JP5425593B2 - EUV mask defect inspection method, EUV mask manufacturing method, EUV mask inspection apparatus, and semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

本発明は、EUV(Extreme Ultra Violet)マスクの欠陥検査方法、EUVマスク検査装置およびEUVマスクの製造方法ならびにそれを用いた半導体装置の製造方法に関し、特に、欠陥検出感度と検出信頼性が高い多層膜マスクの欠陥検査方法に関する。   The present invention relates to an EUV (Extreme Ultra Violet) mask defect inspection method, an EUV mask inspection apparatus, an EUV mask manufacturing method, and a semiconductor device manufacturing method using the same, and in particular, a multilayer having high defect detection sensitivity and detection reliability. The present invention relates to a defect inspection method for a film mask.

半導体デバイス(半導体装置)は、回路パターンが描かれた原版であるマスクに露光光を照射し、前記回路パターンを、縮小光学系を介して半導体基板(ウェハともいう)上に転写する光リソグラフィ工程を繰り返し用いることによって、大量生産されている。   A semiconductor device (semiconductor device) is a photolithographic process in which exposure is applied to a mask, which is an original plate on which a circuit pattern is drawn, and the circuit pattern is transferred onto a semiconductor substrate (also referred to as a wafer) via a reduction optical system. Is repeatedly mass-produced.

近年、半導体デバイスの微細化が進み、光リソグラフィの露光波長をより短くして解像度を上げる方法が検討されている。これまでは波長193nmのフッ化アルゴン(ArF)エキシマレーザー光を用いたArFリソグラフィが開発されてきたが、それよりもはるかに波長の短い波長13.5nmのEUV光を用いるEUVリソグラフィ(以下、EUVL(EUV Lithography)と称する)の開発が進んでいる。この波長域では透過マスクは使えないので、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)などの多層膜による反射を利用した多層膜反射基板が使用される。このようなEUVL用のマスク(以下、EUVマスクまたは反射型マスクと称する)は、石英ガラスや低熱膨張ガラス基板の上に上記のMoとSiなどの多層膜が被着された多層膜マスクブランク上に吸収体パターンが形成されている。ここで、マスクブランクとは、基板面上に多層膜などからなる反射膜のみが形成され、吸収体パターンが形成されていない状態(多層膜上にパターニングされていない吸収体膜が形成された状態も含む)のマスクのことである。   In recent years, the miniaturization of semiconductor devices has progressed, and methods for increasing the resolution by shortening the exposure wavelength of photolithography have been studied. Until now, ArF lithography using an argon fluoride (ArF) excimer laser beam with a wavelength of 193 nm has been developed, but EUV lithography (hereinafter referred to as EUVL) using EUV light with a wavelength of 13.5 nm which is much shorter than that has been developed. (Referred to as EUV Lithography) is under development. Since a transmission mask cannot be used in this wavelength range, a multilayer reflective substrate using reflection by a multilayer film such as molybdenum (Mo) and silicon (Si) is used. Such a mask for EUVL (hereinafter referred to as an EUV mask or a reflective mask) is a multilayer mask blank in which a multilayer film such as Mo and Si is deposited on a quartz glass or a low thermal expansion glass substrate. An absorber pattern is formed on the surface. Here, the mask blank is a state in which only a reflective film made of a multilayer film or the like is formed on the substrate surface, and an absorber pattern is not formed (a state in which an unpatterned absorber film is formed on the multilayer film) (Including the mask).

例えば、特開2003−114200号公報(特許文献1)には、EUV光を用いて多層膜内部の欠陥を検出する方法として、暗視野検査像を用いる技術が開示されている。   For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-114200 (Patent Document 1) discloses a technique using a dark field inspection image as a method of detecting defects inside a multilayer film using EUV light.

また、例えば、特開平6−349715号公報(特許文献2)には、EUV光を用いて多層膜内部の欠陥を検出する方法として、X線顕微鏡法において明視野を用いる技術が開示されている。   For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-349715 (Patent Document 2) discloses a technique using a bright field in X-ray microscopy as a method of detecting defects inside a multilayer film using EUV light. .

また、例えば、米国特許出願公開第2004/0057107号明細書(特許文献3)には、EUV光を用いて多層膜内部の欠陥を検出する方法として、暗視野画像による検査とフレネルゾーンプレートを用いた明視野系による欠陥同定とを行う、暗視野明視野併用技術が開示されている。   Further, for example, US Patent Application Publication No. 2004/0057107 (Patent Document 3) uses a dark field image inspection and a Fresnel zone plate as a method for detecting defects inside a multilayer film using EUV light. A dark-field bright-field combination technique for performing defect identification using a bright-field system is disclosed.

また、例えば、特開2007−219130号公報(特許文献4)には、検出像信号のフォーカス位置の非対称性から凸欠陥か凹欠陥か判別する技術が開示されている。   For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-219130 (Patent Document 4) discloses a technique for determining whether a defect is a convex defect or a concave defect based on the asymmetry of the focus position of the detected image signal.

また、例えば、特開平11−354404号公報(特許文献5)には、剥離可能なパターンを多層膜マスク上に形成して実際にパターン転写を行い、パターンを検査することにより多層膜欠陥を検査する技術が開示されている。   In addition, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 11-354404 (Patent Document 5), a peelable pattern is formed on a multilayer mask, the pattern is actually transferred, and the multilayer is inspected by inspecting the pattern. Techniques to do this are disclosed.

また、例えば、特表2002−532738号公報(特許文献6)には、位相欠陥が既に存在したまま吸収体パターンを形成した場合、吸収体パターンの輪郭を修正して、露光装置でパターンを転写したときの投影像を改善する技術が開示されている。   Further, for example, in Japanese Patent Application Publication No. 2002-532738 (Patent Document 6), when an absorber pattern is formed with a phase defect already present, the contour of the absorber pattern is corrected and the pattern is transferred by the exposure apparatus. A technique for improving the projected image is disclosed.

特開2003−114200号公報JP 2003-114200 A 特開平6−349715号公報JP-A-6-349715 米国特許出願公開第2004/0057107号明細書US Patent Application Publication No. 2004/0057107 特開2007−219130号公報JP 2007-219130 A 特開平11−354404号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-354404 特表2002−532738号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-532738

EUVL技術に関する本発明者らの検討により、以下のことが分かった。   The followings were found by the inventors' investigation on EUVL technology.

上記特許文献1に開示されているEUV光を用いた暗視野検出法では、欠陥部は輝点として感度良く検出できるものの、検出した位相欠陥の程度や位置を特定することは考慮されていない。また、上記特許文献2のような明視野を用いたX線顕微鏡法では、多層膜の反射率のみを調べているため、位相の変化を起こさせる欠陥をすべて検出することは困難である。また欠陥の程度や位置を特定することについては考慮されていない。また、上記特許文献3のように、露光波長検査であって、明視野検査と暗視野検査とを兼ね備える方法は、検査装置が複雑になると同時に、高速な暗視野検査であっても検出感度が高くない。また、マスクブランクの検査では、欠陥の程度や位置を特定することについては考慮されていない。また、上記特許文献4,5に記載の方法においても、マスクブランク上の欠陥の有無は判定できるが、欠陥の程度や欠陥位置の特定については考慮されていない。   In the dark field detection method using EUV light disclosed in Patent Document 1, although the defect portion can be detected as a bright spot with high sensitivity, it is not considered to specify the degree and position of the detected phase defect. Further, in the X-ray microscope method using the bright field as in Patent Document 2 described above, since only the reflectance of the multilayer film is examined, it is difficult to detect all defects that cause a phase change. Moreover, it does not consider about specifying the grade and position of a defect. In addition, as disclosed in Patent Document 3, the exposure wavelength inspection method that combines the bright-field inspection and the dark-field inspection has a complicated inspection apparatus, and at the same time has a high detection sensitivity even in a high-speed dark-field inspection. not high. Further, in the inspection of the mask blank, no consideration is given to specifying the degree and position of the defect. In the methods described in Patent Documents 4 and 5, the presence or absence of a defect on the mask blank can be determined, but the specification of the degree of defect and the position of the defect is not taken into consideration.

このように、上述したいずれの欠陥検査方法でも、修正が困難な多層膜欠陥が検出された場合は、たとえ微小サイズの欠陥であっても吸収体パターンを形成する工程に進むことなく、そのマスクブランクは不良品として取り扱われ、処分されることになる。本発明者らの知見では、位相欠陥が吸収体パターンを形成した後に被覆されるような位置にあれば、そのマスクブランクは使用可能になり得る。しかしながら、位相欠陥を検査した時点でマスクブランクにおける欠陥位置座標を特定し、その後に形成される吸収体パターンとの相対位置を明確にすることは、本発明者らが事前に検討した上記の技術では困難である。   Thus, in any of the defect inspection methods described above, when a multilayer film defect that is difficult to correct is detected, even if it is a micro-sized defect, the mask is not transferred to the step of forming the absorber pattern. The blank is handled as a defective product and will be disposed of. According to the inventors' knowledge, the mask blank can be usable if the phase defect is in a position to be covered after forming the absorber pattern. However, specifying the defect position coordinates in the mask blank at the time of inspecting the phase defect and clarifying the relative position with the absorber pattern to be formed thereafter are the above-mentioned techniques examined by the present inventors in advance. It is difficult.

また、上記特許文献6に記載の方法は、吸収体パターンを形成した後に位相欠陥が残存しても、そのEUVマスクを良品として取扱える方法を与える。しかし、吸収体パターンを形成した後に残存する位相欠陥がどこに存在するかを特定する、所謂欠陥検査手法は開示されていない。   Further, the method described in Patent Document 6 provides a method for handling the EUV mask as a non-defective product even if a phase defect remains after the absorber pattern is formed. However, a so-called defect inspection method for specifying where the phase defects remaining after the absorber pattern is formed is not disclosed.

そこで、本発明の目的は、多層膜マスクブランクの上に吸収体パターンを形成したEUVマスクを検査してマスクパターンの転写に影響を与える多層膜の位相欠陥や吸収体パターンの欠陥を検出し、これらの欠陥の位置を吸収体パターンで構成された基準マークとの相対位置としてその座標を特定することができるような、EUVマスクの欠陥検査方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to inspect the EUV mask in which the absorber pattern is formed on the multilayer mask blank and detect the phase defect of the multilayer film and the defect of the absorber pattern that affect the transfer of the mask pattern, It is an object of the present invention to provide a defect inspection method for an EUV mask in which the position of these defects can be specified as a relative position with respect to a reference mark constituted by an absorber pattern.

また本発明の他の目的は、上記欠陥検査方法によって欠陥の存在が判明した場合でも、信頼性の高いEUVマスクを製造できる製造方法を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of manufacturing a highly reliable EUV mask even when the presence of a defect is found by the defect inspection method.

また本発明の他の目的は、上記製造方法によって得られたEUVマスクを用いて半導体基板上にパターンを形成する方法を用いた半導体装置の製造方法を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a manufacturing method of a semiconductor device using a method of forming a pattern on a semiconductor substrate using an EUV mask obtained by the above manufacturing method.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願においては、複数の発明が開示されるが、そのうちの一実施例の概要を簡単に説明すれば以下の通りである。   In the present application, a plurality of inventions are disclosed. An outline of one embodiment of the inventions will be briefly described as follows.

