JP3421224B2 - Substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レチクル等のホト
マスク（基板）の製造方法に係り、特に、位相シフトレ
チクル等で発生する透明で不定形な位相欠陥を修正する
ための技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a photomask (substrate) such as a reticle, and more particularly to a technique for repairing a transparent and amorphous phase defect generated in a phase shift reticle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＬＳＩ或いはプリント基板などを製造す
るのに使用されるレチクル等のホトマスクの製造工程で
は厳重に欠陥検査され、欠陥を修正した後に出荷され
る。これは、レチクル等のホトマスク上に、例えばミク
ロンオーダーの微小欠陥が存在している場合において
も、該欠陥によりレチクル等のホトマスクの回路パター
ンがウェハに正常に転写しないことから、ＬＳＩチップ
全数が不良になる問題があるためである。この問題点
は、最近のＬＳＩの高集積化に伴い一層顕在化し、より
微小のサブミクロンオーダーあるいはそれ以下のディー
プサブミクロンオーダーの欠陥の存在も、許容されなく
なってきている。2. Description of the Related Art In a manufacturing process of a photomask such as a reticle used for manufacturing an LSI or a printed circuit board, a defect is strictly inspected, and the defect is corrected before being shipped. This is because even if a micro defect of micron order exists on the photomask such as a reticle, the circuit pattern of the photomask such as a reticle is not normally transferred to the wafer due to the defect, so that all the LSI chips are defective. Because there is a problem that becomes. This problem becomes more apparent with the recent high integration of LSIs, and the existence of finer submicron-order or deeper submicron-order defects less than that is becoming unacceptable.
【０００３】近年、クロム等の金属薄膜で形成されたレ
チクル上の回路パターンの転写解像度の向上を目的とし
て、レチクル上の回路パターン間に位相シフト膜、ある
いは位相シフタと呼ばれる、透明または半透明薄膜（概
ね露光光源の波長の１／２の奇数倍の光路長となる膜厚
を有する）を設けたレチクル（位相シフトレチクル）が
使用されている。In recent years, a transparent or semitransparent thin film called a phase shift film or a phase shifter between circuit patterns on a reticle for the purpose of improving the transfer resolution of a circuit pattern on a reticle formed of a metal thin film such as chromium. A reticle (a phase shift reticle) provided with (having a film thickness having an optical path length of an odd multiple of ½ of the wavelength of the exposure light source) is used.
【０００４】レチクル等のホトマスクの回路パターンの
形成工程では、数個の欠陥が発生することは良くあるこ
とであり、そのため、欠陥の検出と修正は必ず行われる
プロセスである。In the process of forming a circuit pattern of a photomask such as a reticle, it is often the case that several defects occur, and therefore, the detection and correction of defects are always performed.
【０００５】金属薄膜による遮光膜の場合には、不足欠
陥をＦＩＢ（収束イオンビーム）によるＣＶＤ等によっ
て遮光物を堆積させることにより、修正する技術が確立
されている。In the case of a light-shielding film made of a metal thin film, a technique has been established to correct insufficient defects by depositing a light-shielding substance by CVD using FIB (focused ion beam).
【０００６】また、余剰欠陥の場合には、さらに簡単
に、レーザまたはＦＩＢ等のエネルギービームを照射
し、基材である石英と欠陥との材質（金属）の差を利用
し、多めのエネルギーを照射し、金属からなる（熱に弱
い）欠陥部分を蒸発させ、除去する技術が以前から確立
されている。Further, in the case of a surplus defect, more easily, by irradiating an energy beam such as a laser or FIB, and utilizing the difference in the material (metal) between the substrate quartz and the defect, a large amount of energy is generated. A technique for irradiating and evaporating and removing a defective portion (which is weak to heat) made of metal has been established for a long time.
【０００７】また、位相シフトレチクル上の位相シフタ
の欠陥（位相欠陥）に対しても、完全に不足している欠
陥や、回路パターンと同様な形状で余剰となっている欠
陥に対しては、ガスアシストを併用したＦＩＢによる修
正技術が提案されている（例えば特開平４−２８８５４
２号公報）。In addition, even for defects (phase defects) of the phase shifter on the phase shift reticle, for defects that are completely lacking or defects that are redundant with a shape similar to the circuit pattern, A correction technique by FIB using gas assist has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-28854).
No. 2).
【０００８】また、位相シフタの膜の形成具合を、ある
程度大きな面積（数ミクロン程度）で検査する技術とし
ては、特開平６−１３０６５３号公報、特開平６−１４
８０８６号公報、特開平６−１７４５５０号公報、特開
平６−２２９７２４号公報、特開平６−３３１３２１号
公報、特開平７−１２８８４２号公報などに、光干渉技
術を用いた位相シフタの膜厚測定技術として開示されて
いる。Further, as a technique for inspecting the formation condition of the film of the phase shifter with a relatively large area (several microns), Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-130653 and 6-14 are available.
8086, JP-A-6-174550, JP-A-6-229724, JP-A-6-331321, JP-A-7-128842, etc., and film thickness measurement of a phase shifter using an optical interference technique. It is disclosed as a technology.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】位相シフトレチクル上
のシフタパターンで発生する欠陥（位相欠陥）の特徴と
して、基材と材質が同じであることが挙げられる。この
ため、材質の差を利用したエネルギービームによる修正
はできない。A feature of a defect (phase defect) generated in the shifter pattern on the phase shift reticle is that the material is the same as that of the base material. For this reason, it is not possible to make corrections with an energy beam that utilizes the difference in material.
【００１０】また、ＦＩＢのガスアシストによる修正を
余剰欠陥に対して行う場合でも、基材（基板）部分を削
ることなく、余剰欠陥のみを除去することが求められ
る。このためには、修正量を余剰欠陥の立体形状（厚
み）に合わせて制御する必要がある。一般に、余剰欠陥
は、位相シフタを形成する際に、プロセスの不具合によ
り本来位相シフタが形成されない部分に対してその一部
が残留してしまったものが多く、このため、立体形状
（厚み）は不定形となり、また、その材質も位相シフタ
および基材と同じものであることが多い。Even when the FIB gas-assisted correction is performed on the surplus defects, it is required to remove only the surplus defects without cutting the base material (substrate). For this purpose, it is necessary to control the correction amount according to the three-dimensional shape (thickness) of the surplus defect. In general, when a phase shifter is formed, a lot of surplus defects are left behind in a portion where the phase shifter is not originally formed due to a process defect. Therefore, the three-dimensional shape (thickness) is In many cases, the shape is indefinite and the material is often the same as that of the phase shifter and the substrate.
【００１１】ＦＩＢは、加工手段としてだけでなく、試
料から発生する２次電子を観察することにより、高解像
な観察手段としても使うことができる。従って、２次電
子の発生が異なる物質から構成された欠陥を修正するに
は、ＦＩＢ自身で観察を行いながら、修正を行えば、精
度良い修正が可能となる。しかし、位相シフタの欠陥
（位相欠陥）は、基本的に基材と同じ材質のため、ＦＩ
Ｂによる観察ができない。このため、他の手段により、
欠陥の立体形状を高分解能（具体的には、平面方向には
サブミクロン以下、高さ方向には数十ナノメートル以
下）で測定し、測定結果に基づいた修正量の制御を行う
ことが必要となる。The FIB can be used not only as a processing means but also as a high-resolution observation means by observing secondary electrons generated from a sample. Therefore, in order to correct a defect composed of a substance in which secondary electrons are generated differently, it is possible to perform an accurate correction by performing the correction while observing the FIB itself. However, since the phase shifter defect (phase defect) is basically the same material as the base material, the FI
Observation by B is not possible. Therefore, by other means,
It is necessary to measure the three-dimensional shape of the defect with high resolution (specifically, sub-micron or less in the plane direction and tens of nanometers or less in the height direction) and control the correction amount based on the measurement result. Becomes
【００１２】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、位相シフトレチクル等の回路
パターンを有する基板上に発生した欠陥の修正を、高精
度に行うことにある。The present invention has been made in view of the above points,
The purpose thereof is to highly accurately correct a defect generated on a substrate having a circuit pattern such as a phase shift reticle.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、例えば、回路パターンが形成された基板
を検査して、欠陥を検出し、次に、欠陥の立体形状分布
または屈折率分布を計測して、この計測結果を欠陥修正
装置に送り、次に、欠陥修正装置において基板を位置決
めして修正位置を定めると共に、欠陥の修正量を決定す
るパラメータを、欠陥の立体形状分布または屈折率分布
によって変化させながら、欠陥の修正を行う、ようにさ
れる。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention, for example, inspects a substrate on which a circuit pattern is formed to detect a defect, and then detects a three-dimensional shape distribution or a refractive index of the defect. The distribution is measured, the measurement result is sent to the defect repairing device, the substrate is then positioned in the defect repairing device to determine the repair position, and the parameter for determining the repair amount of the defect is set to the three-dimensional shape distribution of the defect or The defect is corrected while changing the refractive index distribution.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。図１は、本発明による欠陥位相差
量の計測装置（位相欠陥の立体形状分布または屈折率分
布の計測装置）の第１例の概略構成を示す図である。図
１において、１は位相シフトレチクル、２は位相欠陥
（欠陥）、３は対物レンズ、４は複屈折レンズ、５はハ
ーフミラー、６は検光子、７は結像レンズ、８はピンホ
ール、９はプローブ光検出器、１０は位相差検出器、１
１はビームエキスパンダ、１２は周波数シフタ、１３は
レーザ発振器（計測用コヒーレント光源）、１４は参照
光検出器、１５は参照光、１６はプローブ光、１７は検
光子、１８は集光レンズ、１９は位相差量出力である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a first example of a defect phase difference amount measuring apparatus (a phase defect three-dimensional shape distribution or refractive index distribution measuring apparatus) according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a phase shift reticle, 2 is a phase defect (defect), 3 is an objective lens, 4 is a birefringent lens, 5 is a half mirror, 6 is an analyzer, 7 is an imaging lens, 8 is a pinhole, 9 is a probe light detector, 10 is a phase difference detector, 1
1 is a beam expander, 12 is a frequency shifter, 13 is a laser oscillator (measurement coherent light source), 14 is a reference light detector, 15 is reference light, 16 is probe light, 17 is an analyzer, 18 is a condenser lens, Reference numeral 19 is a phase difference amount output.
【００１５】図１に示す構成において、直線偏光レーザ
発振器１３から出力された単一波長の光は、周波数シフ
タ１２により互いに直交する偏波面を持ち、かつ光の周
波数が微妙に異なる２つの光線に変換される。ここでい
う微妙な周波数の差は、数十ｋＨｚから数十ＭＨｚが選
ばれることが多いが、本発明の内容がその周波数により
変わることはない。一方の光は基準光として、もう一方
の光は測定光（プローブ光）として試料上に投影され
る。この場合、周波数シフタ１２から出るどちらの光を
基準光とするかは任意である。また、ゼーマンレーザの
様に、最初から周波数が微妙に異なる２つの光線を射出
するレーザを使用すれば、周波数シフタ１２は不要とな
る。In the configuration shown in FIG. 1, the light of a single wavelength output from the linearly polarized laser oscillator 13 is divided into two light beams having polarization planes orthogonal to each other by the frequency shifter 12 and the frequencies of the light are slightly different. To be converted. The subtle difference in frequency here is often selected from several tens of kHz to several tens of MHz, but the content of the present invention does not change depending on the frequency. One light is projected on the sample as a reference light and the other light is measured light (probe light). In this case, which light emitted from the frequency shifter 12 is used as the reference light is arbitrary. If a laser such as a Zeeman laser that emits two light beams having slightly different frequencies from the beginning is used, the frequency shifter 12 becomes unnecessary.
