JPH04328549A - Method and device for inspecting photomask - Google Patents
Method and device for inspecting photomaskInfo
- Publication number
- JPH04328549A JPH04328549A JP3125356A JP12535691A JPH04328549A JP H04328549 A JPH04328549 A JP H04328549A JP 3125356 A JP3125356 A JP 3125356A JP 12535691 A JP12535691 A JP 12535691A JP H04328549 A JPH04328549 A JP H04328549A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photomask
- image
- focus
- pattern
- images
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 37
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 16
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 14
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 abstract description 18
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 71
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 17
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、フォトマスクの検査方
法および装置に関し、例えば半導体製造装置において使
用されるフォトマスク（レチクルを含む）のパターン欠
陥、とりわけ位相シフトフォトマスクのマスク透過部に
設けられた位相シフタ層のパターン欠陥およびピンスポ
ット、ピンホールなどの透明あるいは半透明な微小欠陥
、およびフォトマスクに付着した透明または半透明な微
小異物を適確に検出する技術に関する。[Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and apparatus for inspecting a photomask, and relates to a method and apparatus for inspecting a photomask, for example, a pattern defect in a photomask (including a reticle) used in semiconductor manufacturing equipment, and in particular a pattern defect in a mask transparent part of a phase shift photomask. The present invention relates to a technique for accurately detecting pattern defects in a phase shifter layer, transparent or semi-transparent minute defects such as pin spots and pinholes, and transparent or semi-transparent minute foreign matter attached to a photomask.
【０００２】0002
【従来の技術】フォトマスクのパターン欠陥の検査は、
従来例えば図４および図５に示される検査装置によって
行なわれていた。[Prior Art] Inspection of photomask pattern defects is
Conventionally, this has been carried out using the inspection apparatus shown in FIGS. 4 and 5, for example.
【０００３】図４の検査装置は、フォトマスク２０の隣
接チップ（ダイ）のパターンをそれぞれ撮像レンズ２１
ａ，２１ｂを介し撮像センサ２２ａ，２２ｂにより取込
み、フレームメモリ２３ａ，２３ｂを介して比較手段２
４に入力して比較するものであり、この比較手段２４に
よる比較結果を欠陥検出手段２５によって総合判定しパ
ターン欠陥を検出するものである。このような装置によ
って行なわれる検査方式はチップ比較方式と称される。The inspection apparatus shown in FIG. 4 inspects patterns of adjacent chips (dies) of a photomask 20 using an imaging lens 21.
a, 21b by the image sensors 22a, 22b, and the comparison means 2 via the frame memories 23a, 23b.
4 for comparison, and the comparison result by the comparing means 24 is comprehensively judged by the defect detecting means 25 to detect a pattern defect. The inspection method performed by such a device is called a chip comparison method.
【０００４】また、図５の検査装置においては、フォト
マスク２０のパターンを投影レンズ２１を介し撮像セン
サ２２で検出しフレームメモリ２３ａに記憶する。そし
て、磁気テープ装置２６で入力されたパターン設計デー
タを他のフレームメモリ２３ｃ上にパターン展開し、比
較手段２４において両方のフレームメモリ２３ａ，２３
ｃからのデータを比較し欠陥検出手段２５により総合的
に欠陥判定を行なうものである。このような装置による
比較方式はデータ比較方式と称される。In the inspection apparatus shown in FIG. 5, the pattern of the photomask 20 is detected by the image sensor 22 through the projection lens 21 and stored in the frame memory 23a. Then, the pattern design data inputted by the magnetic tape device 26 is developed into a pattern on another frame memory 23c, and the comparing means
The defect detection means 25 comprehensively performs defect determination by comparing the data from c. A comparison method using such a device is called a data comparison method.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記いずれ
の検査装置においても、フォトマスクを透過照明しこれ
を光学顕微鏡によって拡大してパターンの拡大像を得、
この拡大像を用いて検査を行なっているため、透明なパ
ターン部分の欠陥検査は困難であるかあるいは不可能で
あった。特に、位相シフトフォトマスクのマスク透過部
に形成されたシフタ層の欠陥、あるいはマスクに付着し
た透明または半透明の異物などの検知は非常に困難であ
るかあるいは不可能であった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in any of the above-mentioned inspection apparatuses, a photomask is transmitted through illumination and enlarged using an optical microscope to obtain an enlarged image of a pattern.
Since the inspection is performed using this enlarged image, it has been difficult or impossible to inspect the transparent pattern portion for defects. In particular, it has been extremely difficult or impossible to detect defects in the shifter layer formed in the mask transmission portion of a phase shift photomask, or transparent or translucent foreign matter adhering to the mask.
【０００６】本発明の目的は、前述の従来例の装置にお
ける問題点に鑑み、従来の検査装置でも検出が可能であ
った欠陥、異物に加えてこれらの従来の装置では検出が
不可能であった位相シフタ部の欠陥、透明または半透明
の異物などの検出をも可能とし、フォトマスクのより適
確な検査が行なわれるようにすることにある。[0006] In view of the above-mentioned problems with conventional inspection devices, an object of the present invention is to detect defects and foreign substances that can be detected with conventional inspection devices, as well as defects and foreign substances that cannot be detected with these conventional inspection devices. It is also possible to detect defects in the phase shifter portion, transparent or semi-transparent foreign matter, etc., and to enable more accurate inspection of photomasks.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明によれば、フォトマスクの新規な検査方法が提
供され、該方法は、フォトマスクを透過照明し、該フォ
トマスク上のパターンを拡大結像したパターン画像であ
って、フォーカスの合った第１の画像、焦点深度の数倍
の範囲内で前ピン方向にわずかにデフォーカスした第２
の画像、および焦点深度の数倍の範囲内で後ピン方向に
わずかにデフォーカスした第３の画像を検出し、かつ前
記第１、第２、および第３の画像を合わせ用いて前記フ
ォトマスクの検査を行なうことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, according to the present invention, a novel method for inspecting a photomask is provided. The first image is in focus, and the second image is slightly defocused in the front focus direction within several times the depth of focus.
