JP5317138B2 - Inspection apparatus and defect inspection method - Google Patents

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Description

本発明は、フォトマスクに存在する欠陥を検出する検査装置、特にフォトマスクをステージ上に保持する際に発生する光学歪みの影響が軽減された検査装置に関するものである。   The present invention relates to an inspection apparatus for detecting defects existing in a photomask, and more particularly to an inspection apparatus in which the influence of optical distortion generated when a photomask is held on a stage is reduced.

半導体デバイスの微細化に伴い、フォトマスクの検査においても微細な欠陥を検出できることが要請されている。微細な欠陥を光学的に検出するマスク検査装置として、フォトマスクの透過画像と反射画像との合成画像並びに透過画像を同時に撮像し、撮像された合成画像と透過画像とに基づいて欠陥を検出する欠陥検査装置が既知である(例えば、特許文献1参照)。この欠陥検査装置では、照明光源として直線偏光したレーザ光を放出するレーザ光源が用いられ、フォトマスクの裏面側から透過検査用の照明光が投射され、パターン形成面側から反射検査用の照明光が投射されている。反射検査用の照明光は、偏光ビームスプリッタを介して対物レンズの光路に結合されている。また、フォトマスクを透過した透過光は、対物レンズで集光され、偏光ビームスプリッタを透過して光検出器に入射し、フォトマスクの透過像が撮像されている。   With the miniaturization of semiconductor devices, it is required that fine defects can be detected even in photomask inspection. As a mask inspection device that optically detects fine defects, a composite image of a transmission image and a reflection image of a photomask and a transmission image are simultaneously captured, and the defect is detected based on the captured composite image and the transmission image. A defect inspection apparatus is known (see, for example, Patent Document 1). In this defect inspection apparatus, a laser light source that emits linearly polarized laser light is used as an illumination light source, illumination light for transmission inspection is projected from the back side of the photomask, and illumination light for reflection inspection is emitted from the pattern forming surface side. Is projected. Illumination light for reflection inspection is coupled to the optical path of the objective lens via a polarization beam splitter. The transmitted light that has passed through the photomask is collected by the objective lens, passes through the polarization beam splitter, and enters the photodetector, and a transmitted image of the photomask is captured.

上述した欠陥検査装置は、フォトマスクの反射画像と透過画像とが結合された合成画像が撮像されているため、パターンのエッジ付近に形成された欠陥を高精度に検出できる利点がある。また、偏光ビームスプリッタを用いてレーザ光源から出射した反射検査用の照明光とフォトマスクから出射した反射光及び透過光とが分離されているので、照明光を有効に利用できる利点も達成されている。
特開2008−190938号公報
The defect inspection apparatus described above has an advantage that a defect formed near the edge of a pattern can be detected with high accuracy because a composite image obtained by combining a reflection image and a transmission image of a photomask is captured. In addition, since the illumination light for reflection inspection emitted from the laser light source using the polarization beam splitter is separated from the reflected light and transmitted light emitted from the photomask, an advantage that the illumination light can be used effectively is also achieved. Yes.
JP 2008-190938 A

フォトマスクから出射した透過光を用いて欠陥検査を行うことにより、フォトマスクのパターン以外の部位に存在する欠陥を検出することが可能であり、フォトマスクの欠陥検査において極めて重要である。一方、フォトマスクは、石英基板とその表面上に形成されたクロム膜等の遮光パターンとで構成されている。そのため、透過検査用の照明光がフォトマスクのマスク基板を透過する際、石英基板(マスク基板)の内部に局所的な複屈折性の変化が発生すると、照明光がマスク基板を透過する際、その偏光状態が変化してしまう。透過光の偏光状態が変化すると、偏光ビームスプリッタを通過する際、透過光の一部が偏光ビームスプリッタによりカットされ、所定の光量値よりも少ない光量の透過光が光検出器に入射することになる。この結果、光検出器から出力される画像信号の輝度値が変化し、欠陥の検出感度が低下する不具合が発生する。すなわち、例えばダイ対ダイ比較検査により欠陥を検出する場合、2つのダイの対応する部分同士の輝度値が比較され、その差分が形成され、差分値が閾値を超える場合、欠陥と判定される。従って、フォトマスクから出射する透過光の光量が局所的に低下した場合、対応部分同士に輝度差が形成され、疑似欠陥が発生してしまう。一方、疑似欠陥の発生を抑制するためるは、閾値を高く設定する必要がある。しかしながら、閾値を高く設定すると、微細な欠陥が検出されない不具合が発生する。   By performing defect inspection using transmitted light emitted from the photomask, it is possible to detect defects existing in parts other than the pattern of the photomask, which is extremely important in defect inspection of the photomask. On the other hand, the photomask is composed of a quartz substrate and a light shielding pattern such as a chromium film formed on the surface thereof. Therefore, when the illumination light for transmission inspection passes through the mask substrate of the photomask, when a local birefringence change occurs in the quartz substrate (mask substrate), when the illumination light passes through the mask substrate, The polarization state changes. When the polarization state of the transmitted light changes, when passing through the polarization beam splitter, a part of the transmitted light is cut by the polarization beam splitter, and transmitted light having a light amount smaller than a predetermined light amount value enters the photodetector. Become. As a result, the luminance value of the image signal output from the photodetector changes, which causes a problem that the defect detection sensitivity decreases. That is, for example, when a defect is detected by die-to-die comparison inspection, the luminance values of corresponding portions of two dies are compared, a difference is formed, and if the difference value exceeds a threshold value, it is determined as a defect. Therefore, when the amount of transmitted light emitted from the photomask is locally reduced, a luminance difference is formed between corresponding portions, and a pseudo defect is generated. On the other hand, in order to suppress the occurrence of pseudo defects, it is necessary to set a high threshold value. However, if the threshold value is set high, there is a problem that fine defects are not detected.

本発明の目的は、マスク基板に存在する複屈折性の変化による影響が軽減された検査装置及び欠陥検査方法を実現することにある。
さらに、本発明の目的は、マスク基板に形成された複屈折性の変化による不具合が解消され、欠陥検出の感度を高くできる検査装置を実現することにある。
An object of the present invention is to realize an inspection apparatus and a defect inspection method in which an influence due to a change in birefringence existing in a mask substrate is reduced.
Furthermore, an object of the present invention is to realize an inspection apparatus capable of eliminating defects caused by changes in birefringence formed on a mask substrate and increasing the sensitivity of defect detection.

本発明による検査装置は、照明光を発生する光源装置と、光源装置から出射した照明光を検査すべきフォトマスクに向けて透過検査用の照明光として投射する第1の照明光学系と、前記フォトマスクを保持するステージと、フォトマスクを透過した透過光を集光する対物レンズと、対物レンズから出射した透過光を受光する光検出手段と、光検出手段から出力される輝度信号を受け取り、フォトマスクに存在する欠陥を検出する信号処理装置とを具え、
前記信号処理装置は、マスクパターンが形成される前のマスク基板を前記透過検査用の照明光によって走査することにより前記光検出手段から出力される輝度信号の輝度分布のデータを記憶するメモリを含み、
前記第1の照明光学系は、前記光源装置から放出される照明光の強度を補正する補正手段を含み、
フォトマスクの検査中において、前記メモリに記憶されている輝度分布データを用いて前記光源装置から放出される照明光の強度を補正することを特徴とする。
An inspection apparatus according to the present invention includes a light source device that generates illumination light, a first illumination optical system that projects illumination light emitted from the light source device as illumination light for transmission inspection toward a photomask to be inspected, Receiving a stage holding the photomask, an objective lens for condensing the transmitted light transmitted through the photomask, a light detecting means for receiving the transmitted light emitted from the objective lens, and a luminance signal output from the light detecting means; A signal processing device for detecting defects present in the photomask;
The signal processing device includes a memory that stores data of luminance distribution of a luminance signal output from the light detection unit by scanning a mask substrate before a mask pattern is formed with illumination light for transmission inspection. ,
The first illumination optical system includes correction means for correcting the intensity of illumination light emitted from the light source device,
During inspection of a photomask, the intensity of illumination light emitted from the light source device is corrected using luminance distribution data stored in the memory .