【００１６】レーザ発振器１３の発振波長に関しては、
本発明による欠陥位相差量測定の際の空間分解能に大き
く影響するため、慎重に選定される。一般的にヘテロダ
イン干渉方式では、その取り取扱い易さや周辺の光学素
子の普及度から、Ｈｅ−Ｎｅレーザの６３３ｎｍの波長
が選ばれる。しかし、本発明による欠陥位相差量の計測
装置では、欠陥の空間的な位相差分布（ここでいう空間
分布とは、レチクル等のホトマスクでは基板平面上での
位相差分布を意味する）を測定するため、光源波長と検
出対物レンズのＮＡで決まる空間分解能を、目的に必要
な分解能で確保する観点から選ぶ。Regarding the oscillation wavelength of the laser oscillator 13,
It is carefully selected because it greatly affects the spatial resolution when measuring the amount of phase difference in the defect according to the present invention. Generally, in the heterodyne interference method, the wavelength of 633 nm of the He—Ne laser is selected because of its ease of handling and the degree of popularization of optical elements in the periphery. However, in the defect phase difference amount measuring apparatus according to the present invention, the spatial phase difference distribution of defects (the spatial distribution here means the phase difference distribution on the substrate plane in a photomask such as a reticle) is measured. Therefore, the spatial resolution determined by the light source wavelength and the NA of the detection objective lens is selected from the viewpoint of ensuring the resolution necessary for the purpose.
【００１７】具体的には、２５６Ｍ〜１ＧビットＤＲＡ
Ｍ等の素子で代表されるプロセスレベルのＬＳＩに対し
ては、０.２５μｍ以下の分解能で修正する必要があ
る。光源波長λと検出対物レンズ光学系の物体側ＮＡと
分解能Ｄの間には、Ｄ＝０.５λ／ＮＡという関係がお
およそ成り立つ。これに当てはめると、ＮＡ＝０.５の
光学系を用いた場合のλは２５０ｎｍ以下、ＮＡ＝０.
７５光学系を用いた場合のλは３７５ｎｍ以下となる。
この範囲の波長で実用的な連続発振を行うレーザ光源と
しては、Ａｒイオンレーザがある。Ａｒイオンレーザで
は、３５１ｎｍや３６４〜３５１ｎｍにかけて発振波長
があるものが市販されている。また、Ａｒイオンレーザ
と２倍高調波結晶を組み合わせたレーザでは、２２９ｎ
ｍ〜２６４ｎｍにかけていくつかの発振波長が存在する
ものが市販されている。さらに、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの
４倍高調波では、２６６ｎｍの波長が得られる。Specifically, 256M to 1G bit DRA
For a process level LSI represented by an element such as M, it is necessary to correct it with a resolution of 0.25 μm or less. The relationship of D = 0.5λ / NA is approximately established between the light source wavelength λ, the object-side NA of the detection objective lens optical system, and the resolution D. If this is applied, λ when using an optical system with NA = 0.5 is 250 nm or less, NA = 0.
When the 75 optical system is used, λ is 375 nm or less.
An Ar ion laser is available as a laser light source that performs continuous oscillation in a wavelength range of this range. Ar ion lasers having an oscillation wavelength in the range of 351 nm or 364 to 351 nm are commercially available. In addition, in the laser that combines the Ar ion laser and the second harmonic crystal, 229n
Those having several oscillation wavelengths ranging from m to 264 nm are commercially available. Furthermore, a wavelength of 266 nm is obtained with the fourth harmonic of the Nd: YAG laser.
【００１８】また、０.１５μmの分解能を得たい場合に
波長２５０ｎｍの光源を用いると、約０.８のＮＡが必
要となる。When a light source with a wavelength of 250 nm is used to obtain a resolution of 0.15 μm, an NA of about 0.8 is required.
【００１９】周波数シフタ１２から射出した光は、ハー
フミラー５により参照光１５とプローブ光１６に分離さ
れる。参照光１５は、そのまま検光子１７を経て集光レ
ンズ１８により参照光検出器１４上で干渉し、干渉ビー
ト波形が電気信号波形に変換される。一方、プローブ光
１６は、対物レンズ３により試料（位相シフトレチクル
１）上に集光される。The light emitted from the frequency shifter 12 is separated by the half mirror 5 into a reference light 15 and a probe light 16. The reference light 15 passes through the analyzer 17 as it is, and interferes on the reference light detector 14 by the condenser lens 18, and the interference beat waveform is converted into an electric signal waveform. On the other hand, the probe light 16 is focused on the sample (phase shift reticle 1) by the objective lens 3.
【００２０】このとき、試料上では図２に示すように、
周波数シフタ１２で分けられた基準光による基準スポッ
ト光２０２と測定光による測定スポット光２０３とし
て、それぞれ異なるスポット径で集光される。測定スポ
ット光２０３は、光学系の回折限界まで集光されるのが
空間分解能を高めるためには望ましい。また、基準スポ
ット光２０２は、基準となる高さを決めるものであるの
で、ある程度十分な大きさを持ったスポット径が必要で
ある。この場合、基準高さはスポット内に含まれる平面
の高さの平均として定められる。このため、基準スポッ
ト光２０２内に遮光部分と透過部分とが混在しても構わ
ない。At this time, as shown in FIG.
The reference spot light 202 based on the reference light and the measurement spot light 203 based on the measurement light, which are divided by the frequency shifter 12, are condensed with different spot diameters. It is desirable that the measurement spot light 203 be condensed to the diffraction limit of the optical system in order to improve the spatial resolution. Further, since the reference spot light 202 determines a reference height, a spot diameter having a sufficient size to some extent is required. In this case, the reference height is defined as the average of the heights of the planes included in the spot. Therefore, the light blocking portion and the light transmitting portion may be mixed in the reference spot light 202.
【００２１】また、測定スポット光２０３は基準スポッ
ト光２０２の中央に配置すると、測定に方向性がなくな
り、パターンの方向に拘らず測定が可能になる。これ
は、自動的、連続的に試料全面を走査するタイプの測定
には有利な特徴である。Further, when the measurement spot light 203 is arranged at the center of the reference spot light 202, the measurement has no directionality, and the measurement can be performed regardless of the pattern direction. This is an advantageous feature for measurement of the type in which the entire surface of the sample is automatically and continuously scanned.
【００２２】もともと同一の光を同一の光学系で集光
し、なおかつ異なるサイズのスポットをつくるのが複屈
折レンズ４の役割である。複屈折レンズ４は、複屈折性
光学結晶（あるいは複屈折性電気光学結晶）の特性であ
る、１つの偏波面とそれと直交する偏波面とで屈折率が
異なるという特徴を生かして、異なる直交する偏波面の
光に対して異なる焦点距離を有するレンズとして動作す
る。なお、図中では、説明を明確にするために、一方に
は有限の焦点距離のレンズとして、もう一方には無限の
焦点距離を持つものとして示してある。The role of the birefringent lens 4 is to originally collect the same light with the same optical system and form spots of different sizes. The birefringent lens 4 is orthogonal to different birefringent optical crystals (or birefringent electro-optical crystals), which is a characteristic that the refractive index is different between one polarization plane and a polarization plane orthogonal thereto. It operates as a lens having different focal lengths for light of the plane of polarization. It should be noted that, in the drawings, for clarity of explanation, one lens is shown as having a finite focal length, and the other is shown as having an infinite focal length.
【００２３】この様に複屈折レンズは特殊な機能を持つ
ため、一般の光学素子ほどは自由度が高くなく、装置構
成上設計に制約を受ける場合がある。図１１の（ｂ）に
は、図１１の（ａ）で示す複屈折レンズ４の機能を、一
般の光学素子で代用する例を示してある。入射した光
は、その偏波面により偏光ビームスプリッタ１１０１で
分岐され、一方は、ミラー１１０２およびレンズ１１０
３を経て、他方は、そのまま或いは異なる焦点距離のレ
ンズ（図中では省略）およびミラー１１０２を経て、偏
光ビームスプリッタ１１０４で再び１つのビームに合成
される。Since the birefringent lens has a special function as described above, it does not have as high a degree of freedom as a general optical element, and the design may be restricted due to the configuration of the device. FIG. 11B shows an example in which a general optical element substitutes the function of the birefringent lens 4 shown in FIG. The incident light is split by a polarization beam splitter 1101 due to its plane of polarization, and one is reflected by a mirror 1102 and a lens 110.
3, the other beam passes through a lens (not shown in the drawing) having a different focal length (not shown) and a mirror 1102, and is combined again into one beam by a polarization beam splitter 1104.
【００２４】次に、試料上で反射した基準光と測定光
は、検光子６によりそれぞれ干渉する偏波成分だけが通
され、結像レンズ７でピンホール８上に集光され、干渉
した出力（干渉波形）が、プローブ光検出器９にて電気
信号波形に変換される。検光子６は上記目的のため、互
いに直交する基準光と測定光の偏波面に対し、４５度の
傾きを持った偏波面の光が通る向きに設置される。これ
は、検光子１７についても同様である。Next, in the reference light and the measurement light reflected on the sample, only the polarized components that interfere with each other are passed by the analyzer 6, and are condensed on the pinhole 8 by the imaging lens 7, and the interfered output is obtained. The (interference waveform) is converted into an electric signal waveform by the probe photodetector 9. For the above-mentioned purpose, the analyzer 6 is installed in the direction in which the light of the polarization plane having an inclination of 45 degrees with respect to the polarization planes of the reference light and the measurement light orthogonal to each other passes. The same applies to the analyzer 17.
【００２５】さて、参照光検出器１４の出力３０２と、
プローブ光検出器９の出力３０１は、どちらも周波数シ
フタ１２によりシフトされた２つの光のビート信号とな
り、同一の周波数の正弦波となる。しかし、図３に示す
ように、位相が異なる信号となる。Now, the output 302 of the reference light detector 14 and
The output 301 of the probe photodetector 9 becomes a beat signal of two lights shifted by the frequency shifter 12, and becomes a sine wave of the same frequency. However, as shown in FIG. 3, the signals have different phases.
【００２６】この位相差ΔφB は、ΔφB ＝４πｎＤ／
λとなる。ここで、ｎは屈折率、λは測定光波長、Ｄは
基準面からの欠陥高さである。ｎは、図１に示す反射式
計測の場合には、試料が載置されている雰囲気、一般に
は空気の屈折率（ｎ≒１）となる。This phase difference Δφ B is Δφ B = 4πnD /
becomes λ. Here, n is the refractive index, λ is the measurement light wavelength, and D is the defect height from the reference surface. In the case of the reflection type measurement shown in FIG. 1, n is the refractive index (n≈1) of the atmosphere in which the sample is placed, generally air.
【００２７】また、本計測方式は、レチクル等のホトマ
スクなどの透明基板に対しては、図８に示す本発明によ
る欠陥位相差量の計測装置の第２例のごとく、プローブ
光検出器９を、照明光源側とは試料（位相シフトレチク
ル１）をはさんで反対側に配置し（図８の場合には、試
料基板の表面側から照明し、裏面側にプローブ光検出器
９を配置している）、透過光式で計測することもでき
る。この場合のｎは、欠陥の物質の屈折率となる。な
お、図８において、８０３は試料基板の裏面側に配置し
た対物レンズ（基板裏面側対物レンズ）である。Further, according to the present measuring method, for a transparent substrate such as a photomask such as a reticle, a probe photodetector 9 is used as in the second example of the defect phase difference measuring device according to the present invention shown in FIG. , The sample (phase shift reticle 1) is placed on the side opposite to the illumination light source side (in the case of FIG. 8, the sample substrate is illuminated from the front side and the probe photodetector 9 is placed on the back side. It is also possible to measure with a transmitted light type. In this case, n is the refractive index of the defective substance. In FIG. 8, reference numeral 803 denotes an objective lens (substrate back side objective lens) arranged on the back side of the sample substrate.
