JP2001255287A - 転写マスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】転写マスクのパターン開口部の異物や突起等の
欠陥を精度良く、再現性良く検査するための転写マスク
の欠陥検査方法及び欠陥検査装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】本発明の転写マスクの欠陥検査装置は、電
子線を照射する電子銃１０と、転写マスク５０を載置・
駆動するステージ４０と、転写マスク５０の通過電子を
検出する検出器２０と、検出器２０で得られた通過電子
信号を取り込み、画像処理して基準信号と比較して欠陥
であるかどうかの判定処理を行う欠陥抽出部７０と、欠
陥を画像として表示する表示部８０と、検査装置全体及
び個々のユニットの駆動・制御を行う装置制御部６０と
から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造におい
て電子線露光にて回路パターンを転写するのに用いるシ
リコン等をマスク基材とした転写用マスクの欠陥検査方
法及び欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年半導体デバイスの微細化が進み、そ
の半導体基板上に微細な回路パターンを形成する技術と
して転写用マスクを用いた電子線露光方式の開発が進め
られている。転写用マスクは電子線露光装置に装着され
て用いられるものであるが、転写用マスクには転写用の
各種パターン開口部が多数形成されている。そのパター
ン開口部を通過して半導体基板上に微細な回路パターン
を電子線で描画する時に、パターン開口部、あるいはそ
の近傍に異物や突起のような欠陥が存在すると、その形
状が半導体基板に転写されたり、電子線が散乱し、正常
な回路パターン形成に支障を生じ、半導体デバイスとし
ての機能が満たされなくなってしまう。そのため、転写
用マスクの製造においてはこれらパターン開口部あるい
はその近傍部及び開口部側壁面の異物や欠陥を検査する
技術が求められている。さらに、多数枚のマスクを効率
的に検査する技術が求められている。

【０００３】しかし、従来は光学顕微鏡や走査型電子顕
微鏡等を使用して詳細にパターン開口部及びその近傍部
を検査していたが、光学顕微鏡では解像力が足りず、ま
た走査型電子顕微鏡ではマスク基材が例えば１０μｍか
ら２０μｍの厚みを有しているために、パターン開口部
側壁面全体に焦点が合わない等の問題があるため、異物
や欠陥の見逃しがある頻度で発生する。また、作業者が
一つづつパターン開口部を部分的にモニターに写しだす
等の手段を用いて、その後は目視検査で確認しなくては
ならないため非常に時間がかかっている。さらに、検出
された転写マスクのパターン開口部の異物や突起等の欠
陥が、実際に転写された時に欠陥になるかどうかの判定
するのが難しく、良品の転写マスクを不良品と判定した
り、あるいは不良品の転写マスクを良品と判定したりし
て、欠陥の良否判定が非常に難しいという問題を有して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑み考案されたもので、転写マスクのパターン開口部の
異物や突起等の欠陥を精度良く、再現性良く検査するた
めの転写マスクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記問題
を解決するために、まず請求項１においては、マスク基
材にパターン開口部が形成された電子線露光に用いられ
る転写マスクの欠陥検査方法において、転写マスクに電
子線照射を行い、パターン開口部を通過して得られた通
過電子信号と基準信号とを比較して欠陥を抽出すること
を特徴とする転写マスクの欠陥検査方法としたものであ
る。

【０００６】また、請求項２においては、転写マスクに
電子線照射を行って検査用の前記通過電子信号を得るた
めの電子線照射条件が、転写マスク作製時の電子線露光
に用いる電子線照射条件と同じであることを特徴とする
請求項１に記載の転写マスクの欠陥検査方法としたもの
である。

【０００７】また、請求項３においては、マスク基材に
パターン開口部が形成された電子線露光に用いられる転
写マスクの欠陥検査装置において、転写マスクに電子線
を照射する電子線照射手段と、パターン開口部を通過す
る通過電子を検出する検出手段と、検出手段で得られた
通過電子信号と基準信号とを比較して欠陥を抽出する欠
陥抽出手段と、欠陥を確認する表示手段とを備えている
ことを特徴とする転写マスクの欠陥検査装置としたもの
である。

【０００８】さらにまた、請求項４においては、請求項
３記載の転写マスクの欠陥検査装置において、転写マス
クに電子線を照射して通過電子信号を得るための電子線
照射条件が、転写マスク作製時の電子線露光に用いる電
子線照射条件と同じであることを特徴とする転写マスク
の欠陥検査装置としたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に本発明の転写マスクの欠陥
検査装置の一実施例の構成を示す。本発明の転写マスク
の検査方法は、検査対象である電子線露光用の転写マス
ク５０に電子線１１を照射し、転写マスク５０に形成さ
れた各種パターン開口部を通過する通過電子を検出器２
０にて検出し、通過電子信号を得る。さらに、通過電子
信号を欠陥抽出部７０に取り込み、画像処理を行って、
基準信号と比較することにより欠陥の判定処理を行うよ
うにしたものである。