本発明者が種々のフォトマスクの複屈折性について解析した結果、フォトマスクをステージ上に保持する際にフォトマスクの4隅のエリアの複屈折性に変化が生じることが判明した。フォトマスクの4つの隅部は、ステージに固定するため把持部材が存在し、その外部応力によりマスク基板の複屈折性に変化が発生したものと解される。一方、マスク基板に局所的な複屈折率の大きさや方向が変化すると、偏光した照明光がマスク基板を透過する際、複屈折率の大きさや方向に応じて透過光の偏光状態が変化し、偏光ビームスプリッタを透過する際に一部の透過光がカットされてしまう。さらに、フォトマスクに作用する応力は局所的に作用するため、複屈折性の変化も局所的に発生する。従って、フォトマスクを透過し、偏光ビームスプリッタを透過して光検出器に入射する光量が局所的に変化し、光検出器から出力される輝度信号の輝度値が不均一な分布状態となってしまう。そこで、本発明では、欠陥検査に先立って、同一ロット中のマスクパターンの形成されていないマスク基板(石英基板)をステージ上に装着し、実際の欠陥検査と同様に照明光により走査し、透過光を光検出器により検出する。そして、光検出器から出力される輝度信号の輝度値から、輝度分布データを作成する。そして、実際の欠陥検査に際し、輝度分布データを用いて光検出器から出力される輝度信号の輝度値を補正する。このように輝度分布データに基づいて画像信号の輝度値を補正すれば、マスク基板に形成された複屈折率の変化による影響が軽減され、欠陥検出処理において閾値を低く設定でき、欠陥の検出感度を増大させることができる。尚、マスク基板(石英基板)に存在する複屈折性ないし複屈折率の分布は、固有の複屈折性と、重力による撓みに起因する複屈折性と、外部応力による複屈折性とが含まれる。これらのうち、マスク基板固有の複屈折率分布は、同一ロット及び同一形式のマスク基板はほぼ同様な複屈折分布を有している。また、外部応力に起因する複屈折性の変化及び重力に起因する複屈折性の変化も、同一ロット及び同一の形式ないしサイズのマスク基板においてほぼ同一であることが判明した。よって、同一形式又は同一ロットの1つのマスク基板について輝度分布データを取得すれば、同一形式の他のフォトマスクの補正に利用することが可能である。   As a result of analysis of the birefringence of various photomasks by the present inventor, it has been found that the birefringence of the four corner areas of the photomask changes when the photomask is held on the stage. At the four corners of the photomask, there are gripping members for fixing to the stage, and it is understood that the birefringence of the mask substrate has changed due to the external stress. On the other hand, when the magnitude and direction of the local birefringence change on the mask substrate, when the polarized illumination light passes through the mask substrate, the polarization state of the transmitted light changes according to the magnitude and direction of the birefringence, A part of the transmitted light is cut when passing through the polarization beam splitter. Further, since the stress acting on the photomask acts locally, a change in birefringence also occurs locally. Therefore, the amount of light that passes through the photomask, passes through the polarizing beam splitter, and enters the photodetector locally changes, and the luminance value of the luminance signal output from the photodetector is in a non-uniform distribution state. End up. Therefore, in the present invention, prior to the defect inspection, a mask substrate (quartz substrate) in the same lot on which the mask pattern is not formed is mounted on the stage, scanned with illumination light in the same manner as in actual defect inspection, and transmitted. Light is detected by a photodetector. Then, luminance distribution data is created from the luminance value of the luminance signal output from the photodetector. In the actual defect inspection, the luminance value of the luminance signal output from the photodetector is corrected using the luminance distribution data. If the luminance value of the image signal is corrected based on the luminance distribution data in this way, the influence of the change in the birefringence formed on the mask substrate is reduced, the threshold value can be set low in the defect detection process, and the defect detection sensitivity. Can be increased. The birefringence or birefringence distribution existing on the mask substrate (quartz substrate) includes inherent birefringence, birefringence due to bending due to gravity, and birefringence due to external stress. . Of these, the birefringence distribution specific to the mask substrate has almost the same birefringence distribution in the same lot and the same type of mask substrate. It has also been found that the change in birefringence due to external stress and the change in birefringence due to gravity are almost the same in the same lot and the same type or size of mask substrate. Therefore, if luminance distribution data is acquired for one mask substrate of the same format or the same lot, it can be used for correction of another photomask of the same format.

本発明では、照明光源側において補正することが可能である。すなわち、例えば照明光源とコンデンサレンズとの間の光路中に光変調器を配置し、輝度分布データに基づきステージの走査と同期して照明光の強度を時間変調し、フォトマスクのほぼ全体にわたってほぼ均一な輝度値の透過光を出射させることができる。 In the present invention , correction can be performed on the illumination light source side. That is, for example, an optical modulator is disposed in the optical path between the illumination light source and the condenser lens, and the intensity of the illumination light is time-modulated in synchronization with scanning of the stage based on the luminance distribution data. Transmitted light having a uniform luminance value can be emitted.

本発明においては、欠陥検査に先立って、透過検査用の照明光によりパターンが形成される前のマスク基板について走査を行い、光検出器から出力される輝度信号から輝度分布データを形成し、輝度分布データに基づいて光検出器から出力される画像信号の輝度値又は照明光の強度を補正しているので、たとえフォトマスクに局所的な応力が作用しても、光検出器から出力される輝度値に不均一な分布が形成される不具合が解消される。この結果、欠陥検出プロセスにおける閾値を低く設定できるので、疑似欠陥の発生を抑制しつつ、欠陥の検出感度を高くすることが可能になる。   In the present invention, prior to the defect inspection, the mask substrate before the pattern is formed by the illumination light for transmission inspection is scanned, luminance distribution data is formed from the luminance signal output from the photodetector, and the luminance Since the luminance value of the image signal output from the photodetector or the intensity of the illumination light is corrected based on the distribution data, it is output from the photodetector even if a local stress is applied to the photomask. The problem that a non-uniform distribution is formed in luminance values is solved. As a result, since the threshold value in the defect detection process can be set low, it is possible to increase the defect detection sensitivity while suppressing the occurrence of pseudo defects.

本発明によるマスク検査装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the mask inspection apparatus by this invention. フォトマスク上に形成される照明エリアを示す図である。It is a figure which shows the illumination area formed on a photomask. 光検出器に入射する入射光量分布の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the incident light quantity distribution which injects into a photodetector. 本発明による欠陥検査方法の一連の工程を示す図である。It is a figure which shows a series of processes of the defect inspection method by this invention. 本発明による検査装置の回路構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit structure of the test | inspection apparatus by this invention.

