JP5109907B2 - Mask inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、測定対象物を破壊または加工することなく、走査電子顕微鏡（以下、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscopy）と略称する）の二次電子像から立体形状を計測するようにしたマスク検査方法に関する。 The present invention relates to a mask inspection method in which a three-dimensional shape is measured from a secondary electron image of a scanning electron microscope (hereinafter abbreviated as SEM (Scanning Electron Microscopy)) without destroying or processing an object to be measured.
近年、半導体を用いて実現する大規模集積回路装置（以下、ＬＳＩと称する）の微細化が進展した結果、ＬＳＩ製造工程の１つであるリソグラフィ工程において、パターン寸法の微細化が進んできている。そのためパターン原版としてのフォトマスクも同様に微細化が進められてきており、なおかつパターンのエッジ部分の側壁形状も垂直であることが重要視されてきている。
例えば、次世代マスクとして期待されているＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）マスクは、従来のフォトマスクの透過型とは異なり反射型であるため、パターンのエッジ部分の側壁形状をなるべく垂直にすることが求められている。
In recent years, as a result of progress in miniaturization of large-scale integrated circuit devices (hereinafter referred to as LSIs) realized using semiconductors, pattern dimensions have been miniaturized in a lithography process which is one of LSI manufacturing processes. . For this reason, miniaturization of photomasks as pattern originals has been promoted in the same manner, and it has been emphasized that the side wall shape of the edge portion of the pattern is also vertical.
For example, the EUV (Extreme Ultra Violet) mask, which is expected as the next generation mask, is a reflection type unlike the transmission type of a conventional photomask, and therefore, the side wall shape of the edge portion of the pattern is required to be as vertical as possible. It has been.
従来、パターンの断面形状を測定する方法としては、基板を切断し、パターンの断面をＳＥＭにて測定する手法が提案されている。
また、従来、パターンの断面形状を測定する他の方法としては、原子間力顕微鏡（以下、ＡＦＭ（Atomic Force Microscopy）と略称する）を用いてカンチレバーの針の形状や測定方法を工夫することで側壁形状を測定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
Conventionally, as a method for measuring a cross-sectional shape of a pattern, a method of cutting a substrate and measuring a cross-section of the pattern with an SEM has been proposed.
Conventionally, as another method for measuring the cross-sectional shape of a pattern, an atomic force microscope (hereinafter abbreviated as AFM (Atomic Force Microscopy)) is used to devise the shape and measuring method of a cantilever needle. It has been proposed to measure the side wall shape (see, for example, Patent Document 1).
一方、半導体装置の製造プロセス管理のために、測長機能つきのＣＤ−ＳＥＭ（Critical Dimension−Scanning Electron Microscopy）を用いてパターンの寸法測定が行われる。
このＣＤ−ＳＥＭは、電子銃から照射された電子ビームがコンデンサレンズによって収束され、アパーチャーを通って測定対象パターン上に当たった際に、測定すべきパターンの表面性状（表面の段差、材料の違い）に対応して放出される二次電子または反射電子強度をディテクターで捉えることで電気信号に変換し、二次元画像を取得する。この二次元画像の情報を元に測定対象パターンの寸法などを高精度に測定できるものである。
In this CD-SEM, when an electron beam irradiated from an electron gun is converged by a condenser lens and hits a measurement target pattern through an aperture, the surface properties of the pattern to be measured (surface step, material difference) ) To capture the intensity of secondary electrons or reflected electrons emitted by a detector and convert them into electrical signals to obtain a two-dimensional image. Based on the information of the two-dimensional image, the dimension of the measurement target pattern can be measured with high accuracy.
近年、ＬＳＩの高集積化が急速に進み、パターンの寸法精度が厳しくなってきている。一方、パターンの寸法精度を悪化させる要因として、微細構造パターンの側壁形状が、製造上の理由によりばらつくことがある。例えばテーパー、ボトム部の裾引きなどがある。これらの微細構造パターンの側壁形状の変化は寸法測定値やウェハ上空間像にそれぞれ影響（側壁効果）を与える。両者の側壁効果が一致していない場合、測定値が同一のパターンであっても形成されるウェハ上空間像は必ずしも同一とは限らないため、所望する寸法パターンの転写結果が得られないといった問題がある。 In recent years, high integration of LSIs has progressed rapidly, and the dimensional accuracy of patterns has become strict. On the other hand, as a factor that deteriorates the dimensional accuracy of the pattern, the sidewall shape of the fine structure pattern may vary due to manufacturing reasons. For example, there are a taper and a skirt at the bottom. Changes in the side wall shape of these fine structure patterns affect the dimension measurement values and the aerial image on the wafer (side wall effect). If the side wall effects of the two do not match, the aerial image formed on the wafer is not necessarily the same even if the measured value is the same pattern, so that the transfer result of the desired dimension pattern cannot be obtained. There is.
上記の問題を事前に把握するために、パターンの転写シミュレーションの役割が大きくなってきた。例えば、転写シミュレータの一つにマスクパターンの３次元情報を入力して、ウェハ上空間像を得るシミュレータがある。
しかし、従来では、ＣＤ−ＳＥＭにより正確な２次元情報を取得することはできたが、パターンの側壁形状などの３次元情報を正確に取得することは困難であったため、精度良くシミュレーションを行うことが出来なかった。
そのため近年、フォトマスクの微細構造パターンの側壁形状を精度良く測定する方法が求められている。
In order to grasp the above problem in advance, the role of pattern transfer simulation has been increasing. For example, there is a simulator for obtaining an aerial image on a wafer by inputting three-dimensional information of a mask pattern into one of transfer simulators.
However, in the past, it was possible to obtain accurate two-dimensional information by CD-SEM, but it was difficult to obtain three-dimensional information such as the side wall shape of the pattern accurately. I couldn't.
Therefore, in recent years, a method for accurately measuring the sidewall shape of the fine structure pattern of the photomask has been demanded.
従来は、パターンが形成された基板を切断し、パターンの断面をＳＥＭにて測定することでパターンの側壁形状を正確に測定していたが、破壊検査および手間とコストがかかるといった問題があった。しかも、この方法では、破壊検査であるため当然ながらそのサンプルは製品として使用することができなくなってしまう。また、側壁形状の評価用の別サンプルを用意する方法があるが、この場合には実サンプルと評価用サンプルが全く同じものであるという保証ができないという問題がある。
また、ＡＦＭにおいては、非破壊で測定することが可能であるが、物理的にカンチレバーの針をスキャンさせながら測定するため、スループットが非常に遅いという問題がある。さらに、測定回数に応じて針が少しずつ磨耗してしまい測定値が不正確になってしまうこともあり、多くのパターンの側壁形状を測定したい場合には不適であるという問題がある。
Conventionally, the substrate on which the pattern is formed is cut, and the cross-sectional shape of the pattern is accurately measured by measuring the cross section of the pattern with an SEM. . Moreover, since this method is a destructive inspection, the sample cannot naturally be used as a product. In addition, there is a method of preparing another sample for evaluating the side wall shape. However, in this case, there is a problem that it cannot be guaranteed that the actual sample and the evaluation sample are exactly the same.
