JP2003121984A - 参照データ発生方法、発生装置、パターン検査方法およびマスクの製造方法 - Google Patents

参照データ発生方法、発生装置、パターン検査方法およびマスクの製造方法

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JP2003121984A
JP2003121984A JP2001318890A JP2001318890A JP2003121984A JP 2003121984 A JP2003121984 A JP 2003121984A JP 2001318890 A JP2001318890 A JP 2001318890A JP 2001318890 A JP2001318890 A JP 2001318890A JP 2003121984 A JP2003121984 A JP 2003121984A
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Hiroyuki Ikeda
弘行 池田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスク等のパターン検査を高精度に行うため
に、検査の際に用いる参照データについての発生方法と
発生装置、パターン検査装置および、それを用いたマス
クの製造方法を提供すること。 【解決手段】 基準となる参照データを、被検査体1を
保持したXYステージ2の位置ずれ量分を補正して発生
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程等
で用いられているマスク等のパターン検査に用いる参照
データについての発生方法と発生装置、パターン検査装
置および、それを用いたマスクの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、フォトマスクやレティクル等のパ
ターン欠陥検査装置では、通常ダイツーデータべース
(die−to−database)比較と呼ばれる検
査方法が採用されている。この方法では、被検査回路パ
ターンをラインセンサで撮像して得られたセンサデータ
とパターンの設計に用いたCADデータより作られた参
照データとを比較し、両データの不一致点を欠陥として
検出している。
【0003】このようなデータの比較による方式による
パターン検査では、参照データの発生は、ラインセンサ
のスキャンごとのXYステージ座標を基準にしている。
【0004】検査の際に大きなXYステージの変動に対
しては補正をかけ、展開タイミング(もしくはデータ)
を発生していたが、センサとして用いているTDI(蓄
積型)センサの出力は、蓄積段数分のラインセンサ出力
が積算された出力と同等で、この積算時間内に発生した
速度むらについては考慮されないまた参照データを発生
している。
【0005】特に、微小パターンを検査する場合、設計
データにぼけ関数(σ計算)等の所定の関数を用いたフ
ィルタをパターン全体に一括してフィルタリングし、パ
ターンの境界をなだらかに補正した参照データを作成
し、その補正した参照データとセンサデータとを比較す
るようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近時のように、パター
ン検査で欠陥検出の感度を上げる要請が強くなってくる
と、これまでは問題にならなかった参照データと実際の
パターンとの差異(パターン自体の欠陥ではない部分
で、擬似的な欠陥)が検査に際して問題となっている。
【0007】特にパターンの密度が増し、形状も複雑に
なってくると、微小パターンのエッジ部は、XYテーブ
ルの速度むらの影響が無視できないものとなり、それら
の影響による参照データと実際のパターンとの差異を検
出してしまう。つまり、検査における欠陥検出感度を上
げていくとこのような問題が発生する。
【0008】また、正常なパターンにおいても参照デー
タとセンサパデータとの差が生じる場合がある。それ
は、センサのMTFの問題と参照データのぼけ関数(σ
計算)との間に差が存在し、完全に一致しないためであ
る。この現象は、XYステージに速度むらが発生すると
センサ画像のプロフアイルが緩やかになるため、その傾
向がますます顕著になる。
【0009】これらの要因から。微細欠陥を擬似欠陥な
しに検査しようとした場合、擬似欠陥により生じる参照
データとセンサパデータとの差が無視できなくなり、感
度上昇と擬似欠陥の検出とのトレードオフという問題が
生じる。
【0010】本発明はこれらの事情にもとづいてなされ
たもので、半導体製造工程等で用いられているマスク等
のパターン検査を高精度に行うために、検査の際に用い
る参照データについての発生方法と発生装置、パターン
検査装置および、それを用いたマスクの製造方法を提供
することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明による手
段によれば、XYステージ位置に対応した呼び出し信号
によって呼び出されたデータベースからのデータにより
参照データを発生する参照データ発生工程と、被検査体
を保持した前記XYステージの位置を検出し、その結果
