JP2015230298A - Inspection method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method that can reduce unnecessary defect detection in an inspection of templates, while detecting defects originally supposed to be detected.SOLUTION: An inspection method is configured to: acquire optical images of each pattern as for a master template in which a plurality of chip areas with the same pattern formed is arranged; compare the optical images in a dye-to-dye method; store the optical images of each pattern of the master template and a comparison result by the dye-to-dye method as first inspection information; acquire optical images of each patter formed in a replica template; compare the optical images in the dye-to-dye method; and compare at least one part of the optical images of each pattern of the replica template in the dye-to-dye method, using an optical image of a corresponding coordinate created from the first inspection information as a reference image.

Description

本発明は検査方法に関し、より詳しくは、テンプレートの検査方法に関する。   The present invention relates to an inspection method, and more particularly to a template inspection method.

大規模集積回路(Large Scale Integration;LSI)の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路寸法は微細化の一途を辿っている。近年、こうした微細パターンを形成する技術として、EUV(Extreme Ultraviolet)リソグラフィや、ナノインプリントリソグラフィ(Nanoimprint Lithography;NIL)が注目されている。EUVリソグラフィは、光源に極端紫外光を使用するため、従来のArF光を使用した露光装置より微細なパターンの形成が可能である。一方、ナノインプリントリソグラフィは、ウェハ上のレジストに、ナノスケールの微細構造を有するモールド(型)を圧力印加することで、レジストにパターンを形成するものである。いずれの技術も、原版となるマスクやテンプレートに形成されるパターンは、これまでのArFリソグラフィと比較して微細となり、その検査には高い検査精度が要求される。   Along with the high integration and large capacity of large scale integration (LSI), circuit dimensions required for semiconductor elements are continually miniaturized. In recent years, extreme ultraviolet (EUV) lithography and nanoimprint lithography (NIL) have attracted attention as techniques for forming such fine patterns. Since EUV lithography uses extreme ultraviolet light as a light source, it is possible to form a finer pattern than a conventional exposure apparatus using ArF light. On the other hand, in nanoimprint lithography, a pattern is formed in a resist by applying pressure to a resist on a wafer with a mold having a nanoscale microstructure. In any technique, the pattern formed on the mask or template as the original plate becomes finer than conventional ArF lithography, and high inspection accuracy is required for the inspection.

EUVリソグラフィによるマスクの転写工程では、ステッパまたはスキャナと呼ばれる露光装置が用いられる。露光装置は、転写光源として光を使用し、マスクに設けられた回路パターンを4分の1から5分の1程度に縮小してウェハに投影する。つまり、マスクにおいては、ウェハに形成される回路寸法の4倍〜5倍の寸法のパターンが形成される。これに対して、ナノインプリントリソグラフィにおけるテンプレートでは、回路寸法と等倍の寸法のパターンが、所定の深さの彫り込みを伴う版面に形成される。例えば、先端半導体デバイスの場合、パターンやパターン間のスペースの線幅は十数nm〜数十nm、彫り込みの深さは数十nm〜100nm程度と予想される。   In a mask transfer process by EUV lithography, an exposure apparatus called a stepper or a scanner is used. The exposure apparatus uses light as a transfer light source, and projects the circuit pattern provided on the mask on a wafer after reducing the circuit pattern from one-fourth to about one-fifth. That is, in the mask, a pattern having a size 4 to 5 times the circuit size formed on the wafer is formed. On the other hand, in the template in nanoimprint lithography, a pattern having a size equal to the circuit size is formed on a printing plate with a predetermined depth of engraving. For example, in the case of advanced semiconductor devices, the line width of patterns and spaces between patterns is expected to be several tens of nm to several tens of nm, and the depth of engraving is expected to be several tens of nm to 100 nm.

一方、テンプレートのパターンは回路寸法と同じであることから、テンプレートに欠陥があると、それがウェハに転写されるパターンに与える影響は、マスクのパターンの場合より大きくなる。さらに、テンプレートは複数回の転写に使用されるので、パターンとともに欠陥もすべてのウェハに転写されてしまう。したがって、テンプレートのパターンを検査するにあたっては、マスクのパターンを検査する場合よりもさらに高い精度が必要になる。   On the other hand, since the pattern of the template is the same as the circuit dimensions, if the template has a defect, the influence of the defect on the pattern transferred to the wafer is larger than that of the mask pattern. Further, since the template is used for multiple times of transfer, the defect is transferred to all the wafers together with the pattern. Therefore, when inspecting the template pattern, higher accuracy is required than in the case of inspecting the mask pattern.

また、ナノインプリント技術では、生産性を上げるために、原版となるマスターテンプレートを用いて、複製となるレプリカテンプレートを複数作製し、次いで、各レプリカテンプレートを異なるナノインプリント装置に装着して使用する。マスターテンプレートに対して高い精度が要求されることは無論のこと、レプリカテンプレートもマスターテンプレートに正確に対応するように製造される必要がある。特許文献1には、こうしたテンプレートの欠陥を検出する検査装置が開示されている。   In the nanoimprint technology, in order to increase productivity, a plurality of replica templates to be duplicated are produced using a master template to be an original, and then each replica template is mounted on a different nanoimprint apparatus and used. Needless to say, high accuracy is required for the master template, and the replica template needs to be manufactured to accurately correspond to the master template. Patent Document 1 discloses an inspection apparatus for detecting such a template defect.

特開2012−26977号公報JP 2012-26977 A

従来は、マスターテンプレートおよびレプリカテンプレートのいずれについても同じ検査を適用していた。これらに対する検査は、もっぱらパターンの形状欠陥を検出することを目的としており、それに適した欠陥判定のアルゴリズムや、欠陥の記録方法が工夫されてきた。また、最近の検査装置では、パターンの線幅変動に起因するLSIの製造マージン不足が課題とされていることに対応して、線幅変動による欠陥を検出する機能が充実してきている。一方、最先端の半導体デバイスにおいては、パターンの形状欠陥や線幅変動として指摘されるべき欠陥の寸法が、テンプレートの転写面全体における線幅変動(線幅分布)と同等程度になっている。このため、本来検出されるべき形状欠陥や線幅変動を検出できなかったり、欠陥として検出する必要のない形状や線幅を欠陥として検出してしまったりするという問題が生じる。この問題について以下に詳述する。   Conventionally, the same inspection is applied to both the master template and the replica template. The inspections for these are intended exclusively to detect pattern shape defects, and a defect determination algorithm and a defect recording method suitable for it have been devised. In recent inspection apparatuses, functions for detecting defects due to line width variations have been enhanced in response to the lack of LSI manufacturing margin caused by line width variations of patterns. On the other hand, in a state-of-the-art semiconductor device, the size of a defect to be pointed out as a pattern shape defect or a line width variation is comparable to the line width variation (line width distribution) on the entire transfer surface of the template. For this reason, the problem that the shape defect and line width variation which should be detected originally cannot be detected, or the shape and line width which do not need to be detected as a defect will be detected as a defect occurs. This problem will be described in detail below.

欠陥検出をする手法として、ダイ−トゥ−データベース(Die to Database)比較方式と、ダイ−トゥ−ダイ(Die to Die)比較方式がある。ダイ−トゥ−データベース比較方式は、設計パターンデータから生成される参照画像と、実際のパターンの光学画像とを比較する検査方法である。一方、ダイ−トゥ−ダイ比較方式は、同一のテンプレートにおいて、その一部分または全体に同一の構成を有する複数のチップパターンが配置されている場合に、異なるチップにおける同一パターンの光学画像同士を比較する検査方法である。   As methods for detecting defects, there are a die-to-database comparison method and a die-to-die comparison method. The die-to-database comparison method is an inspection method for comparing a reference image generated from design pattern data with an optical image of an actual pattern. On the other hand, the die-to-die comparison method compares optical images of the same pattern on different chips when a plurality of chip patterns having the same configuration are arranged on a part or the whole of the same template. Inspection method.

ダイ−トゥ−データベース比較方式では、参照画像を生成する工程において、設計パターンデータに対し、テンプレートの典型的なパターン箇所の光学画像を手本とするフィルタ処理、すなわち、フィルタ係数の学習を行う。これにより、参照画像は、学習を行った領域のパターン線幅に倣った線幅傾向を持つパターン像となる。それ故、転写面全体で見たとき線幅寸法に分布があると、学習を行った領域のパターン線幅とは異なるパターン線幅の領域を検査する際、パターンの線幅バイアス(偏差)がある状態で光学画像と参照画像が比較されることになる。その結果、先に述べたように、本来検出されるべき形状欠陥や線幅変動を検出できなかったり、欠陥として検出する必要のない形状や線幅を欠陥として検出してしまったりする。   In the die-to-database comparison method, in the step of generating a reference image, filter processing using an optical image of a typical pattern portion of a template as a model for the design pattern data, that is, learning of a filter coefficient is performed. Thereby, the reference image becomes a pattern image having a line width tendency following the pattern line width of the learned region. Therefore, if there is a distribution in the line width dimension when viewed on the entire transfer surface, the line width bias (deviation) of the pattern is inspected when inspecting an area with a pattern line width different from the pattern line width of the learned area In a certain state, the optical image and the reference image are compared. As a result, as described above, a shape defect or line width variation that should be detected originally cannot be detected, or a shape or line width that does not need to be detected as a defect may be detected as a defect.

また、ダイ−トゥ−ダイ比較方式においても、線幅分布の異なる領域のチップ同士を比較しようとすると、線幅バイアス(偏差)のあるパターン同士が比較されることになる。したがって、ダイ−トゥ−データベース比較方式の場合と同様に、検出されるべき欠陥を検出できなかったり、欠陥として検出する必要のない形状や線幅を欠陥として検出してしまったりするという問題が生じる。   Also in the die-to-die comparison method, when chips in regions having different line width distributions are compared, patterns having a line width bias (deviation) are compared. Therefore, similarly to the case of the die-to-database comparison method, there arises a problem that a defect to be detected cannot be detected, or a shape or line width that does not need to be detected as a defect is detected as a defect. .

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、テンプレートの検査において、本来検出されるべき欠陥を検出する一方、不必要な欠陥検出を低減することのできる検査方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of these problems. That is, an object of the present invention is to provide an inspection method capable of detecting defects that should be detected in template inspection while reducing unnecessary defect detection.

