JP2004087567A - Apparatus and method for analyzing defect of stencil mask - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a defect analysis apparatus for systematically and quantitatively analyzing a defect of a stencil mask. <P>SOLUTION: A stencil mask detect inspection apparatus 10 is provided with a defect observation unit 12 for obtaining defect information on a stencil mask and recording the information; a defect analysis unit 14 for receiving the defect information from the defect observation unit 12 and analyzing the defect; a CAD data simulation unit 16 for performing electron ray image simulation on the basis of stencil mask pattern data and CAD pattern data and transmitting the result to the defect analysis unit 14; and a map defect image data simulation unit 18 for performing electronic ray map image simulation of the defect, storing the result to a database and transmitting it to the defect analysis unit 14. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンシルマスクの欠陥解析装置及び欠陥解析方法に関し、更に詳細には、系統的な欠陥解析を迅速かつ容易にできる、ステンシルマスクの欠陥解析装置及び欠陥解析方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置等の製造でフォトリソグラフィ処理に使用する光フォトマスクに、欠陥が存在すると、欠陥はそのままウエハ上に転写され、製品として出荷する半導体装置等の性能に影響を与える。従って、光フォトマスクの欠陥を解析することは、半導体装置等の性能向上を図る上で極めて重要なことである。ここで、欠陥解析とは、光フォトマスクのマスクパターンをウエハに転写してウエハパターンを形成する際に、光フォトマスクの欠陥がウエハパターンにどのような影響を及ぼすかについて評価することである。
【0003】
従来、光フォトマスクの欠陥解析は、実際に欠陥をウエハ上に転写することによって行われて来た。
そして、転写結果に基づいて、パターンの良否判定の基準設定、及び欠陥の大きさ、形状等の許容範囲の設定を行い、更に光フォトマスク製造プロセスにおける欠陥生成原因の究明を行っている。
【0004】
ここで、光フォトマスク欠陥解析装置を提案している特開平10−293393号公報に記載の従来技術を参照して、第1から第3の従来の光フォトマスクの欠陥解析方法を説明する。
従来の第1の方法では、先ず、ステップ1で欠陥を有する光フォトマスクを準備し、ステップ2で光フォトマスク欠陥検査機あるいは光学顕微鏡等の光学的観察装置を用いて、ステップ1で用意した欠陥を有する光フォトマスク内の欠陥部分を検出し、観察する。
ステップ3でこの欠陥部分の位置、形状、大きさ等の情報を記録しておく。次に、ステップ4でこの光フォトマスクを露光装置に装着し、実際に、ウエハ上のレジスト膜に露光転写する。
そして、ステップ5で所定のリソグラフィ処理をレジスト膜に施して、ウエハ上にレジストパターンを形成する。このレジストパターンには、上記光フォトマスクの欠陥が転写されている。
【0005】
次に、ステップ6では、形成したレジストパターンのうちの、光フォトマスク欠陥のある位置に対応するパターン部分を観察する。次いで、ステップ7で光フォトマスク欠陥に対応するパターン部分と、ステップ2で得た光フォトマスク欠陥の情報とを比較評価することによって、レジストパターンに対して光フォトマスク欠陥がどのような影響を与えたかを評価する。
【0006】
しかし、上述した従来の第1のマスク欠陥解析方法を実施するには、次のことが条件になった。
先ず、第一に、光フォトマスク上に欠陥が存在していなければならないこと、つまり欠陥のある光フォトマスクを用意し、しかもその欠陥が欠陥解析評価の目的に沿うような形状、大きさであることが必要である。
第二に、露光装置を始めとしてウエハ用リソグラフィプロセスの設備一式を用意して、実際に露光とリソグラフィ処理を行うことが必要である。
第三に、光フォトマスクの欠陥を実際にウエハ上に露光転写して評価しなければならないので、光フォトマスク欠陥検査装置及びウエハ欠陥検査装置、又は同等の光学的欠陥観察装置が必要である。
【0007】
更に、第1の方法には、前述した手順に従って欠陥の影響の解析評価を行ったとしても、実際の半導体装置等の製造に解析評価結果を応用することが難しいという問題があった。それは、光フォトマスクの欠陥が、光フォトマスクの製造プロセス上で「偶然に」形成されたものであって、本来、意図的にその欠陥を再現できるものではないからである。
つまり、光フォトマスク欠陥を任意の形状や大きさに制御することが困難であって、解析を行うために必要な形状の欠陥や大きさの欠陥を自由に得ることは難しい。従って、上述した第1の方法では、系統的に欠陥の影響を評価することはできなかった。また、第1の方法では、高価な設備を用い、時間をかけて実際に露光転写試験を行うので、コストが嵩み、実用的ではなかった。
【0008】
そこで、第2の方法として、欠陥の形状や大きさを模擬したパターンデータを作成し、このパターンデータを用いて、任意の形状、大きさの擬似的欠陥が存在する光フォトマスクを作製し、作製した光フォトマスクを使って、第1の方法と同様にして、欠陥の影響を評価する方法が提案されている。
【0009】
しかし、第2の方法を用いて意図的に作り込まれたマスク欠陥は、やはりパターン化された欠陥であって、マスクパターンとしての制限を免れない。すなわち、実際の一般的な光フォトマスク欠陥は、マスク製造プロセス中での様々な原因、例えば異物やコンタミネーション、汚染、クラック、露光むら、洗浄むら等の不特定な原因から生成されるものであって、意図的に作り込まれたマスク欠陥とは異なるものである。
【0010】
実際の一般的な光フォトマスク欠陥の形状は、不定形や円形等の曲線部を含む形状がほとんどであり、大きさも肉眼で観察可能なものからサブミクロン以下のものまで多様で、欠陥の存在する密度も同様に多様である。
一方、パターンとして作り込まれた欠陥は、CADによるパターンデータ設計の制限のために、形状としては矩形、あるいは矩形の組み合わせとして表示されるものが殆どであって、実際の欠陥が曲線部を多く含むのに比べて、本質的に異なっている。
また、欠陥の大きさはある程度制御可能であるものの、サブミクロン以下の微小サイズの欠陥は、光フォトマスクの作製プロセス上から作製が困難であり、意図した形状や大きさに欠陥を制御することが非常に難しい。
【0011】
更に、コンタミネーションに起因する欠陥の中には、光学濃度が通常のマスクパターンと異なることがあり、半透明のものや、濃度分布が中央と周辺で異なっているなど光学濃度が不均一なものがある。このような欠陥は、もはや、マスクパターンとして意図的に制御して作り込むことは不可能である。
従って、上記第2の方法では、マスク欠陥の解析は、ごく限られた範囲の大きさ、形状の欠陥を対象とするものであって、実用的ではなく、また露光マスクを作製する必要があるために、コストが嵩むという問題があった。