【００２８】透過光式計測においては、遮光部分ではプ
ローブ光が遮られ、基準光の位相が光透過部分だけで決
定されるため、高さの異なる遮光部分の影響を受けず
に、計測が安定するという利点がある。もともと位相欠
陥は、光透過部分だけに存在する欠陥であるから、遮光
部分のデータを排除することには何の問題もない。In the transmitted light type measurement, the probe light is shielded in the light shielding portion, and the phase of the reference light is determined only by the light transmitting portion. Therefore, the measurement is stable without being affected by the light shielding portions having different heights. There is an advantage of doing. Since the phase defect originally exists only in the light transmitting portion, there is no problem in eliminating the data in the light shielding portion.
【００２９】ここまでの説明は、欠陥の微小領域１点だ
けの高さについて述べたが、試料を載置したＸ−Ｙステ
ージまたはＸ−Ｙ−Ｚステージを、Ｘ−Ｙ方向に走査す
ることにより、欠陥全体の立体形状（高さの分布と表現
してもいいし、基準平面に対する位相差量の分布と表現
しても良い）を測定することができる。Although the description so far has been made on the height of only one minute area of the defect, the XY stage or the XYZ stage on which the sample is placed is scanned in the XY direction. Thus, it is possible to measure the three-dimensional shape of the entire defect (may be expressed as a height distribution or may be expressed as a distribution of the phase difference amount with respect to the reference plane).
【００３０】なお、位相欠陥としては、説明の便宜上、
基準平面に対する物理的な凹凸を例にとって説明した
が、本発明は、位相シフトレチクル１（試料基板）上の
欠陥（位相欠陥）が、物理的には試料基板の基準平面と
同一高さであるも、不純物の混入等により屈折率が所期
のもの（他の正常な場所）と異なる場合の欠陥（位相欠
陥）の計測にも有効である。このように、欠陥（位相欠
陥）が、物理的には試料基板の基準平面と同一高さであ
るも、不純物の混入等により屈折率が所期のものと異な
る場合には、試料を載置したステージを走査することに
より、欠陥全体の屈折率の分布を計測することができ
る。As a phase defect, for convenience of explanation,
Although the description has been made by taking the physical unevenness with respect to the reference plane as an example, in the present invention, the defect (phase defect) on the phase shift reticle 1 (sample substrate) is physically the same height as the reference plane of the sample substrate. Also, it is effective for measuring defects (phase defects) when the refractive index differs from the desired one (other normal place) due to mixing of impurities. In this way, if the defect (phase defect) is physically at the same height as the reference plane of the sample substrate, but the refractive index is different from the expected one due to mixing of impurities, etc., mount the sample. By scanning the above stage, the distribution of the refractive index of the entire defect can be measured.
【００３１】なおまた、上記した走査は、試料を固定
し、プローブ光１６あるいはプローブ光１６を含む光学
系全体を走査する方式、または、試料を載置したステー
ジを走査する方式と光学系を走査する方式との組み合わ
せであっても構わない。The above-mentioned scanning is performed by fixing the sample and scanning the probe light 16 or the entire optical system including the probe light 16, or scanning the stage on which the sample is mounted and scanning the optical system. It may be a combination with the method.
【００３２】また、ここまでの説明では、測定スポット
光１点のデータを計測することを述べてきたが、本発明
では、図４に示すごとく、測定光をスリット状の測定ス
リット光４０１として、試料上に集光し測定しても良
い。この場合、スリット全体の出力を検出した場合に
は、スリット平均の高さを測定することになってしまう
が、図５に示すごとく、プローブ光検出器をリニアセン
サ５０１とし、試料上の像をリニアセンサ５０１上に結
像することにより、スリット内の高さ情報を、リニアセ
ンサ５０１の１画素ごとに分解して、測定することがで
きる。従って、線状の高さ分布が一度に測定できること
になり、欠陥全体の高さ分布を測定するにあたり、走査
方向を例えばＹ方向だけにできる利点を有する。この場
合の複屈折レンズは、シリンドリカル性のあるものとな
る。Further, in the above description, the measurement of the data of one point of the measurement spot light has been described. However, in the present invention, as shown in FIG. The light may be collected on the sample and measured. In this case, if the output of the entire slit is detected, the average height of the slit will be measured. However, as shown in FIG. 5, the probe photodetector is the linear sensor 501, and the image on the sample is By forming an image on the linear sensor 501, the height information in the slit can be decomposed for each pixel of the linear sensor 501 and measured. Therefore, the linear height distribution can be measured at one time, and there is an advantage that the scanning direction can be set only in the Y direction when measuring the height distribution of the entire defect. The birefringent lens in this case has a cylindrical property.
【００３３】また、図７に示すごとく、測定光を大き
な、例えば欠陥全体を覆う広視野測定スポット７０１と
し、検出器を２次元エリアセンサとして、試料上に仮想
的に投影された２次元エリアセンサの像７０２が、図７
に示す関係となるようにすれば、走査することなく欠陥
全体の高さを測定することができる。Further, as shown in FIG. 7, the measurement light is a large-field measurement spot 701 that covers a large defect, for example, and the detector is a two-dimensional area sensor. The two-dimensional area sensor is virtually projected on the sample. Image 702 of FIG.
With the relationship shown in (1), the height of the entire defect can be measured without scanning.
【００３４】なおまた、図５の例では、リニアセンサと
してＣＣＤのような出力が単一のタイプのセンサの適用
を想定しているが、本発明のごとくヘテロダイン干渉を
利用した検出では、信号の位相差を知るために検出信号
を波形としてサンプリングせねばならず、このために
は、波形を複数回測定しなければならない。従って、高
速にサンプリングする必要があるが、その速度によって
は、ＣＣＤのように単一の出力のリニアセンサではな
く、図６に示すごとく、それぞれの画素のデータが並列
に取り出せる並列出力形リニアセンサ６０１（例えばフ
ォトダイオードアレイ）を用いても良い。In addition, in the example of FIG. 5, it is assumed that a sensor having a single output, such as a CCD, is used as the linear sensor, but in the detection using the heterodyne interference as in the present invention, the signal In order to know the phase difference, the detection signal must be sampled as a waveform, which requires measuring the waveform multiple times. Therefore, it is necessary to sample at a high speed, but depending on the speed, a parallel output type linear sensor capable of taking out the data of each pixel in parallel as shown in FIG. 6 is not a single output linear sensor like a CCD. 601 (for example, a photodiode array) may be used.
【００３５】このようにヘテロダイン干渉を用いた計測
では、精度が高いという特徴を有するが、検出を波形で
行う必要がある。必要とする高さ分解能がλ／５００〜
λ／１０００を超えるような場合には、ヘテロダイン干
渉方式がよいが、分解能がλ／１００〜λ／５００以下
でよい場合には、ヘテロダイン干渉以外でも対応できる
（位相シフトレチクルの欠陥修正精度には、±３度〜５
度の精度が必要であるが、これは上記ヘテロダイン干渉
方式を用いないぎりぎりの精度である）。As described above, the measurement using the heterodyne interference has a feature that the accuracy is high, but it is necessary to detect the waveform. Required height resolution is λ / 500 ~
In the case of exceeding λ / 1000, the heterodyne interference method is preferable, but when the resolution is in the range of λ / 100 to λ / 500 or less, other than the heterodyne interference, it is possible to cope with the defect correction accuracy of the phase shift reticle. , ± 3 ~ 5
Accuracy is required, but this is just the accuracy without using the above-mentioned heterodyne interference method).
【００３６】図３２は、ヘテロダイン干渉を用いない、
本発明による欠陥位相差量の計測装置の第４例の構成を
示している。本例の計測装置は、前記した図１の構成か
ら、周波数シフタと参照光検出に関する部分を除いた、
より簡単な構成となっている。この場合の検出信号は、
明暗のレベルとして検出され、基準平面と同じ高さでは
明の出力が、基準平面と１８０度の位相差のある高さで
は暗の出力が得られる。それ以上の場合にはその繰り返
しとなり、出力と高さの関係は１対１とはならなくな
る。位相シフトレチクル１に発生する位相欠陥は、位相
シフタの厚みがその最大と考えられる。なぜなら、正常
な位相シフタを形成する際に正常にエッチングされなか
ったエッチング残りが、位相欠陥の大部分を占めるから
である。FIG. 32 does not use heterodyne interference,
The structure of the 4th example of the measuring apparatus of the amount of defect phase differences by this invention is shown. The measuring apparatus of this example has the same structure as that shown in FIG. 1 except for portions related to frequency shifter and reference light detection.
It has a simpler structure. The detection signal in this case is
Detected as a level of light and dark, a bright output is obtained at the same height as the reference plane, and a dark output is obtained at a height having a phase difference of 180 degrees with the reference plane. In the case of more than that, it is repeated, and the relationship between the output and the height is not one-to-one. The phase defect occurring in the phase shift reticle 1 is considered to have the maximum thickness of the phase shifter. This is because the etching residue that was not normally etched when forming a normal phase shifter accounts for most of the phase defects.
【００３７】正常な位相シフタの厚みは、透過光にλ／
２の位相差を与える厚みであるので、位相欠陥の高さ
も、透過光方式で測定した場合にはλ／２を超えること
がないと考えて構わない。この厚みｄは、位相シフタの
屈折率をｎ、空気の屈折率を１、露光波長をλとする
と、ｄ＝λ／２（ｎ−１）で与えられる。この位相シフ
タの高さを反射式で測定すると、その光路差は２ｄとな
り、２ｄ＝λ／（ｎ−１）となる。ｎは１．５近辺の値
であるので、ｎ＝１．５とすると、光路差は２ｄ＝２λ
となる。すなわち、反射式では透過式の１／４の厚みま
でしか、特別な工夫なしに測定できないことになる。従
って、測定レンジから考えると透過式の測定の方が有利
である。ただし、欠陥の寸法が微小であることを考える
と、正常な位相シフタ程の厚みがあるとは考えにくく、
反射式で対応することも可能だと考えられる。逆に、反
射式で計測した場合には、透過式よりも４倍の感度（分
解能）で計測することができると言うこともできる。こ
の点は、分解能と測定レンジの兼ね合いから判断すべき
で、その両方を望む場合には両者の計測方法を組み合わ
せれば良い。The normal thickness of the phase shifter is λ / for transmitted light.
Since the thickness gives a phase difference of 2, it can be considered that the height of the phase defect does not exceed λ / 2 when measured by the transmitted light method. This thickness d is given by d = λ / 2 (n−1) where n is the refractive index of the phase shifter, 1 is the refractive index of air, and λ is the exposure wavelength. When the height of this phase shifter is measured by a reflection method, the optical path difference is 2d, and 2d = λ / (n-1). Since n is a value near 1.5, the optical path difference is 2d = 2λ when n = 1.5.
Becomes That is, the reflection type can measure up to a quarter of the thickness of the transmission type without special measures. Therefore, the transmission type measurement is more advantageous in consideration of the measurement range. However, considering that the size of the defect is very small, it is difficult to think that it is as thick as a normal phase shifter.
It is thought that it is possible to deal with it by a reflection type. On the contrary, it can be said that when the measurement is performed by the reflection method, the measurement can be performed with a sensitivity (resolution) four times that of the transmission method. This point should be judged from the balance between the resolution and the measurement range, and if both of them are desired, both measurement methods may be combined.