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。   Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

本発明の一態様は、同一のパターンが形成された複数のチップ領域が配置されたマスターテンプレートについて、各パターンの画像を取得する工程と、
前記マスターテンプレートの各パターンの画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程と、
前記マスターテンプレートの各パターンの画像と、前記マスターテンプレートの各パターンの画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式によって比較した結果とを含む第1の検査情報を保存する工程と、
前記マスターテンプレートの複製のレプリカテンプレートについて、該レプリカテンプレートに形成された各パターンの画像を取得する工程と、
前記レプリカテンプレートの各パターンの画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程と、
前記レプリカテンプレートの各パターンの画像のうちの少なくとも一部について、前記第1の検査情報から作成された対応する座標の画像を参照画像としてダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程とを有することを特報とする検査方法に関する。
One aspect of the present invention is a process of acquiring an image of each pattern for a master template in which a plurality of chip regions in which the same pattern is formed is arranged;
Comparing each pattern image of the master template with a die-to-die method;
Storing first inspection information including an image of each pattern of the master template and a result of comparing each pattern image of the master template by a die-to-die method;
For replica template replica of the master template, obtaining an image of each pattern formed on the replica template;
Comparing each pattern image of the replica template with a die-to-die method;
Comparing at least a part of images of each pattern of the replica template with a corresponding coordinate image created from the first inspection information as a reference image by a die-to-die method. It relates to the inspection method used as a special report.

本発明の一態様は、前記レプリカテンプレートの各パターンの画像を含む第2の検査情報を保存する工程と、
前記レプリカテンプレートを基板に押し付けて、前記基板に設けられた膜に前記レプリカテンプレートのパターンを転写する工程を少なくとも1回行ってから該レプリカテンプレートを洗浄するまでの工程を所定回数行った後、該レプリカテンプレートに形成された各パターンの画像を取得する工程と、
該画像のそれぞれについて、前記第2の検査情報から読み出された対応する座標の画像を参照画像としてダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程とを有することが好ましい。
One aspect of the present invention is the step of storing second inspection information including an image of each pattern of the replica template;
The replica template is pressed against the substrate, and the step of transferring the pattern of the replica template to the film provided on the substrate is performed at least once until the replica template is washed, and then the replica template is washed a predetermined number of times. Obtaining an image of each pattern formed on the replica template;
For each of the images, it is preferable that the image of the corresponding coordinates read from the second inspection information is compared as a reference image by a die-to-die method.

本発明の一態様において、前記マスターテンプレートの各パターンの画像を取得する工程では、前記パターンの繰り返し方向に対し振動方向を傾けて直線偏光を照射し、前記パターンから反射した光のうちの楕円偏光成分を抽出して前記画像を取得することが好ましい。   In one aspect of the present invention, in the step of obtaining an image of each pattern of the master template, the polarized light is irradiated with linearly polarized light with the vibration direction inclined with respect to the repeating direction of the pattern, and elliptically polarized light out of the light reflected from the pattern It is preferable to extract the components to obtain the image.

前記パターンの繰り返し方向に対し、振動方向が−5度〜5度と85度〜95度の各範囲にある角度以外の角度をなすようにして前記直線偏光を照射することがより好ましい。   It is more preferable to irradiate the linearly polarized light so that the vibration direction forms an angle other than the angles in the ranges of -5 degrees to 5 degrees and 85 degrees to 95 degrees with respect to the repeating direction of the pattern.

本発明の一態様において、前記第1の検査情報から作成された画像では、前記マスターテンプレートの各パターンの画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較することにより検出された欠陥のうち、ショート欠陥の情報はオープン欠陥の情報に変換されており、オープン欠陥の情報はショート欠陥の情報に変換されていることが好ましい。   In one aspect of the present invention, in the image created from the first inspection information, a short defect among defects detected by comparing images of each pattern of the master template with a die-to-die method. This information is preferably converted into open defect information, and the open defect information is preferably converted into short defect information.

本発明の一態様において、前記レプリカテンプレートの各パターンの画像のうちの少なくとも一部は、前記レプリカテンプレートの各パターンの画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程によって欠陥と判定された画像であることが好ましい。   1 aspect of this invention WHEREIN: At least one part of the image of each pattern of the said replica template is an image determined to be a defect by the process of comparing the images of each pattern of the said replica template with a die-to-die system. It is preferable that

本発明の一態様において、前記レプリカテンプレートの各パターンの画像のうちの少なくとも一部は、前記レプリカテンプレートの各パターンの画像のうちS/N比の低い画像であることが好ましい。   In one aspect of the present invention, it is preferable that at least a part of an image of each pattern of the replica template is an image having a low S / N ratio among images of each pattern of the replica template.

本発明の一態様によれば、テンプレートの検査において、本来検出されるべき欠陥を検出する一方、不必要な欠陥検出を低減することのできる検査方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided an inspection method capable of detecting defects that should be detected in the template inspection while reducing unnecessary defect detection.

本実施の形態によるテンプレートの検査方法のフローチャートである。It is a flowchart of the inspection method of the template by this Embodiment. テンプレート上で複数のチップ領域がX方向とY方向に沿って配列されている様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the several chip area | region is arranged along the X direction and the Y direction on a template. XYθテーブル上におけるテンプレートの載置方向を示す図である。It is a figure which shows the mounting direction of the template on an XY (theta) table. 本実施の形態における検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the test | inspection apparatus in this Embodiment. テンプレートの転写面の平面模式図である。It is a plane schematic diagram of the transfer surface of a template. テンプレートに形成されたパターンの光学画像の取得手順を説明する図である。It is a figure explaining the acquisition procedure of the optical image of the pattern formed in the template. テンプレートに設けられたチップ領域の一部を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed a part of chip area | region provided in the template. レプリカテンプレートを作製する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of producing a replica template. レプリカテンプレートを作製する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of producing a replica template. レプリカテンプレートを作製する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of producing a replica template. レプリカテンプレートを作製する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of producing a replica template. ショート欠陥の模式図である。It is a schematic diagram of a short defect. オープン欠陥の模式図である。It is a schematic diagram of an open defect. エッジラフネスによる欠陥の模式図である。It is a schematic diagram of the defect by edge roughness.

図1に本実施の形態によるテンプレートの検査方法のフローチャートを示す。この検査方法は、具体的には、マスターテンプレートの検査と、マスターテンプレートから複製されたレプリカテンプレートの検査に関するものである。   FIG. 1 shows a flowchart of a template inspection method according to this embodiment. More specifically, this inspection method relates to inspection of a master template and inspection of a replica template copied from the master template.

図1のS1〜S3は、マスターテンプレートの検査工程に対応する。   S1 to S3 in FIG. 1 correspond to the inspection process of the master template.

S1では、マスターテンプレートのパターンの光学画像が取得される。   In S1, an optical image of the pattern of the master template is acquired.

マスターテンプレートの表面には、図2に示すように、複数のチップ領域がX方向とY方向に沿って配列されている。そして、各チップ領域の中には、繰り返しパターンが形成されている。繰り返しパターンは、例えば、ライン・アンド・スペースパターンなどの配線パターン、具体的には、複数のライン部がX方向に沿って一定のピッチで配列したパターンである。この場合、ライン部の配列方向(X方向)を「繰り返しパターンの繰り返し方向」と言う。   On the surface of the master template, as shown in FIG. 2, a plurality of chip regions are arranged along the X direction and the Y direction. A repeated pattern is formed in each chip region. The repetitive pattern is, for example, a wiring pattern such as a line-and-space pattern, specifically, a pattern in which a plurality of line portions are arranged at a constant pitch along the X direction. In this case, the arrangement direction (X direction) of the line portions is referred to as “repeating direction of repeating pattern”.

図4は、本実施の形態における検査装置の構成を示す図である。この検査装置は、被検査対象の光学画像を取得する光学画像取得部と、取得した光学画像を基にダイ−トゥ−ダイ比較を行って欠陥を検出する欠陥検出部とを有する。本実施の形態における被検査対象は、マスターテンプレートまたはレプリカテンプレートである。尚、本明細書において、マスターテンプレートとレプリカテンプレートを特に区別しないときは単にテンプレートと称する。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the inspection apparatus according to the present embodiment. The inspection apparatus includes an optical image acquisition unit that acquires an optical image of an inspection target and a defect detection unit that detects a defect by performing a die-to-die comparison based on the acquired optical image. The inspection target in the present embodiment is a master template or a replica template. In the present specification, when the master template and the replica template are not particularly distinguished, they are simply referred to as templates.

図4の光学画像取得部において、テンプレート1は、垂直方向に移動可能なZテーブル2の上に載置されている。Zテーブル2は、XYθテーブル3によって水平方向にも移動可能である。   In the optical image acquisition unit of FIG. 4, the template 1 is placed on a Z table 2 that is movable in the vertical direction. The Z table 2 can also be moved in the horizontal direction by the XYθ table 3.

正確な検査結果を得るためには、まず、テンプレート1がXYθテーブル3上で所定の位置に載置される必要がある。そこで、通常は、テンプレート1にアライメントマークを形成し、このアライメントマークを用いて、XYθテーブル3上でテンプレート1の位置合わせを行う。   In order to obtain an accurate inspection result, first, the template 1 needs to be placed at a predetermined position on the XYθ table 3. Therefore, usually, an alignment mark is formed on the template 1, and the alignment of the template 1 is performed on the XYθ table 3 using this alignment mark.

図5を用いて、テンプレート1の位置合わせ(プレートアライメント)を説明する。   The alignment (plate alignment) of the template 1 will be described with reference to FIG.

図5は、テンプレート1の転写面の平面模式図である。この例では、テンプレート1の四隅に、十字形状のアライメントマークMAが形成されている。これらのアライメントマークMAは、設計上は互いに水平・垂直の関係にある。テンプレート1には、前述した複数のチップ領域(C1,C2,C3,・・・)が設けられており、各チップ領域にもチップアライメントマークCAが形成されている。   FIG. 5 is a schematic plan view of the transfer surface of the template 1. In this example, cross-shaped alignment marks MA are formed at the four corners of the template 1. These alignment marks MA are in a horizontal / vertical relationship with each other in design. The template 1 is provided with the plurality of chip regions (C1, C2, C3,...) Described above, and chip alignment marks CA are also formed in each chip region.