マスク基板上に形成された多層膜と、多層膜上に配置された吸収体パターンとを有するEUVマスクの欠陥検査方法であって、この欠陥検査方法は以下の工程を有する。まず、EUVマスクを、2次元方向に可動なマスクステージ上に載置する。その後、EUVマスクに配置された基準マークの位置を検出する。続いて、EUVマスク上の被検査領域にEUV光を照射し、その鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素を有する画像検出器により画素信号として取得する。次に、吸収体パターンの設計データから、EUVマスク上の被検査領域からの画素信号の予測値を数値計算により求める。そして、実際に取得した画素信号と、数値計算により求めた画素信号の予測値とを比較することで、EUVマスク上の被検査領域の欠陥の有無を判定し、欠陥が検出された場合、被検査領域の位置を前記基準マークからの相対位置として記録する。その後、マスクステージを移動して、EUVマスク上の他の被検査領域に対して上記の工程を繰り返して施す。   A defect inspection method for an EUV mask having a multilayer film formed on a mask substrate and an absorber pattern disposed on the multilayer film, the defect inspection method having the following steps. First, the EUV mask is placed on a mask stage movable in a two-dimensional direction. Thereafter, the position of the reference mark arranged on the EUV mask is detected. Subsequently, the region to be inspected on the EUV mask is irradiated with EUV light, the scattered light excluding the specular reflection light is collected and enlarged to form an image, and the dark field enlarged image is obtained by an image detector having a large number of pixels. Obtained as a pixel signal. Next, the predicted value of the pixel signal from the inspection region on the EUV mask is obtained from the design data of the absorber pattern by numerical calculation. Then, by comparing the actually acquired pixel signal with the predicted value of the pixel signal obtained by numerical calculation, it is determined whether there is a defect in the inspection area on the EUV mask. The position of the inspection area is recorded as a relative position from the reference mark. Thereafter, the mask stage is moved, and the above process is repeated for the other inspection area on the EUV mask.

本願において開示される複数の発明のうち、上記一実施例により得られる効果を代表して簡単に説明すれば以下の通りである。   Of the plurality of inventions disclosed in the present application, the effects obtained by the above-described embodiment will be briefly described as follows.

即ち、EUVマスクの欠陥検査方法において、多層膜マスクブランクの上に吸収体パターンを形成したEUVマスクを検査してマスクパターンの転写に影響を与える多層膜の位相欠陥や吸収体パターンの欠陥を検出し、これらの欠陥の位置を吸収体パターンで構成された基準マークとの相対位置としてその座標を特定することができる。   That is, in an EUV mask defect inspection method, an EUV mask in which an absorber pattern is formed on a multilayer mask blank is inspected to detect multilayer film phase defects and absorber pattern defects that affect the transfer of the mask pattern. Then, the coordinates of these defects can be specified as relative positions with respect to the reference marks formed by the absorber pattern.

また、EUVマスクの製造方法において、上記検査方法によって欠陥の存在が判明した場合でも、信頼性の高いEUVマスクを製造できる。   Further, in the EUV mask manufacturing method, a highly reliable EUV mask can be manufactured even when the presence of defects is found by the inspection method.

また、半導体装置の製造方法において、上記製造方法によって得られたEUVマスクを用いて半導体基板上にパターンを形成する方法を提供することができる。   Moreover, in the manufacturing method of a semiconductor device, the method of forming a pattern on a semiconductor substrate using the EUV mask obtained by the said manufacturing method can be provided.

本発明の実施の形態1であるEUVマスクの欠陥検査方法に用いるEUVマスク検査装置の説明図である。It is explanatory drawing of the EUV mask inspection apparatus used for the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1であるEUVマスクの欠陥検査方法の説明図である。It is explanatory drawing of the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1であるEUVマスクの欠陥検査方法の説明図であって、(a)は欠陥が存在する場合を示し、(b)は欠陥が存在しない場合を示す。It is explanatory drawing of the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 1 of this invention, Comprising: (a) shows the case where a defect exists, (b) shows the case where a defect does not exist. 本発明の実施の形態1であるEUVマスクの欠陥検査方法を説明する図であって、(a)はEUVマスクの平面図を示し、(b)は(a)のA−A線に沿って見た断面図を示し、(c)〜(e)は測定により得られる信号強度の説明図を示す。It is a figure explaining the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 1 of this invention, Comprising: (a) shows the top view of an EUV mask, (b) is along the AA line of (a). The viewed cross-sectional views are shown, and (c) to (e) are explanatory diagrams of the signal intensity obtained by the measurement. (a)〜(e)は、本発明の実施の形態1であるEUVマスクの欠陥検査方法の説明図であって、左側は欠陥が存在しない場合の画素であり、右側は欠陥が存在する場合の画素である。(A)-(e) is explanatory drawing of the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 1 of this invention, Comprising: The left side is a pixel when a defect does not exist, The right side is a case where a defect exists Pixels. (a)は本発明の実施の形態1であるEUVマスクの欠陥検査の対象となるEUVマスクの説明図であって、(b)および(c)はそのEUVマスクの基準マークの説明図である。(A) is explanatory drawing of the EUV mask used as the defect inspection object of EUV mask which is Embodiment 1 of this invention, (b) and (c) are explanatory drawings of the reference mark of the EUV mask. . 本発明の実施の形態1であるEUVマスクの欠陥検査方法を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2であるEUVマスクの欠陥検査方法の説明図である。It is explanatory drawing of the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2であるEUVマスクの欠陥検査方法を説明するためのタイムチャート図である。It is a time chart for demonstrating the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2であるEUVマスクの欠陥検査方法を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2であるEUVマスクの欠陥検査方法を説明するための、他のフロー図である。It is another flowchart for demonstrating the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3であるEUVマスクの製造方法の説明図であって、(a)は位相欠陥が存在する様子を示し、(b)はEUVマスクを修正する様子を示す。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the EUV mask which is Embodiment 3 of this invention, Comprising: (a) shows a mode that a phase defect exists, (b) shows a mode that EUV mask is corrected. (a)および(b)は、本発明の実施の形態3であるEUVマスクの製造方法の説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing of the manufacturing method of the EUV mask which is Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3であるEUVマスクの製造方法を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing method of the EUV mask which is Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4であるEUVマスクの欠陥検査方法を説明する図であって、(a)はEUVマスクの平面図を示し、(b)は(a)のB−B線に沿って見た断面図を示す。It is a figure explaining the defect inspection method of EUV mask which is Embodiment 4 of this invention, Comprising: (a) shows the top view of EUV mask, (b) is along the BB line of (a). A cross-sectional view is shown. (a)は、本発明の実施の形態5である半導体装置の製造工程中における断面図であって、(b)は(a)に続き、(c)は(b)に続き、(d)は(c)に続き、(e)は(d)に続き、(f)は(e)に続く工程中における断面図である。(A) is sectional drawing in the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 5 of this invention, (b) follows (a), (c) follows (b), (d) (C) is a cross-sectional view in the process following (c), (e) following (d), and (f) following (e). 本発明の実施の形態6であるEUVマスク検査装置の説明図である。It is explanatory drawing of the EUV mask inspection apparatus which is Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6であるEUVマスクの欠陥検査方法の説明図である。It is explanatory drawing of the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6であるEUVマスクの他の欠陥検査方法の説明図である。It is explanatory drawing of the other defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 6 of this invention. (a)は、本発明の実施の形態6である欠陥検査工程中におけるEUVマスクを示す説明図であって、(b)および(c)は、(a)の状態から順に横方向に微動させた状態を示し、(d)および(e)は、(a)の状態から順に縦方向に微動させた状態を示す。(A) is explanatory drawing which shows the EUV mask in the defect inspection process which is Embodiment 6 of this invention, Comprising: (b) and (c) are finely moved to the horizontal direction in an order from the state of (a). (D) and (e) show a state of slight movement in the vertical direction in order from the state of (a). (a)〜(c)は、本発明の実施の形態6であるEUVマスクの欠陥検査方法で得られるEUV光強度信号のグラフ図である。(A)-(c) is a graph of the EUV light intensity signal obtained with the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6であるEUVマスクの欠陥検査方法で検出される欠陥の平面形状を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the planar shape of the defect detected by the defect inspection method of the EUV mask which is Embodiment 6 of this invention. 本発明者らが検討したEUVマスクを示す図であって、(a)は平面図、(b)は断面図を示す。It is a figure which shows the EUV mask which the present inventors examined, Comprising: (a) is a top view, (b) shows sectional drawing. 本発明者らが検討したEUVマスク検査装置の説明図である。It is explanatory drawing of the EUV mask inspection apparatus which the present inventors examined. (a)および(b)は、本発明者らが検討したEUVマスクにおいて、位相欠陥を有するマスクブランクの説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing of the mask blank which has a phase defect in the EUV mask which the present inventors examined. (a)および(b)は、本発明者らが検討したEUVマスクにおいて、位相欠陥とパターン欠陥を有するEUVマスクの説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing of the EUV mask which has a phase defect and a pattern defect in the EUV mask which the present inventors examined.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number. Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges. Also, components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof is omitted as much as possible. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
まず、本発明者らが事前に検討したEUVL技術と、見出された課題について、図面を用いて詳しく説明する。
(Embodiment 1)
First, the EUVL technology examined in advance by the present inventors and the found problems will be described in detail with reference to the drawings.

図23(a)は、本発明者らが検討したEUVマスクMをパターン面と対抗するようにして見た平面図である。EUVマスクMの中央部には半導体集積回路装置のパターンを有するデバイスパターンエリアMDEを有し、周辺部にはマスクの位置合せのためのマークやウェハアライメントマークなどを含むアライメントマークエリアMA1,MA2,MA3,MA4が配置されている。   FIG. 23A is a plan view of the EUV mask M examined by the present inventors as viewed against the pattern surface. The EUV mask M has a device pattern area MDE having a pattern of the semiconductor integrated circuit device in the central portion, and alignment mark areas MA1, MA2, including a mask alignment mark and a wafer alignment mark in the peripheral portion. MA3 and MA4 are arranged.

図23(b)はEUVマスクMのデバイスパターンエリアMDEにおける要部断面図である。石英ガラスや低熱膨張材などの基板MSの上に上述のような多層膜MLが被着され、その上にキャッピング層CAPが被着されている。その上に、バッファ層BUFを介して吸収体パターンABSが設けられている。一方、基板MSの裏面側には、マスクを静電チャックするためのメタル膜CFがコーティングされている。   FIG. 23B is a cross-sectional view of the main part in the device pattern area MDE of the EUV mask M. A multilayer film ML as described above is deposited on a substrate MS such as quartz glass or a low thermal expansion material, and a capping layer CAP is deposited thereon. On top of this, an absorber pattern ABS is provided via a buffer layer BUF. On the other hand, a metal film CF for electrostatic chucking of the mask is coated on the back side of the substrate MS.