図1は本発明によるマスク検査装置の一例を示す図である。本例では、欠陥検査されるべきフォトマスクに対して透過検査用の第1の照明ビーム及び反射検査用の第2の照明ビームを投射し、フォトマスクの反射透過合成画像及び透過画像を同時に撮像し、撮像された合成画像と透過画像を用いて欠陥を検出するマスク検査装置について説明する。照明光源1として、213nmのレーザビームを放出するレーザを用いる。発生するレーザビームは、第1の方向に直線偏光した光、例えばP偏光した光とする。レーザから出射したレーザビームは、スペックルパターン低減装置(図示せず)を介して全反射ミラーで反射し、第1のビームスプリッタ3に入射する。第1のビームスプリッタ3は、入射光の一部を透過し一部を反射するハーフプリズムとする。第1のビームスプリッタで反射したレーザビームは透過検査用の第1の照明ビームとなり、透過したレーザビームは反射検査用の第2の照明ビームを形成する。   FIG. 1 is a view showing an example of a mask inspection apparatus according to the present invention. In this example, a first illumination beam for transmission inspection and a second illumination beam for reflection inspection are projected onto a photomask to be inspected for defects, and a reflection / transmission composite image and a transmission image of the photomask are simultaneously captured. A mask inspection apparatus that detects defects using the captured composite image and transmission image will be described. As the illumination light source 1, a laser emitting a 213 nm laser beam is used. The generated laser beam is light linearly polarized in the first direction, for example, P-polarized light. A laser beam emitted from the laser is reflected by a total reflection mirror via a speckle pattern reduction device (not shown) and is incident on the first beam splitter 3. The first beam splitter 3 is a half prism that transmits a part of incident light and reflects a part thereof. The laser beam reflected by the first beam splitter becomes a first illumination beam for transmission inspection, and the transmitted laser beam forms a second illumination beam for reflection inspection.

第1の照明ビームは、減衰器4を通過し、1/4波長板5を経て円偏光に変換される。1/4波長板5から出射した照明ビームは、全反射ミラー6で反射し、コンデンサレンズ7に入射する。そして、コンデンサレンズにより集光され、フォトマスク8の裏面に入射し、第1の照明エリアを形成する。フォトマスク8はステージ9上に配置される。ステージ9は、X方向及びX方向と直交するY方向に移動可能なXYステージにより構成される。ステージ9はX方向及びY方向にジグザグ状に移動し、ステージの2次元移動によりフォトマスクは円偏光した照明ビームにより2次元的に走査される。ステージ9には、ステージのX及びY方向の位置を検出する位置センサ10が連結され、ステージ9の位置が検出される。検出されたステージの位置情報は、後述する信号処理装置に供給する。尚、検査の対象となるフォトマスクとして、バイナリー型のフォトマスクやハーフトーン型及びレベンソン型の位相シフトマスクが対象となる。   The first illumination beam passes through the attenuator 4 and is converted to circularly polarized light through the quarter-wave plate 5. The illumination beam emitted from the quarter wavelength plate 5 is reflected by the total reflection mirror 6 and enters the condenser lens 7. Then, the light is collected by the condenser lens and incident on the back surface of the photomask 8 to form a first illumination area. The photomask 8 is disposed on the stage 9. The stage 9 is configured by an XY stage that can move in the X direction and the Y direction orthogonal to the X direction. The stage 9 moves zigzag in the X direction and the Y direction, and the photomask is scanned two-dimensionally with a circularly polarized illumination beam by the two-dimensional movement of the stage. A position sensor 10 for detecting the position of the stage in the X and Y directions is connected to the stage 9 to detect the position of the stage 9. The detected position information of the stage is supplied to a signal processing device described later. Incidentally, as a photomask to be inspected, a binary type photomask and a halftone type and a Levenson type phase shift mask are targeted.

フォトマスクを透過した透過光は、対物レンズに11より集光され、1/4波長板12を透過し、直線偏光(S偏光)に変換され、偏光ビームスプリッタ13に入射する。そして、偏光ビームスプリッタ13を透過し、全反射ミラー14に入射する。全反射ミラー14で反射した透過光は、結像レンズ15を経て視野分割ミラー16に入射する。この視野分割ミラーは、対物レンズ10の視野を分割する作用を果たし、対物レンズの視野の片側半分の視野を通過した光をそのまま通過させ、残りの半分の視野から出射した光は反射する。視野分割ミラー16をそのまま通過した光は第1の光検出器17に入射し、視野分割ミラーで反射した光は第2の光検出器18に入射する。第1及び第2の光検出器は、例えばTDIセンサで構成することができる。TDIセンサ17及び18から出力される輝度信号(画像信号)は信号処理装置19に供給される。   The transmitted light that has passed through the photomask is collected by the objective lens 11, passes through the quarter-wave plate 12, is converted into linearly polarized light (S-polarized light), and enters the polarizing beam splitter 13. Then, the light passes through the polarization beam splitter 13 and enters the total reflection mirror 14. The transmitted light reflected by the total reflection mirror 14 enters the field division mirror 16 through the imaging lens 15. The field dividing mirror functions to divide the field of the objective lens 10, passes light that has passed through one half of the field of the objective lens as it is, and reflects light emitted from the remaining half of the field. The light that has passed through the field dividing mirror 16 as it is enters the first photodetector 17, and the light reflected by the field dividing mirror enters the second photodetector 18. The first and second photodetectors can be composed of, for example, TDI sensors. Luminance signals (image signals) output from the TDI sensors 17 and 18 are supplied to the signal processing device 19.

第1のビームスプリッタ3を透過した反射検査用の第2の照明ビームは、全反射ミラー19で反射し、視野絞りとして作用するNDフィルタ20に入射する。このNDフィルタは、反射検査用の第2の照明ビームの片側半分のビームを遮光し、残りの半分のビーム部分だけ出射させる。NDフィルタ21から出射した第2の照明ビームは、偏光ビームスプリッタ13で反射し、対物レンズの光路上を進行する。そして、1/4波長板12を透過し、円偏光に変換される。さらに、第2の照明ビームは対物レンズ11を介してフォトマスク8に入射し、円偏光した照明光により第2の照明エリアを形成する。   The second illumination beam for reflection inspection that has passed through the first beam splitter 3 is reflected by the total reflection mirror 19 and enters the ND filter 20 that acts as a field stop. This ND filter shields one half of the second illumination beam for reflection inspection, and emits only the remaining half of the beam. The second illumination beam emitted from the ND filter 21 is reflected by the polarization beam splitter 13 and travels on the optical path of the objective lens. Then, the light passes through the quarter-wave plate 12 and is converted into circularly polarized light. Further, the second illumination beam enters the photomask 8 through the objective lens 11 and forms a second illumination area with the circularly polarized illumination light.

第2の照明エリアの面積は、透過検査用の第1の照明ビームにより形成される第1の照明エリアの面積の半分に設定され、第1の照明エリアと重なり合うように形成される。この状態を図2に示す。図2に示すように、フォトマスク8の表面の表面に形成された第2の照明エリア30から、フォトマスクを透過した透過光とフォトマスクの表面で反射した反射光との合成光が出射する。また、第1の照明エリアの第2の照明エリアと重ならない第3の照明エリア31からフォトマスクを透過した透過光が出射する。   The area of the second illumination area is set to half of the area of the first illumination area formed by the first illumination beam for transmission inspection, and is formed so as to overlap the first illumination area. This state is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the combined light of the transmitted light transmitted through the photomask and the reflected light reflected from the surface of the photomask is emitted from the second illumination area 30 formed on the surface of the photomask 8. . Further, transmitted light that has passed through the photomask is emitted from the third illumination area 31 that does not overlap the second illumination area of the first illumination area.