テンプレート1が載置されるXYθテーブル3は、X軸方向およびY軸方向に移動する他、Z軸を中心とした回転方向(θ方向)にも移動可能である。   The XYθ table 3 on which the template 1 is placed can move in the X axis direction and the Y axis direction as well as in the rotation direction (θ direction) about the Z axis.

位置合わせ工程は、具体的には、テンプレート1をXYθテーブル3上に載置した状態で、検査対象となるパターンのX軸およびY軸と、XYθテーブル3の走行軸とを合わせる工程になる。   Specifically, the alignment step is a step of aligning the X axis and Y axis of the pattern to be inspected with the travel axis of the XYθ table 3 in a state where the template 1 is placed on the XYθ table 3.

まず、4箇所に設けられたアライメントマークMAのうちで、Y座標の数値が小さい2点のアライメントマークMAを撮影し、両マークが正確に同じY座標となるように、XYθテーブル3を回転させてテンプレート1の回転方向の微調整を行う。このとき、アライメントマークMA間の距離も正確に測定しておく。次に、Y座標の数値が大きい2点のアライメントマークMAを撮影する。これによって、4点すべてのアライメントマークMAの座標が正確に測定される。   First, among the alignment marks MA provided at four locations, two alignment marks MA having a small Y coordinate value are photographed, and the XYθ table 3 is rotated so that both marks are exactly the same Y coordinate. Then, fine adjustment of the rotation direction of the template 1 is performed. At this time, the distance between the alignment marks MA is also accurately measured. Next, two alignment marks MA having a large Y coordinate value are photographed. As a result, the coordinates of all four alignment marks MA are accurately measured.

上記の測定から、例えば、Y座標の数値が小さい2点のアライメントマークMAを底辺の両端に有する台形の頂点に、他の2点のアライメントマークMAが位置することが分かるとする。テンプレート1の形状は長方形であるため、本来、他の2点のアライメントマークMAは、長方形の頂点に位置するはずである。しかしながら、測定結果は台形の頂点に位置することを示しており、これらを考え合わせると、テンプレート1の形状には歪みがあることが把握される。したがって、検査対象となるパターンの領域も、上記の台形と相似する台形歪みと、アライメントマークMA間の距離の伸縮を帯びていると推測される。   From the above measurement, for example, it is assumed that the other two alignment marks MA are located at the apex of a trapezoid having two alignment marks MA having small Y-coordinate values at both ends of the base. Since the shape of the template 1 is a rectangle, the other two alignment marks MA should be positioned at the vertices of the rectangle. However, the measurement result shows that it is located at the apex of the trapezoid, and when these are considered, it can be understood that the shape of the template 1 is distorted. Therefore, it is presumed that the pattern region to be inspected also has a trapezoidal distortion similar to the above trapezoid and the expansion / contraction of the distance between the alignment marks MA.

尚、テンプレート1には、アライメントマークMAがなくてもよい。その場合は、検査対象となるパターンのうちで、なるべくテンプレート1の外周に近くてXY座標が同一と分かっているコーナーの頂点やエッジパターンの辺を使って位置合わせを行う。   The template 1 may not have the alignment mark MA. In that case, among the patterns to be inspected, alignment is performed using corner vertices and edge pattern sides that are as close as possible to the outer periphery of the template 1 and have the same XY coordinates.

図4の光学画像取得部を構成する他の主たる要素は、光学系4と画像センサ13とレーザ測長システム15であり、これらの機能は次の通りである。   The other main elements constituting the optical image acquisition unit of FIG. 4 are the optical system 4, the image sensor 13, and the laser length measurement system 15, and their functions are as follows.

図4において、光学系4は、テンプレート1に光を照射し、テンプレート1で反射した光を画像センサ13に入射させる。具体的には、光学系4において、光源17から出射された光は、開口絞り5と偏光板6を透過し、ハーフミラー7で反射した後、対物レンズ8によってテンプレート1の転写面を照射する。   In FIG. 4, the optical system 4 irradiates the template 1 with light and causes the light reflected by the template 1 to enter the image sensor 13. Specifically, in the optical system 4, the light emitted from the light source 17 passes through the aperture stop 5 and the polarizing plate 6, is reflected by the half mirror 7, and then irradiates the transfer surface of the template 1 by the objective lens 8. .

偏光板6は、テンプレート1の転写面が直線偏光(p偏光)によって照明されるように調整されている。p偏光は、テンプレート1の転写面の法線を含む面のうち、入射方向と平行な面(入射面)に対して振動面が平行となる直線偏光である。本実施の形態においては、テンプレート1に形成された繰り返しパターンの繰り返し方向が、照射されるp偏光の振動方向に対して45度の角度をなすようにすることが好ましい。図3は、XYθテーブル3上におけるテンプレート1の載置方向を示す図である。破線で示されるp偏光の振動方向は、図中のX方向に平行である。この方向に対して、繰り返しパターンの繰り返し方向は45度傾いている。   The polarizing plate 6 is adjusted so that the transfer surface of the template 1 is illuminated by linearly polarized light (p-polarized light). The p-polarized light is linearly polarized light whose vibration surface is parallel to a surface (incident surface) parallel to the incident direction among surfaces including the normal line of the transfer surface of the template 1. In the present embodiment, it is preferable that the repetitive direction of the repetitive pattern formed on the template 1 forms an angle of 45 degrees with respect to the vibration direction of the p-polarized light to be irradiated. FIG. 3 is a diagram showing the placement direction of the template 1 on the XYθ table 3. The vibration direction of p-polarized light indicated by a broken line is parallel to the X direction in the figure. With respect to this direction, the repeating direction of the repeating pattern is inclined 45 degrees.

直線偏光の偏光方向が、繰り返しパターンの繰り返し方向に対して45度であるとき、入射光の電場は縦成分と横成分で等しい。これに対し、ライン部同士が短絡するショート欠陥(図12のa1)による反射光の電場は、縦成分より横成分の方が大きくなる。その結果、ショート欠陥で反射した光の偏光方向は、繰り返しパターンの繰り返し方向と直交する方向に傾くようになる。また、同じ例で、ライン部が断線するオープン欠陥(図13のa2)の場合は、繰り返しパターンの繰り返し方向に傾くようになる。   When the polarization direction of the linearly polarized light is 45 degrees with respect to the repeating direction of the repeating pattern, the electric field of the incident light is equal in the vertical component and the horizontal component. In contrast, the electric field of the reflected light due to the short defect (a1 in FIG. 12) in which the line portions are short-circuited is larger in the horizontal component than in the vertical component. As a result, the polarization direction of the light reflected by the short defect is inclined in a direction perpendicular to the repeating direction of the repeated pattern. Further, in the same example, in the case of an open defect (a2 in FIG. 13) in which the line portion is disconnected, it is inclined in the repeating direction of the repeated pattern.

これに対して、エッジラフネスによる欠陥(図14のa3)の場合は、ライン部同士が接続したり、ライン部が断線したりすることはなく、また、欠陥とは言っても、エッジラフネスにおける凹凸のサイズは、ショート欠陥やオープン欠陥よりも微細であるため、照明光の電場成分の横方向と縦方向に対する感受性の差はそれほど大きくない。したがって、テンプレート1に直線偏光を垂直に入射させたとき、直線偏光の偏光方向が繰り返しパターンの繰り返し方向に対して45度であると、エッジラフネスにより散乱した光の偏光方向は、入射光の偏光方向である45度に近い値となる。但し、周期的な繰り返しを有するベースパターンの影響を受けることにより、偏光方向は完全には45度とならず、45度から僅かにずれた値をとる。   On the other hand, in the case of a defect due to edge roughness (a3 in FIG. 14), the line portions are not connected to each other or the line portions are not disconnected. Since the size of the unevenness is finer than that of the short defect or the open defect, the difference in sensitivity between the electric field component of the illumination light in the horizontal direction and the vertical direction is not so large. Therefore, when the linearly polarized light is incident on the template 1 perpendicularly and the polarization direction of the linearly polarized light is 45 degrees with respect to the repeating direction of the repeated pattern, the polarization direction of the light scattered by the edge roughness is the polarization of the incident light. The value is close to 45 degrees which is the direction. However, due to the influence of the base pattern having a periodic repetition, the polarization direction is not completely 45 degrees, but takes a value slightly deviated from 45 degrees.

このように、ショート欠陥やオープン欠陥と、エッジラフネスとでは、照明光の偏光状態に与える影響が異なる。したがって、この違いを利用することにより、光学系の解像限界より微細なパターンであっても、欠陥を分類することが可能である。具体的には、照明光の偏光状態と、テンプレート1で反射した光を結像する光学系における偏光制御素子(図4では偏光板9)の条件とを制御することで、エッジラフネスによる明暗のムラを偏光制御素子で除去し、ショート欠陥やオープン欠陥による振幅変化のみを抽出することができる。すなわち、エッジラフネスの影響を排除して、S/N比の高い光学画像を得ることができる。   As described above, the influence of the illumination light on the polarization state is different between the short defect and the open defect and the edge roughness. Therefore, by utilizing this difference, it is possible to classify defects even if the pattern is finer than the resolution limit of the optical system. Specifically, by controlling the polarization state of the illumination light and the conditions of the polarization control element (polarizing plate 9 in FIG. 4) in the optical system that forms an image of the light reflected by the template 1, the brightness and darkness due to edge roughness are controlled. Unevenness can be removed by a polarization control element, and only amplitude changes due to short defects or open defects can be extracted. That is, it is possible to obtain an optical image having a high S / N ratio by eliminating the influence of edge roughness.

尚、光の偏光面は、パターンの繰り返し方向に対して必ずしも45度である必要はないが、0度と90度は避けるようにする。光の偏光面が繰り返しパターンの繰り返し方向に対して0度や90度であると、光の感受性は欠陥間で同じとなるため区別できなくなる。したがって、光の偏光面は、−5度〜5度と、85度〜95度の各範囲にある角度以外の角度とすることが好ましい。   The polarization plane of light is not necessarily 45 degrees with respect to the pattern repeating direction, but 0 degrees and 90 degrees are avoided. If the plane of polarization of light is 0 degree or 90 degrees with respect to the repeating direction of the repeating pattern, the sensitivity of the light becomes the same between the defects, so that it cannot be distinguished. Therefore, the polarization plane of light is preferably set to an angle other than the angles in the ranges of −5 to 5 degrees and 85 to 95 degrees.

