JP2007049002A - Inspection device and foreign matter inspection method - Google Patents

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Takao Namae
隆男 生江
Katsuyuki Takahashi
克幸 高橋
Kenichi Kobayashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To readily and highly precisely detect a foreign matter, such as a growing foreign matter on a mask or a specific thin film, such as a phase shift film which is hardly detected by optical inspection and an edge edge-face reinforced secondary electron detection, by taking advantage of the characteristics of a mass reinforced type regarding an inspection device and a foreign-matter inspection method for generating a reflected electron image of the mask or the thin film by detecting/amplifying reflected reflection electron, by irradiating and scanning the mask or the thin film with electron beam. <P>SOLUTION: The device has a means for obtaining a maximum value and a minimum value, by obtaining a reflection electron image by irradiating and scanning a mask or a thin film with electron beam; and a means for detecting an image, having the strength of the obtained maximum value or higher (or at least the value obtained by adding a prescribed allowed value to the maximum value), or a minimum value or lower (or at least a value obtained by deducting a prescribed allowed value from the minimum value), regarding the reflection electronic image obtained from a region to be inspected on the mask or the thin film. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子線ビームをマスクあるいは薄膜上に照射して走査し、反射された反射電子を検出・増幅して当該マスクあるいは薄膜の反射電子像を生成する検査装置および異物検査方法に関するものである。   The present invention relates to an inspection apparatus and a foreign matter inspection method for irradiating and scanning an electron beam on a mask or a thin film, and detecting and amplifying reflected backscattered electrons to generate a reflected electron image of the mask or thin film. is there.

従来、半導体LSI用のパターン検査装置は、光を検査対象のマスクに照射し、反射光および透過光をそれぞれ電気信号に変換した画像をそれぞれ表示し、これら画像上で欠陥を検出して検査するようにしていた。   Conventionally, a pattern inspection apparatus for a semiconductor LSI irradiates a mask to be inspected with light, displays images obtained by converting reflected light and transmitted light into electrical signals, respectively, and detects and inspects defects on these images. It was like that.

そして、検出された欠陥の座標位置にステージを移動させ、作業者がマスク上の欠陥を確認し、対策を決めていた。例えば、マスクのガラス部分に乗ったゴミと、ガラス部分に乗った金属膜(残渣)とを区別して確認し、前者のゴミなら最終の洗浄工程で剥脱できるものと判断して当該洗浄処理に委ねたり、後者の残渣ならばFIB(Focused Ion Beam、集束イオンビーム)やレーザで残渣の除却処理を行ったりというように決めていた。   Then, the stage is moved to the coordinate position of the detected defect, and the operator confirms the defect on the mask and decides a countermeasure. For example, the dust on the glass part of the mask is distinguished from the metal film (residue) on the glass part, and the former is judged to be able to be removed in the final cleaning process and left to the cleaning process. In the case of the latter residue, it is determined that the residue is removed by FIB (Focused Ion Beam) or laser.

しかし、最近は、ゴミの判定も単純でなくなってきた。ゴミでも沢山の種類がある。最終洗浄で簡単に剥脱できるものから、金属薄膜のように、マスク基板にしっかり固着しているものまで多種にわたる。それらを従来のように、作業者が反射光情報と透過光情報からだけで判断することができなくなってきたという問題があった。   Recently, however, the determination of garbage has become simpler. There are many types of garbage. There are a variety of types, from those that can be easily peeled off by final cleaning to those that are firmly fixed to the mask substrate, such as metal thin films. There has been a problem that it has become impossible for an operator to judge them only from reflected light information and transmitted light information as in the past.

そのため、微細なゴミなどの欠陥を電子ビームなどで得られる高分解能かつ特徴ある信号をもとにより微細なゴミや異物を高精度に検出して判定することが望まれている。   For this reason, it is desired to detect and determine fine dust and foreign matter with high accuracy based on a high-resolution and characteristic signal obtained from an electron beam or the like for defects such as fine dust.

特に、図6で説明する位相シフト膜上の成長性異物の検出が問題となっている。
図6は、従来技術の説明図を示す。
In particular, the detection of growth foreign substances on the phase shift film described in FIG. 6 is a problem.
FIG. 6 is an explanatory diagram of the prior art.

