JP3268713B2 - Ｘ線マスク検査法 - Google Patents
Ｘ線マスク検査法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路デバイ
ス製造に使用するＸ線マスクのパタン検査に関するもの
である。
ス製造に使用するＸ線マスクのパタン検査に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線露光法は０．２μｍオーダの微細パ
タンを転写できる有望な技術である。しかし、Ｘ線露光
法ではＸ線マスク検査が非常に難しいという問題を解決
しなければならない。その大きな理由は、ホトマスク検
査では全く問題とならなかった０．１μｍ以下の微小欠
陥をＸ線マスク上で確実に検出しなければならないから
である。最近、Ｘ線マスク検査用に電子線を光源とし２
次電子信号から欠陥検出を行う高分解能の検査装置が開
発された。しかし、一般的に、検査装置による欠陥検出
性能はパタン種や試料条件（導電性・パタンのアスペク
ト比）等が大きく影響され、例えば、微小孔パタンは他
のパタン種（Ｌｉｎｅパタン等）より検査が難しいこと
が知られている。この原因は、凹型形状で面積が非常に
小さいことと考えられる。図１に、微小孔パタンを有す
るＸ線マスクの電子線照射による２次電子検出系及び検
出例を示す。（ａ）は、微小孔パタンを有するＸ線マス
ク及び２次電子検出系、（ｂ）は、同Ｘ線マスクからの
２次電子信号検出例である。ここで、１はＸ線マスク、
２は孔パタン、３は入射電子線、４は２次電子、５は２
次電子検出器である。図１（ａ）に示すように、Ｘ線マ
スク１に形成した微小孔パタン２に電子線３を走査し、
同表面から発生する２次電子４を２次電子検出器５で測
定すると、図１ｂに示すような２次電子信号が得られ
る。２次電子信号（図１（ｂ））は、パタンエッヂにお
いて大きく増加するが孔パタン内では逆に減少し大きな
信号が得られない。これは、孔パタン内で発生した２次
電子の殆どが近接するパタン側壁に衝突し吸収され２次
電子検出器に到達できないためである。このように凹型
パタンでは大きな信号が得られず、その結果、Ｘ線マス
ク上の凹パタンの検査は非常に難しいと言える。従っ
て、このような凹パタンに対しても検出感度の高い検査
法を開発することが望まれている。一方、上記のような
Ｘ線マスク自体を検査対象とするマスク直接検査法で
は、例えば、孔パタン底部に残存した致命的欠陥を検出
できないという問題点がある。従って、この問題も早急
に解決することが望まれている。
タンを転写できる有望な技術である。しかし、Ｘ線露光
法ではＸ線マスク検査が非常に難しいという問題を解決
しなければならない。その大きな理由は、ホトマスク検
査では全く問題とならなかった０．１μｍ以下の微小欠
陥をＸ線マスク上で確実に検出しなければならないから
である。最近、Ｘ線マスク検査用に電子線を光源とし２
次電子信号から欠陥検出を行う高分解能の検査装置が開
発された。しかし、一般的に、検査装置による欠陥検出
性能はパタン種や試料条件（導電性・パタンのアスペク
ト比）等が大きく影響され、例えば、微小孔パタンは他
のパタン種（Ｌｉｎｅパタン等）より検査が難しいこと
が知られている。この原因は、凹型形状で面積が非常に
小さいことと考えられる。図１に、微小孔パタンを有す
るＸ線マスクの電子線照射による２次電子検出系及び検
出例を示す。（ａ）は、微小孔パタンを有するＸ線マス
ク及び２次電子検出系、（ｂ）は、同Ｘ線マスクからの
２次電子信号検出例である。ここで、１はＸ線マスク、
２は孔パタン、３は入射電子線、４は２次電子、５は２
次電子検出器である。図１（ａ）に示すように、Ｘ線マ
スク１に形成した微小孔パタン２に電子線３を走査し、
同表面から発生する２次電子４を２次電子検出器５で測
定すると、図１ｂに示すような２次電子信号が得られ
る。２次電子信号（図１（ｂ））は、パタンエッヂにお
いて大きく増加するが孔パタン内では逆に減少し大きな
信号が得られない。これは、孔パタン内で発生した２次
電子の殆どが近接するパタン側壁に衝突し吸収され２次
電子検出器に到達できないためである。このように凹型
パタンでは大きな信号が得られず、その結果、Ｘ線マス
ク上の凹パタンの検査は非常に難しいと言える。従っ
て、このような凹パタンに対しても検出感度の高い検査
法を開発することが望まれている。一方、上記のような
Ｘ線マスク自体を検査対象とするマスク直接検査法で
は、例えば、孔パタン底部に残存した致命的欠陥を検出
できないという問題点がある。従って、この問題も早急
に解決することが望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決するために提案されたもので、Ｘ線マスク上の検出
感度の低いマスクパタンを直接検査する代わりに、Ｘ線
露光法等により検査の容易なパタンに変換し、それを検
査対象することによって、マスク直接検査では検出困難
な微小欠陥を容易に検出することを可能とさせる。ま
た、転写パタンに対する新しい検査法を工夫することに
よって、マスク欠陥と他の欠陥（プロセス欠陥）の正確
な区別を可能とさせることを目的とするものである。
解決するために提案されたもので、Ｘ線マスク上の検出
感度の低いマスクパタンを直接検査する代わりに、Ｘ線
露光法等により検査の容易なパタンに変換し、それを検
査対象することによって、マスク直接検査では検出困難
な微小欠陥を容易に検出することを可能とさせる。ま
た、転写パタンに対する新しい検査法を工夫することに
