JP2007163613A - Inspection method of reticle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately inspecting fluctuations in the pattern dimension of a reticle mask pattern in a short time to identify the fluctuation section. <P>SOLUTION: The surface of reticle mask pattern 1 is scanned with a laser beam 31; at least either the diffracted light satisfying diffraction conditions or the diffracted light not satisfying the conditions in the laser light 31 diffracted on a pattern edge on the surface of the mask pattern 1 is detected; and the scanning position of the laser light 31 is verified with respect to the satisfying or unsatisfying conditions of the diffracted light so as to detect a section where the pattern dimension is locally fluctuated. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、LSIなどの製造に際して用いるマスクの検査方法に関わり、特に、リソグラフィ工程において用いられるレチクルのパターン寸法変動している局所的な部位の検出方法に関する。   The present invention relates to a method for inspecting a mask used in the manufacture of an LSI or the like, and more particularly, to a method for detecting a local portion where a pattern size of a reticle used in a lithography process is fluctuating.

現在、LSIの製造過程において、クリティカルな層におけるパターン寸法精度は、パターン寸法の約±10%以内に納めることが要求されている。   Currently, in the LSI manufacturing process, the pattern dimension accuracy in critical layers is required to be within about ± 10% of the pattern dimension.

このパターン寸法精度は、リソグラフィ工程とエッチング工程とによって決まるが、特にレチクルの寸法精度はリソグラフィ工程に負うところが大きい。   The pattern dimensional accuracy is determined by the lithography process and the etching process, but in particular, the dimensional accuracy of the reticle is greatly affected by the lithography process.

ところで、レチクルの寸法精度は、レチクルの倍率が、一般にウェーハ上のパターンの高々4倍か5倍のため、レチクル上においてもウェーハ上と同程度の寸法精度が求められる。例えば、ウェーハ上で0.5μmのパターンに対しては、±50nmの寸法制御がウェーハ上でもレチクル上でも求められる。   By the way, as for the dimensional accuracy of the reticle, since the magnification of the reticle is generally at most 4 or 5 times the pattern on the wafer, the dimensional accuracy on the reticle is required to be the same as that on the wafer. For example, for a 0.5 μm pattern on the wafer, dimensional control of ± 50 nm is required on the wafer and on the reticle.

また、レチクル面内における寸法は均一に制御される必要があり、局所的にもこの制御された精度内に収まる必要がある。もちろん、ウェーハ転写後のウェーハ上においても同様である。   In addition, the dimension in the reticle plane needs to be uniformly controlled, and needs to be locally within this controlled accuracy. Of course, the same applies to the wafer after the wafer transfer.

従来、レチクル面内の局所的な寸法誤差を計測するためには、レチクルパターンをレチクルパターンの設計データと照合したり他の同一チップのパターンと比較したりして寸法誤差の大きな部位を特定していた。この手法によれば、微小な寸法誤差を捉えるためには、検査する光源の波長を短くするか、パターンを画像処理する際の画素を微細にする必要があった。   Conventionally, in order to measure a local dimensional error in the reticle plane, a portion having a large dimensional error is identified by comparing the reticle pattern with the design data of the reticle pattern or comparing it with other patterns on the same chip. It was. According to this method, in order to capture a minute dimensional error, it is necessary to shorten the wavelength of a light source to be inspected or to make a pixel for pattern processing fine.

こうした検査波長の短波長化や検査画像の画素の微細化は、検査装置のコストを大幅に増大させることになり、コストに見合った検査手法にならない。例えば、0.25μmテクノロジーに求められる50nm〜の誤差検出には、90nmテクノロジーで使用する検査装置が必要となる。   Such shortening of the inspection wavelength and miniaturization of the pixels of the inspection image greatly increase the cost of the inspection apparatus, and cannot be an inspection method commensurate with the cost. For example, in order to detect an error from 50 nm required for 0.25 μm technology, an inspection device used for 90 nm technology is required.

一方、直接、分解能の高い寸法計測を行うと、精度は期待できるものの長い処理時間を必要とするため、レチクル上の局所的に寸法誤差の大きな部位を特定することは非現実的とある(例えば、非特許文献1参照)。   On the other hand, if a dimension measurement with high resolution is performed directly, accuracy can be expected, but a long processing time is required. Therefore, it is impractical to specify a part having a large dimension error locally on the reticle (for example, Non-Patent Document 1).