と基準位置との位置ずれ量を算出して修正値を出力する
位置修正工程と、前記参照データ発生工程で発生して参
照データを前記位置修正工程で発生した修正値により補
正して、新たに参照データを発生させる参照データ補正
工程とを有することを特徴とする参照データ発生方法で
ある。
【0012】また請求項2の発明による手段によれば、
前記位置修正工程でのXYテーブルの位置ずれ量にもと
づく修正値は、予め前記位置ずれ量と画素数との関係が
定められていることを特徴とする参照データ発生方法で
ある。
【0013】また請求項3の発明による手段によれば、
被検査体を保持してXY方向に移動自在なXYステージ
と、前記XYステージ位置に対応した呼び出し信号によ
って呼び出されたデータベースからのデータにより参照
データを発生する参照データ発生部と、前記XYステー
ジの位置を検出し、その結果と基準位置との位置ずれ量
を算出して修正値を出力するステージ位置修正装置と、
前記参照データ発生装置で発生して参照データを前記ス
テージ位置修正装置で発生した修正値により補正して、
新たに参照データを発生させる参照データ補正装置とを
有することを特徴とする参照データ発生装置である。
【0014】また請求項4の発明による手段によれば、
XYステージに保持された被検査体のパターンをセンサ
で撮像して得られるセンサデータと、前記パターンの設
計データにもとづく参照データとを比較して該パターン
の欠陥を検査するパターン検査方法において、上記の工
程により参照データを発生される参照データ発生工程
と、前記XYステージの移動に伴いラインセンサで受光
したセンサデータを得るセンサデータ発生工程と、前記
参照データ発生工程で発生させた参照データと前記セン
サデータ発生工程で発生させたセンサデータとを比較す
る比較工程とを有することを特徴とするパターン検査方
法である。
【0015】また請求項5の発明による手段によれば、
前記センサは、蓄積型センサを用いていることを特徴と
するパターン検査方法である。
【0016】また請求項6の発明による手段によれば、
基板上に成膜を行う成膜工程と、前記膜にパターンを描
画する描画工程と、前記パターンをセンサで撮像して得
られるセンサデータと前記パターンの設計データにもと
づいて得られる参照データとを比較して前記パターンの
検査を行なう検査工程とを行ってマスクを製造するマス
クの製造方法において、前記参照データと前記センサデ
ータとの比較の際に用いる前記参照データは、請求項1
又は請求項2に記載された参照データ発生工程により発
生させた参照データを用いていることを特徴とするマス
クの製造方法である。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。図1には本発明の一実施の形態
に係る参照データ発生装置を用いたDie−to−da
tabaseのパターン検査装置のブロック図である。
被検査体であるマスク1はXYステージ2に保持されて
おり、XYステージ2は、ステージ制御装置3によって
X軸方向には連続移動制御され、Y軸方向にはステップ
移動制御を受ける。
【0018】XYステ一ジ2に保持されているマスク1
の上方位置には光源4が配置しており、この光源4から
出た光は照明光としてマスク1に照射される。マスク1
の下方位置にはマスク1に描かれている回路パターンを
撮像するラインセンサ5が配置されており、このライン
センサ5から出力されるセンサデータは後述する比較装
置6に入力される。
【0019】一方、ラインセンサ5からのセンサデータ
送出に同期してXYステージ2のX軸方向位置およびY
軸方向位置をレーザ干渉計やリニアエンコーダ等で検出
するステージ位置測定装置7が設けてある。このステー
ジ位置測定装置7で測定された位置データ(スキャンご
とのXYステージの変動量)はステージ位置修正装置8
に導入される。
【0020】ステージ位置修正装置8は、ステージ測定
装置の位置データと基準位置データとを比較してXYス
テージ2の位置を修正する位置修正データを発生する。
ステージ位置修正装置8から出力される位置修正データ
は、画素変換装置9に入力されて、修正ステージ位置の
情報に対応した画素変換が行われる。
【0021】すなわち、図2に説明図を示すように、ス
キャンごとのXYステージ2の位置がずれたことは、ス
キャンごとのセンサデータの位置がずれたこととでもあ
る。したがって、位置がずれたセンサデータと参照デー
タ(データとしては、位置がずれていない)を比較して
も高精度な検査を行うことはできない。そのため、毎ス
キャンごとにXYステージ2の位置ずれ量を測定して、
比較の基準となる参照データをセンサデータの位置ずれ
に合せて補正し、新たに補正した基準となる参照データ
を発生させている。
【0022】画素変換装置9で変換された変換結果は参
照データ補正装置12に入力される。参照データ補正装
置12には、マスク1に回路パターンを形成したときに
CADで用いた設計パターンデータがデータベース11
からステージ位置修正装置8から位置ごとに順次呼び出
されて、参照データ発生部10に入力されて参照データ
を発生する。この参照データは参照データ補正装置に入
力され、画素変換装置9からの修正XYステージ2の位
置データと演算されて、補正された参照データを発生さ
