JP2002373613A - 微小パターン検査装置及び方法 - Google Patents

微小パターン検査装置及び方法

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JP2002373613A
JP2002373613A JP2001179628A JP2001179628A JP2002373613A JP 2002373613 A JP2002373613 A JP 2002373613A JP 2001179628 A JP2001179628 A JP 2001179628A JP 2001179628 A JP2001179628 A JP 2001179628A JP 2002373613 A JP2002373613 A JP 2002373613A
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Ichiro Kagami
一郎 鏡
Daichi Tsunoda
大地 角田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 煩雑な手動調整を行うことなく、被検査基板
のチャージアップやダメージを抑制しつつ、必要な検査
解像度を得る。 【解決手段】 フォトマスク等の作製工程において、S
IMやSEMによってフォトマスクの修正や測定を行う
場合、観察する領域(検査対象領域)を中心として、チ
ャージアップによる像のゆがみの影響を与えるであろう
領域(判定領域)のパターンデータを、設計データやビ
ームスキャンによって取得し、そのパターンデータをも
とに、検査対象領域におけるフォトマスクパターンの開
口率(粗密度)、配置、欠陥位置を調べる。次いで、こ
の調べた結果をもとに、必要な解像度、チャージアップ
の抑制等を考慮してビーム照射条件(例えば、ビーム走
査位置、走査ステップ、ビームサイズ)を決定し、この
決定したビーム照射条件を用いてSIMまたはSEMを
用いた検査を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、SEM(走査型電
子ビーム顕微鏡)やSIM(走査型イオンビーム顕微
鏡)を用いてフォトマスクやレクチル等の欠陥を観察す
る微小パターン検査装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体の製造工程において、
SEMやSIMを用いてフォトマスクやレクチル等の欠
陥を観察し、これを修正する方法が提案されている(例
えば特許第2694264号公報参照)。SEMでは、
被検査基板の観察領域に電子ビーム(EB)を照射し、
被検査基板から反射した2次電子を検出することにより
形成された像を観察する。また、SIMでは、被検査基
板の観察領域に集束イオンビーム(FIB)を照射し、
被検査基板から放出されたイオン粒子を検出することに
より形成された像を観察する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような電子ビームやイオンビームは電荷を帯びており、
照射するフォトマスク等の基板がチャージアップを起こ
し、微少パターンが見えなくなったり、被検査基板の静
電破壊を起こす等の問題が発生している。この問題を解
決するための対策の1つに、スキャンピッチを大きくと
り、観察領域へのビームの照射量を少なくし、チャージ
アップをなくす方法があるが、スキャンピッチを大きく
とると、検査解像度が低下してしまう。すなわち、被検
査基板に対するチャージアップの減少及びダメージの抑
制と、検査解像度とは相反する問題となっている。そし
て、従来は、このようなスキャンピッチと解像度の調整
を手動で行う必要があり、作業が煩雑になるとともに、
安定した検査が困難となる。
【0004】そこで本発明の目的は、煩雑な手動調整を
行うことなく、被検査基板のチャージアップやダメージ
を抑制しつつ、必要な検査解像度を得ることができる微
小パターン検査装置及び方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、検査対象領域を中心とする判定領域のパター
ンデータを取得するパターンデータ取得手段と、前記パ
ターンデータ取得手段によって取得したパターンデータ
に基づいて前記判定領域の領域条件を判定する領域条件
判定手段と、前記領域条件判定手段によって得られた領
域条件に基づいて、必要な検査解像度とチャージアップ
の抑制とを実現するためのビーム照射条件を決定するビ
ーム照射条件決定手段と、前記ビーム照射条件決定手段
によって決定されたビーム照射条件に基づいて検査対象
領域へのビーム照射を行なうビーム照射制御手段とを有
することを特徴とする。
【0006】また本発明は、検査対象領域を中心とする
判定領域のパターンデータを取得するパターンデータ取
得ステップと、前記パターンデータ取得ステップによっ
て取得したパターンデータに基づいて前記判定領域の領
域条件を判定する領域条件判定ステップと、前記領域条
件判定ステップによって得られた領域条件に基づいて、
必要な検査解像度とチャージアップの抑制とを実現する
ためのビーム照射条件を決定するビーム照射条件決定ス
テップと、前記ビーム照射条件決定ステップによって決
定されたビーム照射条件に基づいて検査対象領域へのビ
ーム照射を行なうビーム照射制御ステップとを有するこ
とを特徴とする。
【0007】本発明の微小パターン検査装置では、検査