図24は、EUV投影露光装置EPによりEUVマスクM上のパターンをウェハ上に縮小転写する手段を示す説明図である。光源80から発する中心波長13.5nmのEUV光(極端紫外線)LLは多層膜反射鏡からなる照明光学系81を介してEUVマスクMのパターン面を照明する。パターン面からの反射光を多層膜反射鏡からなる縮小投影光学系82を通過させ、パターンをウェハ83上に転写する。ウェハ83はステージ84に搭載されており、ステージ84の移動とパターン転写の繰返しによりウェハ83の所望の領域にパターンを多数転写する。   FIG. 24 is an explanatory view showing means for reducing and transferring the pattern on the EUV mask M onto the wafer by the EUV projection exposure apparatus EP. EUV light (extreme ultraviolet light) LL having a central wavelength of 13.5 nm emitted from the light source 80 illuminates the pattern surface of the EUV mask M through an illumination optical system 81 formed of a multilayer film reflecting mirror. The reflected light from the pattern surface is passed through a reduction projection optical system 82 composed of a multilayer film reflecting mirror, and the pattern is transferred onto the wafer 83. The wafer 83 is mounted on a stage 84, and a large number of patterns are transferred to a desired area of the wafer 83 by repeating the movement of the stage 84 and pattern transfer.

EUVLでは、露光波長が13.5nmと極めて短いので、数nm程度のごく僅かな表面高さあるいは深さの異常が発生した場合でも、その表面異常に起因して反射光に位相差が生じ、吸収体パターン転写の際に欠陥を生じさせる要因となる。図25(a)は、基板MSの上に前記の多層膜MLを被着させる際に、微小なパーティクルP01を挟んだために凸形状の位相欠陥91が発生した例を示す説明図である。また、図25(b)は、基板MSの上に微小な窪みP02が存在したまま前記の多層膜MLを被着させた結果、凹形状の位相欠陥92が発生した例を示す説明図である。これらの位相欠陥91,92を残したままバッファ層BUFと吸収体パターンABSとを形成すると、例えば図26(a)の説明図に示すように、隣接する吸収体パターンABSの中央に凸型の位相欠陥91が残存したり、あるいは図26(b)の説明図に示すように、隣接する吸収体パターンABSの中央に凹型の位相欠陥92が存在したりする。また、バッファ層BUFと吸収体パターンABSとを形成する際にパターン欠陥93が発生する場合もある。   In EUVL, since the exposure wavelength is as short as 13.5 nm, even when a slight surface height or depth abnormality of about several nanometers occurs, a phase difference occurs in the reflected light due to the surface abnormality, It becomes a factor which causes a defect in transferring the absorber pattern. FIG. 25A is an explanatory diagram showing an example in which a convex phase defect 91 is generated because fine particles P01 are sandwiched when the multilayer film ML is deposited on the substrate MS. FIG. 25B is an explanatory diagram showing an example in which a concave phase defect 92 is generated as a result of depositing the multilayer film ML with the minute depression P02 existing on the substrate MS. . When the buffer layer BUF and the absorber pattern ABS are formed while leaving these phase defects 91 and 92, a convex shape is formed at the center of the adjacent absorber pattern ABS, as shown in the explanatory diagram of FIG. The phase defect 91 may remain or, as shown in the explanatory diagram of FIG. 26B, a concave phase defect 92 may exist in the center of the adjacent absorber pattern ABS. In addition, a pattern defect 93 may occur when the buffer layer BUF and the absorber pattern ABS are formed.

このような各欠陥91,92,93が存在すると、ウェハ83上に転写するパターン投影像が乱れて転写パターンの欠陥が発生する。従来の光リソグラフィ用の透過型マスクブランクでは、表面の数nm程度の凹凸は無視しても差し支えなかった。しかしながら、EUVマスクMでは、従来の透過マスクと比較して欠陥転写に関して質的に大きな差があり、位相差を与えるマスクブランク欠陥の発生を回避する必要がある。   When such defects 91, 92, and 93 are present, the pattern projection image transferred onto the wafer 83 is disturbed and a defect in the transfer pattern occurs. In a conventional transmissive mask blank for optical lithography, irregularities of about several nm on the surface can be ignored. However, the EUV mask M has a large qualitative difference in defect transfer as compared with the conventional transmission mask, and it is necessary to avoid the generation of a mask blank defect that gives a phase difference.

そこで、多層膜ML上に吸収体パターンABSを被着させる前の段階、すなわち上記図25の段階で、位相欠陥91,92を検出することが必要である。吸収体パターンABSを形成する前段階でのマスクブランク欠陥検査に関しては、レーザ光をマスクブランクに対し斜めから照射し、その乱反射光から異物を検出するものと、マスクパターン露光に用いる波長と同じ波長のEUV光を用いて欠陥検出する同波長(at wavelength)欠陥検査法がある。レーザ光を検査光とする方法は多層膜表面のみに感度を有するので、多層膜内部や底部にある欠陥を検出することが困難である。   Therefore, it is necessary to detect the phase defects 91 and 92 at a stage before the absorber pattern ABS is deposited on the multilayer film ML, that is, at the stage shown in FIG. For mask blank defect inspection in the previous stage of forming the absorber pattern ABS, a laser beam is irradiated obliquely on the mask blank, and foreign matter is detected from the irregularly reflected light, and the same wavelength as the wavelength used for mask pattern exposure There is an at-wavelength defect inspection method in which defects are detected using EUV light. Since the method using laser light as inspection light has sensitivity only on the surface of the multilayer film, it is difficult to detect defects inside or at the bottom of the multilayer film.

この様な観点から、本発明者らは上記特許文献1〜6に開示されている技術の導入を検討した。上述のように、これらの技術によれば、マスクブランク上の欠陥の有無は判定できるが、欠陥の程度や位置の特定については考慮されていない。例えば、マスクブランク上の位相欠陥としては、微小サイズであったり、吸収体に完全に覆われる位置であったりと、パターン転写に影響を及ぼさないものもある。本発明者らが事前に検討した上記の技術では、このように影響の少ない位相欠陥を有する場合であっても、その程度を判別するのが困難であり、不良品として扱われ、処分されることになる。また、欠陥検出段階で修正可能な程度の位相欠陥であっても、その位置の特定が困難であれば修正することができず、やはり不良品として扱われ、処分されることになる。言い換えれば、本発明者らが事前に検討した技術では、位相欠陥を検査した時点でマスクブランクにおける欠陥位置座標を特定し、その後に形成される吸収体パターンとの相対位置を明確にすることは困難である。   From such a point of view, the present inventors examined the introduction of the techniques disclosed in Patent Documents 1-6. As described above, according to these techniques, the presence or absence of a defect on the mask blank can be determined, but the specification of the degree and position of the defect is not taken into consideration. For example, the phase defect on the mask blank may be a minute size or a position that is completely covered by the absorber and does not affect the pattern transfer. In the above-described technique examined in advance by the present inventors, it is difficult to determine the degree of such a phase defect even if it has such a small effect, and it is treated as a defective product and disposed of. It will be. Further, even a phase defect that can be corrected at the defect detection stage cannot be corrected if it is difficult to specify its position, and is also treated as a defective product and disposed of. In other words, in the technology examined in advance by the present inventors, it is possible to specify the defect position coordinate in the mask blank at the time of inspecting the phase defect, and to clarify the relative position with the absorber pattern formed thereafter. Have difficulty.

以上を踏まえて、本実施の形態1では、多層膜MLが形成されたマスクブランク上に吸収体パターンABSを形成したEUVマスクの位相欠陥91,92やパターン欠陥93を、暗視野検査光学系で得られる検査画像と、パターン設計データから計算される暗視野投影像との比較により検出する技術について説明する。   Based on the above, in the first embodiment, the phase defects 91 and 92 and the pattern defect 93 of the EUV mask in which the absorber pattern ABS is formed on the mask blank on which the multilayer film ML is formed are detected by the dark field inspection optical system. A technique for detection by comparing an obtained inspection image with a dark field projection image calculated from pattern design data will be described.

図1を用いて、本実施の形態1のEUVマスク検査装置EC1について説明する。EUVマスク検査装置EC1は、EUV検査光BMを発生する光源1、EUVマスクMを載置するためのマスクステージ2、照明光学系CIO、結像光学系DPO、2次元アレイセンサー(画像検出器)SE、センサー回路5、パターンメモリ6,閾値設定回路8、閾値との比較回路9、タイミング制御回路10、マスクステージ制御回路11、及び、装置全体の動作を制御するシステム制御コンピュータ18などで構成される。   The EUV mask inspection apparatus EC1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The EUV mask inspection apparatus EC1 includes a light source 1 that generates EUV inspection light BM, a mask stage 2 for mounting the EUV mask M, an illumination optical system CIO, an imaging optical system DPO, and a two-dimensional array sensor (image detector). SE, sensor circuit 5, pattern memory 6, threshold setting circuit 8, comparison circuit 9 with threshold, timing control circuit 10, mask stage control circuit 11, and system control computer 18 for controlling the operation of the entire apparatus. The

結像光学系DPOは凹面鏡L1と凸面鏡L2とから構成され、集光開口数NA=0.2、中心遮光開口数NA=0.1、倍率26倍のシュバルツシルド光学系である。位相欠陥やパターン欠陥の有無が検査されるEUVマスクMは、マスクステージ2上に載置される。マスクステージ2は、2次元方向(例えば、互いに交差するX方向およびY方向)に可動である。光源1から発する中心波長13.5nmのEUV検査光BMは、照明光学系CIOを通して集束ビームに変換された後、多層膜ミラーPMで折り曲げられてEUVマスクMの所定の領域を照射する。EUVマスクMからの反射光のうちパターン部や欠陥部で散乱した光は、結像光学系DPOを介して集束ビームSLIを形成し、2次元アレイセンサーSE上に集光する。すなわち、2次元アレイセンサーSEには、EUVマスクMの暗視野検査像が形成され、その結果、EUVマスクM上に残存する位相欠陥は検査画像の中で輝点として検出される。2次元アレイセンサーSEは多数の画素を有し、検査画像を画素信号として取り込む。また吸収体パターンのエッジで散乱する光も捉えられ、前記の位相欠陥の輝点に比べて小さい信号しか得られないものの、吸収体パターンに欠陥が存在すると検出信号の強度が変化する。   The imaging optical system DPO is composed of a concave mirror L1 and a convex mirror L2, and is a Schwarzschild optical system with a condensing numerical aperture NA = 0.2, a central light shielding numerical aperture NA = 0.1, and a magnification of 26 times. The EUV mask M to be inspected for the presence of phase defects and pattern defects is placed on the mask stage 2. The mask stage 2 is movable in a two-dimensional direction (for example, an X direction and a Y direction that intersect each other). The EUV inspection light BM having a central wavelength of 13.5 nm emitted from the light source 1 is converted into a focused beam through the illumination optical system CIO, and then bent by the multilayer mirror PM to irradiate a predetermined region of the EUV mask M. Of the reflected light from the EUV mask M, the light scattered by the pattern portion and the defect portion forms a focused beam SLI via the imaging optical system DPO and is condensed on the two-dimensional array sensor SE. That is, a dark field inspection image of the EUV mask M is formed on the two-dimensional array sensor SE, and as a result, the phase defect remaining on the EUV mask M is detected as a bright spot in the inspection image. The two-dimensional array sensor SE has a large number of pixels and takes an inspection image as a pixel signal. Further, light scattered at the edge of the absorber pattern is also captured, and only a small signal can be obtained as compared with the bright spot of the phase defect. However, when a defect exists in the absorber pattern, the intensity of the detection signal changes.