フォトマスクの第2の照明エリアから出射した反射光は、透過光と共に対物レンズにより集光され、1/4波長板12により直線偏光(S偏光)に変換され、偏光ビームスプリッタ13に入射する。さらに、偏光ビームスプリッタ13を透過し、全反射ミラー14に入射する。第2の照明エリアから出射した反射光及び透過光は、全反射ミラーで反射し、結像レンズ及び視野分割ミラーをそのまま通過し、第1の光検出器17に入射する。従って、第1の光検出器は、フォトマスクを透過した透過光と反射した反射光との合成光を受光し、フォトマスクの透過像と反射像とが合成された透過反射合成画像を形成する。また、フォトマスクの第3の照明エリアから出射した透過光は、視野分割ミラー16で反射し、第2の光検出器18に入射する。従って、第2の光検出器18は、フォトマスクの透過像を形成する。第1及び第2の光検出器17及び18から出力される画像信号は、信号処理装置19に供給される。信号処理装置は、入力した画像信号についてゲイン調整を行い、フィルタリング処理、2値化処理、閾値比較処理等の画像処理を行って欠陥を検出する。   The reflected light emitted from the second illumination area of the photomask is collected by the objective lens together with the transmitted light, converted into linearly polarized light (S-polarized light) by the quarter-wave plate 12, and enters the polarizing beam splitter 13. Further, the light passes through the polarization beam splitter 13 and enters the total reflection mirror 14. The reflected light and transmitted light emitted from the second illumination area are reflected by the total reflection mirror, pass through the imaging lens and the field division mirror as they are, and enter the first photodetector 17. Accordingly, the first photodetector receives the combined light of the transmitted light that has passed through the photomask and the reflected light that has been reflected, and forms a transmitted / reflected composite image in which the transmitted image and the reflected image of the photomask are combined. . Further, the transmitted light emitted from the third illumination area of the photomask is reflected by the field division mirror 16 and enters the second photodetector 18. Therefore, the second photodetector 18 forms a transmission image of the photomask. Image signals output from the first and second photodetectors 17 and 18 are supplied to a signal processing device 19. The signal processing device performs gain adjustment on the input image signal, and performs image processing such as filtering processing, binarization processing, and threshold comparison processing to detect defects.

フォトマスクは石英基板を有し、石英基板の表面に種々の遮光パターンが形成されている。一方、ステージ9によりフォトマスク8を保持する際、石英基板に応力が作用する。この応力により石英基板の内部に光学的な歪みが発生し、基板内部に光学的異方性が形成される。この場合、石英基板に作用する応力は基板の全面にわたって均一作用せず局所的に作用するため、石英基板に形成される光学的異方性は局所的に発生する。このため、偏光した透過検査用の照明光がフォトマスクに入射すると、石英基板の光学的異方性が発生する箇所によって、フォトマスクから出射する透過光の偏光状態が変化し、後段に配置された偏光ビームスプリッタ等の偏光素子を透過する際にその透過光量が変化する。すなわち、偏光ビームスプリッタは、所定の方向に沿って振動する偏光成分だけを通過させるため、基板内部に発生した光学的異方性により偏光状態が変化した場合、作用する応力に応じて基板を透過する透過光の光量が変化し、その結果光検出器に入射する入射光に光量分布が生じてしまう。   The photomask has a quartz substrate, and various light shielding patterns are formed on the surface of the quartz substrate. On the other hand, when the photomask 8 is held by the stage 9, stress acts on the quartz substrate. This stress causes optical distortion inside the quartz substrate, and optical anisotropy is formed inside the substrate. In this case, since the stress acting on the quartz substrate acts locally rather than uniformly on the entire surface of the substrate, the optical anisotropy formed on the quartz substrate is locally generated. For this reason, when polarized illumination light for transmission inspection enters the photomask, the polarization state of the transmitted light emitted from the photomask changes depending on where the optical anisotropy of the quartz substrate occurs, and is arranged in the subsequent stage. The amount of transmitted light changes when the light passes through a polarizing element such as a polarizing beam splitter. In other words, since the polarization beam splitter passes only the polarization component that vibrates along a predetermined direction, when the polarization state changes due to the optical anisotropy generated inside the substrate, the polarization beam splitter transmits the substrate according to the applied stress. The amount of transmitted light that is transmitted changes, and as a result, a light amount distribution occurs in the incident light that enters the photodetector.

図3(A)は、図1に示す検査装置のステージ上にパターンが形成される前の石英基板(マスク基板)32を配置し、実際の欠陥検査と同様に石英基板32の裏面側から透過検査用の照明光により走査し、石英基板から出射し光検出器16により検出された透過光量の入射光量分布の測定結果、すなわち光検出器から出力される輝度信号の輝度分布を示す。斜線等が付されていない領域は平均的な輝度を示す。一方、符号33及び34により示すエリア1及び2は輝度値(入射光量)が一番低い領域を示す。符号35及び36で示すエリア3及び4は、2番目に輝度値が低い領域を示す。一方、符号37及び38で示すエリアは輝度値が一番高い領域を示す。さらに、符号39及び40で示す領域は2番目に輝度値が高い領域を示す。   In FIG. 3A, a quartz substrate (mask substrate) 32 before a pattern is formed is arranged on the stage of the inspection apparatus shown in FIG. 1, and transmitted from the back side of the quartz substrate 32 in the same manner as in actual defect inspection. The measurement result of the incident light amount distribution of the transmitted light amount that is scanned by the illumination light for inspection, is emitted from the quartz substrate, and is detected by the photodetector 16, that is, the luminance distribution of the luminance signal output from the photodetector. A region not hatched or the like shows average luminance. On the other hand, areas 1 and 2 indicated by reference numerals 33 and 34 indicate regions having the lowest luminance value (incident light amount). Areas 3 and 4 indicated by reference numerals 35 and 36 indicate the second lowest luminance values. On the other hand, areas indicated by reference numerals 37 and 38 indicate areas having the highest luminance values. Furthermore, the areas indicated by reference numerals 39 and 40 are areas having the second highest luminance value.

図3(A)に示すように、本発明者による実験結果によれば、石英基板の四隅のうち、対角に位置する2個の隅部33及び34から光検出器に入射する入射光量(輝度値)は一番小さく、別の対角に位置する2個の隅部37及び38の入射光量は一番多い。そして、隅部から基板の中心に向かうにしたがって入射光量は徐々に増加し又は減少する。一方、フォトマスクをステージ上に保持する際、フォトマスクの4個の隅部が固定装置に固定されるため、4個の隅部に固定のための応力が作用する。従って、上記実験結果によれば、石英基板をステージに保持する際に基板に作用する応力に起因して、石英基板の内部に光学的異方性が局所的に発生し、基板に作用する応力に応じて偏光状態が変化し、偏光ビームスプリッタ12を透過する光量が変化したものと考えられる。   As shown in FIG. 3 (A), according to the experiment result by the present inventor, the incident light amount incident on the photodetector from the two corners 33 and 34 diagonally located among the four corners of the quartz substrate ( (Luminance value) is the smallest, and the amount of incident light at the two corners 37 and 38 located at different diagonals is the largest. The amount of incident light gradually increases or decreases from the corner toward the center of the substrate. On the other hand, when the photomask is held on the stage, the four corners of the photomask are fixed to the fixing device, so that the stress for fixing acts on the four corners. Therefore, according to the above experimental results, the optical anisotropy is locally generated inside the quartz substrate due to the stress acting on the substrate when the quartz substrate is held on the stage, and the stress acting on the substrate. It is considered that the polarization state is changed according to the change, and the amount of light transmitted through the polarization beam splitter 12 is changed.