図4の検査装置において、テンプレート1の繰り返しパターンに直線偏光を照射すると、繰り返しパターンから正反射方向に楕円偏光が発生する。この理由は、次の通りである。   In the inspection apparatus of FIG. 4, when the linearly polarized light is irradiated on the repeated pattern of the template 1, elliptically polarized light is generated in the regular reflection direction from the repeated pattern. The reason for this is as follows.

直線偏光が繰り返しパターンに入射すると、振動面の方向が繰り返し方向に平行な偏光成分と、振動面の方向が繰り返し方向に垂直な偏光成分とを生じる。これらの偏光成分は、それぞれ独立に、異なる振幅変化と位相変化とを受ける。その結果、2つの偏光成分の反射光は互いに振幅と位相が異なるので、これらの偏光成分が合成された反射光は楕円偏光となる。   When linearly polarized light is repeatedly incident on the pattern, a polarization component whose vibration plane direction is parallel to the repetition direction and a polarization component whose vibration plane direction is perpendicular to the repetition direction are generated. These polarization components are independently subjected to different amplitude changes and phase changes. As a result, the reflected lights of the two polarization components have different amplitudes and phases, so that the reflected light obtained by combining these polarization components becomes elliptically polarized light.

尚、正反射方向は、テンプレート1に照射される直線偏光の入射面内に含まれ、テンプレート1の転写面の法線に対して、照射される直線偏光の入射角度に等しい角度だけ傾いた方向である。   The regular reflection direction is included in the incident plane of the linearly polarized light irradiated on the template 1 and is inclined with respect to the normal line of the transfer surface of the template 1 by an angle equal to the incident angle of the linearly polarized light irradiated. It is.

楕円偏光を含む正反射光は、図4において、対物レンズ8とハーフミラー7を透過して偏光板9に入射する。偏光板9は、その透過軸の方位が偏光板6の透過軸に対して直交するように、すなわち、クロスニコルの状態となるように設定されている。これにより、偏光板9は、偏光板9に入射する光のうちで楕円偏光成分のみを透過させる。偏光板9を透過した光は、開口絞り10を透過し、ミラー11で反射して結像レンズ12を透過した後、画像センサ13に入射する。画像センサ13の具体例としては、TDI(Time Delay Integration)センサなどが挙げられる。   In FIG. 4, the specularly reflected light including elliptically polarized light passes through the objective lens 8 and the half mirror 7 and enters the polarizing plate 9. The polarizing plate 9 is set so that the direction of its transmission axis is orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 6, that is, in a crossed Nicols state. Thereby, the polarizing plate 9 transmits only the elliptically polarized light component in the light incident on the polarizing plate 9. The light that has passed through the polarizing plate 9 passes through the aperture stop 10, is reflected by the mirror 11, passes through the imaging lens 12, and then enters the image sensor 13. Specific examples of the image sensor 13 include a TDI (Time Delay Integration) sensor.

テンプレート1のパターンの光学画像は、XYθテーブル3がX方向とY方向に移動しながら画像センサ13によって連続的に撮像されていく。このとき、XYθテーブル3の移動位置は、レーザ測長システム15によって測定される。   The optical image of the pattern of the template 1 is continuously picked up by the image sensor 13 while the XYθ table 3 moves in the X direction and the Y direction. At this time, the movement position of the XYθ table 3 is measured by the laser length measurement system 15.

図6は、テンプレート1に形成されたパターンの光学画像の取得手順を説明する図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining the procedure for acquiring the optical image of the pattern formed on the template 1.

図6でテンプレート1は、図4のXYθテーブル3の上に載置されているものとする。テンプレート1上の検査領域は、図6に示すように、短冊状の複数の検査領域、すなわち、ストライプ20,20,20,20,・・・によって仮想的に分割されている。各ストライプは、例えば、幅が数百μmであって、長さがテンプレート1のX方向またはY方向の全長に対応する100mm程度の領域とすることができる。 In FIG. 6, the template 1 is assumed to be placed on the XYθ table 3 of FIG. As shown in FIG. 6, the inspection area on the template 1 is virtually divided by a plurality of strip-shaped inspection areas, that is, stripes 20 1 , 20 2 , 20 3 , 20 4 ,. Each stripe can be, for example, a region having a width of several hundred μm and a length of about 100 mm corresponding to the entire length of the template 1 in the X direction or the Y direction.

光学画像は、ストライプ毎に取得される。このため、図6の各ストライプ20,20,20,20,・・・が連続的に走査されるように、XYθテーブル3の動作が制御される。例えば、XYθテーブル3が図6の−X方向に移動しながら、テンプレート1の光学画像が取得される。そして、図4の画像センサ13に、図6に示されるような走査幅Wの光学画像が連続的に入力される。すなわち、画像センサ13は、第1のストライプ20における光学画像を撮像した後、第2のストライプ20における光学画像を撮像する。この場合、XYθテーブル3が−Y方向にステップ移動した後、第1のストライプ20の光学画像を撮像したときの方向(−X方向)とは逆方向(X方向)に移動しながら、走査幅Wの光学画像が画像センサ13に連続的に入力される。第3のストライプ20における光学画像を撮像する場合には、XYθテーブル3が−Y方向にステップ移動した後、第2のストライプ20の光学画像を撮像したときの方向(X方向)とは逆方向、すなわち、第1のストライプ20の光学画像を撮像したときと同じ方向(−X方向)に、XYθテーブル3が移動する。尚、図6の矢印は、光学画像が撮像される方向と順序を示しており、斜線部分は、光学画像の撮像が済んだ領域を表している。 An optical image is acquired for each stripe. Therefore, the operation of the XYθ table 3 is controlled so that the stripes 20 1 , 20 2 , 20 3 , 20 4 ,... In FIG. For example, the optical image of the template 1 is acquired while the XYθ table 3 moves in the −X direction of FIG. Then, an optical image having a scanning width W as shown in FIG. 6 is continuously input to the image sensor 13 of FIG. That is, the image sensor 13, after capturing an optical image of the first stripe 20 1, capturing an optical image in the second stripe 20 2. In this case, after the XYθ table 3 is moved stepwise in the -Y direction, and the first stripes 20 1 of the optical image direction when imaging the (-X direction) while moving in reverse direction (X-direction), scanning An optical image having a width W is continuously input to the image sensor 13. When capturing an optical image of the third stripes 20 3, after XYθ table 3 is moved stepwise in the -Y direction, and the direction when imaging the second stripes 20 second optical image (X-direction) backward, i.e., in the same direction (-X direction) as when capturing the first stripe 20 1 of the optical image, XY.theta. table 3 moves. In addition, the arrow of FIG. 6 has shown the direction and order where an optical image is imaged, and the shaded part represents the area | region where the imaging of the optical image was completed.

光学画像が撮像されていく様子は、図7によっても説明される。図7は、テンプレート1に設けられたチップ領域の一部を拡大して示したものである。この図では、テンプレート1の一部領域に、2n個のチップ領域が配置されている。既に述べたように、テンプレート1の検査領域は、複数のストライプによって仮想的に分割されている。画像センサ13は、1チップ目、2チップ目、3チップ目、・・・、nチップ目の順に、ストライプに沿って各チップ領域に形成された繰り返しパターンを撮像していく。   The manner in which the optical image is picked up will also be described with reference to FIG. FIG. 7 is an enlarged view of a part of the chip area provided in the template 1. In this figure, 2n chip regions are arranged in a partial region of the template 1. As already described, the inspection area of the template 1 is virtually divided by a plurality of stripes. The image sensor 13 captures an image of a repeated pattern formed in each chip area along the stripe in the order of the first chip, the second chip, the third chip,.

画像センサ13で撮像された光学画像は、光電変換された後、さらにA/D(アナログデジタル)変換されて光学画像データとなる。その後、この光学画像データは、欠陥検出部の比較処理部14へ送られる。一方、レーザ測長システム15で測定されたXYθテーブル3の位置データは、欠陥検出部の位置データ部16へ送られる。その後、この位置データは、位置データ部16から比較処理部14へ送られる。   The optical image picked up by the image sensor 13 is photoelectrically converted and further A / D (analog / digital) converted into optical image data. Thereafter, the optical image data is sent to the comparison processing unit 14 of the defect detection unit. On the other hand, the position data of the XYθ table 3 measured by the laser length measurement system 15 is sent to the position data section 16 of the defect detection section. Thereafter, the position data is sent from the position data unit 16 to the comparison processing unit 14.

比較処理部14では、ダイ−トゥ−ダイ比較方式によって欠陥検出が行われる。この工程は、図1のS2に対応する。   In the comparison processing unit 14, defect detection is performed by a die-to-die comparison method. This step corresponds to S2 in FIG.

ダイ−トゥ−ダイ比較方式は、同一のテンプレートの一部分または全体に同一のパターン構成を有する複数のチップ領域が配置されている場合に、テンプレートの異なるチップ領域における同一パターンの光学画像同士を比較する検査方法である。すなわち、ダイ−トゥ−ダイ比較方式では、テンプレートに繰り返し形成されたチップ領域同士が比較される。   The die-to-die comparison method compares optical images of the same pattern in different chip regions of a template when a plurality of chip regions having the same pattern configuration are arranged on a part or the whole of the same template. Inspection method. That is, in the die-to-die comparison method, chip regions repeatedly formed on the template are compared with each other.

ダイ−トゥ−ダイ比較方式について、図5を用いてさらに詳しく説明する。画像センサ13は、図5のストライプ20に沿って、チップC1、チップC2、チップC3の順にパターンを撮像していく。比較処理部14では、撮像されたストライプデータが検査フレーム単位に分割され、チップC1から切り出された検査フレームと、チップC2から切り出された検査フレームとが比較される。尚、この比較は、比較処理部14に設けられて検査フレームを処理単位とする比較ユニット(図示せず)で行われる。   The die-to-die comparison method will be described in more detail with reference to FIG. The image sensor 13 images the pattern in the order of the chip C1, the chip C2, and the chip C3 along the stripe 20 in FIG. The comparison processing unit 14 divides the captured stripe data into test frame units, and compares the test frame cut out from the chip C1 with the test frame cut out from the chip C2. This comparison is performed by a comparison unit (not shown) provided in the comparison processing unit 14 and having an inspection frame as a processing unit.