よって、マスク欠陥と他の欠陥（プロセス欠陥）の正確
な区別を可能とさせることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、検査の難しい凹型パタン（例えば、孔パ
タン）を有するＸ線マスクの欠陥検査において、Ｘ線露
光による凹凸反転技術を用いることによってウエハ上に
凸型のパタン（柱パタンなど）を形成し、該反転転写像
を検査対象とすることを大きな特徴とするものである。
具体的には、 （１）同一設計データに基づいて作成された複数のマス
クを用いて、各マスクの反転転写像を形成し、各反転転
写像間で互いに対応する領域を比較検査することを特徴
とするＸ線マスク検査法。 （２）同一設計データに基づいて作成された複数のマス
クを用いて、各マスクの反転転写像を各々複数個づつ同
一基板上に形成する工程と、異なるマスクの反転転写像
間で互いに対応する領域を比較検査する第１の検査工程
と、同一マスクの反転転写像間で互いに対応する領域を
比較する第２の検査工程とから成ることを特徴とするＸ
線マスク検査法。 （３）異なるマスクの反転転写像間で互いに対応する領
域を比較検査した後に、同一マスクの反転転写像間で互
いに対応する領域を比較検査することを特徴とする
（２）記載のＸ線マスク検査法。 （４）異なるマスクの反転転写像間で互いに対応する領
域を比較検査して差異のある領域を抽出し、該抽出した
領域のみについて、同一マスクの反転転写像間で互いに
対応する領域を比較検査することを特徴とする（３）記
載のＸ線マスク検査法。 （５）マスクの設計データを反転させた反転設計データ
を作成する工程と、マスクの反転転写像を基板上に形成
する工程と、前記反転設計データと前記反転転写像間で
互いに対応する領域を比較検査することを特徴とするＸ
線マスク検査法 。 （６）マスクの設計データを反転させた反転設計
データを作成する工程と、マスクの反転転写像を同一基
板上に複数個形成する工程と、反転設計データと１つの
反転転写像間で互いに対応する領域を比較検査する第１
の検査工程と、同一マスクの反転転写像間で互いに対応
する領域を比較する第２の検査工程とから成ることを特
徴とするＸ線マスク検査法。 （７）反転設計データと１つの反転転写像間で互いに対
応する領域を比較検査して差異のある領域を抽出した後
に、該抽出した領域のみにおいて、同一マスクの反転転
写像間で互いに対応する領域を比較検査することを特徴
とする（６）記載のＸ線マスク検査法。を発明の特徴と
する。なお、凹凸反転技術としては、上述した反転露光
法だけでなくリフトオフ法などもあることは言うまでも
なく、本発明は反転露光法に限るものではない。
成するために、検査の難しい凹型パタン（例えば、孔パ
タン）を有するＸ線マスクの欠陥検査において、Ｘ線露
光による凹凸反転技術を用いることによってウエハ上に
凸型のパタン（柱パタンなど）を形成し、該反転転写像
を検査対象とすることを大きな特徴とするものである。
具体的には、 （１）同一設計データに基づいて作成された複数のマス
クを用いて、各マスクの反転転写像を形成し、各反転転
写像間で互いに対応する領域を比較検査することを特徴
とするＸ線マスク検査法。 （２）同一設計データに基づいて作成された複数のマス
クを用いて、各マスクの反転転写像を各々複数個づつ同
一基板上に形成する工程と、異なるマスクの反転転写像
間で互いに対応する領域を比較検査する第１の検査工程
と、同一マスクの反転転写像間で互いに対応する領域を
比較する第２の検査工程とから成ることを特徴とするＸ
線マスク検査法。 （３）異なるマスクの反転転写像間で互いに対応する領
域を比較検査した後に、同一マスクの反転転写像間で互
いに対応する領域を比較検査することを特徴とする
（２）記載のＸ線マスク検査法。 （４）異なるマスクの反転転写像間で互いに対応する領
域を比較検査して差異のある領域を抽出し、該抽出した
領域のみについて、同一マスクの反転転写像間で互いに
対応する領域を比較検査することを特徴とする（３）記
載のＸ線マスク検査法。 （５）マスクの設計データを反転させた反転設計データ
を作成する工程と、マスクの反転転写像を基板上に形成
する工程と、前記反転設計データと前記反転転写像間で
互いに対応する領域を比較検査することを特徴とするＸ
線マスク検査法 。 （６）マスクの設計データを反転させた反転設計
データを作成する工程と、マスクの反転転写像を同一基
板上に複数個形成する工程と、反転設計データと１つの
反転転写像間で互いに対応する領域を比較検査する第１
の検査工程と、同一マスクの反転転写像間で互いに対応
する領域を比較する第２の検査工程とから成ることを特
徴とするＸ線マスク検査法。 （７）反転設計データと１つの反転転写像間で互いに対
応する領域を比較検査して差異のある領域を抽出した後
に、該抽出した領域のみにおいて、同一マスクの反転転
写像間で互いに対応する領域を比較検査することを特徴
とする（６）記載のＸ線マスク検査法。を発明の特徴と
する。なお、凹凸反転技術としては、上述した反転露光
法だけでなくリフトオフ法などもあることは言うまでも
なく、本発明は反転露光法に限るものではない。
【０００５】
【作用】検査対象を凹型パタンから凸型パタンに変換さ
せることにより、従来より高感度な検査を可能とし、ま
た、同一マスクを転写して形成した２つの転写像同士を
比較する検査工程を導入することにより、転写工程で混
入するプロセス欠陥とＸ線マスクに起因するマスク欠陥
を選別することを可能とする。
せることにより、従来より高感度な検査を可能とし、ま