, and a third image that is slightly defocused in the back focus direction within a range several times the depth of focus, and the first, second, and third images are combined and used to detect the photomask. It is characterized by carrying out the following tests.
【０００８】また、上記検査方法において、焦点深度の
数倍の範囲内で前ピン方向にわずかにデフォーカスした
画像および後ピン方向にわずかにデフォーカスした画像
の２つのデフォーカス画像のみを合わせ用いてフォトマ
スクの検査を行なうことも可能である。Furthermore, in the above inspection method, only two defocused images, an image slightly defocused in the front focus direction and an image slightly defocused in the back focus direction, within a range several times the depth of focus are used. It is also possible to inspect the photomask.
【０００９】また、上記フォトマスクの検査方法におい
て、前記第１、第２、および第３の画像の各々の検査結
果を論理和的に合成することにより前記フォトマスクの
検査を行なうともできる。Furthermore, in the photomask inspection method described above, the photomask may be inspected by logically combining the inspection results of the first, second, and third images.
【００１０】あるいは、前記第１、第２、および第３の
画像を合成した後前記フォトマスクの検査を行なうこと
もできる。Alternatively, the photomask may be inspected after the first, second, and third images are combined.
【００１１】さらに、本発明によれば、フォトマスクの
新規な検査装置が提供され、該装置は、フォトマスクを
支持する手段と、該手段により支持されたフォトマスク
を透過照明する手段と、該フォトマスク上のパターンを
拡大結像する手段と、前記フォトマスクの拡大結像され
たパターン画像であってフォーカスの合った第１の画像
、焦点深度の数倍の範囲内で前ピン方向にわずかにデフ
ォーカスした第２の画像、および焦点深度の数倍の範囲
内で後ピン方向にわずかにデフォーカスした第３の画像
を得る手段と、前記第１、第２、および第３の画像を合
わせ用いてフォトマスクの検査を行なう手段とを具備す
ることを特徴とする。Further, according to the present invention, a novel photomask inspection device is provided, which includes means for supporting a photomask, means for transmitting illumination of the photomask supported by the means, and a device for inspecting a photomask. means for enlarging and imaging a pattern on a photomask; a first image of the enlarged pattern image of the photomask that is in focus; means for obtaining a second image defocused in the direction of focus, and a third image slightly defocused in the back focus direction within a range several times the depth of focus; The present invention is characterized by comprising a means for inspecting a photomask by using the same.
【００１２】また、上記フォトマスクの検査装置におい
て、前記フォトマスクの拡大結像されたパターン画像で
あって、焦点深度の数倍の範囲内で前ピン方向にわずか
にデフォーカスした画像および後ピン方向にわずかにデ
フォーカスした画像の２つのデフォーカス画像のみを用
いてフォトマスクの検査を行なうように構成することも
できる。[0012] Furthermore, in the above photomask inspection apparatus, an enlarged pattern image of the photomask, which is slightly defocused in the front focus direction within a range several times the depth of focus, and a back focus image. It is also possible to configure the photomask to be inspected using only two defocused images that are slightly defocused in the direction.
【００１３】[0013]
【作用】上記構成において、フォトマスクを透過照明し
該フォトマスク上のパターンを光学顕微鏡などで拡大す
ると、フォーカスの合った第１の画像はフォトマスクの
クロム（Ｃｒ）などによるパターンの欠陥に加えて、位
相シフト層のエッジ欠陥、コーナー欠陥、大きなピンホ
ール欠陥、大きなピンスポット欠陥などに対応する。ま
た、フォトマスク上のパターンをデフォーカスしたパタ
ーン画像には、位相シフト層のような透明膜部分の微小
なピンホール欠陥と微小なピンスポット欠陥を含んでい
る。従って、フォーカスの合った第１の画像、前ピン方
向にわずかにデフォーカスした第２の画像、後ピン方向
にわずかにデフォーカスした第３の画像の３つを用いて
欠陥検出を行なうことにより、すべての欠陥が検出でき
ることになる。なお、前ピンおよび後ピンの２つのデフ
ォーカス像を用いるのは、透明膜中のピンホール欠陥お
よびピンスポット欠陥をそれぞれ検出するためである。[Operation] In the above configuration, when the photomask is transmitted through illumination and the pattern on the photomask is magnified with an optical microscope, the first image in focus is not affected by defects in the pattern due to chromium (Cr) or the like on the photomask. This method can deal with edge defects, corner defects, large pinhole defects, large pin spot defects, etc. in the phase shift layer. Furthermore, a pattern image obtained by defocusing a pattern on a photomask includes minute pinhole defects and minute pin spot defects in a transparent film portion such as a phase shift layer. Therefore, by performing defect detection using three images: a first image that is in focus, a second image that is slightly defocused in the front focus direction, and a third image that is slightly defocused in the back focus direction. , all defects can be detected. Note that the reason why the two defocused images of the front focus and the back focus are used is to detect pinhole defects and pin spot defects in the transparent film, respectively.