もう一つの検査方法として、分解能は劣るが光学系によって寸法精度の悪い部分を色むらとして検出し、寸法誤差の大きな部位を特定する検査方法が提案されている。この方法では、大雑把な位置情報しか得られず、局所的な詳細な部位の特定はできない。また、欠陥部位の光量変動領域は、受光素子の画素サイズよりも大きいことが必要であったり、光量の少ない高次の回折光を利用したりするため、微細な領域の欠陥部位の検出には不向きである(例えば、特許文献1参照)。
Byung Gook Kim,et al.Required Performances of Reticle Inspection System for ArF Lithography:Through Analysis of Defect Printability Study,Proceedings of SPIE Vol.4754 p517-525(2002) 特開2005−233869号公報(〔0015〕、〔図1〕)
As another inspection method, there has been proposed an inspection method in which a portion with poor dimensional accuracy but with poor dimensional accuracy is detected as color unevenness by an optical system, and a region with a large dimensional error is specified. In this method, only rough position information can be obtained, and a local detailed part cannot be specified. In addition, the light amount fluctuation region of the defective part needs to be larger than the pixel size of the light receiving element, or high-order diffracted light with a small amount of light is used. It is unsuitable (for example, refer to Patent Document 1).
Byung Gook Kim, et al. Required Performances of Reticle Inspection System for ArF Lithography: Through Analysis of Defect Printability Study, Proceedings of SPIE Vol.4754 p517-525 (2002) Japanese Patent Laying-Open No. 2005-233869 ([0015], [FIG. 1])

このように、従来のレチクルの検査技術では、局所的に寸法精度が劣化している部位を実用的な測定時間内に精度よく計測して特定することができなかった。   Thus, with the conventional reticle inspection technique, it is impossible to accurately measure and identify a region where the dimensional accuracy is locally degraded within a practical measurement time.

そこで、本発明はレチクルのマスクパターン面をレーザ光で走査し、そのレーザ光がパターンエッジで回折した回折光を検出することによって、パターン寸法の局所的な変動を特定する方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides a method for identifying local variations in pattern dimensions by scanning a mask pattern surface of a reticle with laser light and detecting diffracted light that is diffracted by the pattern edge.

上記課題は、請求項1において、レチクルのマスクパターン面をレーザ光で走査する工程と、該マスクパターン面のパターンエッジで回折した回折光を検出する工程と、該回折光が一の回折条件を満たすかどうか照合する工程と、該照合に基づいてマスクパターンのパターン寸法の変動部位を検出する工程とを含むように構成されたレチクルの検査方法によって解決される。   The above-described problem is that, in claim 1, the step of scanning the mask pattern surface of the reticle with laser light, the step of detecting diffracted light diffracted at the pattern edge of the mask pattern surface, and the diffraction light satisfy one diffraction condition. This is solved by a method for inspecting a reticle configured to include a step of checking whether or not the pattern is satisfied, and a step of detecting a variation portion of the pattern dimension of the mask pattern based on the comparison.

つまり、マスクパターン上を走査したレーザ光は、マスクパターンで回折を起こす。この回折する光の回折角:θは、回折条件式:p×sinθ=nλ/2(p;パターンピッチ、λ;レーザ光の波長、n;自然数)を満足する角度で表される。   That is, the laser beam scanned on the mask pattern is diffracted by the mask pattern. The diffraction angle of the diffracted light: θ is represented by an angle that satisfies the diffraction conditional expression: p × sin θ = nλ / 2 (p: pattern pitch, λ: wavelength of laser light, n: natural number).

一定の波長の光を照射したとき、パターンピッチ:pが決まれば、回折条件式に従って回折光の回折角が決まる。従って、レーザ光の走査する部位と、回折光の回折角の変動、つまりパターンピッチ:pの変動を照合しながら検査をすれば、パターン寸法が変動するパターンの境界部位を特定することができる。   If the pattern pitch: p is determined when light of a certain wavelength is irradiated, the diffraction angle of the diffracted light is determined according to the diffraction conditional expression. Therefore, if inspection is performed while comparing the part to be scanned with the laser beam and the change in the diffraction angle of the diffracted light, that is, the change in the pattern pitch: p, the boundary part of the pattern in which the pattern dimension changes can be specified.

次いで、請求項2において、該マスクパターンが、所定のピッチで形成されているように構成された請求項1記載のレチクルの検査方法によって解決される。   Next, in claim 2, the mask pattern is solved by the reticle inspection method according to claim 1, wherein the mask pattern is formed at a predetermined pitch.