た、同一マスクを転写して形成した２つの転写像同士を
比較する検査工程を導入することにより、転写工程で混
入するプロセス欠陥とＸ線マスクに起因するマスク欠陥
を選別することを可能とする。
【０００６】図２では、反転転写パタン形成法と反転転
写パタンについて述べる。（ａ）は、ネガレジストを用
いたＸ線露光法による反転パタン形成法の模式図、
（ｂ）は、反転転写法により実現された柱状レジストパ
タンの例である。ここで、２１はＸ線マスク、２２は微
小孔パタン、２３はウエハ基板、２４はネガ型レジス
ト、２５は軟Ｘ線束、２６は反転転写された柱状レジス
トパタンである。反転転写は、図２（ａ）に示すように
Ｘ線マスク２１と、ネガ型レジスト２４を塗布したウエ
ハ２３を微小間隔（１０〜４０μｍ）で対向させ、Ｘ線
マスク上方から軟Ｘ線束２５を照射することによって行
う。この結果、Ｘ線マスク上の孔パタン２２に対応した
レジスト上の微小円形領域だけにＸ線が照射されること
になる。ネガ型レジストは、被Ｘ線照射領域が架橋反応
を起こし不溶解性に変化するため、レジスト現像・リン
ス処理等を施すと不溶解化領域のレジストだけがパタン
として残り、図２（ｂ）に示すように孔パタンの反転像
である柱状レジストパタン２６がウエハ上に形成できる
ことになる。
写パタンについて述べる。（ａ）は、ネガレジストを用
いたＸ線露光法による反転パタン形成法の模式図、
（ｂ）は、反転転写法により実現された柱状レジストパ
タンの例である。ここで、２１はＸ線マスク、２２は微
小孔パタン、２３はウエハ基板、２４はネガ型レジス
ト、２５は軟Ｘ線束、２６は反転転写された柱状レジス
トパタンである。反転転写は、図２（ａ）に示すように
Ｘ線マスク２１と、ネガ型レジスト２４を塗布したウエ
ハ２３を微小間隔（１０〜４０μｍ）で対向させ、Ｘ線
マスク上方から軟Ｘ線束２５を照射することによって行
う。この結果、Ｘ線マスク上の孔パタン２２に対応した
レジスト上の微小円形領域だけにＸ線が照射されること
になる。ネガ型レジストは、被Ｘ線照射領域が架橋反応
を起こし不溶解性に変化するため、レジスト現像・リン
ス処理等を施すと不溶解化領域のレジストだけがパタン
として残り、図２（ｂ）に示すように孔パタンの反転像
である柱状レジストパタン２６がウエハ上に形成できる
ことになる。
【０００７】図３（ａ）（ｂ）は、上記の柱状レジスト
パタンに対する電子線照射による２次電子検出系の模式
図、および２次電子信号検出例である。ここで、３１は
ウエハ基板、３２は柱状レジストパタン、３３は入射電
子線、３４は転写パタンから発生した２次電子、３５は
２次電子検出器である。図３（ａ）に示すように、ウエ
ハ基板３１の微小柱状パタン３２に電子線３３を照射す
ると、同表面から多くの２次電子３４が発生し２次電子
検出器３５に到達することになる。図３（ｂ）に示すよ
うに柱状パタンから得られる２次電子信号は、孔パタン
の場合、図１（ｂ）と異なり、パタン中央においても減
少することなく非常に大きな値を示す。この効果は、検
査対象のパタン形状を凹型から凸型へ変換したことによ
って得られたものであり、高感度の検査が可能になるこ
とが容易にわかる。
パタンに対する電子線照射による２次電子検出系の模式
図、および２次電子信号検出例である。ここで、３１は
ウエハ基板、３２は柱状レジストパタン、３３は入射電
子線、３４は転写パタンから発生した２次電子、３５は
２次電子検出器である。図３（ａ）に示すように、ウエ
ハ基板３１の微小柱状パタン３２に電子線３３を照射す
ると、同表面から多くの２次電子３４が発生し２次電子
検出器３５に到達することになる。図３（ｂ）に示すよ
うに柱状パタンから得られる２次電子信号は、孔パタン
の場合、図１（ｂ）と異なり、パタン中央においても減
少することなく非常に大きな値を示す。この効果は、検
査対象のパタン形状を凹型から凸型へ変換したことによ
って得られたものであり、高感度の検査が可能になるこ
とが容易にわかる。
【０００８】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。 （実施例１）本発明に関わる第１の実施例として、Ｄｉ
ｅ−ｔｏ−Ｄｉｅ比較方式による欠陥検査手順を図４を
用いて述べる。図４（ａ）は、同一設計データにより作
成した微小孔パタンから成るＸ線マスクＡおよびＸ線マ
スクＢを用い、同一ウエハ上の隣合う位置に既述の反転
転写法によって、２つの反転転写像を形成する要領を示
す図である。ここで、１００はＸ線マスクＡ、１０１は
Ｘ線マスクＡの孔パタン底の欠陥、１０２はＸ線マスク
Ａの孔パタン欠陥の転写欠陥、１１０はＸ線マスクＡの
反転転写像、２００はＸ線マスクＢ、２０１はＸ線マス
クＢの孔パタン底の欠陥、２０２はＸ線マスクＢの孔パ
タン欠陥の転写欠陥、２１０はＸ線マスクＢの反転転写
像である。Ｘ線マスクＡ（１００）及びＢ（２００）を
ネガ型レジストを用いて同一ウエハ上に反転転写し、ウ
エハ基板上に柱状レジストパタンから成る２つの反転転
写像Ａ１（１１０）及びＢ１（２１０）を形成する。こ
の場合、マスク直接検査では検出困難な微小欠陥１０１
及び２０１が各Ｘ線マスクＡ及びＢに存在すると仮定す
ると、同欠陥の転写欠陥１０２及び２０２が各反転転写
像Ａ１及びＡ２内に形成される。
ｅ−ｔｏ−Ｄｉｅ比較方式による欠陥検査手順を図４を
用いて述べる。図４（ａ）は、同一設計データにより作
成した微小孔パタンから成るＸ線マスクＡおよびＸ線マ
スクＢを用い、同一ウエハ上の隣合う位置に既述の反転
転写法によって、２つの反転転写像を形成する要領を示