図6の(a)は、マスク出荷前の洗浄後の当該マスク(ガラス基板)上のパターンの様子を示す。(a−1)マスク上のパターンの例を示し、(a−2)は(a−1)を拡大して判り易くした様子を示す。(a−2)に示すように、洗浄液に含まれていた物質の硫化物、アンモニア塩などの小さくかつ薄い成長性異物の核が存在した様子を模式的に示す。   FIG. 6A shows the state of the pattern on the mask (glass substrate) after cleaning before shipping the mask. (A-1) An example of a pattern on a mask is shown, and (a-2) shows a state in which (a-1) is enlarged and easily understood. As shown in (a-2), a state in which nuclei of small and thin growth foreign substances such as sulfides and ammonia salts of substances contained in the cleaning liquid are schematically shown.

図6の(b)は、図6の(a)の小さいかつ薄い成長性異物の核がマスク出荷前の洗浄後の上述した反射光情報および透過光情報(例えば440nmの光検査)では検出できない様子を示す。   In FIG. 6B, the nuclei of the small and thin growth foreign matter in FIG. 6A cannot be detected by the above-described reflected light information and transmitted light information (for example, optical inspection at 440 nm) after cleaning before shipping the mask. Show the state.

図6の(c)は、ペリクルを貼り付けた状態を示す。このペリクルを貼り付けた図示の状態では、気圧調整口が図示のように設けられ、ステッパ露光を行っている。ステッパ露光中は、UV光照射され、ガラス基板上の小さくかつ薄い成長性異物の核に、周辺の雰囲気に含まれるガス、水分などが異物として付着して成長し、使用に従い大きくなっていく。   FIG. 6C shows a state where the pellicle is attached. In the state shown in the figure where the pellicle is attached, a pressure adjusting port is provided as shown in the figure to perform stepper exposure. During stepper exposure, UV light is irradiated, and gas, moisture, etc. contained in the surrounding atmosphere adhere to the nucleus of small and thin growth foreign substances on the glass substrate and grow as foreign substances, and become larger according to use.

図6の(d)は、異物障害例を示す。これは、図6の(c)のステッパ露光で成長した成長性異物が光検査(反射光情報および透過光情報を用いた検査)で始めて異物(当初存在した成長性異物の核にUV光などを照射したことで周囲のガス、水分などが付着して当該核が大きくなり、支障となる程度に成長した成長性異物)として検出できるようになる。   FIG. 6D shows an example of a foreign object failure. This is because the growing foreign matter grown by the stepper exposure of FIG. 6C starts with optical inspection (inspection using reflected light information and transmitted light information), and foreign matter (UV light or the like is present at the core of the growing foreign matter that originally existed). As a result, the surrounding gas grows and the nucleus becomes larger, and it can be detected as a growing foreign substance that has grown to the point of hindrance.

以上のように、出荷前の洗浄後の特に位相シフト膜を形成したマスクについてこれら成長性異物の核については、従来の光検査(反射光情報および透過光情報による検査)では見つけられないという大きな問題があった。   As described above, especially for the mask formed with the phase shift film after cleaning before shipment, the core of these growing foreign matters cannot be found by conventional optical inspection (inspection by reflected light information and transmitted light information). There was a problem.

本発明は、これらの問題を解決するため、電子線ビームをマスクの基板あるいは特定薄膜上を走査し、反射した反射電子線を検出して生成した反射電子像の最大強度と最小強度を検出して記憶しこれらを基準に、マスクの基板上あるいは特定薄膜上の成長性異物の核などの検査対象異物の反射電子像を取得して検出し、マスク上あるいは特定薄膜上の成長性異物の核などの異物を、質量強調型の特性を活かして簡易かつ高精度に検出することを目的としている。   In order to solve these problems, the present invention detects the maximum intensity and the minimum intensity of a reflected electron image generated by scanning an electron beam beam on a mask substrate or a specific thin film and detecting a reflected electron beam. Based on these, the backscattered electron image of the foreign material to be inspected such as the nucleus of the growing foreign material on the mask substrate or the specific thin film is acquired and detected, and the nucleus of the growing foreign material on the mask or the specific thin film is detected. The purpose of this method is to detect a foreign substance such as a simple and highly accurate utilizing the characteristics of the mass enhancement type.