【００１４】また、デフォーカス量がわずかであるので
デフォーカス画像からクロム（Ｃｒ）などのパターン欠
陥、位相シフト層の大きな欠陥を検出することも可能で
ある。従って２つのデフォーカス画像のみを用いて検査
を行なうことも可能であり、この場合もピンホール欠陥
およびピンスポット欠陥などの内微小なものおよび異物
を含めフォトマスクの欠陥、異物を適確に検出すること
ができる。Furthermore, since the amount of defocus is small, it is also possible to detect pattern defects such as chromium (Cr) and large defects in the phase shift layer from the defocused image. Therefore, it is possible to perform inspection using only two defocused images, and even in this case, it is possible to accurately detect photomask defects and foreign objects, including minute defects such as pinhole defects and pin spot defects, and foreign objects. can do.
【００１５】前記第１、第２、第３の画像により、ある
いは前記第２および第３の画像によりフォトマスクの検
査を行なう場合には、各画像ごとに検査を行ない、この
検査結果を論理和的に合成することにより、すべての欠
陥が検出できる。また、各画像を合成した後検査を行な
うことも可能である。[0015] When inspecting a photomask using the first, second, and third images, or the second and third images, the inspection is performed for each image, and the inspection results are logically summed. All defects can be detected by synthetically combining the two. It is also possible to perform an inspection after combining each image.
【００１６】[0016]
【実施例】本発明の実施例につき説明するに先立ち、本
発明の原理につき若干の説明を行なう。透過照明された
フォトマスクを光学顕微鏡で観察すると、該フォトマス
クのクロムなどによるパターンは濃淡情報として観察で
きる。これに対し、位相シフトフォトマスクの位相シフ
ト層のような透明膜は透過率が１に近いから、そのパタ
ーンを濃淡画像として観察することはできないが、透明
膜パターンのエッジ部分が暗線となって観察されること
が知られている。これはエッジ部で照明光が反射、散乱
されること、および透明膜を透過した光と透明膜のない
ところを通った光がエッジ部で回折して互いに干渉しあ
ことによるものである。エッジ部の形状がシャープでな
い時は前者の反射、散乱が支配的であり、エッジ部の形
状がシャープになると後者の回折による干渉が支配的と
なる。[Embodiments] Before describing embodiments of the present invention, some explanations will be given regarding the principles of the present invention. When a transilluminated photomask is observed with an optical microscope, the pattern of chromium or the like on the photomask can be observed as shading information. On the other hand, a transparent film such as the phase shift layer of a phase shift photomask has a transmittance close to 1, so the pattern cannot be observed as a grayscale image, but the edges of the transparent film pattern become dark lines. known to be observed. This is because the illumination light is reflected and scattered at the edge, and the light that has passed through the transparent film and the light that has passed through the area without the transparent film are diffracted at the edge and interfere with each other. When the shape of the edge portion is not sharp, the former reflection and scattering are dominant, and when the shape of the edge portion is sharp, the latter interference due to diffraction becomes dominant.
【００１７】後者のエッジ部がシャープな場合における
暗線のコントラストをよくするには、光の干渉性をよく
すればよい。すなわち、透明膜の位相差が１８０度にな
るように照明光の波長を選択することと、照明系のコヒ
ーレンスファクタすなわちシグマ（σ）を小さくするこ
とが重要である。但し、シグマ（σ）を小さくしすぎる
とパターンエッジ部でリンギングが目立ってくるため、
最適値はσ＝０．４近辺と考えられる。In order to improve the contrast of the dark line in the latter case where the edge portion is sharp, it is necessary to improve the light coherence. That is, it is important to select the wavelength of the illumination light so that the phase difference of the transparent film is 180 degrees, and to reduce the coherence factor, that is, sigma (σ) of the illumination system. However, if sigma (σ) is made too small, ringing will become noticeable at the pattern edges.
The optimum value is considered to be around σ=0.4.
【００１８】このような原理により、透明膜に開いたピ
ンホール欠陥、透明膜のないところに形成されたピンス
ポット欠陥も大きさが十分にあれば、透過照明による光
学顕微鏡でも輪郭が暗線として観察される。しかしなが
ら、これらの欠陥部の大きさが小さくなるにつれて、輪
郭部のエッジがシャープでなくなり急激に見えなくなっ
てしまう。Based on this principle, if a pinhole defect in a transparent film or a pinspot defect formed in an area where there is no transparent film is large enough, its outline can be observed as a dark line even with an optical microscope using transmitted illumination. be done. However, as the size of these defects decreases, the edges of the contours become less sharp and suddenly disappear.
【００１９】このようなエッジ部分がだれ、厚みが連続
的に変化しているような透明物体を観察するには位相差
を強調する方法が適している。位相差顕微鏡を使用して
この厚み変化を見ることも可能である。しかしながら、
本発明においては、自動検査に適したより簡単な方法と
して画像のデフォーカス、すなわちピントずらしを使用
する。[0019] A method that emphasizes the phase difference is suitable for observing such transparent objects whose edges are drooped and whose thickness changes continuously. It is also possible to observe this thickness change using a phase contrast microscope. however,
In the present invention, image defocus, ie, out-of-focus, is used as a simpler method suitable for automatic inspection.
【００２０】例えば図１の（ａ）に示すような位相シフ
トフォトマスクにおいて、透明膜パターン部１ａにピン
ホール欠陥１ｂが存在し、透明膜のない領域に透明なピ
ンスポット欠陥１ｃが存在するものとする。For example, in a phase shift photomask as shown in FIG. 1(a), a pinhole defect 1b exists in a transparent film pattern portion 1a, and a transparent pin spot defect 1c exists in an area where there is no transparent film. shall be.