つまり、本発明では、走査光がマスクパターンのパターンピッチ:pに依存して回折した光の回折角の変動を検出するので、予めマスクの測定部位のパターンピッチ:pが正確に捉えられていることが必須である。   That is, in the present invention, since the fluctuation of the diffraction angle of the light diffracted by the scanning light depending on the pattern pitch: p of the mask pattern is detected, the pattern pitch: p of the measurement site of the mask is accurately captured in advance. It is essential.

次いで、請求項3において、該レーザ光が、少なくとも該マスクパターンのピッチ寸法まで絞り込まれているように構成された請求項1記載のレチクルの検査方法によって解決される。   Next, in claim 3, the laser beam is solved by the reticle inspection method according to claim 1, wherein the laser beam is narrowed down to at least the pitch dimension of the mask pattern.

つまり、マスクパターンを走査するレーザ光は、パターンの境界部位で回折条件に従って回折するので、少なくとも2本のパターンを跨ぐ以上のビーム幅では正確な回折角の変動が検出し難い。従って、照射するレーザ光はマスクパターンのピッチ:pまで絞り込まれている方が好ましい。   That is, since the laser beam that scans the mask pattern is diffracted at the boundary portion of the pattern according to the diffraction condition, it is difficult to detect an accurate change in the diffraction angle with a beam width that exceeds at least two patterns. Therefore, it is preferable that the laser beam to be irradiated is narrowed down to the mask pattern pitch: p.

次いで、請求項4において、該マスクパターン面のパターンエッジで回折した回折光を照合する工程は、フィルタを通して行われるように構成された請求項1記載のレチクルの検査方法によって解決される。   Next, in claim 4, the step of collating the diffracted light diffracted at the pattern edge of the mask pattern surface is solved by the reticle inspection method according to claim 1 configured to be performed through a filter.

つまり、回折光は、0次回折光から1次、2次と順次高次回折光まで回折条件式の自然数;nによって決まる複数の回折角に回折する。本発明の場合には、例えば、1次回折光のみを透すフィルタを通して、1次回折光のみを検出するようにすれば、回折光の光強度も大きいのでより正確に迅速に検出できる。   That is, the diffracted light is diffracted from a 0th-order diffracted light to a first-order, second-order, and higher-order diffracted light at a plurality of diffraction angles determined by a natural number of the diffraction conditional expression; In the case of the present invention, for example, if only the first-order diffracted light is detected through a filter that transmits only the first-order diffracted light, the light intensity of the diffracted light is large, so that it can be detected more accurately and quickly.

本発明になるマスク検査方法によれば、レチクルのマスクパターンをレーザ光で走査しながら、パターンの寸法変動が存在する部位を実用的な短時間に検査して特定することができる。   According to the mask inspection method of the present invention, it is possible to inspect and specify a portion where pattern dimension variation exists in a practical short time while scanning the mask pattern of the reticle with laser light.

その結果、従来、マスク上の寸法変動の局所的な部位が特定し難かったり、特定するための検査に長時間を要したりすることが解消でき、本発明は特にレチクルのマスクパターン検査などの効率化に対して多いに貢献できる。   As a result, it is possible to eliminate the conventional problem that it is difficult to specify the local part of the dimensional variation on the mask or that it takes a long time for the inspection, and the present invention is particularly suitable for the mask pattern inspection of the reticle. Can contribute a lot to efficiency.

図1はパターン寸法変動部と走査レーザ光との位置関係図、図2はパターン寸法の正常/異常部の回折光の模式図、図3は局所的な寸法変動と境界部の模式図、図4は境界部のパターン寸法変動量を示す図、図5はパターン寸法変動量をピッチ変動量に変換した図、図6はパターンピッチと回折角との関係図、図7はパターン寸法変動と回折角との関係図、図8はパターン寸法変動と回折角とのワーキングカーブ例、図9は本発明を実施する光学系の構成例である。   FIG. 1 is a diagram showing the positional relationship between the pattern dimension variation portion and the scanning laser beam, FIG. 2 is a schematic diagram of diffracted light at normal / abnormal pattern dimensions, and FIG. 3 is a schematic diagram of local dimension variation and boundary portions. 4 is a diagram showing the pattern dimension variation at the boundary, FIG. 5 is a diagram in which the pattern dimension variation is converted into the pitch variation, FIG. 6 is a relationship diagram between the pattern pitch and the diffraction angle, and FIG. FIG. 8 is an example of a working curve of pattern dimension variation and diffraction angle, and FIG. 9 is a configuration example of an optical system for carrying out the present invention.