す図である。ここで、１００はＸ線マスクＡ、１０１は
Ｘ線マスクＡの孔パタン底の欠陥、１０２はＸ線マスク
Ａの孔パタン欠陥の転写欠陥、１１０はＸ線マスクＡの
反転転写像、２００はＸ線マスクＢ、２０１はＸ線マス
クＢの孔パタン底の欠陥、２０２はＸ線マスクＢの孔パ
タン欠陥の転写欠陥、２１０はＸ線マスクＢの反転転写
像である。Ｘ線マスクＡ（１００）及びＢ（２００）を
ネガ型レジストを用いて同一ウエハ上に反転転写し、ウ
エハ基板上に柱状レジストパタンから成る２つの反転転
写像Ａ１（１１０）及びＢ１（２１０）を形成する。こ
の場合、マスク直接検査では検出困難な微小欠陥１０１
及び２０１が各Ｘ線マスクＡ及びＢに存在すると仮定す
ると、同欠陥の転写欠陥１０２及び２０２が各反転転写
像Ａ１及びＡ２内に形成される。
【０００９】図４（ｂ）は、上記ウエハ基板の２つの反
転転写像Ａ１及びＢ１を検査対象として電子線を照射し
た場合に検出できる２次電子信号の例である。正常な微
小柱状パタンからは非常に大きい２次電子信号値が検出
できるのに対し、転写欠陥１０２および２０２からの２
次電子信号値は当然非常に小さくなる。正常パタンから
の２次電子信号値と転写欠陥からの値は著しく異なるた
め、両者を相対比較（Ｄｉｅ−ｔｏ−Ｄｉｅ比較）すれ
ば、転写欠陥１０２および２０２を高感度で検出できる
ことになる。この結果、上記転写欠陥の原因であるＸ線
マスク上の欠陥情報（欠陥１０１及び２０１）を知るこ
とができる。
転転写像Ａ１及びＢ１を検査対象として電子線を照射し
た場合に検出できる２次電子信号の例である。正常な微
小柱状パタンからは非常に大きい２次電子信号値が検出
できるのに対し、転写欠陥１０２および２０２からの２
次電子信号値は当然非常に小さくなる。正常パタンから
の２次電子信号値と転写欠陥からの値は著しく異なるた
め、両者を相対比較（Ｄｉｅ−ｔｏ−Ｄｉｅ比較）すれ
ば、転写欠陥１０２および２０２を高感度で検出できる
ことになる。この結果、上記転写欠陥の原因であるＸ線
マスク上の欠陥情報（欠陥１０１及び２０１）を知るこ
とができる。
【００１０】（実施例２）上記実施例１の説明では、転
写パタン内の欠陥はマスク欠陥に起因するものに限定し
た。しかし、転写工程に起因するプロセス欠陥（パーテ
ィクル等）が転写パタン内に混入した場合、プロセス欠
陥とマスク欠陥を区別することが必要である。本実施例
２は、上記課題を解決するための検査手順に関するもの
である。
写パタン内の欠陥はマスク欠陥に起因するものに限定し
た。しかし、転写工程に起因するプロセス欠陥（パーテ
ィクル等）が転写パタン内に混入した場合、プロセス欠
陥とマスク欠陥を区別することが必要である。本実施例
２は、上記課題を解決するための検査手順に関するもの
である。
【００１１】図５に、本実施例での欠陥検査に要求され
るウエハ基板上への転写像の形成例を示す。要求される
条件は、各マスクについて複数個づつの反転転写像を同
一ウエハ上に配置することであり、図５は２枚のＸ線マ
スクから各２個づつの反転転写像（すなわち、２行２
列）を配置した例である。ここで、２つの反転転写像Ａ
１（１１０）及びＡ２（１２０）はＸ線マスクＡ（１０
０）を反転転写したものであり、また、反転転写像Ｂ１
（２１０）及びＢ２（２２０）はＸ線マスクＢ（２０
０）を反転転写したものである。また、欠陥（１０２）
はＸ線マスクＡのマスク欠陥（１０１）に起因する転写
欠陥であり、２つの反転転写像Ａ１及びＡ２における同
一座標に存在する。また、欠陥（２０２）はＸ線マスク
Ｂのマスク欠陥（２０１）に起因する転写欠陥であり、
２つの反転転写像Ｂ１及びＢ２における同一座標に存在
する。一方、各反転転写像における他の４つの欠陥（１
１５），（１１６），（２１５），（２１６）は転写工
程等で混入したプロセス欠陥である。その特徴は、存在
する座標がすべて異なるという点である。
るウエハ基板上への転写像の形成例を示す。要求される
条件は、各マスクについて複数個づつの反転転写像を同
一ウエハ上に配置することであり、図５は２枚のＸ線マ
スクから各２個づつの反転転写像（すなわち、２行２
列）を配置した例である。ここで、２つの反転転写像Ａ
１（１１０）及びＡ２（１２０）はＸ線マスクＡ（１０
０）を反転転写したものであり、また、反転転写像Ｂ１
（２１０）及びＢ２（２２０）はＸ線マスクＢ（２０
０）を反転転写したものである。また、欠陥（１０２）
はＸ線マスクＡのマスク欠陥（１０１）に起因する転写
欠陥であり、２つの反転転写像Ａ１及びＡ２における同
一座標に存在する。また、欠陥（２０２）はＸ線マスク
Ｂのマスク欠陥（２０１）に起因する転写欠陥であり、
２つの反転転写像Ｂ１及びＢ２における同一座標に存在
する。一方、各反転転写像における他の４つの欠陥（１
１５），（１１６），（２１５），（２１６）は転写工
程等で混入したプロセス欠陥である。その特徴は、存在
する座標がすべて異なるという点である。
【００１２】次に、上記の２行２列に配置した反転転写
像間で行う２段階のＤｉｅ−ｔｏ−Ｄｉｅ比較検査の手
順について述べる。最初に行う検査工程１は、実施例１
で述べたものと同じである。すなわち、異なるマスクの
反転転写像、例えば、Ａ１とＢ１の間で行うＤｉｅ−ｔ
ｏ−Ｄｉｅ比較である。その結果、４つの欠陥（１０
２），（２０２），（１１５），（２１５）が検出でき
る。しかし、この検査１では、各欠陥がマスク欠陥に起
因する致命的欠陥かプロセス欠陥であるかの区別ができ
ない。そこで、上記欠陥の区別を可能とするために検査
工程２を検査工程１の次に導入する。検査工程２では比