図3(B)は、図3(A)に示す光検出器から出力される輝度信号の輝度分布を有する石英基板に対して、その後形成される予定のチップ区域を重ねて示す。本例では、3×3個の9個のチップが形成されるものとする。符号41a〜41iで示す9個の四角の区域が形成される予定のチップ区域(ダイ)を示す。第1のチップ区域41aは輝度値が低いエリアを含む。よって、マスク検査において、当該第1のチップ区域を走査する際光検出器から出力される輝度信号の輝度値は局所的に低くなる。これに対して、隣接する第2のチップ区域41bは全体にわたって平均的な輝度値を有する。よって、マスクパターンの検査の際、第2のチップ区域41bを走査する間の輝度信号の輝度値は比較的高いものとなる。このため、隣接する2個のチップ区域41aと41bとについてダイ対ダイ比較検査により欠陥を検出する場合、これら2個のチップ区域の画像信号の輝度レベルに差異が形成されるため、欠陥の検出感度が低下する不具合が発生する。すなわち、ダイ対ダイ比較検査により欠陥を検出する場合、相対比される2つのチップの対応する部分同士の輝度差を検出し、検出された輝度差が所定の閾値を超える場合欠陥が存在すると判定される。従って、相対比される一方のチップが均一な輝度分布ではなく、比較的大きな輝度分布を有する場合、正常な部位の画像信号であっても画像比較により輝度差が発生する。そのため、疑似欠陥の検出を回避する必要性より、欠陥と判定する際の閾値を大きく設定せざるを得ず、この結果欠陥の検出感度が低下する不具合が発生する。すなわち、欠陥判定を行う際の閾値を高く設定する必要があるため、微細な欠陥が存在する場合2つの画像間の輝度差が小さいので、閾値以下の輝度差と判定され、欠陥と判定されないことになる。一方、閾値を小さく設定して欠陥の検出感度を高く設定すると、チップ間に輝度差が存在するため、正常な部位についても輝度差が存在し、正常な部位について欠陥であると判定する疑似欠陥が増大する不具合が発生する。このような問題は、ダイ対ダイ比較検査により欠陥を検出する場合だけでなく、ダイ対データベース比較検査により欠陥を検出する場合も同様に発生する。従って、フォトマスクの検査における欠陥検出感度を改善するためには、石英基板に生ずる応力歪みを解消する必要がある。   FIG. 3B shows a chip area to be formed on the quartz substrate having the luminance distribution of the luminance signal output from the photodetector shown in FIG. In this example, it is assumed that 9 chips of 3 × 3 are formed. A chip area (die) in which nine square areas denoted by reference numerals 41a to 41i are to be formed is shown. The first chip area 41a includes an area having a low luminance value. Therefore, in the mask inspection, the luminance value of the luminance signal output from the photodetector when scanning the first chip area is locally low. On the other hand, the adjacent second chip area 41b has an average luminance value throughout. Therefore, when the mask pattern is inspected, the luminance value of the luminance signal during the scanning of the second chip area 41b is relatively high. For this reason, when a defect is detected by the die-to-die comparison inspection between two adjacent chip areas 41a and 41b, a difference is formed in the luminance level of the image signal of these two chip areas. There is a problem that sensitivity decreases. That is, when a defect is detected by die-to-die comparison inspection, a luminance difference between corresponding portions of the two chips to be compared is detected, and if the detected luminance difference exceeds a predetermined threshold, it is determined that a defect exists. Is done. Therefore, when one of the chips to be compared has a uniform luminance distribution instead of a uniform luminance distribution, a luminance difference is generated by image comparison even for an image signal of a normal part. Therefore, the threshold value for determining a defect must be set larger than the necessity of avoiding the detection of the pseudo defect, and as a result, the defect detection sensitivity is lowered. In other words, since it is necessary to set a high threshold when performing defect determination, the brightness difference between two images is small when there is a fine defect, so it is determined that the brightness difference is equal to or less than the threshold and not a defect. become. On the other hand, if the threshold value is set low and the defect detection sensitivity is set high, there is a luminance difference between chips, so there is a luminance difference even for normal parts, and a pseudo defect that determines that the normal part is defective This causes a malfunction that increases. Such a problem occurs not only when a defect is detected by die-to-die comparison inspection but also when a defect is detected by die-to-database comparison inspection. Therefore, in order to improve the defect detection sensitivity in the photomask inspection, it is necessary to eliminate the stress distortion generated in the quartz substrate.

上述した課題を解決するため、本発明では、欠陥検査に先立って、パターンが形成される前の石英基板を検査装置に装着し、透過検査用の照明光を用いて検査エリア全体について走査し、光検出器から出力される輝度信号の輝度分布を測定する。続いて、光検出器から出力される画像信号の輝度が石英基板全体にわたって均一な輝度となるように補正因子を算出する。そして、実際の欠陥検査においては、光検出器から出力される輝度信号について補正因子を乗算して補正処理を行い、補正後の輝度信号を用いて欠陥検出処理を行う。このように、パターンが形成される前の石英基板を用いて補正因子を作成し、光検出器からの出力信号について補正処理を行えば、基板内部に発生する光学歪みに起因する輝度分布がほぼ消滅した画像信号が得られるので、欠陥検出判定における閾値を小さく設定することが可能になる。この結果、疑似欠陥の発生が低減され、欠陥の検出感度を一層高くすることが可能になる。   In order to solve the above-described problems, in the present invention, prior to defect inspection, the quartz substrate before the pattern is formed is mounted on the inspection apparatus, and the entire inspection area is scanned using illumination light for transmission inspection, The luminance distribution of the luminance signal output from the photodetector is measured. Subsequently, the correction factor is calculated so that the luminance of the image signal output from the photodetector is uniform over the entire quartz substrate. In actual defect inspection, the luminance signal output from the photodetector is corrected by multiplying it by a correction factor, and the defect detection processing is performed using the corrected luminance signal. In this way, if a correction factor is created using a quartz substrate before the pattern is formed and correction processing is performed on the output signal from the photodetector, the luminance distribution due to optical distortion generated in the substrate is almost equal. Since the extinguished image signal is obtained, it is possible to set a small threshold value in the defect detection determination. As a result, the generation of pseudo defects is reduced, and the defect detection sensitivity can be further increased.

図4は本発明による欠陥検査方法の一例を示すフローチャートである。本発明では、欠陥検査に先立ってマスクパターンが形成される前の石英基板単体を透過検査用の照明光で走査し、光検出器により検出される輝度分布を測定する。ステップ1において、フォトマスクを構成するマスクパターンが形成される前の石英基板を検査装置のステージ上に配置し、ステージに固定する。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of the defect inspection method according to the present invention. In the present invention, prior to the defect inspection, the quartz substrate alone before the mask pattern is formed is scanned with illumination light for transmission inspection, and the luminance distribution detected by the photodetector is measured. In step 1, the quartz substrate before the mask pattern constituting the photomask is formed is placed on the stage of the inspection apparatus and fixed to the stage.

