JPH10274840A - Defect inspection device for mask - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a defect by simple constitution without executing complicated image processing. SOLUTION: The identical places of two patterns 4a and 4b of a reticule 2 placed. on an XY stage 6 are irradiated with mutually parallel light beams 12 and 12 and the irradiating positions are two-dimensionally scanned. Then, the respective transmitted light thereof are simultaneously detected by photoelectric conversion elements 16a and 16b and difference between two signals thereof is obtained. In order to detect a foreign matter by the reflected light, one pattern 4b is irradiated with a laser beam 22 and the reticule 2 is two-dimensionally scanned. Besides, the reflected light 26 is made incident on an optical fiber bundle 28, guided to a photomultiplier 30 and detected. Then, the difference between the signals at the identical places of the reflected light data of two separately measured patterns is calculated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置製造プロ
セスで使用されるフォトマスクやレティクル等のマスク
上の異物やパターン欠落などの欠陥を検査する装置に関
するものである。特に、一透明基板に複数個の同一パタ
ーンが形成されたマスクの欠陥を検査する装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting a mask such as a photomask or a reticle used in a semiconductor device manufacturing process for defects such as foreign matter and missing patterns. In particular, the present invention relates to an apparatus for inspecting a mask having a plurality of identical patterns formed on one transparent substrate for defects.

【０００２】[0002]

【従来の技術】フォトマスクやレティクル等のマスク
は、透明ガラス基板上にクロム膜によりパターンを形成
したものである。マスクパターンに欠落部分があれば、
ウエハに塗布されたレジストに露光により転写されたと
きにパターンの欠陥として表われることは明らかである
が、パターン上に付着した異物があると、使用中にその
異物が移動してパターンのない領域に移動すれば、本来
パターンのない部分にパターンが転写されることになる
ので、異物もパターン欠陥として扱われる。2. Description of the Related Art A mask such as a photomask or a reticle has a pattern formed by a chromium film on a transparent glass substrate. If there is a missing part in the mask pattern,
Obviously, when the resist is transferred to the resist applied to the wafer by exposure, it appears as a pattern defect, but if there is foreign matter adhering to the pattern, the foreign matter moves during use and the area without the pattern In this case, the pattern is transferred to a portion where there is no original pattern, so that the foreign matter is also treated as a pattern defect.

【０００３】パターン欠陥の有無を光学的に検査するこ
とが行なわれているが、その検査の際、透過光のみを用
いた欠陥検査では、パターン上の異物は検出することが
できない。そのため、透過光と反射光の両方を用いて検
査することが行なわれている。[0003] Optical inspection is performed for the presence or absence of a pattern defect. However, at the time of inspection, a foreign matter on a pattern cannot be detected by a defect inspection using only transmitted light. Therefore, inspection is performed using both transmitted light and reflected light.

【０００４】光学的な欠陥検査装置の一つとして、透過
画像信号と反射画像信号の二次元ヒストグラムを利用し
て異物判定を行う方法が提案されている（特開平８−１
３７０９３号公報参照）。そこでは、予め欠陥のないマ
スクについて光学的に測定をして、その画像信号のデー
タを記憶しておき、被検査マスクのデータをその予め登
録した無欠陥マスクのデータと比較することにより異物
の有無を判定している。[0004] As one of the optical defect inspection apparatuses, there has been proposed a method of determining a foreign substance using a two-dimensional histogram of a transmitted image signal and a reflected image signal (Japanese Patent Laid-Open No. 8-1).
No. 37093). There, optical measurement is performed on a mask having no defect in advance, the data of the image signal is stored, and the data of the mask to be inspected is compared with the data of the non-defective mask registered in advance, thereby removing the foreign matter. The presence or absence has been determined.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】提案された引例の方法
では、二次元ヒストグラムを作成し、それを二値化する
という画像処理を行なっているので、構成が複雑にな
る。本発明は複雑な画像処理を行なわずに、簡単な構成
で欠陥を検出できるようにすることを目的とするもので
ある。In the method of the reference cited above, a two-dimensional histogram is created and the image processing of binarizing the histogram is performed, so that the configuration becomes complicated. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to make it possible to detect a defect with a simple configuration without performing complicated image processing.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の欠陥検査装置
は、半導体装置製造プロセスの露光に供されるマスクの
うちで、縮小投影露光装置のレチクルのように、一透明
基板に同一パタ−ンが複数個形成されたマスクの欠陥を
検査するものである。そして、本発明の欠陥検査装置
は、マスクに光照射し、その透過光を受光して、位置情
報と透過光強度信号とを透過光デ−タとして得る透過光
測定手段と、そのマスクに光照射し、その反射光を受光
して位置情報と反射光強度信号とを反射光デ−タとして
得る反射光測定手段と、透過光測定手段により得られた
透過光デ−タと反射光測定手段により得られた反射光デ
−タのそれぞれについて、同一基板の異なる位置に配置
された同一パタ−ン間で差分を求め、その差分値がしき
い値を超えた部分を欠陥と判定するデ−タ処理装置とを
備えている。According to the defect inspection apparatus of the present invention, a mask used for exposure in a semiconductor device manufacturing process has the same pattern on one transparent substrate as a reticle of a reduction projection exposure apparatus. Is to inspect a plurality of formed masks for defects. The defect inspection apparatus of the present invention irradiates the mask with light, receives the transmitted light, and obtains transmitted light measuring means for obtaining positional information and transmitted light intensity signal as transmitted light data. A reflected light measuring means for irradiating and receiving the reflected light to obtain positional information and a reflected light intensity signal as reflected light data; transmitted light data and reflected light measuring means obtained by the transmitted light measuring means; For each of the reflected light data obtained by the above, a difference is obtained between the same patterns arranged at different positions on the same substrate, and a portion where the difference value exceeds a threshold value is determined as a defect. Data processing device.