ダイ−トゥ−ダイ比較では、検査対象となる光学画像データと、欠陥判定の基準となる光学画像データとが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。そして、両者の差が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定される。例えば、図5において、チップC2の光学画像におけるパターンと、チップC1の光学画像におけるパターンとの差が、所定の閾値を超える場合に、チップC2には欠陥があると判定される。   In die-to-die comparison, optical image data to be inspected is compared with optical image data to be a defect determination reference using an appropriate comparison determination algorithm. Then, when the difference between the two exceeds a predetermined threshold, it is determined as a defect. For example, in FIG. 5, when the difference between the pattern in the optical image of the chip C2 and the pattern in the optical image of the chip C1 exceeds a predetermined threshold, it is determined that the chip C2 has a defect.

ここで、光学系の解像限界より微細な繰り返しパターンに、ショート欠陥やオープン欠陥があると、パターンの規則性に乱れが生じて、欠陥がある個所の階調値が周囲の階調値とは異なるようになる。これにより、ショート欠陥やオープン欠陥を検出することができる。本実施の形態では、図4に示す光学系4を適用することにより、エッジラフネスによる明暗のムラを偏光制御素子(図4では偏光板9)で除去し、ショート欠陥やオープン欠陥による振幅変化のみを抽出することができる。(エッジラフネスによる欠陥が除かれた)光学画像データは、比較処理部14に送られる。そして、比較処理部14において、光学画像における画素データが画素毎の階調値で表される。また、テンプレート1の検査領域は、所定の単位領域に分割され、各単位領域の平均階調値が求められる。所定の単位領域は、例えば、1mm×1mmの領域とすることができる。   Here, if there is a short defect or open defect in a repetitive pattern finer than the resolution limit of the optical system, the regularity of the pattern will be disturbed, and the gradation value of the place where the defect exists will be the surrounding gradation value. Will be different. Thereby, a short defect and an open defect can be detected. In the present embodiment, by applying the optical system 4 shown in FIG. 4, light and dark unevenness due to edge roughness is removed by a polarization control element (polarizing plate 9 in FIG. 4), and only amplitude changes due to short defects or open defects are removed. Can be extracted. The optical image data (from which defects due to edge roughness are removed) is sent to the comparison processing unit 14. Then, in the comparison processing unit 14, pixel data in the optical image is represented by a gradation value for each pixel. Further, the inspection area of the template 1 is divided into predetermined unit areas, and an average gradation value of each unit area is obtained. The predetermined unit area can be, for example, an area of 1 mm × 1 mm.

一例として、テンプレートの一部分または全体に同一の構成を有する複数のチップパターンが配置されている場合を考える。より具体的には、半導体ウェハに転写される同じ集積回路の繰り返しパターンが配置されている場合である。ここで、繰り返し単位は、同じ大きさの矩形を呈しており、互いに切り離されるとダイ(Die)と称される。1つのダイには、通常、1単位の集積回路などが形成されている。ダイ−トゥ−ダイ(Die to Die)比較方式によってこの繰り返しパターンを検査する際には、異なるチップにおける同一パターンの光学画像同士が比較される。例えば、n番目のチップの光学画像を被検査対象とすると、(n−1)番目のチップの光学画像が比較されるべき基準画像になる。このとき、繰り返しパターンが、検査装置の光源の波長で解像できないパターンであると、検査領域のほとんどでは、一様な灰色階調の光学画像同士を比較することになる。しかしながら、パターンに欠陥を有する光学画像では、欠陥箇所がその種類や形状に応じて白い輝点や黒点となって観察される。   As an example, consider a case where a plurality of chip patterns having the same configuration are arranged on a part or the whole of a template. More specifically, it is a case where a repeated pattern of the same integrated circuit transferred to the semiconductor wafer is arranged. Here, the repeating unit has a rectangular shape of the same size, and is called a die when separated from each other. One die is usually formed with one unit of integrated circuit and the like. When this repeated pattern is inspected by a die-to-die comparison method, optical images of the same pattern on different chips are compared. For example, when an optical image of the nth chip is an inspection target, the optical image of the (n−1) th chip is a reference image to be compared. At this time, if the repetitive pattern is a pattern that cannot be resolved at the wavelength of the light source of the inspection apparatus, optical images with uniform gray gradation are compared in most of the inspection region. However, in an optical image having a defect in the pattern, the defect portion is observed as a white bright spot or a black spot depending on the type or shape.

例えば、テンプレートに光を照射し、その反射光をセンサに入射させることによって、繰り返しパターンの光学画像を取得する場合において、隣接するパターン同士が繋がり短絡していると、その欠陥個所では光が他より広い面積で反射するため、欠陥は白い輝点となって観察される。一方、パターンに断線が生じていると、その部分でパターンが欠けているため、光の反射面積が小さくなり、欠陥は黒点となって観察される。   For example, when an optical image of a repetitive pattern is acquired by irradiating the template with light and causing the reflected light to enter the sensor, if the adjacent patterns are connected and short-circuited, the light at the defect location The defect is observed as a white bright spot because it reflects in a wider area. On the other hand, if the pattern is disconnected, the pattern is missing at that portion, so that the light reflection area is reduced and the defect is observed as a black spot.

比較処理部14では、検査の前に、平均階調値を中心とする上下の閾値が予め設定されている。そして、画素毎に求められた階調値がこの閾値を超える個所は、白い輝点や黒点となって観察される個所に対応するので、かかる個所を欠陥と判定する。   In the comparison processing unit 14, before and after the inspection, upper and lower threshold values centered on the average gradation value are set in advance. Then, a portion where the gradation value obtained for each pixel exceeds this threshold corresponds to a portion that is observed as a white bright spot or a black spot, so that such a portion is determined as a defect.

マスターテンプレートについて撮像した全ての光学画像と、比較処理部14での判定結果は、第1の検査情報として検査情報19に保存される(図1のS3)。この場合の判定結果は、欠陥の有無に関わらない。   All the optical images picked up for the master template and the determination result in the comparison processing unit 14 are stored in the inspection information 19 as the first inspection information (S3 in FIG. 1). The determination result in this case is not related to the presence or absence of defects.

以上のようにしてマスターテンプレートの検査を行った後は、このマスターテンプレートから複製されたレプリカテンプレートの検査を行う。この工程は、図1のレプリカテンプレートの検査(1)に対応する。レプリカテンプレートの検査(1)は、その出来栄えを検査するものである。この検査により、例えば、マスターテンプレートの検査において、欠陥判定閾値に近いところで許容されたパターンが、レプリカテンプレートでは欠陥となるか否かといったことが把握される。   After inspecting the master template as described above, the replica template copied from the master template is inspected. This step corresponds to the inspection (1) of the replica template in FIG. The inspection (1) of the replica template is an inspection of the performance. By this inspection, for example, in the inspection of the master template, it is grasped whether the pattern allowed near the defect determination threshold value becomes a defect in the replica template.

本実施の形態では、図1に示すように、まず、S3で保存したマスターテンプレートの検査情報を用いて、レプリカテンプレートの検査に使用する参照画像を作成する(図1のS4)。この工程は、図4の参照画像生成部18で行われる。すなわち、S3で保存されたマスターテンプレートの第1の検査情報が、検査情報19から参照画像生成部18へ送られ、参照画像生成部18において上記の参照画像が作られる。尚、S4の工程は、必ずしもレプリカテンプレートの光学画像を取得する工程(S5)の前に行う必要はなく、S5の工程と並行して行ってもよく、また、S5の工程の後に行うことも可能である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, first, a reference image used for inspection of the replica template is created using the inspection information of the master template stored in S3 (S4 in FIG. 1). This step is performed by the reference image generation unit 18 in FIG. That is, the first inspection information of the master template stored in S3 is sent from the inspection information 19 to the reference image generation unit 18, and the reference image generation unit 18 creates the reference image. The step S4 is not necessarily performed before the step (S5) of acquiring the optical image of the replica template, and may be performed in parallel with the step S5 or may be performed after the step S5. Is possible.

図8〜図11に、レプリカテンプレートを作製する方法の一例を示す。この方法によれば、まず、図8に示すように、石英ガラスQGのハードマスクHMとレジスト膜RFが設けられた面に、マスターテンプレートMTPを押し付ける。図8の矢印は、マスターテンプレートMTPが押し付けられる方向を示している。この状態で、レジスト膜RFに紫外光を照射してレジスト膜RFを硬化させる。その後、図9に示すように、マスターテンプレートMTPを矢印の方向に上昇させて石英ガラスQGから引き剥がす。次に、レジスト膜RFをマスクとしてハードマスクHMをエッチングし、さらに、ハードマスクHMをマスクとして石英ガラスQGをエッチングして、図10に示す構造とする。続いて、レジスト膜RFとハードマスクHMを除去し、石英ガラスQGを所定の寸法にダイシングすることにより、図11に示すようなレプリカテンプレートRTPが得られる。   8 to 11 show an example of a method for producing a replica template. According to this method, first, as shown in FIG. 8, the master template MTP is pressed against the surface on which the hard mask HM of the quartz glass QG and the resist film RF are provided. The arrows in FIG. 8 indicate the direction in which the master template MTP is pressed. In this state, the resist film RF is cured by irradiating the resist film RF with ultraviolet light. Thereafter, as shown in FIG. 9, the master template MTP is raised in the direction of the arrow and peeled off from the quartz glass QG. Next, the hard mask HM is etched using the resist film RF as a mask, and the quartz glass QG is etched using the hard mask HM as a mask to obtain the structure shown in FIG. Subsequently, the resist film RF and the hard mask HM are removed, and the quartz glass QG is diced to a predetermined size, whereby a replica template RTP as shown in FIG. 11 is obtained.