【００２１】また、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）にお
けるＡ−Ａ′線に沿った断面図であり、この断面図から
明らかなように、ピンホール欠陥１ｂおよびピンスポッ
ト欠陥１ｃの内、大きな欠陥部分では輪郭エッジ部分の
段差が十分にありかつシャープになっている。これに対
し、小さなピンホール欠陥および小さなピンスポット欠
陥では輪郭エッジの段差が十分大きくなく、かつシャー
プではない。FIG. 1(b) is a cross-sectional view taken along the line A-A' in FIG. 1(a), and as is clear from this cross-sectional view, the pinhole defect 1b and the pin spot defect are In the large defect part of 1c, the step of the contour edge part is sufficiently sharp and sharp. On the other hand, in small pinhole defects and small pin spot defects, the step of the contour edge is not sufficiently large and not sharp.
【００２２】このようなフォトマスクを透過照明して光
学顕微鏡で拡大観察すると、図１の（ｃ）に示すように
フォーカスが合った状態、すなわちベストフォーカス状
態では、透明膜パターン１ａのエッジ部分、ピンホール
欠陥１ｂの内大きなもののエッジ部分、およびピンスポ
ット欠陥１ｃの内大きなもののエッジ部分のみが暗線と
なって観察される。When such a photomask is viewed under magnification using an optical microscope with transmitted illumination, as shown in FIG. Only the edge portions of the larger pinhole defects 1b and the edge portions of the larger pin spot defects 1c are observed as dark lines.
【００２３】これに対し、顕微鏡のフォーカスを焦点深
度の数倍の範囲内程度で、最善の位置からわずかにずら
すことによって、シフタ層エッジ部などの暗線にはほと
んど変化を起こすことなく、ベストフォーカス状態では
見えなかった微小なピンホール欠陥およびピンスポット
欠陥のエッジ部分が暗点あるいは輝点として観察可能に
なる。これは、デフォーカスによって、透明物体の厚み
の変化による位相差を干渉させて強調させることが可能
になり、暗点または輝点として可視化されるためである
。これは、一種の疑似解像であるとも考えられる。勿論
、デフォーカスの方向、すなわち前ピンか後ピンかによ
って、微小なピンホール欠陥が暗点となるか、微小なピ
ンスポットが暗点となるかが交代する。輝点となるかあ
るいは暗点となるかも同様にデフォーカス方向で変わる
。これらの状態は、図１の（ｃ）に示されている。On the other hand, by slightly shifting the focus of the microscope from the best position within a range several times the depth of focus, the best focus can be achieved with almost no change in dark lines such as the edges of the shifter layer. The edge portions of minute pinhole defects and pinspot defects, which were not visible in the conventional state, become observable as dark or bright spots. This is because defocusing makes it possible to interfere with and emphasize phase differences due to changes in the thickness of a transparent object, which are visualized as dark spots or bright spots. This is also considered to be a kind of pseudo resolution. Of course, depending on the direction of defocus, that is, front focus or back focus, whether a minute pinhole defect becomes a dark spot or a minute pin spot becomes a dark spot changes. Whether it becomes a bright spot or a dark spot similarly changes depending on the defocus direction. These states are shown in FIG. 1(c).
【００２４】本発明では、このような現象を位相シトフ
ト層の欠陥検出に応用する。すなわち、ベストフォーカ
ス像、デフォーカス像（前ピン）、デフォーカス像（後
ピン）の３つの像、あるいは２つのデフォーカス像のみ
を用いて欠陥検出を行なうことによりすべての欠陥の検
出が可能になる。この場合、ベストフォーカス像でフォ
トマスクの通常のクロムパターンの欠陥の他に、位相シ
フト層のエッジ欠陥、コーナー欠陥、大きなピンホール
欠陥、大きなピンスポット欠陥が検出でき、また２つの
デフォーカス像から位相シフト層の微小なピンホール欠
陥と微小なピンスポット欠陥が検出できる。In the present invention, such a phenomenon is applied to detecting defects in a phase shifted layer. In other words, all defects can be detected by performing defect detection using three images: the best focus image, the defocus image (front focus), and the defocus image (rear focus), or only two defocus images. Become. In this case, in addition to defects in the normal chrome pattern of the photomask, edge defects, corner defects, large pinhole defects, and large pin spot defects in the phase shift layer can be detected in the best focus image, and from the two defocus images, Minute pinhole defects and minute pin spot defects in the phase shift layer can be detected.
【００２５】図２は、本発明の第１の実施例に係わるフ
ォトマスクの検査装置を示す。同図の装置は、ＸＹステ
ージ上の支持台１４上に載置されたフォトマスク１を透
過照明する透過照明系２と、結像レンズ３と、撮像カメ
ラ４−１，４−２，４−３と、フレームメモリ５−１，
５−２，５−３と、画像比較手段６−１，６−２，６−
３と、パターン設計データを入力する磁気テープ装置７
−１，７−２と、設計パターンを展開するフレームメモ
リ８−１，８−２と、輪郭抽出手段９と、画像合成手段
１０と、欠陥判定手段１１などによって構成される。FIG. 2 shows a photomask inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. The apparatus shown in the figure includes a transmission illumination system 2 for transmitting illumination of a photomask 1 placed on a support base 14 on an XY stage, an imaging lens 3, and imaging cameras 4-1, 4-2, 4-. 3 and frame memory 5-1,
5-2, 5-3, and image comparison means 6-1, 6-2, 6-
3, and a magnetic tape device 7 for inputting pattern design data.
-1 and 7-2, frame memories 8-1 and 8-2 for developing design patterns, contour extraction means 9, image composition means 10, defect determination means 11, and the like.