EUVマスクMの位置は、マスクステージ2に固定された測長用ミラー3の位置をレーザ測長器4で読み込むことにより、マスクステージ2の位置情報として得られる。この情報は位置回路12に送られ、システム制御コンピュータ18で認識できる。   The position of the EUV mask M is obtained as position information of the mask stage 2 by reading the position of the length measuring mirror 3 fixed to the mask stage 2 with the laser length measuring device 4. This information is sent to the position circuit 12 and can be recognized by the system control computer 18.

一方、本EUVマスク検査装置EC1には、EUVマスクM上に形成されているパターンあるいはEUVマスクMの輪郭位置などを光学的に観察してパターン位置を把握できる光学顕微鏡ALOが備えられている。   On the other hand, the present EUV mask inspection apparatus EC1 is provided with an optical microscope ALO that can optically observe the pattern formed on the EUV mask M or the contour position of the EUV mask M to grasp the pattern position.

また、ビームスプリッタBSPによりEUV検査光BMの一部を分岐してセンサー7で光量をモニタし、閾値設定回路8において信号処理のための閾値を設定することができる。更に、マスクパターンに関する種々のデータを格納する各種データファイル13、閾値データを格納する閾値データファイル14、欠陥位置などの検出結果を記録する記録装置15が備えられており、種々の情報をパターンモニタ16や画像出力部17を介して観察することができる。   Further, a part of the EUV inspection light BM is branched by the beam splitter BSP, the light amount is monitored by the sensor 7, and a threshold value for signal processing can be set by the threshold value setting circuit 8. Further, there are provided various data files 13 for storing various data related to the mask pattern, threshold data files 14 for storing threshold data, and a recording device 15 for recording detection results of defect positions, etc. 16 and the image output unit 17 can be observed.

次に、図2を用いて、本実施の形態1のEUVマスクの欠陥検査方法に関し、マスクパターンの画像検査の方法を説明する。EUVマスクM上の検査画像取得領域21は、幅200〜500μm程度の細長い短冊状の検査ストライプ22に分割されている。まず、この検査ストライプ22内において所定の被検査領域を定め、そこにEUV光を照射する。そして、上記図1を用いて説明したEUVマスク検査装置EC1の機構により、被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素24を有する2次元アレイセンサー(画像検出器)SEにより、画素信号として取得する。この状態でマスクステージを走査させ、矢印23に示す方向に連続的に同様の拡大像を取り込む。センサーとして、走査方向と直交する画素方向が1024画素、積算方向の画素数が512段であるTDI(Time Delay Integration)センサーを用いた。このTDIセンサーは、マスクステージの走査と同期して矢印25の示す方向に電荷を1段ずつ転送することで、電荷を蓄積段数分だけ蓄積して出力することができる。尚、ストライプの幅やセンサーの画素数については上記の数値に限定されることは無い。   Next, the mask pattern image inspection method will be described with reference to FIG. 2 regarding the EUV mask defect inspection method of the first embodiment. The inspection image acquisition region 21 on the EUV mask M is divided into strip-like inspection stripes 22 having a width of about 200 to 500 μm. First, a predetermined inspection region is defined in the inspection stripe 22 and irradiated with EUV light. Then, by the mechanism of the EUV mask inspection apparatus EC1 described with reference to FIG. 1, the scattered light except the specular reflection light from the region to be inspected is collected and enlarged to form an image, and the dark field enlarged image is formed into a large number of pixels. The pixel signal is obtained by a two-dimensional array sensor (image detector) SE having 24. In this state, the mask stage is scanned, and the same magnified image is continuously captured in the direction indicated by the arrow 23. As the sensor, a TDI (Time Delay Integration) sensor in which the pixel direction orthogonal to the scanning direction is 1024 pixels and the number of pixels in the integration direction is 512 stages is used. This TDI sensor transfers charges one by one in the direction indicated by the arrow 25 in synchronization with the scanning of the mask stage, so that charges can be accumulated and output by the number of accumulation stages. The stripe width and the number of pixels of the sensor are not limited to the above values.

図3(a)は、種々の形状の吸収体パターンABSといくつかの欠陥(欠陥DEF1〜DEF5)が含まれるマスクパターンがセンサーに取り込まれたときの、画素との位置関係を示す説明図である。図中、縦方向の点線26はTDIセンサーの電荷蓄積方向(すなわちパターンの走査方向)の画素の境界線を表し、横方向の点線27はTDIセンサーの画素方向の境界線を表している。一方、図3(b)は欠陥が存在しない理想的な吸収体パターンABSの設計値とそこに仮想的に重ねた画素境界線を示す説明図である。   FIG. 3A is an explanatory diagram showing the positional relationship with pixels when a mask pattern including absorber patterns ABS of various shapes and some defects (defects DEF1 to DEF5) is taken into the sensor. is there. In the figure, the dotted line 26 in the vertical direction represents the boundary line of the pixel in the charge accumulation direction (that is, the pattern scanning direction) of the TDI sensor, and the dotted line 27 in the horizontal direction represents the boundary line in the pixel direction of the TDI sensor. On the other hand, FIG. 3B is an explanatory diagram showing a design value of an ideal absorber pattern ABS having no defect and a pixel boundary line virtually overlapped therewith.

図3(b)に示すパターンは、例えばパターン設計データから生成される。図3(a)と図3(b)との対応する画素の出力を比較して、差が有れば欠陥が存在すると判断できる。この比較は画素ごとに行なわれることを基本とするが、周辺の画素で得られる信号強度を参照した様々な信号処理アルゴリズムが適用される。   The pattern shown in FIG. 3B is generated from pattern design data, for example. By comparing the outputs of the corresponding pixels in FIG. 3A and FIG. 3B, it can be determined that there is a defect if there is a difference. This comparison is basically performed on a pixel-by-pixel basis, but various signal processing algorithms that refer to signal intensities obtained from surrounding pixels are applied.

一例として、図4(a)を用いて、隣接する吸収体パターンABSの中間に多層膜の位相欠陥31が存在する場合の欠陥検出について説明する。図4(b)は図4(a)の平面図のA−A線に沿って見た断面図である。吸収体パターンABSの幅と間隔はいずれも140nmとする。また、位相欠陥31はガウシアン形状を有し、その半値全幅は60nm、高さは2nmとする。このパターンを暗視野検査光学系で観察したときに得られる投影像光強度分布32を図4(c)に示す。一方、吸収体パターンABSが存在せず位相欠陥31のみが存在する場合、即ち吸収体パターンABSを形成する前のマスクブランクの状態で前記と同一の位相欠陥31が存在すると、図4(d)に示す暗視野検査像の光強度分布33が得られる。逆に、位相欠陥31が存在せず吸収体パターンABSのみが存在する、所謂良品マスクを検査すると、暗視野検査画像からは図4(e)に示す光強度分布34が得られる。これら3種の信号を比較すると、暗視野検出信号は吸収体パターンABSのエッジの散乱光成分も捉えるが、位相欠陥が存在すると光強度の強い検査信号が現われることがわかる。   As an example, defect detection when a multilayer phase defect 31 is present in the middle of adjacent absorber patterns ABS will be described with reference to FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA of the plan view of FIG. The width and interval of the absorber pattern ABS are both 140 nm. The phase defect 31 has a Gaussian shape, the full width at half maximum is 60 nm, and the height is 2 nm. FIG. 4C shows a projected image light intensity distribution 32 obtained when this pattern is observed with a dark field inspection optical system. On the other hand, when the absorber pattern ABS is not present and only the phase defect 31 is present, that is, when the same phase defect 31 is present in the state of the mask blank before the absorber pattern ABS is formed, FIG. The light intensity distribution 33 of the dark field inspection image shown in FIG. Conversely, when a so-called non-defective mask in which the phase defect 31 does not exist and only the absorber pattern ABS exists, a light intensity distribution 34 shown in FIG. 4E is obtained from the dark field inspection image. Comparing these three types of signals, it can be seen that the dark field detection signal also captures the scattered light component at the edge of the absorber pattern ABS, but if a phase defect exists, an inspection signal with a high light intensity appears.

実際の2次元アレイセンサーSEで得られる信号は、これらのような暗視野検査像の光強度分布32,33,34ではなく、ピクセルごとに蓄積されるピクセル光強度の羅列として得られる。例として、集光開口数NA=0.2、中心遮光開口数NA=0.1の結像光学系DPOを採用し、マスク上に対応する一画素のサイズを200μm×200μmとすると、1なる強度の照明光に対する1画素の検査信号は、図4(c)の場合は0.033、図4(d)の場合は0.025、図4(e)の場合は、0.019となった。したがって、例えば閾値を0.022と設定すれば、吸収体パターンABSの有無に関わらず位相欠陥を含む画素が閾値を超える信号を捕らえて位相欠陥を検知できる。   The signal obtained by the actual two-dimensional array sensor SE is obtained as an array of pixel light intensities accumulated for each pixel, not the light intensity distributions 32, 33 and 34 of the dark field inspection image as described above. As an example, when an imaging optical system DPO having a condensing numerical aperture NA = 0.2 and a central light-shielding numerical aperture NA = 0.1 is employed, and the size of one pixel corresponding to the mask is 200 μm × 200 μm, it becomes 1. The inspection signal for one pixel with respect to high intensity illumination light is 0.033 in the case of FIG. 4C, 0.025 in the case of FIG. 4D, and 0.019 in the case of FIG. It was. Therefore, for example, if the threshold value is set to 0.022, the phase defect can be detected by capturing a signal in which a pixel including the phase defect exceeds the threshold value regardless of the presence or absence of the absorber pattern ABS.

次に、欠陥DEF1〜DEF5として認識される画素の例を前記の図3(a)から抽出し、欠陥DEF1〜DEF5の存在しない場合(図3(b))の画素と比較して表した説明図を図5に示す。図5の左側は欠陥DEF1〜DEF5が存在しない場合の画素であり、図5の右側は欠陥DEF1〜DEF5が存在する場合の画素である。図5(a)は密集した吸収体ラインパターン群の一部をライン幅より大きな画素で捉えたときに、吸収体パターンABSに窪み型の欠陥DEF1が存在する場合を示す。図5(b)は、吸収体パターンABSの輪郭部に突起型の欠陥DEF2が存在する場合を示す。図5(c)は、吸収体パターンABSが存在しない領域に位相欠陥DEF3のみが存在する場合を示す。図5(d)は吸収体にピンホール状の欠陥DEF4が存在する場合を示す。図5(e)は多層膜表面に吸収体材料が微小付着したドット状の欠陥DEF5の場合を示す。   Next, examples of pixels recognized as defects DEF1 to DEF5 are extracted from FIG. 3A and described in comparison with pixels in the case where the defects DEF1 to DEF5 do not exist (FIG. 3B). The figure is shown in FIG. The left side of FIG. 5 is a pixel when defects DEF1 to DEF5 are not present, and the right side of FIG. 5 is a pixel when defects DEF1 to DEF5 are present. FIG. 5A shows a case where a hollow type defect DEF1 exists in the absorber pattern ABS when a part of the dense absorber line pattern group is captured by pixels larger than the line width. FIG. 5B shows a case where the protrusion type defect DEF2 exists in the contour portion of the absorber pattern ABS. FIG. 5C shows a case where only the phase defect DEF3 exists in a region where the absorber pattern ABS does not exist. FIG. 5D shows a case where a pinhole-like defect DEF4 exists in the absorber. FIG. 5E shows the case of a dot-like defect DEF5 in which the absorber material is finely adhered to the multilayer film surface.