【００３８】透過光式の構成上の難しさは、基板裏面側
に配置される対物レンズ（例えば図８中のレンズ８０
３）にある。この対物レンズは、基板裏面から基板表面
に焦点を合わせなければならないため、基板の厚みだけ
焦点位置が遠くなり、大きな作動距離が必要となる。こ
のため、基板の厚みを考慮したレンズの設計が必要とな
り、また、高解像なレンズを得ることが難しくなる。The difficulty in constructing the transmitted light system is that the objective lens (for example, the lens 80 in FIG. 8) arranged on the back surface side of the substrate is used.
3). Since this objective lens has to be focused on the front surface of the substrate from the rear surface of the substrate, the focal position is distant by the thickness of the substrate, and a large working distance is required. Therefore, it is necessary to design the lens in consideration of the thickness of the substrate, and it is difficult to obtain a high resolution lens.
【００３９】図１５に示すように、基板の表面側に高Ｎ
Ａの、従って高解像なレンズ１５０１を配置し、裏面側
に低ＮＡの、従って設計の容易な、あるいは基板を光が
透過することの影響の少ないレンズ１５０２を配置する
ことにより、この問題を回避できる。具体的には、図８
のように試料基板の表面側から照明を行う構成では、表
面側の対物レンズ３を高解像にして、微小な測定スポッ
トを試料上に形成できれば、検出側はそのスポットから
の光を集めるだけの解像度のレンズでよく、必ずしも高
解像である必要はない。As shown in FIG. 15, high N
This problem is solved by arranging the lens 1501 of A, and thus of high resolution, and arranging the lens 1502 of low NA, and therefore of easy design or less influence of light transmission through the substrate, on the back surface side. It can be avoided. Specifically, FIG.
In the configuration in which the surface side of the sample substrate is illuminated as described above, if the high resolution of the objective lens 3 on the surface side and a minute measurement spot can be formed on the sample, the detection side only collects the light from the spot. A lens with a resolution of 3 is sufficient, and it does not necessarily have to have a high resolution.
【００４０】しかし、検出器をリニアセンサやエリアセ
ンサにした場合には、センサの各画素に対して正確に試
料上の像を結像する必要があり、この場合はセンサ側に
高解像な対物レンズが必要となる。一方、測定光のスポ
ットは大きくなるため、照明側のレンズは低解像で良く
なる。そこで、図１４に示す本発明による欠陥位相差量
の計測装置の第３例のごとく、試料基板の裏面側から照
明する構成が望ましい。図１４に示す例では、リニアセ
ンサとしてＣＣＤを想定している。このため、検出信号
を波形として時間軸で検出するために、波形メモリ１４
０１を加えてある。However, when the detector is a linear sensor or an area sensor, it is necessary to accurately form an image on the sample for each pixel of the sensor. In this case, high resolution is obtained on the sensor side. An objective lens is required. On the other hand, since the spot of the measurement light becomes large, the lens on the illumination side can be improved with low resolution. Therefore, it is desirable to illuminate from the back surface side of the sample substrate, as in the third example of the defect phase difference amount measuring apparatus according to the present invention shown in FIG. In the example shown in FIG. 14, a CCD is assumed as the linear sensor. Therefore, in order to detect the detection signal as a waveform on the time axis, the waveform memory 14
01 is added.
【００４１】いずれの場合でも、レチクル等のホトマス
クなどに適用した場合には、その厚みが複数のものが同
時に使われており（例えば２．３ｍｍ、６．３ｍｍ、
９．０ｍｍ）、このことがレンズの設計を難しくする。
何となれば、複数の厚みの基板越しに焦点を解像よく結
ぶように設計することはできないからである。そこで、
もっとも厚い基板（例えば９．０ｍｍ）に合わせてレン
ズを設計し、その他の厚みの基板を計測するときには、
基板裏面側の対物レンズ１４０３と基板との間に光路差
補正板１２１を挿入して使用するようにする。In any case, when applied to a photomask such as a reticle, a plurality of those having a plurality of thicknesses are used at the same time (for example, 2.3 mm, 6.3 mm,
9.0 mm), which makes the lens design difficult.
This is because it is not possible to design so that the focal points are well resolved over a plurality of substrates having different thicknesses. Therefore,
When designing a lens according to the thickest substrate (for example, 9.0 mm) and measuring substrates of other thicknesses,
The optical path difference correction plate 121 is inserted between the objective lens 1403 on the back side of the substrate and the substrate for use.
【００４２】図１２に示す光路長補正板１２１は、基板
と光路長補正板のそれぞれの光路長が、各基板厚みで等
しくなるように材質と厚みが選ばれる。例えば、試料基
板と同一材質（例えば合成石英）か或いは屈折率が同一
の材料であり、その厚みは、もっとも厚い基板（例えば
９．０ｍｍ）とその他の基板（例えば２．３ｍｍ、６．
３ｍｍ）との差（従って６．７ｍｍと２．７ｍｍ）を厚
みとする。このとき、９．０ｍｍ厚の基板を測定すると
きには光路長補正板を除き、６．３ｍｍ厚の基板を測定
するときには２．７ｍｍの光路長補正板を挿入し、２．
３ｍｍ厚の基板を計測するときには６．７ｍｍの光路長
補正板を挿入する。The material and thickness of the optical path length correction plate 121 shown in FIG. 12 are selected so that the optical path lengths of the substrate and the optical path length correction plate are the same for each substrate thickness. For example, the sample substrate is made of the same material (for example, synthetic quartz) or has the same refractive index, and has the thickest substrate (for example, 9.0 mm) and other substrates (for example, 2.3 mm and 6.
3 mm) (thus 6.7 mm and 2.7 mm) is the thickness. At this time, when measuring a 9.0 mm thick substrate, the optical path length correction plate is removed, and when measuring a 6.3 mm thick substrate, a 2.7 mm optical path length correction plate is inserted.
When measuring a substrate having a thickness of 3 mm, an optical path length correction plate having a thickness of 6.7 mm is inserted.
【００４３】もっとも、図１３に示すごとく、各厚みの
基板にそれぞれ対応させて設計した対物レンズ１３０
１、１３０２、１３０３を、基板の厚みにあわせて交換
するようにしても構わない。Of course, as shown in FIG. 13, the objective lens 130 designed corresponding to each substrate of each thickness.
The 1, 1302, 1303 may be replaced according to the thickness of the substrate.
【００４４】また、図１６には、基板厚みの影響をまっ
たく受けないレンズとして、アキシコンレンズ１６０１
を用いた例を示した。これはレンズの１６０２部分と１
６０３部分から出た光が干渉縞を空間中に形成すること
により、回折限界まで絞られたビームを長い距離にわた
って形成するレンズである。In FIG. 16, an axicon lens 1601 is shown as a lens that is not affected by the substrate thickness at all.
An example using is shown. This is the 1602 part of the lens and 1
This is a lens that forms a beam narrowed down to the diffraction limit over a long distance by forming interference fringes in space by the light emitted from the portion 603.
【００４５】この、基板厚の違いから発生する問題点
は、なにも欠陥の高さ計測に限った問題ではなく、例え
ば、レチクル等のホトマスクの回路パターン形状を検査
する場合にも共通する。従って、これらの技術的手段
は、広く透明基板上の像を透過した光で結像、あるいは
その光を集光する技術全般に共通な事項である。This problem caused by the difference in the substrate thickness is not limited to the defect height measurement, and is common to the case of inspecting the circuit pattern shape of a photomask such as a reticle. Therefore, these technical means are common to all the techniques of forming an image with light that has widely transmitted an image on a transparent substrate or condensing the light.
【００４６】次に、試料上における基準光と測定光との
位置・形状の関係のバリエーションを示す。Next, variations in the position / shape relationship between the reference light and the measurement light on the sample will be shown.
【００４７】図２、図４、図７に示した関係では、方向
性がない検出が可能となるが、異なるスポット形状を実
現するために、複屈折レンズ等の特殊な光学系が必要に
なる。欠陥の測定作業にある程度の人間の介在を許す
か、画像処理技術により、測定欠陥ごとに回路パターン
の方向性を認識して基準・測定のスポットを配置するの
なら、方向性のあるスポットの配置も可能となる。With the relationships shown in FIGS. 2, 4, and 7, detection without directionality is possible, but a special optical system such as a birefringent lens is required to realize different spot shapes. . If some degree of human intervention is allowed in the defect measurement work, or if the reference / measurement spots are arranged by recognizing the directionality of the circuit pattern for each measurement defect using image processing technology, the arrangement of directional spots Will also be possible.
【００４８】図１７には、どちらも同じスポット径にな
った基準光スポット２２と測定光スポット２３を示す。
２つのスポットは互いに離れた位置で、基準光スポット
２２は基準面あるいは欠陥のない正常な部分に投影さ
れ、測定光スポット２３は欠陥部分に投影され、それぞ
れ投影された位置の高さ情報を持つ。この場合、基準光
スポットが微小な点なため、安定性が悪くなり、また測
定の方向性も出てくるが、このように同一のスポットに
すると、複屈折レンズ等の特殊な光学系が不要になる。
このような微小スポットを作るためには、図１８に示す
ような複屈折性のプリズム１８０１を用いるのが一般的
である。FIG. 17 shows a reference light spot 22 and a measurement light spot 23, both of which have the same spot diameter.
The two spots are separated from each other, the reference light spot 22 is projected on a reference plane or a normal portion without a defect, and the measurement light spot 23 is projected on a defective portion, each of which has height information of the projected position. . In this case, since the reference light spot is a minute point, the stability will deteriorate and the directionality of the measurement will also appear, but if the same spot is used in this way, no special optical system such as a birefringent lens is required. become.
In order to form such a minute spot, a birefringent prism 1801 as shown in FIG. 18 is generally used.
【００４９】図１９に、検出器としてリニアセンサを用
いる場合の照明形状を示す。基準スリット光１９０１も
測定スリット光１９０２も、どちらも同じスリット状で
ある。この場合、測定が高速化されるメリット以外に、
基準スリット光がスポット光の場合よりも広い範囲の平
均値を基準面としてとるため、測定が安定化する。FIG. 19 shows an illumination shape when a linear sensor is used as the detector. Both the reference slit light 1901 and the measurement slit light 1902 have the same slit shape. In this case, in addition to the merit of speeding up the measurement,
Since the average value in a wider range than the case where the reference slit light is spot light is used as the reference surface, the measurement is stabilized.
【００５０】安定化という観点からは、スリット光より
も図２０に示すような基準エリア光２００１のような方
が良くなる。もちろん、安定性という点では、図２１に
示すように、測定側が測定スポット光２１０１であって
も同様である。ただし、いずれの場合でも、基準光と測
定光が異なるビーム径状のため、複屈折レンズ等の工夫
が必要となる。From the viewpoint of stabilization, the reference area light 2001 as shown in FIG. 20 is better than the slit light. Of course, from the viewpoint of stability, the same applies to the measurement spot light 2101 on the measurement side as shown in FIG. However, in any case, since the reference light and the measurement light have different beam diameters, it is necessary to devise a birefringent lens or the like.
【００５１】図２２では安定性と簡便なスポットの形成
を考えて、基準エリア光２００１と測定エリア光２２０
１の組み合わせを示した。この場合は、検出器にはリニ
アセンサかエリアセンサを使うのが望ましい。In FIG. 22, the reference area light 2001 and the measurement area light 220 are considered in consideration of stability and simple spot formation.
1 combination was shown. In this case, it is desirable to use a linear sensor or area sensor for the detector.