続いて、実際の欠陥検査において用いられる透過検査用の照明光を用いて、実際の欠陥検査と同様に石英基板のほぼ全面を2次元的に走査する。そして、石英基板を透過し、偏光分離手段を介して光検出手段に入射する透過光を検出し、光検出器から出力される輝度信号の輝度分布を測定する(ステップ2)。光検出手段から出力される輝度信号はA/D変換され、順次メモリに蓄積する。   Subsequently, by using illumination light for transmission inspection used in actual defect inspection, almost the entire surface of the quartz substrate is two-dimensionally scanned in the same manner as in actual defect inspection. And the transmitted light which permeate | transmits a quartz substrate, and injects into a photon detection means through a polarization separation means is detected, and the luminance distribution of the luminance signal output from a photodetector is measured (step 2). The luminance signal output from the light detection means is A / D converted and sequentially stored in the memory.

続いて、メモリに記憶されている入射光量分布を用いて、補正値を算出する(ステップ3)。すなわち、光検出手段から出力される輝度信号の輝度値が石英基板全体にわたって一定値となるように補正値を算出する。算出された補正因子は、メモリに記憶される。尚、A/D変換器から出力される輝度信号を補正値算出手段に直接供給して補正値を作成することも可能である。   Subsequently, a correction value is calculated using the incident light amount distribution stored in the memory (step 3). That is, the correction value is calculated so that the luminance value of the luminance signal output from the light detection means becomes a constant value over the entire quartz substrate. The calculated correction factor is stored in the memory. It is also possible to generate a correction value by directly supplying the luminance signal output from the A / D converter to the correction value calculation means.

石英基板についての入射光量分布の測定が終了すると、石英基板をステージから取り外し、欠陥検査されるべきフォトマスクをステージ上に配置し、実際の欠陥検査を開始する(ステップ4)。   When the measurement of the incident light quantity distribution on the quartz substrate is completed, the quartz substrate is removed from the stage, a photomask to be defect-inspected is placed on the stage, and actual defect inspection is started (step 4).

検査中、光検出手段から出力される輝度信号について、メモリに記憶されている補正値を用いて補正する(ステップ5)。   During the inspection, the luminance signal output from the light detection means is corrected using the correction value stored in the memory (step 5).

続いて、補正された輝度信号を用い、ダイ対ダイ比較検査又はダイ対データベース比較検査を行い、フォトマスクに存在する欠陥を検出する。欠陥が検出された場合、そのアドレスを欠陥メモリに記憶する。   Subsequently, using the corrected luminance signal, a die-to-die comparison inspection or a die-to-database comparison inspection is performed to detect defects present in the photomask. If a defect is detected, the address is stored in the defect memory.

図5は本発明による検査装置の信号処理装置の一例を示す図である。本発明による検査装置は、フォトマスクの光学歪みに起因する輝度分布を測定する輝度分布測定モードと、フォトマスクに存在する欠陥を検出する欠陥検査モードとの2つの動作モードを有する。また、本例では、フォトマスクの透過画像を撮像する第2の光検出器18から出力される画像信号の輝度値を用いてフォトマスクに形成される光学歪みに起因する輝度分布を補正する補正値を形成する。   FIG. 5 is a diagram showing an example of a signal processing apparatus of the inspection apparatus according to the present invention. The inspection apparatus according to the present invention has two operation modes: a luminance distribution measurement mode for measuring the luminance distribution due to optical distortion of the photomask, and a defect inspection mode for detecting defects present in the photomask. Further, in this example, the correction for correcting the luminance distribution caused by the optical distortion formed on the photomask using the luminance value of the image signal output from the second photodetector 18 that captures the transmission image of the photomask. Form a value.

第2の光検出器18から出力される画像信号は、増幅器(図示せず)を経てA/D変換器40に入力し、デジタル信号に変換される。A/D変換器40から出力される画像信号はスィチング手段41のコモン端子に入力する。スィチング手段41は2つの出力端子を有し、第1の出力端子は欠陥検査モードで動作する輝度分布補正手段42に接続され、第2の出力端子は輝度布測定モードで動作する輝度分布メモリ43に接続する。   The image signal output from the second photodetector 18 is input to the A / D converter 40 through an amplifier (not shown) and converted into a digital signal. The image signal output from the A / D converter 40 is input to the common terminal of the switching means 41. The switching means 41 has two output terminals, the first output terminal is connected to the luminance distribution correction means 42 operating in the defect inspection mode, and the second output terminal is a luminance distribution memory 43 operating in the luminance cloth measurement mode. Connect to.

初めに、輝度分布測定モードについて説明する。石英基板をステージ上に配置し、ステージの2次元移動により石英基板の裏面が透過検査用の照明光で2次元的に走査される。光検出器18から出力される画像信号の輝度値は、順次A/D変換され、スィチング手段41を介して輝度分布メモリ43に蓄積される。輝度分布メモリに記憶された輝度分布データは、補正値演算手段44に供給され、光検出器18から出力される輝度信号の輝度値が石英基板全体にわたって一定値となるように補正値を算出する。算出された補正値は、補正値メモリ45に記憶される。補正値メモリ45に記憶された補正値は、フォトマスクの実際の検査において光量分布補正手段42に順次供給される。石英基板全体についての補正値が算出され、光量分布測定モードは終了する。   First, the luminance distribution measurement mode will be described. A quartz substrate is placed on a stage, and the back surface of the quartz substrate is two-dimensionally scanned with illumination light for transmission inspection by two-dimensional movement of the stage. The luminance value of the image signal output from the photodetector 18 is sequentially A / D converted and stored in the luminance distribution memory 43 via the switching means 41. The luminance distribution data stored in the luminance distribution memory is supplied to the correction value calculation means 44, and the correction value is calculated so that the luminance value of the luminance signal output from the photodetector 18 becomes a constant value over the entire quartz substrate. . The calculated correction value is stored in the correction value memory 45. The correction values stored in the correction value memory 45 are sequentially supplied to the light quantity distribution correction means 42 in the actual inspection of the photomask. The correction value for the entire quartz substrate is calculated, and the light quantity distribution measurement mode ends.

続いて、欠陥検査されるフォトマスクについての検査が開始する。この際、スィチング手段41は、A/D変換器40と光量分布補正手段42とが接続されるように切り換わる。ステージから石英基板が外され、検査すべきフォトマスクが装着される。ステージの2次元移動によりフォトマスクが透過検査用照明光及び反射検査用の照明光により走査される。光検出器18から出力される画像信号は、A/D変換器40及びスィチング手段41を介して輝度分布補正手段42に順次供給される。輝度分布補正手段42は、補正メモリ45から供給される補正値及びステージ位置信号を用いて、順次入力する画像信号の輝度値を補正し、補正された画像信号を後段の2次元画像形成手段46に供給する。   Subsequently, inspection of the photomask to be inspected for defects starts. At this time, the switching means 41 is switched so that the A / D converter 40 and the light quantity distribution correction means 42 are connected. The quartz substrate is removed from the stage and a photomask to be inspected is mounted. The photomask is scanned with illumination light for transmission inspection and illumination light for reflection inspection by two-dimensional movement of the stage. The image signal output from the photodetector 18 is sequentially supplied to the luminance distribution correction unit 42 via the A / D converter 40 and the switching unit 41. The luminance distribution correcting unit 42 corrects the luminance value of the sequentially input image signal using the correction value and the stage position signal supplied from the correction memory 45, and the corrected image signal is converted into the subsequent two-dimensional image forming unit 46. To supply.