較対象が同一マスクからの反転転写像であることが、検
査工程１と異なる点であり、本実施例２の大きな特徴で
ある。Ｄｉｅ−ｔｏ−Ｄｉｅ比較対象は、反転転写像Ａ
１とＡ２の間、または、反転転写像Ｂ１とＢ２の間であ
る。欠陥を区別する論理は以下の通りである。例えば、
マスク欠陥に起因する転写欠陥は、同一マスクからの２
つの反転転写像では同一座標に存在するため、比較検査
では「差異無し」という結果になる。一方、プロセス欠
陥は発生位置が異なるため、比較検査では「差異有り」
という結果が得られる。従って、上記関係を利用すれ
ば、例えば欠陥１０２は、反転転写像Ａ１とＡ２の間の
比較検査において「差異無し」の結果が得られるため、
Ｘ線マスクＡの孔パタン欠陥１０１に起因する欠陥であ
ると結論づけられる。また同様に、欠陥２０２はＸ線マ
スクＢの孔パタン欠陥２０１に起因する欠陥であると容
易に結論づけられる。一方、欠陥１１５及び１１６に対
する反転転写像Ａ１とＡ２の間の比較検査では、「差異
有り」という判定結果が得られるため、それらの欠陥は
転写工程で混入したプロセス欠陥であると結論づけられ
る。同様に欠陥２１５及び２１６もプロセス欠陥である
ことが容易にわかる。なおこの説明では、先に検査工程
１の比較検査を行いその後に検査工程２の比較検査を実
施したが、それに限るものではなく逆の順序でも構わな
い。なお、検査工程１と同様に検査工程２を反転転写像
全面で実施しても構わないが、検査工程１で抽出した欠
陥データを用いてその位置に限定して実施すれば、検査
工程２の検査時間を大幅に短縮できる。
像間で行う２段階のＤｉｅ−ｔｏ−Ｄｉｅ比較検査の手
順について述べる。最初に行う検査工程１は、実施例１
で述べたものと同じである。すなわち、異なるマスクの
反転転写像、例えば、Ａ１とＢ１の間で行うＤｉｅ−ｔ
ｏ−Ｄｉｅ比較である。その結果、４つの欠陥（１０
２），（２０２），（１１５），（２１５）が検出でき
る。しかし、この検査１では、各欠陥がマスク欠陥に起
因する致命的欠陥かプロセス欠陥であるかの区別ができ
ない。そこで、上記欠陥の区別を可能とするために検査
工程２を検査工程１の次に導入する。検査工程２では比
較対象が同一マスクからの反転転写像であることが、検
査工程１と異なる点であり、本実施例２の大きな特徴で
ある。Ｄｉｅ−ｔｏ−Ｄｉｅ比較対象は、反転転写像Ａ
１とＡ２の間、または、反転転写像Ｂ１とＢ２の間であ
る。欠陥を区別する論理は以下の通りである。例えば、
マスク欠陥に起因する転写欠陥は、同一マスクからの２
つの反転転写像では同一座標に存在するため、比較検査
では「差異無し」という結果になる。一方、プロセス欠
陥は発生位置が異なるため、比較検査では「差異有り」
という結果が得られる。従って、上記関係を利用すれ
ば、例えば欠陥１０２は、反転転写像Ａ１とＡ２の間の
比較検査において「差異無し」の結果が得られるため、
Ｘ線マスクＡの孔パタン欠陥１０１に起因する欠陥であ
ると結論づけられる。また同様に、欠陥２０２はＸ線マ
スクＢの孔パタン欠陥２０１に起因する欠陥であると容
易に結論づけられる。一方、欠陥１１５及び１１６に対
する反転転写像Ａ１とＡ２の間の比較検査では、「差異
有り」という判定結果が得られるため、それらの欠陥は
転写工程で混入したプロセス欠陥であると結論づけられ
る。同様に欠陥２１５及び２１６もプロセス欠陥である
ことが容易にわかる。なおこの説明では、先に検査工程
１の比較検査を行いその後に検査工程２の比較検査を実
施したが、それに限るものではなく逆の順序でも構わな
い。なお、検査工程１と同様に検査工程２を反転転写像
全面で実施しても構わないが、検査工程１で抽出した欠
陥データを用いてその位置に限定して実施すれば、検査
工程２の検査時間を大幅に短縮できる。
【００１３】（実施例３）本発明に関わる第３の実施例
として、Ｄｉｅ−ｔｏ−Ｄａｔａｂａｓｅ比較方式によ
る欠陥検査手順を図６を用いて説明する。Ｄｉｅ−ｔｏ
−Ｄａｔａｂａｓｅ比較検査法の基本原理は、パタン形
成に使用した設計データ（Ｄａｔａｂａｓｅ）と、同デ
ータに基づいて実際に形成したマスクパタンを比較する
ものである。例えば、孔パタン等の凹型パタンに対して
検出感度の高い検査を実現するには、反転転写法で作成
した凸型の柱状レジストパタンを検査対象とすることが
非常に効果的であることは既述した通りである。そこで
本実施例は、マスクパタンを反転転写した反転転写レジ
ストパタン像の画像情報と設計データを反転変換した反
転設計データから画像情報をＤｉｅ−ｔｏ−Ｄａｔａｂ
ａｓｅ方式で比較して欠陥を検査する方法を提案するも
のである。図６において、３１１は反転設計データ、３
１２は反転設計データによるビットマップ、３１３はＸ
線マスクパタンの反転転写像、３１４はＸ線マスク欠陥
に発生した反転転写像内の転写欠陥、３１５は検査装置
の電子線源、３１６は発生した２次電子、３１７は２次
電子検出器、３１８は反転転写像のビットマップ、３１
９はデータ比較器である。まず、設計パタンデータを白
黒反転した反転設計データ３１１を作成し、それを画像
化処理し上記データからビットマップ情報３１２を作成
する。また、微小孔パタンから成るＸ線マスクを反転露
光して柱状パタンから成る１つの反転転写像３１３を作
成する。なお、反転転写像内にはマス欠陥に起因する転
写欠陥３１４が存在するとする。次に、反転転写像に欠
陥検査用の電子線３１５を照射して２次電子信号３１６
を発生させ、２次電子検出器３１７で検出した２次電子
像から反転転写像に関するピットマップ３１８を作成す