【００５２】図２３ではより安定な検出のため、さらに
大きな基準エリア光２３０１と測定エリア光２３０２に
したが、回路パターンの遮光部分にまで照明があたり、
正確な測定には好ましくない。これに対しては、図２４
に示すように、視野絞りによりビーム形状を遮光部分に
まであたらないような、基準エリア光２４０１と測定エ
リア光２４０２にするか、裏面側からの透過照明で検出
すればよい。In FIG. 23, a larger reference area light 2301 and a larger measurement area light 2302 are used for more stable detection. However, even the light-shielding portion of the circuit pattern is illuminated,
Not suitable for accurate measurement. For this, see FIG.
As shown in FIG. 7, the reference area light 2401 and the measurement area light 2402 may be set so that the beam shape does not reach the light-shielding portion by the field stop, or the light may be detected by transmitted illumination from the back surface side.
【００５３】なお、欠陥（位相欠陥）の立体形状分布ま
たは屈折率分布の計測は、これまで述べてきた光学的な
手法以外にも、ＡＦＴやＴＥＭのような原子間力を用い
た走査顕微鏡による計測手法であってもよい。The three-dimensional shape distribution or the refractive index distribution of defects (phase defects) can be measured by a scanning microscope using atomic force such as AFT or TEM, in addition to the optical method described above. It may be a measurement method.
【００５４】次に、上述した欠陥位相差量（位相欠陥の
立体形状分布または屈折率分布）の測定技術を用いて、
欠陥（位相欠陥）を修正する手順について説明する。Next, using the above-described technique of measuring the amount of defect retardation (three-dimensional shape distribution or refractive index distribution of phase defects),
A procedure for correcting a defect (phase defect) will be described.
【００５５】図９に示すように、まず、欠陥検査装置ま
たは異物検査装置９０１によって、欠陥を検出する。そ
の検出結果９０３をもって（例えば座標データ、ステー
ジ座標で合わせる）、欠陥位相差量の計測装置９０２に
よって欠陥位相差量（欠陥の立体形状または屈折率の分
布）を測定する。ここで、欠陥の検出と欠陥位相差量の
測定とを別な装置に分けたのは、主としてそれぞれの装
置の性格の違いによる。欠陥検査装置または異物検査装
置９０１には、欠陥の存在を検出できるだけのなるだけ
低い解像度で、より高速に検査することが求められてい
る。一方、欠陥位相差量の計測装置９０２の方には、欠
陥修正作業に必要な立体形状データまたは屈折率の分布
データ（以降、これを欠陥形状データ９０４と総称す
る）を、より高い解像度で測定することが求められてい
るからである。もちろん、両方の仕様を満足することが
できるのなら、１つの装置に両方の機能を持たせること
に問題はない。As shown in FIG. 9, first, a defect is detected by the defect inspection device or the foreign substance inspection device 901. With the detection result 903 (for example, coordinate data, matching with stage coordinates), the defect phase difference amount measuring device 902 measures the defect phase difference amount (defect three-dimensional shape or refractive index distribution). Here, the reason why the defect detection and the defect phase difference amount measurement are divided into different devices is mainly due to the difference in the characteristics of the respective devices. The defect inspection device or the foreign substance inspection device 901 is required to inspect at a higher speed with a resolution as low as possible to detect the presence of a defect. On the other hand, the defect phase difference measuring device 902 measures three-dimensional shape data or refractive index distribution data (hereinafter collectively referred to as defect shape data 904) necessary for defect correction work with higher resolution. This is because it is required to do so. Of course, if both specifications can be satisfied, there is no problem in having one device having both functions.
【００５６】さて、得られた欠陥形状データ９０４は、
欠陥修正装置９０５へ送られ、ここで欠陥形状データ９
０４に基づいて欠陥の修正が行われる。この時点での欠
陥形状データ９０４は、非常に高い分解能で測定された
データであるため、ステージ座標で合わせただけでは形
状が再現できない。そこで位置合わせが必要になる。し
かし、欠陥修正装置９０５として想定されるＦＩＢ装置
では、材質の差を可視化するため、正常部分と欠陥部分
とが同一の材質でできていた場合には、欠陥の可視化が
できなくなる。そこで、両者の装置の位置合わせのため
にアライメントマークを設ける。Now, the obtained defect shape data 904 is
The defect shape data 9 is sent to the defect correction device 905.
The defect is corrected based on 04. Since the defect shape data 904 at this point is data measured with extremely high resolution, the shape cannot be reproduced only by adjusting the stage coordinates. Therefore, alignment becomes necessary. However, in the FIB device assumed as the defect repairing device 905, the difference in material is visualized. Therefore, if the normal portion and the defective portion are made of the same material, the defect cannot be visualized. Therefore, an alignment mark is provided to align the two devices.
【００５７】図１０に、位相シフトレチクル等のホトマ
スクにおける具体的な欠陥位置決めマーク（アライメン
トマーク）１００１の例を示す。図１０では、遮光部分
上へ、露光転写に対して影響ない極微細（例えば０．１
μｍ）の穴を２〜３カ所開け、遮光部分の材料（金属薄
膜）に対して異なる材料（合成石英）をむき出させた。
この穴は光による解像度以下の寸法のため、露光の際に
転写することはないが、ＦＩＢは解像度が光より高くす
ることができるため、観察することができる。穴を開け
るのは、極微細なスポットに絞ったレーザで、金属薄膜
を蒸発させることにより行う。また、ＦＩＢ等の荷電粒
子ビーム装置で行っても良い。FIG. 10 shows an example of a specific defect positioning mark (alignment mark) 1001 on a photomask such as a phase shift reticle. In FIG. 10, an extremely fine pattern (for example, 0.1 μm) that does not affect the exposure transfer is formed on the light-shielded portion.
μm) holes were made at two or three places, and a different material (synthetic quartz) was exposed to the material (metal thin film) of the light-shielding portion.
Since this hole has a size smaller than the resolution by light, it is not transferred during exposure, but the FIB can be observed because the resolution can be higher than that of light. The holes are made by evaporating the metal thin film with a laser focused on an extremely fine spot. Alternatively, a charged particle beam device such as FIB may be used.
【００５８】または、レーザＣＶＤやＦＩＢにより、遮
光部分上に金属薄膜とは異なる材質のものを堆積させる
手法でも良い。この場合には、転写の可能性がまったく
ないので、この方がより大きなアライメントマーク（例
えば０．５μｍ以上）を作ることができる。Alternatively, a method of depositing a material different from the metal thin film on the light-shielding portion by laser CVD or FIB may be used. In this case, since there is no possibility of transfer, it is possible to make a larger alignment mark (for example, 0.5 μm or more).
【００５９】図３１は、レーザ加工によるアライメント
マークの加工方法を説明するための図である。FIG. 31 is a diagram for explaining a method of processing an alignment mark by laser processing.
【００６０】図３１において、１は被修正試料（位相シ
フトレチクル）、３１４０はガス供給系であり、３１４
１はガスの供給源、３１４２、３１４４はバルブ、３１
４３はガス流量制御部、３１４５はガスを試料表面に供
給するノズル、３１４６は供給されるガスである。ま
た、３１０２は真空チャンバ、３１０３は真空チャンバ
を真空にするための真空排気ポート、３１０１はレーザ
源、３１０９はレーザビーム制御ユニット、３１０４は
レーザビームを集光させるレンズ、３１０５は試料を載
置してＸ−Ｙ方向に移動可能なステージ、３１０６はレ
ーザビーム、３１０７はレーザビームの方向を変えるた
めのミラー、３１０８は真空チャンバ内にレーザビーム
３１０６を導入するための窓である。In FIG. 31, 1 is a sample to be corrected (phase shift reticle), 3140 is a gas supply system, and 314 is a gas supply system.
1 is a gas supply source, 3142 and 3144 are valves, 31
Reference numeral 43 is a gas flow rate control unit, 3145 is a nozzle for supplying gas to the sample surface, and 3146 is gas to be supplied. Further, 3102 is a vacuum chamber, 3103 is a vacuum exhaust port for evacuating the vacuum chamber, 3101 is a laser source, 3109 is a laser beam control unit, 3104 is a lens for condensing the laser beam, 3105 is a sample mounted thereon. And a stage 3106 which is movable in the XY directions, a laser beam 3106, a mirror 3107 for changing the direction of the laser beam, and a reference numeral 3108 a window for introducing the laser beam 3106 into the vacuum chamber.
【００６１】レーザ加工もいくつかの種類がある。第１
は、レーザによる除去加工であり、レーザビームを照射
した位置の材料を除去することで加工が行われる。この
場合は、ガス供給系３１４０は不要である。第２は、レ
ーザＣＶＤ加工である。この場合、供給するガスはＭｏ
（ＣＯ）6 、Ｗ（ＣＯ）6 、あるいはＰｔ（ＣＯ）6、
Ａｕ（ＣＯ）6 、ＴＥＯＳ等を材料ガスとして用い、レ
ーザビームを照射した位置でＣＶＤを行い、材料を堆積
することで、凸形状のアライメントマークを形成する。There are several types of laser processing. First
Is a removal process using a laser, and the process is performed by removing the material at the position irradiated with the laser beam. In this case, the gas supply system 3140 is unnecessary. The second is laser CVD processing. In this case, the supplied gas is Mo
(CO) 6 , W (CO) 6 , or Pt (CO) 6 ,
Using Au (CO) 6 , TEOS or the like as a material gas, CVD is performed at the position irradiated with the laser beam to deposit the material, thereby forming a convex alignment mark.
【００６２】アライメントマークを形成する位置は、ス
テージ３１０５の位置を制御することで可能になる。ま
た、加工されたアライメントマークの大きさは、加工時
間、あるいはガス流量で制御することが可能である。ま
た、加工中にステージ３１０５を移動させることで、ア
ライメントマークの平面形状を制御することも可能であ
る。The position where the alignment mark is formed can be controlled by controlling the position of the stage 3105. Further, the size of the processed alignment mark can be controlled by the processing time or the gas flow rate. It is also possible to control the planar shape of the alignment mark by moving the stage 3105 during processing.
【００６３】次に、欠陥修正装置の機能について説明す
る。図２８は、ＦＩＢ（Focused Ion Beam：集束イオン
ビーム）あるいはＥＢ（Elctron Beam：電子ビーム）等
の荷電粒子ビームを用いた加工方法を説明するための図
である。Next, the function of the defect repairing device will be described. FIG. 28 is a diagram for explaining a processing method using a charged particle beam such as FIB (Focused Ion Beam) or EB (Elctron Beam).
【００６４】図２８において、１は表面に欠陥がある試
料基板、２８３０はガス供給系であり、欠陥（位相欠
陥）が、正常部分と比べて凹んでいる場合に堆積させて
正常部分と高さをそろえる類いの修正時に使用される。
２８３１はガスの供給源、２８３２、２８３４はバル
ブ、２８３３はガス流量制御手段、２８３５はガスを試
料表面に供給するノズル、２８３６は供給されるガスで
ある。また、２８１１は真空チャンバ、２８１２は真空
チャンバを真空にするための真空排気ポート、２８１３
は荷粒子ビーム源、２８１４は荷電粒子ビーム２８１６
を集束させる静電レンズ、２８１５は試料を載置してＸ
−Ｙ方向に移動可能なステージ、２８０１はアライメン
トマーク検出ユニット、２８０２は欠陥座標位置決めユ
ニット、２８０３は荷電粒子ビーム制御ユニットであ
る。In FIG. 28, reference numeral 1 is a sample substrate having a surface defect, and 2830 is a gas supply system. When the defect (phase defect) is recessed as compared with the normal portion, it is deposited and the height is higher than that of the normal portion. It is used when fixing various sorts of items.