【０００７】[0007]

【実施例】図１は一実施例を表わす。（Ａ）は概略正面
図、（Ｂ）はその概略側面図である。被検査マスクであ
るレティクル２は、透明ガラス基板上にクロム膜で形成
された複数の同一パターン４ａ，４ｂを備えている。こ
の検査装置では、レティクル２はＸＹステージ６上に載
置される。FIG. 1 shows an embodiment. (A) is a schematic front view, (B) is a schematic side view. The reticle 2, which is a mask to be inspected, has a plurality of identical patterns 4a and 4b formed of a chrome film on a transparent glass substrate. In this inspection device, the reticle 2 is placed on an XY stage 6.

【０００８】ＸＹステージ６に載置されたレティクル２
の２つのパターン４ａ，４ｂの同一場所に透過光を照射
するために、互いに平行な光ビーム１２，１２を発生す
る光源装置１０と、光源装置１０からの光ビーム１２，
１２をそれぞれ２つのパターン４ａ，４ｂの同一位置に
照射するための透過レンズ１４ａ，１４ｂが設けられて
いる。レティクル２を透過した光ビームをそれぞれ検出
するために、光電変換素子１６ａ，１６ｂが光源装置１
０と反対側に設置されている。Reticle 2 placed on XY stage 6
In order to irradiate the same place of the two patterns 4a and 4b with transmitted light, a light source device 10 that generates light beams 12 and 12 parallel to each other, and a light beam 12 and
There are provided transmission lenses 14a and 14b for irradiating the same 12 at the same position of the two patterns 4a and 4b. In order to detect the light beams transmitted through the reticle 2, respectively, the photoelectric conversion elements 16a and 16b
It is installed on the side opposite to 0.

【０００９】光電変換素子１６ａと１６ｂには２つのパ
ターン４ａ，４ｂの同じ部分を透過してきた光ビームが
同時に入射して検出される。光電変換素子１６ａと１６
ｂの検出信号はデータ処理装置３２に導かれ、その２つ
の信号の差分が算出される。その差分が予め設定された
しきい値を越えた場合には２つのパターンのいずれかが
欠けていたり、クロム膜パターンのないはずのガラス基
板上に異物が存在することになる。Light beams transmitted through the same portion of the two patterns 4a and 4b are simultaneously incident on the photoelectric conversion elements 16a and 16b and detected. Photoelectric conversion elements 16a and 16
The detection signal b is guided to the data processing device 32, and the difference between the two signals is calculated. If the difference exceeds a preset threshold value, one of the two patterns is missing or a foreign substance is present on the glass substrate where no chromium film pattern should exist.

【００１０】一方、反射光によって異物を検出するため
に、光源としてレーザ装置２０が設けられ、レーザ装置
２０からのレーザビーム２２がミラー２４で反射されて
１つのパターン４ｂ上に照射される。２１はレーザ装置
２０の電源である。パターン４ｂからの正反射光及び散
乱光を含む反射光２６を検出するために、レチクル２に
よる正反射光を受光する位置に光ファイバーバンドル２
８が配置されている。レーザビーム２２はレティクル２
に対し斜め方向から入射するようにミラー２４が配置さ
れ、その反射光を受光する光ファイバーバンドル２８の
入射面はミラー２４と反対側に配置されている。光ファ
イバーバンドル２８の各光ファイバーの入射面は楕円面
上に配置され、レチクル２からの反射光を有効に受光で
きるようになっている。光ファイバーバンドル２８に入
射した反射光は光電子増倍管３０に導かれて検出され
る。On the other hand, a laser device 20 is provided as a light source for detecting foreign matter by reflected light, and a laser beam 22 from the laser device 20 is reflected by a mirror 24 and irradiated onto one pattern 4b. Reference numeral 21 denotes a power supply of the laser device 20. In order to detect the reflected light 26 including the specular reflection light and the scattered light from the pattern 4b, the optical fiber bundle 2 is located at a position where the specular reflection light from the reticle 2 is received.
8 are arranged. Laser beam 22 is reticle 2
The mirror 24 is arranged so as to be incident on the mirror 24 from an oblique direction, and the incident surface of the optical fiber bundle 28 for receiving the reflected light is arranged on the opposite side to the mirror 24. The incident surface of each optical fiber of the optical fiber bundle 28 is arranged on an elliptical surface so that the reflected light from the reticle 2 can be effectively received. The reflected light incident on the optical fiber bundle 28 is guided to the photomultiplier tube 30 and detected.