図1はパターン寸法変動部位と走査レーザ光との位置関係図を模式的に示したものである。レチクル10の上に形成された隣り合うパターン1を跨ぐようにレーザ光31で矢印方向に順次走査していく。走査されたマスクのパターン1が正常なピッチ:pの場合と異常なピッチ:p’が存在する場合とを模式的に示す。   FIG. 1 schematically shows a positional relationship diagram between a pattern dimension variation portion and a scanning laser beam. The laser beam 31 is sequentially scanned in the direction of the arrow so as to straddle adjacent patterns 1 formed on the reticle 10. The case where the pattern 1 of the scanned mask has a normal pitch: p and the case where an abnormal pitch: p ′ exists are schematically shown.

パターン1が正常なピッチ:pの場合には、回折条件式:p×sinθ=nλ/2で決まる回折角:θ(°)の方向に回折光が出現する。ところが、パターン1が異常なピッチ:p’の場合には、回折条件式に従わずに回折角:θの方向に回折光が出現しない。この回折光の出現の可/否がパターン1のピッチの正常部位/異常部位に対応する。従って、それらの部位を局所的に位置検出すれば、パターン1が異常な部位を特定することができる。   When the pattern 1 has a normal pitch: p, diffracted light appears in the direction of diffraction angle: θ (°) determined by the diffraction conditional expression: p × sin θ = nλ / 2. However, when the pattern 1 has an abnormal pitch: p ′, diffracted light does not appear in the direction of the diffraction angle: θ without following the diffraction conditional expression. Whether this diffracted light appears or not corresponds to the normal part / abnormal part of the pitch of the pattern 1. Therefore, if the position of these parts is locally detected, a part where pattern 1 is abnormal can be specified.

図2はパターン寸法の正常部位/異常部位の回折光の模式図である。図5(A)は、パターン1のピッチが正常なピッチ:pの場合には回折光4が回折角:θで回折することを示している。   FIG. 2 is a schematic diagram of the diffracted light of the normal part / abnormal part of the pattern dimension. FIG. 5A shows that the diffracted light 4 is diffracted at a diffraction angle: θ when the pitch of the pattern 1 is a normal pitch: p.

それに対して、図5(B)に示したように、パターン1のピッチが正常部位/異常部位の境界部2における異常なピッチ:p’(=p+ΔCD/2、ΔCDはパターン寸法の変動量)の場合には、回折光4は回折角:θで回折せずに回折角:θ’(≠θ)で回折することになる。   On the other hand, as shown in FIG. 5B, the pitch of the pattern 1 is an abnormal pitch at the boundary part 2 between the normal part / abnormal part: p ′ (= p + ΔCD / 2, ΔCD is a variation amount of the pattern dimension). In this case, the diffracted light 4 is not diffracted at the diffraction angle: θ but is diffracted at the diffraction angle: θ ′ (≠ θ).

ところで、レチクル上のパターンピッチの変動を検出することによって、パターン寸法の変動を認識する本発明の実証は、パターンの境界部で回折する回折光を調べた結果、パターンピッチの変動とパターン寸法の変動に相関関係があることに基づいている。つまり、パターンピッチの変動をパターン寸法の変動に置き換えることができることに基づくものである。以下に考察する。   By the way, the demonstration of the present invention for recognizing the variation of the pattern dimension by detecting the variation of the pattern pitch on the reticle is the result of examining the diffracted light diffracted at the boundary of the pattern. This is based on the fact that there is a correlation between fluctuations. That is, this is based on the fact that the variation of the pattern pitch can be replaced with the variation of the pattern dimension. Considered below.

図3において、レチクルなどのマスクパターン1における局所的なパターン寸法変動〔CD(Criticai Dimension)変動とも呼ばれる〕は、矢印で示したようにパターンエッジの境界部2の微小な出っ張り/引っ込みの程度を指す。   In FIG. 3, local pattern dimension variation (also referred to as CD (Criticai Dimension) variation) in the mask pattern 1 such as a reticle indicates the degree of minute protrusion / recession at the boundary 2 of the pattern edge as indicated by an arrow. Point to.

つまり、並設されたパターン1が所定のパターンピッチで形成されていれば、この境界部2の出入りである変動は許容範囲内である。従って、隣り合うパターン1同士の間隔が変動していない正常状態に相当しており問題とはならない。こうしたパターン寸法変動の事象をシミュレーションした結果を図4、図5に示す。   That is, if the patterns 1 arranged in parallel are formed at a predetermined pattern pitch, the fluctuations in and out of the boundary portion 2 are within an allowable range. Therefore, this corresponds to a normal state in which the interval between the adjacent patterns 1 does not vary, which is not a problem. The simulation results of such a pattern dimension variation event are shown in FIGS.