本発明は、電子線ビームをマスクの基板あるいは特定薄膜上を走査し、反射した反射電子線を検出して生成した反射電子像の最大強度と最小強度を検出して記憶しこれらを基準に、マスクの基板上あるいは特定薄膜上の成長性異物の核などの検査対象異物の反射電子像を取得して検出することにより、光検査やパターンの端面強調型の2次電子検出では検出困難な位相シフト膜などのマスク上あるいは特定薄膜上の成長性異物の核などの異物を、質量強調型の特性を活かして簡易かつ高精度に検出することが可能となる。   The present invention scans the electron beam beam on a mask substrate or a specific thin film, detects the reflected electron beam reflected, detects and stores the maximum intensity and the minimum intensity of the reflected electron image, and based on these, Phases that are difficult to detect by optical inspection and edge-enhanced secondary electron detection of patterns by acquiring and detecting reflected electron images of foreign objects to be inspected, such as nuclei of growing foreign substances on the substrate of the mask or on a specific thin film It becomes possible to detect foreign matter such as nuclei of growth foreign matter on a mask such as a shift film or a specific thin film simply and with high accuracy by utilizing the characteristics of mass enhancement.

本発明は、電子線ビームをマスクの基板あるいは特定薄膜上を走査し、反射した反射電子線を検出して生成した反射電子像の最大強度と最小強度を検出して記憶しこれらを基準に、マスクの基板上あるいは特定薄膜上の成長性異物の核などの検査対象異物の反射電子像を取得して検出し、マスク上あるいは特定薄膜上の成長性異物の核などの異物を、質量強調型の特性を活かして簡易かつ高精度に検出することを実現した。   The present invention scans the electron beam beam on a mask substrate or a specific thin film, detects the reflected electron beam reflected, detects and stores the maximum intensity and the minimum intensity of the reflected electron image, and based on these, A mass-enhanced type that captures and detects reflected electron images of foreign objects to be inspected, such as nuclei of growing foreign substances on the mask substrate or specific thin film, and masses the foreign substances such as nuclei of growing foreign substances on the mask or specific thin film Using this characteristic, it was possible to detect easily and with high accuracy.

図1は、本発明の1実施例構成図を示す。
図1において、SEM1は、走査電子顕微鏡であって、図示の構成を持つものある。
FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a SEM 1 is a scanning electron microscope having a configuration as shown.

電子銃2は、電子線ビームを発生するものである(例えばタングステン線の先端を鋭利かつ所定面を持つように形成し、高電圧をアノード3に印加して電子ビームを引き出すものである)。   The electron gun 2 generates an electron beam (for example, a tip of a tungsten wire is formed to have a sharp and predetermined surface, and a high voltage is applied to the anode 3 to extract the electron beam).

アノード3は、高電圧を印加し、電子銃2を構成する陰極の先端を鋭利かつ所定面を持つように形成したタングステンから放出された電子を加速するものである。   The anode 3 applies a high voltage and accelerates electrons emitted from tungsten formed so that the tip of the cathode constituting the electron gun 2 is sharp and has a predetermined surface.

アライメントコイル4は、電子銃2から放出される電子線ビームを偏向して軸合せするためのものである。   The alignment coil 4 is for deflecting and aligning the electron beam emitted from the electron gun 2.

コンデンサレンズ5は、電子銃2から放出された電子線ビームを集束するものである。
偏向走査コイル6は、対物レンズ9で試料であるマスク11上に細く絞られた電子線ビームを、X方向およびY方向に走査するためのものである。
The condenser lens 5 focuses the electron beam emitted from the electron gun 2.
The deflection scanning coil 6 is for scanning an electron beam narrowly focused on a mask 11 as a sample by the objective lens 9 in the X direction and the Y direction.

反射電子検出器7は、マスク11に電子線ビームを照射して走査したときに、当該マスク11から反射した反射電子を検出するものである。反射電子検出器7で検出された信号をもとに、表示装置25上に反射電子像を表示する。   The backscattered electron detector 7 detects backscattered electrons reflected from the mask 11 when the mask 11 is scanned by irradiating the mask 11 with an electron beam. Based on the signal detected by the reflected electron detector 7, a reflected electron image is displayed on the display device 25.

2次電子検出器8は、マスク11に電子線ビームを照射して走査したときに、当該マスク11から放出された2次電子を収集・検出・増幅するものである。2次電子検出器8で検出された信号をもとに、表示装置25上に2次電子像を表示する。   The secondary electron detector 8 collects, detects, and amplifies secondary electrons emitted from the mask 11 when the mask 11 is scanned with an electron beam. Based on the signal detected by the secondary electron detector 8, a secondary electron image is displayed on the display device 25.

