子威的人力時間，並提高圖案測試裝置中之調 整的產量。

本發明之另/目的是提供一種圖案測試裝置，其包含 有一成像部，其用來成像一，罩區域中的一遮罩圖案以便 產生測試圖案資料，二參，資料產生器，其用來根據該遮 罩圖案係因而產生之設計資料而產生與該測試圖案資料相 對應的參照圖案資料，v亥參照圖案資料產生器根據該設計 資料與至少另/遮罩圖案係因而產生之另一設計資料而在 該遮罩區域中設定一 f 一子^或與一第二子域；一臨限值選 擇部，其用來根據坐落在該第一子域或該第二子域中之該 測試位i、針對該遮罩區域中之一測試位置而選擇出一第 一臨限值或〆第二臨限值；一比較部，其用來將該測試圖 案i料與該參照圖案資料進行比對，以便產生其間的差異

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200304193 五、發明說明（6) 資料；以及，一調整部，其用來藉著將 臨限值選 調整該測 本發 一遮罩區 根據一設 計資料、 域；根據 置、針對 值或一第 進行比對 異資料與 值進行比 根據 根據遮罩 設定第一 執行的， 參照 的、特性 擇部所 試位置 明亦提 域中成 計資料 而在該 坐落在 該遮罩 二臨限 ，以便 該臨限 對，而 本發明 圖案資 與第二 因而提 附圖、 與優點 第二臨 現與否 方法， 以便產 該差異資料與由該 限值進行比對，而 選擇之該第一或 處之一缺陷的出 供一種圖案測試 像出一遮罩圖案 與至少另一遮罩圖案係因而產生之另一設 遮罩區域中設定 其包含步驟有：在 生測試圖案資料； 一第 該第一子域或該第二子 位置而 案資料 資料； 區域中之該測試 值；將該測試圖 產生其間的差異 值選擇步驟中所 調整該測試位置 的圖案測試裝置 料（或參照資料） 子域，故子域之 高圖案測試步驟 由以下描述將會 更容易明瞭。 子域與一第二子 域中之一測試位 選擇出一 與該參照 以及，藉 第一臨限 圖案資料 著將該差 選擇之該第一或第二臨限 現與否。 ，由於是 資料而來 人力下所 處之一 與圖案 與另一 缺陷的出 測試方法 遮罩圖案 是在無須 設定乃 的產量。 讓本發明之上述與其他目 _ 【實施方式】 現在，特別參照附圖來進行本發明的描述。 參照圖1，本發明第一實施例中、通常標示為數字1 0 的圖案測試裝置包含有一成像系統1 2、一轉換部（參照圖 四

第10頁 200304193 五、發明說明（7) 案產生态）13、一資料表示部14、一比較器15、一調整部 1 6、一檢視部1 7與一臨限值選擇部1 8。 該成像系統1 2會獲得一個遮罩圖案（或標線圖案）的影 像以便產生測試圖案資料，然後將相同者傳送至比較器 1 5。該測試圖案資料包含有各自係編碼成根據單元向素的 亮度或灰階水平而具有從〇至255之灰階水平的複數個單位 像素資料。

參照圖4，成像系統1 2包含有一雷射裝置3 〇、一半透 鏡31、一光束傳送光學系統32、一光束反射光學系統33與 一監視光學系統34。該成像系統1 2會因為能夠分散雷射而 獲得測試過的遮罩3 5之影像。 雷射裝置30乃是諸如氬（Ar)的雷射。光束傳送光學裝 置32包含有一接物鏡35、固設在遮罩43其上的一 χ-γ台 36、一接觸鏡37、一聚光鏡38a與一第一光偵測器39。光 ^反射光學系統33包含有一反射器40、一聚光鏡38b與一 第二光偵測器41。監視光學系統34包含有一聚光鏡38:與 一監視光谓測器4 2。