せる。
【0023】すなわち、参照データ補正装置12では、
データベース11からの参照データ発生部10で発生し
たデータと、画素変換装置9からの修正XYステージ2
の位置データとが入力されて演算されて、基準となる補
正された参照データを発生して比較装置6に出力してい
る。補正されて発生した参照データは比較装置6に導入
されて、ラインセンサ5で検出したセンサデータと比較
される。
【0024】なお、ラインセンサ5は、蓄積型(TD
I)センサを用いている。この蓄積型センサは、例え
ば、1ライン1,048画素、計64ラインの光電変換
素子からなるもので、センサ回路(不図示)により制御
されている。蓄積型センサはマスク1(XYテーブル
2)の移動スピードに同期させて、1ラインからの光強
度出力信号を隣のラインからの光強度出力信号に順次足
しあわせながら蓄積し、64ライン分の強度信号が蓄積
されたならばこれを出力する特殊な機能を有している。
【0025】また、蓄積型センサの信号蓄積にかかる時
間(信号蓄積時間)は、マスク1の同一箇所を第1ライ
ン〜第64ラインの全てで検出するのにかかる時間に等
しい。この信号蓄積時間は光学系7により光源4からの
光の明るさを均一化できる最小の時間に設定することが
好ましい。
【0026】次に、上記のように構成されたパターン検
査装置での、参照データの補正・出力のステップについ
て説明する。図3(a)〜(e)および図4はいずれも
その模式説明図である。 (ステップ1)、図3(a)に示したように、TDIセ
ンサ(ラインセンサ5)のスキャンタイミングでXYス
テージ2の座標を取り込む。XYステージ2の動作は、
理想値(=設定値)としてY方向には変動なく、X方向
には等速度で移動する。しかしながら、実際には精度が
厳しくなると駆動系等の微妙な誤差により速度変化が生
じ、僅かながら理想値から外れた座標変化量が生じる。
その理想値(=設定値)からの座標変化量を算出する。 (ステップ2)予め算出されているXYステージ2の座
標変化量を用い、その座標変化量が1個のセンサの中で
どの程度の画素の変化量になるかを演算する。ここで使
用するパラメータとしては、検査倍率(画素サイズを考
慮する)である。図4に示すように、変化量Δdyμm
=Ypixel(n画素(サブ画素))の変動という関
係が予め明らかになるため、その関係式からy方向への
補正画素数が算出できる。それにより、図3(b)で示
した補正前の参照データは、XYステージ2の変動量に
応じて補正され、図3(c)で示した補正後の参照デー
タを発生させる。 (ステップ3)参照データの補正は、図3(d)〜
(e)、および図5に示すように、1スキャン毎に相当
するデータに対して、上記のサプ画素演算結果を反映さ
せる。これを常にTDIセンサの蓄債段数分メモリ(F
IFO)に蓄えておき、すべての加算した値を参照デー
タ発生タイミングで出力する。 (ステップ4)以後同様に、出力と同時に新しい1スキ
ャンの参照画像データをメモリに取り込み、そのときの
ステージ座標からサブ画素補正((ステップ2)〜(ス
テップ3))を繰り返す)を行う。
【0027】これらのステップによれば、TDIセンサ
の画像取り込みから出力までの検査中に発生するXYス
テージ2の速度むらを十分に考慮した参照データ発生が
可能となる。
【0028】また、補正した新たな参照データの発生さ
せることにより、その参照データを用いてエッジの傾き
やMTFをセンサデータと信号レベルを一致させること
ができ、パターン検査の感度マージンをあげることがで
きる。
【0029】次に、上述の検査方法を用いたハードマス
クの製造方法について説明する。図6はハードマスクの
製造プロセスを示すフローチャートである。
【0030】ハードマスクは、ソフトマスクのレリーフ
効果を除き、膜強度の弱さを克服するために、ガラス基
板上に金属または金属酸化物層の画像を作り、フォトマ
スクを形成している。 まず、ガラス基板を研磨、洗浄し(S1)、ガラス基板
上に50〜300μm程度の厚さのクロム膜を真空蒸着
中スパッタリング法で被膜形成する(S2)。次に、レ
ジスト膜厚は通常0.4〜0.8μm程度のフォトレジ
ストを塗布する(S3)、プレベーク(S4)後に、形
成するパターンに応じた露光を行なう(S5)。続いて、
自動現像装置等により、スプレー法や浸漬法で現像を行
なう(S6)。現像後にポストベークを行なう(S7)。
このポストベークは、温度が高温過ぎるとレジストがプ
ラスチックフロー(軟化現象)を起こし、形状変化をき
たすので、温度、時間設定の管理は注意を要する。次に、
エッチングを行なう(S8)。エッチングは、ウエット法
は、浸漬法を用いれば処理が簡単であるが、アンダーカ
ットが0.5μm以上あり、画線の寸法がレジスト線幅
より細くなってしまうという欠点があるため、プラズマ
エッチング、スパッタエッチングなどのドライエッチン
グ法を用いる場合が多い。次に、レジストを剥離し(S
9)、その後に、洗浄して、各検査を行なう(S10)。
その際のパターン検査は、上述の本発明のパターン検査
を用いる。 その後に、不具合個所が存在した場合は修正し(S1
1)、修正後に洗浄して出荷する(S12)。 なお、上述の製造プロセスは一例であり、種々の変形し