図4は、境界部のパターン寸法の変動量を示すもので、横軸は単位が無次元でマスクパターンのレチクル上の任意の位置を示すもの、縦軸はパターン寸法変動量をnmの単位で示したものである。   FIG. 4 shows the amount of variation in the pattern size at the boundary, where the horizontal axis indicates a unitless dimension and indicates an arbitrary position on the mask pattern reticle, and the vertical axis indicates the pattern size variation in nm. It is shown.

図4において、●で示した曲線は最もパターン寸法変動量が急激に変化した場合を示すもので、破線で示した曲線は、順次パターン寸法変動量の変化が緩やかな場合を示し、○で示した曲線は最もパターン寸法変動量の変化が緩やかな場合を示す。   In FIG. 4, the curve indicated by ● indicates the case where the pattern dimension fluctuation amount has changed most rapidly, and the curve indicated by the broken line indicates the case where the change in pattern dimension fluctuation amount is gradual, indicated by ○. The curved line shows the case where the change in the pattern dimension variation is the slowest.

このパターン寸法変動量をレチクル上に並設されたマスクパターンのピッチ変動量に置き換えると図5のようになる。すなわち、図5は、図4のパターン寸法変動量をピッチ変動量に換算し直したもので、横軸は単位が無次元でマスクパターンのレチクル上の任意の位置を示すもの、縦軸はパターン寸法変動量をnmの単位で示したものである。   When this pattern dimension variation is replaced with the pitch variation of the mask patterns arranged in parallel on the reticle, the result is as shown in FIG. That is, FIG. 5 shows the pattern dimension variation amount of FIG. 4 converted into the pitch variation amount. The horizontal axis indicates a unitless dimension and indicates an arbitrary position on the mask pattern reticle, and the vertical axis indicates the pattern. The amount of dimensional variation is shown in units of nm.

図5において、図4に●で示した曲線のようなパターン寸法変動量の変化が最も急激である場合には、図5に●で示した曲線のようにパターンのピッチ変動量が局所的に最大のピークを持つことを示している。そして、順次パターン寸法変動量の変化を緩やかにしていくに従ってピッチ変動量のピークが低くなり、○で示した曲線のように最もパターン寸法変動量の変化を緩やかにした場合には、対応するピッチ変動量のピークも最もなだからになる。   In FIG. 5, when the change in the pattern dimension variation amount as shown by the curve indicated by ● in FIG. 4 is the most rapid, the pattern pitch variation amount is locally increased as indicated by the curve indicated by ● in FIG. It has the largest peak. Then, the peak of the pitch fluctuation amount becomes lower as the change of the pattern dimension fluctuation amount is gradually reduced, and when the change of the pattern dimension fluctuation amount is the slowest as shown by the circle, the corresponding pitch This is because the peak amount of fluctuation is the most.

このように、図4に示したマスクパターンのパターン寸法の変動量は、図5に示したマスクパターンのピッチ変動量に置き換えることができる。しかも、パターン寸法の変動が大きい局所的な領域においては、ピッチ変動量に急峻なピークが現れる。従って、ピッチ変動量のピークが現れる部位が検出できれば、マスクパターン上の局所的な部位を特定することができる。   As described above, the variation amount of the pattern dimension of the mask pattern shown in FIG. 4 can be replaced with the variation amount of the pitch of the mask pattern shown in FIG. In addition, a steep peak appears in the pitch variation amount in a local region where the variation of the pattern dimension is large. Therefore, if the part where the peak of the pitch fluctuation amount appears can be detected, the local part on the mask pattern can be specified.

図6には、検査するレチクル上のマスクパターンを走査するレーザ光に波長:λ=633nmのHe−Neレーザを用いたときに、回折条件式:p×sinθ=nλ/2で決まるパターンピッチ:p(μm)と1次回折光の回折角:θ(°)との関係を示す。   FIG. 6 shows a pattern pitch determined by a diffraction conditional expression: p × sin θ = nλ / 2 when a He—Ne laser having a wavelength of λ = 633 nm is used as a laser beam for scanning a mask pattern on a reticle to be inspected: The relationship between p (μm) and the diffraction angle of the first-order diffracted light: θ (°) is shown.