本例では、ダイ対ダイ比較検査により欠陥を検出する。先に形成された第1のダイの2次元画像は遅延メモリ47に蓄積される。続いて、次に形成された第2のダイの画像信号は、画像比較手段48に順次供給されると共に遅延メモリ47にも順次供給される。遅延メモリに蓄積されている第1のダイの2次元画像は2次元画像形成手段46から出力される第2のダイの画像信号と同期して画像比較手段48に供給される。画像比較手段48は、入力する2つの画像信号を比較し、その差分値を出力する。形成された差分値は、閾値比較手段49に供給する。閾値比較手段49は、入力した差分値と設定されている閾値とを比較し、差分値が閾値を超える場合、欠陥と判定する。その判定出力は欠陥アドレス判定手段50に供給する。アドレス判定手段50は、閾値比較手段49からの出力信号とステージ位置信号とを用いて欠陥と判定された部位のアドレスを特定し、その結果を欠陥アドレスメモリ51に供給する。   In this example, a defect is detected by die-to-die comparison inspection. The previously formed two-dimensional image of the first die is stored in the delay memory 47. Subsequently, the image signal of the second die formed next is sequentially supplied to the image comparison means 48 and also supplied to the delay memory 47 sequentially. The two-dimensional image of the first die stored in the delay memory is supplied to the image comparison unit 48 in synchronization with the image signal of the second die output from the two-dimensional image forming unit 46. The image comparison means 48 compares the two input image signals and outputs the difference value. The formed difference value is supplied to the threshold value comparison means 49. The threshold value comparison means 49 compares the input difference value with a set threshold value, and determines that the defect is a defect if the difference value exceeds the threshold value. The determination output is supplied to the defective address determination means 50. The address determination unit 50 specifies the address of the part determined to be defective using the output signal from the threshold comparison unit 49 and the stage position signal, and supplies the result to the defect address memory 51.

本発明では、フォトマスクをステージ上に保持する際に発生する光学歪みの影響が除去ないし軽減されているので、閾値比較手段49において設定される閾値が低く設定できるので、欠陥の検出感度が一層高くなる。   In the present invention, the influence of optical distortion that occurs when the photomask is held on the stage is removed or reduced, so that the threshold value set in the threshold value comparison means 49 can be set low, so that the defect detection sensitivity is further increased. Get higher.

本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施例では、光検出器に入射する入射光の光量分布はソフトウエァにより補正する構成としたが、ハードウエァにより補正することも可能である。この場合、例えばシェーディング補正を行うシェーディング補正回路において、補正データを用いて輝度分布補正を行うことも可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made. For example, in the above-described embodiment, the light amount distribution of incident light incident on the photodetector is corrected by software, but it can also be corrected by hardware. In this case, for example, in a shading correction circuit that performs shading correction, it is also possible to perform luminance distribution correction using correction data.

さらに、上述した実施例では、光検出器から出力される画像信号の輝度値を補正する構成としたが、照明側において照明光の強度(光量)を補正することも可能である。例えば、光源装置とコンデンサレンズとの間の光路中に、E/O変調器のような光変調器を配置し、補正データを用いて照明光の強度を時間的に強度変調することも可能である。この場合、E/O変調器に印加する印加電圧を補正データに基づいて制御することにより、照明光の強度を容易に補正することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the luminance value of the image signal output from the photodetector is corrected. However, it is also possible to correct the intensity (light quantity) of illumination light on the illumination side. For example, it is possible to arrange an optical modulator such as an E / O modulator in the optical path between the light source device and the condenser lens and temporally modulate the intensity of the illumination light using the correction data. is there. In this case, the intensity of illumination light can be easily corrected by controlling the applied voltage applied to the E / O modulator based on the correction data.

さらに、検査対象として、パターンが形成されているフォトマスクだけでなく、パターンが形成される前のマスクブランクスの検査にも適用することができる。   Furthermore, the present invention can be applied not only to a photomask on which a pattern is formed as an inspection target, but also to inspection of mask blanks before the pattern is formed.

1 照明光源
2,6,20 全反射ミラー
3 第1のビームスプリッタ
4 減衰器
5,12 1/4波長板
7 コンデンサレンズ
8 フォトマスク
9 ステージ
10 位置センサ
11 対物レンズ
13 偏光ビームスプリッタ
15 結像レンズ
16 視野分割ミラー
17 第1光検出器
18 第2の光検出器
19 信号処理装置
40 A/D変換器
41 スィチング手段
42 輝度分布補正手段
43 輝度分布データメモリ
44 補正値演算手段
45 補正値メモリ
46 2次元画像形成手段
47 遅延メモリ
48 画像比較手段
49 閾値比較手段
50 欠陥アドレス判定手段
51 欠陥アドレスメモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illumination light source 2,6,20 Total reflection mirror 3 1st beam splitter 4 Attenuator 5,12 1/4 wavelength plate
7 condenser lens 8 photomask 9 stage 10 position sensor 11 objective lens 13 polarizing beam splitter 15 imaging lens 16 field dividing mirror 17 first photodetector 18 second photodetector 19 signal processing device 40 A / D converter 41 Switching means 42 Brightness distribution correcting means 43 Brightness distribution data memory 44 Correction value calculating means 45 Correction value memory 46 Two-dimensional image forming means 47 Delay memory 48 Image comparing means 49 Threshold comparing means 50 Defective address determining means 51 Defective address memory

Claims (10)