【００２６】撮像カメラ４−１には結像レンズ３により
フォトマスク１の拡大パターン像がベストフォーカス状
態に投影され、撮像カメラ４−２には若干前ピン方向に
デフォーカスして投影され、撮像カメラ４−３には若干
後ピン方向にデフォーカスして投影されるよう構成され
ている。フレームメモリ５−１，５−２，５−３はそれ
ぞれ撮像カメラ４−１，４−２，４−３からの画像信号
データを一時記憶するものである。各比較手段６−１，
６−２，６−３はそれぞれ前記図４に示される周知の検
査装置における比較手段２４と同様のものが使用される
。輪郭抽出手段９も周知のものであり、画像合成手段１
０は、例えばフレームメモリ８−１からのデータ信号と
輪郭抽出手段９からのデータ信号とのＯＲ（論理和）を
行なうものでよい。An enlarged pattern image of the photomask 1 is projected onto the imaging camera 4-1 in the best focus state by the imaging lens 3, and projected onto the imaging camera 4-2 with a slight defocus toward the front focus. The image is projected onto the camera 4-3 with a slight defocus toward the rear focus. Frame memories 5-1, 5-2, and 5-3 temporarily store image signal data from imaging cameras 4-1, 4-2, and 4-3, respectively. Each comparison means 6-1,
6-2 and 6-3 are the same as the comparison means 24 in the well-known inspection apparatus shown in FIG. 4, respectively. The contour extraction means 9 is also well known, and the image composition means 1
0 may be one that performs an OR (logical sum) of the data signal from the frame memory 8-1 and the data signal from the contour extraction means 9, for example.
【００２７】図２の検査装置においては、透過照明系２
によって透過照明されたフォトマスク１の拡大画像がそ
れぞれ撮像カメラ４−１，４−２，４−３によりベスト
フォーカス、前ピン、後ピン状態で検出され各フレーム
メモリ５−１，５−２，５−３を経て画像比較手段６−
１，６−２，６−３に入力される。In the inspection apparatus shown in FIG. 2, the transmitted illumination system 2
Enlarged images of the photomask 1 that have been transmitted and illuminated are detected by the imaging cameras 4-1, 4-2, and 4-3 in the best focus, front focus, and rear focus states, respectively, and are stored in the respective frame memories 5-1, 5-2, and 4-3. Image comparison means 6- after 5-3
1, 6-2, and 6-3.
【００２８】一方、磁気テープ装置７−１からクロムパ
ターン部の設計データがかつ磁気テープ装置７−２から
は位相シフト層部の設計データがそれぞれ入力され各フ
レームメモリ８−１および８−２上にパターン展開され
る。フレームメモリ８−２から出力された位相シフト層
部のパターンデータは輪郭抽出手段でエッジを表す線画
に変換され、画像合成手段１０において前記フレームメ
モリ８−１からのクロムパターン部のデータと合成され
る。これにより、パターン設計データの参照画像に対応
する画像データが作られる。On the other hand, the design data for the chrome pattern portion is input from the magnetic tape device 7-1, and the design data for the phase shift layer portion is input from the magnetic tape device 7-2, and are stored on each frame memory 8-1 and 8-2. The pattern is developed. The pattern data of the phase shift layer portion outputted from the frame memory 8-2 is converted into a line drawing representing an edge by the contour extraction means, and is combined with the data of the chrome pattern portion from the frame memory 8-1 in the image composition means 10. Ru. As a result, image data corresponding to the reference image of the pattern design data is created.
【００２９】このようにして生成された参照画像のデー
タは前記各比較手段６−１，６−２，６−３においてそ
れぞれ各フレーメモリ５−１，５−２，５−３からの画
像データと比較され、各フォーカス状態での欠陥検出が
行なわれる。そして。各比較手段６−１，６−２，６−
３の比較結果は欠陥判定手段１１に入力され総合的にパ
ターン欠陥の判定が行なわれる。The data of the reference image generated in this way is used in each of the comparison means 6-1, 6-2, 6-3 as image data from each frame memory 5-1, 5-2, 5-3, respectively. Defects are detected in each focus state. and. Each comparison means 6-1, 6-2, 6-
The comparison results of No. 3 are input to the defect determining means 11, and pattern defects are comprehensively determined.
【００３０】なお、図２の装置は、いわゆるデータ比較
方式として構成されているが、パターン設計データで作
られた参照画像を隣接ダイ（チップ）からの画像に置き
換えることによりチップ比較方式の検査装置として実施
することも可能である。The apparatus shown in FIG. 2 is constructed as a so-called data comparison method, but by replacing the reference image created from pattern design data with an image from an adjacent die (chip), it can be used as a chip comparison method inspection apparatus. It is also possible to implement it as
【００３１】図３は、本発明の第２の実施例に係わるフ
ォトマスクの検査装置を示す。図３の装置においては、
３台の撮像カメラ４−１，４−２，４−３からの画像を
フレームメモリ５−１，５−２，５−３に入力するまで
の部分は図２のものと同じである。また、各磁気テープ
装置７−１，７−２からのクロムパターン部および位相
シフト層部の設計データを合成して画像合成手段１０に
より参照画像のパターン設計データを得る部分も図２の
ものと同じである。FIG. 3 shows a photomask inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the device of FIG.
The portion up to inputting the images from the three imaging cameras 4-1, 4-2, and 4-3 into the frame memories 5-1, 5-2, and 5-3 is the same as that in FIG. 2. Further, the part in which the design data of the chrome pattern part and the phase shift layer part from each magnetic tape device 7-1, 7-2 is synthesized and the pattern design data of the reference image is obtained by the image synthesis means 10 is also the same as that in FIG. It's the same.