【0012】
そこで、第3の方法として、コンピュータシミュレーションにより光フォトマスクの欠陥解析を行う方法が提案されている。
ここで、コンピュータシミュレーションとは、フォトリソグラフィ処理の露光工程をシミュレーションする光強度シミュレーションを意味する。光強度シミュレーションは、光フォトマスク・パターンデータを基に、露光転写条件をパラメータとしてウエハ上の露光分布をシミュレーションするものである。
【0013】
以下に第3の方法の手順を説明する。
先ず、ステップ1で、マスク欠陥のみを模擬した疑似欠陥パターンデータ(以下、欠陥データという)を光強度シミュレーション用データとして作成する。欠陥データは、光強度シミュレーション用データとして作成するために、矩形あるいは矩形の組み合わせからなるパターンとして設計しなければならないが、矩形自体の大きさ(これをインクリメントという)には制限がないので、コンピュータの計算能力の許す限り微細な矩形で構成することができ、実際の欠陥形状にある程度近似させることができる。
また、この欠陥データは、コンピュータ上のデータであって、実際の光フォトマスクを作る必要がないので、前述した第1及び第2の方法のような光フォトマスク作製上及びコスト上の問題もない。
【0014】
次に、ステップ2で、通常のマスクパターンを模擬したマスクパターンデータを用意し、これを光強度シミュレーション用にデータ変換する。
更に、ステップ3で、データ変換したマスクパターンデータをステップ1で作成した欠陥データと合成する。ここで、マスクパターンデータと欠陥データは、最初から同じレイヤーで作成してもよく、その場合は合成することが不要となる。また、別のレイヤーで作成した場合には、欠陥とパターンとを別々に何種類か作成しておき、合成する時に様々な組み合わせをすることができる。どちらの方法を採用するかは、適宜、選択することができる。
【0015】
そして、ステップ4で、この合成したデータに対して所定の露光転写条件をパラメータとして光強度シミュレーションを行う。次に、ステップ5で、ステップ4で行った光強度シミュレーションにより得られたシミュレーション結果を解析、評価することにより、欠陥が光フォトマスクパターンの露光転写時に与える影響を評価する。
この方法によれば、実際にマスク及び欠陥を製造することなく、コンピュータ上のみで欠陥解析が可能になるので、非常に迅速かつ安価なコストで実施できるという利点を有している。
【0016】
また、特開平10−293393号公報は、第4の方法として、次のような光フォトマスク欠陥解析方法を開示している。
第4の方法は、フォトリソグラフィ工程における光フォトマスクの欠陥の影響を解析するための光フォトマスク欠陥解析方法であって、光フォトマスクの欠陥を光学的に観察し、欠陥を画像情報として抽出し、この画像情報あるいはこれに対して所定の画像変換処理を行った画像情報を任意の光フォトマスクデータと合成し、合成したパターンデータに対して光強度シミュレーションを行って、その結果を解析することにより、光フォトマスク上の欠陥の影響を解析する(前掲公報4頁、図1)。
【0017】
また、前掲公報は、同時に、上述の光フォトマスク欠陥解析方法を実施する光フォトマスク欠陥解析装置も開示している。その装置は、フォトリソグラフィ工程における光フォトマスク上の欠陥の影響を解析するための光フォトマスク欠陥解析装置であって、光フォトマスク上の欠陥の画像情報を抽出する抽出手段と、抽出手段により抽出された欠陥の画像情報と、予め記憶していた光フォトマスクパターンデータとに基づいて光強度シミュレーションを行った後、そのシミュレーション結果を解析する解析手段とを具備している(前掲公報4頁、図1)。
また、光フォトマスク欠陥解析装置の解析手段は、抽出された欠陥の画像情報により表される欠陥の形状が所望する形状となるように、欠陥の画像情報を変換する画像変換手段と、複数種類の光フォトマスクパターンデータを予め記憶した記憶手段と、記憶手段から光フォトマスクパターンデータを読み出し、画像変換手段によって抽出された欠陥の画像情報と合成するデータ合成手段と、データ合成手段によって合成されたデータに基づいて光強度シミュレーションを行うシミュレーション手段と、シミュレーション手段によるシミュレーションの結果得られたデータの解析処理を行うデータ解析処理手段とを具備する(前掲公報4頁)。
【0018】
前掲公報によれば、光フォトマスク欠陥解析装置により、光フォトマスク欠陥を観察して得られた欠陥画像情報を取り込み、これを適宜画像変換して解析目的の欠陥情報とした後、光フォトマスクパターンと合成し、光強度シミュレーションによって所望の欠陥解析を行うことを可能にしたとしている。
また、光フォトマスク欠陥解析方法により、実際の光フォトマスク欠陥の形状、大きさ、光学濃度等の情報を精度良く取り込むことができ、適宜欠陥画像の画像変換を行った後、マスクパターンと合成して光強度シミュレーションを行うことによって、欠陥形状や大きさ等に関して様々に変化させた上での系統的な欠陥解析を迅速かつ容易にできるようにしたとしている。
【0019】
【特許文献1】
特開平10−293393号公報(第4頁、図1)
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電子線投影リソグラフィで使用されるステンシルマスクは、マスク構造や材質が光フォトマスクと大きく異なること、特に低加速電子線近接投影露光で必要になる等倍マスクでは、光フォトマスクより一層の微細な欠陥の欠陥検出、及び欠陥解析が必要となること等の理由から、上述した従来の技術をステンシルマスクの欠陥検査に適用することは難しく、また従来の方法にあった種々の問題点が更に顕著化し、難易度が高くなるという問題があった。
つまり、従来、ステンシルマスクの欠陥解析は、未だ確立されていないと考えられている。
【0021】
そこで、本発明の目的は、ステンシルマスクの欠陥を系統的かつ定量的に解析する欠陥解析装置及び欠陥解析方法を提供することである。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るステンシルマスクの欠陥解析装置は、電子線投影リソグラフィによりウエハ上に転写したパターンに対するステンシルマスクの欠陥の影響を解析する、ステンシルマスクの欠陥解析装置であって、
ステンシルマスクの欠陥の画像情報を抽出する抽出手段と、
ステンシルマスク・パターンデータ、及びCADパターンデータを記憶する記憶手段と、
記憶手段から読み出したステンシルマスク・パターンデータ、及びCADパターンデータに基づいて電子線像生成シミュレーションを行ってステンシルマスクの転写電子線像を生成する第1のシミュレーション手段と、
ステンシルマスクの欠陥パターンのデータベースと、
データベースから読み出した欠陥パターンと第1のシミュレーション手段で得たステンシルマスクの転写電子線像とに基づいて欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成する画像合成手段と、
抽出手段により抽出された欠陥の画像情報と、画像合成手段によって得た欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像とを比較、解析し、欠陥の解析結果を出力する解析手段と
を具備することを特徴としている。
【0023】
本発明に係るステンシルマスクの欠陥解析装置は、抽出手段としてCCD撮像装置を使用し、第1シミュレーション手段、データベース、画像合成手段、及び解析手段として通常のコンピュータを使用することにより、構成することができる。
【0024】
本発明の好適な実施態様では、抽出手段により抽出された欠陥の画像情報により表される欠陥の形状が所望する形状となるように、欠陥の画像情報を変換処理し、解析手段に欠陥の画像情報として出力する画像変換処理手段を備えている。これにより、ステンシルマスクの欠陥を観察して、欠陥画像情報を取り込み、これを適宜画像変換して解析目的の欠陥情報とした後、ステンシルマスクのマスクパターンと合成し、電子線像シミュレーションを用いた所望の欠陥検査、及び解析を行うことを可能にしている。