上述したレプリカテンプレートの作製工程から明らかであるように、マスターテンプレートとレプリカテンプレートとは、パターンの凹凸が反転した関係にある。このため、マスターテンプレートにおいて、ライン同士が短絡するショート欠陥が検出された場合、この欠陥は、レプリカテンプレートにおいては、ラインが断線するオープン欠陥となって検出されることになる。そこで、マスターテンプレートの検査情報を用いて、レプリカテンプレートの検査に使用する参照画像を作成する工程では、マスターテンプレートのショート欠陥情報をオープン欠陥の情報に変換する。また、マスターテンプレートのオープン欠陥情報については、ショート欠陥の情報に変換する。   As is clear from the replica template manufacturing process described above, the master template and the replica template are in a relationship in which the unevenness of the pattern is inverted. For this reason, when a short defect in which lines are short-circuited is detected in the master template, this defect is detected as an open defect in which the lines are disconnected in the replica template. Therefore, in the step of creating the reference image used for the inspection of the replica template using the inspection information of the master template, the short defect information of the master template is converted into the information of open defects. Further, the open defect information of the master template is converted into short defect information.

また、マスターテンプレートとレプリカテンプレートは、パターンのx座標が反転した関係にある。例えば、マスターテンプレートの座標(1,0)には、レプリカテンプレートの座標(−1,0)が対応する。したがって、マスターテンプレートの検査情報を用いて、レプリカテンプレートの検査に使用する参照画像を作成する工程では、マスターテンプレートのx座標をY軸を中心として符号が反転した座標に変換する。   In addition, the master template and the replica template have a relationship in which the x coordinate of the pattern is inverted. For example, the coordinates (-1, 0) of the replica template correspond to the coordinates (1, 0) of the master template. Therefore, in the step of creating a reference image used for inspection of the replica template using the inspection information of the master template, the x coordinate of the master template is converted into the coordinate whose sign is inverted around the Y axis.

また、ライン・アンド・スペースパターンにおける各ラインの幅寸法とピッチとによって規定されるデューティ比も、マスターテンプレートとレプリカテンプレートとでは反転した関係になる。デューティ比が変わると光学画像の階調値が変化するので、マスターテンプレートの光学画像の階調値をレプリカテンプレートの階調値に合わせる。   In addition, the duty ratio defined by the width dimension and pitch of each line in the line and space pattern is also inverted between the master template and the replica template. Since the gradation value of the optical image changes when the duty ratio changes, the gradation value of the optical image of the master template is matched with the gradation value of the replica template.

ところで、テンプレート1に形成された繰り返しパターンに欠陥があると、繰り返しの規則性に乱れが生じて、光学画像は、均一な階調値の灰色画像に欠陥の程度に応じた輝度変化を持つ画像となる。この輝度変化は、例えば、孤立した白点や黒点となって観察される。一方、マスターテンプレートに欠陥があっても、その欠陥が転写されたレプリカテンプレートに似せた参照画像を作成すると、この参照画像とレプリカテンプレートの光学画像との間に差がなくなり、レプリカテンプレートには欠陥がないと判定されてしまうおそれがある。そこで、マスターテンプレートの欠陥の背景の階調値を、レプリカテンプレートの背景の階調値に合わせただけの参照画像を作成する。これにより、例えば、マスターテンプレートの欠陥は黒点となって観察されるのに対し、レプリカテンプレートの欠陥は白点となって観察されるので、レプリカテンプレートの欠陥を検出することができる。   By the way, if the repeating pattern formed on the template 1 has a defect, the regularity of the repetition is disturbed, and the optical image is an image having a luminance change according to the degree of the defect in a gray image having a uniform gradation value. It becomes. This luminance change is observed as, for example, an isolated white spot or black spot. On the other hand, even if there is a defect in the master template, if you create a reference image that resembles the replica template to which the defect has been transferred, there will be no difference between the reference image and the optical image of the replica template. There is a risk that it will be determined that there is no. Therefore, a reference image is created by simply matching the background gradation value of the defect of the master template with the background gradation value of the replica template. Thereby, for example, a defect of the master template is observed as a black spot, whereas a defect of the replica template is observed as a white spot, so that the defect of the replica template can be detected.

次に、レプリカテンプレートのパターンの光学画像を取得する(図1のS5)。この工程は、図2〜図7を用いて説明した、マスターテンプレートのパターンの光学画像の取得工程と同様である。   Next, an optical image of the pattern of the replica template is acquired (S5 in FIG. 1). This process is the same as the process of acquiring the optical image of the pattern of the master template described with reference to FIGS.

マスターテンプレートの光学画像の取得工程では、図4に示すように、テンプレート1に光を照射する光学系と、テンプレート1で反射した光を画像センサ13に入射させる光学系の双方に偏光板(6,9)を配置した。この構成によれば、マスターテンプレートに照射する光を直線偏光(p偏光)にして、さらに、p偏光の振動方向が繰り返しパターンの繰り返し方向に対して45度傾くようにするとともに、マスターテンプレートで反射した光のうち楕円偏光成分のみが画像センサに入射するようになる。   In the optical image acquisition process of the master template, as shown in FIG. 4, polarizing plates (6) are provided on both the optical system that irradiates light to the template 1 and the optical system that causes the light reflected by the template 1 to enter the image sensor 13. 9). According to this configuration, the light emitted to the master template is linearly polarized (p-polarized), and the vibration direction of the p-polarized light is inclined 45 degrees with respect to the repeating direction of the repeated pattern and is reflected by the master template. Of the received light, only the elliptically polarized light component enters the image sensor.

上記のような2枚の偏光板(6,9)を用いた構成とすることで欠陥検査の感度を高くすることができるが、画像センサ13に入射する光の量がこれらの偏光板によって減少するので、光学画像を取得するための工程が長くなる。レプリカテンプレートの検査工程では、後述するように、マスターテンプレートの検査情報を参照するので、マスターテンプレートの検査工程より低い感度となる構成の光学系であっても構わない。つまり、2枚の偏光板(6,9)を使用せずに光学画像を取得することができ、それによって光学画像の取得工程に要する時間を短くすることが可能である。   The configuration using the two polarizing plates (6, 9) as described above can increase the sensitivity of defect inspection, but the amount of light incident on the image sensor 13 is reduced by these polarizing plates. Therefore, the process for acquiring an optical image becomes long. As will be described later, since the inspection information of the master template is referred to in the replica template inspection process, an optical system having a lower sensitivity than the master template inspection process may be used. That is, an optical image can be acquired without using two polarizing plates (6, 9), thereby shortening the time required for the optical image acquisition process.

画像センサ13で撮像されたレプリカテンプレートの光学画像は、光電変換された後、さらにA/D(アナログデジタル)変換されて光学画像データとなる。その後、この光学画像データは、図4の欠陥検出部の比較処理部14へ送られる。一方、レーザ測長システム15で測定されたXYθテーブル3の位置データは、欠陥検出部の位置データ部16へ送られる。その後、この位置データは、位置データ部16から比較処理部14へ送られる。   The optical image of the replica template picked up by the image sensor 13 is photoelectrically converted and further A / D (analog / digital) converted into optical image data. Thereafter, the optical image data is sent to the comparison processing unit 14 of the defect detection unit in FIG. On the other hand, the position data of the XYθ table 3 measured by the laser length measurement system 15 is sent to the position data section 16 of the defect detection section. Thereafter, the position data is sent from the position data unit 16 to the comparison processing unit 14.

比較処理部14では、ダイ−トゥ−ダイ比較方式によって欠陥検出が行われる。この工程は、図1のS6に対応し、2つのダイ−トゥ−ダイ比較工程によって特徴付けられる。   In the comparison processing unit 14, defect detection is performed by a die-to-die comparison method. This step corresponds to S6 in FIG. 1 and is characterized by two die-to-die comparison steps.

まず、図1のS2と同様にして、ダイ−トゥ−ダイ比較方式(第1のダイ−トゥ−ダイ比較)によって、レプリカテンプレートの欠陥検出を行う。具体的には、レプリカテンプレートの異なるチップ領域における同一パターンの光学画像同士を比較する。   First, similarly to S2 of FIG. 1, the defect detection of the replica template is performed by the die-to-die comparison method (first die-to-die comparison). Specifically, optical images of the same pattern in different chip regions of the replica template are compared.

テンプレートのアライメントについて説明した際に、テンプレートの四隅に配置されたアライメントマークの座標を測定することで、テンプレートの形状歪みを把握できることを述べた。ダイ−トゥ−ダイ比較方式によれば、比較対象となるチップ領域のパターンにも同様の形状歪みがあるため、欠陥検出においてかかる形状歪みによる補正を考慮する必要はない。   When the template alignment was described, it was described that the shape distortion of the template can be grasped by measuring the coordinates of the alignment marks arranged at the four corners of the template. According to the die-to-die comparison method, since there is a similar shape distortion in the pattern of the chip area to be compared, it is not necessary to consider correction due to the shape distortion in defect detection.

一方、テンプレートの転写面全体で見ると、パターンには寸法分布があり、微細化が進む最先端の半導体デバイスにおいては、パターンの形状欠陥や線幅変動として指摘されるべき欠陥の寸法が、テンプレートの転写面全体における寸法分布と同等程度になっている。このため、線幅分布の異なるチップ領域同士を比較しようとすると、線幅バイアス(偏差)のあるパターン同士が比較されることとなって、検出されるべき欠陥を検出できなかったり、欠陥として検出する必要のない形状や線幅を欠陥として検出してしまったりするおそれがある。   On the other hand, when looking at the entire transfer surface of the template, there is a dimensional distribution in the pattern, and in the most advanced semiconductor devices that are becoming finer, the dimensions of defects that should be pointed out as pattern shape defects or line width variations are The size distribution is equivalent to that of the entire transfer surface. For this reason, when trying to compare chip regions having different line width distributions, patterns with line width bias (deviation) are compared, and a defect to be detected cannot be detected or detected as a defect. There is a risk that shapes and line widths that do not need to be detected are detected as defects.