対物レンズ9は、電子線ビームをマスク11上に細く絞るものである。
レーザ干渉計10は、レーザを放射してステージ12に取り付けた反射鏡で反射させて取り込んで干渉させ、超高精度にステージ12の位置(位置座標)を計測する公知のものである。
The objective lens 9 narrows the electron beam on the mask 11.
The laser interferometer 10 is a known one that measures the position (positional coordinates) of the stage 12 with ultra-high accuracy by emitting a laser beam, reflecting it with a reflecting mirror attached to the stage 12 and capturing it.

マスク11は、ステージ12の上に搭載(固定)された試料の例である。
ステージ12は、マスク11を搭載し、任意の座標位置に正確に移動させるものであって、モータ(あるいは超音波モータ)13で駆動されるものである。
The mask 11 is an example of a sample mounted (fixed) on the stage 12.
The stage 12 is mounted with a mask 11 and accurately moves to an arbitrary coordinate position, and is driven by a motor (or ultrasonic motor) 13.

モータ13は、ステージ12を駆動(X方向、Y方向)するものであって、サーボモータあるいは超音波モータなどである。   The motor 13 drives the stage 12 (X direction, Y direction), and is a servo motor or an ultrasonic motor.

PC21は、パーソナルコンピュータであって、プログラムに従い各種処理を行うものであり、ここでは、検査対象抽出手段21、反射電子信号取得手段22、異物検出手段24、表示装置25、および入力装置26などから構成されるものである。   The PC 21 is a personal computer and performs various processes according to a program. Here, the inspection object extraction means 21, the reflected electron signal acquisition means 22, the foreign matter detection means 24, the display device 25, the input device 26, and the like are used. It is composed.

検査対象抽出手段22は、マスク11あるいはマスク11の上に成膜した所定薄膜上の検査対象を抽出するものである。例えば所定領域以下のマスク11上の当該マスク11が露出している領域、あるいはマスク11に成膜した薄膜の領域について、所定大きさ以下の領域を検査対象として抽出する(図3参照)。   The inspection object extraction means 22 extracts the inspection object on the mask 11 or a predetermined thin film formed on the mask 11. For example, a region having a predetermined size or less is extracted as an inspection target for a region where the mask 11 is exposed on the mask 11 having a predetermined region or less or a thin film region formed on the mask 11 (see FIG. 3).

反射電子信号取得手段23は、マスク11あるいはマスク11の上に成膜した領域の反射電子信号を取得するものである(図2〜図5参照)。   The reflected electron signal acquisition means 23 acquires a reflected electron signal of the mask 11 or a region formed on the mask 11 (see FIGS. 2 to 5).

異物検出手段24は、反射電子信号取得手段23で取得したマスク11あるいはマスク11の上に成膜した領域(所定領域以下の領域)から取得した反射電子信号をもとに所定大きさ以上の画像を抽出して異物と判定したりなどするものである(図2から図5参照)。   The foreign matter detection means 24 is an image having a predetermined size or more based on the reflected electron signal acquired from the mask 11 acquired by the reflected electron signal acquisition means 23 or an area formed on the mask 11 (area below the predetermined area). Are extracted and determined as a foreign object (see FIGS. 2 to 5).

表示装置25は、反射電子像などを表示するものである。
入力装置26は、各種指示やデータなどを入力するものであって、マウスやキーボードなどである。
The display device 25 displays a reflected electron image or the like.
The input device 26 inputs various instructions and data, and is a mouse or a keyboard.

次に、図2のフローチャートの順番に従い、図1の構成の動作(基準値算出)を詳細に説明する。   Next, the operation (reference value calculation) of the configuration of FIG. 1 will be described in detail according to the order of the flowchart of FIG.

図2は、本発明の動作説明フローチャート(基準値算出)を示す。
図2において、S1は、基準点を基に、ガラス面を移動する。
FIG. 2 shows a flowchart for explaining the operation of the present invention (reference value calculation).
In FIG. 2, S1 moves the glass surface based on the reference point.

S2は、ガラス面のある面の反射電子強度の最大Rmax/最小Rminを測定する。これらS1、S2は、マスクの基板材料であるガラス面の露出している面(領域)に移動し、当該面に電子線ビームを照射しつつ走査し、反射した反射信号を検出・増幅して生成した反射電子信号(反射電子像)を取得し、ガラス面の所定領域内の最大値Rmaxおよび最小値Rminを基準値として算出する(図5の(a)参照)。   S2 measures the maximum Rmax / minimum Rmin of the reflected electron intensity of the surface with the glass surface. These S1 and S2 move to the exposed surface (region) of the glass surface that is the substrate material of the mask, scan the surface while irradiating the surface with an electron beam, and detect and amplify the reflected signal reflected. The generated reflected electron signal (reflected electron image) is acquired, and the maximum value Rmax and the minimum value Rmin within a predetermined region of the glass surface are calculated as reference values (see FIG. 5A).