たプロセスで製造を行なうことが可能である。 以上に説明した実施の形態によれば、半導体製造工程等
で用いられているマスクの微細パターンの検査で、微細
パターンに対応した感度を上げた検査において、従来で
はあまり問題とならなかったXYステージの微小な速度
むらによるセンサデータのプロファイルの変動を、その
現象に見合った補正による参照データを用いてセンサデ
ータとを比較することにより、疑似欠陥発生を防止して
検査誤判定や誤検出をなくすことができる。したがっ
て、パターン検査の検出マージンも向上する。
【0031】また、上記の検査をマスクの製造方法に適
用すれば、極めて精度の高いマスクの製造を行うことが
できる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、被検査体を保持したX
Yテーブルに微小な速度変動等が生じても、常に、高精
度で被検査体のパターンの欠陥を検出することができ
る。
【0033】また、それを用いたマスクの製造方法は、
きわめて精度の高いマスクの製造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の参照データ発生装置を用いたパターン
検査装置のブロック図。
【図2】参照データの補正の説明図。
【図3】(a)〜(e)は、参照データの補正・出力の
ステップについての模式説明図。
【図4】参照データの補正・出力のステップについての
補足図。
【図5】参照データの補正・出力のステップについての
補足図。
【図6】ハードマスクの製造プロセスを示すフローチャ
ート。
【符号の説明】
1…マスク、2…XYステージ、5…ラインセンサ、6
…比較装置、7…位置測定装置、8…ステージ位置修正
装置、9…画素変換装置、10…参照データ発生装置、
11…CADデータベース、12…参照データ補正装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 XYステージ位置に対応した呼び出し信
    号によって呼び出されたデータベースからのデータによ
    り参照データを発生する参照データ発生工程と、 被検査体を保持した前記XYステージの位置を検出し、
    その結果と基準位置との位置ずれ量を算出して修正値を
    出力する位置修正工程と、前記参照データ発生工程で発
    生して参照データを前記位置修正工程で発生した修正値
    により補正して、新たに参照データを発生させる参照デ
    ータ補正工程とを有することを特徴とする参照データ発
    生方法。
  2. 【請求項2】 前記位置修正工程でのXYテーブルの位
    置ずれ量にもとづく修正値は、予め前記位置ずれ量と画
    素数との関係が定められていることを特徴とする請求項
    1記載の参照データ発生方法。
  3. 【請求項3】 被検査体を保持してXY方向に移動自在
    なXYステージと、前記XYステージ位置に対応した呼
    び出し信号によって呼び出されたデータベースからのデ
    ータにより参照データを発生する参照データ発生部と、
    前記XYステージの位置を検出し、その結果と基準位置
    との位置ずれ量を算出して修正値を出力するステージ位
    置修正装置と、前記参照データ発生装置で発生して参照
    データを前記ステージ位置修正装置で発生した修正値に
    より補正して、新たに参照データを発生させる参照デー
    タ補正装置とを有することを特徴とする参照データ発生
    装置。
  4. 【請求項4】 XYステージに保持された被検査体のパ
    ターンをセンサで撮像して得られるセンサデータと、前
    記パターンの設計データにもとづく参照データとを比較
    して該パターンの欠陥を検査するパターン検査方法にお
    いて、請求項1又は請求項2に記載された工程により参
    照データを発生される参照データ発生工程と、前記XY
    ステージの移動に伴いラインセンサで受光したセンサデ
    ータを得るセンサデータ発生工程と、前記参照データ発
    生工程で発生させた参照データと前記センサデータ発生
    工程で発生させたセンサデータとを比較する比較工程と
    を有することを特徴とするパターン検査方法。
  5. 【請求項5】 前記センサは、蓄積型センサを用いてい
    ることを特徴とする請求項4記載のパターン検査方法。
  6. 【請求項6】 基板上に成膜を行う成膜工程と、前記膜
    にパターンを描画する描画工程と、前記パターンをセン
    サで撮像して得られるセンサデータと前記パターンの設
    計データにもとづいて得られる参照データとを比較して
    前記パターンの検査を行なう検査工程とを行ってマスク
    を製造するマスクの製造方法において、 前記参照データと前記センサデータとの比較の際に用い
    る前記参照データは、請求項1又は請求項2に記載され
    た参照データ発生工程により発生させた参照データを用
    いていることを特徴とするマスクの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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