【００１０】つまり、転写マスクのパターン開口部周辺
及び開口部側壁面に存在する欠陥が通過電子の変化とし
て検出部２０でとらえられることにより、焦点深度に関
係なく観察可能となる。また、パターン開口部を通過し
て得られた通過電子信号を画像として同時に取り込むこ
とにより、処理時間を短縮することができる。

【００１１】さらに請求項２では、転写マスクに電子線
照射を照射する電子線照射条件を、転写マスク作製時の
電子線露光に用いる電子線照射条件と同じにして通過電
子信号が得られるようにした。このように、検査時の電
子線照射条件を半導体基板に回路パターンを露光する電
子線照射条件と同じにすることにより、この検査方法で
抽出された欠陥レベルが電子線描画の際の回路転写に影
響する致命欠陥レベルであるかどうかの判定が可能にな
る。

【００１２】転写マスクの通過電子信号との比較に使用
する基準信号については、あらかじめ良品レベルの転写
マスクを複数枚用意しておき、本発明の装置と方法で、
良品レベルの転写マスクに請求項２に示す電子線照射条
件で電子線照射を行い、得られた複数の通過電子信号を
比較し、転写マスク間の差が許容範囲内に入っている転
写マスクの通過電子信号の平均値を基準信号する。さら
に、検査対象の転写マスクに請求項２に示す電子線照射
条件で電子線照射を行い、検出器２０で得られた通過電
子信号を欠陥抽出部７０に取り込み、画像処理を行っ
て、基準信号と比較することにより、あらかじめ設定さ
れた許容範囲内に入っていれば良品と判定する。

【００１３】欠陥抽出部７０での致命欠陥の判定処理は
通過電子欠陥画像のコントラストしきい値以上の領域が
一定以上の寸法値であるかどうかによって行うことがで
きる。また、上記コントラストしきい値は、照射電子線
の強度と電子線レジストの感度特性特性により決まる値
であり、実験もしくは理論計算により求めることができ
る

【００１４】本発明の転写マスクの欠陥検査装置は図１
に示すように、電子線を照射する電子銃１０と、転写マ
スク５０を載置・駆動するステージ４０と、転写マスク
５０の通過電子を検出する検出器２０と、検出器２０で
得られた通過電子信号を取り込み、画像処理して基準信
号と比較して欠陥であるかどうかの判定処理を行う欠陥
抽出部７０と、欠陥を画像として表示する表示部８０
と、検査装置全体及び個々のユニットの駆動・制御を行
う装置制御部６０と、表示端末９０とから構成されてい
る。

【００１５】転写マスク５０はステージ４０に載置さ
れ、装置制御部６０にて位置制御され、電子線の照射位
置を変えながら検査が行われる。さらに、装置制御部６
０によって、欠陥抽出部７０への検出信号の入出力制
御、画像データの管理、作業者への検査結果の表示や制
御パラメーターの入力や管理等、プログラムの動作制
御、また各種演算が行われる。

【００１６】また、表示端末９０はテレビモニターとキ
ーボードを備えており、作業者への検査状況の表示と各
種パラメーター等の入力、検査開始、終了の指示の入力
等を行う。

【００１７】検出器２０で検出された通過電子信号は欠
陥抽出部７０にとりこまれ、画像処理と欠陥の判定処理
が行われる。欠陥抽出部７０には、通過電子信号に対す
る画像処理と欠陥の判定処理を行うアルゴリズムがプロ
グラムとして組み込まれている。入力された通過電子信
号はこのアルゴリズムの処理を施され、欠陥が抽出され
ればその情報を表示部８０に表示し、出力する。

【００１８】

【実施例】以下実施例により本発明の転写マスクの欠陥
検査方法について説明する。まず、転写マスク５０の検
査エリア等の情報と検査して検出すべき異物や欠陥の大
きさや色等といった設定情報を表示端末９０を使って装
置制御部６０に入力しておく。