【0025】
また、解析手段より得た欠陥の解析結果に基づいて欠陥の転写電子線像生成シミュレーションを行って欠陥の転写電子線像を生成し、生成した欠陥の転写電子線を欠陥パターンのデータベースに保存する第2のシミュレーション手段を有する。これにより、データベースに欠陥パターンを蓄積保存することができる。
更には、第2のシミュレーション手段によって得た欠陥の転写電子線像のデータ解析処理を行うデータ解析処理手段を具備する。
【0026】
本発明に係るステンシルマスクの欠陥解析方法は、電子線投影リソグラフィによりウエハ上に転写したパターンに対するステンシルマスクの欠陥の影響を解析する、ステンシルマスクの欠陥解析方法であって、
ウエハ上に転写されるステンシルマスクの電子線像中のステンシルマスクの欠陥を観察し、欠陥画像情報として抽出するステップと、
ステンシルマスクのパターンデータとステンシルマスクを作製する際のCADパターンデータとに基づいて転写電子線像生成シミュレーションを行い、ステンシルマスクの転写電子線像を生成するステップと、
欠陥パターン・データベースから求めた欠陥パターンと、ステンシルマスクの転写電子線像とから欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成するステップと、
合成した欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像と欠陥画像情報とを比較して、欠陥画像情報を解析するステップと
を有することを特徴としている。
【0027】
本発明に係るステンシルマスク欠陥解析方法では、実際のステンシルマスク欠陥の形状、大きさ、位置情報等の情報を精度良く取り込むことができる。
欠陥パターン・データベースから求めた欠陥パターンと、ステンシルマスクの転写電子線像とから欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成することにより、系統的な欠陥解析を迅速かつ容易に行うことができる。
更には、適宜、欠陥画像の画像変換を行った後、ステンシルマスクのマスクパターンと合成して電子線像シミュレーションを行うことによって、欠陥形状や大きさ等に関して様々に変化させた上での系統的な欠陥解析を迅速かつ容易にできる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
ステンシルマスクの欠陥解析装置の実施形態例
本実施形態例は本発明に係るステンシルマスクの欠陥解析装置の実施形態の一例である。図1は本実施形態例のステンシルマスクの欠陥解析装置の構成を示すブロック図、図2は欠陥観察ユニットの構成を示すブロック図、図3は欠陥解析ユニットの構成を示すブロック図、図4はCADデータシミュレーションユニットの構成を示すブロック図、及び図5は転写欠陥像データシミュレーションユニットの構成を示すブロック図である。
本実施形態例の欠陥解析装置10は、図1に示すように、ステンシルマスクの欠陥情報を取り込み、記録する欠陥観察ユニット12と、欠陥観察ユニット12から欠陥情報を受け取り、欠陥を解析する欠陥解析ユニット14と、ステンシルマスク・パターンデータとCADパターンデータとに基づいて電子線像生成シミュレーションを行い、その結果を欠陥解析ユニット14に送るCADデータシミュレーション・ユニット16と、欠陥解析ユニット14から得た欠陥の転写電子線像生成シミュレーションを行い、その結果をデータベースに保存すると共に欠陥解析ユニット14に送る転写欠陥像データシミュレーション・ユニット18とを備えている。
【0029】
欠陥観察ユニット12は、図2に示すように、CCDセンサを備えたCCD受光部20と、CCD受光部20で得たステンシルマスクの欠陥の画像を画像データとして取り込み、記録すると共に画像データを欠陥解析ユニット14の画像変換処理部28に出力する画像データ取り込み/記録部22とを備えている。
欠陥観察ユニット12は、欠陥解析装置の2次電子線銃24から被検査体のステンシルマスク26に電子線を照射して、ステンシルマスク26の欠陥の画像を透過電子線像として受像し、受像した画像を画像データとして取り込み、記録すると共に、画像データを欠陥解析ユニット14の画像変換処理部28に出力する。
【0030】
欠陥解析ユニット14は、図3に示すように、画像変換処理部28と、画像合成部30と、画像比較/解析部32と、欠陥判定部34と、結果出力部36と、欠陥解析部38とを備えている。
【0031】
画像変換処理部28は、欠陥観察ユニット12より出力された欠陥の画像データにより表される欠陥の形状が所望する形状となるように、欠陥の画像データを変換処理し、画像比較/解析部32に出力する。これにより、欠陥形状を所望形状に変換して解析することができる。
画像合成部30は、CADデータシミュレーション・ユニット16から入力されたステンシルマスクの転写電子線像と、転写欠陥像データシミュレーション・ユニット18から入力された欠陥パターンとに基づいて、欠陥を有するステンシルマスク電子線像(以下、欠陥ステンシルマスク電子線像と言う)を合成し、画像比較/解析部32に出力する。
画像比較/解析部32は、画像変換処理部28で所定の画像変換処理を行ったステンシルマスクの欠陥画像データと、画像合成部30で合成した欠陥ステンシルマスク電子線像とを比較し、解析して、解析結果を欠陥判定部34に出力する。
【0032】
欠陥判定部34は、画像比較/解析部32から入力された解析結果に基づいて、ステンシルマスクの欠陥画像データに基づく欠陥がキラー欠陥かどうか判定し、キラー欠陥でなければ結果出力部36を介して出力すると共に欠陥詳細解析部38で欠陥画像を詳細に解析する。一方、欠陥がキラー欠陥であるときには、欠陥画像データを転写欠陥像データシミュレーション・ユニット18の転写欠陥像データシミュレーション部44に出力する。
ここで、キラー欠陥とは、ステンシルマスクのマスクパターンをウエハに転写したとき、マスクパターンと共に転写された欠陥が製品の半導体装置等の性能に影響を与える欠陥を言う。
【0033】
CADデータシミュレーション・ユニット16は、図4に示すように、CADデータ部40と、CADデータシミュレーション部(転写電子線像シミュレーション部)42とを備えている。
CADデータ部40は、ステンシルマスクのパターンデータ、及びステンシルマスクを作製する際のCADパターンデータを記憶しているデータベースである。CADデータシミュレーション部42は、CADデータ部40に記憶されているステンシルマスク・パターンデータ及びCADパターンデータに基づいて転写電子線像生成シミュレーションを行ってステンシルマスクの転写電子線像を生成し、欠陥解析ユニット14の画像合成部30に出力する。
以上の構成により、CADデータシミュレーション・ユニット16は、CADデータシミュレーション部42によるシミュレーションにより得たステンシルマスク電子線像を欠陥解析ユニット14の画像合成部30に出力する。
【0034】
転写欠陥像データシミュレーション・ユニット18は、欠陥転写像データシミュレーション部44と、欠陥転写像変換部46と、画像合成/再比較部48と、欠陥パターン・データベース50とを備えている。
欠陥転写像データシミュレーション部44は、欠陥解析ユニット14の欠陥判定部34から得た欠陥画像データに転写電子線像生成シミュレーションを施して欠陥転写像を生成して、欠陥転写像変換部46に出力すると共に、欠陥転写像の欠陥パターンを欠陥パターン・データベース50に出力する。
欠陥転写像変換部46は、欠陥転写像を画像処理して、画像合成/再比較部48に出力する。画像合成/再比較部48は欠陥転写像変換部46から出力された欠陥転写像を欠陥判定部34に出力する。
【0035】
以上の装置構成により、光フォトマスク欠陥を観察して得られた欠陥画像情報を取り込み、適宜、これを画像変換して解析目的の欠陥情報とした後、ステンシルマスクのマスクパターンと合成し、電子線像シミュレーションを用いて所望の欠陥検査、及び解析を行うことを可能にしている。
【0036】
ステンシルマスクの欠陥解析方法の実施形態例
本実施形態例は、上述のステンシルマスクの欠陥解析装置10を用いて、本発明に係るステンシルマスクの欠陥解析方法を実施する実施形態の一例である。