る。最後に、データ比較器３１９で２つのビットマップ
情報３１２と３１８を比較し欠陥を検出する。反転転写
して作成した凸型の柱状パタンからは大きく鮮明な２次
電子画像が得られるため、Ｄｉｅ−ｔｏ−Ｄａｔａｂａ
ｓｅ比較検査においても転写欠陥３１４を高感度で検出
できることになる。この結果、転写欠陥３１４に対応す
る位置にマスク欠陥が存在することが容易にわかる。
として、Ｄｉｅ−ｔｏ−Ｄａｔａｂａｓｅ比較方式によ
る欠陥検査手順を図６を用いて説明する。Ｄｉｅ−ｔｏ
−Ｄａｔａｂａｓｅ比較検査法の基本原理は、パタン形
成に使用した設計データ（Ｄａｔａｂａｓｅ）と、同デ
ータに基づいて実際に形成したマスクパタンを比較する
ものである。例えば、孔パタン等の凹型パタンに対して
検出感度の高い検査を実現するには、反転転写法で作成
した凸型の柱状レジストパタンを検査対象とすることが
非常に効果的であることは既述した通りである。そこで
本実施例は、マスクパタンを反転転写した反転転写レジ
ストパタン像の画像情報と設計データを反転変換した反
転設計データから画像情報をＤｉｅ−ｔｏ−Ｄａｔａｂ
ａｓｅ方式で比較して欠陥を検査する方法を提案するも
のである。図６において、３１１は反転設計データ、３
１２は反転設計データによるビットマップ、３１３はＸ
線マスクパタンの反転転写像、３１４はＸ線マスク欠陥
に発生した反転転写像内の転写欠陥、３１５は検査装置
の電子線源、３１６は発生した２次電子、３１７は２次
電子検出器、３１８は反転転写像のビットマップ、３１
９はデータ比較器である。まず、設計パタンデータを白
黒反転した反転設計データ３１１を作成し、それを画像
化処理し上記データからビットマップ情報３１２を作成
する。また、微小孔パタンから成るＸ線マスクを反転露
光して柱状パタンから成る１つの反転転写像３１３を作
成する。なお、反転転写像内にはマス欠陥に起因する転
写欠陥３１４が存在するとする。次に、反転転写像に欠
陥検査用の電子線３１５を照射して２次電子信号３１６
を発生させ、２次電子検出器３１７で検出した２次電子
像から反転転写像に関するピットマップ３１８を作成す
る。最後に、データ比較器３１９で２つのビットマップ
情報３１２と３１８を比較し欠陥を検出する。反転転写
して作成した凸型の柱状パタンからは大きく鮮明な２次
電子画像が得られるため、Ｄｉｅ−ｔｏ−Ｄａｔａｂａ
ｓｅ比較検査においても転写欠陥３１４を高感度で検出
できることになる。この結果、転写欠陥３１４に対応す
る位置にマスク欠陥が存在することが容易にわかる。
【００１４】（実施例４）上記実施例３の比較検査にお
いて抽出できる欠陥は、マスク上のマスク欠陥に起因す
る欠陥だけでなく、転写工程において転写パタン上に混
入するプロセス欠陥（パーティクル等）の場合もある。
しかし、実施例３における比較検査ではそれらを区別す
ることはできない。本実施例４は上記課題を解決するた
めのものであり、マスク欠陥とプロセス欠陥を選別する
ための検出手順に関するものである。選別法の基本的考
え方は実施例２で述べたものと同じであり、同一マスク
からの２つの転写パタンを互いに比較する検査工程２
を、実施例３の検査工程１に追加することである。な
お、検査工程２における欠陥選別法の原理は、実施例２
で既に述べたものと同じであるため、ここでは説明を省
略する。検査手順は、まず、反転転写像と反転設計デー
タの間でＤｉｅ−ｔｏ−Ｄａｔａｂａｓｅ比較検査を行
い、反転転写像内に存在する総ての欠陥（マスク欠陥と
プロセス欠陥）を検出する。次に、前記検査で検出され
た欠陥データに基づいて２つの反転転写像の間でＤｉｅ
−ｔｏ−Ｄｉｅ方式の比較検査を行う。この２段階の検
査手順を施すことによって、検査工程１で検出された欠
陥がマスク欠陥に起因する転写欠陥プロセス欠陥を容易
に区別することが可能となる。
いて抽出できる欠陥は、マスク上のマスク欠陥に起因す
る欠陥だけでなく、転写工程において転写パタン上に混
入するプロセス欠陥（パーティクル等）の場合もある。
しかし、実施例３における比較検査ではそれらを区別す
ることはできない。本実施例４は上記課題を解決するた
めのものであり、マスク欠陥とプロセス欠陥を選別する
ための検出手順に関するものである。選別法の基本的考
え方は実施例２で述べたものと同じであり、同一マスク
からの２つの転写パタンを互いに比較する検査工程２
を、実施例３の検査工程１に追加することである。な
お、検査工程２における欠陥選別法の原理は、実施例２
で既に述べたものと同じであるため、ここでは説明を省
略する。検査手順は、まず、反転転写像と反転設計デー
タの間でＤｉｅ−ｔｏ−Ｄａｔａｂａｓｅ比較検査を行
い、反転転写像内に存在する総ての欠陥（マスク欠陥と
プロセス欠陥）を検出する。次に、前記検査で検出され
た欠陥データに基づいて２つの反転転写像の間でＤｉｅ
−ｔｏ−Ｄｉｅ方式の比較検査を行う。この２段階の検
査手順を施すことによって、検査工程１で検出された欠
陥がマスク欠陥に起因する転写欠陥プロセス欠陥を容易
に区別することが可能となる。
【００１５】なお実施例では、Ｘ線マスク上の凹型パタ
ンは主に孔パタンとして説明したが、それに限らず溝パ
タンにおいても同様の効果があることは言うまでもな
い。また、反転パタンとしてネガ型レジストパタンを説
明に用いたが、それに限らずレジストパタンをマスクと
してエッチングしたエッチングパタンであっても構わな
い。また、反転パタン形成法としてネガ型レジストによ
る方法を説明に用いたが、レジストパタンをマスクとし