In AFM, it is possible to measure non-destructively, but there is a problem that throughput is very slow because measurement is performed while physically scanning the cantilever needle. Furthermore, there is a problem that the needle is worn little by little depending on the number of measurements, and the measurement value becomes inaccurate, which is not suitable for measuring the side wall shape of many patterns.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、フォトマスクの微細構造パターンの側壁形状をＣＤ−ＳＥＭを用いて測定し、転写シミュレータを利用することで、所望する寸法パターンの転写結果が得られるかを精度良く検査することを可能とするマスク検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and by measuring the sidewall shape of a fine structure pattern of a photomask using a CD-SEM and using a transfer simulator, a transfer result of a desired dimensional pattern can be obtained. An object of the present invention is to provide a mask inspection method capable of accurately inspecting the above.
上記目的を達成するために請求項１の本発明は、フォトマスク上に形成された凹凸部からなる微細構造パターンを検査するマスク検査方法であって、前記フォトマスク上の前記微細構造パターンをＣＤ−ＳＥＭで観察して前記微細構造パターンのＳＥＭ画像を取得する工程と、前記ＳＥＭ画像から前記微細構造パターンの凹凸部を構成する傾斜面のホワイトバンド幅を測定する工程と、前記観察時における前記ＣＤ−ＳＥＭの電子ビームの電流値と前記測定したホワイトバンド幅から前記微細構造パターンの前記傾斜面の鉛直方向に対しての傾斜角度を算出する工程と、前記ＳＥＭ画像から前記微細構造パターンの凹凸部の底部を構成するボトム部の裾引き形状を反映した微分プロファイルを算出する工程と、前記微分プロファイルから抽出した前記裾引き形状の指標値からボトム部の裾引き度合いを算出する工程とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention of
請求項２の発明は、請求項１に記載のマスク検査方法において、前記ホワイトバンド幅と前記傾斜角度及びボトム部の裾引き度合いの情報を用いて、検査対象マスクの転写シミュレーションを行う工程と、前記転写シミュレーションを行うことにより、所望する寸法パターンの転写後に得られたかを判定する工程とを備えたことを特徴とする。
The invention of
請求項３の発明は、請求項１または２記載のマスク検査方法において、前記傾斜角度を算出する工程は、前記電子ビームの電流値によるホワイトバンド幅の変化量と既知の傾斜角度から単位角度あたりのホワイトバンド幅の変化量である基準変化量を算出するステップと、前記傾斜角度が未知の検査対象パターンを用意し、前記微細構造パターンを前記ＣＤ−ＳＥＭで観察する際の電子ビームの電流値を変更し、この時のＳＥＭ画像における微細構造パターンのエッジ部位のホワイトバンド幅を測定し、前記電子ビームの電流値によるホワイトバンド幅の変化量を取得するステップと、前記傾斜角度が未知の検査対象パターンにおける電子ビームの電流値によるホワイトバンド幅の変化量と前記基準変化量から検査対象パターンの傾斜角度を算出するステップとから構成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the mask inspection method according to the first or second aspect, the step of calculating the tilt angle is based on a change amount of a white band width due to a current value of the electron beam and a known tilt angle per unit angle. A reference change amount that is a change amount of the white band width, an inspection target pattern having an unknown inclination angle, and a current value of an electron beam when the fine structure pattern is observed with the CD-SEM Measuring the white band width of the edge portion of the fine pattern in the SEM image at this time, obtaining the amount of change in the white band width due to the current value of the electron beam, and the inspection with the unknown tilt angle The inclination angle of the pattern to be inspected is determined from the amount of change in white band width due to the current value of the electron beam in the target pattern and the reference change amount Is composed of a step of leaving, characterized in that is.
請求項４の発明は、前記基準変化量を算出するステップは、請求項３に記載のマスク検査方法において、前記傾斜角度が既知の微細構造パターンＡを用意し、前記電子ビームの電流値を２種類用いて、ＳＥＭ画像における微細構造パターンのエッジ部位のホワイトバンド幅を測定し、該２種類のホワイトバンド幅の差ΔＷＡを算出し、前記傾斜角度が前記微細構造パターンＡと異なる傾斜角度が既知の微細構造パターンＢを用意し、前記電子ビームの電流値を２種類用いて、ＳＥＭ画像における微細構造パターンのエッジ部位のホワイトバンド幅を測定し、該２種類のホワイトバンド幅の差ΔＷＢを算出し、基準変化量＝｜ΔＷＡ−ΔＷＢ｜／｜微細構造パターンＡの傾斜角度−微細構造パターンＢの傾斜角度｜の式から基準変化量を算出するステップであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the step of calculating the reference change amount, in the mask inspection method according to the third aspect, the fine structure pattern A having a known inclination angle is prepared, and the current value of the electron beam is set to 2 Using the type, the white band width of the edge portion of the fine structure pattern in the SEM image is measured, the difference ΔWA between the two types of white band widths is calculated, and the inclination angle different from the fine structure pattern A is known The fine structure pattern B is prepared, the white band width of the edge portion of the fine structure pattern in the SEM image is measured using two kinds of current values of the electron beam, and the difference ΔWB between the two kinds of white band widths is calculated. Then, the reference change amount is calculated from the equation: reference change amount = | ΔWA−ΔWB | / | inclination angle of fine structure pattern A−inclination angle of fine structure pattern B. Characterized in that it is a step.
請求項５の発明は、請求項３に記載のマスク検査方法において、検査対象パターンの傾斜角度を算出するステップは、前記傾斜角度が未知の検査対象パターンを用意し、前記電子ビームの電流値を２種類用いて、ＳＥＭ画素における微細構造パターンのエッジ部位のホワイトバンド幅を測定し、該２種類のホワイトバンド幅の差ΔＷを算出し、検査対象パターンの傾斜角度 ＝ パターンＡｏｒパターンＢの傾斜角度＋（ΔＷＡｏｒΔＷＢ−ΔＷ）／ 基準変化量
ただし、ΔＷＡｏｒΔＷＢ：パターンＡ又はパターンＢのホワイトバンド幅の変化量、ΔＷ：検査対象パターンのホワイトバンド幅の変化量
の式から検査対象パターンの傾斜角度を算出するステップであることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the mask inspection method according to the third aspect, in the step of calculating the inclination angle of the inspection target pattern, an inspection target pattern having an unknown inclination angle is prepared, and the current value of the electron beam is calculated. Using two types, the white band width of the edge portion of the fine structure pattern in the SEM pixel is measured, the difference ΔW between the two types of white band widths is calculated, and the inclination angle of the inspection target pattern = the inclination angle of the pattern Aor pattern B + (ΔWAorΔWB−ΔW) / reference change amount However, ΔWAorΔWB: change amount of white band width of pattern A or pattern B, ΔW: inclination angle of inspection target pattern is calculated from expression of change amount of white band width of inspection target pattern It is a step to perform.