以上によって、マスクの基板材料であるガラス面の反射電子像の最大値Rmaxおよび最小値Rmin(図5の(a))を取得し、マスクのガラス面上に形成された成長性異物の核を検出する準備(基準値の準備)が完了したこととなる。   As described above, the maximum value Rmax and the minimum value Rmin ((a) of FIG. 5) of the reflected electron image of the glass surface, which is the substrate material of the mask, are obtained, and the nuclei of the growth foreign matter formed on the glass surface of the mask are obtained. Preparation for detection (preparation of reference value) is completed.

次に、図3のフローチャートの順番に従い、図1の構成の動作(異物測定)を詳細に説明する。   Next, the operation (foreign matter measurement) of the configuration of FIG. 1 will be described in detail according to the order of the flowchart of FIG.

図3は、本発明の動作説明フローチャート(異物測定)を示す。
図3において、S11は、CADを参照して、所定のガラス面積以下の領域を算出する。これは、CADデータ(設計データ)を参照し、ガラスが露出している領域が所定値以下の小さい領域を抽出し、これを異物検出対象の領域として決める。異物は、ガラス面がある程度小さい領域に発生しやすく、また発生したときの影響が大きく、逆にガラス面がある程度大きい領域に発生しがたく、また発生したときの影響も小さいという、実情による。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the present invention (foreign matter measurement).
In FIG. 3, S11 calculates the area | region below a predetermined glass area with reference to CAD. This refers to CAD data (design data), extracts a small area where the area where the glass is exposed is a predetermined value or less, and determines this as a foreign object detection area. The foreign matter is likely to be generated in an area where the glass surface is small to a certain extent, has a large effect when it occurs, and conversely, is hardly generated in an area where the glass surface is somewhat large, and has a small effect when it occurs.

S12は、ガラス面内の反射電子強度を測定する。これは、S11で算出した所定領域以下の小さいガラス面の領域内の反射電子強度(反射電子像)を測定してメモリに保存する。   S12 measures the reflected electron intensity in the glass surface. This measures the backscattered electron intensity (backscattered electron image) in the small glass surface area below the predetermined area calculated in S11 and stores it in the memory.

S13は、画素中のL0を越えて、L0以下となる位置を求める。これは、S12でメモリに保存したガラス面の領域内の反射電子像について、例えば図5の(b)に示すように、横方向(X方向)に左から右方向に走査線毎に探索し、S11で算出した最大値Rmax(L0)以上となり、次に、最大値Rmax(L0)以下のとなるときの長さが最大となる値Dを算出する。尚、異物の反射信号の大きさが基準値の最小値Rminよりも小さいときは、最小値Rmin以下のときの長さが最大となる値Dを算出する。   In step S13, a position that exceeds L0 in the pixel and becomes L0 or less is obtained. This is because, for example, as shown in FIG. 5B, the reflected electron image in the region of the glass surface stored in the memory in S12 is searched for each scanning line from left to right in the horizontal direction (X direction). , The value D that is equal to or greater than the maximum value Rmax (L0) calculated in S11 and then has a maximum length when the value is equal to or less than the maximum value Rmax (L0) is calculated. When the magnitude of the reflection signal of the foreign object is smaller than the minimum value Rmin of the reference value, a value D that maximizes the length when the value is less than the minimum value Rmin is calculated.

S14は、閾値以上か判別する。これは、S13で算出した値Dが閾値以上か判別する。YESの場合には、閾値以上の異物が検出と判定し、記録してS16に進む。一方、S14のNOの場合には、閾値以下と判明したので、S16に進む。   In step S14, it is determined whether or not the threshold value is exceeded. This determines whether the value D calculated in S13 is equal to or greater than a threshold value. In the case of YES, it determines with the foreign material more than a threshold value having been detected, records, and progresses to S16. On the other hand, in the case of NO in S14, since it has been found that it is equal to or less than the threshold, the process proceeds to S16.

S16は、終わりか判別する。これは、S11で抽出した全ての領域についてS12からS15の処理を終えたか判別する。YESの場合には、終了する。NOの場合には、S12以降を繰り返す、全ての領域について繰り返す。   In S16, it is determined whether or not the end. This determines whether or not the processing from S12 to S15 has been completed for all the regions extracted in S11. If YES, the process ends. In the case of NO, S12 and subsequent steps are repeated for all areas.