2831 is a gas supply source, 2832 and 2834 are valves, 2833 is a gas flow rate control means, 2835 is a nozzle that supplies gas to the sample surface, and 2836 is gas that is supplied. 2811 is a vacuum chamber, 2812 is a vacuum exhaust port for evacuating the vacuum chamber, 2813
Is a charged particle beam source, 2814 is a charged particle beam 2816.
, An electrostatic lens 2815 for focusing the sample on which a sample is placed and X
Reference numeral 2801 is an alignment mark detection unit, 2802 is a defect coordinate positioning unit, and 2803 is a charged particle beam control unit.
【００６５】荷電粒子ビームを用いた加工にはいくつか
の種類がある。第１には、荷電粒子ビームによるエッチ
ング加工である。この場合は、エッチングにより表面材
料を除去することで加工を行う。なお、この場合、ガス
供給系２８３０は不要である。第２には、荷電粒子ビー
ムによるガスアシストエッチングである。この場合は、
供給するガスに、塩素ガス（Ｃｌ2 ）、２弗化キセノン
（ＸｅＦ2 ）、沃素ガス（Ｉ2 ）、臭素ガス（Ｂｒ
2 )、あるいは水蒸気（Ｈ2Ｏ ）等をアシストガスとし
て用い、ガスアシストエッチングにより、表面の材料を
除去することで加工を行う。第３は、荷電粒子ビームを
用いたＣＶＤである。この場合は、供給するガスに、ピ
レンガス、Ｗ（ＣＯ）6 、あるいはＴＥＯＳ＋０2 の混
合ガス、またはＴＥＯＳ＋Ｏ3 の混合ガス等を、材料ガ
スとして用い、荷電粒子ビームを照射した位置でＣＶＤ
を行い、材料を堆積することで、欠陥を修正する。There are several types of processing using a charged particle beam. The first is an etching process using a charged particle beam. In this case, processing is performed by removing the surface material by etching. In this case, the gas supply system 2830 is unnecessary. The second is gas-assisted etching with a charged particle beam. in this case,
The gas supplied is chlorine gas (Cl 2 ), xenon difluoride (XeF 2 ), iodine gas (I 2 ), bromine gas (Br
2 ) or steam (H 2 O) or the like is used as an assist gas, and the material on the surface is removed by gas-assisted etching for processing. The third is CVD using a charged particle beam. In this case, the gas to be supplied, CVD pyrene, W (CO) 6 or a mixture gas of TEOS + 0 2, or a mixed gas of TEOS + O 3,, used as the material gas, at a position irradiated with the charged particle beam
Then, the defect is corrected by depositing the material.
【００６６】欠陥修正を行う位置は、ステージの位置を
制御することで可能になる。また、欠陥修正の度合い
は、加工時間、あるいはガス流量で制御することで可能
である。また、加工中にステージを移動させることで、
欠陥の修正を平面的に制御することができる。The position for defect correction can be controlled by controlling the position of the stage. Further, the degree of defect correction can be controlled by controlling the processing time or the gas flow rate. Also, by moving the stage during processing,
Defect correction can be controlled in a plane.
【００６７】図２５は、図９で示した工程手順(システ
ム構成)に、欠陥を構成する材質の分析装置を付加した
システム構成を示しており、この場合は、欠陥検出のあ
とで、検出された欠陥材質の分析を行う。FIG. 25 shows a system configuration in which an analyzer for a material constituting a defect is added to the process procedure (system configuration) shown in FIG. 9, and in this case, the defect is detected and then detected. The defective material is analyzed.
【００６８】ＦＩＢによる余剰欠陥の除去修正では、そ
の修正量をｄ（ミクロン）、荷電粒子ビームの電荷量
（ビーム電流と加工時間の積）をＣ（クーロン）、加工
面積Ｓ（平方ミクロン）、欠陥を構成する物質から求め
られる加工速度係数をα（立方ミクロン／クーロン）と
したとき、修正量ｄは、概略、ｄ＝α・Ｃ／Ｓで表され
る。例えば、ＳｉＯ2 におけるαは０．２５である。こ
の値は、欠陥の材質により異なるので、種々の材質の欠
陥に対応しようとすると、欠陥材質の分析が必要とな
る。欠陥材質を分析し、あらかじめ用意された物質と加
工速度係数のテーブルから加工条件を決定する。この分
析結果は、修正のみならず、発生した欠陥の材質によっ
ては工程にフィードバックすることにより、さらなる欠
陥の発生を防ぐ役割もある。このフィードバックには、
例えばレジスト残りならレジスト塗布機の清掃、洗浄剤
残りなら洗浄薬液の交換などがある。In FIB removal and repair of excess defects, the repair amount is d (microns), the charge amount of the charged particle beam (product of beam current and processing time) is C (coulomb), processing area S (square micron), When the processing speed coefficient obtained from the substance forming the defect is α (cubic micron / coulomb), the correction amount d is roughly expressed by d = α · C / S. For example, α in SiO 2 is 0.25. Since this value differs depending on the material of the defect, it is necessary to analyze the defective material in order to deal with defects of various materials. The defective material is analyzed, and the processing conditions are determined from a table of substances and processing speed coefficients prepared in advance. This analysis result not only corrects, but also serves to prevent further defects from occurring by feeding back to the process depending on the material of the defects that have occurred. This feedback includes
For example, if the resist remains, cleaning of the resist coating machine is performed, and if the cleaning agent remains, the cleaning chemical solution is replaced.
【００６９】また、この分析は、図２６や図３０に示す
ように、欠陥位相差量の測定のあとに行っても良い。な
お、図３０においては、欠陥検査装置または異物検査装
置９０１と、欠陥位相差量の計測装置９０２とを兼ねる
装置３００１としてある。Further, this analysis may be performed after the measurement of the defect phase difference amount, as shown in FIG. 26 and FIG. In FIG. 30, the device 3001 serves as both the defect inspection device or the foreign substance inspection device 901 and the defect phase difference amount measuring device 902.
【００７０】また、分析には、質量分析計などが用いら
れるが、ＳＩＭＳ（２次電子質量分析計）技術を用いれ
ば、プローブビームをＦＩＢとすることができ、図２７
に示すごとく、分析装置と修正装置を兼ねる装置２７０
１を構成することができる。このとき用いられるＳＩＭ
Ｓには、飛行時間型質量分析器や磁場質量分析器や四重
極質量分析器などが用いられる。図２９は、分析装置と
修正装置を兼ねる装置の１例を示しており、同図におい
て、２９０１はＳＩＭＳ、２９０２は荷電粒子ビーム制
御パラメータ演算ユニットである。Although a mass spectrometer or the like is used for the analysis, if the SIMS (secondary electron mass spectrometer) technique is used, the probe beam can be FIB.
270 as shown in FIG.
1 can be configured. SIM used at this time
For S, a time-of-flight mass spectrometer, magnetic field mass spectrometer, quadrupole mass spectrometer, etc. are used. FIG. 29 shows an example of an apparatus that serves both as an analysis apparatus and a correction apparatus. In FIG. 29, 2901 is a SIMS and 2902 is a charged particle beam control parameter calculation unit.
【００７１】[0071]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、位相シフ
トレチクル等に発生した欠陥を、高分解能の光学測定装
置等でその立体形状分布または屈折率分布を測定し、ま
た、欠陥を構成する物質を分析して、欠陥の立体形状分
布（または屈折率分布）と材質に合わせた高精度な欠陥
修正を行うので、従来技術では、修正することが困難だ
った透明でかつ不定形状の欠陥を、正確に修正すること
が可能となる。As described above, according to the present invention, a defect generated in a phase shift reticle or the like is measured for its three-dimensional shape distribution or refractive index distribution by a high-resolution optical measuring device or the like, and a defect is formed. Since the substance to be analyzed is analyzed and the defect is corrected with high accuracy in accordance with the three-dimensional shape distribution (or refractive index distribution) of the defect and the material, it is difficult to correct the defect with the transparent and irregular shape by the conventional technology. Can be corrected accurately.
【図１】本発明による計測を行うための、欠陥位相差量
の計測装置の第１例の概略構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a first example of a defect phase difference amount measuring apparatus for performing measurement according to the present invention.
【図２】本発明による計測を行うための、試料上への集
光の形態の第１例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a first example of a form of focusing light on a sample for performing measurement according to the present invention.
【図３】本発明の実施形態による、プローブ光検出器の
出力波形と参照光検出器の出力波形の１例を示す説明図
である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of output waveforms of a probe photodetector and a reference photodetector according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明による計測を行うための、試料上への集
光の形態の第２例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a second example of the form of focusing on a sample for performing measurement according to the present invention.
【図５】本発明の実施形態において、光検出器としてリ
ニアセンサを用いた例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example in which a linear sensor is used as a photodetector in the embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施形態において、光検出器として並
列出力形リニアセンサを用いた例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example in which a parallel output type linear sensor is used as a photodetector in the embodiment of the present invention.
【図７】本発明による計測を行うための、試料上への集
光の形態の第３例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a third example of a form of focusing light on a sample for performing measurement according to the present invention.
【図８】本発明による計測を行うための、欠陥位相差量
の計測装置の第２例の概略構成を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a second example of a defect phase difference amount measuring apparatus for performing measurement according to the present invention.
【図９】本発明による測定技術を用いた、欠陥修正シス
テムの第１例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a first example of a defect correction system using the measurement technique according to the present invention.
【図１０】本発明による計測を行うため、試料上に付し
た位置決めマークの１例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a positioning mark provided on a sample for performing measurement according to the present invention.
【図１１】本発明の実施形態における、複屈折レンズ、
および、複屈折レンズの機能を実現する光学系の１例を
示す説明図である。FIG. 11 is a birefringent lens according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an optical system that realizes the function of a birefringent lens.
【図１２】本発明の実施形態における、光路長補正板を
用いた光学系の１例を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of an optical system using an optical path length correction plate in the embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の実施形態における、複数の対物レン
ズを用いた光学系の１例を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of an optical system using a plurality of objective lenses in the embodiment of the present invention.
【図１４】本発明による計測を行うための、欠陥位相差
量の計測装置の第３例の概略構成を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a third example of a defect phase difference amount measuring apparatus for performing measurement according to the present invention.
【図１５】本発明の実施形態における、試料基板の表裏
のレンズ系の第１例を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a first example of a lens system on the front and back sides of a sample substrate in the embodiment of the present invention.
【図１６】本発明の実施形態における、試料基板の表裏
のレンズ系の第２例を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing a second example of the lens system on the front and back sides of the sample substrate in the embodiment of the present invention.
【図１７】本発明による計測を行うための、試料上への
集光の形態の第４例を示す説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram showing a fourth example of the form of focusing on a sample for performing measurement according to the present invention.
【図１８】本発明の実施形態における、複屈折プリズム
を用いた光学系の１例を示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of an optical system using a birefringent prism in the embodiment of the present invention.
【図１９】本発明による計測を行うための、試料上への
集光の形態の第５例を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing a fifth example of the form of focusing on a sample for performing measurement according to the present invention.
【図２０】本発明による計測を行うための、試料上への
集光の形態の第６例を示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing a sixth example of the form of focusing on a sample for performing measurement according to the present invention.
【図２１】本発明による計測を行うための、試料上への
集光の形態の第７例を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram showing a seventh example of the form of focusing on a sample for performing measurement according to the present invention.
【図２２】本発明による計測を行うための、試料上への
集光の形態の第８例を示す説明図である。FIG. 22 is an explanatory diagram showing an eighth example of the form of focusing on a sample for performing measurement according to the present invention.
【図２３】本発明による計測を行うための、試料上への
集光の形態の第９例を示す説明図である。FIG. 23 is an explanatory diagram showing a ninth example of the form of focusing on a sample for performing measurement according to the present invention.
