JPS60261133A - 検査装置 - Google Patents
検査装置Info
- Publication number
- JPS60261133A JPS60261133A JP59116387A JP11638784A JPS60261133A JP S60261133 A JPS60261133 A JP S60261133A JP 59116387 A JP59116387 A JP 59116387A JP 11638784 A JP11638784 A JP 11638784A JP S60261133 A JPS60261133 A JP S60261133A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- image
- lens
- magnification
- photomask
- 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
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用°分野）
本発明は、半導体のホトマスクやウェハ、プ９ント基板
用ガラスマスクのパターン横置、外観検査等に関するも
のである。
用ガラスマスクのパターン横置、外観検査等に関するも
のである。
ＬＳＩ外観検査装置を例にと９、従来技術を第１図に従
って説明する。第１図はｉｌｉＩ１ｍ機構部を付記した
ＬＳＩホトマスク外観検食装置の斜視図である。
って説明する。第１図はｉｌｉＩ１ｍ機構部を付記した
ＬＳＩホトマスク外観検食装置の斜視図である。
ステージペース２の上にＸステージ３を介してＸステー
ジ４が設置されてＸ、Ｙステージが構成され、Ｘステー
ジ４の上に被検査物体であるホトマスク１が載置される
。上記のＸステージ３及びＸステージ４はそれぞれ外部
駆動装置であるＹ軸部動部５及びＸ軸部動部６に連結さ
れていて、それぞれＹ方向及びＸ方向に移動せし−め得
る。
ジ４が設置されてＸ、Ｙステージが構成され、Ｘステー
ジ４の上に被検査物体であるホトマスク１が載置される
。上記のＸステージ３及びＸステージ４はそれぞれ外部
駆動装置であるＹ軸部動部５及びＸ軸部動部６に連結さ
れていて、それぞれＹ方向及びＸ方向に移動せし−め得
る。
上記のＸステージ４、Ｘステージ６の移動量はＸ軸測長
器ｓ、Ｙ軸測長器７によシそれぞれ測定される。一方、
ホトマスク１のパターンを自動的に検出する手段が次の
ように構成される。
器ｓ、Ｙ軸測長器７によシそれぞれ測定される。一方、
ホトマスク１のパターンを自動的に検出する手段が次の
ように構成される。
ホトマスク１の上方に対物レンズ９が設けられ、その結
像面にパターンセンサ１０が設置されている。このパタ
ーンセンｆ１０の出力はバター７信号２値化回路１１を
介して信号比較回路１４に入力される。この信号比較回
路１４には、ホトマスク１０回路パターン設計データを
記憶せしめた磁気テープ１２から読み出した信号も、パ
ターン信号２値化回路１６を介して入力される。上記の
磁気テープ１２の読み出しはマイクロプロセッサ１５０
指令によって行なわれ、信号比較回路１４における比較
結果は上記のマイクロプロセッサ１５に入力される。
像面にパターンセンサ１０が設置されている。このパタ
ーンセンｆ１０の出力はバター７信号２値化回路１１を
介して信号比較回路１４に入力される。この信号比較回
路１４には、ホトマスク１０回路パターン設計データを
記憶せしめた磁気テープ１２から読み出した信号も、パ
ターン信号２値化回路１６を介して入力される。上記の
磁気テープ１２の読み出しはマイクロプロセッサ１５０
指令によって行なわれ、信号比較回路１４における比較