上記図4に示す例と同様に暗視野検査像を計算して画素信号強度を求め、それぞれの欠陥DEF1〜DEF5について、欠陥DEF1〜DEF5が存在する場合と存在しない場合についての画素信号強度の比較を行った。なお、吸収体パターン線幅を128nmに設定している。その結果、図5(a)の窪み型の欠陥DEF1に関して、検出された信号強度は、欠陥なしの場合0.008であったのに対し、欠陥ありの場合0.0142であった。また、図5(b)の突起型の欠陥DEF2に関して、検出された信号強度は、欠陥なしの場合0.008であったのに対し、欠陥ありの場合0.0110であった。また、図5(c)の位相欠陥DEF3に関して、検出された信号強度は、欠陥なしの場合0.002であったのに対し、欠陥ありの場合0.0117であった。また、図5(d)のピンホール状の欠陥DEF4に関して、検出された信号強度は、欠陥なしの場合0.0であったのに対し、欠陥ありの場合0.0013であった。また、図5(e)のドット状の欠陥DEF5に関して、検出された信号強度は、欠陥なしの場合0.002であったのに対し、欠陥ありの場合0.0026であった。これらのように、欠陥の種類によって欠陥信号強度レベルや欠陥の有無による信号レベル差は異なるが、両者の画素強度には明らかな差があるので、この差が事前に定めた閾値を超えれば、欠陥ありと判断できる。   Similar to the example shown in FIG. 4, the dark field inspection image is calculated to obtain the pixel signal intensity, and the pixel signal intensity is compared for each defect DEF1 to DEF5 when the defect DEF1 to DEF5 is present and not present. Went. The absorber pattern line width is set to 128 nm. As a result, for the hollow defect DEF1 in FIG. 5A, the detected signal intensity was 0.008 when there was no defect, and 0.0142 when there was a defect. Further, regarding the protruding defect DEF2 of FIG. 5B, the detected signal intensity was 0.008 when there was no defect, and 0.0110 when there was a defect. For the phase defect DEF3 in FIG. 5C, the detected signal intensity was 0.002 when there was no defect, and 0.0117 when there was a defect. In addition, regarding the pinhole-shaped defect DEF4 of FIG. 5D, the detected signal intensity was 0.0 when there was no defect and 0.0013 when there was a defect. Further, regarding the dot-like defect DEF5 of FIG. 5E, the detected signal intensity was 0.002 when there was no defect and 0.0026 when there was a defect. Like these, the defect signal intensity level and the signal level difference due to the presence or absence of the defect are different depending on the type of defect, but there is a clear difference in the pixel intensity of both, so if this difference exceeds a predetermined threshold, It can be judged that there is a defect.

ここで、欠陥なしの場合の画素強度は、検査対象となっている被検査領域の吸収体パターンABSの設計データを用いて、画素信号の予測値を数値計算により求めることも可能である。   Here, the pixel intensity when there is no defect can be obtained by numerical calculation of the predicted value of the pixel signal by using the design data of the absorber pattern ABS of the inspection target area to be inspected.

図6(a)は、EUVマスクM上のパターン配置と吸収体パターンで構成された基準マークを示す説明図である。上述のように、EUVマスクMの中央部には半導体装置の製造工程において転写すべきパターンを有するデバイスパターンエリアMDEを有し、周辺部にはEUVマスクMの位置合せのためのマークやウェハアライメントマークなどを含むアライメントマークエリアMA1,MA2,MA3,MA4が配置されている。このアライメントエリアの複数の場所に、図6(b)または図6(c)の説明図に示すような基準マーク41,44が形成されている。図6(b)中には、吸収体パターンABSの中に、十字形状の多層膜反射領域REFからなる基準マーク41、および仮想的に重ねた画素境界線(破線)を示している。多層膜反射領域REFとは、吸収体パターンABSの開口により、下層の多層膜MLが露出した領域である。図6(c)中には、多層膜反射領域REF内に十字形状の吸収体パターンABSからなる基準マーク44と画素境界線とを示している。   FIG. 6A is an explanatory diagram showing a reference mark formed by a pattern arrangement on the EUV mask M and an absorber pattern. As described above, the central portion of the EUV mask M has the device pattern area MDE having a pattern to be transferred in the manufacturing process of the semiconductor device, and the mark for aligning the EUV mask M or wafer alignment is provided in the peripheral portion. Alignment mark areas MA1, MA2, MA3, MA4 including marks are arranged. Reference marks 41 and 44 as shown in FIG. 6B or FIG. 6C are formed at a plurality of locations in the alignment area. FIG. 6B shows a reference mark 41 made of a cross-shaped multilayer film reflection region REF and a virtually overlapped pixel boundary line (broken line) in the absorber pattern ABS. The multilayer film reflection region REF is a region where the lower multilayer film ML is exposed through the opening of the absorber pattern ABS. FIG. 6C shows a reference mark 44 made of a cross-shaped absorber pattern ABS and a pixel boundary line in the multilayer film reflection region REF.

いずれの場合も、画素の幅に対して基準マーク41,44の太さは充分に大きい。従って、例えば図6(b)に示すように、基準マーク検査画像には、吸収体パターンABSのみを含む画素42と多層膜反射領域REFのみを含む画素43が多数存在する。本実施の形態1で使用するマスク検査装置で基準マーク41,44を暗視野観察すると、吸収体パターンABSのみを含む画素42から得られる信号強度はほぼゼロである。一方、多層膜反射領域REFのみを含む画素43で得られる信号強度は多層膜表面の粗さに起因した散乱光成分を捉えた強度となる。この強度は、本発明者らのこれまでの検討によれば、照明強度1に対して少なくとも0.002程度の検出信号が得られることが分かっている。従って、画素43と画素42とで得られる信号強度を区別することができる。即ち、EUV光を用いた暗視野検査で基準マーク41,44の位置を検出できる。ここでは、EUV光の代わりに深紫外線(Deep Ultra Violet:DUV光)を用いても良い。いずれにしても、EUV光またはDUV光を用いて、光学式マーク検出方式によって、前記基準マークの位置を検出する。   In either case, the thickness of the reference marks 41 and 44 is sufficiently larger than the pixel width. Therefore, for example, as shown in FIG. 6B, in the reference mark inspection image, there are a large number of pixels 42 including only the absorber pattern ABS and pixels 43 including only the multilayer film reflection region REF. When the reference marks 41 and 44 are observed in the dark field by the mask inspection apparatus used in the first embodiment, the signal intensity obtained from the pixel 42 including only the absorber pattern ABS is almost zero. On the other hand, the signal intensity obtained by the pixel 43 including only the multilayer film reflection region REF is an intensity obtained by capturing the scattered light component due to the roughness of the multilayer film surface. According to the present inventors' previous studies, it has been found that a detection signal of at least about 0.002 with respect to the illumination intensity 1 can be obtained. Therefore, it is possible to distinguish the signal intensity obtained between the pixel 43 and the pixel 42. That is, the positions of the reference marks 41 and 44 can be detected by dark field inspection using EUV light. Here, deep ultraviolet (DUV light) may be used instead of EUV light. In any case, the position of the reference mark is detected by an optical mark detection method using EUV light or DUV light.

以上に示した検査手段を用いて、本実施の形態1のEUVマスクの欠陥検査方法のフローをまとめると、図7に示す通りとなる。図7に示すステップS101において、上記図1で説明したようなEUVマスク検査装置EC1において、EUVマスクMをマスクステージ2に載置したのち、EUVマスクM上に配置された基準マーク41,44が結像光学系DPOの光軸上になるようにマスクステージ制御回路11によってマスクステージ2を位置決めする。この位置を干渉計からなるレーザ測長器4で読み取って、EUVマスクM上の基準座標として記憶する。   The flow of the defect inspection method for the EUV mask of the first embodiment using the inspection means described above is summarized as shown in FIG. In step S101 shown in FIG. 7, after the EUV mask M is placed on the mask stage 2 in the EUV mask inspection apparatus EC1 described with reference to FIG. 1, the reference marks 41 and 44 placed on the EUV mask M are displayed. The mask stage 2 is positioned by the mask stage control circuit 11 so as to be on the optical axis of the imaging optical system DPO. This position is read by a laser length measuring device 4 made of an interferometer and stored as reference coordinates on the EUV mask M.

続いて、ステップS102において、EUVマスクMの検査領域を短冊状に分割した際の最初の短冊領域の検査開始位置(被検査領域)にマスクステージ2を移動し、位置決めする。次に、マスクステージ2を連続移動させながら上記図2で説明した方法で検査信号であるピクセル光強度を連続的に収集してパターンメモリ6に格納する(ステップS103)。同時に、検査領域内の画素の番号を指定し(ステップS104)、指定された画素の検査信号強度とパターンデータから計算される無欠陥パターンの検査信号計算値とを比較する(ステップS105)。この比較は、図3(a)で表されるパターンの検査信号強度と図3(b)のパターンデータから計算された検査信号強度との比較に相当する。より具体的には、上記の画素信号の強度の差である強度差を取る。   Subsequently, in step S102, the mask stage 2 is moved and positioned to the inspection start position (inspected area) of the first strip area when the inspection area of the EUV mask M is divided into strips. Next, the pixel light intensity as the inspection signal is continuously collected by the method described with reference to FIG. 2 while the mask stage 2 is continuously moved, and stored in the pattern memory 6 (step S103). At the same time, the number of the pixel in the inspection area is designated (step S104), and the inspection signal intensity of the designated pixel is compared with the inspection signal calculation value of the defect-free pattern calculated from the pattern data (step S105). This comparison corresponds to a comparison between the inspection signal intensity of the pattern shown in FIG. 3A and the inspection signal intensity calculated from the pattern data of FIG. More specifically, an intensity difference that is a difference in intensity between the pixel signals is taken.

次に、ステップS106において、ステップS105で得られた信号強度差を、予め指定した閾値(所定の閾値)と比較する。閾値を超えた場合は、その画素に対応するEUVマスクM上の位置に欠陥が存在すると判断して、その欠陥情報、例えば基準マーク41の中心位置に対する相対位置としての欠陥位置を記録装置15に記録する(ステップS107)。強度差が所定の閾値よりも充分大きければ、上記図4で説明した位相欠陥の候補となり、小さければ吸収体パターンABSの欠陥と解釈する。   Next, in step S106, the signal intensity difference obtained in step S105 is compared with a predetermined threshold value (predetermined threshold value). When the threshold value is exceeded, it is determined that a defect exists at a position on the EUV mask M corresponding to the pixel, and the defect information, for example, the defect position as a relative position with respect to the center position of the reference mark 41 is stored in the recording device 15. Recording is performed (step S107). If the intensity difference is sufficiently larger than a predetermined threshold value, it becomes a candidate for the phase defect described in FIG. 4 above, and if it is smaller, it is interpreted as a defect of the absorber pattern ABS.