そこで、本実施の形態においては、レプリカテンプレートの異なるチップ領域同士を比較するダイ−トゥ−ダイ比較方式によって検出された欠陥箇所や、ショート欠陥およびオープン欠陥とエッジラフネスとを区別することが困難なS/N比の低い個所について、S4で作成した画像を参照画像とするダイ−トゥ−ダイ比較(第2のダイ−トゥ−ダイ比較)を行う。但し、本実施の形態はこれに限られるものではなく、レプリカテンプレートの全光学画像を、マスターテンプレートの対応する画像とダイ−トゥ−ダイ比較してもよい。また、マスターテンプレートの検査において、欠陥判定閾値に近いところで許容されたパターンについて、対応するレプリカテンプレートのパターンと比較してもよい。これにより、上記パターンがレプリカテンプレートでも許容されるか否かが把握される。   Therefore, in the present embodiment, it is difficult to distinguish between a defective portion detected by a die-to-die comparison method that compares different chip regions of a replica template, short defects, open defects, and edge roughness. Die-to-die comparison (second die-to-die comparison) using the image created in S4 as a reference image is performed for a portion having a low S / N ratio. However, the present embodiment is not limited to this, and the entire optical image of the replica template may be compared die-to-die with the corresponding image of the master template. Further, in the inspection of the master template, the pattern allowed near the defect determination threshold may be compared with the pattern of the corresponding replica template. Thereby, it is grasped whether or not the above pattern is allowed even in the replica template.

具体的には、図4において、参照画像生成部18で生成した参照画像が比較処理部14へ送られる。そして、比較処理部14において、位置データ部16からの位置情報によって特定された上記個所にあるレプリカテンプレートの光学画像と、この光学画像と同一の座標にあるマスターテンプレートの光学画像から作成した参照画像とが比較される。この場合、比較される画像同士の座標が同一であるので、線幅分布の違いを考慮する必要がない。したがって、偏光板を使用せずに取得した光学画像であっても、これを用いてレプリカテンプレートにおける正確な欠陥検出を行うことができる。   Specifically, in FIG. 4, the reference image generated by the reference image generation unit 18 is sent to the comparison processing unit 14. Then, in the comparison processing unit 14, a reference image created from the optical image of the replica template at the location specified by the position information from the position data unit 16 and the optical image of the master template at the same coordinates as the optical image. Are compared. In this case, since the coordinates of the images to be compared are the same, there is no need to consider the difference in the line width distribution. Therefore, even if it is an optical image acquired without using a polarizing plate, accurate defect detection in a replica template can be performed using this optical image.

レプリカテンプレートについて撮像した全ての光学画像と、比較処理部14での判定結果は、第2の検査情報として検査情報19に保存される(図1のS7)。この場合の判定結果は、欠陥の有無に関わらない。   All the optical images picked up for the replica template and the determination result in the comparison processing unit 14 are stored in the inspection information 19 as second inspection information (S7 in FIG. 1). The determination result in this case is not related to the presence or absence of defects.

上述したレプリカテンプレートの検査(1)で良品とされたレプリカテンプレートは、公知のナノインプリント装置(図示せず)に装着されて、シリコンウェハなどへのパターン転写に用いられる。   The replica template determined as good in the replica template inspection (1) described above is mounted on a known nanoimprint apparatus (not shown) and used for pattern transfer onto a silicon wafer or the like.

例えば、ナノインプリント装置において、レプリカテンプレートは、チャンバの天井部に備え付けられてZ方向に移動可能な保持部に保持される。一方、シリコンウェハは、保持部の下方に配置されてX方向およびY方向に移動可能なステージ上に載置される。ステージはリニアモータによって移動し、また、ステージの位置はレーザ干渉計によって測定される。   For example, in the nanoimprint apparatus, the replica template is held by a holding unit that is provided on the ceiling of the chamber and is movable in the Z direction. On the other hand, the silicon wafer is placed on a stage that is disposed below the holding unit and is movable in the X direction and the Y direction. The stage is moved by a linear motor, and the position of the stage is measured by a laser interferometer.

シリコンウェハの表面にはレジスト膜が設けられており、保持部が−Z方向(下方向)に移動することによって、レプリカテンプレートがこのレジスト膜に押し付けられる。この状態でレジスト膜に紫外光を照射して硬化させた後、保持部をZ方向に移動させてレジスト膜からレプリカテンプレートを引き剥がす。これにより、レジスト膜にレプリカテンプレートの繰り返しパターンが転写される。   A resist film is provided on the surface of the silicon wafer, and the replica template is pressed against the resist film when the holding portion moves in the −Z direction (downward). In this state, the resist film is irradiated with ultraviolet light and cured, and then the holding part is moved in the Z direction to peel off the replica template from the resist film. Thereby, the repeated pattern of the replica template is transferred to the resist film.

レプリカテンプレートを用いてシリコンウェハへの転写工程を所定回数行った後は、レプリカテンプレートの表面に付着したレジスト膜の残渣や、その他のゴミおよび埃などを除去するために洗浄を行う。洗浄工程を終えた後は、再びナノインプリント装置の保持部に装着して、シリコンウェハへの繰り返しパターンの転写工程を行う。   After the transfer process to the silicon wafer is performed a predetermined number of times using the replica template, cleaning is performed to remove the resist film residue, other dust, and dust attached to the surface of the replica template. After the cleaning process is completed, the process is again mounted on the holding unit of the nanoimprint apparatus, and the process of transferring the repeated pattern to the silicon wafer is performed.

以上の工程を繰り返すことによって、レプリカテンプレートのパターンに欠けや摩耗が生じたり、洗浄工程で除去できない異物や汚れが付着したりすると、シリコンウェハに転写されたパターンに欠陥が発生する。そこで、洗浄工程を所定回数終える毎に、レプリカテンプレートの検査を行う。この検査工程は、図1のレプリカテンプレートの検査(2)に対応する。   By repeating the above steps, if the pattern of the replica template is chipped or worn, or if foreign matter or dirt that cannot be removed by the cleaning step is attached, a defect occurs in the pattern transferred to the silicon wafer. Therefore, every time the cleaning process is completed a predetermined number of times, the replica template is inspected. This inspection step corresponds to inspection (2) of the replica template in FIG.

まず、レプリカテンプレートのパターンの光学画像を取得する(図1のS8)。この工程は、S5におけるレプリカテンプレートの光学画像の取得工程と同様である。   First, an optical image of a replica template pattern is acquired (S8 in FIG. 1). This step is the same as the optical image acquisition step of the replica template in S5.

画像センサ13で撮像されたレプリカテンプレートの光学画像は、光電変換された後、さらにA/D(アナログデジタル)変換されて光学画像データとなる。その後、この光学画像データは、図4の欠陥検出部の比較処理部14へ送られる。一方、レーザ測長システム15で測定されたXYθテーブル3の位置データは、欠陥検出部の位置データ部16へ送られる。その後、この位置データは、位置データ部16から比較処理部14へ送られる。   The optical image of the replica template picked up by the image sensor 13 is photoelectrically converted and further A / D (analog / digital) converted into optical image data. Thereafter, the optical image data is sent to the comparison processing unit 14 of the defect detection unit in FIG. On the other hand, the position data of the XYθ table 3 measured by the laser length measurement system 15 is sent to the position data section 16 of the defect detection section. Thereafter, the position data is sent from the position data unit 16 to the comparison processing unit 14.

比較処理部14では、ダイ−トゥ−ダイ比較方式によって欠陥検出が行われる。この工程は、図1のS9に対応する。   In the comparison processing unit 14, defect detection is performed by a die-to-die comparison method. This step corresponds to S9 in FIG.

S9の工程では、ダイ−トゥ−ダイ比較方式によって、レプリカテンプレートの欠陥検出を行う。この工程における参照画像は、レプリカテンプレートの検査(1)で取得された、検査対象の座標(x,y)と、x座標の符号が反転した座標(−x,y)の光学画像である。この光学画像は、レプリカテンプレートの初期状態の光学画像であるので、参照画像として用いることで、レプリカテンプレートの変化、すなわち、パターンの欠けや摩耗の状態、異物や汚れの付着状態などを把握することができる。   In step S9, the replica template is detected for defects by a die-to-die comparison method. The reference image in this process is an optical image of the coordinates (x, y) to be inspected and the coordinates (−x, y) obtained by inverting the sign of the x coordinate acquired in the inspection (1) of the replica template. Since this optical image is an optical image of the initial state of the replica template, it can be used as a reference image to grasp changes in the replica template, that is, the state of chipping or wear of patterns, the adhesion state of foreign matter or dirt, etc. Can do.

S8で取得したレプリカテンプレートの光学画像や、S9における比較処理部14での判定結果は、第3の検査情報として検査情報19に保存することができる(図1のS10)。   The optical image of the replica template acquired in S8 and the determination result in the comparison processing unit 14 in S9 can be stored in the inspection information 19 as third inspection information (S10 in FIG. 1).

図1におけるレプリカテンプレートの検査(2)は、レプリカテンプレートをシリコンウェハに押し付けて、シリコンウェハ上のレジスト膜にレプリカテンプレートのパターンを転写する工程を少なくとも1回行ってからこのレプリカテンプレートを洗浄するまでの工程を所定回数行う毎に行われる。S10で保存された第3の検査情報は、必要に応じて、後に行われる同様の検査の参照画像を生成する際に利用される。   In the replica template inspection (2) in FIG. 1, the replica template is pressed against the silicon wafer, and the process of transferring the pattern of the replica template onto the resist film on the silicon wafer is performed at least once until the replica template is cleaned. This is performed every time the above process is performed a predetermined number of times. The third examination information stored in S10 is used when generating a reference image for a similar examination to be performed later, if necessary.

本実施の形態においては、図1の検査情報を保存する各工程(S3,S7,S10)の後に、レビュー工程を行い、それによって、欠陥が検出されたテンプレートを再洗浄するか、あるいは、廃棄するかといった判定をすることができる。レビュー工程は、オペレータによって、検出された欠陥が実用上問題となるものであるかどうかを判断する工程である。レビュー装置は、検査装置の外部装置とすることができるが、検査装置の一部であってもよい。保存された検査情報のうち、欠陥の座標、欠陥判定の根拠となった光学画像や参照画像などがレビュー装置に送られると、オペレータは、欠陥が含まれる光学画像と参照画像とを見比べて、真に廃棄や再洗浄が必要な欠陥であるか否かを判断する。尚、レビュー工程の後に修正工程を設けて欠陥の修正を行うこともできる。   In the present embodiment, a review process is performed after each process (S3, S7, S10) for storing the inspection information in FIG. 1, thereby re-cleaning or discarding the template in which the defect is detected. It is possible to determine whether to do it. The review process is a process in which the operator determines whether or not the detected defect is a practical problem. The review device can be an external device of the inspection device, but may be a part of the inspection device. Of the stored inspection information, when the defect coordinates, the optical image or reference image that is the basis for the defect determination is sent to the review device, the operator compares the optical image containing the defect with the reference image, Determine if the defect really needs to be discarded or re-cleaned. A defect can be corrected by providing a correction process after the review process.