結果は上記のマイクロプロセッサ１５に入力される。
Ｙ軸測長器７とＸ軸測長器８は座標測長回路１６に接続
されていて、座標副長回路１６はマイクロブロセ、す１
５に接続されている。マイクロプロセ、す１５はＸＹ駆
＃Ｊ制御部１７にも接続されておｆｉ、ＸＹ駆動制仰部
１７を通して、Ｘ軸部動部６．Ｙ軸部動部５を制御でき
る。
されていて、座標副長回路１６はマイクロブロセ、す１
５に接続されている。マイクロプロセ、す１５はＸＹ駆
＃Ｊ制御部１７にも接続されておｆｉ、ＸＹ駆動制仰部
１７を通して、Ｘ軸部動部６．Ｙ軸部動部５を制御でき
る。
上記のホトマスク検査装置では、磁気テープ１２には、
ホトマスク作成時の設計データが画像信号として記憶さ
れておシ、パターン信号２値化回路１５で論理レベＡｙ
’Ｑ″ｔ、ｇ１ｕのディジタル画像信号となる。又、ホ
トマスク１上のパターンは、対物レンズ９上のパターン
センｆ１０によって画像信号に変換され、パターン信号
２１直化回路１１で論理レベルｇ０１１．ｔ１″のディ
ジタル画像信号となる。
ホトマスク作成時の設計データが画像信号として記憶さ
れておシ、パターン信号２値化回路１５で論理レベＡｙ
’Ｑ″ｔ、ｇ１ｕのディジタル画像信号となる。又、ホ
トマスク１上のパターンは、対物レンズ９上のパターン
センｆ１０によって画像信号に変換され、パターン信号
２１直化回路１１で論理レベルｇ０１１．ｔ１″のディ
ジタル画像信号となる。
磁気テープ１２から読み出された設計データのデジタル
画像信号と、ホトマスク１から検出されたグジタ）Ｖ画
像信号とが信号比較回＠ １４で比較された結果、相異
があればマイクログロセッヅーｔｓＫ信号が送られる。
画像信号と、ホトマスク１から検出されたグジタ）Ｖ画
像信号とが信号比較回＠ １４で比較された結果、相異
があればマイクログロセッヅーｔｓＫ信号が送られる。
上記の信号を受けたマイクロプロセｙｆ１５はその相異
がホトマスク１０回路パターン欠陥によるものであるか
否かを判定し、回路パターン欠陥であればその旨をプリ
ンタ１８に伝える。この検査はホトマスク１を対物レン
ズ９に対して往復矢印へのように動かし、順次に全面を
走査して行なう。
がホトマスク１０回路パターン欠陥によるものであるか
否かを判定し、回路パターン欠陥であればその旨をプリ
ンタ１８に伝える。この検査はホトマスク１を対物レン
ズ９に対して往復矢印へのように動かし、順次に全面を
走査して行なう。
マイクロプロセ、ｆ１５は上記矢印Ａのようにホトマス
ク１を移動させるべく、ＸＹ駆動制御ｓ１７を介して、
Ｙ＃ｌ駆動部５．Ｘ軸部動部６を制御する。座標測長回
路１６はホトマスク１の検査位置を測定しておシ、欠陥
が発見されたホトマスクの座標はマイクロプロセラ９１
５を通してプリンタ１８に出力される。又座標測長回路
１６はホトマスク１の検査開始および終了座標な正確に
測定してマイクロプロセ、す１５に出力し、マイクロプ
ロセラｆ１５はこれに基ずいて磁気テープ１２の駆動を
制御する。この装置はＴ、 ８ Ｉパターンの微細化に
ともない、１μｍ以下の欠陥をも検出する必要が生じて
いる。このため光学系には高い解像力のレンズ、例えば
ＮＡＯ１９，焦点深度α３μｍの高解度レンズを用いた
シ、検査ステージも走行精度はヨーイング誤差１μｍ以
下の高ｎｔ度なものを用いている。上記のような手本パ
ターンと比較する検査装置は、確実な検査が行なえる反
面、パターン寸法の微細化にともない、被検査マスクが
設計データに比べ、わずかに、例えば０．２μｍ程度細
くなったシ、太くなった凹凸があっても欠陥と判定する
問題も生じ始めている。°とくに問題となっている欠点
について説明する。
ク１を移動させるべく、ＸＹ駆動制御ｓ１７を介して、
Ｙ＃ｌ駆動部５．Ｘ軸部動部６を制御する。座標測長回