続いて、短冊状領域内の全画素の比較処理が終了したかどうかを判断し(ステップS108)、比較すべき画素が残っていたら画素番号を更新して(ステップS109)、再びステップS105に戻り比較処理を継続する。   Subsequently, it is determined whether or not the comparison process for all the pixels in the strip-shaped region has been completed (step S108). If there are remaining pixels to be compared, the pixel number is updated (step S109), and the process returns to step S105 again. Continue the comparison process.

短冊状領域内の検査が終了したら、ステップS110において、EUVマスクM上の指定した全ての領域の検査処理が完了したかどうかを判断する。検査処理すべき領域が残っている場合は、ステップS111で短冊状の検査領域を更新してステップS102に移行し、再び欠陥の有無の判断処理を繰り返す。このようにして、EUVマスクM上の指定された検査領域の検査が終了するまで、前記の比較検査を行う。   When the inspection in the strip-shaped area is completed, it is determined in step S110 whether or not the inspection process for all designated areas on the EUV mask M has been completed. If there remains an area to be inspected, the strip-shaped inspection area is updated in step S111, the process proceeds to step S102, and the determination process for the presence / absence of a defect is repeated. In this way, the comparative inspection is performed until the inspection of the designated inspection area on the EUV mask M is completed.

本実施の形態1では、以上のようなEUVマスクMの欠陥検査方法とすることによって、吸収体パターンABSが形成されたEUVマスクM上の多層膜ML反射面に残存する位相欠陥や、吸収体パターンABSの欠陥を検出することができる。更に、その欠陥の位置を、吸収体パターンABSで形成された基準マーク41,44に対する相対位置として明確に検知することができる。   In the first embodiment, by using the above-described defect inspection method for the EUV mask M, phase defects remaining on the multilayer ML reflective surface on the EUV mask M on which the absorber pattern ABS is formed, and the absorber A defect of the pattern ABS can be detected. Furthermore, the position of the defect can be clearly detected as a relative position with respect to the reference marks 41 and 44 formed by the absorber pattern ABS.

(実施の形態2)
本実施の形態2では、同じパターンが描かれた2つのチップのパターンをそれぞれ複数の画素を有するセンサーで走査検出し、その両者の違いを適当な欠陥検出アルゴリズムによって比較し検出する方法について説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a method will be described in which two chip patterns on which the same pattern is drawn are scanned and detected by a sensor having a plurality of pixels, and the difference between the two patterns is compared and detected by an appropriate defect detection algorithm. .

図8は、EUVマスクM上に、同じパターンの2つのダイ51,52(チップA1,チップA2)が描かれた様子を示す説明図である。それぞれ複数の画素を有するセンサーで観察する。EUVマスクMには、上記実施の形態1で述べたように基準マーク41,44が付与されている。EUVマスクMを搭置したマスクステージ2を連続移動させ、短冊状の検査領域53の長手方向に連続して存在する複数のダイを一度に貫通して走査し、画像を取得する。これにより、チップ画像を効率よく取り込むことができる。このために、画像は連続で撮影して撮影画像をメモリに取り込み、取り込みと同時進行あるいは短冊状の検査領域53の全信号を取り込み完了後に、メモリに格納された画像同士を比較する。この画像同士の比較は、上記実施の形態1において図3(a)に示す検査画像と図3(b)に示す設計値から計算される信号強度との画素ごとの比較と同様の処理となる。   FIG. 8 is an explanatory view showing a state where two dies 51 and 52 (chip A1 and chip A2) having the same pattern are drawn on the EUV mask M. FIG. Observation is performed with a sensor having a plurality of pixels. The EUV mask M is provided with the reference marks 41 and 44 as described in the first embodiment. The mask stage 2 on which the EUV mask M is placed is continuously moved, and a plurality of dies that are continuously present in the longitudinal direction of the strip-shaped inspection region 53 are scanned through at a time to acquire an image. Thereby, a chip image can be taken in efficiently. For this purpose, the images are taken continuously and the captured images are taken into the memory, and the images stored in the memory are compared with each other after completion of taking in all the signals of the strip-shaped inspection area 53 or simultaneously with the taking-in. The comparison between the images is the same processing as the pixel-by-pixel comparison between the inspection image shown in FIG. 3A and the signal intensity calculated from the design value shown in FIG. .

図9は、本実施の形態2のEUVマスクの欠陥検査方法において、1つの短冊状の検査領域53を検査・処理する工程を説明するためのタイムチャート図である。ここで例示する被検査EUVマスクMは、上記図8で説明したように、短冊状の検査領域53の長手方向(例えばX方向とする)に見て、平面的に隣り合うようにして2つのダイ(第1のダイ51および第2のダイ52、または、第1のチップA1および第2のチップA2と記す)が配置されている。第1のダイ51(第1のチップA1)および第2のダイ(第2のチップA2)には、互いに同じ平面パターン形状からなる吸収体パターンABSが形成されている。   FIG. 9 is a time chart for explaining a process of inspecting and processing one strip-shaped inspection region 53 in the EUV mask defect inspection method of the second embodiment. As illustrated in FIG. 8, the EUV mask M to be inspected here includes two strips that are adjacent to each other in a plan view when viewed in the longitudinal direction (for example, the X direction) of the strip-shaped inspection region 53. Dies (referred to as the first die 51 and the second die 52, or the first chip A1 and the second chip A2) are arranged. The first die 51 (first chip A1) and the second die (second chip A2) are formed with the absorber pattern ABS having the same planar pattern shape.

時刻T1でEUVマスクMを走査開始するとともに、2次元アレイセンサーSEをスタンバイ状態にする。時刻T2でセンサーの画素が第1のダイ51(第1のチップA1)の第1被検査領域に差し掛かると、マスクステージ2の位置とセンサー画像との相互関係を記憶すると同時に第1のダイ51(第1のチップA1)の検査画像データ(第1の画素信号)を取り込む。以後パターンメモリ6にデータを取り込む。時刻T3で第1のダイ51(第1のチップA1)からの画像データ取り込みを終了する。マスクステージ2が移動を続けてセンサーの画素が第2のダイ52(第2のチップA2)の第2被検査領域に差し掛かる時刻T4で、第2のダイ52(第2のチップA2)の検査画像データ(第2の画素信号)の取り込みを開始する。時刻T5において、第2のダイ52(第2のチップA2)からの画像データの取り込みを終了する。時刻T4と時刻T5の間では、前述した画像処理を用いたダイ−ダイ(Die to Die)比較処理が行なわれる。   At time T1, scanning of the EUV mask M is started and the two-dimensional array sensor SE is set in a standby state. When the sensor pixel reaches the first inspection area of the first die 51 (first chip A1) at time T2, the correlation between the position of the mask stage 2 and the sensor image is stored and the first die is simultaneously stored. The inspection image data (first pixel signal) of 51 (first chip A1) is captured. Thereafter, data is taken into the pattern memory 6. At time T3, the image data capturing from the first die 51 (first chip A1) is terminated. At time T4 when the mask stage 2 continues to move and the pixel of the sensor reaches the second inspection area of the second die 52 (second chip A2), the second die 52 (second chip A2) Acquisition of inspection image data (second pixel signal) is started. At time T5, the capturing of image data from the second die 52 (second chip A2) is terminated. Between time T4 and time T5, a die-to-die comparison process using the above-described image processing is performed.

ダイ−ダイ比較を行なう方法としては、第2のダイ52(第2のチップA2)から取り込まれた検査画像データ(第2の画素信号)を比較回路9に入力する。これと並行して、パターンメモリ6から、先に記録してある第1のダイ51(第1のチップA1)の区切りに相当するメモリ番地から検査画像データ(第1の画素信号)を順次読み出して、比較回路9に入力する。比較回路9は、二つの画素信号データを比較して、欠陥判定を行う。比較回路9は適切なアルゴリズムに従って2つの検査画像データ(画素信号データ)を比較し、その差が予め指定した閾値(所定の閾値)より大きい場合は、両者は一致しないので欠陥ありと判断する。第1のダイ51(第1のチップA1)または第2のダイ52(第2のチップA2)のどちらが欠陥かすぐに判断できない場合は、両方の位置情報を基準マーク41,44に対する欠陥位置座標として記録する。   As a method for performing die-to-die comparison, inspection image data (second pixel signal) taken from the second die 52 (second chip A2) is input to the comparison circuit 9. In parallel with this, the inspection image data (first pixel signal) is sequentially read from the pattern memory 6 from the memory address corresponding to the segment of the first die 51 (first chip A1) recorded in advance. To the comparison circuit 9. The comparison circuit 9 compares the two pixel signal data and performs defect determination. The comparison circuit 9 compares the two inspection image data (pixel signal data) according to an appropriate algorithm, and if the difference is larger than a predetermined threshold value (predetermined threshold value), the two are not matched, so that it is determined that there is a defect. If it is not immediately possible to determine whether the first die 51 (first chip A1) or the second die 52 (second chip A2) is defective, the positional information of both is used as the defect position coordinates for the reference marks 41 and 44. Record as.

X方向のダイ(チップ)構成数が3つ(例えば、第1のチップA1、第2のチップA2および第3のチップA3)の場合もある。このときは、第3のチップA3の検査画像を取り込む際に、第1のチップA1の検査画像データを再度パターンメモリ6から読み出して比較回路9に送ると同時に、第3のチップA3の検査画像データを比較回路9に並列に送り込んで、欠陥判定を行う。X方向のダイ構成数が4つ以上の場合も同様である。一つの短冊状の検査領域53内の複数チップの画像を取り込み終わった時点で、比較回路9での比較判定処理の終了を待ち、次の短冊状の検査領域の検査画像取り込みに進み、マスク上の所定の全短冊状検査領域の処理が終了した段階でマスク検査を終了する。   There may be three die (chip) configuration numbers in the X direction (for example, the first chip A1, the second chip A2, and the third chip A3). At this time, when the inspection image of the third chip A3 is captured, the inspection image data of the first chip A1 is read again from the pattern memory 6 and sent to the comparison circuit 9, and at the same time, the inspection image of the third chip A3 Data is sent to the comparison circuit 9 in parallel, and defect determination is performed. The same applies when the number of die configurations in the X direction is four or more. When the image of a plurality of chips in one strip-shaped inspection area 53 has been captured, the comparison determination process in the comparison circuit 9 is awaited, and the process proceeds to capturing the inspection image of the next strip-shaped inspection area. The mask inspection is completed at the stage when the processing of the predetermined all strip inspection region is completed.