図1から図5を参照して、本実施形態例のステンシルマスクの欠陥解析方法の手順を説明する。
先ず、ステップ1で、電子線露光装置の2次電子線銃24から被検査体のステンシルマスク26に電子線を照射して、ステンシルマスク26の欠陥の画像を受像し、受像した画像を画像データとして取り込み、記録すると共に画像データを欠陥解析ユニット14の画像変換処理部28に出力する。
ステップ2では、欠陥観察ユニット12より出力された欠陥の画像データで表される欠陥の形状が所望する形状となるように、欠陥の画像データを画像変換処理部28で変換処理する。
【0037】
ステップ3で、CADデータ部40に記憶されているステンシルマスク・パターンデータ及びCADパターンデータに基づいて転写電子線像シミュレーションを行ってステンシルマスク電子線像を生成し、欠陥解析ユニット14の画像合成部30に出力する。
ステップ4で、CADデータシミュレーション・ユニット16から入力された電子線像シミュレーション結果に基づくステンシルマスクの転写電子線像と、転写欠陥像データシミュレーション・ユニット18から入力された欠陥パターンとに基づいて、欠陥を有するステンシルマスク電子線像(以下、欠陥ステンシルマスク電子線像と言う)を画像合成部30で合成する。
ステップ5で、ステップ2で所定の画像変換処理を行ったステンシルマスクの欠陥画像データと、ステップ4で合成した欠陥ステンシルマスク電子線像とを画像比較/解析部32で比較し、解析する。
【0038】
ステップ6では、ステップ5の解析結果に基づいて、欠陥判定部34でステンシルマスクの欠陥画像データに基づく欠陥がキラー欠陥かどうか判定し、キラー欠陥でなければ結果出力部36を介して解析結果を出力すると共に更に欠陥解析部38で欠陥画像を詳細に解析する。一方、欠陥がキラー欠陥であるときには、欠陥画像データを転写欠陥像データシミュレーション・ユニット18の欠陥転写像データシミュレーション部44に出力する。
ステップ7で、ステップ6で出力された欠陥画像データに転写電子線像生成シミュレーションを施して欠陥転写像を生成すると共に、欠陥転写像の欠陥パターンを欠陥パターン・データベース50に出力する。
ステップ8では、ステップ7で得た欠陥転写像を画像処理し、ステップ9では、ステップ8で画像処理した欠陥転写像をステップ6に戻す。
【0039】
本実施形態例のステンシルマスク欠陥解析方法では、実際のステンシルマスク欠陥の形状、大きさ、位置情報等の情報を精度良く取り込むことができる。また、適宜、欠陥画像の画像変換を行った後、ステンシルマスクのマスクパターンと合成して電子線像シミュレーションを行うことによって、欠陥形状や大きさ等に関して様々に変化させた上での系統的な欠陥解析を迅速かつ容易にできる。
【0040】
実施形態例1のステンシルマスクの欠陥解析装置の比較例
本比較例は実施形態例1のステンシルマスクの欠陥解析装置10の比較例であって、図6は比較例のステンシルマスクの欠陥解析装置の構成を示すブロック図である。
本比較例のステンシルマスクの欠陥解析装置60は、実施形態例1のステンシルマスクの欠陥解析装置10の欠陥観察ユニット12と同じ構成の欠陥観察ユニット12と、欠陥解析ユニット62とを備えている。
【0041】
欠陥解析ユニット62は、画像処理部64と、CADデータ部66と、画像比較部68と、結果出力部70とを備えている。
画像処理部64は、欠陥観察ユニット12より出力された欠陥の画像データにより表される欠陥の形状が所望する形状となるように、欠陥の画像データを変換処理して、画像比較部68に出力する。
CADデータ部66は、ステンシルマスクのパターンデータ、及びステンシルマスクを作製する際のCADパターンデータを記憶しているデータベースであって、所要のデータを画像比較部68に出力する。
画像比較部68は、画像処理部64から出力された欠陥の画像データとCADデータ部66から出力されたステンシルマスクのパターンデータとを比較して、解析し、結果出力部70を介して解析結果を出力する。
【0042】
しかし、本比較例のステンシルマスクの欠陥解析装置60は、ダイツウデータベース(Die to Database )の欠陥解析を行う装置であって、本実施形態例のステンシルマスクの欠陥解析装置10の転写欠陥像シミュレーション・ユニット18、画像合成部30、転写電子線像シミュレーション部42等を備えていないので、欠陥パターンを蓄積して、迅速、かつ高精度に欠陥を検出し、系統的な解析を行うことは困難である。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、記憶手段から読み出したステンシルマスク・パターンデータ等に基づいて電子線像生成シミュレーションを行ってステンシルマスクの転写電子線像を生成する第1のシミュレーション手段と、データベースから読み出した欠陥パターンとステンシルマスクの転写電子線像とに基づいて欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成する画像合成手段と、抽出手段により抽出された欠陥の画像情報と、欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像とを比較、解析し、欠陥の解析結果を出力する解析手段とを具備することにより、欠陥転写用の評価マスクを作製しなくても、欠陥測定及び解析が可能となる。
また、欠陥の電子線像シミュレーションを用いて、どんな大きさ、形状、種類の欠陥がキラー欠陥になるかを、欠陥検査時に定量的に迅速、簡便に測定、解析することが可能となる。
更には、欠陥パターン・データベースを備えることにより、光又は電子線透過、反射像による欠陥、異物と実転写像との相関のデータベース蓄積が可能となるので、そのデータベースを用いたクライテリア(Criteria)の設定、及びデータベースのデータと検査像との比較によるキラー欠陥判断と定量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例の欠陥解析装置の構成を示すブロック図である。
【図2】欠陥観察ユニットの構成を示すブロック図である。
【図3】欠陥解析ユニットの構成を示すブロック図である。
【図4】CADデータシミュレーション・ユニットの構成を示すブロック図である。
【図5】転写欠陥像データシミュレーション・ユニットの構成を示すブロック図である。
【図6】比較例のステンシルマスクの欠陥解析装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10……実施形態例の欠陥解析装置、12……欠陥観察ユニット、14……欠陥解析ユニット、16……CADデータシミュレーションユニット、18……転写欠陥像データシミュレーションユニット、20……CCD受光部、22……画像データ取り込み/記録部、24……2次電子線銃、26……ステンシルマスク、28……画像変換処理部、30……画像合成部、32……画像比較/解析部、34……欠陥判定部、36……結果出力部、38……欠陥解析部、40……CADデータ部、42……CADデータシミュレーション部(転写電子線像シミュレーション部)、44……転写欠陥像データシミュレーション部、46……欠陥転写像変換部、48……画像合成/再比較部、50……欠陥パターン・データベース、60……比較例のステンシルマスクの欠陥解析装置、62……欠陥解析ユニット、64……画像処理部、66……CADデータ部、68……画像比較部、70……結果出力部。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stencil mask defect analysis apparatus and a defect analysis method, and more particularly to a stencil mask defect analysis apparatus and a defect analysis method that can quickly and easily perform systematic defect analysis.