本発明によれば、フォトマスク上の微細構造パターンの側壁形状を非破壊で精度良く測定でき、転写シミュレータを利用することで、所望する寸法パターンの転写結果が得られるかどうかを精度良く判定することができる。 According to the present invention, the sidewall shape of the fine structure pattern on the photomask can be accurately measured nondestructively, and it is accurately determined whether or not a transfer result of a desired dimension pattern can be obtained by using a transfer simulator. be able to.
本発明のマスク検査方法は、ＳＥＭ画像取得時の電子ビームの電流値と、ＳＥＭ画像のホワイトバンド幅から微細構造パターンの傾斜角度を算出する工程と、ＳＥＭ画像の微分プロファイルから微細構造パターンのボトム部の裾引き度合いを算出する工程とフォトマスク上の微細構造パターンの側壁形状から、所望する寸法パターンが転写後に得られるかを判定する工程を備えていることを特徴とする。
一般的に、ＣＤ−ＳＥＭでパターンを観察すると、微細構造パターンの傾斜面部分から二次電子が多く放出されるため、傾斜面部分が明るく見える。本実施の形態では、この明るく見える傾斜面部分をホワイトバンドと呼称する。
The mask inspection method of the present invention includes a step of calculating an inclination angle of a fine structure pattern from an electron beam current value at the time of SEM image acquisition and a white band width of the SEM image, and a bottom of the fine structure pattern from a differential profile of the SEM image. And a step of determining whether a desired dimensional pattern can be obtained after transfer from the step of calculating the skirting degree of the portion and the side wall shape of the fine structure pattern on the photomask.
In general, when a pattern is observed with a CD-SEM, a large amount of secondary electrons are emitted from the inclined surface portion of the fine structure pattern, so that the inclined surface portion appears bright. In the present embodiment, this brightly inclined surface portion is called a white band.
微細構造パターンの傾斜面部分のホワイトバンド幅は、微細構造パターンの凹凸部を構成する傾斜面のテーパー（傾斜角度）が緩やかになるほど太くなるため、微細構造パターンの厚さとホワイトバンド幅から傾斜角度をある程度、推定することが可能である。しかしながら、傾斜角度がある程度急峻になるとホワイトバンド幅が変わらなくなってしまうため、ホワイトバンド幅から傾斜角度を推定するのは難しい。
一方、ＣＤ−ＳＥＭの電子ビームの電流値を変更すると、電流値に比例してパターンの傾斜面部分から放出される二次電子の量が増加すると考えられる。本出願人らの調査結果により、パターンの傾斜面の傾斜角度によって、電子ビームの電流値に応じてホワイトバンドの幅が変化することが分かっている。パターンの傾斜面の傾斜角度を算出する方法はこの現象を利用したものである。
このため、本発明のマスク検査方法は、検査対象パターンの傾斜角度が９０°近傍であっても、好適に傾斜角度を検査することができる。
The white band width of the inclined surface portion of the fine structure pattern becomes thicker as the taper (inclination angle) of the inclined surface constituting the uneven portion of the fine structure pattern becomes gentler, so the inclination angle from the thickness of the fine structure pattern and the white band width. Can be estimated to some extent. However, it is difficult to estimate the inclination angle from the white band width because the white band width does not change when the inclination angle becomes steep to some extent.
On the other hand, when the current value of the electron beam of the CD-SEM is changed, the amount of secondary electrons emitted from the inclined surface portion of the pattern increases in proportion to the current value. According to the investigation results of the present applicants, it is known that the width of the white band changes according to the current value of the electron beam depending on the inclination angle of the inclined surface of the pattern. The method for calculating the inclination angle of the inclined surface of the pattern utilizes this phenomenon.
For this reason, the mask inspection method of the present invention can inspect the inclination angle suitably even if the inclination angle of the pattern to be inspected is around 90 °.
本発明者らは鋭意検討の結果、パターンの傾斜角度は、ＳＥＭ画像観察時の電子ビームの電流値とＳＥＭ画像のホワイトバンド幅とが相関関係にあることを見出した。このことから、ＳＥＭ画像観察時の電子ビームの電流値と、ＳＥＭ画像のホワイトバンド幅の値を取得することにより、パターンの傾斜角度を算出することができる。
このとき、ＳＥＭ画像の観察からパターンの傾斜角度を算出することから、検査対象パターンを非破壊で検査することができる。
また、ＳＥＭ画像の画像処理を用いて傾斜角度を算出することから、検査対象パターンの傾斜角度の多点測定が容易であり、ＡＦＭと比してスループットを向上して検査することができる。
また、パターンのボトム部の裾引き度合いは、ＳＥＭ画像の微分プロファイルから算出する指標値とボトム部の裾引きの曲率半径とが相関関係にあることを見出した。このことから、ＳＥＭ画像の微分プロファイルから指標値を取得することにより、パターンのボトム部の裾引き度合いを算出することができる。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the inclination angle of the pattern has a correlation between the current value of the electron beam during SEM image observation and the white band width of the SEM image. From this, the inclination angle of the pattern can be calculated by acquiring the current value of the electron beam at the time of SEM image observation and the value of the white band width of the SEM image.
At this time, since the inclination angle of the pattern is calculated from observation of the SEM image, the inspection target pattern can be inspected nondestructively.
In addition, since the tilt angle is calculated using image processing of the SEM image, multipoint measurement of the tilt angle of the pattern to be inspected is easy, and inspection can be performed with improved throughput as compared with AFM.
Further, it has been found that the bottoming degree of the pattern has a correlation between the index value calculated from the differential profile of the SEM image and the curvature radius of the bottoming bottom part. From this, by obtaining the index value from the differential profile of the SEM image, the bottoming degree of the bottom part of the pattern can be calculated.
（実施の形態１）
以下、本発明にかかるマスク検査方法の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明にかかるマスク検査方法のマスク検査工程を示すフロー図、図２は本発明のマスク検査方法によるホワイトバンド幅の基準変化量を算出するフロー図、図３は本発明のマスク検査方法による検査対象パターンの傾斜角度を測定するフロー図である。
(Embodiment 1)
Embodiments of a mask inspection method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing a mask inspection process of a mask inspection method according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart for calculating a reference change amount of a white bandwidth by the mask inspection method of the present invention, and FIG. 3 is a mask inspection of the present invention. It is a flowchart which measures the inclination-angle of the test object pattern by a method.