て行うリフトオフ法などであっても構わない。また、こ
こではパタン検査光源として電子線を用い２次電子を検
出する場合について述べたが、反射電子を検出する場合
であっても、また、レーザ等を用い反射光量を検出する
場合であっても構わないことは言うまでもない。なお、
チャージアップが問題となる検査試料では導電膜被覆処
理を施してから検査することは言うまでもない。
ンは主に孔パタンとして説明したが、それに限らず溝パ
タンにおいても同様の効果があることは言うまでもな
い。また、反転パタンとしてネガ型レジストパタンを説
明に用いたが、それに限らずレジストパタンをマスクと
してエッチングしたエッチングパタンであっても構わな
い。また、反転パタン形成法としてネガ型レジストによ
る方法を説明に用いたが、レジストパタンをマスクとし
て行うリフトオフ法などであっても構わない。また、こ
こではパタン検査光源として電子線を用い２次電子を検
出する場合について述べたが、反射電子を検出する場合
であっても、また、レーザ等を用い反射光量を検出する
場合であっても構わないことは言うまでもない。なお、
チャージアップが問題となる検査試料では導電膜被覆処
理を施してから検査することは言うまでもない。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はＸ線マス
ク上の凹型パタンを反転転写することによってウエハ上
に凸形の反転転写パタンを形成しそれを検査対象として
パタン検査を行う方法である。この結果、大きな２次電
子信号が得られ高感度のパタン検査が可能という大きな
利点がある。また、２段階の検査工程を導入することに
よって、マスク欠陥とプロセス欠陥の選別が可能とな
る。
ク上の凹型パタンを反転転写することによってウエハ上
に凸形の反転転写パタンを形成しそれを検査対象として
パタン検査を行う方法である。この結果、大きな２次電
子信号が得られ高感度のパタン検査が可能という大きな
利点がある。また、２段階の検査工程を導入することに
よって、マスク欠陥とプロセス欠陥の選別が可能とな
る。
【図１】（ａ）は、微小孔パタンを有するＸ線マスク及
び２次電子検出系の説明図である。（ｂ）は、２次電子
信号検出例である。
び２次電子検出系の説明図である。（ｂ）は、２次電子
信号検出例である。
【図２】（ａ）は、ネガレジストを用いたＸ線露光によ
る反転転写法の模式図である。（ｂ）は、反転転写法に
より形成する柱状レジストパタンである。
る反転転写法の模式図である。（ｂ）は、反転転写法に
より形成する柱状レジストパタンである。
【図３】（ａ）は、柱状パタンに対する電子線照射によ
る２次電子検出系の模式図である。（ｂ）は２次電子信
号検出例である。
る２次電子検出系の模式図である。（ｂ）は２次電子信
号検出例である。
【図４】（ａ）は、実施例１に関する２枚のＸ線マスク
Ａ及びＢによる２つの反転転写像形成法の例である。
（ｂ）は、２つの反転転写像から得られる２次電子信号
の比較例である。
Ａ及びＢによる２つの反転転写像形成法の例である。
（ｂ）は、２つの反転転写像から得られる２次電子信号
の比較例である。
【図５】実施例２の説明に用いる２行２列の反転転写像
の配置図である。
の配置図である。
【図６】本発明に関わる第３の実施例を説明する図であ
る。
る。
１ Ｘ線マスク ２ 孔パタン ３ 入射電子線 ４ ２次電子 ５ ２次電子検出器 ２１ Ｘ線マスク ２２ 微小孔パタン ２３ ウエハ基板 ２４ ネガ型レジスト ２５ 軟Ｘ線束 ２６ 反転転写された柱状レジストパタン ３１ ウエハ基板 ３２ 柱状レジストパタン ３３ 入射電子線 ３４ 転写パタンから発生した２次電子 ３５ ２次電子検出器 １００ Ｘ線マスクＡ １０１ Ｘ線マスクＡの孔パタン底の欠陥 １０２ Ｘ線マスクＡの孔パタン欠陥による反転転写
欠陥 １１０ Ｘ線マスクＡの反転転写像 ２００ Ｘ線マスクＢ ２０１ Ｘ線マスクＢの孔パタン底の欠陥 ２０２ Ｘ線マスクＢの孔パタン欠陥による反転転写
欠陥 ２１０ Ｘ線マスクＢの反転転写像 １１０，１２０ Ｘ線マスクＡからの反転転写像Ａ１
及びＡ２ ２１０，２２０ Ｘ線マスクＢからの反転転写像Ｂ１
及びＢ２ １０２ Ｘ線マスクＡのマスク欠陥に起因する転写欠
陥 ２０２ Ｘ線マスクＢのマスク欠陥に起因する転写欠
陥 １１５，１１６，２１５，２１６ 各反転転写像に存
在するプロセス欠陥 ３１１ 反転設計データ ３１２ 反転設計データによるビットマップ ３１３ Ｘ線マスクパタンの反転転写像 ３１４ Ｘ線マスク欠陥に発生した反転転写像内の転
写欠陥 ３１５ 検査装置の電子線源 ３１６ 発生した２次電子 ３１７ ２次電子検出器 ３１８ 反転転写像のビットマップ ３１９ データ比較器
欠陥 １１０ Ｘ線マスクＡの反転転写像 ２００ Ｘ線マスクＢ ２０１ Ｘ線マスクＢの孔パタン底の欠陥 ２０２ Ｘ線マスクＢの孔パタン欠陥による反転転写
欠陥 ２１０ Ｘ線マスクＢの反転転写像 １１０，１２０ Ｘ線マスクＡからの反転転写像Ａ１
及びＡ２ ２１０，２２０ Ｘ線マスクＢからの反転転写像Ｂ１
及びＢ２ １０２ Ｘ線マスクＡのマスク欠陥に起因する転写欠
陥 ２０２ Ｘ線マスクＢのマスク欠陥に起因する転写欠
陥 １１５，１１６，２１５，２１６ 各反転転写像に存
在するプロセス欠陥 ３１１ 反転設計データ ３１２ 反転設計データによるビットマップ ３１３ Ｘ線マスクパタンの反転転写像 ３１４ Ｘ線マスク欠陥に発生した反転転写像内の転