以上述べたように、本実施の形態では、レプリカテンプレートの異なるチップ領域同士を比較(第1のダイ−トゥ−ダイ比較)した後、この比較によって検出された欠陥箇所や、ショート欠陥およびオープン欠陥とエッジラフネスとを区別することが困難なS/N比の低い個所について、マスターテンプレートの検査情報から作成した画像を参照画像として再度比較(第2のダイ−トゥ−ダイ比較)する。第2のダイ−トゥ−ダイ比較では、比較される画像同士の座標が同一であるので、レプリカテンプレートの転写面における線幅分布の違いを考慮する必要がない。つまり、線幅バイアス(偏差)のない状態でパターン同士が比較されるため、正確な検査を行うことができる。   As described above, in this embodiment, after comparing different chip regions of the replica template (first die-to-die comparison), the defect location, short defect, and open defect detected by this comparison are compared. The image created from the inspection information of the master template is compared again as a reference image (second die-to-die comparison) for a portion having a low S / N ratio that makes it difficult to distinguish between edge roughness and edge roughness. In the second die-to-die comparison, since the coordinates of the images to be compared are the same, it is not necessary to consider the difference in the line width distribution on the transfer surface of the replica template. That is, since the patterns are compared with each other without a line width bias (deviation), an accurate inspection can be performed.

また、本実施の形態では、シリコンウェハなどへのパターンの転写工程を所定回数終えたレプリカテンプレートについて、その光学画像を取得し、初期状態のレプリカテンプレートの光学画像と比較する。この場合も、比較される画像同士の座標が同一であるので、レプリカテンプレートの転写面における線幅分布の違いを考慮する必要がない。つまり、線幅バイアス(偏差)のない状態でパターン同士が比較されるため、正確な検査を行うことができる。   In the present embodiment, an optical image of a replica template that has been subjected to a pattern transfer process to a silicon wafer or the like a predetermined number of times is acquired and compared with the optical image of the initial replica template. Also in this case, since the coordinates of the images to be compared are the same, it is not necessary to consider the difference in the line width distribution on the transfer surface of the replica template. That is, since the patterns are compared with each other without a line width bias (deviation), an accurate inspection can be performed.

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施の形態では、マスターテンプレートの光学画像を取得する際に、マスターテンプレートに光を照射する光学系と、マスターテンプレートで反射した光を画像センサに入射させる光学系の双方に、開口絞りと偏光板を配置した。これにより、検査感度を高くすることができるので、正確な検査を行うことが可能となる。マスターテンプレートの検査情報は、レプリカテンプレートの検査に使用される参照画像の生成に利用されるので正確である必要があるが、上記実施の形態の構成によって得られるものには限定されない。例えば、SEM顕微鏡画像による検査情報、すなわち、電子線による二次電子を用いて取得した画像であってもよい。また、上記実施の形態では、テンプレートの繰り返しパターンに偏光を照射したが、本発明はこれに限られるものではなく、テンプレートの繰り返しパターンに非偏光を照射して光学画像を取得してもよい。   For example, in the above-described embodiment, when an optical image of the master template is acquired, both the optical system that irradiates light to the master template and the optical system that causes the light reflected by the master template to enter the image sensor are used. And a polarizing plate were arranged. Thereby, since an inspection sensitivity can be made high, it becomes possible to perform an exact inspection. Since the inspection information of the master template is used for generating a reference image used for inspection of the replica template, it needs to be accurate, but is not limited to that obtained by the configuration of the above embodiment. For example, it may be inspection information based on an SEM microscopic image, that is, an image acquired using secondary electrons generated by an electron beam. Moreover, in the said embodiment, although the polarized light was irradiated to the repeating pattern of a template, this invention is not limited to this, You may irradiate a non-polarized light to the repeating pattern of a template, and may acquire an optical image.

また、本実施の形態では、マスターテンプレートとレプリカテンプレートの検査方法について述べたが、マスタープレートと、このマスタープレートから複製されるプレートの検査であれば、本発明を適用することが可能である。   In this embodiment, the inspection method of the master template and the replica template is described. However, the present invention can be applied to the inspection of the master plate and the plate replicated from the master plate.

また、本実施の形態では、検査情報を検査装置内に記録したが、検査装置とネットワークで接続された外部サーバに記録し、複数の検査装置間で共有できるようにしてもよい。   In this embodiment, the inspection information is recorded in the inspection apparatus. However, the inspection information may be recorded in an external server connected to the inspection apparatus via a network so that it can be shared among a plurality of inspection apparatuses.

さらに、上記実施の形態では、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要としない部分についての記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができることは言うまでもない。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更し得る全ての検査方法および検査装置は、本発明の範囲に包含される。   Furthermore, in the above embodiment, description of parts that are not directly required for the description of the present invention, such as the device configuration and control method, has been omitted, but the required device configuration and control method can be appropriately selected and used. Needless to say, you can. In addition, all inspection methods and inspection apparatuses that include the elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

1 テンプレート
2 Zテーブル
3 XYθテーブル
4 光学系
5,10 開口絞り
6,9 偏光板
7 ハーフミラー
8 対物レンズ
11 ミラー
12 結像レンズ
13 画像センサ
14 比較処理部
15 レーザ測長システム
16 位置データ部
17 光源
18 参照画像生成部
19 検査情報
20 ストライプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Template 2 Z table 3 XY (theta) table 4 Optical system 5,10 Aperture stop 6,9 Polarizing plate 7 Half mirror 8 Objective lens 11 Mirror 12 Imaging lens 13 Image sensor 14 Comparison processing part 15 Laser length measurement system 16 Position data part 17 Light source 18 Reference image generator 19 Inspection information 20 Stripe

Claims (7)

同一のパターンが形成された複数のチップ領域が配置されたマスターテンプレートについて、各パターンの画像を取得する工程と、
前記マスターテンプレートの各パターンの画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程と、
前記マスターテンプレートの各パターンの画像と、前記マスターテンプレートの各パターンの画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式によって比較した結果とを含む第1の検査情報を保存する工程と、
前記マスターテンプレートの複製のレプリカテンプレートについて、該レプリカテンプレートに形成された各パターンの画像を取得する工程と、
前記レプリカテンプレートの各パターンの画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程と、
前記レプリカテンプレートの各パターンの画像のうちの少なくとも一部について、前記第1の検査情報から作成された対応する座標の画像を参照画像としてダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程とを有することを特徴とする検査方法。
For a master template in which a plurality of chip regions in which the same pattern is formed are arranged, obtaining a pattern image;
Comparing each pattern image of the master template with a die-to-die method;
Storing first inspection information including an image of each pattern of the master template and a result of comparing each pattern image of the master template by a die-to-die method;
For replica template replica of the master template, obtaining an image of each pattern formed on the replica template;
Comparing each pattern image of the replica template with a die-to-die method;
Comparing at least a part of images of each pattern of the replica template with a corresponding coordinate image created from the first inspection information as a reference image by a die-to-die method. A characteristic inspection method.
前記レプリカテンプレートの各パターンの画像を含む第2の検査情報を保存する工程と、
前記レプリカテンプレートを基板に押し付けて、前記基板に設けられた膜に前記レプリカテンプレートのパターンを転写する工程を少なくとも1回行ってから該レプリカテンプレートを洗浄するまでの工程を所定回数行った後、該レプリカテンプレートに形成された各パターンの画像を取得する工程と、
該画像のそれぞれについて、前記第2の検査情報から読み出された対応する座標の画像を参照画像としてダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程とを有することを特徴とする請求項1に記載の検査方法。
Storing second inspection information including an image of each pattern of the replica template;
The replica template is pressed against the substrate, and the step of transferring the pattern of the replica template to the film provided on the substrate is performed at least once until the replica template is washed, and then the replica template is washed a predetermined number of times. Obtaining an image of each pattern formed on the replica template;
2. The method according to claim 1, further comprising: comparing each image with a corresponding coordinate image read from the second inspection information as a reference image in a die-to-die manner. Inspection method.
前記マスターテンプレートの各パターンの画像を取得する工程では、前記パターンの繰り返し方向に対し振動方向を傾けて直線偏光を照射し、前記パターンから反射した光のうちの楕円偏光成分を抽出して前記画像を取得することを特徴とする請求項1または2に記載の検査方法。   In the step of acquiring an image of each pattern of the master template, the vibration direction is inclined with respect to the repetition direction of the pattern to irradiate linearly polarized light, and an elliptically polarized component of light reflected from the pattern is extracted to obtain the image The inspection method according to claim 1, wherein the inspection method is acquired. 前記パターンの繰り返し方向に対し、振動方向が−5度〜5度と85度〜95度の各範囲にある角度以外の角度をなすようにして前記直線偏光を照射することを特徴とする請求項3に記載の検査方法。   The linearly polarized light is irradiated so that a vibration direction forms an angle other than an angle in a range of -5 degrees to 5 degrees and 85 degrees to 95 degrees with respect to a repeating direction of the pattern. 3. The inspection method according to 3. 前記第1の検査情報から作成された画像では、前記マスターテンプレートの各パターンの画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較することにより検出された欠陥のうち、ショート欠陥の情報はオープン欠陥の情報に変換されており、オープン欠陥の情報はショート欠陥の情報に変換されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の検査方法。   In the image created from the first inspection information, among the defects detected by comparing each pattern image of the master template with a die-to-die method, short defect information is open defect information. The inspection method according to claim 1, wherein the information on open defects is converted into information on short defects. 前記レプリカテンプレートの各パターンの画像のうちの少なくとも一部は、前記レプリカテンプレートの各パターンの画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程によって欠陥と判定された画像であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の検査方法。   At least a part of the images of each pattern of the replica template is an image determined to be a defect by a step of comparing images of the patterns of the replica template with each other by a die-to-die method. The inspection method according to any one of claims 1 to 5. 前記レプリカテンプレートの各パターンの画像のうちの少なくとも一部は、前記レプリカテンプレートの各パターンの画像のうちS/N比の低い画像であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の検査方法。   The at least part of the images of each pattern of the replica template is an image having a low S / N ratio among the images of each pattern of the replica template. Inspection method described in 1.
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