図１に示すステップＳ１は、基準変化量を算出するステップであり、フォトマスク上に形成された凹凸部からなる微細構造パターンにおいて、傾斜角度が既知の微細構造パターンをＣＤ−ＳＥＭで観察し、このＳＥＭ画像から微細構造パターンの凹凸部を構成する傾斜面の傾斜角度を測定し、ＣＤ−ＳＥＭで観察する時の電子ビームの電流値によるホワイトバンド幅の変化量と既知の傾斜角度から単位角度あたりのホワイトバンド幅の変化量を基準変化量として算出する。
基準変化量は、「微細構造パターンの傾斜角度と、ＳＥＭ写真撮影時の電子ビームの電流値と、ＳＥＭ写真のホワイトバンド幅との間の相関」を把握するために、複数の傾斜角度が既知の微細構造パターンを測定し、統計学的処理を行って決定すればよい。
具体的には、傾斜角度が既知の微細構造パターンを用意し、微細構造パターンをＣＤ−ＳＥＭで観察する際の電子ビームの電流値を変更し、ＳＥＭ画像における微細構造パターンのエッジ部位のホワイトバンド幅を測定し、電子ビームの電流値によるホワイトバンド幅の変化量と既知の傾斜角度から算出して良い。
Step S1 shown in FIG. 1 is a step of calculating a reference change amount. In a fine structure pattern composed of uneven portions formed on a photomask, a fine structure pattern with a known inclination angle is observed with a CD-SEM. From this SEM image, the inclination angle of the inclined surface constituting the concavo-convex part of the fine structure pattern is measured, and the unit angle is determined from the change amount of the white band width due to the current value of the electron beam and the known inclination angle when observing with the CD-SEM. The change amount of the white band width is calculated as the reference change amount.
As for the reference change amount, a plurality of inclination angles are known in order to grasp “the correlation between the inclination angle of the fine structure pattern, the current value of the electron beam at the time of SEM photography, and the white band width of the SEM photograph”. It may be determined by measuring the fine structure pattern and performing statistical processing.
Specifically, a fine structure pattern with a known inclination angle is prepared, the current value of the electron beam when the fine structure pattern is observed with a CD-SEM is changed, and the white band at the edge portion of the fine structure pattern in the SEM image The width may be measured and calculated from the amount of change in the white band width due to the current value of the electron beam and the known tilt angle.
また、基準変化量はＳＥＭシミュレータを用いて算出しても良い。ここで、ＳＥＭシミュレータとは、ＣＤ−ＳＥＭの電子銃から放出された電子ビームが微細構造パターンに照射された際に放出される二次電子の挙動を、モンテカルロ法などで計算することにより、パターンのＳＥＭ画像や二次電子の輝度分布を予測するソフトウェアである。
シミュレーションでは、当然ながら電子ビームの条件（加速電圧、電流値など）を任意に変更できる。また、微細構造パターンの材料を任意に設定することができると伴に、パターンの三次元形状も任意に設計することが可能である。このため、ＳＥＭシミュレータで得られた画像や輝度分布から、ホワイトバンド幅を測定することができる。
The reference change amount may be calculated using an SEM simulator. Here, the SEM simulator is a pattern obtained by calculating the behavior of secondary electrons emitted when the electron beam emitted from the electron gun of the CD-SEM is irradiated on the fine structure pattern by the Monte Carlo method or the like. Software for predicting the SEM image and the luminance distribution of secondary electrons.
In the simulation, naturally, the conditions of the electron beam (acceleration voltage, current value, etc.) can be arbitrarily changed. Moreover, the material of the fine structure pattern can be arbitrarily set, and the three-dimensional shape of the pattern can be arbitrarily designed. For this reason, the white band width can be measured from the image and luminance distribution obtained by the SEM simulator.
以下、一例として、傾斜角度が異なるサンプルを２つ用意し、電子ビームの電流値を変えた条件を２種類設定した場合の基準変化量の算出する場合について説明する。
まず、傾斜角度を測定したいサンプルと同じ材料（レジスト、クロムなど）で傾斜角度が異なるパターンを２つ作成する（以下、それぞれ、パターンＡ、パターンＢとする）。この傾斜角度はＳＥＭやＡＦＭ（原子間力顕微鏡）などを利用して測定し既知であるとする。なお、２つの傾斜角度の値はなるべく差がある方が望ましい。例えば、一方のパターンの傾斜角度はほぼ垂直に近く、もう一方のパターンの傾斜角度は７０°程度のテーパー形状になっているのが良い。
次に、ＣＤ−ＳＥＭでの測定条件として、電子ビームの電流値を変えた条件を２種類設定する（以下、ＳＥＭ条件１、ＳＥＭ条件２とする）。
Hereinafter, as an example, a case will be described in which two samples having different inclination angles are prepared, and the reference change amount is calculated when two types of conditions in which the current value of the electron beam is changed are set.
First, two patterns with different inclination angles are made of the same material (resist, chrome, etc.) as the sample whose inclination angle is to be measured (hereinafter referred to as pattern A and pattern B, respectively). It is assumed that this inclination angle is known by measuring using an SEM, an AFM (atomic force microscope) or the like. Note that it is desirable that the two inclination angles have a difference as much as possible. For example, it is preferable that the inclination angle of one pattern is almost vertical and the inclination angle of the other pattern is a taper shape of about 70 °.
Next, two types of conditions in which the electron beam current value is changed are set as measurement conditions in the CD-SEM (hereinafter referred to as
次に、傾斜面の傾斜角度１°あたりのホワイトバンド幅の基準変化量を算出する手順について図２を参照して説明する。なお、本例における基準変化量の次元は［長さ／角度］である。
まず、パターンＡに移動して（ステップＳ８）、ＳＥＭ条件１で傾斜面のホワイトバンド幅を測定する（ステップＳ９）。次いで、ＳＥＭ条件２で傾斜面のホワイトバンド幅を測定する（ステップＳ１０）。このステップＳ９とＳ１０の結果からホワイトバンド幅の変化量ΔＷＡを算出する（ステップＳ１１）。
次に、パターンＢに移動して（ステップＳ１２）、ＳＥＭ条件１で傾斜面のホワイトバンド幅を測定する（ステップＳ１３）。次に、ＳＥＭ条件２で傾斜面のホワイトバンド幅を測定する（ステップＳ１４）。このステップＳ１３とＳ１４の結果からホワイトバンド幅の変化量ΔＷＢを算出する（ステップＳ１５）。
最後にパターンＡ，Ｂの傾斜角度差ΔＷＡ−ΔＷＢから下記式を用いて基準変化量を算出する（ステップＳ１６）。
｜ΔＷＡ−ΔＷＢ｜／｜微細構造パターンＡの傾斜角度−微細構造パターンＢの傾斜角度｜＝基準変化量
Next, a procedure for calculating the reference change amount of the white band width per inclination angle of 1 ° of the inclined surface will be described with reference to FIG. Note that the dimension of the reference change amount in this example is [length / angle].
First, the pattern A is moved (step S8), and the white band width of the inclined surface is measured under SEM condition 1 (step S9). Next, the white band width of the inclined surface is measured under SEM condition 2 (step S10). This results in step S9 and S10 calculates the amount of change [Delta] W A white band width (step S11).