写欠陥 ３１５ 検査装置の電子線源 ３１６ 発生した２次電子 ３１７ ２次電子検出器 ３１８ 反転転写像のビットマップ ３１９ データ比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−25914（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−241927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−182222（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−298746（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−234412（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/08
Claims (7)
- 【請求項１】 同一設計データに基づいて作成された複
数のマスクを用いて、各マスクの反転転写像を形成し、
各反転転写像間で互いに対応する領域を比較検査するこ
とを特徴とするＸ線マスク検査法。 - 【請求項２】 同一設計データに基づいて作成された複
数のマスクを用いて、各マスクの反転転写像を各々複数
個づつ同一基板上に形成する工程と、異なるマスクの反
転転写像間で互いに対応する領域を比較検査する第１の
検査工程と、 同一マスクの反転転写像間で互いに対応する領域を比較
する第２の検査工程とから成ることを特徴とするＸ線マ
スク検査法。 - 【請求項３】 異なるマスクの反転転写像間で互いに対
応する領域を比較検査した後に、同一マスクの反転転写
像間で互いに対応する領域を比較検査することを特徴と
する請求項２記載のＸ線マスク検査法。 - 【請求項４】 異なるマスクの反転転写像間で互いに対
応する領域を比較検査して差異のある領域を抽出し、 該抽出した領域のみについて、同一マスクの反転転写像
間で互いに対応する領域を比較検査することを特徴とす
る請求項３記載のＸ線マスク検査法。 - 【請求項５】 マスクの設計データを反転させた反転設
計データを作成する工程と、マスクの反転転写像を基板
上に形成する工程と、前記反転設計データと前記反転転
写像間で互いに対応する領域を比較検討する工程とから
成ることを特徴とするＸ線マスク検査法。 - 【請求項６】 マスクの設計データを反転させた反転設
計データを作成する工程と、マスクの反転転写像を同一
基板上に複数個形成する工程と、反転設計データと１つ
の反転転写像間で互いに対応する領域を比較検査する第
１の検査工程と、 同一マスクの反転転写像間で互いに対応する領域を比較
する第２の検査工程とから成ることを特徴とするＸ線マ
スク検査法。 - 【請求項７】 反転設計データと１つの反転転写像間で
互いに対応する領域を比較検査して差異のある領域を抽
出した後に、 該抽出した領域のみにおいて、同一マスクの反転転写像
間で互いに対応する領域を比較検査することを特徴とす
る請求項６記載のＸ線マスク検査法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7940195A JP3268713B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | Ｘ線マスク検査法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7940195A JP3268713B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | Ｘ線マスク検査法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250405A JPH08250405A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3268713B2 true JP3268713B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=13688843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7940195A Expired - Fee Related JP3268713B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | Ｘ線マスク検査法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3268713B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7257247B2 (en) | 2002-02-21 | 2007-08-14 | International Business Machines Corporation | Mask defect analysis system |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP7940195A patent/JP3268713B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08250405A (ja) | 1996-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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