尚、S14で異物が所定閾値以上か否かを判定することなく、異物が検出されたときにS15で記録し、S16に進むようにしてもよい。   Note that the recording may be performed in S15 when the foreign object is detected without determining whether the foreign object is equal to or greater than the predetermined threshold in S14, and the process may proceed to S16.

以上によって、設計データ上でマスクの基板のガラス面の所定領域以下の領域について、反射電子像を取得し、基準値(最大値Rmax)以上の画像の長さD(あるいは基準値(最小値Rmin)以下の画像の長さD)が閾値以上の長さのときに異物(あるいは画像の長さDを検出できたときに異物)と自動検出することが可能となる。   As described above, a backscattered electron image is obtained for a region below a predetermined region on the glass surface of the mask substrate on the design data, and the image length D (or the reference value (minimum value Rmin) greater than or equal to the reference value (maximum value Rmax) is obtained. It is possible to automatically detect a foreign object (or a foreign object when the image length D can be detected) when the following image length D) is equal to or greater than a threshold value.

図4は、本発明の説明図(信号強度)を示す。横軸は原子番号(質量)であり、縦軸は電子線ビームをマスク11に照射したときに当該マスク11上の照射された位置の物質の原子番号に対応する反射電子信号(点線は2次電子信号)の強度を模式的に表す。反射電
子信号は、照射した物質の原子番号が大きくなると、その反射率が大きくなって図示の実線の曲線のように反射電子信号の強度が大きくなるので、原子番号の違う物質を濃淡として検出することが可能となる。ここで、既述した出荷前の洗浄で使われる溶剤に含まれる窒素、硫黄などの物質により、マスクあるいはマスク上に成膜した薄膜の上に窒化物、硫化物などの成長性異物の小さくかつ薄い核が形成され、それが既述した図6のステッパ露光時などで成長して障害発生に至るので、マスクの出荷時に事前に、反射電子像を使って当該マスクあるいはマスク上に成膜した薄膜の上に形成された非常に小さい成長性異物の核を、反射電子像上で容易かつ高精度で検出することが可能となる。
FIG. 4 is an explanatory diagram (signal strength) of the present invention. The horizontal axis represents the atomic number (mass), and the vertical axis represents the reflected electron signal corresponding to the atomic number of the substance at the irradiated position on the mask 11 when the electron beam is irradiated on the mask 11 (the dotted line is the secondary). The intensity of the electronic signal) is schematically represented. As the reflected electron signal increases in atomic number of the irradiated material, the reflectivity increases and the intensity of the reflected electron signal increases as shown by the solid curve in the figure, so that substances with different atomic numbers are detected as light and shade. It becomes possible. Here, due to the substances such as nitrogen and sulfur contained in the solvent used in the cleaning before shipping described above, growth foreign substances such as nitride and sulfide are small on the mask or a thin film formed on the mask. Thin nuclei are formed and grow during the stepper exposure shown in FIG. 6 as described above, resulting in failure. Therefore, a film is formed on the mask or the mask using the reflected electron image in advance before shipping the mask. It becomes possible to easily and accurately detect the nuclei of very small growth foreign substances formed on the thin film on the reflected electron image.

一方、点線で示す2次電子信号の場合には、原子番号が小さい番号のときは原子番号の増加に従い強度が大きくなるがすぐに飽和してしまうので、原子番号が大きい物質ではその強度がほぼ同じとなり、2次電子線像の濃度でこれら原子番号の大きい物質を区別すること不可である。   On the other hand, in the case of a secondary electron signal indicated by a dotted line, when the atomic number is small, the intensity increases as the atomic number increases, but immediately becomes saturated. It becomes the same, and it is impossible to distinguish these substances having a large atomic number by the density of the secondary electron beam image.

図5は、本発明の説明図を示す。
図5の(a)は、基準値の算出説明図を示す。これは、既述した図2のS1、S2で算出する基準値の算出説明図であって、マスクの基板のガラス面上で所定領域について左から右方向に反射電子像の強度として図示の実線の曲線が得られたとする。この実線の曲線について、最大値Rmaxおよび最小値Rminを求め、これを基準値として決定する。
FIG. 5 shows an explanatory diagram of the present invention.
(A) of FIG. 5 shows the calculation explanatory drawing of a reference value. This is a calculation explanatory view of the reference value calculated in S1 and S2 of FIG. 2 described above, and the solid line shown as the intensity of the reflected electron image from the left to the right in the predetermined area on the glass surface of the substrate of the mask. Is obtained. For this solid curve, a maximum value Rmax and a minimum value Rmin are obtained and determined as reference values.