対象領域を中心とする判定領域のパターンデータに基づ
いて、判定領域の領域条件を判定し、この領域条件に基
づいて、必要な検査解像度とチャージアップの抑制とを
実現するためのビーム照射条件を決定し、このビーム照
射条件に基づいて検査対象領域へのビーム照射を行な
う。したがって、ビーム照射を行なう領域のパターンに
応じた最適なビーム照射条件を自動的に選択して観察を
行なうことが可能となる。このため、煩雑な手動調整を
行うことなく、被検査基板のチャージアップやダメージ
を抑制しつつ、必要な検査解像度を得ることができ、適
正な検査を実現できるとともに、検査作業の効率を向上
することができる。
【0008】また、本発明の微小パターン検査方法で
は、検査対象領域を中心とする判定領域のパターンデー
タに基づいて、判定領域の領域条件を判定し、この領域
条件に基づいて、必要な検査解像度とチャージアップの
抑制とを実現するためのビーム照射条件を決定し、この
ビーム照射条件に基づいて検査対象領域へのビーム照射
を行なう。したがって、ビーム照射を行なう領域のパタ
ーンに応じた最適なビーム照射条件を自動的に選択して
観察を行なうことが可能となる。このため、煩雑な手動
調整を行うことなく、被検査基板のチャージアップやダ
メージを抑制しつつ、必要な検査解像度を得ることがで
き、適正な検査を実現できるとともに、検査作業の効率
を向上することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明による微小パターン
検査装置及び方法の実施の形態について説明する。な
お、以下に説明する実施の形態は、本発明の好適な具体
例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている
が、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明
を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限定さ
れないものとする。
【0010】本実施の形態による微小パターン検査装置
及び方法は、例えばフォトマスク等の作製工程におい
て、FIBによって欠陥を修正する場合、もしくは、S
EMによって線巾を測定し、形状の確認を行なう場合
に、基板の観察領域にそれぞれのビームを照射し、基板
からの反射もしくは粒子の放出を検出することにより、
像を形成する。そして、その像を用いてフォトマスク等
の修正や測定を行うものである。そして、この観察する
領域(検査対象領域)を中心として、チャージアップに
よる像のゆがみの影響を与えるであろう領域(判定領
域)までのパターンデータを、設計データから取得し、
あるいは、実際にビームでスキャンを行うことにより取
得し、そのパターンデータをもとに、検査対象領域にお
けるフォトマスクパターンの開口率(粗密度)、配置、
欠陥位置を調べる。次いで、この調べた結果をもとに、
必要な解像度、チャージアップの抑制等を考慮してビー
ム照射条件(例えば、ビーム走査位置、走査ステップ、
ビームサイズ)を決定し、この決定したビーム照射条件
を用いてSIMまたはSEMを用いた検査を行なうもの
である。
【0011】以下、本発明の具体的な実施例について図
面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例による
微小パターン検査方法の作業手順を示すフローチャート
であり、観察領域を決定してから実際の観察像(イメー
ジ)が形成されるまでの動作を示している。まず、実際
の検査作業に先立って、ステップS1では、観察領域
(判定領域)のパターンデータがCAD等による設計デ
ータ等に存在し、実際にビーム走査することなく取得可
能であるか否かを判断する。
【0012】そして、パターンデータが存在する場合に
は、これを取得して、ステップS3に進む。また、パタ
ーンデータが存在しない場合には、ステップS2に進
み、実際にビーム走査によってパターンデータを取得す
る処理を行なう。ここで、SEMを用いた検査方法の場
合には、観察領域に電子ビームを照射し、2次電子を検
出することにより像を形成する。また、FIBによるS
IMを用いた検査方法の場合には、観察領域にイオンビ
ームを照射し、基板から放出される粒子を検出すること
により像を形成する。そして、このような像をパターン
データとして取得し、ステップS3に進む。
【0013】次に、ステップS3では、以上のようにし
て設計データ等から、もしくは実際にビームを走査する
ことにより得られたパターンデータを記憶しておく。こ
のパターンデータは、例えば、パターンを構成する各要
素を座標データ等によって表したものである。そして、
ステップS4では、ステップS3で得られたデータから
フォトマスクパターンの開口率、パターンの配列の計算
を行う。そして、この計算から得られたデータをもと
に、ステップS5でビーム走査条件(走査位置、走査間
隔等)を決定する。
【0014】ここで、フォトマスクの開口率が低い場合
(パターン密度が高い場合)には、走査間隔を広く取
り、また、パターンのない部分にはビームを当てないよ
うにすることにより、基板が帯電してチャージアップす
ることのないようにする。また、開口率が高く(パター
ン密度が低く)、チャージアップしないようなパターン
を観察する場合でも、なるべく照射量を少なくすること
により、各種のコンタミネーションを防ぐようにする。
次に、ステップS6で実際に走査を開始して最終的な観
察像を得る。