短冊状の検査領域53の幅方向(または短手方向、例えばY方向とする)に繰り返されているチップ同士を比較する際には、各チップの開始Y座標に基づいて、検査のための短冊状の検査領域53の位置(Y座標)を調整して、画像画素の差し掛かり具合を一致させるようにする。   When comparing chips that are repeated in the width direction (or short direction, for example, Y direction) of the strip-shaped inspection region 53, a strip for inspection based on the start Y coordinate of each chip. The position (Y coordinate) of the inspection area 53 is adjusted to match the degree of contact of the image pixels.

以上に示した検査手段を用いて、本実施の形態2のEUVマスクの欠陥検査方法のフローをまとめると、図10に示す通りとなる。ステップS201において、上記図1を用いて説明したように、EUVマスク検査装置EC1において、EUVマスクMをマスクステージ2に載置したのち、EUVマスクM上の基準マーク41が結像光学系DPOの光軸上になるようにマスクステージ制御回路11によってマスクステージ2を位置決めする。この位置を干渉計からなるレーザ測長器4で読み取って、EUVマスクM上のパターン位置の原点座標として記憶する。   The flow of the defect inspection method for the EUV mask of the second embodiment using the inspection means described above is summarized as shown in FIG. In step S201, as described with reference to FIG. 1 above, after the EUV mask M is placed on the mask stage 2 in the EUV mask inspection apparatus EC1, the reference mark 41 on the EUV mask M is the imaging optical system DPO. The mask stage 2 is positioned by the mask stage control circuit 11 so as to be on the optical axis. This position is read by the laser length measuring device 4 made of an interferometer and stored as the origin coordinates of the pattern position on the EUV mask M.

続いて、ステップS202において、EUVマスクMの検査領域を短冊状に分割した際の最初の短冊領域の検査開始位置にマスクステージ2を移動し、位置決めする。次にマスクステージ2を連続移動させながら、上記図2で説明した方法で検査画像を連続的に収集する(ステップS203)。   Subsequently, in step S202, the mask stage 2 is moved and positioned to the inspection start position of the first strip region when the inspection region of the EUV mask M is divided into strips. Next, while continuously moving the mask stage 2, the inspection images are continuously collected by the method described with reference to FIG. 2 (step S203).

センサーの画素が第1のダイ51(第1のチップA1)の第1被検査領域に差し掛かったら、第1のダイ51(第1のチップA1)の検査画像データ(第1の画素信号)の取り込みを行なう(ステップS204)。ここでは、第1のダイ51(第1のチップA1)に対応する検査画像のパターンメモリ6への取り込みを合わせて行なう(ステップS205)。次に、マスクステージ2の継続的な連続移動によりセンサーの画素が第2のダイ52(第2のチップA2)の第2被検査領域に差し掛かったら、第2のダイ52(第2のチップA2)の検査画像データ(第2の画素信号)の取り込みを行なう。同時に、これらのデータと、パターンメモリ6から読み出した第1のダイ51(第1のチップA1)の検査画像データとを比較回路9に入力する(ステップS206)。比較回路6では、2つのダイ51,52(2つのチップA1,A2)の画像比較を行ない欠陥の有無を判定する(ステップS207)。画像比較の方法については、検出された欠陥位置の記録法と共に後述する。   When the pixel of the sensor reaches the first inspection area of the first die 51 (first chip A1), the inspection image data (first pixel signal) of the first die 51 (first chip A1) Capture is performed (step S204). Here, the inspection image corresponding to the first die 51 (first chip A1) is taken into the pattern memory 6 together (step S205). Next, when the sensor pixel reaches the second inspection region of the second die 52 (second chip A2) by continuous continuous movement of the mask stage 2, the second die 52 (second chip A2) is reached. ) Inspection image data (second pixel signal). At the same time, these data and the inspection image data of the first die 51 (first chip A1) read from the pattern memory 6 are input to the comparison circuit 9 (step S206). The comparison circuit 6 compares the images of the two dies 51 and 52 (two chips A1 and A2) to determine whether there is a defect (step S207). An image comparison method will be described later together with a method for recording detected defect positions.

次に、1つの短冊状検査領域内に3つ以上のダイ(チップ)があるかを判断し(ステップS208)、もし存在する場合は、同様に第3以降のダイ(チップ)について同様な比較処理と欠陥の有無の判定を継続する(ステップS209)。1つの短冊状検査領域上の処理がすべて終了したら、マスク上の所定領域の欠陥検査が終了したかを判定する(ステップS210)。未終了の場合は次の短冊状検査領域を指定して(ステップS211)、マスクステージ2の新たな位置決めによりEUVマスクMを次の検査開始位置決めし、ステップS202に戻って比較検査を繰り返す。EUVマスクM上の所定領域内のすべての短冊状検査領域上の処理が終了した時点で、欠陥検査を終了する。   Next, it is determined whether or not there are three or more dies (chips) in one strip inspection area (step S208). If there are any, the same comparison is made for the third and subsequent dies (chips). Processing and determination of the presence / absence of a defect are continued (step S209). When all the processes on one strip inspection area are completed, it is determined whether the defect inspection of the predetermined area on the mask is completed (step S210). If not completed, the next strip inspection area is designated (step S211), the EUV mask M is positioned to start the next inspection by the new positioning of the mask stage 2, and the process returns to step S202 to repeat the comparative inspection. When the processing on all the strip-shaped inspection areas in the predetermined area on the EUV mask M is completed, the defect inspection is terminated.

ここで、上記図10を用いて説明した、ステップS207で行なわれる画像比較の方法と、検出された欠陥位置の記録方法とを図11のフロー図を用いて説明する。比較回路6では、第1のダイ51(第1のチップA1)と第2のダイ52(第2のチップA2)との検査画像のうち対応する画素同士の比較処理を行なう。より詳しく、まずはステップS221において比較する最初の画素の画素番号を指定する。   Here, the image comparison method performed in step S207 and the detected defect position recording method described with reference to FIG. 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the comparison circuit 6, the corresponding pixels of the inspection images of the first die 51 (first chip A1) and the second die 52 (second chip A2) are compared. More specifically, first, in step S221, the pixel number of the first pixel to be compared is designated.

次に、対応する画素の検査信号強度差を比較するが、それに先立って、ステップS222において位相欠陥の有無を判定するために第1のダイ51(第1のチップA1)と第2のダイ52(第2のチップA2)とのそれぞれの画素信号強度が第1の閾値を超えるか否かを判断する。第1の閾値とは、上記図5(c)を用いて説明したような位相欠陥の有無を判定するために設定する画素信号強度の閾値である。もし両方の画素信号がいずれも第1の閾値を超えていれば、両方に位相欠陥が存在するとしてその位置を画素番号から演算し、前記の基準マーク41,44に対する相対座標として記録する(ステップS223)。いずれか一方のみが超えている場合も、それを位相欠陥候補位置として記録すると共に、他の画素に対しては欠陥位置候補としてこれも記録する。ただし、この場合は無欠陥である可能性もあるが、少なくともダイ(チップ)同士の比較検査においては欠陥位置の候補として記録する。   Next, the inspection signal intensity difference between the corresponding pixels is compared. Prior to that, the first die 51 (first chip A1) and the second die 52 are used to determine the presence or absence of a phase defect in step S222. It is determined whether each pixel signal intensity with (second chip A2) exceeds the first threshold value. The first threshold value is a pixel signal intensity threshold value set to determine the presence or absence of a phase defect as described with reference to FIG. If both pixel signals exceed the first threshold value, the position is calculated from the pixel number on the assumption that both have a phase defect, and is recorded as relative coordinates with respect to the reference marks 41 and 44 (step). S223). Even when only one of them exceeds, it is recorded as a phase defect candidate position, and this is also recorded as a defect position candidate for other pixels. However, in this case, there is a possibility that there is no defect, but at least in a comparative inspection between dies (chips), it is recorded as a defect position candidate.

上記のステップS222において、いずれのダイ(チップ)も第1の閾値未満であれば、次のステップS224において、第1のダイ領域の画素強度と第2のダイ領域の画素強度との差を計算し、その差があらかじめ定めた第2の閾値を越えるかどうかを判定する。超えていれば、両画素の強度が異なることになるのでいずれの画素に対応する位置も欠陥存在候補としてそれらの基準マーク41,44に対する相対座標を記録装置15に記録する。どちらのダイ(チップ)に欠陥が存在するかは、別方式で確認することになり、ダイ(チップ)同士の比較検査においては確認すべき欠陥位置の候補を記録する(ステップS225)。   If any die (chip) is less than the first threshold value in step S222, the difference between the pixel intensity of the first die area and the pixel intensity of the second die area is calculated in the next step S224. Then, it is determined whether or not the difference exceeds a predetermined second threshold value. If it exceeds, the intensity of both pixels will be different, so the position corresponding to any pixel is recorded in the recording device 15 as relative defect coordinates with respect to the reference marks 41 and 44 as defect candidates. Which die (chip) has a defect is confirmed by another method, and a defect position candidate to be confirmed is recorded in the comparative inspection between the dies (chips) (step S225).

与えられた短冊状領域の全て画素強度の比較が行なわれたどうかを判断する(ステップS226)。まだ画素が残っていれば画素番号を更新して(ステップS227)ステップS222に移行する。全ての画素に対して比較処理を終了した時点で、上記図10に示すステップS207の処理が終了したことになる。   It is determined whether or not the pixel intensities of all the given strip-shaped areas have been compared (step S226). If pixels still remain, the pixel number is updated (step S227), and the process proceeds to step S222. When the comparison process is completed for all the pixels, the process of step S207 shown in FIG. 10 is completed.

以上のように、本実施の形態2のEUVマスクMの欠陥検査方法によれば、同じパターンが繰返し描かれた複数のダイ(チップ)を有するEUVLマスクMのパターン欠陥検査を行うにあたり、EUV光を検査光とする暗視野検査によるダイ−ダイ比較により、多層膜ML中に残存する位相欠陥や吸収体パターンABSの欠陥の存在する位置を検出することができる。特に、パターン設計データから検査の参照画像を演算することなく欠陥の存在候補位置を特定でき、それらの欠陥位置を、EUVマスクM上に吸収体パターンABSで形成された基準マークに対する相対位置として検知することができる。これにより、パターン設計データから検査の参照画像を計算する工程を省略することができ、より高速かつ高精度なEUVマスクMの欠陥検査方法を実現することができる。   As described above, according to the defect inspection method for the EUV mask M according to the second embodiment, the EUV light is used for the pattern defect inspection of the EUVL mask M having a plurality of dies (chips) on which the same pattern is repeatedly drawn. The position where the phase defect remaining in the multilayer film ML and the defect of the absorber pattern ABS exist can be detected by the die-to-die comparison by the dark field inspection using the inspection light as the inspection light. In particular, defect existence candidate positions can be specified without calculating an inspection reference image from pattern design data, and these defect positions are detected as relative positions with respect to a reference mark formed by the absorber pattern ABS on the EUV mask M. can do. As a result, the step of calculating the inspection reference image from the pattern design data can be omitted, and a faster and more accurate defect inspection method for the EUV mask M can be realized.