図5の(b)は、実際の走査例を示す。これは、図5の(a)でガラス面について基準値(最大値Rmax,最小値Rmin)を基準に、ガラス面の領域について反射電子像として図示の実線の曲線が得られたとする。この実線の曲線について、図5の(a)で算出した基準値(最大値Rmax,最小値Rmin)を点線で示したように設定し、ここでは、基準値の最大値Rmax以上となり、次に最大値Rmax以下となる図示の長さ(大きさ)Dを算出することを繰り返し、1つの閉画像についてその最大値を図示のDとして算出する。算出した大きさDが検出されたとき(あるいはDが閾値よりも大きいとき)に、成長性異物の核として決定し、ガラス面上に設計データ上ではない異物を反射電子像の特質である原子番号(質量)の違いによる信号強度の差として検出することが可能となる。また、図5の(b)では、上方向(質量が大きい)の異物を検出したが、逆に下方向(質量が小さい)の異物も同様に検出することができる。   FIG. 5B shows an actual scanning example. It is assumed that the solid line curve shown in FIG. 5A is obtained as a reflected electron image for the glass surface region with reference to the reference values (maximum value Rmax, minimum value Rmin) for the glass surface. For the solid curve, the reference values (maximum value Rmax, minimum value Rmin) calculated in (a) of FIG. 5 are set as indicated by dotted lines, and here, the reference value is equal to or greater than the maximum value Rmax, The illustrated length (size) D that is equal to or less than the maximum value Rmax is repeated, and the maximum value of one closed image is calculated as D as illustrated. When the calculated size D is detected (or when D is larger than the threshold value), it is determined as the nucleus of the growing foreign matter, and the foreign matter that is not on the design data on the glass surface is an atom that is a characteristic of the reflected electron image. It can be detected as a difference in signal intensity due to a difference in number (mass). In FIG. 5B, foreign matter in the upper direction (mass is large) is detected, but conversely, foreign matter in the lower direction (mass is small) can be detected in the same manner.

ここで、取得した最大値Rmax以上を異物の信号としたが、最大値Rmaxに所定許容値(実験で最適値を求める)を加算した値以上を異物の信号してもよいし、あるいは最小値Rminに所定許容値(実験で最適値を求める)を減算した値以下を異物の信号としてもよい。   Here, the acquired foreign substance signal is equal to or greater than the maximum value Rmax. However, the foreign substance signal may be equal to or greater than a value obtained by adding a predetermined permissible value (optimal value is determined by experiment) to the maximum value Rmax, or the minimum value. A value equal to or less than a value obtained by subtracting a predetermined allowable value (an optimum value is obtained through an experiment) from Rmin may be used as a foreign object signal.

尚、図5ではマスクの基板であるガラス面の上に形成された異物を検出したが、同様にマスク上に成膜した薄膜の上に、設計データ上にない異物を検出してもよい。   In FIG. 5, foreign matter formed on the glass surface that is the substrate of the mask is detected. Similarly, foreign matter that is not on the design data may be detected on the thin film formed on the mask.

本発明は、光検査やパターンの端面強調型の2次電子検出では検出困難な位相シフト膜などのマスク上あるいは特定薄膜上の成長性異物の核などの異物を、質量強調型の特性を活かして簡易かつ高精度に検出する検査装置および異物検査方法に関するものである。   The present invention makes use of mass-enhanced characteristics to remove foreign matters such as nuclei of growth foreign matters on a mask such as a phase shift film or a specific thin film, which are difficult to detect by secondary inspection of the edge-enhanced type of the optical inspection and pattern. The present invention relates to an inspection apparatus and a foreign matter inspection method that detect the object simply and with high accuracy.