[0002]
[Prior art]
If a defect exists in an optical photomask used for photolithography processing in the manufacture of a semiconductor device or the like, the defect is directly transferred onto a wafer and affects the performance of a semiconductor device or the like shipped as a product. Therefore, analyzing a defect in an optical photomask is extremely important for improving the performance of a semiconductor device or the like. Here, the term “defect analysis” refers to evaluating how a defect in an optical photomask affects a wafer pattern when a mask pattern of the optical photomask is transferred to a wafer to form a wafer pattern. .
[0003]
Conventionally, defect analysis of an optical photomask has been performed by actually transferring a defect onto a wafer.
Then, based on the transfer result, the standard setting of the quality judgment of the pattern, the setting of the allowable range such as the size and the shape of the defect, and the cause of the defect generation in the optical photomask manufacturing process are performed.
[0004]
Here, first to third conventional defect analysis methods for an optical photomask will be described with reference to the prior art described in JP-A-10-293393, which proposes an optical photomask defect analyzer.
In the first conventional method, first, an optical photomask having a defect is prepared in step 1, and in step 2, an optical photomask defect inspection machine or an optical observation device such as an optical microscope is used to prepare in step 1. A defective portion in the optical photomask having a defect is detected and observed.
In step 3, information such as the position, shape, and size of the defective portion is recorded. Next, in step 4, this optical photomask is mounted on an exposure apparatus, and is actually exposed and transferred to a resist film on a wafer.
Then, in step 5, a predetermined lithography process is performed on the resist film to form a resist pattern on the wafer. Defects of the photomask are transferred to the resist pattern.
[0005]
Next, in Step 6, a pattern portion corresponding to a position having an optical photomask defect in the formed resist pattern is observed. Next, by comparing and evaluating the pattern portion corresponding to the optical photomask defect in step 7 and the information on the optical photomask defect obtained in step 2, the effect of the optical photomask defect on the resist pattern is evaluated. Evaluate what was given.
[0006]
However, in order to carry out the above-described first conventional mask defect analysis method, the following conditions were met.
First, a defect must be present on the optical photomask, that is, a defective optical photomask is prepared, and the defect is formed in a shape and size suitable for the purpose of defect analysis evaluation. It is necessary to be.
Second, it is necessary to prepare a set of equipment for a wafer lithography process including an exposure apparatus, and actually perform exposure and lithography processing.
Third, the optical photomask defect must be actually exposed and transferred onto a wafer for evaluation, so that an optical photomask defect inspection device and a wafer defect inspection device, or an equivalent optical defect observation device are required. .
[0007]
Furthermore, the first method has a problem that it is difficult to apply the analysis and evaluation results to actual manufacturing of a semiconductor device or the like even if the analysis and evaluation of the influence of defects are performed according to the above-described procedure. This is because the defect of the optical photomask is formed “accidentally” in the manufacturing process of the optical photomask, and cannot originally be reproduced intentionally.
That is, it is difficult to control the optical photomask defect to an arbitrary shape and size, and it is difficult to freely obtain a shape defect and a size defect necessary for analysis. Therefore, the first method described above cannot systematically evaluate the influence of a defect. Further, in the first method, since the exposure transfer test is actually performed over a long period of time using expensive equipment, the cost is increased and is not practical.
[0008]
Therefore, as a second method, pattern data simulating the shape and size of a defect is created, and using this pattern data, an optical photomask in which a pseudo defect of an arbitrary shape and size is present is manufactured. A method for evaluating the influence of defects using the manufactured optical photomask in the same manner as the first method has been proposed.
[0009]
However, a mask defect intentionally created by using the second method is also a patterned defect, and is inevitably restricted as a mask pattern. That is, actual general optical photomask defects are generated from various causes during the mask manufacturing process, for example, unspecified causes such as foreign matter, contamination, contamination, cracks, uneven exposure, and uneven cleaning. It is different from intentionally created mask defects.
[0010]
In general, the shape of a general optical photomask defect has a shape including a curved portion such as an irregular shape or a circle, and the size varies from a size observable to the naked eye to a size smaller than a submicron. The densities to be performed are similarly varied.
On the other hand, most defects formed as patterns are displayed as rectangles or a combination of rectangles due to the limitation of pattern data design by CAD. It is essentially different from including.
In addition, although the size of the defect can be controlled to some extent, it is difficult to fabricate a small-sized defect of submicron or less from the manufacturing process of the optical photomask, and it is necessary to control the defect to the intended shape and size. Very difficult.
[0011]
Further, among the defects caused by contamination, optical density may be different from a normal mask pattern, such as a translucent one, or a non-uniform optical density such that the density distribution differs between the center and the periphery. There is. Such a defect can no longer be intentionally controlled and created as a mask pattern.
Therefore, in the above-mentioned second method, the analysis of the mask defect targets a defect of a size and a shape in a very limited range, is not practical, and requires the production of an exposure mask. Therefore, there is a problem that the cost increases.
[0012]
Therefore, as a third method, a method of performing a defect analysis of an optical photomask by computer simulation has been proposed.
Here, the computer simulation means a light intensity simulation for simulating an exposure step of a photolithography process. The light intensity simulation simulates an exposure distribution on a wafer based on optical photomask / pattern data and using exposure transfer conditions as parameters.
[0013]
The procedure of the third method will be described below.
First, in step 1, pseudo defect pattern data (hereinafter referred to as defect data) simulating only a mask defect is created as light intensity simulation data. The defect data must be designed as a pattern composed of rectangles or a combination of rectangles in order to be created as data for light intensity simulation. However, since the size of the rectangle itself (this is called increment) is not limited, computer Can be made as small as possible as long as the calculation capability allows, and can approximate the actual defect shape to some extent.
Further, since this defect data is data on a computer, and there is no need to make an actual optical photomask, there are also problems in optical photomask production and cost as in the first and second methods described above. Absent.
[0014]
Next, in step 2, mask pattern data simulating a normal mask pattern is prepared, and this data is converted for light intensity simulation.
Further, in step 3, the mask pattern data subjected to the data conversion is combined with the defect data created in step 1. Here, the mask pattern data and the defect data may be created in the same layer from the beginning, and in that case, it is not necessary to combine them. Further, when the defect and the pattern are formed on different layers, several types of the defect and the pattern can be separately prepared, and various combinations can be made at the time of synthesis. Which method is adopted can be appropriately selected.
[0015]
Then, in step 4, light intensity simulation is performed on the combined data using predetermined exposure and transfer conditions as parameters. Next, in step 5, by analyzing and evaluating the simulation result obtained by the light intensity simulation performed in step 4, the influence of the defect upon exposure and transfer of the optical photomask pattern is evaluated.
According to this method, the defect analysis can be performed only on the computer without actually manufacturing the mask and the defect, so that there is an advantage that the method can be performed very quickly and at low cost.
[0016]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-293393 discloses the following method of analyzing a photomask defect as a fourth method.
The fourth method is an optical photomask defect analysis method for analyzing the influence of an optical photomask defect in a photolithography step, wherein the optical photomask defect is optically observed and the defect is extracted as image information. Then, this image information or image information obtained by subjecting the image information to a predetermined image conversion process is combined with arbitrary optical photomask data, a light intensity simulation is performed on the combined pattern data, and the result is analyzed. Thus, the influence of the defect on the optical photomask is analyzed (Publication 4 mentioned above, FIG. 1).