図6において、パターンピッチの僅かな変動、例えば、1μm>の変動で回折角が大きく変化する。従って、パターンの境界部で規定されるパターンピッチの変動を捉えれば、パターンピッチの変動を局所的なパターン寸法の変動に置き換えることができる。   In FIG. 6, the diffraction angle changes greatly with a slight change in the pattern pitch, for example, a change of 1 μm>. Therefore, if the variation of the pattern pitch defined at the boundary portion of the pattern is captured, the variation of the pattern pitch can be replaced with the variation of the local pattern dimension.

図7には、図6で示したパターンピッチの変動と回折角との関係を置き換えたパターン寸法変動と回折角との関係を示す。ここでは、ウェーハ上で90nm、ピッチ180nmのパターンと、4倍レチクルを想定した場合、633nmのHe−Neレーザ光で回折条件を満たす回折角と、ウェーハ上のパターン寸法の変動〔MEF(Mask Error Enhancement Factor)=1、レチクル倍率4倍としたとき)との関係を示している。局所的にパターン寸法が変動する領域のパターンピッチの変動は、このパターン寸法の誤差と等価である。   FIG. 7 shows the relationship between the pattern dimension variation and the diffraction angle obtained by replacing the relationship between the pattern pitch variation and the diffraction angle shown in FIG. Here, assuming a 90 nm pattern on the wafer and a 180 nm pitch and a 4 × reticle, the diffraction angle satisfying the diffraction condition with the 633 nm He—Ne laser beam and the variation of the pattern dimension on the wafer [MEF (Mask Error) (Enhancement Factor) = 1, when the reticle magnification is 4 times). Variation in the pattern pitch in a region where the pattern dimension varies locally is equivalent to this pattern dimension error.

図8は図7におけるΔCD±9nmの領域とそれに対応する回折角変動の量を示したもので、いわゆるワーキングカーブとして用いる。図8から、パターン寸法の変動の許容される範囲がΔCD±9nmのとき、回折角の範囲は23.6°〜29.3°の範囲であることが分かる。   FIG. 8 shows the region of ΔCD ± 9 nm in FIG. 7 and the amount of diffraction angle fluctuation corresponding thereto, which is used as a so-called working curve. From FIG. 8, it can be seen that when the allowable range of variation in the pattern dimension is ΔCD ± 9 nm, the diffraction angle range is 23.6 ° to 29.3 °.

図9は本発明を実施するレチクル検査光学系の一構成例である。図9において、パターン寸法変動を調べる被検査物となるレチクル10は、例えば、レーザ干渉計などに付設された検査ステージ5に載置されて高精度に、かつ短時間に移動させながら正確に位置決めされる。   FIG. 9 is a structural example of a reticle inspection optical system for carrying out the present invention. In FIG. 9, a reticle 10 serving as an inspection object for examining pattern dimension variation is placed on an inspection stage 5 attached to a laser interferometer or the like and accurately positioned while being moved with high accuracy in a short time. Is done.

レーザ光源3には、例えば、波長633nmのHe−Neレーザを用いる。レーザ光31は、レチクル10の面上には図5に示したように所定の角度の斜光として照射する。レーザ光31をレチクル10の面上で走査するには、検査ステージ5を高精度に移動することによって行う。   As the laser light source 3, for example, a He—Ne laser with a wavelength of 633 nm is used. The laser beam 31 is irradiated on the surface of the reticle 10 as oblique light having a predetermined angle as shown in FIG. In order to scan the laser beam 31 on the surface of the reticle 10, the inspection stage 5 is moved with high accuracy.

レチクル10の面上に走査されながら照射されたレーザ光31は、レチクル10に形成されたマスクパターンのパターンエッジで回折し、局所的な寸法異常部位と正常部位との境界部2で1次回折光の回折角:θが変動する。従って、その回折角:θの変動量を受光素子6で検出するとともに、図示してないが、検査ステージ5を同期させて読み込んだ位置と照合し、レチクル10の面上の異常部位を特定する。   The laser beam 31 irradiated while being scanned on the surface of the reticle 10 is diffracted at the pattern edge of the mask pattern formed on the reticle 10, and the first-order diffracted light at the boundary 2 between the local dimensionally abnormal portion and the normal portion. The diffraction angle: θ varies. Therefore, the variation amount of the diffraction angle: θ is detected by the light receiving element 6 and, although not shown, the abnormal stage on the surface of the reticle 10 is specified by collating with the position read by synchronizing the inspection stage 5. .