照明光を発生する光源装置と、光源装置から出射した照明光を検査すべきフォトマスクに向けて透過検査用の照明光として投射する第1の照明光学系と、前記フォトマスクを保持するステージと、フォトマスクを透過した透過光を集光する対物レンズと、対物レンズから出射した透過光を受光する光検出手段と、光検出手段から出力される輝度信号を受け取り、フォトマスクに存在する欠陥を検出する信号処理装置とを具え、
前記信号処理装置は、マスクパターンが形成される前のマスク基板を前記透過検査用の照明光によって走査することにより前記光検出手段から出力される輝度信号の輝度分布のデータを記憶するメモリを含み、
前記第1の照明光学系は、前記光源装置から放出される照明光の強度を補正する補正手段を含み、
フォトマスクの検査中において、前記メモリに記憶されている輝度分布データを用いて前記光源装置から放出される照明光の強度を補正することを特徴とする検査装置。
A light source device that generates illumination light; a first illumination optical system that projects illumination light emitted from the light source device toward a photomask to be inspected as illumination light for transmission inspection; and a stage that holds the photomask. An objective lens that collects the transmitted light that has passed through the photomask, a light detection means that receives the transmitted light emitted from the objective lens, and a luminance signal output from the light detection means to receive defects present in the photomask. A signal processing device to detect,
The signal processing device includes a memory that stores data of luminance distribution of a luminance signal output from the light detection unit by scanning a mask substrate before a mask pattern is formed with illumination light for transmission inspection. ,
The first illumination optical system includes correction means for correcting the intensity of illumination light emitted from the light source device,
An inspection apparatus that corrects the intensity of illumination light emitted from the light source device using luminance distribution data stored in the memory during inspection of a photomask .
請求項に記載の検査装置において、前記輝度分布は前記マスク基板に形成された複屈折性の局所的な変化に起因して発生し、
前記光検出手段は、対物レンズから出射した透過光を偏光分離手段を介して受光することを特徴とする検査装置。
The inspection apparatus according to claim 1 , wherein the luminance distribution is generated due to a local change in birefringence formed on the mask substrate,
The inspection device according to claim 1, wherein the light detection means receives the transmitted light emitted from the objective lens through the polarization separation means.
請求項1又は2に記載の検査装置において、前記補正手段は、前記メモリに記憶されている輝度分布データを用いて、前記光検出器から出力される輝度信号の輝度値がマスク基板のほぼ全面にわたって均一になるように補正する補正値を算出する手段を含み、当該補正値を用いて光源装置から放出される照明光の強度を補正することを特徴とする検査装置。 3. The inspection apparatus according to claim 1 , wherein the correction means uses the luminance distribution data stored in the memory so that the luminance value of the luminance signal output from the photodetector is substantially the entire surface of the mask substrate. An inspection apparatus comprising means for calculating a correction value for correction so as to be uniform over the entire area, and correcting the intensity of illumination light emitted from the light source device using the correction value. 請求項1、2、又は3に記載の検査装置において、前記偏光分離手段として、1/4波長板と偏光ビームスプリッタとを含むことを特徴とする検査装置。 In the testing apparatus according to claim 1, 2, or 3, as the polarization separator, the inspection apparatus comprising a 1/4-wave plate and the polarization beam splitter. 請求項に記載の検査装置において、前記光源装置は、特定の方向に振動する直線偏光した照明光を発生し、当該照明光は、円偏光に変換されて前記フォトマスクに入射し、フォトマスクを透過した後前記1/4波長板により直線偏光に変換され、直線偏光した透過光が前記偏光ビームスプリッタを透過して光検出手段に入射することを特徴とする検査装置。 5. The inspection apparatus according to claim 4 , wherein the light source device generates linearly polarized illumination light that vibrates in a specific direction, and the illumination light is converted into circularly polarized light and incident on the photomask. The inspection apparatus is characterized in that after being transmitted, the light is converted into linearly polarized light by the ¼ wavelength plate, and the linearly polarized transmitted light passes through the polarizing beam splitter and enters the light detecting means. 請求項1、2、3、4、又は5に記載の検査装置において、当該検査装置は、さらに、前記フォトマスクのパターンが形成されているパターン形成面に向けて前記対物レンズを介して反射検査用の照明光を投射する第2の照明光学系を有し、反射検査用の照明光は前記偏光ビームスプリッタを介して対物レンズに入射することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, the inspection apparatus further reflection inspection through the objective lens toward the pattern-formed surface on which a pattern of the photomask is formed An inspection apparatus comprising: a second illumination optical system for projecting illumination light for illumination, wherein the illumination light for reflection inspection is incident on the objective lens through the polarizing beam splitter. 請求項に記載の検査装置において、前記光源装置から放出される照明光の強度を補正する補正手段は、光源装置とフォトマスクとの間の光路中に配置した光変調器を含み、光変調器の制御電圧を前記輝度分布データ又は補正値に基づいて制御することを特徴とする検査装置。 2. The inspection apparatus according to claim 1 , wherein the correction means for correcting the intensity of illumination light emitted from the light source device includes a light modulator disposed in an optical path between the light source device and the photomask. An inspection apparatus for controlling the control voltage of the tester based on the luminance distribution data or the correction value. 請求項6に記載の検査装置において、前記第1の照明光学系から出射する透過検査用の照明光はフォトマスクの裏面に第1の照明エリアを形成し、前記第2の照明光学系から出射した反射検査用の照明光はフォトマスクの表面に第2の照明エリアを形成し、7. The inspection apparatus according to claim 6, wherein the illumination light for transmission inspection emitted from the first illumination optical system forms a first illumination area on the back surface of the photomask and is emitted from the second illumination optical system. The reflected inspection illumination light forms a second illumination area on the surface of the photomask,
前記第2の照明エリアは、第1の照明エリアと重なり合うように形成され、その面積は第1の照明エリアの半分に設定されることを特徴とする検査装置。2. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the second illumination area is formed so as to overlap the first illumination area, and the area is set to half of the first illumination area.
照明光を発生する光源と、検査されるべきフォトマスクを支持するステージと、ステージ上に配置されたフォトマスクに向けて前記光源から出射した透過検査用の照明光を投射する手段と、フォトマスクを透過した透過光を受光する光検出手段と、光検出手段から出力される輝度信号に基づいてフォトマスクに存在する欠陥を検出する信号処理装置とを有する検査装置を用いて、フォトマスクに存在する欠陥を検出する欠陥検査方法であって、
マスクパターンが形成される前のマスク基板を、検査装置のステージ上に配置する工程と、
前記マスク基板を前記透過検査用の照明光により走査し、マスク基板から出射した透過光を光検出手段により受光し、光検出手段から出力される輝度信号の輝度分布のデータを形成する工程と、
形成された輝度分布データをメモリに記憶する工程と、
前記ステージからマスク基板を取り外し、欠陥検査されるべきフォトマスクをステージ上に配置する工程と、
前記光源から出射する照明光の強度を、前記輝度分布データを用いて補正する工程と、
補正された透過検査用の照明光を用いてフォトマスクを走査する工程と、
フォトマスクを透過した透過光を前記光検出手段により受光する工程と、
前記光検出手段から出力される輝度信号に基づいてフォトマスクに存在する欠陥を検出する工程とを含むことを特徴とする欠陥検査方法。
A light source that generates illumination light; a stage that supports a photomask to be inspected; means for projecting illumination light for transmission inspection emitted from the light source toward the photomask disposed on the stage; and a photomask Present in the photomask using an inspection device having a light detection means for receiving the transmitted light transmitted through the light detection device and a signal processing device for detecting defects present in the photomask based on the luminance signal output from the light detection means A defect inspection method for detecting defects to be performed,
Placing the mask substrate before the mask pattern is formed on the stage of the inspection apparatus;
Scanning the mask substrate with illumination light for transmission inspection, receiving transmitted light emitted from the mask substrate by a light detection means, and forming data of a luminance distribution of a luminance signal output from the light detection means;
Storing the formed luminance distribution data in a memory;
Removing the mask substrate from the stage and placing a photomask to be inspected for defects on the stage;
Correcting the intensity of illumination light emitted from the light source using the luminance distribution data;
Scanning the photomask with the corrected illumination light for transmission inspection;
Receiving the transmitted light transmitted through the photomask by the light detection means;
And a step of detecting a defect present in the photomask based on a luminance signal output from the light detection means.
請求項9に記載の欠陥検査方法において、前記輝度分布は前記マスク基板に形成された複屈折性の局所的な変化に起因して発生し、
前記光検出手段は、対物レンズから出射した透過光を偏光分離手段を介して受光することを特徴とする欠陥検査方法
The defect inspection method according to claim 9, wherein the luminance distribution is generated due to a local change in birefringence formed on the mask substrate,
The defect detection method , wherein the light detection means receives the transmitted light emitted from the objective lens through the polarization separation means.
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