[0017]
In addition, the above-mentioned publication also discloses an optical photomask defect analysis apparatus that performs the above-described optical photomask defect analysis method. The apparatus is an optical photomask defect analyzer for analyzing the influence of defects on an optical photomask in a photolithography process, and includes extraction means for extracting image information of defects on the optical photomask, and extraction means. It is provided with analysis means for performing a light intensity simulation based on the extracted image information of the defect and the optical photomask pattern data stored in advance, and then analyzing the simulation result (see the above-mentioned publication, page 4). , FIG. 1).
The analyzing means of the optical photomask defect analyzing apparatus includes an image converting means for converting the image information of the defect such that the shape of the defect represented by the image information of the extracted defect has a desired shape; Storage means for storing the optical photomask pattern data in advance, data synthesizing means for reading out the optical photomask pattern data from the storage means and synthesizing with the image information of the defect extracted by the image conversion means, Simulation means for performing a light intensity simulation based on the obtained data, and data analysis processing means for performing analysis processing of data obtained as a result of the simulation by the simulation means.
[0018]
According to the above-mentioned publication, an optical photomask defect analyzer captures defect image information obtained by observing optical photomask defects, appropriately converts the image into defect information for analysis, It is said that it is possible to perform desired defect analysis by light intensity simulation by combining with a pattern.
In addition, by the optical photomask defect analysis method, information such as the shape, size, and optical density of the actual optical photomask defect can be accurately captured. Then, by performing light intensity simulation, it is possible to quickly and easily perform systematic defect analysis after variously changing the defect shape and size.
[0019]
[Patent Document 1]
JP-A-10-293393 (page 4, FIG. 1)
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, stencil masks used in electron beam projection lithography are significantly different from optical photomasks in mask structure and material, especially in the same-size masks required for low-acceleration electron beam proximity projection exposure. It is difficult to apply the above-described conventional technology to stencil mask defect inspection because of the necessity of defect detection and analysis of minute defects, and there are various problems in the conventional method. There is a problem that the problem becomes more prominent and the difficulty level increases.
That is, conventionally, it is considered that the defect analysis of the stencil mask has not been established yet.
[0021]
Therefore, an object of the present invention is to provide a defect analysis device and a defect analysis method for systematically and quantitatively analyzing a defect of a stencil mask.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a stencil mask defect analysis device according to the present invention is a stencil mask defect analysis device for analyzing the effect of a stencil mask defect on a pattern transferred onto a wafer by electron beam projection lithography. hand,
Extracting means for extracting image information of a stencil mask defect;
Storage means for storing stencil mask pattern data and CAD pattern data;
First simulation means for generating a transfer electron beam image of the stencil mask by performing an electron beam image generation simulation based on the stencil mask pattern data read from the storage means and the CAD pattern data;
A database of stencil mask defect patterns,
Image combining means for combining a transfer electron beam image of a stencil mask having a defect based on the defect pattern read from the database and the transfer electron beam image of the stencil mask obtained by the first simulation means;
Analyzing means for comparing and analyzing the image information of the defect extracted by the extracting means and the transfer electron beam image of the stencil mask having the defect obtained by the image synthesizing means, and outputting the analysis result of the defect;
It is characterized by having.
[0023]
The stencil mask defect analysis device according to the present invention can be configured by using a CCD image pickup device as an extraction unit and using a normal computer as a first simulation unit, a database, an image synthesis unit, and an analysis unit. it can.
[0024]
In a preferred embodiment of the present invention, the image information of the defect is converted so that the shape of the defect represented by the image information of the defect extracted by the extracting means has a desired shape, and the image of the defect is transmitted to the analyzing means. Image conversion processing means for outputting information is provided. Thus, the defect of the stencil mask was observed, the defect image information was taken in, the image was appropriately converted into defect information for analysis purposes, then synthesized with the mask pattern of the stencil mask, and electron beam image simulation was used. It is possible to perform desired defect inspection and analysis.
[0025]
Further, a transfer electron beam image of the defect is generated by performing a transfer electron beam image generation simulation of the defect based on the analysis result of the defect obtained by the analysis means, and the generated transfer electron beam of the defect is stored in a database of the defect pattern. It has a second simulation means. Thus, the defect pattern can be stored in the database.
Further, there is provided data analysis processing means for performing data analysis processing of the transfer electron beam image of the defect obtained by the second simulation means.
[0026]
The stencil mask defect analysis method according to the present invention is a stencil mask defect analysis method for analyzing the effect of a stencil mask defect on a pattern transferred onto a wafer by electron beam projection lithography,
Observing a defect of the stencil mask in an electron beam image of the stencil mask transferred onto the wafer, and extracting the defect as defect image information;
Generating a transfer electron beam image of the stencil mask by performing a transfer electron beam image generation simulation based on the pattern data of the stencil mask and the CAD pattern data for producing the stencil mask;
Synthesizing a transfer electron beam image of a stencil mask having a defect from the defect pattern obtained from the defect pattern database and the transfer electron beam image of the stencil mask;
Analyzing the transferred electron beam image of the stencil mask having the synthesized defect and the defect image information to analyze the defect image information;
It is characterized by having.
[0027]
With the stencil mask defect analysis method according to the present invention, information such as the actual shape, size, and position information of a stencil mask defect can be captured with high accuracy.
By synthesizing a transfer electron beam image of a stencil mask having a defect from a defect pattern obtained from a defect pattern database and a transfer electron beam image of a stencil mask, systematic defect analysis can be performed quickly and easily. .
Furthermore, after performing the image conversion of the defect image as appropriate, by combining with the mask pattern of the stencil mask and performing an electron beam image simulation, systematically changing the defect shape and size in various ways is performed. Defect analysis can be performed quickly and easily.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described specifically and in detail with reference to the accompanying drawings by way of example embodiments.
Example of embodiment of stencil mask defect analyzer
This embodiment is an example of an embodiment of a stencil mask defect analysis apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a stencil mask defect analysis apparatus according to this embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a defect observation unit, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a defect analysis unit, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the CAD data simulation unit, and FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the transfer defect image data simulation unit.
As shown in FIG. 1, a defect analysis apparatus 10 according to the present embodiment captures and records defect information of a stencil mask, receives a defect information from the defect observation unit 12, and analyzes a defect. A unit 14, a CAD data simulation unit 16 for performing an electron beam image generation simulation based on the stencil mask pattern data and the CAD pattern data, and sending the result to the defect analysis unit 14, and a defect obtained from the defect analysis unit 14. And a transfer defect image data simulation unit 18 that saves the result in a database and sends the result to the defect analysis unit 14.
[0029]
As shown in FIG. 2, the defect observation unit 12 captures and records, as image data, a CCD light receiving unit 20 equipped with a CCD sensor and a stencil mask defect image obtained by the CCD light receiving unit 20, and stores the image data as a defect. An image data capturing / recording unit 22 that outputs to the image conversion processing unit 28 of the analysis unit 14 is provided.
The defect observation unit 12 irradiates the stencil mask 26 of the inspection object with an electron beam from the secondary electron gun 24 of the defect analyzer, receives an image of a defect of the stencil mask 26 as a transmission electron beam image, and receives the image. The image is captured and recorded as image data, and the image data is output to the image conversion processing unit 28 of the defect analysis unit 14.