Next, the pattern B is moved (step S12), and the white band width of the inclined surface is measured under SEM condition 1 (step S13). Next, the white band width of the inclined surface is measured under SEM condition 2 (step S14). This result in step S13, S14 calculates the amount of change [Delta] W B of the white band width (step S15).
Finally the pattern A, and calculates the reference change amount using the inclination angle difference of B from ΔW A -ΔW B the following formula (step S16).
| ΔW A −ΔW B | / | Tilt angle of fine structure pattern A−Tilt angle of fine structure pattern B | = reference change amount
なお、ＳＥＭシミュレータを利用する場合には、基準変化量を算出するためのサンプル製作及びＳＥＭ条件１、ＳＥＭ条件２でのホワイトバンド幅の測定を全てコンピューター上の計算によって行って良い。
When the SEM simulator is used, sample production for calculating the reference change amount and measurement of the white bandwidth under
検査対象パターンの変化量を取得する場合は、図１に示すステップＳ２において、傾斜角度が未知の検査対象パターンを用意し、微細構造パターンをＣＤ−ＳＥＭで観察する際の電子ビームの電流値を変更する。そして、変更した電流値による電子ビームを検査対象パターンに照射してＳＥＭ画像を取得し、このＳＥＭ画像における微細構造パターンの凹凸部を構成する傾斜面のホワイトバンド幅を測定し、電子ビームの電流値によるホワイトバンド幅の変化量を取得する。
次に、図１に示すステップＳ３において、傾斜角度が未知の検査対象パターンにおける電子ビームの電流値によるホワイトバンド幅の変化量と基準変化量から検査対象パターンの傾斜角度を算出する。
検査対象パターンの傾斜角度の算出は、基準変化量の算出方法に応じて行えば良い。
以上より、ＣＤ−ＳＥＭを利用して検査対象パターンの傾斜角度を測定することが可能となる。
When acquiring the change amount of the inspection target pattern, in step S2 shown in FIG. 1, an inspection target pattern with an unknown inclination angle is prepared, and the current value of the electron beam when the fine structure pattern is observed with the CD-SEM is obtained. change. Then, the SEM image is obtained by irradiating the inspection target pattern with the electron beam with the changed current value, and the white band width of the inclined surface constituting the uneven portion of the fine structure pattern in this SEM image is measured, and the current of the electron beam Acquires the amount of change in white band width by value.
Next, in step S3 shown in FIG. 1, the inclination angle of the inspection target pattern is calculated from the change amount of the white band width and the reference change amount according to the current value of the electron beam in the inspection target pattern whose inclination angle is unknown.
The inclination angle of the inspection target pattern may be calculated according to the reference change amount calculation method.
As described above, it is possible to measure the inclination angle of the inspection target pattern using the CD-SEM.
次に、傾斜角度が異なるサンプルを２つ用意し、電子ビームの電流値を変えた条件を２種類設定した場合の検査対象パターンの傾斜角度の算出方法について図３を参照して説明する。
まず、傾斜角度が未知の測定パターンに移動して（ステップＳ１７）、ＳＥＭ条件１で微細構造パターンの凹凸部を構成する傾斜面のホワイトバンド幅を測定する（ステップＳ１８）。次に、ＳＥＭ条件２で微細構造パターンの凹凸部を構成する傾斜面のホワイトバンド幅を測定する（ステップＳ１９）。そして、ステップＳ１８とＳ１９の結果からホワイトバンド幅の変化量ΔＷを算出する（ステップＳ２０）。最後に、基準変化量とパターンＡｏｒパターンＢの傾斜角度及びホワイトバンド幅の変化量から、検査対象パターンの傾斜角度を、下記式を用いて算出する（ステップＳ２１）。
検査対象パターンの傾斜角度＝パターンＡｏｒパターンＢの傾斜角度＋（ΔＷＡｏｒΔＷＢ−ΔＷ）／基準変化量
ただし、ΔＷＡｏｒΔＷＢ：パターンＡ又はパターンＢのホワイトバンド幅の変化量、ΔＷ：検査対象パターンのホワイトバンド幅の変化量である。
Next, a method for calculating the inclination angle of the pattern to be inspected when two samples having different inclination angles are prepared and two conditions for changing the current value of the electron beam are set will be described with reference to FIG.
First, it moves to a measurement pattern with an unknown inclination angle (step S17), and measures the white band width of the inclined surface constituting the concavo-convex portion of the fine structure pattern under SEM condition 1 (step S18). Next, the white band width of the inclined surface constituting the concavo-convex portion of the fine structure pattern is measured under SEM condition 2 (step S19). Then, a white band width change amount ΔW is calculated from the results of steps S18 and S19 (step S20). Finally, from the reference change amount, the inclination angle of the pattern A or pattern B, and the change amount of the white band width, the inclination angle of the inspection target pattern is calculated using the following equation (step S21).
Tilt angle + (ΔW A orΔW B -ΔW) / reference change amount of the tilt angle = pattern Aor pattern B of the inspection object pattern However, ΔW A orΔW B: amount of change in the white band width of the pattern A or pattern B, [Delta] W: test This is the amount of change in the white band width of the target pattern.
次に、微細構造パターンの凹凸部の底部を構成するボトム部の裾引き度合いを算出する方法について説明する。
まず、図１に示すステップＳ４において、裾引き形状（微細構造パターンの凹凸部の底部を構成するボトム部の湾曲した凹状の形状）の指標値を算出する。この場合、図４に示す４０１、４０２が微細構造パターンの傾斜面形状をそれぞれ表すもので、図４（ａ）は裾引き形状が小さい例、図４（ｂ）は裾引き形状が大きい例を示している。また、図４に示す４０３、４０４は傾斜面形状４０１、４０２に対応するＳＥＭ信号量のラインプロファイルを表している。このラインプロファイルは、２次電子の電子量に対応した輝度信号を表すものであり、パターンの傾斜面形状を反映すると考えられている。また、図４に示す４０５、４０６はラインプロファイル４０３、４０４に対して、１次微分処理を施した微分プロファイルを表している。
また、裾引き形状の指標値として、微分プロファイルのピーク位置４０７、４０８と微分プロファイルの値が０になる位置４０９、４１０との距離４１１、４１２を指標値として定義する。
Next, a method for calculating the bottoming degree of the bottom part constituting the bottom part of the uneven part of the fine structure pattern will be described.