【図２４】本発明による計測を行うための、試料上への
集光の形態の第１０例を示す説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram showing a tenth example of a form of focusing on a sample for performing measurement according to the present invention.
【図２５】本発明による測定技術を用いた、欠陥修正シ
ステムの第２例を示すブロック図である。FIG. 25 is a block diagram showing a second example of a defect correction system using the measurement technique according to the present invention.
【図２６】本発明による測定技術を用いた、欠陥修正シ
ステムの第３例を示すブロック図である。FIG. 26 is a block diagram showing a third example of a defect correction system using the measurement technique according to the present invention.
【図２７】本発明による測定技術を用いた、欠陥修正シ
ステムの第４例を示すブロック図である。FIG. 27 is a block diagram showing a fourth example of a defect correction system using the measurement technique according to the present invention.
【図２８】本発明による測定技術を利用する欠陥修正装
置の第１例を示す説明図である。FIG. 28 is an explanatory diagram showing a first example of a defect repairing apparatus using the measurement technique according to the present invention.
【図２９】本発明による測定技術を利用する欠陥修正装
置の第２例を示す説明図である。FIG. 29 is an explanatory diagram showing a second example of the defect repairing apparatus using the measurement technique according to the present invention.
【図３０】本発明による測定技術を用いた、欠陥修正シ
ステムの第５例を示すブロック図である。FIG. 30 is a block diagram showing a fifth example of a defect correction system using the measurement technique according to the present invention.
【図３１】本発明による計測を行うための、アライメン
トマークの加工装置の１例を示す説明図である。FIG. 31 is an explanatory diagram showing an example of an alignment mark processing device for performing measurement according to the present invention.
【図３２】本発明による計測を行うための、欠陥位相差
量の計測装置の第４例の概略構成を示す説明図である。FIG. 32 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fourth example of a defect phase difference amount measuring device for performing measurement according to the present invention.
１ 位相シフトレチクル
２ 位相欠陥
３ 対物レンズ
４ 複屈折レンズ
５ ハーフミラー
６ 検光子
７ 結像レンズ
８ ピンホール
９ プローブ光検出器（測定光用検出器）
１０ 位相差検出器
１１ ビームエキスパンダ
１２ 周波数シフタ
１３ レーザ発振器
１４ 参照光検出器
１５ 参照光
１６ プローブ光
１７ 検光子
１８ 集光レンズ
１９ 位相差量出力
２０１ 回路パターン
２０２ 参照スポット光
２０３ 測定スポット光
３０１ プローブ光検出器の出力
３０２ 参照光検出器の出力
４０１ 測定スリット光
５０１ リニアセンサ
６０１ 並列出力形リニアセンサ
７０１ 広視野測定スポット
７０２ 試料上に仮想的に投影された２次元エリアセン
サの像
８０３ 基板裏面側対物レンズ
９０１ 欠陥検査装置または異物検査装置
９０２ 欠陥位相差量の計測装置
９０３ 欠陥の検出座標等のデータ
９０４ 欠陥形状データ
９０５ 欠陥修正装置
１００１ 欠陥位置決めマーク
１１０１ 偏光ビームスプリッタ
１１０２ ミラー
１１０３ レンズ
１１０４ 偏光ビームスプリッタ
１３０１ ４．６ｍｍ厚基板用レンズ
１３０２ ６．３ｍｍ厚基板用レンズ
１３０３ ９．０ｍｍ厚基板用レンズ
１４０１ 波形メモリ
１５０１ 高ＮＡ照明レンズ
１５０２ 低ＮＡ検出レンズ
１５０３ 微小照明スポット
１６０１ アキシコンレンズ
１８０１ 複屈折プリズム
１９０１ 基準スリット光
１９０２ 測定スリット光
２００１ 基準エリア光
２１０１ 測定スポット光
２２０１ 測定エリア光
２３０１ 基準エリア光
２３０２ 測定エリア光
２４０１ 基準エリア光
２４０２ 参照エリア光
２５０１ 欠陥材質分析装置
２７０１ 欠陥材質分析機能付きの欠陥修正装置
２８０１ アライメントマーク検出ユニット
２８０２ 欠陥座標位置決めユニット
２８０３ 荷電粒子ビーム制御ユニット
２９０１ ＳＩＭＳ
２９０２ イオンビーム制御パラメータ演算ユニット
３００１ 欠陥検出機能付きの欠陥位相差量の計測装置1 phase shift reticle 2 phase defect 3 objective lens 4 birefringent lens 5 half mirror 6 analyzer 7 imaging lens 8 pinhole 9 probe photodetector (detector for measurement light) 10 phase difference detector 11 beam expander 12 frequency Shifter 13 Laser oscillator 14 Reference light detector 15 Reference light 16 Probe light 17 Analyzer 18 Condenser lens 19 Phase difference output 201 Circuit pattern 202 Reference spot light 203 Measurement spot light 301 Probe light detector output 302 Reference light detector Output 401 Measurement slit light 501 Linear sensor 601 Parallel output type linear sensor 701 Wide-field measurement spot 702 Image of two-dimensional area sensor virtually projected on sample 803 Substrate back side objective lens 901 Defect inspection device or foreign substance inspection device 902 Defect phase difference amount measuring device 903 Data such as detection coordinates 904 Defect shape data 905 Defect correction device 1001 Defect positioning mark 1101 Polarization beam splitter 1102 Mirror 1103 Lens 1104 Polarization beam splitter 1301 4.6 mm thick substrate lens 1302 6.3 mm thick substrate lens 1303 9.0 mm thick Lens for substrate 1401 Waveform memory 1501 High NA illumination lens 1502 Low NA detection lens 1503 Micro illumination spot 1601 Axicon lens 1801 Birefringent prism 1901 Reference slit light 1902 Measurement slit light 2001 Reference area light 2101 Measurement spot light 2201 Measurement area light 2301 Reference Area light 2302 Measurement area light 2401 Reference area light 2402 Reference area light 2501 Defect material analysis device 2701 Defect repair device with defect material analysis function 2801 alignment mark detection unit 2802 defect coordinate positioning unit 2803 charged particle beam control unit 2901 SIMS 2902 ion beam control parameter calculation unit 3001 defect detecting function of the defective phase difference of the measuring device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 淳三 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平６−273918（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−289861（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−325041（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16 G01N 21/84 - 21/958 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Junzo Higashi, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture, Hitachi, Ltd., Institute of Industrial Science (56) Reference JP-A-6-273918 (JP, A) HEI 4-289861 (JP, A) JP HEI 7-325041 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G03F 1/00-1/16 G01N 21/84-21 / 958
Claims (12)
法において、 回路パターンが形成された基板を検査して、欠陥の座標
位置を検出し、 次に、上記欠陥の立体形状分布または屈折率分布を計測
して、この計測結果を欠陥修正装置に送り、 次に、欠陥修正装置において上記基板を位置決めして修
正位置を定めると共に、上記欠陥の修正量を決定するパ
ラメータを、上記欠陥の立体形状分布または屈折率分布
によって変化させながら、上記欠陥の修正を行い、 上記欠陥の立体形状分布または屈折率分布の計測は、 計測用コヒーレント光源からの光線を周波数シフタによ
り、わずかに周波数が異なり、その偏波面が互いに直交
する第１、第２の直線偏波光に変化させ、 次に、上記周波数シフタからの光線を第１、第２の光軸
上の第１、第２の光線に分岐し、 上記第１の光軸上に配置された第１の検光手段により、
分岐した上記第１の光線の上記第１、第２の直線偏波光
から互いに４５度傾いた偏波光線分を透過させ、この透
過光を集光して、第１の検出器により第１の電気信号波
形に変換し、 また、分岐した上記第２の光線の上記第１、第２の直線
偏波光に対して、光軸またはその集光状態を互いに変化
させた後、上記第２の光軸上に配置された光学手段によ
り、上記第２の光線を前記基板上の測定位置に投影し、 上記第２の光軸上に配置された集光手段により、上記基
板上からの反射光または透過光を集光した後、上記変化
させられた上記第１、第２の直線偏波光の光軸またはそ
の集光状態を元に戻して、第２の光軸上に配置された第
２の検光手段により、上記第１、第２の直線偏波光から
互いに４５度傾いた偏波光線分を透過させ、この透過光
を集光して、第２の検出器により第２の電気信号波形に
変換し、 上記第１、第２の電気信号波形から、互いの信号の位相
差量を演算する、ことで行われる ことを特徴とする基板
の製造方法。1. A method of manufacturing a substrate having a circuit pattern formed thereon, the substrate having the circuit pattern formed thereon is inspected to detect the coordinate position of the defect, and the three-dimensional shape distribution or refractive index distribution of the defect is then detected. Is measured, and the measurement result is sent to the defect repair device. Next, in the defect repair device, the substrate is positioned to determine the repair position, and the parameter for determining the repair amount of the defect is set to the three-dimensional shape of the defect. while changing the distribution or a refractive index distribution, it has rows correction of the defects, measured three-dimensional shape distribution or the refractive index distribution of the defects, the frequency shifter rays from measuring coherent light source
, The frequencies are slightly different, and their planes of polarization are orthogonal to each other.
To the first and second linearly polarized lights, and then the light beam from the frequency shifter is changed to the first and second optical axes.
By the first and second light rays above, and by the first light detecting means arranged on the first optical axis,
The first and second linearly polarized lights of the branched first light beam
Of the polarized light rays that are inclined at 45 degrees from each other,
The first detector collects the excess light and the first electrical signal wave
The first and second straight lines of the second light ray which is converted into a shape and is branched.
Change the optical axis or its condensing state for polarized light
After that, the optical means arranged on the second optical axis is used.
The second light beam is projected onto the measurement position on the substrate, and the light collecting means arranged on the second optical axis causes the base light to be emitted.
After collecting the reflected or transmitted light from the plate, the above changes
The optical axis of the first and second linearly polarized light thus transmitted or
To return the condensed state of the
From the first and second linearly polarized light by the second detecting means
The polarized light rays that are inclined 45 degrees from each other are transmitted, and the transmitted light
Is collected and the second detector produces a second electrical signal waveform.
From the above-mentioned first and second electric signal waveforms converted, the phases of the mutual signals are converted.
A method of manufacturing a substrate, which is performed by calculating a difference amount.