【００１１】光電子増倍管３０の検出信号はデータ処理
装置３２に導かれ、記憶装置に記憶される。その記憶装
置に記憶されたデータは、他のチップ用のパターンの反
射光を測定したときのデータと比較されて、その２つの
データの同一場所の信号の差分が算出される。その差分
が予め設定されたしきい値を越えた場合には２つのパタ
ーンのいずれかが欠けていたり、クロム膜パターン上や
ガラス基板上異物が存在することになる。The detection signal of the photomultiplier tube 30 is guided to a data processing device 32 and stored in a storage device. The data stored in the storage device is compared with the data obtained when measuring the reflected light of the pattern for another chip, and the difference between the two data at the same location is calculated. If the difference exceeds a preset threshold value, one of the two patterns is missing, or a foreign substance exists on the chromium film pattern or the glass substrate.

【００１２】次にこの実施例の動作について説明する。
透過光を受光するときは、レチクル２はＸＹステージ６
によって二次元的に走査され、２つのチップのためのパ
ターン４ａ，４ｂの領域全体にわたって両パターン４
ａ，４ｂ間の透過光強度の差分がデータ処理装置３２で
求められる。Next, the operation of this embodiment will be described.
When receiving transmitted light, the reticle 2 is moved to the XY stage 6
Are scanned two-dimensionally, and both patterns 4a and 4b for the two chips are
The difference in transmitted light intensity between a and 4b is obtained by the data processing device 32.

【００１３】ミラー２４が固定され、レーザビーム２２
がパターン４ｂの一点に入射している場合は、透過光強
度を検出する際のＸＹステージ６の走査により、透過光
の受光と同時に反射光についても１つのパターン４ｂの
領域が走査されて反射光信号も検出され、データ処理装
置３２の記憶装置に記憶される。The mirror 24 is fixed and the laser beam 22
Is incident on one point of the pattern 4b, by scanning the XY stage 6 when detecting the intensity of the transmitted light, the area of one pattern 4b is scanned for the reflected light simultaneously with the reception of the transmitted light and the reflected light. The signal is also detected and stored in the storage device of the data processing device 32.

【００１４】パターン４ｂの反射光測定が終了すると、
ＸＹステージ６により他のパターン４ａが反射光を測定
する位置に位置決めされ、ＸＹステージ６の走査により
パターン４ａの反射光測定が行なわれる。パターン４ａ
の反射光が測定される際、先に測定されて記憶されたパ
ターン４ｂの反射光データと比較され、同じ位置の信号
の差分がしきい値を越えたかどうかにより異物などの欠
陥の検出がなされる。When the measurement of the reflected light of the pattern 4b is completed,
The XY stage 6 positions another pattern 4a at a position for measuring the reflected light, and the scanning of the XY stage 6 measures the reflected light of the pattern 4a. Pattern 4a
When the reflected light is measured, it is compared with the previously measured and stored reflected light data of the pattern 4b, and a defect such as a foreign substance is detected based on whether or not a difference between signals at the same position exceeds a threshold value. You.

【００１５】図２（Ａ）はレティクル２上に２つのパタ
ーン４ａと４ｂが設けられている場合を図示したもので
あり、（Ｂ）はその正面断面図を表わしている。いま、
パターン４ｂのクロム膜パターン上に異物５が存在して
いる場合を模式的に示すと、その透過光による信号
（Ｃ）では両パターンの透過光信号の差分を求めても異
物５は検出されないが、反射光による信号（Ｄ）では異
物５によって反射光強度が減少するので、両パターンの
反射光信号の差分を求めることによって異物５を検出す
ることができる。FIG. 2A shows a case where two patterns 4a and 4b are provided on the reticle 2, and FIG. 2B shows a front sectional view thereof. Now
The case where the foreign matter 5 exists on the chromium film pattern of the pattern 4b is schematically shown. In the signal (C) based on the transmitted light, the foreign matter 5 is not detected even if the difference between the transmitted light signals of both patterns is obtained. In the signal (D) based on the reflected light, the intensity of the reflected light is reduced by the foreign matter 5, so that the foreign matter 5 can be detected by calculating the difference between the reflected light signals of the two patterns.