【００３２】図２のものと異なるところは、各フレーム
メモリ５−２，５−３の出力をそれぞれ孤立点抽出手段
１２−１，１２−２に入力し、デフォーカスされた画像
から暗点部分を抽出し、画像合成手段１３でフレームメ
モリ５−１からのベストフォーカスの画像と合成する。
この合成は、ベストフォーカス画像のパターン部とデフ
ォーカス画像の暗点部のＯＲを取るものでよい。このよ
うにして合成された画像データは画像比較手段６で前記
画像合成手段１０からの参照画像の設計データと比較さ
れ、かつその比較結果が欠陥判定手段１１に入力されて
総合的に欠陥が検出される。この実施例によれば、画像
比較手段６が１系統のみとなり、装置構成を簡略化する
ことができる。The difference from the one in FIG. 2 is that the outputs of the frame memories 5-2 and 5-3 are input to isolated point extraction means 12-1 and 12-2, respectively, and dark point portions are extracted from the defocused image. is extracted and combined with the best focus image from the frame memory 5-1 by the image combining means 13. This synthesis may be performed by ORing the pattern portion of the best focus image and the dark spot portion of the defocused image. The image data synthesized in this way is compared with the design data of the reference image from the image synthesizing means 10 by the image comparing means 6, and the comparison result is input to the defect determining means 11 to comprehensively detect defects. be done. According to this embodiment, there is only one system of image comparison means 6, and the apparatus configuration can be simplified.
【００３３】なお、この第２の実施例においても、デー
タ比較方式で検査を行なうよう構成されているが、パタ
ーン設計データで付けられた参照画像データを、隣接ダ
イ（チップ）からの画像データに置き換えることにより
、チップ比較方式の検査装置として実施できることは明
らかである。Note that this second embodiment is also configured to perform inspection using the data comparison method, but the reference image data attached to the pattern design data is compared to the image data from the adjacent die (chip). It is clear that by replacing it, it can be implemented as a chip comparison type inspection device.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来の
検査装置で検出可能であった欠陥、異物は勿論、従来の
検査装置では検出が不可能かあるいは困難であった位相
シフトフォトマスクの透過部に設けられたシフタ層の欠
陥、透明および半透明の異物などについても正確に検出
することが可能となる。これにより、さらに高密度の集
積回路装置に使用される位相シフトレチクルの欠陥およ
び異物も適確に検査することが可能となり、より高集積
度かつより高品質の半導体装置の製造が可能となる。As described above, according to the present invention, not only defects and foreign objects that can be detected with conventional inspection equipment, but also phase shift photodetectors that are impossible or difficult to detect with conventional inspection equipment can be detected. It is also possible to accurately detect defects in the shifter layer provided in the transparent portion of the mask, transparent and semi-transparent foreign matter, and the like. This makes it possible to accurately inspect defects and foreign substances in phase shift reticles used in higher-density integrated circuit devices, making it possible to manufacture semiconductor devices with higher integration and higher quality.
【図１】位相シフト層のような透明膜を透過照明し、顕
微鏡で観察した場合の像の明暗の強度を示す説明図であ
り、同図（ａ）は透明膜を上から見た平面図、同図（ｂ
）はＡ−Ａ′線に沿った断面図、同図（ｃ）はＡ−Ａ′
線における透過光強度を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the intensity of the brightness and darkness of an image when a transparent film such as a phase shift layer is transparently illuminated and observed with a microscope, and FIG. 1 (a) is a plan view of the transparent film viewed from above. , the same figure (b
) is a cross-sectional view taken along line A-A', and (c) is a cross-sectional view taken along line A-A'.
It is an explanatory view showing transmitted light intensity in a line.
【図２】本発明の第１の実施例に係わるフォトマスクの
検査装置の概略の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a photomask inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２の実施例に係わるフォトマスクの
検査装置の概略の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a photomask inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図４】従来のチップ比較方式の欠陥検査装置の概略の
構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional chip comparison type defect inspection apparatus.
【図５】従来のデータ比較方式の欠陥検査装置の概略の
構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a general configuration of a conventional data comparison type defect inspection apparatus.
１ フォトマスク
２ 透過照明系
３ 結像レンズ
４−１，４−２，４−３ 撮像カメラ５−１，５−２
，５−３ フレームメモリ６，６−１，６−２，６−
３ 画像比較手段７−１，７−２ 磁気テープ装置
８−１，８−２ 設計データ用フレームメモリ９
輪郭抽出手段
１０ 画像合成手段
１１ 欠陥判定手段
１２−１，１２−２ 孤立点抽出手段１３ 画像合
成手段
１４ ＸＹステージ上フォトマスク支持台１ａ 透
明膜パターン
１ｂ ピンホール欠陥
１ｃ ピンスポット欠陥1 Photomask 2 Transmitted illumination system 3 Imaging lens 4-1, 4-2, 4-3 Imaging camera 5-1, 5-2
,5-3 Frame memory 6,6-1,6-2,6-
3 Image comparison means 7-1, 7-2 Magnetic tape device 8-1, 8-2 Frame memory 9 for design data
Contour extraction means 10 Image composition means 11 Defect determination means 12-1, 12-2 Isolated point extraction means 13 Image composition means 14 Photomask support on XY stage 1a Transparent film pattern 1b Pinhole defect 1c Pin spot defect
Claims (5)
マスク上のパターンを拡大結像したパターン画像であっ
て、フォーカスの合った第１の画像、焦点深度の数倍の
範囲内で前ピン方向にわずかにデフォーカスした第２の
画像、および焦点深度の数倍の範囲内で後ピン方向にわ
ずかにデフォーカスした第３の画像を検出し、かつ前記
第１、第２、および第３の画像を合せ用いて前記フォト
マスクの検査を行なうことを特徴とするフォトマスクの
検査方法。1. A pattern image obtained by transmitting illumination of a photomask and enlarging the pattern on the photomask, the first image being in focus, in the front focus direction within a range several times the depth of focus. A second image that is slightly defocused in the direction of focus, and a third image that is slightly defocused in the back focus direction within a range several times the depth of focus are detected, and the first, second, and third images are detected. A method for inspecting a photomask, characterized in that the photomask is inspected using a combination of images.