【0015】図2は、上述のような手順による計算結果
からビームを実際に走査させるときのビームの動作を示
す説明図である。図中、斜線で示す領域がフォトマスク
10、20の開口領域10A、20Aを示している。図
2(a)に示すフォトマスク10のパターンは、図2
(b)に示すフォトマスク20のパターンに比較して、
開口率が低い(すなわち、フォトマスクを形成した石英
ガラスの露出面積が多い)。したがって、図2(a)の
観察時には、図2(b)の観察時と比較してビーム走査
間隔を広く取り、実際に走査ビーム30が当たる面積を
少なくすることにより、チャージアップを防ぐことが可
能になる。また、図2(b)のように開口率が高く(す
なわち、石英ガラスの露出面積が少なく)、チャージア
ップすることのないようなパターンであっても、必要最
小限の解像度を得られるまで、ビームの走査面積を低く
することにより、各種コンタミネーションの付着を押さ
えることができる。
【0016】以上のように、本実施の形態では、観察領
域のパターンデータからビーム走査条件を決定してイメ
ージングを行うことから、必要最小限のビームを照射し
て行なうことができ、フォトマスク等の被検査基板のチ
ャージアップを大幅に低減させ、コンタミネーション等
による基板の損傷も最小限に押えられる。また、開口率
の低いパターンにおいては、自動的に走査ステップを大
きくする処理が行なわれるため、作業効率が向上し、ス
ループットを向上する効果も得られる。なお、以上はフ
ォトマスクの検査を行なう場合について説明したが、本
発明は他の被検査対象についても同様に適用し得るもの
である。また、パターンデータを取得する方法として
は、設計データから得る方法とビーム照射による方法の
一方を用いることも可能であるが、上述のように組み合
わせた場合には、設計データによる迅速、簡易性とビー
ム照射による確実性の両方の利点を得ることが可能であ
る。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明の微小パター
ン検査装置では、検査対象領域を中心とする判定領域の
パターンデータに基づいて、判定領域の領域条件を判定
し、この領域条件に基づいて、必要な検査解像度とチャ
ージアップの抑制とを実現するためのビーム照射条件を
決定し、このビーム照射条件に基づいて検査対象領域へ
のビーム照射を行なう。したがって、ビーム照射を行な
う領域のパターンに応じた最適なビーム照射条件を自動
的に選択して観察を行なうことが可能となるため、煩雑
な手動調整を行うことなく、被検査基板のチャージアッ
プやダメージを抑制しつつ、必要な検査解像度を得るこ
とができ、適正な検査を実現できるとともに、検査作業
の効率を向上することができる。
【0018】また、本発明の微小パターン検査方法で
は、検査対象領域を中心とする判定領域のパターンデー
タに基づいて、判定領域の領域条件を判定し、この領域
条件に基づいて、必要な検査解像度とチャージアップの
抑制とを実現するためのビーム照射条件を決定し、この
ビーム照射条件に基づいて検査対象領域へのビーム照射
を行なう。したがって、ビーム照射を行なう領域のパタ
ーンに応じた最適なビーム照射条件を自動的に選択して
観察を行なうことが可能となるため、煩雑な手動調整を
行うことなく、被検査基板のチャージアップやダメージ
を抑制しつつ、必要な検査解像度を得ることができ、適
正な検査を実現できるとともに、検査作業の効率を向上
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による微小パターン検査方法
の作業手順を示すフローチャートである。
【図2】図1に示す手順による計算結果からビームを実
際に走査させるときのビームの動作を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
10、20……フォトマスク、30……走査ビーム、1
0A、20A……開口領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G001 AA03 AA05 BA07 CA03 CA05 FA01 GA01 GA06 GA12 HA13 JA11 KA03 LA11 MA05 2H095 BD04 BD14 BD18 BD28 5C030 BB17 BC06 5C033 UU01 UU02

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検査対象領域を中心とする判定領域のパ
    ターンデータを取得するパターンデータ取得手段と、 前記パターンデータ取得手段によって取得したパターン
    データに基づいて前記判定領域の領域条件を判定する領
    域条件判定手段と、 前記領域条件判定手段によって得られた領域条件に基づ
    いて、必要な検査解像度とチャージアップの抑制とを実
    現するためのビーム照射条件を決定するビーム照射条件
    決定手段と、 前記ビーム照射条件決定手段によって決定されたビーム
    照射条件に基づいて検査対象領域へのビーム照射を行な
    うビーム照射制御手段と、 を有することを特徴とする微小パターン検査装置。
  2. 【請求項2】 前記領域条件には、判定領域におけるパ
    ターンの密度、配置、欠陥位置の少なくとも1つを含む
    ことを特徴とする請求項1記載の微小パターン検査装
    置。
  3. 【請求項3】 前記判定領域は、前記検査対象領域に対