[0030]
As shown in FIG. 3, the defect analysis unit 14 includes an image conversion processing unit 28, an image synthesis unit 30, an image comparison / analysis unit 32, a defect determination unit 34, a result output unit 36, and a defect analysis unit 38. And
[0031]
The image conversion processing unit 28 converts the image data of the defect so that the shape of the defect represented by the image data of the defect output from the defect observation unit 12 becomes a desired shape, and the image comparison / analysis unit 32 Output to Thereby, the defect shape can be converted into a desired shape and analyzed.
The image synthesizing unit 30 performs a stencil mask electron beam having a defect based on the transfer electron beam image of the stencil mask input from the CAD data simulation unit 16 and the defect pattern input from the transfer defect image data simulation unit 18. A line image (hereinafter, referred to as a defect stencil mask electron beam image) is synthesized and output to the image comparison / analysis unit 32.
The image comparison / analysis section 32 compares and analyzes the defect image data of the stencil mask subjected to the predetermined image conversion processing by the image conversion processing section 28 and the defect stencil mask electron beam image synthesized by the image synthesis section 30. Then, the analysis result is output to the defect determination unit 34.
[0032]
The defect determination unit 34 determines whether the defect based on the defect image data of the stencil mask is a killer defect based on the analysis result input from the image comparison / analysis unit 32. The defect image is analyzed in detail by the defect detail analysis unit 38. On the other hand, when the defect is a killer defect, the defect image data is output to the transfer defect image data simulation unit 44 of the transfer defect image data simulation unit 18.
Here, a killer defect refers to a defect that, when a mask pattern of a stencil mask is transferred to a wafer, the defect transferred together with the mask pattern affects the performance of a product such as a semiconductor device.
[0033]
The CAD data simulation unit 16 includes a CAD data section 40 and a CAD data simulation section (transfer electron beam image simulation section) 42 as shown in FIG.
The CAD data section 40 is a database storing pattern data of a stencil mask and CAD pattern data for producing a stencil mask. The CAD data simulation unit 42 performs a transfer electron beam image generation simulation based on the stencil mask pattern data and the CAD pattern data stored in the CAD data unit 40, generates a transfer electron beam image of the stencil mask, and performs defect analysis. The image is output to the image synthesizing unit 30 of the unit 14.
With the above configuration, the CAD data simulation unit 16 outputs the stencil mask electron beam image obtained by the simulation by the CAD data simulation unit 42 to the image synthesis unit 30 of the defect analysis unit 14.
[0034]
The transfer defect image data simulation unit 18 includes a defect transfer image data simulation unit 44, a defect transfer image conversion unit 46, an image synthesis / re-comparison unit 48, and a defect pattern database 50.
The defect transfer image data simulation unit 44 performs a transfer electron beam image generation simulation on the defect image data obtained from the defect determination unit 34 of the defect analysis unit 14, generates a defect transfer image, and outputs the defect transfer image to the defect transfer image conversion unit 46. At the same time, the defect pattern of the defect transfer image is output to the defect pattern database 50.
The defect transfer image conversion unit 46 performs image processing on the defect transfer image and outputs the processed image to the image synthesis / re-comparison unit 48. The image combining / re-comparing unit 48 outputs the defect transfer image output from the defect transfer image conversion unit 46 to the defect determination unit 34.
[0035]
With the above-described apparatus configuration, defect image information obtained by observing optical photomask defects is captured, appropriately converted into image defect information for analysis, and then synthesized with a mask pattern of a stencil mask. A desired defect inspection and analysis can be performed by using a line image simulation.
[0036]
Embodiment of a stencil mask defect analysis method
The present embodiment is an example of an embodiment in which a stencil mask defect analysis method according to the present invention is performed using the above-described stencil mask defect analysis apparatus 10.
The procedure of the stencil mask defect analysis method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
First, in step 1, an electron beam is irradiated from the secondary electron gun 24 of the electron beam exposure apparatus to the stencil mask 26 of the object to be inspected, an image of a defect of the stencil mask 26 is received, and the received image is image data. As well as recording the image data and outputting the image data to the image conversion processing unit 28 of the defect analysis unit 14.
In step 2, the image data of the defect is converted by the image conversion processing unit 28 so that the shape of the defect represented by the image data of the defect output from the defect observation unit 12 becomes a desired shape.
[0037]
In step 3, a transfer electron beam image simulation is performed based on the stencil mask pattern data and the CAD pattern data stored in the CAD data unit 40 to generate a stencil mask electron beam image, and the image synthesis unit of the defect analysis unit 14 Output to 30.
In step 4, based on the transfer electron beam image of the stencil mask based on the electron beam image simulation result input from the CAD data simulation unit 16 and the defect pattern input from the transfer defect image data simulation unit 18, The stencil mask electron beam image having the following (hereinafter, referred to as a defect stencil mask electron beam image) is synthesized by the image synthesizing unit 30.
In step 5, the image comparing / analyzing unit 32 compares and analyzes the defect image data of the stencil mask subjected to the predetermined image conversion processing in step 2 and the defect stencil mask electron beam image synthesized in step 4.
[0038]
In step 6, based on the analysis result of step 5, the defect determination unit 34 determines whether the defect based on the defect image data of the stencil mask is a killer defect, and if not, the analysis result is output via the result output unit 36. The defect image is output and further analyzed in detail by the defect analysis unit 38. On the other hand, when the defect is a killer defect, the defect image data is output to the defect transfer image data simulation unit 44 of the transfer defect image data simulation unit 18.
In step 7, a transfer electron beam image generation simulation is performed on the defect image data output in step 6 to generate a defect transfer image, and the defect pattern of the defect transfer image is output to the defect pattern database 50.
In Step 8, the defect transfer image obtained in Step 7 is subjected to image processing. In Step 9, the defect transfer image subjected to image processing in Step 8 is returned to Step 6.
[0039]
In the stencil mask defect analysis method according to the present embodiment, information such as the actual shape, size, and position information of the stencil mask defect can be accurately captured. In addition, after performing the image conversion of the defect image as appropriate, by combining the mask image with the mask pattern of the stencil mask and performing an electron beam image simulation, the systematic system after variously changing the defect shape and size, etc. Defect analysis can be performed quickly and easily.
[0040]
Comparative Example of Stencil Mask Defect Analysis Apparatus of First Embodiment
This comparative example is a comparative example of the stencil mask defect analyzer 10 of the first embodiment, and FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the stencil mask defect analyzer of the comparative example.
The stencil mask defect analysis device 60 of the present comparative example includes a defect observation unit 12 having the same configuration as the defect observation unit 12 of the stencil mask defect analysis device 10 of the first embodiment, and a defect analysis unit 62.
[0041]
The defect analysis unit 62 includes an image processing unit 64, a CAD data unit 66, an image comparison unit 68, and a result output unit 70.
The image processing unit 64 converts the image data of the defect so that the shape of the defect represented by the image data of the defect output from the defect observation unit 12 becomes a desired shape, and outputs the image data to the image comparing unit 68. I do.
The CAD data section 66 is a database storing pattern data of the stencil mask and CAD pattern data for producing the stencil mask, and outputs necessary data to the image comparing section 68.
The image comparing unit 68 compares and analyzes the image data of the defect output from the image processing unit 64 with the pattern data of the stencil mask output from the CAD data unit 66, and analyzes the analysis result via the result output unit 70. Is output.
[0042]
However, the stencil mask defect analysis device 60 of the comparative example is a device that performs a defect analysis of the die database (Die to Database), and is a transfer defect image simulation of the stencil mask defect analysis device 10 of the present embodiment. -Since it does not include the unit 18, the image synthesizing unit 30, the transferred electron beam image simulation unit 42, etc., it is difficult to accumulate defect patterns, detect defects quickly and with high accuracy, and perform systematic analysis. It is.