法において、 回路パターンが形成された基板を検査して、欠陥を検出
し、 次に、上記欠陥が正常部分に対して余剰な欠陥か、不足
な欠陥かを判定し、 不足な欠陥の場合には、少なくとも正常部分と同等の機
能を有する物質を、上記欠陥に堆積させ、 余剰な欠陥の場合には、 上記欠陥の成分を分析して、必要に応じて製造工程にフ
ィードバックする工程と、 上記欠陥の立体形状分布または屈折率分布を計測して、
この計測結果を欠陥修正装置に送る工程と、 欠陥修正装置において上記基板を位置決めして修正位置
を定めると共に、上記欠陥の修正量を決定するパラメー
タを、上記欠陥成分の分析結果、および、上記立体形状
分布または屈折率分布によって変化させながら、上記欠
陥の除去を行う工程とを、有し、 上記欠陥の立体形状分布または屈折率分布の計測は、 計測用コヒーレント光源からの光線を周波数シフタによ
り、わずかに周波数が異なり、その偏波面が互いに直交
する第１、第２の直線偏波光に変化させ、 次に、上記周波数シフタからの光線を第１、第２の光軸
上の第１、第２の光線に分岐し、 上記第１の光軸上に配置された第１の検光手段により、
分岐した上記第１の光線の上記第１、第２の直線偏波光
から互いに４５度傾いた偏波光線分を透過させ、この透
過光を集光して、第１の検出器により第１の電気信号波
形に変換し、 また、分岐した上記第２の光線の上記第１、第２の直線
偏波光に対して、光軸またはその集光状態を互いに変化
させた後、上記第２の光軸上に配置された光学手段によ
り、上記第２の光線を前記基板上の測定位置に投影し、 上記第２の光軸上に配置された集光手段により、上記基
板上からの反射光または透過光を集光した後、上記変化
させられた上記第１、第２の直線偏波光の光軸またはそ
の集光状態を元に戻して、第２の光軸上に配置された第
２の検光手段により、上記第１、第２の直線偏波光から
互いに４５度傾いた偏波光線分を透過させ、この透過光
を集光して、第２の検出器により第２の電気信号波形に
変換し、 上記第１、第２の電気信号波形から、互いの信号の位相
差量を演算する、 ことで行われる ことを特徴とする基板
の製造方法。2. A method of manufacturing a substrate on which a circuit pattern is formed, inspecting the substrate on which the circuit pattern is formed to detect a defect, and then determining whether the defect is a redundant defect with respect to a normal portion. It is determined whether the defect is insufficient.If the defect is insufficient, a substance having at least the same function as that of the normal portion is deposited on the defect.If the defect is excessive, the components of the defect are analyzed. , A process of feeding back to the manufacturing process as necessary, and measuring the three-dimensional shape distribution or the refractive index distribution of the defects,
The step of sending this measurement result to the defect repairing device, positioning the substrate in the defect repairing device to determine the repaired position, and the parameters for determining the repaired amount of the defect, the analysis result of the defect component, and the three-dimensional while changing the shape distribution or a refractive index distribution, and a step of removing the defect, perforated, and measurement of the three-dimensional shape distribution or the refractive index distribution of the defects, the frequency shifter rays from measuring coherent light source
, The frequencies are slightly different, and their planes of polarization are orthogonal to each other.
To the first and second linearly polarized lights, and then the light beam from the frequency shifter is changed to the first and second optical axes.
By the first and second light rays above, and by the first light detecting means arranged on the first optical axis,
The first and second linearly polarized lights of the branched first light beam
Of the polarized light rays that are inclined at 45 degrees from each other,
The first detector collects the excess light and the first electrical signal wave
The first and second straight lines of the second light ray which is converted into a shape and is branched.
Change the optical axis or its condensing state for polarized light
After that, the optical means arranged on the second optical axis is used.
The second light beam is projected onto the measurement position on the substrate, and the light collecting means arranged on the second optical axis causes the base light to be emitted.
After collecting the reflected or transmitted light from the plate, the above changes
The optical axis of the first and second linearly polarized light thus transmitted or
To return the condensed state of the
From the first and second linearly polarized light by the second detecting means
The polarized light rays that are inclined 45 degrees from each other are transmitted, and the transmitted light
Is collected and the second detector produces a second electrical signal waveform.
From the above-mentioned first and second electric signal waveforms converted, the phases of the mutual signals are converted.
A method of manufacturing a substrate, which is performed by calculating a difference amount.
法において、 回路パターンが形成された基板を検査して、欠陥の座標
位置を検出し、 次に、上記欠陥の立体形状分布または屈折率分布を計測
して、この計測結果を欠陥修正装置に送り、 次に、欠陥修正装置において上記基板を位置決めして修
正位置を定めると共に、上記欠陥の修正量を決定するパ
ラメータを、上記欠陥の立体形状分布または屈折率分布
によって変化させながら、上記欠陥の修正を行い、 上記欠陥の立体形状分布または屈折率分布の計測は、 計測用コヒーレント光源からの光線のうち、互いに直交
する第１、第２の偏波面成分である第１、第２の直線偏
波光に対して、光軸またはその集光状態を互いに変化さ
せた後、この光線を前記基板上の測定位置に投影し、 上記試料基板上からの反射光または透過光を集光した
後、上記変化させられた上記第１、第２の直線偏波光の
光軸またはその集光状態を元に戻して、検光手段によ
り、上記第１、第２の直線偏波光から互いに４５度傾い
た偏波光線分を透過させ、この透過光を集光して、光電
変換手段により電気信号に変換し、 上記光電変換手段からの電気信号出力から、位相差量を
演算する、ことで行われることを特徴とする基板の製造
方法。 3. A method of manufacturing a substrate on which a circuit pattern is formed.
Method, inspect the substrate on which the circuit pattern is formed, and
Detect the position, then measure the three-dimensional shape distribution or refractive index distribution of the above defects
Then, the measurement result is sent to the defect repair device, and then the substrate is positioned and repaired in the defect repair device.
Along with determining the normal position, the pattern that determines the correction amount of the above defects.
Parameter is the three-dimensional shape distribution or refractive index distribution of the above defects.
While changing the performs correction of the defects, measured three-dimensional shape distribution or the refractive index distribution of the defects of the light rays from the measuring coherent light source, perpendicular to each other
The first and second linear polarization components that are the first and second polarization plane components
Change the optical axis or its condensing state with respect to the wave light.
After this, this light beam was projected onto the measurement position on the substrate, and the reflected light or transmitted light from the sample substrate was condensed.
After that, the changed first and second linearly polarized lights
Restore the optical axis or its condensing state to the original state and
And tilted 45 degrees from the first and second linearly polarized lights
Polarized light is transmitted, and the transmitted light is collected and converted into photoelectric
It is converted to an electric signal by the conversion means , and the phase difference amount is calculated from the electric signal output from the photoelectric conversion means.
Manufacturing of a substrate characterized by being calculated
Method.
法において、 回路パターンが形成された基板を検査して、欠陥を検出
し、 次に、上記欠陥が正常部分に対して余剰な欠陥か、不足
な欠陥かを判定し、 不足な欠陥の場合には、少なくとも正常部分と同等の機
能を有する物質を、上記欠陥に堆積させ、 余剰な欠陥の場合には、 上記欠陥の成分を分析して、必要に応じて製造工程にフ
ィードバックする工程と、 上記欠陥の立体形状分布または屈折率分布を計測して、
この計測結果を欠陥修正装置に送る工程と、 欠陥修正装置において上記基板を位置決めして修正位置
を定めると共に、上記 欠陥の修正量を決定するパラメー
タを、上記欠陥成分の分析結果、および、上記立体形状
分布または屈折率分布によって変化させながら、上記欠
陥の除去を行う工程とを、有し、 上記欠陥の立体形状分布または屈折率分布の計測は、 計測用コヒーレント光源からの光線のうち、互いに直交
する第１、第２の偏波面成分である第１、第２の直線偏
波光に対して、光軸またはその集光状態を互いに変化さ
せた後、この光線を前記基板上の測定位置に投影し、 上記試料基板上からの反射光または透過光を集光した
後、上記変化させられた上記第１、第２の直線偏波光の
光軸またはその集光状態を元に戻して、検光手段によ
り、上記第１、第２の直線偏波光から互いに４５度傾い
た偏波光線分を透過させ、この透過光を集光して、光電
変換手段により電気信号に変換し、 上記光電変換手段からの電気信号出力から、位相差量を
演算する、ことで行われることを特徴とする基板の製造
方法。 4. A method of manufacturing a substrate on which a circuit pattern is formed.
Method, inspect the substrate on which the circuit pattern is formed to detect defects
And, then, whether surplus defect with respect to the defect is normal portion, shortage
Or to determine a defect, in the case of lack of defects, at least normal part equivalent machine
A substance having a function is deposited on the defects, and in the case of excess defects, the components of the defects are analyzed and, if necessary, the manufacturing process is performed.
The process of feeding back and measuring the three-dimensional shape distribution or refractive index distribution of the above defects,
The step of sending this measurement result to the defect repairing device, and positioning the substrate in the defect repairing device to correct the position.
And the parameter that determines the correction amount of the above defects.
The defect component analysis results and the three-dimensional shape
While changing the distribution or refractive index distribution,
The step of removing the pits is performed, and the measurement of the three-dimensional shape distribution or the refractive index distribution of the defects is performed by mutually orthogonalizing the rays from the coherent light source for measurement.
The first and second linear polarization components that are the first and second polarization plane components
Change the optical axis or its condensing state with respect to the wave light.
After this, this light beam was projected onto the measurement position on the substrate, and the reflected light or transmitted light from the sample substrate was condensed.
After that, the changed first and second linearly polarized lights
Restore the optical axis or its condensing state to the original state and
And tilted 45 degrees from the first and second linearly polarized lights
Polarized light is transmitted, and the transmitted light is collected and converted into photoelectric
It is converted to an electric signal by the conversion means , and the phase difference amount is calculated from the electric signal output from the photoelectric conversion means.
Manufacturing of a substrate characterized by being calculated
Method.
いて、 前記した演算結果を測定位置座標と関連付けて、欠陥修
正装置における修正量を制御する変数を演算する手段に
転送することを特徴とする基板の製造方法。5. The method according to claim 1 , wherein the calculation result is associated with a measurement position coordinate and is transferred to a means for calculating a variable for controlling a correction amount in the defect repairing apparatus. A method of manufacturing a characteristic substrate.
いて、 前記した演算結果を測定位置座標と関連付けて記憶手段
に保存しすると共に、測定位置を走査手段によって移動
させて、走査により得られた演算結果群から欠陥の立体
形状分布または屈折率分布を求めることを特徴とする基
板の製造方法。6. The method according to claim 1 , wherein the calculation result is stored in the storage means in association with the measurement position coordinates, and the measurement position is moved by the scanning means to perform scanning. A method for manufacturing a substrate, wherein a three-dimensional shape distribution or a refractive index distribution of defects is obtained from the obtained operation result group.
陥修正装置における修正量を制御する変数を演算するこ
とを特徴とする基板の製造方法。7. The method for manufacturing a substrate according to claim 6, wherein a variable for controlling a correction amount in the defect repairing device is calculated from the three-dimensional shape distribution or the refractive index distribution of the defect.
荷電粒子ビームの電荷量をＣ、加工面積Ｓ、欠陥を構成
する物質から求められる加工速度係数をαとして、概
略、ｄ＝α・Ｃ／Ｓで表されることを特徴とする基板の
製造方法。8. The calculation of the variable for controlling the correction amount according to claim 7, wherein the correction amount is d,
Substrate manufacturing method characterized by being roughly expressed by d = α · C / S, where C is a charge amount of a charged particle beam, S is a processing area, and α is a processing speed coefficient obtained from a substance forming a defect. .
て、 前記した修正量を制御する変数を、欠陥修正装置へ転送
するようにしたことを特徴とする基板の製造方法。9. The method of manufacturing a substrate according to claim 5, 7 or 8, wherein the variable for controlling the correction amount is transferred to a defect correction device.
おいて、 欠陥近傍に、位置合わせのためのマークを印すことを特
徴とする基板の製造方法。10. The method for manufacturing a substrate according to claim 1 , wherein a mark for alignment is provided in the vicinity of the defect.
行うことを特徴とする基板の製造方法。11. The method for manufacturing a substrate according to claim 10, wherein the mark is formed by removing a material with a laser beam.
ことを特徴とする基板の製造方法。12. The method for manufacturing a substrate according to claim 10, wherein the mark is formed by CVD using a laser beam.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP21351597A JP3421224B2 (en) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | Substrate manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21351597A JP3421224B2 (en) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | Substrate manufacturing method |
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|---|---|
| JPH1152550A JPH1152550A (en) | 1999-02-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21351597A Expired - Fee Related JP3421224B2 (en) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | Substrate manufacturing method |
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| JP (1) | JP3421224B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-08-07 JP JP21351597A patent/JP3421224B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH1152550A (en) | 1999-02-26 |
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