    するビーム照射の影響を受ける範囲から設定することを
    特徴とする請求項1記載の微小パターン検査装置。
  4. 【請求項4】 前記パターンデータ取得手段は、設計デ
    ータより判定領域のパターンデータを取得することを特
    徴とする請求項1記載の微小パターン検査装置。
  5. 【請求項5】 前記パターンデータ取得手段は、予めビ
    ームを走査することにより、判定領域のパターンを検出
    することを特徴とする請求項1記載の微小パターン検査
    装置。
  6. 【請求項6】 前記パターンデータ取得手段は、設計デ
    ータより判定領域のパターンデータを取得可能か否かを
    判断し、設計データより判定領域のパターンデータを取
    得可能であれば、設計データより判定領域のパターンデ
    ータを取得し、設計データより判定領域のパターンデー
    タを取得不可能であれば、予めビームを走査することに
    より、判定領域のパターンデータを検出することを特徴
    とする請求項1記載の微小パターン検査装置。
  7. 【請求項7】 前記ビーム照射制御手段は、ビーム走査
    位置、走査ステップ、ビームサイズの少なくとも1つを
    制御することを特徴とする請求項1記載の微小パターン
    検査装置。
  8. 【請求項8】 被検査基板に電子ビームを照射し、被検
    査基板から反射した2次電子を検出する走査型電子ビー
    ム顕微鏡を用いたことを特徴とする請求項1記載の微小
    パターン検査装置。
  9. 【請求項9】 被検査基板に集束イオンビームを照射
    し、被検査基板から放出されたイオン粒子を検出する走
    査型イオンビーム顕微鏡を用いたことを特徴とする請求
    項1記載の微小パターン検査装置。
  10. 【請求項10】 検査対象領域を中心とする判定領域の
    パターンデータを取得するパターンデータ取得ステップ
    と、 前記パターンデータ取得ステップによって取得したパタ
    ーンデータに基づいて前記判定領域の領域条件を判定す
    る領域条件判定ステップと、 前記領域条件判定ステップによって得られた領域条件に
    基づいて、必要な検査解像度とチャージアップの抑制と
    を実現するためのビーム照射条件を決定するビーム照射
    条件決定ステップと、 前記ビーム照射条件決定ステップによって決定されたビ
    ーム照射条件に基づいて検査対象領域へのビーム照射を
    行なうビーム照射制御ステップと、 を有することを特徴とする微小パターン検査方法。
  11. 【請求項11】 前記領域条件には、判定領域における
    パターンの密度、配置、欠陥位置の少なくとも1つを含
    むことを特徴とする請求項10記載の微小パターン検査
    方法。
  12. 【請求項12】 前記判定領域は、前記検査対象領域に
    対するビーム照射の影響を受ける範囲から設定すること
    を特徴とする請求項10記載の微小パターン検査方法。
  13. 【請求項13】 前記パターンデータ取得ステップは、
    設計データより判定領域のパターンデータを取得するこ
    とを特徴とする請求項10記載の微小パターン検査方
    法。
  14. 【請求項14】 前記パターンデータ取得ステップは、
    予めビームを走査することにより、判定領域のパターン
    を検出することを特徴とする請求項10記載の微小パタ
    ーン検査方法。
  15. 【請求項15】 前記パターンデータ取得ステップは、
    設計データより判定領域のパターンデータを取得可能か
    否かを判断し、設計データより判定領域のパターンデー
    タを取得可能であれば、設計データより判定領域のパタ
    ーンデータを取得し、設計データより判定領域のパター
    ンデータを取得不可能であれば、予めビームを走査する
    ことにより、判定領域のパターンデータを検出すること
    を特徴とする請求項10記載の微小パターン検査方法。
  16. 【請求項16】 前記ビーム照射制御ステップは、ビー
    ム走査位置、走査ステップ、ビームサイズの少なくとも
    1つを制御することを特徴とする請求項10記載の微小
    パターン検査方法。
  17. 【請求項17】 被検査基板に電子ビームを照射し、被
    検査基板から反射した2次電子を検出する走査型電子ビ
    ーム顕微鏡を用いたことを特徴とする請求項10記載の
    微小パターン検査方法。
  18. 【請求項18】 被検査基板に集束イオンビームを照射
    し、被検査基板から放出されたイオン粒子を検出する走
    査型イオンビーム顕微鏡を用いたことを特徴とする請求
    項10記載の微小パターン検査方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006030220A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Fujitsu Ltd マスク、パターン形成方法およびパターン寸法評価方法
JP2012169070A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Hitachi High-Technologies Corp 走査型荷電粒子顕微鏡及び試料観察方法

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