路１６はホトマスク１の検査位置を測定しておシ、欠陥
が発見されたホトマスクの座標はマイクロプロセラ９１
５を通してプリンタ１８に出力される。又座標測長回路
１６はホトマスク１の検査開始および終了座標な正確に
測定してマイクロプロセ、す１５に出力し、マイクロプ
ロセラｆ１５はこれに基ずいて磁気テープ１２の駆動を
制御する。この装置はＴ、 ８ Ｉパターンの微細化に
ともない、１μｍ以下の欠陥をも検出する必要が生じて
いる。このため光学系には高い解像力のレンズ、例えば
ＮＡＯ１９，焦点深度α３μｍの高解度レンズを用いた
シ、検査ステージも走行精度はヨーイング誤差１μｍ以
下の高ｎｔ度なものを用いている。上記のような手本パ
ターンと比較する検査装置は、確実な検査が行なえる反
面、パターン寸法の微細化にともない、被検査マスクが
設計データに比べ、わずかに、例えば０．２μｍ程度細
くなったシ、太くなった凹凸があっても欠陥と判定する
問題も生じ始めている。°とくに問題となっている欠点
について説明する。
ホトマスク製作方法の最も一般的な方法は、設計データ
にもとすいて作成されたｔ２プパターンの１０倍の大き
さをもつ原版（レテク／ｌ／）を作シこれをステップ・
アンド・９ピートカメラ（ホト９ビータンを用いて、１
／１ｏ縮少を繰シ返し感光を行なうことにより、ホトマ
スクを得ている。最近のＬＳＩは線巾も微細となジオ小
線巾も２μｍ以下となってきている。この微細な線巾を
マスクからクエへに転写する際、露光条件やレジスト膜
の厚さや、均一性、エツチング等の条件によシ、２μｍ
程度のマスクの線巾は、そのまま転写されないことがあ
る。（例えは２μｍ（１） 線巾力、２．２μｍ＋ｔｓ
μｍに転写される）これに対処するため最近ではホトマ
スクの寸法をあらかじめコントロールして、ウニへ上に
正規の線巾（２μｍ）を得るようにしている。すなわち
ホトマスク製作時の、ホト９ピータで、ＶＩＱｍ小繰シ
返し感光を行なう際の感光ｔをコントロールして、あら
かじめホトマスクの線中寸法を１０〜２０％程度太くし
たり細くしたりしている。
にもとすいて作成されたｔ２プパターンの１０倍の大き
さをもつ原版（レテク／ｌ／）を作シこれをステップ・
アンド・９ピートカメラ（ホト９ビータンを用いて、１
／１ｏ縮少を繰シ返し感光を行なうことにより、ホトマ
スクを得ている。最近のＬＳＩは線巾も微細となジオ小
線巾も２μｍ以下となってきている。この微細な線巾を
マスクからクエへに転写する際、露光条件やレジスト膜
の厚さや、均一性、エツチング等の条件によシ、２μｍ
程度のマスクの線巾は、そのまま転写されないことがあ
る。（例えは２μｍ（１） 線巾力、２．２μｍ＋ｔｓ
μｍに転写される）これに対処するため最近ではホトマ
スクの寸法をあらかじめコントロールして、ウニへ上に
正規の線巾（２μｍ）を得るようにしている。すなわち
ホトマスク製作時の、ホト９ピータで、ＶＩＱｍ小繰シ
返し感光を行なう際の感光ｔをコントロールして、あら
かじめホトマスクの線中寸法を１０〜２０％程度太くし
たり細くしたりしている。
上記のような設計データとして作成されたパターン寸法
に比べ、細くなったシ、太くなったシしているマスタパ
ターンを正規の−ｔｇのデータを発生ずる設計データと
比較すると、正ｆなバターンを欠陥と判定し易くなるの
は当然ある。
に比べ、細くなったシ、太くなったシしているマスタパ
ターンを正規の−ｔｇのデータを発生ずる設計データと
比較すると、正ｆなバターンを欠陥と判定し易くなるの
は当然ある。
最近では上記の理由からこの種の手本パターンと比較す
る検査装置の欠陥判定不良、すなわち誤判定が増大し、
検査装置の性能が著しく低下する欠点が生じている。
る検査装置の欠陥判定不良、すなわち誤判定が増大し、