【００１６】図１の実施例では、透過光も反射光もとも
にＸＹステージ６による二次元の走査を行なうことによ
って測定しているが、反射光の測定の際には、ミラー２
４によってレーザビーム２２をＸ方向に走査し、ＸＹス
テージ６によりＹ方向にのみ移動させるようにすること
によって、二次元パターンの走査時間を短縮することが
できる。In the embodiment shown in FIG. 1, both transmitted light and reflected light are measured by performing two-dimensional scanning by the XY stage 6, but when measuring reflected light, the mirror 2 is used.
By scanning the laser beam 22 in the X direction by 4 and moving it only in the Y direction by the XY stage 6, the scanning time of the two-dimensional pattern can be reduced.

【００１７】[0017]

【発明の効果】本発明では、透過光測定手段により得ら
れた透過光デ−タと反射光測定手段により得られた反射
光デ−タのそれぞれについて、同一基板の異なる位置に
配置された同一パタ−ン間で差分を求め、その差分値が
しきい値を超えた部分を欠陥と判定するようにしたの
で、複雑な画像処理を行なわずに、簡単な構成で欠陥を
検出できるようになる。According to the present invention, the transmitted light data obtained by the transmitted light measuring means and the reflected light data obtained by the reflected light measuring means are the same and are disposed at different positions on the same substrate. Since a difference is obtained between patterns and a portion where the difference value exceeds a threshold value is determined as a defect, the defect can be detected with a simple configuration without performing complicated image processing. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】一実施例を表わす図であり、（Ａ）は概略正面
図、（Ｂ）は概略側面図である。FIGS. 1A and 1B are diagrams showing an embodiment, wherein FIG. 1A is a schematic front view and FIG. 1B is a schematic side view.

【図２】同実施例の動作を説明する図であり、（Ａ）は
レティクル上のパターンを示す概略平面図、（Ｂ）はそ
の概略正面断面図、（Ｃ）は透過光による検出信号、
（Ｄ）は反射光による検出信号出ある。FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the operation of the embodiment. FIG. 2A is a schematic plan view showing a pattern on a reticle, FIG. 2B is a schematic front sectional view thereof, FIG.
(D) is a detection signal output by reflected light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２ レティクル ４ａ，４ｂ レティクル上のパターン ５ パターン上の異物 ６ ＸＹステージ １０ 光源装置 １２ 透過測定用光ビーム １６ａ，１６ｂ 光電変換素子 ３２ データ処理装置 ２０ レーザ装置 ２２ 反射測定用レーザビーム ２４ ミラー 2 Reticle 4a, 4b Pattern on Reticle 5 Foreign Material on Pattern 6 XY Stage 10 Light Source Device 12 Light Beam for Transmission Measurement 16a, 16b Photoelectric Conversion Element 32 Data Processing Device 20 Laser Device 22 Laser Beam for Reflection Measurement 24 Mirror

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 半導体装置製造プロセスの露光に供され
るマスクで、同一パタ−ンが一透明基板に複数個形成さ
れたマスクの欠陥を検査する欠陥検査装置において、 前記マスクに光照射し、その透過光を受光して、位置情
報と透過光強度信号とを透過光デ−タとして得る透過光
測定手段と、 前記マスクに光照射し、その反射光を受光して位置情報
と反射光強度信号とを反射光デ−タとして得る反射光測
定手段と、 前記透過光測定手段により得られた透過光デ−タと前記
反射光測定手段により得られた反射光デ−タのそれぞれ
について、同一基板の異なる位置に配置された同一パタ
−ン間で差分を求め、その差分値がしきい値を超えた部
分を欠陥と判定するデ−タ処理装置と、を備えたことを
特徴とする欠陥検査装置。1. A defect inspection apparatus for inspecting a plurality of masks having the same pattern formed on one transparent substrate, the mask being used for exposure in a semiconductor device manufacturing process, and irradiating the mask with light. A transmitted light measuring means for receiving the transmitted light and obtaining positional information and a transmitted light intensity signal as transmitted light data; irradiating the mask with light; receiving the reflected light to receive the positional information and reflected light intensity; The same is applied to reflected light measuring means for obtaining a signal as reflected light data, transmitted light data obtained by the transmitted light measuring means, and reflected light data obtained by the reflected light measuring means. A data processing device for determining a difference between the same patterns arranged at different positions on the substrate and determining a portion where the difference value exceeds a threshold value as a defect. Inspection equipment.