回折角:θの変動を捉えるには、受光素子6で回折条件を満たした1次回折光のみを検出するか、回折条件を満たさない回折光を検出するかによって行い、例えば、受光素子6の前段に配置したフィルタ7によってどちらかに振り分けた回折光を検出する。
〔実施例1〕
レーザ光に波長633nmのHe−Neレーザを用い、1次回折光を検出する。局所的な寸法異常部位と正常部位との境界では、図4の●で図示したように寸法が局所的に変動する。そのため、各箇所のパターンエッジで規定されるピッチは、図5に示したように急峻に変動する。この変動は、図4に示したp’に相当する。このピッチ変動をHe−Neレーザ光で走査させ、1次回折光を検出する。
In order to catch the fluctuation of the diffraction angle: θ, it is performed by detecting only the first-order diffracted light satisfying the diffraction condition or detecting the diffracted light not satisfying the diffraction condition in the light receiving element 6. The diffracted light distributed to either one is detected by the filter 7 arranged in (1).
[Example 1]
First-order diffracted light is detected using a He—Ne laser with a wavelength of 633 nm as the laser light. At the boundary between the local dimension abnormal part and the normal part, the dimension locally fluctuates as shown by ● in FIG. For this reason, the pitch defined by the pattern edge at each location varies sharply as shown in FIG. This variation corresponds to p ′ shown in FIG. This pitch variation is scanned with He-Ne laser light, and the first-order diffracted light is detected.

1次回折光は、回折条件式(p×sinθ=nλ/2)の条件に従って図5に示すピッチと回折角の関係を満足する。   The first-order diffracted light satisfies the relationship between the pitch and the diffraction angle shown in FIG. 5 according to the condition of the diffraction conditional expression (p × sin θ = nλ / 2).

図5に示したような急峻なピークを示すピッチ変動が現れる部位は、回折角から得られる1次回折光強度を位置情報とともにモニタすることによって、その位置を特定することができる。   The position where the pitch variation showing a steep peak as shown in FIG. 5 appears can be identified by monitoring the first-order diffracted light intensity obtained from the diffraction angle together with the position information.

位置情報は、例えば、被測定物のレチクルをレーザ干渉計のステージ上で移動させて読み取ることができる。   The position information can be read, for example, by moving the reticle of the object to be measured on the stage of the laser interferometer.

いま、図1に示したように、平行するラインパターンの実デバイスの例として、フラッシュメモリの活性領域形成層を取り挙げると、被測定パターンは,レチクル上で2μmL&Sパターン、ピッチは4μmである。
〔実施例2〕
レーザ光のスポットをパターンピッチ程度に絞り込む。その他の条件を実施例1と同様である。
As shown in FIG. 1, when an active region forming layer of a flash memory is taken as an example of an actual device having parallel line patterns, the pattern to be measured has a 2 μmL & S pattern on the reticle and a pitch of 4 μm.
[Example 2]
The laser beam spot is narrowed down to about the pattern pitch. Other conditions are the same as those in the first embodiment.

レーザ光のスポット径を、例えば、5μmφと小さく絞ると、回折光の回折条件を満たす角度の変動に対して感度が高くなる。因みに、図1において、紡錘型をしたレーザ光の寸法は5μmである。
〔実施例3〕
図9に示したように、レーザ光31の回折光を、所定の角度からの入射光のみを透過する固定したフィルタ7を配置することにより、ある回折角の回折光4のみを取り出して検出する。その他の条件は実施例1と同様である。
When the spot diameter of the laser beam is reduced to, for example, 5 μmφ, the sensitivity is increased with respect to the change in angle satisfying the diffraction condition of the diffracted beam. Incidentally, in FIG. 1, the size of the spindle-shaped laser beam is 5 μm.
Example 3
As shown in FIG. 9, the diffracted light of the laser light 31 is detected by extracting only the diffracted light 4 having a certain diffraction angle by arranging a fixed filter 7 that transmits only incident light from a predetermined angle. . Other conditions are the same as in the first embodiment.

レチクル10の図示してないマスクパターンの正常部位のパターンエッジで回折した回折光4の回折角:θに合わせてフィルタ7を配置する位置を設定しておく。そうすると、異常部位のパターンとの境界部2で回折光4がフィルタ7を通過しなくなるため、その位置を検出することによって異常部位と正常部位との境界部を特定することができる。   The position where the filter 7 is arranged is set in accordance with the diffraction angle: θ of the diffracted light 4 diffracted at the pattern edge of the normal portion of the mask pattern (not shown) of the reticle 10. Then, since the diffracted light 4 does not pass through the filter 7 at the boundary portion 2 with the abnormal portion pattern, the boundary portion between the abnormal portion and the normal portion can be specified by detecting the position.