【００１９】次に、検査対象である転写マスク５０をス
テージ５０上に載置する。連続して検査を行いやすくす
るためにホルダーを用いることは好ましい。次に、検査
開始の信号を表示端末９０から入力する。装置制御部６
０から制御信号がステージ４０に送られ、ステージ４０
を位置制御する。一方、電子銃１０から電子線１１が転
写マスク５０に照射され、転写マスク５０の所定範囲を
電子線１１で走査し、検出器２０で通過電子信号に変換
される。

【００２０】通過電子信号は欠陥抽出部７０に取り込ま
れ、画像処理されて、基準信号と比較され、欠陥である
かどうかの判定処理を行い、その結果を表示部８０にて
画像として表示し、欠陥内容を確認する。図２はマスク
基材５１にパターン開口部５２が形成された転写マスク
５０を示し、パターン開口部５２の開口部側壁面に異物
や突起状の欠陥５３が存在している状態を模式的に示し
たものである。図３は転写マスク５０に電子線を照射し
て得られた通過電子パターン開口部画像８１及び通過電
子欠陥部画像８３を示す。

【００２１】このように、検出器２０で得られた通過電
子信号を画像処理することにより、電子線強度によって
得られるコントラストが、そのまま観察でき、欠陥抽出
部７０での欠陥判定処理と併せて、転写マスクが不良か
どうかの判断材料として利用できる。

【００２２】以下、同様に次々と検査すべき座標にステ
ージ４０を移動させながら画像処理による欠陥判定処理
を行っていき、測定範囲を全て検査し終わると装置制御
部６０は作業者に検査終了を表示端末９０に表示し、終
了する。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、電子線露光用転写マス
クの各種パターン開口部及びパターン開口側壁面の異物
や突起状の欠陥が精度良く、効率よく検査ができる。ま
た、自動検査が可能になり、膨大にかかっていた従来の
検査時間が短縮され、異物や突起状の欠陥を定量的に管
理していくことが可能となる。これは半導体デバイスの
フォトファブリケーションプロセス分野において優れた
実用上の効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の転写マスクの欠陥検査装置の一実施例
の構成を示す説明図である。

【図２】基材５１にパターン開口部５２が形成された転
写マスク５０のパターン開口部５２の開口部側壁面に欠
陥５３が存在している状態を模式的に示した部分平面図
である。

【図３】転写マスク５０に電子線を照射して得られた通
過電子パターン開口部画像８１及び通過電子欠陥部画像
８３ａを示す説明図である。

【符号の説明】

１０……電子銃 １１……電子線 ２０……検出器 ４０……ステージ ５０……転写マスク ５１……マスク基材 ５２……パターン開口部 ５３……欠陥 ６０……装置制御部 ７０……欠陥抽出部 ８０……表示部 ８１……パターン開口部の通過電子画像 ８３……欠陥の通過電子画像 １００……欠陥検査装置

フロントページの続き (72)発明者 江口 秀幸 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 谷口 雄三 東京都小平市学園東町447−18 谷口技術 事務所有限会社 Ｆターム(参考） 2F067 AA54 BB01 BB04 CC16 EE04 EE10 GG08 HH06 JJ05 KK06 LL16 PP11 RR24 RR28 RR35 SS13 2G001 AA03 BA11 CA03 FA01 FA30 GA06 KA03 LA11 2H095 BA08 BD04 BD12 BD15 BD27

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスク基材にパターン開口部が形成された
   電子線露光に用いられる転写マスクの欠陥検査方法にお
   いて、転写マスクに電子線照射を行い、パターン開口部
   を通過して得られた通過電子信号と基準信号とを比較し
   て欠陥を抽出することを特徴とする転写マスクの欠陥検
   査方法。
2. 【請求項２】転写マスクに電子線照射を行って検査用の
   前記通過電子信号を得るための電子線照射条件が、転写
   マスク作製時の電子線露光に用いる電子線照射条件と同
   じであることを特徴とする請求項１に記載の転写マスク
   の欠陥検査方法。
3. 【請求項３】マスク基材にパターン開口部が形成された
   電子線露光に用いられる転写マスクの欠陥検査装置にお
   いて、転写マスクに電子線を照射する電子線照射手段
   と、パターン開口部を通過する通過電子を検出する検出
   手段と、検出手段で得られた通過電子信号と基準信号と
   を比較して欠陥を抽出する欠陥抽出手段と、欠陥を確認
   する表示手段とを備えていることを特徴とする転写マス
   クの欠陥検査装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の転写マスクの欠陥検査装置
   において、転写マスクに電子線を照射して通過電子信号
   を得るための電子線照射条件が、転写マスク作製時の電
   子線露光に用いる電子線照射条件と同じであることを特
   徴とする転写マスクの欠陥検査装置。