検査装置の性能が著しく低下する欠点が生じている。
本発明の目的は、ホトマスク等のパターン寸法が設計デ
ータの１法に比べ、拡大又は縮小していても、簡単な光
学系の調整で、パターン寸法を任意の寸法に変換して判
定６１ ｈｅにした検査装置を提供するにある。
ータの１法に比べ、拡大又は縮小していても、簡単な光
学系の調整で、パターン寸法を任意の寸法に変換して判
定６１ ｈｅにした検査装置を提供するにある。
、本発明は上記した目的を達成するために、ホトマスク
等のパターン像を光電変換するセンチに結像す乞、光学
系の増巾の光路に、光軸方向に移動可能な手段を有した
レンズを設け、しかも−上記光学系の光路長を一定に保
つように′したものである。
等のパターン像を光電変換するセンチに結像す乞、光学
系の増巾の光路に、光軸方向に移動可能な手段を有した
レンズを設け、しかも−上記光学系の光路長を一定に保
つように′したものである。
第２−は本発明の一実施例である。第２図が第１図に比
して違うところを説明する。対物レンズ９の上方にレン
ズ１９を設ケ、対物レンズ９によシ結像したホトマスク
１のパターン像をパターンセンサに結像する。レンズ１
９は、ネジ２０に係合したナラ） ２１ Ｋ固定してあ
り、ネジ２０の一端にはギヤ（１）２２が固定しである
。ギヤ（１ン２２はモータ２３のギヤ（２）２４と み
合っている。
して違うところを説明する。対物レンズ９の上方にレン
ズ１９を設ケ、対物レンズ９によシ結像したホトマスク
１のパターン像をパターンセンサに結像する。レンズ１
９は、ネジ２０に係合したナラ） ２１ Ｋ固定してあ
り、ネジ２０の一端にはギヤ（１）２２が固定しである
。ギヤ（１ン２２はモータ２３のギヤ（２）２４と み
合っている。
モータ２６は倍率可変制御部２５と接続されていて、倍
率り変制御部２５はマイクロプロセ、ｆ１５と接続され
ている。その曲の構成と検萱装置の動作は第１図に示し
たものと同じである。磁気テ、−−プのデータ１２とホ
トマスク１の倍率＃４差は、ホトマスク裏作時にあらか
じめ分かっているため、この情報をマイクロブロセッ４
ｆ１５に入力しておく。倍率可変制御２５はマイクロプ
ロセ、ｆ１５の指令にもとづきモータ２５を駆動して、
ギヤ（２）２４．ギヤ（１）２２を介してナツト２１に
固定しであるレンズ１９を所定の位置まで移動する。
率り変制御部２５はマイクロプロセ、ｆ１５と接続され
ている。その曲の構成と検萱装置の動作は第１図に示し
たものと同じである。磁気テ、−−プのデータ１２とホ
トマスク１の倍率＃４差は、ホトマスク裏作時にあらか
じめ分かっているため、この情報をマイクロブロセッ４
ｆ１５に入力しておく。倍率可変制御２５はマイクロプ
ロセ、ｆ１５の指令にもとづきモータ２５を駆動して、
ギヤ（２）２４．ギヤ（１）２２を介してナツト２１に
固定しであるレンズ１９を所定の位置まで移動する。
第３図は倍率合わせの説明図である。光路の概略を説明
する。ホトマスク１のパターン２６を対物レンズ９で投
影し１００倍の第１像を作る。ここで対物レンズ９は１
μｍ以下の欠陥を検出するため、０３μｍまで解像可げ
ヒなＮ、Ａ Ｏ，９、焦点距離２、１ ｍの高解慮のも
のを用いた。さらに第１像の光軸方向の後方にレンズ１
９を設はパターンセン、ｆｌｏに結像する。ごのときの
基本結像倍率は１＊ １ （’ｔ ”＝”＋ ）とする
。すなわちパターンセンチ１０上には、マスクパターン
２６の１００倍の像が投影すれることになる。ここで用
いた対物レンズ９の焦点深度は±０．６．αｍ２図中Δ
ｍ ＝ ０．３ 、αｍである。焦点距離と倍率よシα
＝２．１２１３１ｓ、 Ａ＝２１２．１鵬である。ここ
で６ ＋０．３μｍのと１８は４−３ ｍとな９、又α
−０，３μｍのときｂはＪ＋３鵡となる。