マスク上のパターンを拡大結像したパターン画像であっ
て、焦点深度の数倍の範囲内で前ピン方向にわずかにデ
フォーカスした画像、および焦点深度の数倍の範囲内で
後ピン方向にわずかにデフォーカスした画像を検出し、
かつ前記２つのデフォーカス画像を合せ用いて前記フォ
トマスクの検査を行なうことを特徴とするフォトマスク
の検査方法。2. A pattern image obtained by transmitting illumination of a photomask and enlarging the pattern on the photomask, the image being slightly defocused in the front focus direction within a range several times the depth of focus, and Detects images that are slightly defocused in the back focus direction within a range several times the depth of focus,
and a method for inspecting a photomask, characterized in that the photomask is inspected using a combination of the two defocused images.
各々の検査結果を論理和的に合成することにより前記フ
ォトマスクの検査を行なうことを特徴とする請求項１に
記載のフォトマスクの検査方法。3. The photomask according to claim 1, wherein the photomask is inspected by logically combining the inspection results of the first, second, and third images. How to inspect masks.
段により支持されたフォトマスクを透過照明する手段と
、該フォトマスク上のパターンを拡大結像する手段と、
前記フォトマスクの拡大結像されたパターン画像であっ
て、フォーカスの合った第１の画像、焦点深度の数倍の
範囲内で前ピン方向にわずかにデフォーカスした第２の
画像、および焦点深度の数倍の範囲内で後ピン方向にわ
ずかにデフォーカスした第３の画像を得る手段と、前記
第１、第２、および第３の画像を合せ用いてフォトマス
クの検査を行なう手段と、を具備することを特徴とする
フォトマスクの検査装置。4. Means for supporting a photomask, means for transmitting illumination of the photomask supported by the means, and means for enlarging and imaging a pattern on the photomask.
A first image in focus, a second image slightly defocused in the front focus direction within a range several times the depth of focus, and a depth of focus, which are enlarged pattern images of the photomask. means for obtaining a third image slightly defocused in the rear focus direction within a range several times as large as , and means for inspecting a photomask using the first, second, and third images in combination; A photomask inspection device comprising:
段により支持されたフォトマスクを透過照明する手段と
、該フォトマスク上のパターンを拡大結像する手段と、
前記フォトマスクの拡大結像されたパターン画像であっ
て、焦点深度の数倍の範囲内で前ピン方向にわずかにデ
フォーカスした画像、および焦点深度の数倍の範囲内で
後ピン方向にわずかにデフォーカスした画像を得る手段
と、前記２つのデフォーカス画像を合せ用いてフォトマ
スクの検査を行なう手段と、を具備することを特徴とす
るフォトマスクの検査装置。5. means for supporting a photomask; means for transmitting illumination of the photomask supported by the means; and means for enlarging and imaging a pattern on the photomask.
An enlarged pattern image of the photomask, which is slightly defocused in the front focus direction within a range of several times the depth of focus, and a slightly defocused image in the back focus direction within a range of several times the depth of focus. A photomask inspection apparatus comprising: means for obtaining a defocused image; and means for inspecting a photomask using a combination of the two defocused images.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3125356A JPH04328549A (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Method and device for inspecting photomask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3125356A JPH04328549A (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Method and device for inspecting photomask |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04328549A true JPH04328549A (en) | 1992-11-17 |
Family
ID=14908110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3125356A Pending JPH04328549A (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Method and device for inspecting photomask |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04328549A (en) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0611996A2 (en) * | 1993-02-17 | 1994-08-24 | Nec Corporation | Phase shift mask and its inspection method |
| US5786112A (en) * | 1995-06-19 | 1998-07-28 | Hitachi, Ltd. | Photomask manufacturing process and semiconductor integrated circuit device manufacturing process using the photomask |
| WO2001073411A1 (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-04 | Seiko Epson Corporation | Through hole inspecting method and device |
| WO2001084128A1 (en) * | 2000-04-27 | 2001-11-08 | Seiko Epson Corporation | Inspection method for foreign matters inside through hole |
| WO2001084127A1 (en) * | 2000-04-27 | 2001-11-08 | Seiko Epson Corporation | Method and device for detecting foreign matter in through hole |
| JP2002049143A (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Dainippon Printing Co Ltd | Defect inspection apparatus for phase shift mask |
| JP2005514670A (en) * | 2001-12-28 | 2005-05-19 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーション | A differential detector using defocus for improved phase defect sensitivity |
| JP2007155982A (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Phase object detecting device and phase object detecting method |
| JP2009092407A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Renesas Technology Corp | Mask blank inspection device and method, manufacturing method of reflective exposure mask, reflective exposure method, and manufacturing method of semiconductor integrated circuit |
| JP2012002676A (en) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Toshiba Corp | Mask defect checking device and mask defect checking method |
| JP2012531042A (en) * | 2009-06-19 | 2012-12-06 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーション | Inspection system and method for defect detection of extreme ultraviolet mask blanks |
| JP2013539866A (en) * | 2010-10-12 | 2013-10-28 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | Focus correction value contamination inspection |
| US8986913B2 (en) | 2012-03-15 | 2015-03-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for inspecting a mask substrate for defects, method of manufacturing a photomask, and method of manufacturing a semiconductor device |
| CN106292180A (en) * | 2015-06-26 | 2017-01-04 | 信越化学工业株式会社 | The defect detecting method of photo blanks, method for separating and preparation method |