7 一放射自雷射裝置30的光束乃是由半透鏡31而局部反 往光束傳送光學系統3 2處、藉著接物鏡3 5而降低其直徑 然後照射在遮罩43之上。經由遮罩43的大部分光束會^ 步通過接觸鏡37與聚光鏡38a以便由測量其光量的第曰一 债測器3 9所接收。 盥丰Ϊ二遮罩43所反射的殘留光束會進-步通過接物鏡3 /、牛透鏡31而往光束反射系統33處、由設置在半透鏡3ι - 200304193 五、發明說明（8) $的透鏡40所反射，並進一步通過聚光鏡m以便由測 其光量的第二光偵測器41所接收。 里 放射自雷射裝置30且穿過半透鏡31的部份光束會 v通過聚光鏡38c以便由測量其光量的監視光偵測器。 :射在遮罩圖案34之上的光束乃是一聚光燈，其乃曰 遮罩圖案34上掃描以便偵測遮罩圖案34上的缺陷 = ’二：：掃描技術可為—梯形掃描，其中γ方向中的光先 =疋由+透鏡31所掃描的、而χ_γ台乃是幻方向中移動束 的光ΪΪί罩】位置處且由第一光偵測器所測量到 =光=度來加以校正…將其編碼至灰階：工 器41所測量到的光束強度亦可以類似方式進 案^試i考t ’且亦可將其用作為檢視部17之螢幕上的圖 的ΕΒ ^ 2 :換部1 3會接收相對應於測試圖案資料 I貝枓（或松的遮罩資料），與類似子域選擇資料、α乃 -ί ί" *4^ ^ ^ a" ;以貝：ϊίΐ”:格式相當於測試圖案資料的參照 /、、枓/…、有私疋子域之訊息的指定子域資料。接 ^部^換部13會將參照資料與指定子域資料傳送至資料表

域資ΪΪ I::圖：至Α2是I ,开^成閘極電極圖案所用的遮罩

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之遮罩區域25，圖2B是顯示形成場區域圖案所用的遮罩之 遮罩區域26，而圖2C則是顯示形成LSI中接觸區域圖案 用的遮罩之遮罩區域27。場區域21乃是如此曝露自設置 半導體基板上且位在LS I中之閘極電極2〇下的場氧化膜 L0C0S膜處。接觸區域22乃是利用一重疊金屬配線來連姓 閘極電極之用的。LSI通常是在使用這些遮罩來執行複& 個照相平板印刷姓刻步驟後所獲得的。 在圖2A至2C所示的案例中，其決定了要求更精確圖案 =之指定子域乃是以數字23所表示的擴散區域與其鄰近區 域。該擴散區域23可利用圖2A所示之閘極電極2()盘圖2 示之場區域21間重疊部份來加以表示。如此一來;、萨 疊閘極電極20之遮罩圖案與場區域21之遮罩圖案，^ 得擴散區域23與其鄰近區域。 〃 、 " 圖3 A 罩來決定 定的指定 域間的重 沒有缺陷 之元件間 域訊息的 回到 照圖案資 像系統1 2 將這些資 場區域2 1所用之遮 示由上面步驟所決 罩圖案與其鄰近區 了確認遮罩圖案中 由這些圖案所形成 子域24與非指定子 資料的。 I於轉換部1 3的參 這些資料，並在成 位置時逐個像素地 是顯示藉著使用閘極電極2 〇與 指定子域24的狀態。圖3B是顯 子域24。指定子域24包含有遮 疊部份（如圖3 A所示的2 3 )。為 ，故鄰近區域範圍應藉著考量 關係來加以決定。包含著指定 資料在此乃是稱之為指定子域 圖1，資料表示部1 4會接收來| 料與指定子域資料、暫時儲存 獲得遮罩之影像的監視著測試 料傳送至比較器1 5。