する。ホトマスク１のパターン２６を対物レンズ９で投
影し１００倍の第１像を作る。ここで対物レンズ９は１
μｍ以下の欠陥を検出するため、０３μｍまで解像可げ
ヒなＮ、Ａ Ｏ，９、焦点距離２、１ ｍの高解慮のも
のを用いた。さらに第１像の光軸方向の後方にレンズ１
９を設はパターンセン、ｆｌｏに結像する。ごのときの
基本結像倍率は１＊ １ （’ｔ ”＝”＋ ）とする
。すなわちパターンセンチ１０上には、マスクパターン
２６の１００倍の像が投影すれることになる。ここで用
いた対物レンズ９の焦点深度は±０．６．αｍ２図中Δ
ｍ ＝ ０．３ 、αｍである。焦点距離と倍率よシα
＝２．１２１３１ｓ、 Ａ＝２１２．１鵬である。ここ
で６ ＋０．３μｍのと１８は４−３ ｍとな９、又α
−０，３μｍのときｂはＪ＋３鵡となる。
すなわち第１像面での焦点深度Ｉは、＋５４となり、こ
の範囲内では鮮明な像か得られる。上記第１像をレンズ
１９によりパターンセンｆ面ｔｌ−２像として結像する
が、このレンズ１９の焦点距離を１００鶏とするとａ
Ｔ ＝： ４１のとき’＋ ”＝ ２００１ａ 。
の範囲内では鮮明な像か得られる。上記第１像をレンズ
１９によりパターンセンｆ面ｔｌ−２像として結像する
が、このレンズ１９の焦点距離を１００鶏とするとａ
Ｔ ＝： ４１のとき’＋ ”＝ ２００１ａ 。
鞘＝２００鵡となる。第４図は、倍率と光路長の関係を
示した図でめる。横軸が倍率４′／ｅＬ１．縦軸が光路
長（ｃＬ＋−Ｍｌ）を示す。この図から倍率が変ると光
路長が長くなることがわかる。しかし第６図のｔＸ＋４
１にｌを加えた光路長”＋＋４＋＋ＪＬ−＋ ＝４０３
繍の範囲では、レンズ１９を光軸方向に前後に移動しで
も、第２稼の解１．４！度を悪くすることなく、約０．
８陪〜１．２倍の倍率を可変にすることが１４−能であ
る。すなわち第１像での焦点深度の範囲（本例の場合３
秘）内でレンズを移動しても第２像には鮮明な像が投影
される。実際には第２塚には、レンズ１９のＮ、Ａも関
与するため、第２塚而での原点深度はさらに深くなシ、
レンズ１９を１０ａ程閲移動しても全体光路長りを一定
に保ち鮮明なパターンセンを優ることができる。
示した図でめる。横軸が倍率４′／ｅＬ１．縦軸が光路
長（ｃＬ＋−Ｍｌ）を示す。この図から倍率が変ると光
路長が長くなることがわかる。しかし第６図のｔＸ＋４
１にｌを加えた光路長”＋＋４＋＋ＪＬ−＋ ＝４０３
繍の範囲では、レンズ１９を光軸方向に前後に移動しで
も、第２稼の解１．４！度を悪くすることなく、約０．
８陪〜１．２倍の倍率を可変にすることが１４−能であ
る。すなわち第１像での焦点深度の範囲（本例の場合３
秘）内でレンズを移動しても第２像には鮮明な像が投影
される。実際には第２塚には、レンズ１９のＮ、Ａも関
与するため、第２塚而での原点深度はさらに深くなシ、
レンズ１９を１０ａ程閲移動しても全体光路長りを一定
に保ち鮮明なパターンセンを優ることができる。
すなわちレンズ１９の移動によシ０．７〜１．６倍程匿
の培率可変は０Ｊ能である。
の培率可変は０Ｊ能である。
第２図は本発明の一実施例であるが、例えｖｆモータ２
３にはステップ角７．２°、ギヤ（１）２２．ギヤ１２
）２４のギヤ比を２：１．ネジ２０ビ、チを１錫とする
と、分解目ニ１０μｍで移動可能となり倍率合わせもｔ
ｏｏｉ倍の積度で合せることが出来る３、シかも欠陥検
査の光路長は一定に保ちながら倍率可変がでよるため倍
率合わせ機構が簡単で小型化で、き装置が小型化する利
点もある。
３にはステップ角７．２°、ギヤ（１）２２．ギヤ１２
）２４のギヤ比を２：１．ネジ２０ビ、チを１錫とする
と、分解目ニ１０μｍで移動可能となり倍率合わせもｔ
ｏｏｉ倍の積度で合せることが出来る３、シかも欠陥検