本発明の1実施例構成図である。1 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention. 本発明の動作説明フローチャート(基準値算出)である。It is an operation explanation flowchart (reference value calculation) of the present invention. 本発明の動作説明フローチャート(異物測定)である。It is an operation explanation flowchart (foreign matter measurement) of the present invention. 本発明の説明図(信号強度)である。It is explanatory drawing (signal strength) of this invention. 本発明の説明図である。It is explanatory drawing of this invention. 従来技術の説明図である。It is explanatory drawing of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1:SEM(走査型電子顕微鏡)
2:電子銃
3:アノード
4:アライメントコイル
5:コンデンサレンズ
6:偏向走査コイル
7:反射電子検出器
8:2次電子検出器
9:対物レンズ
10:レーザ干渉計
11:マスク
12:ステージ
13:モータ
21:PC(パソコン)
22:検査対象抽出手段
23:反射電子信号取得手段
24:異物検出手段
25:表示装置
26:入力装置
1: SEM (scanning electron microscope)
2: Electron gun 3: Anode 4: Alignment coil 5: Condenser lens 6: Deflection scanning coil 7: Reflected electron detector 8: Secondary electron detector 9: Objective lens 10: Laser interferometer 11: Mask 12: Stage 13: Motor 21: PC (PC)
22: Inspection object extraction means 23: Reflected electron signal acquisition means 24: Foreign object detection means 25: Display device 26: Input device

Claims (6)

電子線ビームをマスクあるいは薄膜上に照射して走査し、反射された反射電子を検出・増幅して当該マスクあるいは薄膜の反射電子像を生成する装置において、
電子線ビームをマスクあるいは薄膜に照射して走査し、反射電子像を取得してその最大値および最小値を取得する手段と、
マスクあるいは薄膜上の検査対象領域から取得した反射電子像について、前記取得した最大値以上(あるいは最大値に所定許容値を加算した値以上)あるいは最小値以下(あるいは最小値に所定許容値を減算した値以下)の強度を持つ画像を検出する手段と
を備えたことを特徴とする検査装置。
In a device that irradiates and scans a mask or thin film with an electron beam, and detects and amplifies reflected backscattered electrons to generate a backscattered electron image of the mask or thin film.
Means for irradiating and scanning an electron beam on a mask or a thin film, acquiring a reflected electron image, and acquiring the maximum value and the minimum value;
For the backscattered electron image acquired from the inspection target area on the mask or thin film, the above acquired maximum value (or the maximum value plus a predetermined allowable value) or the minimum value (or the minimum value is subtracted from the predetermined allowable value) Means for detecting an image having an intensity less than or equal to the measured value).
前記検出した画像が閾値以上の大きさのときに当該画像を異物と判定する手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の検査装置。   2. The inspection apparatus according to claim 1, further comprising means for determining that the detected image is a foreign object when the detected image is larger than a threshold value. 前記検査対象領域として、マスクあるいは薄膜の閉領域のうち所定領域以下をもつ領域としたことを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の検査装置。   The inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection target area is an area having a predetermined area or less of a mask or a thin film closed area. 前記マスクあるいは薄膜の検査対象領域あるいは閉領域として、設計データ上でマスクあるいは薄膜のみが存在する閉領域としたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の検査装置。   4. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the mask or thin film inspection target region or closed region is a closed region in which only the mask or thin film exists on the design data. 前記薄膜として、マスク上に成膜した薄膜としたことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の検査装置。   The inspection apparatus according to claim 1, wherein the thin film is a thin film formed on a mask. 電子線ビームをマスクあるいは薄膜上に照射して走査し、反射された反射電子を検出・増幅して当該マスクあるいは薄膜の反射電子像を生成する装置における異物検査方法において、
電子線ビームをマスクあるいは薄膜に照射して走査し、反射電子像を取得してその最大値および最小値を取得するステップと、
マスクあるいは薄膜上の検査対象領域から取得した反射電子像について、前記取得した最大値以上(あるいは最大値に所定許容値を加算した値以上)あるいは最小値以下(あるいは最小値に所定許容値を減算した値以下)の強度を持つ画像を検出するステップと
を有する異物検査方法。
In a foreign matter inspection method in an apparatus that irradiates and scans a mask or thin film with an electron beam and detects and amplifies reflected backscattered electrons to generate a backscattered electron image of the mask or thin film.
Scanning a mask or thin film with an electron beam and scanning to obtain a reflected electron image and obtaining its maximum and minimum values; and
For the backscattered electron image acquired from the inspection target area on the mask or thin film, the above acquired maximum value (or the maximum value plus a predetermined allowable value) or the minimum value (or the minimum value is subtracted from the predetermined allowable value) A foreign substance inspection method including a step of detecting an image having an intensity less than or equal to a measured value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010054336A (en) * 2008-08-28 2010-03-11 Kanagawa Acad Of Sci & Technol Discrimination method of microbody having element thin film existing on surface
JP2011158331A (en) * 2010-01-29 2011-08-18 Kanagawa Acad Of Sci & Technol Identification method of film-like element

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