First, in step S4 shown in FIG. 1, an index value of the skirt shape (curved concave shape of the bottom portion constituting the bottom of the uneven portion of the fine structure pattern) is calculated. In this case, 401 and 402 shown in FIG. 4 represent the inclined surface shape of the fine structure pattern, respectively. FIG. 4A shows an example in which the tailing shape is small, and FIG. 4B shows an example in which the tailing shape is large. Show. Also, 403 and 404 shown in FIG. 4 represent line profiles of SEM signal amounts corresponding to the inclined surface shapes 401 and 402. This line profile represents a luminance signal corresponding to the amount of secondary electrons, and is considered to reflect the shape of the inclined surface of the pattern. In addition,
Further, as index values of the trailing shape, distances 411 and 412 between the
次に、図１に示すステップＳ５において、裾引き度合いを算出する。ここで、前記指標値とボトム部の裾引き形状の曲率半径には相関関係があることが分かっているから、前記指標値を算出することにより、ボトム部の裾引き度合い（ボトム部の湾曲の大きさ）を算出することができる。この場合、あらかじめ実験などにより、前記指標値とボトム部の裾引き形状の曲率半径との相関グラフおよび相関曲線を作成しておき、それを基にして裾引き度合いを決定すればよい。
次に、図１に示すステップＳ６において、検査対象マスクの転写シミュレーションを行う。この転写シミュレーションは、ＣＤ−ＳＥＭによって得られた寸法値などの２次元情報及び側壁形状などの３次元情報を入力して行う。
次に、図１に示すステップＳ７において、所望する寸法パターンの転写像が得られたかの判定を行う。その結果、所望する寸法パターンの転写像が得られなかったマスクは不良品と判定し、再度マスクを作製する。
Next, in step S5 shown in FIG. 1, the skirting degree is calculated. Here, it is known that there is a correlation between the index value and the curvature radius of the bottom shape of the bottom portion. Therefore, by calculating the index value, the degree of bottom bottom (curvature of the bottom portion is calculated). Size) can be calculated. In this case, a correlation graph and a correlation curve between the index value and the curvature radius of the bottom shape of the bottom portion are created in advance by experiments and the like, and the degree of bottoming may be determined based on the correlation graph and correlation curve.
Next, in step S6 shown in FIG. 1, a transfer simulation of the inspection target mask is performed. This transfer simulation is performed by inputting two-dimensional information such as a dimension value obtained by a CD-SEM and three-dimensional information such as a sidewall shape.
Next, in step S7 shown in FIG. 1, it is determined whether a transfer image having a desired dimension pattern has been obtained. As a result, a mask for which a transfer image having a desired dimension pattern cannot be obtained is determined as a defective product, and a mask is produced again.
次に、本発明にかかるマスク検査方法の実施例について説明する。
（実施例１）
本実施例においては、フォトマスク基板の材料は限定されないが、本実施例では、合成石英基板を使用した。また、微細構造パターンの凹凸部を構成する傾斜面の形状がほぼ垂直、テーパー状、ボトム部に裾引きがある形状のフォトマスクを作製するため、３枚作製した（以下、マスクA、マスクB、マスクCと呼ぶことにする）。
Next, examples of the mask inspection method according to the present invention will be described.
Example 1
In this embodiment, the material of the photomask substrate is not limited, but in this embodiment, a synthetic quartz substrate was used. Three photomasks were prepared in order to fabricate a photomask having an inclined surface constituting the concavo-convex portion of the fine structure pattern that is substantially vertical, tapered, and skirted at the bottom (hereinafter referred to as mask A and mask B). Let's call it mask C).
次に、基板表面に金属膜を成膜した。本実施例においては、金属膜の材料は限定されないが、本実施例では、クロムを成膜した。
次に、電子線ポジ型レジストであるＺＥＰ５２０Ａ（日本ゼオン株式会社製）を２００ｎｍの厚さで前記クロム膜表面に塗布した。
次に、図示しない電子線描画装置を用いて、露光を行った。型用レジストに対して１００ｎｍ〜１０μｍのラインパターンを描画した。このときの条件は、描画時のドーズを１００μＣ／ｃｍ２とした。
次いで、現像を行ってレジストパターンを形成した。
Next, a metal film was formed on the substrate surface. In this embodiment, the material of the metal film is not limited, but in this embodiment, chromium was formed.
Next, ZEP520A (made by Nippon Zeon Co., Ltd.), which is an electron beam positive resist, was applied to the chromium film surface with a thickness of 200 nm.
Next, exposure was performed using an electron beam drawing apparatus (not shown). A line pattern of 100 nm to 10 μm was drawn on the mold resist. The condition at this time was 100 μC / cm 2 at the time of drawing.
Next, development was performed to form a resist pattern.
次に、ＩＣＰドライエッチング装置を用いて、クロム膜をエッチングし凹凸パターンを形成した。エッチングはマスク毎に異なる条件で行い、パターンの傾斜面形状が異なるマスクを作製した。
最後に、レジストを剥離し、洗浄を行い、３種類のマスクを作製した。
次に、作製したマスクに対して、図１に示す検査手順に従い、検査を実施した。今回は、傾斜角度を求めるために必要な基準変動量を算出するために、マスクAおよびマスクBを基準マスクとして使用し、マスクCを検査対象マスクとした。
Next, using an ICP dry etching apparatus, the chrome film was etched to form an uneven pattern. Etching was performed under different conditions for each mask, and masks with different patterns of inclined surfaces were produced.
Finally, the resist was peeled off and washed to produce three types of masks.
Next, the inspection was performed on the manufactured mask according to the inspection procedure shown in FIG. In this time, in order to calculate the reference fluctuation amount necessary for obtaining the tilt angle, the mask A and the mask B were used as the reference mask, and the mask C was set as the inspection target mask.
次に、パターン傾斜面の傾斜角度１°あたりの基準変動量を算出するために、マスクＡ、マスクＢ上のＳｐａｃｅパターン（以下、マスクＡのパターンをパターンＡ、マスクＢのパターンをパターンＢと呼ぶことにする）を用意した。それぞれのマスクにおけるパターンの傾斜角度はすでにＡＦＭで測定されており、パターンＡの左傾斜面が８７°、パターンＢの左傾斜面が７８°であった。
ＣＤ−ＳＥＭの測定条件は次のように設定した。
ＳＥＭ条件１：ビーム電流５ｐＡ
ＳＥＭ条件２：ビーム電流１０ｐＡ
Next, in order to calculate the reference variation amount per inclination angle of 1 ° of the pattern inclined surface, the pattern on the mask A and the mask B (hereinafter, the pattern of the mask A is the pattern A and the pattern of the mask B is the pattern B). Prepared). The inclination angle of the pattern in each mask has already been measured by AFM, and the left inclined surface of pattern A was 87 ° and the left inclined surface of pattern B was 78 °.
The measurement conditions for CD-SEM were set as follows.
SEM condition 1: beam current 5 pA
SEM condition 2: beam current 10 pA
まず、パターンＡに移動し、ＳＥＭ条件１にて画像を取得しホワイトバンド幅を測定したところ、１９．９ｎｍであった。
次に、同じパターンＡにおいて、ＳＥＭ条件２にて画像を取得しホワイトバンド幅を測定したところ、２１．０ｎｍであった。
よって、ホワイトバンド幅のＳＥＭ条件による変化量は２１．０−１９．９＝１．１ｎｍである。
First, it moved to the pattern A, the image was acquired on
Next, in the same pattern A, when an image was acquired under
Therefore, the amount of change due to the SEM condition of the white band width is 21.0-19.9 = 1.1 nm.