第13頁 200304193 五、發明說明（ίο) 比較器1 5會將由成像系統】2所 由資料表示部U所傳送的參照f料來圖案賁料與 其間、係傳送至調整部1 6的差異資料。 以便偵測 『差異資料』包含有遮罩圖案中的水平差里次 分差資料與/或邊緣錯誤資料。 乃、貝抖、微 :素之灰階水平與其相對應之參照資差料二^ 令。微分差貧料乃是藉著將像素之灰階水平的微分f二鱼 ^相對應、來自參照資料所獲得之資料進行比對所碑 的。邊緣錯誤資料乃是藉著將像素間灰 ‘大 :;;;:對^自參照資料所獲得之位置資；= 斤獲付的。楗为貧料包含有藉著將像素之灰階水平 、二由、Y軸與遠離X軸正負4 5度之方向來進行微分所獲 這樣者。 & 在臨限值選擇部1 8中，為了調整部丨6中的調整，故會 ^據應執行之圖案測試相關的精密度而預先儲存相關子 域、或指定子域與非指定子域的臨限值。臨限值選擇部i 8 ^根據在使用指定邏輯來進行選擇時、經由資料表示部Η 所供給之測試位置，而選擇其中一測試位置的臨限值。 調整部1 6會接收來自於比較部1 5的差異資料，接收來 自於臨限值選擇部丨8、與像素之子域相對應的臨限值，將 差異資料與所接收的臨限值進行比對，並偵測缺陷的出現 與否。若是偵測到一缺陷的話，則調整部1 6會儲存缺陷其 中的位置訊息或配向與其鄰近處的影像。調整部1 6然後會 將位置訊息與影像資料傳送至檢視部1 7。 第14頁 偵測到缺陷對於 之缺陷類型或影 任何手動步驟下、 以決定的，而此會 資料之比對的產 可根據遮罩圖案之 加以描述的，故本 正例與變化例係可 下而容易地加以製 200304193 五、發明說明（η) r”檢Λ部17鄕包含有根據操作者確認所 LSI乃是有影響的、並調整 響，而顯示出其上缺陷影像的一勞幕。 在上述實施例中，指定 根據複數個遮罩圖案間的會，H在…、 口汞间的重豐部份而加 美高子域之決定與測試圖案資料對參昭 * 〇 …、、、 具有相關臨限值的複數個指定子域 不同組合而加以決定。 由於上述實施例乃是僅作為案例來 I明並不受限於上述實施例，且各種修 ^熟悉本技藝者在不偏離本發明之範圍 得〇 200304193 圖式簡單說明 五、【圖式簡單說明】 圖1是根據本發明第一實施例的圖案測試裝置之方塊 圖。 圖2A至2C乃是欲由圖1之圖案測試裝置所測試的遮罩 圖案之頂視平面圖。 圖3A與3B乃是顯示出由圖1之圖案測試裝置而在遮罩 區域中建立所選擇的子域之分解頂視平面圖。 圖4是如圖1所示的成像系統之示意方塊圖。 圖5是習用圖案測試裝置之方塊圖。 圖6是一專利公報中所描述的圖案測試裝置之方塊 圖。 圖7乃是欲由圖6之圖案測試裝置所測試的遮罩之分解 頂視平面圖。 圖8是如圖6所示的資料比較器之方塊圖。 元件符號說明： 1 2〜成像系統 1 3〜轉換部 1 4〜資料表示部 1 5〜比較部 1 6〜調整部 1 7〜檢視部 1 8〜臨限值選擇部 2 0〜閘極電極

第16頁 200304193 圖式簡單說明 2 1〜場區域 2 2〜接觸區域 2 3〜擴散區域 2 4〜指定子域 2 5〜遮罩區域 26、27〜遮罩區域 3 0〜雷射裝置 3 1〜半透鏡 3 2〜光束傳送光學系統 3 3〜光束反射光學系統 3 4〜監視光學系統 3 5〜遮罩 36〜X-Y台 37〜接觸鏡 38a、38b、38c〜聚光鏡 3 9〜第一光偵測器 4 0〜反射器 41〜第二光偵測器 4 2〜監視光偵測器 4 3〜遮罩 5 0〜圖案測試裝置 5 2〜成像系統。 5 4〜光源 5 5〜照明光學系統