査の光路長は一定に保ちながら倍率可変がでよるため倍
率合わせ機構が簡単で小型化で、き装置が小型化する利
点もある。
以上述べたように、本発明の検査装置によれ・は、設計
データパターンに比べ、被検査パターンが縮小、あるい
は拡大していても、正常なパターンを欠陥とすることな
く検査でき、半導体製品の歩留シ、生産性を大巾に向上
出来る。
データパターンに比べ、被検査パターンが縮小、あるい
は拡大していても、正常なパターンを欠陥とすることな
く検査でき、半導体製品の歩留シ、生産性を大巾に向上
出来る。
第１図は従米のＬＳＩ外叡検食装置の説明図、第２図は
不５？３明の一実施例のＬＳＩ外観検査装置の説明図、
第３図は本発明の光路説明図、第４図は、倍率と光路長
の関係巌図でめる。 １・・・ホトマスク、９・・・対物レンズ５．１０・・
・パターンセンチ、１９・・・レンズ、２０・・・ネジ
、２１・・・ナツト、２２・・・ギヤ（１）、２６・・
・モータ、２４・・・ギヤ代理人弁理士 高 橋 明
夫 第 ｊ 図 第 ２ 図 第 ３ 図
不５？３明の一実施例のＬＳＩ外観検査装置の説明図、
第３図は本発明の光路説明図、第４図は、倍率と光路長
の関係巌図でめる。 １・・・ホトマスク、９・・・対物レンズ５．１０・・
・パターンセンチ、１９・・・レンズ、２０・・・ネジ
、２１・・・ナツト、２２・・・ギヤ（１）、２６・・
・モータ、２４・・・ギヤ代理人弁理士 高 橋 明
夫 第 ｊ 図 第 ２ 図 第 ３ 図
Claims (1)
- １、 半導体用ホトマスクやクエハ、プ９／ト基板の回
路形成パターンを、光学的手段を用いてセンサに結像し
て光電変換し、他の基準パターンと比較し、上記回路形
成パターンを検査する装置において、上記回路形成パタ
ーン像をセンサに結像する光学系の結像光路長を一定に
保ちながら、結庫倍率を可変にする手段を設けたことを
特徴とする検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59116387A JPS60261133A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59116387A JPS60261133A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60261133A true JPS60261133A (ja) | 1985-12-24 |
Family
ID=14685759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59116387A Pending JPS60261133A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60261133A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004093252A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Hitachi Ltd | 欠陥検査装置および欠陥検査方法 |
-
1984
- 1984-06-08 JP JP59116387A patent/JPS60261133A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004093252A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Hitachi Ltd | 欠陥検査装置および欠陥検査方法 |
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