次にパターンＢに移動し、ＳＥＭ条件１にて画像を取得しホワイトバンド幅を測定したところ、２５．７ｎｍであった。
次に、同じパターンにおいて、ＳＥＭ条件２にて画像を取得しホワイトバンド幅を測定したところ、２９．７ｎｍであった。
よって、ホワイトバンド幅のＳＥＭ条件による変化量は２９．７−２５．７＝４．０ｎｍである。
Next, it moved to the pattern B, the image was acquired on
Next, in the same pattern, when an image was acquired under
Therefore, the amount of change due to the SEM condition of the white band width is 29.7-25.7 = 4.0 nm.
パターンＡ、パターンＢの各ＳＥＭ条件でのパターン画像を図５に示す。
また、ホワイトバンドの変化量と傾斜角度の関係のグラフを図６に示す。
パターンＡ、Ｂの傾斜角度差（８７°−７８°＝９°）とホワイトバンド幅の変化量の差（４．０−１．１＝２．９ｎｍ）から、傾斜角度１°あたりの基準変化量を０．３２［ｎｍ／角度］とした。
FIG. 5 shows pattern images of the pattern A and pattern B under each SEM condition.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the change amount of the white band and the inclination angle.
From the difference in inclination angle between patterns A and B (87 ° -78 ° = 9 °) and the difference in white band width change (4.0-1.1 = 2.9 nm), the reference change per inclination angle of 1 ° The amount was 0.32 [nm / angle].
検査対象パターンの傾斜角度を算出するに際しては、まず、実際に測定したい傾斜角度が未知のパターン（マスクC上のパターンとする）に移動し、ＳＥＭ条件１及びＳＥＭ条件２で画像を取得しホワイトバンド幅を測定した。その結果、ＳＥＭ条件１では１９．７ｎｍ、ＳＥＭ条件２では２１．５ｎｍとなり、変化量は１．８ｎｍであった。
次に、下記式から傾斜角度を算出した。
検査対象パターンの傾斜角度＝パターンＢの傾斜角度＋（ΔＷＢ−ΔＷ）／基準変化量
ただし、ΔＷＢ：パターンＢのホワイトバンド幅の変化量、ΔＷ：検査対象パターンのホワイトバンド幅の変化量である。
よって、検査対象パターンの傾斜角度は、７８°＋（４．０−１．８）／０．３２＝８４．９°となった。
なお、ＡＦＭを使って上記パターンの傾斜角度を測定したところ８５°となっており、本発明方法による測定結果とほぼ一致した。
なお、図７は本実施例における裾引き度合いの指標値とボトム部の曲率半径の関係を示すグラフである。
When calculating the inclination angle of the pattern to be inspected, first, the inclination angle to be actually measured is moved to an unknown pattern (referred to as a pattern on the mask C), an image is acquired under
Next, the inclination angle was calculated from the following formula.
Inclination angle of inspection target pattern = Inclination angle of pattern B + (ΔW B −ΔW) / reference change amount However, ΔW B : change amount of white band width of pattern B, ΔW: change amount of white band width of inspection object pattern It is.
Therefore, the inclination angle of the inspection target pattern was 78 ° + (4.0−1.8) /0.32=84.9°.
When the inclination angle of the pattern was measured using AFM, it was 85 °, which almost coincided with the measurement result obtained by the method of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the index value of the footing degree and the radius of curvature of the bottom portion in this embodiment.
裾引き度合いの算出に際しては、まず、３種類のマスクのＳＥＭ画像から微分プロファイルを算出し、この微分プロファイルから指標値を算出した。マスクA、マスクBはそれぞれ指標値が１２ｎｍ、１４ｎｍと小さく、マスクCは指標値が２０ｎｍであった。つまり、この結果からマスクCは裾引き度合いが大きいことが推定できた。
次に、図１に示すステップＳ６において、転写シミュレーションを行った。
転写シミュレーションに際しては、ＣＤ−ＳＥＭによって得られた寸法値、傾斜角度、裾引き度合いの情報を入力し、３次元的な情報を考慮した転写シミュレーションを行った。マスクCは側壁形状がテーパーで裾引き度合いが大きいパターンであったため、所望する寸法パターンの結果は得られなかった。よって、マスクCを非破壊で不良品と判定することができた。
In calculating the skirting degree, first, a differential profile was calculated from SEM images of three types of masks, and an index value was calculated from this differential profile. Mask A and mask B have index values as small as 12 nm and 14 nm, respectively, and mask C has an index value of 20 nm. That is, from this result, it was possible to estimate that the mask C has a large degree of tailing.
Next, a transfer simulation was performed in step S6 shown in FIG.
In the transfer simulation, the dimensional value obtained by the CD-SEM, the angle of inclination, and the degree of tailing were input, and the transfer simulation was performed in consideration of three-dimensional information. Since the mask C was a pattern with a tapered side wall and a large degree of skirting, a desired dimension pattern result could not be obtained. Therefore, it was possible to determine that the mask C was non-destructive and defective.