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention, the first simulation means for generating a transfer electron beam image of the stencil mask by performing an electron beam image generation simulation based on the stencil mask pattern data and the like read from the storage means, and the defect read from the database Image combining means for combining a transfer electron beam image of a stencil mask having a defect based on a pattern and a transfer electron beam image of a stencil mask, image information of the defect extracted by the extraction means, and transfer of the stencil mask having the defect By providing analysis means for comparing and analyzing the electron beam image and outputting the analysis result of the defect, defect measurement and analysis can be performed without preparing an evaluation mask for defect transfer.
Further, it is possible to quantitatively quickly and easily measure and analyze what size, shape, and type of defect becomes a killer defect by using electron beam image simulation of the defect during defect inspection.
Further, by providing a defect pattern database, it becomes possible to accumulate a database of defects due to light or electron beam transmission and reflection images, and a correlation between a foreign substance and an actual transfer image, so that a criterion using the database can be obtained. It is possible to determine and quantify killer defects by setting and comparing data in a database with an inspection image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a defect analysis device according to an embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a defect observation unit.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a defect analysis unit.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a CAD data simulation unit.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a transfer defect image data simulation unit.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a stencil mask defect analysis device of a comparative example.
[Explanation of symbols]
10: Defect analysis device of the embodiment, 12: Defect observation unit, 14: Defect analysis unit, 16: CAD data simulation unit, 18: Transfer defect image data simulation unit, 20: CCD light receiving unit, 22 image data capturing / recording unit, 24 secondary electron beam gun, 26 stencil mask, 28 image conversion processing unit, 30 image synthesis unit, 32 image comparison / analysis unit, 34 ... Defect determination unit, 36... Result output unit, 38... Defect analysis unit 40... CAD data unit 42... CAD data simulation unit (transfer electron beam image simulation unit) 44. Simulation unit 46 Defect transfer image conversion unit 48 Image synthesis / re-comparison unit 50 Defect pattern database 60 Reference example Defect analysis apparatus Tenshirumasuku, 62 ...... defect analysis unit, 64 ...... image processing unit, 66 ...... CAD data unit, 68 ...... image comparison unit, 70 ...... result output unit.

Claims (5)

電子線投影リソグラフィによりウエハ上に転写したパターンに対するステンシルマスクの欠陥の影響を解析する、ステンシルマスクの欠陥解析装置であって、
ステンシルマスクの欠陥の画像情報を抽出する抽出手段と、
ステンシルマスク・パターンデータ、及びCADパターンデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から読み出したステンシルマスク・パターンデータ、及びCADパターンデータに基づいて電子線像生成シミュレーションを行ってステンシルマスクの転写電子線像を生成する第1のシミュレーション手段と、
ステンシルマスクの欠陥パターンのデータベースと、
前記データベースから読み出した欠陥パターンと前記第1のシミュレーション手段で得た前記ステンシルマスクの転写電子線像とに基づいて欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成する画像合成手段と、
前記抽出手段により抽出された欠陥の画像情報と、前記画像合成手段によって得た前記欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像とを比較、解析し、欠陥の解析結果を出力する解析手段と
を具備することを特徴とするステンシルマスクの欠陥解析装置。
A stencil mask defect analysis device for analyzing the effect of a stencil mask defect on a pattern transferred onto a wafer by electron beam projection lithography,
Extracting means for extracting image information of a stencil mask defect;
Storage means for storing stencil mask pattern data and CAD pattern data;
First simulation means for performing an electron beam image generation simulation based on the stencil mask pattern data and CAD pattern data read from the storage means to generate a transfer electron beam image of the stencil mask;
A database of stencil mask defect patterns,
Image combining means for combining a transfer electron beam image of a stencil mask having a defect based on the defect pattern read from the database and the transfer electron beam image of the stencil mask obtained by the first simulation means;
Analyzing means for comparing and analyzing the image information of the defect extracted by the extracting means and the transfer electron beam image of the stencil mask having the defect obtained by the image synthesizing means, and outputting an analysis result of the defect; A stencil mask defect analyzer.
前記抽出手段により抽出された欠陥の画像情報により表される欠陥の形状が所望する形状となるように、前記欠陥の画像情報を変換処理し、前記解析手段に欠陥の画像情報として出力する画像変換処理手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスクの欠陥解析装置。Image conversion for converting the image information of the defect so that the shape of the defect represented by the image information of the defect extracted by the extracting unit has a desired shape, and outputting the image information of the defect to the analyzing unit as image information of the defect The stencil mask defect analyzer according to claim 1, further comprising a processing unit. 前記解析手段より得た前記欠陥の解析結果に基づいて欠陥の転写電子線像生成シミュレーションを行って欠陥の転写電子線像を生成し、前記生成した欠陥の転写電子線を欠陥パターンのデータベースに保存する第2のシミュレーション手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のステンシルマスクの欠陥解析装置。A transfer electron beam image of the defect is generated based on the analysis result of the defect obtained by the analysis unit to generate a transfer electron beam image of the defect, and the generated transfer electron beam of the defect is stored in a database of the defect pattern. 3. The stencil mask defect analysis apparatus according to claim 1, further comprising a second simulation unit that performs the simulation. 前記第2のシミュレーション手段によって得た前記欠陥の転写電子線像のデータ解析処理を行うデータ解析処理手段を具備することを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1項に記載のステンシルマスク欠陥解析装置。The stencil according to any one of claims 1 to 3, further comprising data analysis processing means for performing data analysis processing of the transfer electron beam image of the defect obtained by the second simulation means. Mask defect analyzer. 電子線投影リソグラフィによりウエハ上に転写したパターンに対するステンシルマスクの欠陥の影響を解析する、ステンシルマスクの欠陥解析方法であって、
ステンシルマスクの電子線像中のステンシルマスクの欠陥を観察し、欠陥画像情報として抽出するステップと、
ステンシルマスクのパターンデータとステンシルマスクを作製する際のCADパターンデータとに基づいて転写電子線像生成シミュレーションを行い、前記ステンシルマスクの転写電子線像を生成するステップと、
欠陥パターン・データベースから求めた欠陥パターンと、前記ステンシルマスクの転写電子線像とから欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成するステップと、
前記合成した欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像と前記欠陥画像情報とを比較して、前記欠陥画像情報を解析するステップと
を有することを特徴とするステンシルマスクの欠陥解析方法。
A stencil mask defect analysis method for analyzing the effect of a stencil mask defect on a pattern transferred onto a wafer by electron beam projection lithography,
Observing a defect of the stencil mask in the electron beam image of the stencil mask, and extracting the defect as defect image information;
Generating a transfer electron beam image of the stencil mask by performing a transfer electron beam image generation simulation based on the pattern data of the stencil mask and the CAD pattern data for producing the stencil mask;
Synthesizing a transfer electron beam image of a stencil mask having a defect from the defect pattern obtained from the defect pattern database and the transfer electron beam image of the stencil mask,
Analyzing the defect image information by comparing a transfer electron beam image of the stencil mask having the synthesized defect with the defect image information.
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CN102980874A (en) * 2011-09-07 2013-03-20 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 Method for making map for detecting microporosity

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