| JP2020024224A (en) * | 2015-06-26 | 2020-02-13 | 信越化学工業株式会社 | Photomask blank defect inspection method, selection method and manufacturing method |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3125356A patent/JPH04328549A/en active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0611996A2 (en) * | 1993-02-17 | 1994-08-24 | Nec Corporation | Phase shift mask and its inspection method |
| EP0611996A3 (en) * | 1993-02-17 | 1997-03-05 | Nec Corp | Phase shift mask and its inspection method. |
| US5786112A (en) * | 1995-06-19 | 1998-07-28 | Hitachi, Ltd. | Photomask manufacturing process and semiconductor integrated circuit device manufacturing process using the photomask |
| WO2001073411A1 (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-04 | Seiko Epson Corporation | Through hole inspecting method and device |
| WO2001084128A1 (en) * | 2000-04-27 | 2001-11-08 | Seiko Epson Corporation | Inspection method for foreign matters inside through hole |
| WO2001084127A1 (en) * | 2000-04-27 | 2001-11-08 | Seiko Epson Corporation | Method and device for detecting foreign matter in through hole |
| JP2002049143A (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Dainippon Printing Co Ltd | Defect inspection apparatus for phase shift mask |
| JP4666919B2 (en) * | 2001-12-28 | 2011-04-06 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーション | A differential detector using defocus for improved phase defect sensitivity |
| JP2005514670A (en) * | 2001-12-28 | 2005-05-19 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーション | A differential detector using defocus for improved phase defect sensitivity |
| JP2007155982A (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Phase object detecting device and phase object detecting method |
| JP2009092407A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Renesas Technology Corp | Mask blank inspection device and method, manufacturing method of reflective exposure mask, reflective exposure method, and manufacturing method of semiconductor integrated circuit |
| JP2012531042A (en) * | 2009-06-19 | 2012-12-06 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーション | Inspection system and method for defect detection of extreme ultraviolet mask blanks |
| US8711346B2 (en) | 2009-06-19 | 2014-04-29 | Kla-Tencor Corporation | Inspection systems and methods for detecting defects on extreme ultraviolet mask blanks |
| KR101422256B1 (en) * | 2009-06-19 | 2014-07-22 | 케이엘에이-텐코어 코오포레이션 | Inspection systems and methods for detecting defects on extreme ultraviolet mask blanks |
| JP2016145989A (en) * | 2009-06-19 | 2016-08-12 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーションKla−Tencor Corporation | Inspection systems and methods for detecting defects on extreme ultraviolet mask blanks |
| JP2012002676A (en) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Toshiba Corp | Mask defect checking device and mask defect checking method |
| JP2013539866A (en) * | 2010-10-12 | 2013-10-28 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | Focus correction value contamination inspection |
| US8986913B2 (en) | 2012-03-15 | 2015-03-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for inspecting a mask substrate for defects, method of manufacturing a photomask, and method of manufacturing a semiconductor device |
| CN106292180A (en) * | 2015-06-26 | 2017-01-04 | 信越化学工业株式会社 | The defect detecting method of photo blanks, method for separating and preparation method |
| JP2020024224A (en) * | 2015-06-26 | 2020-02-13 | 信越化学工業株式会社 | Photomask blank defect inspection method, selection method and manufacturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7072502B2 (en) | Alternating phase-shift mask inspection method and apparatus | |
| TWI713088B (en) | Defect classification method, blank photomask screening method, and blank photomask manufacturing method | |
| US7046355B2 (en) | Dual stage defect region identification and defect detection method and apparatus | |
| US7133548B2 (en) | Method and apparatus for reticle inspection using aerial imaging | |
| US4758094A (en) | Process and apparatus for in-situ qualification of master patterns used in patterning systems | |
| TWI602013B (en) | Method and inspection system for inspecting mask to identify lithographically significant defects | |
| KR100914567B1 (en) | Method and apparatus f0r inspecting a pattern | |
| JPH04328549A (en) | Method and device for inspecting photomask | |
| TW201841220A (en) | Methods for defect inspection, sorting and manufacturing photomask blanks | |
| KR970003883B1 (en) | Monitoring method of pattern and apparatus thereof | |
| JPH04321047A (en) | Device and method for inspecting photomask | |
| JPH04328548A (en) | Method and device for inspecting photomask | |
| JP3053097B2 (en) | Photomask defect detection method and apparatus | |
| KR100273835B1 (en) | Method and apparatus for inspecting slight defects in a photomask pattern | |
| US20020036772A1 (en) | Defect inspection apparatus for phase shift mask | |
| JPH08254816A (en) | Pattern defect inspection method and device therefor | |
| JPH05119468A (en) | Mask inspecting device | |
| US6396944B1 (en) | Inspection method for Levenson PSM mask | |
| JPH0619119A (en) | Inspection method and inspection device for photomask | |
| JPH04318550A (en) | Defect inspecting device | |
| JPH08137092A (en) | Method and device for examining mask | |
| JP5344629B2 (en) | Inspection apparatus and inspection method | |
| JPH09203710A (en) | Inspecting method and device for micro-flaw in photo-mask pattern | |
| JP2005049663A (en) | Mask inspection apparatus and mask inspection method | |
| JPH04345163A (en) | Defect inspection device for photomask |