Ｓ１……単位角度あたりの基準変化量を算出ステップ、Ｓ２……検査対象パターンの変化量を算出ステップ、Ｓ３……検査対象パターンの傾斜角度を算出ステップ、Ｓ４……裾引き形状の指標値を算出ステップ、Ｓ５……裾引き度合いを算出ステップ、Ｓ６……転写シミュレーションステップ、Ｓ７……判定ステップ、Ｓ８……パターンＡに移動ステップ、Ｓ９……ＳＥＭ条件１でのパターンＡのホワイトバンド幅測定ステップ、Ｓ１０……ＳＥＭ条件２でのパターンＡのホワイトバンド幅測定ステップ、Ｓ１１……パターンＡのホワイトバンド幅の変化量測定ステップ、Ｓ１２……パターンＢに移動ステップ、Ｓ１３……ＳＥＭ条件１でのパターンＢのエッジホワイトバンド幅測定ステップ、Ｓ１４……ＳＥＭ条件２でのパターンＢのホワイトバンド幅測定ステップ、Ｓ１５……パターンＢのホワイトバンド幅の変化量測定ステップ、Ｓ１６……パターンＡ，Ｂの傾斜角度差とホワイトバンド幅変化量の差から基準変化量を測定するステップ、Ｓ１７……測定パターンに移動ステップ、Ｓ１８……ＳＥＭ条件１で測定パターンのホワイトバンド幅測定ステップ、Ｓ１９……ＳＥＭ条件２で測定パターンのホワイトバンド幅測定ステップ、Ｓ２０……測定パターンのホワイトバンド幅の変化量測定ステップ、Ｓ２１……基準変化量から測定パターンの傾斜角度算出ステップ、４０１，４０２……微細構造パターンの側壁形状、４０３，４０４……ＳＥＭ写真信号量のラインプロファイル、４０５，４０６……微分プロファイル、４０７，４０８……微分プロファイルのピーク位置、４０９，４１０……微分プロファイルの値が０になる位置、４１１，４１２……裾引き指標値。
S1... Step for calculating reference change amount per unit angle, S2... Step for calculating change amount of inspection target pattern, S3... Step for calculating inclination angle of inspection target pattern, S4. Calculation step, S5... Calculating tailing degree, S6... Transfer simulation step, S7... Determination step, S8... Shifting to pattern A, S9 ... Measuring white bandwidth of pattern A under
Claims (5)
前記フォトマスク上の微細構造パターンをＣＤ−ＳＥＭで観察して前記微細構造パターンのＳＥＭ画像を取得する工程と、
前記ＳＥＭ画像から前記微細構造パターンの凹凸部を構成する傾斜面のホワイトバンド幅を測定する工程と、
前記観察時おける前記ＣＤ−ＳＥＭの電子ビームの電流値と前記測定したホワイトバンド幅から前記微細構造パターンの前記傾斜面の鉛直方向に対しての傾斜角度を算出する工程と、
前記ＳＥＭ画像から前記微細構造パターンの凹凸部の底部を構成するボトム部の裾引き形状を反映した微分プロファイルを算出する工程と、
前記微分プロファイルから抽出した前記裾引き形状の指標値から前記ボトム部の裾引き度合いを算出する工程と、
を備えたことを特徴とするマスク検査方法。 A mask inspection method for inspecting a fine structure pattern composed of uneven portions formed on a photomask,
Observing a fine structure pattern on the photomask with a CD-SEM to obtain an SEM image of the fine structure pattern;
Measuring a white band width of an inclined surface constituting an uneven portion of the fine structure pattern from the SEM image;
Calculating a tilt angle of the tilted surface of the fine structure pattern with respect to a vertical direction from a current value of the electron beam of the CD-SEM at the time of observation and the measured white band width;
Calculating a differential profile reflecting the bottom shape of the bottom portion constituting the bottom of the uneven portion of the fine structure pattern from the SEM image;
Calculating the bottoming degree of the bottom part from the index value of the bottoming shape extracted from the differential profile;
A mask inspection method comprising:
前記電子ビームの電流値によるホワイトバンド幅の変化量と既知の傾斜角度から単位角度あたりのホワイトバンド幅の変化量である基準変化量を算出するステップと、
前記傾斜角度が未知の検査対象パターンを用意し、前記微細構造パターンを前記ＣＤ−ＳＥＭで観察する際の電子ビームの電流値を変更し、この時のＳＥＭ画像における微細構造パターンのエッジ部位のホワイトバンド幅を測定し、前記電子ビームの電流値によるホワイトバンド幅の変化量を取得するステップと、
前記傾斜角度が未知の検査対象パターンにおける電子ビームの電流値によるホワイトバンド幅の変化量と前記基準変化量から検査対象パターンの傾斜角度を算出するステップとから構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のマスク検査方法。 The step of calculating the tilt angle includes:
Calculating a reference change amount that is a change amount of the white band width per unit angle from a change amount of the white band width due to the current value of the electron beam and a known inclination angle;
A pattern to be inspected with an unknown inclination angle is prepared, the current value of the electron beam when the fine structure pattern is observed with the CD-SEM is changed, and the white of the edge portion of the fine structure pattern in the SEM image at this time Measuring a bandwidth and obtaining a change amount of a white bandwidth according to a current value of the electron beam;
The method includes: a step of calculating a tilt angle of the inspection target pattern from the amount of change in white band width due to an electron beam current value in the inspection target pattern whose tilt angle is unknown, and the reference change amount. Item 3. The mask inspection method according to Item 1 or 2.
前記傾斜角度が既知の微細構造パターンＡを用意し、前記電子ビームの電流値を２種類用いて、ＳＥＭ画像における微細構造パターンのエッジ部位のホワイトバンド幅を測定し、該２種類のホワイトバンド幅の差ΔＷＡを算出し、
前記傾斜角度が前記微細構造パターンＡと異なる傾斜角度が既知の微細構造パターンＢを用意し、前記電子ビームの電流値を２種類用いて、ＳＥＭ画像における微細構造パターンのエッジ部位のホワイトバンド幅を測定し、該２種類のホワイトバンド幅の差ΔＷＢを算出し、
基準変化量 ＝ ｜ΔＷＡ−ΔＷＢ｜／｜微細構造パターンＡの傾斜角度−微細構造パターンＢの傾斜角度｜
の式から基準変化量を算出するステップであることを特徴とする請求項３に記載のマスク検査方法。 The step of calculating the reference change amount includes:
A fine structure pattern A having a known inclination angle is prepared, and the white band width of the edge portion of the fine structure pattern in the SEM image is measured using two kinds of current values of the electron beam, and the two kinds of white band widths are measured. The difference ΔWA between
A fine structure pattern B having a known inclination angle different from the fine structure pattern A is prepared, and the white band width of the edge portion of the fine structure pattern in the SEM image is prepared using two kinds of current values of the electron beam. Measure, calculate the difference ΔWB between the two types of white bandwidth,
Reference change amount = | ΔWA−ΔWB | / | Tilt angle of fine structure pattern A−Tilt angle of fine structure pattern B |
The mask inspection method according to claim 3, wherein the reference change amount is calculated from the equation:
前記傾斜角度が未知の検査対象パターンを用意し、前記電子ビームの電流値を２種類用いて、ＳＥＭ画素における微細構造パターンのエッジ部位のホワイトバンド幅を測定し、該２種類のホワイトバンド幅の差ΔＷを算出し、
検査対象パターンの傾斜角度 ＝ パターンＡｏｒパターンＢの傾斜角度＋（ΔＷＡｏｒΔＷＢ−ΔＷ）／ 基準変化量
ただし、ΔＷＡｏｒΔＷＢ：パターンＡ又はパターンＢのホワイトバンド幅の変化量、ΔＷ：検査対象パターンのホワイトバンド幅の変化量
の式から検査対象パターンの傾斜角度を算出するステップであることを特徴とする請求項３に記載のマスク検査方法。 The step of calculating the inclination angle of the inspection target pattern is as follows:
A pattern to be inspected with an unknown inclination angle is prepared, and two types of current values of the electron beam are used to measure the white band width of the edge portion of the fine structure pattern in the SEM pixel, and the two types of white band widths are measured. Calculate the difference ΔW,
Inclination angle of inspection target pattern = Inclination angle of pattern A or pattern B + (ΔWAorΔWB−ΔW) / reference change amount where ΔWAorΔWB: change amount of white band width of pattern A or pattern B, ΔW: white band width of inspection target pattern The mask inspection method according to claim 3, wherein the method is a step of calculating an inclination angle of the inspection target pattern from an expression of the amount of change.
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