ここでは、レーザ光の光源に、取扱の容易なHe−Neレーザを用い、180nmピッチのパターンについてシミュレーションした結果を示した。しかし、光源やパターンピッチは限定されるものではなく、シミュレーションの結果とそれに伴うパターン寸法変動のワーキングカーブには種々の変形が可能である。   Here, a simulation result of a 180 nm pitch pattern using a He-Ne laser that is easy to handle as a light source of laser light is shown. However, the light source and the pattern pitch are not limited, and various modifications can be made to the simulation result and the working curve of the pattern dimension variation associated therewith.

また、レーザ光の走査には、レチクルをステージに載置して移動させたが、例えば、レチクルをX方向に移動させ、レーザ光をポリゴンミラーを回転させてY方向に振って走査することもでき、種々の変形が可能である。   In scanning of the laser beam, the reticle is placed on the stage and moved. For example, the reticle may be moved in the X direction, and the laser beam may be scanned by rotating the polygon mirror in the Y direction. And various modifications are possible.

さらに、ここでは、パターンが所定のピッチで形成されている場合を例示したが、同一ピッチで並設されているマスクパターンの場合に限定するものではなく、種々の変形が可能である。   Furthermore, although the case where the pattern is formed at a predetermined pitch is illustrated here, the present invention is not limited to the case of mask patterns arranged in parallel at the same pitch, and various modifications are possible.

パターン寸法変動部位と走査レーザ光との位置関係図である。It is a positional relationship figure of a pattern size fluctuation site and scanning laser light. パターン寸法の正常/異常部の回折光の模式図である。It is a schematic diagram of the diffracted light of the normal / abnormal part of the pattern dimension. 局所的な寸法変動と境界部の模式図である。It is a schematic diagram of a local dimensional variation and a boundary part. 境界部のパターン寸法変動量を示す図である。It is a figure which shows the pattern dimension variation | change_quantity of a boundary part. パターン寸法変動量をピッチ変動量に変換した図である。It is the figure which converted the pattern dimension variation | change_quantity into the pitch variation | change_quantity. パターンピッチと回折角との関係図である。FIG. 5 is a relationship diagram between a pattern pitch and a diffraction angle. パターン寸法変動と回折角との関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram between pattern dimension variation and diffraction angle. パターン寸法変動と回折角とのワーキングカーブ例である。It is an example of the working curve of a pattern dimension fluctuation | variation and a diffraction angle. 本発明を実施する光学系の構成例である。It is a structural example of the optical system which implements this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 マスクパターン
2 境界部
3 レーザ光源 31 レーザ光
4 回折光
5 検査ステージ
6 受光素子
7 フィルタ
10 レチクル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mask pattern 2 Boundary part 3 Laser light source 31 Laser light 4 Diffracted light 5 Inspection stage 6 Light receiving element 7 Filter 10 Reticle

Claims (4)

レチクルのマスクパターン面をレーザ光で走査する工程と、
該マスクパターン面のパターンエッジで回折した回折光を検出する工程と、
該回折光が一の回折条件を満たすかどうか照合する工程と、
該照合に基づいてマスクパターンのパターン寸法の変動部位を検出する工程と
を含むことを特徴とするレチクルの検査方法。
Scanning the mask pattern surface of the reticle with laser light;
Detecting diffracted light diffracted at the pattern edge of the mask pattern surface;
Checking whether the diffracted light satisfies one diffraction condition;
And a step of detecting a variation portion of the pattern dimension of the mask pattern based on the collation.
該マスクパターンが、所定のピッチで形成されている
ことを特徴とする請求項1記載のレチクルの検査方法。
The reticle inspection method according to claim 1, wherein the mask pattern is formed at a predetermined pitch.
該レーザ光が、少なくとも該マスクパターンのピッチ寸法まで絞り込まれている
ことを特徴とする請求項1記載のレチクルの検査方法。
The reticle inspection method according to claim 1, wherein the laser beam is narrowed down to at least a pitch dimension of the mask pattern.
該マスクパターン面のパターンエッジで回折した回折光を照合する工程は、フィルタを通して行われる
ことを特徴とする請求項1記載のレチクルの検査方法。
The method for inspecting a reticle according to claim 1, wherein the step of comparing the diffracted light diffracted at the pattern edge of the mask pattern surface is performed through a filter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102803546A (en) * 2010-03-31 2012-11-28 日立工具股份有限公司 Process for production of coated article having excellent corrosion resistance, and coated article

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