第17頁 200304193 圖式簡單說明 5 6〜影像形成光學系統 5 7〜光偵測器

5 8〜感應器電路 59〜主機CPU 6 0〜儲存磁碟 6 1〜設計資料輸入部 6 2〜資料比較器 6 3〜遮罩區域 7 1〜水平比較器 7 2〜邊緣配向偵測器 7 3〜邊緣微分電路 74〜選擇器 7 5〜最大值偵測器 7 6〜減法器 7 7〜微分電路 8 0〜調整部

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Claims (1)

1. 200304193 六、申請專利範圍 1. 一種圖案 一成像 測試裝 部，其 便產生測試圖案資 一參照資料產 料而產 照圖案 生之設計資 貧料’該餐 遮罩圖案係因而產 定一第一子域與一 一臨限值選擇 第二子域中之該測 置而選擇出一第一 一比較部，其 料進行比對，以便 部，其用來藉 一調整 擇部所選擇 試位置處之 置，其包含有： 用來成像一遮罩區域中的一遮罩圖案以 料； 生器，其用來根據該遮罩圖案係因而產 生與該測試圖案資料相對應的參照圖案 資料產生器根據該設計資料與至少另一 生之另一設計貢料而在該遮罩區域中設 第二子域； 部，其用來根據坐落在該第一子域或該 試位置、針對該遮罩區域中之一測試位 臨限值或一第二臨限值； 用來將該測試圖案資料與該參照圖案資 產生其間的差異資料；以及， 差異資料與由該臨限值選 值進行比對，而調整該測 該測試 間的差 著將該 之該第一或第二臨限 一缺陷的出現與否。 2. 如申請專利範圍第1項的圖案測試裝置，其中，該遮罩 圖案與該另一遮罩圖案是用於曝光，並係於一 LSI上相互 重疊。 3. 如申請專利範圍第2項的圖案測試裝置，其中，如同該 第一子域的該參照資料產生器會設定該遮罩圖案與該另一 遮罩圖案間的一重疊部份，與該重疊部份的一鄰近處。

   第19頁 200304193 六、申請專利範圍 罩 遮 該 中 其 置。 裝案 試圖 測線 案標 圖一 勺 項罩if 圍 範 利 專 請 申 如 4 造 製 來 用 欲 是 案 圖 案 圖 試 測 生 產 便 以 :案 有圖 驟罩 步遮 含一 包出 其像 ，成 法中 方域 試區 測罩 案遮圖一 ^•^一rL 種在 1 5 料 資 另二 之第 生一 產與 而域 因子 係一 案第圖一 罩定 遮設一中 另域 少區 至罩 與遮 料該 資在 計而 設、 一料 據資 根計； 設域 一子 限 位臨 試一 測第 1 1 之出 中擇 域選 子而 二置 第位 該試 或測 域該 子之 一中 第域； 該區值 在罩限 落遮臨 坐該二 據對第 根針一 、或 置值 便 以 對 比 行 進 料 資 案 圖 照 參 ， 該及 與以 料； 資料 案資 圖異 試差 測的 該間 將其 生 產 該缺 之一 擇之 選處 所置 中位 驟試 步測 擇該 選整 值調 限而 臨， 該對 與比 料行 資進 異值 差限。 該臨否 將二與 著第現 藉或出 一的 第陷 6.如申請專利範圍第5項的圖案測試方法，其中，該遮罩 圖案與該另一遮罩圖案是用於曝光，並係於一 LSI上相互 重疊。 7.如申請專利範圍第5項的圖案測試方法，其中，如同該

   第20頁 200304193 六、申請專利範圍 第一子域的該子域設定步驟會設定該遮罩圖案與該另一遮 罩圖案間的一重疊部份，與該重疊部份的一鄰近處。 8.如申請專利範圍第1項的圖案測試裝置，其中，該遮罩 圖案是欲用來製造一遮罩的一標線圖案。

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