(実施の形態3)
本実施の形態3では、上記実施の形態1または2にて説明したEUVマスクの欠陥検査方法と同様の工程を含み、検出した位相欠陥が吸収体パターンABSの転写に影響を与えると判断した場合に、位相欠陥の近傍の吸収体パターンの形状を修正することにより、見かけ上位相欠陥の影響を低減あるいは消滅させることが可能なEUVマスクの製造方法を説明する。
(Embodiment 3)
The third embodiment includes the same steps as the EUV mask defect inspection method described in the first or second embodiment, and it is determined that the detected phase defect affects the transfer of the absorber pattern ABS. Next, a method of manufacturing an EUV mask that can reduce or eliminate the influence of the phase defect by correcting the shape of the absorber pattern in the vicinity of the phase defect will be described.

図12(a)は、検出された位相欠陥61が隣接する吸収体パターンABSの中間に存在する例を示す説明図である。この位相欠陥61は、上記実施の形態1の上記図1を用いて説明した検査装置の暗視野検査機能によりその存在を検出され、その位置を吸収体パターンで構成された基準マーク41,44に対する座標として記憶されている。従って、例えば上記図1に示す各種データファイル13に格納されているパターン図形情報を参照することにより、位相欠陥61に近接する吸収体パターンABSの位置や形状を把握することができる。   FIG. 12A is an explanatory diagram illustrating an example in which the detected phase defect 61 exists in the middle of the adjacent absorber pattern ABS. The presence of the phase defect 61 is detected by the dark field inspection function of the inspection apparatus described with reference to FIG. 1 of the first embodiment, and the position of the phase defect 61 is determined with respect to the reference marks 41 and 44 configured by the absorber pattern. Stored as coordinates. Therefore, for example, the position and shape of the absorber pattern ABS close to the phase defect 61 can be grasped by referring to the pattern graphic information stored in the various data files 13 shown in FIG.

図12(a)のようなEUVマスクMをそのまま用いて、マスクパターンをウェハ上に転写すると2本の吸収体パターンABSの像が中央部で接近して線幅精度が劣化する。これは位相欠陥部分の反射率が低下してウェハ面における投影像光強度が本来の値より低くなる為である。   When the EUV mask M as shown in FIG. 12A is used as it is and the mask pattern is transferred onto the wafer, the images of the two absorber patterns ABS approach each other at the center, and the line width accuracy deteriorates. This is because the reflectance of the phase defect portion decreases and the projected image light intensity on the wafer surface becomes lower than the original value.

そこで、この投影像光強度の低下を防止する為に、位相欠陥の周辺の吸収体パターンABSの一部を除去加工するなどの、所謂吸収体パターン修正工程を導入した。即ち、図12(b)に示すように、吸収体パターンABSのうち、要部62および要部63で表される吸収体パターンABSの一部分を除去する。この除去は、吸収体パターンABSの中の除去加工すべき座標を取り込み、集束イオンビーム(Focused Ion Beam:FIB)を用いる一般的なパターン修正方法を採用する。その結果、位相欠陥部で発生した投影像光強度の低下を抑制あるいは回避し、寸法誤差が充分小さいパターン投影像を与えるEUVマスクMを製造することができる。このような、EUVマスクMにおける吸収体パターンABSの修正は、前記のような位相欠陥の転写影響低減のほか、吸収体パターンABSの輪郭そのものに欠陥が存在する場合にも適用できる。   Therefore, in order to prevent the reduction of the projected image light intensity, a so-called absorber pattern correction process such as removing a part of the absorber pattern ABS around the phase defect is introduced. That is, as shown in FIG. 12B, a part of the absorber pattern ABS represented by the main part 62 and the main part 63 is removed from the absorber pattern ABS. This removal employs a general pattern correction method that takes in coordinates to be removed in the absorber pattern ABS and uses a focused ion beam (FIB). As a result, it is possible to manufacture an EUV mask M that suppresses or avoids a reduction in the intensity of the projection image light generated at the phase defect portion and provides a pattern projection image with a sufficiently small dimensional error. Such correction of the absorber pattern ABS in the EUV mask M can be applied to a case where a defect exists in the contour of the absorber pattern ABS in addition to the reduction of the transfer effect of the phase defect as described above.

本発明者らが事前に検討したEUVマスクの製造方法では、吸収体パターンを形成する前のマスクブランクの段階で位相欠陥検査が行なわれる。従って、位相欠陥の存在が検知されると、そのマスクブランクは不良品として扱われる。仮に、その後の吸収体パターンの形成によって、吸収体に被覆される位置に位相欠陥があったとしても、吸収体パターンを描画する際に、事前に検出された位相欠陥の位置情報を描画位置に反映させることは困難であった。これに対し、本実施の形態3のEUVマスクMの製造方法では、マスクブランク上に存在する位相欠陥が極端に大きいものでなければ吸収体パターンABS形成工程に送り、その後に吸収体パターンABSと残存する位相欠陥との相対位置を求め、かつ、吸収体パターンABSの形状補正によって位相欠陥の転写への影響を回避することができる。   In the EUV mask manufacturing method examined in advance by the present inventors, phase defect inspection is performed at the stage of the mask blank before the absorber pattern is formed. Therefore, when the presence of a phase defect is detected, the mask blank is treated as a defective product. Even if there is a phase defect at the position covered by the absorber due to the subsequent formation of the absorber pattern, when the absorber pattern is drawn, the position information of the phase defect detected in advance is used as the drawing position. It was difficult to reflect. On the other hand, in the manufacturing method of the EUV mask M of the third embodiment, if the phase defect present on the mask blank is not extremely large, it is sent to the absorber pattern ABS forming process, and then the absorber pattern ABS and By determining the relative position with respect to the remaining phase defect and correcting the shape of the absorber pattern ABS, the influence of the phase defect on the transfer can be avoided.

また、本実施の形態3のEUVマスクの製造方法では、吸収体パターンABSを形成した後に上述のような位相欠陥検査を行うことにより、位相欠陥の修正を施す必要の無い場合を選定することができる。より具体的に、以下で説明する。   Moreover, in the manufacturing method of the EUV mask of this Embodiment 3, it is possible to select the case where it is not necessary to correct the phase defect by performing the phase defect inspection as described above after forming the absorber pattern ABS. it can. More specific description will be given below.

図13(a)は、多数のホールパターン71を有する吸収体パターンABSを含むEUVマスクMにおいて、吸収体の下に位相欠陥72が残存している場合の説明図を示している。このような位相欠陥72は、上記実施の形態1,2の検査では検出できない。しかしながら、このように吸収体パターンABSに埋もれる位相欠陥72は転写パターンに影響を与えないから、検出する必要も無ければ、修正する必要も無い。即ち、上記実施の形態1,2の欠陥検査方法においてこのような位相欠陥72が検出されないことはむしろ好適である。そして、本実施の形態3のEUVマスクの製造方法においても、吸収体パターンABSに覆われた位相欠陥72に対しては、上記図12で説明したような修正工程を経ずに、EUVマスクの製造工程を遂行できる。   FIG. 13A shows an explanatory diagram when the phase defect 72 remains under the absorber in the EUV mask M including the absorber pattern ABS having a large number of hole patterns 71. Such a phase defect 72 cannot be detected by the inspections of the first and second embodiments. However, since the phase defect 72 buried in the absorber pattern ABS does not affect the transfer pattern in this way, it does not need to be detected or corrected. That is, it is rather preferable that such a phase defect 72 is not detected in the defect inspection methods of the first and second embodiments. Also in the manufacturing method of the EUV mask of the third embodiment, the phase defect 72 covered with the absorber pattern ABS is not subjected to the correction process as described in FIG. Can perform the manufacturing process.

また、図13(b)は、吸収体パターンABSから離れた位置に位相欠陥73が存在する場合である。上記実施の形態1,2の欠陥検査方法によれば、この位相欠陥73は当然に検出される。一方で、上記実施の形態1,2の欠陥検査方法によれば、欠陥の位置も特定できるので、この位相欠陥73が吸収体パターンABSから充分離れている位置に存在することも判断することができる。従って、この位相欠陥73のように、単独で転写されないものであれば、それが存在しても修正の必要は無いと判断することができる。   FIG. 13B shows a case where the phase defect 73 exists at a position away from the absorber pattern ABS. According to the defect inspection methods of the first and second embodiments, the phase defect 73 is naturally detected. On the other hand, according to the defect inspection methods of the first and second embodiments, since the position of the defect can be specified, it can be determined that the phase defect 73 exists at a position sufficiently away from the absorber pattern ABS. it can. Accordingly, if the phase defect 73 is not transferred alone, it can be determined that there is no need for correction even if it exists.

以上に示した検査手段を用いて、本実施の形態3のEUVマスクの製造方法のフローをまとめると、図14に示す通りとなる。まずクリーニングされたマスク基板を準備し(ステップS301)、次いでEUV光を反射させるMo,Si多層膜およびキャッピング層を形成し、多層膜マスクブランクを作製する(ステップS302)。必要に応じてマスクブランクの従来の検査を行ない、明らかな欠陥が無いことを確認しておく。   The flow of the manufacturing method of the EUV mask of the third embodiment using the inspection means described above is summarized as shown in FIG. First, a cleaned mask substrate is prepared (step S301), and then a Mo, Si multilayer film and a capping layer that reflect EUV light are formed, and a multilayer mask blank is produced (step S302). A conventional inspection of the mask blank is performed as necessary to confirm that there are no obvious defects.

続いて、ステップS303で、バッファ層や吸収体材料(吸収体膜)の被着を行う。その後、通用のフォトリソグラフィ法やエッチング法によって吸収体膜などをパターニング(加工)して、吸収体パターンを形成する。その後、従来の光リソグラフィ用マスクに施されるパターン欠陥検査を行なっても良い。その場合、深紫外線(Deep Ultra Violet:DUV光ともいう)などを検査光とする従来の吸収体パターンの欠陥検査を行なって、吸収体パターンに輪郭異常やピンホールあるいは吸収体残りなどの吸収体パターンの欠陥を見出した場合は、欠陥情報を記憶する。ここまでの工程は、本発明者らが事前に検討したEUVL用マスクの従来の製造方法と同様である。   Subsequently, in step S303, the buffer layer and the absorber material (absorber film) are deposited. Thereafter, the absorber film or the like is patterned (processed) by a common photolithography method or etching method to form an absorber pattern. Thereafter, a pattern defect inspection applied to a conventional optical lithography mask may be performed. In that case, defect inspection of a conventional absorber pattern using inspection light such as deep ultra violet (DUV light) is performed, and an absorber such as a contour abnormality, a pinhole or an absorber remaining in the absorber pattern If a pattern defect is found, defect information is stored. The steps up to here are the same as the conventional manufacturing method of the EUVL mask examined by the present inventors in advance.

次に、上記実施の形態1,2で説明した方法でEUVマスクの検査を行なう。即ち、ステップS304において、上記図1で説明したEUVマスク検査装置EC1にEUVマスクMを載置して吸収体パターンで構成された基準マークの位置を検出し、続いてステップS305においてEUVマスクMのパターン形成領域全面を暗視野検査法で検査する。欠陥が検出された場合は、その位置を吸収体パターンABSで構成された基準マーク41,44に対する相対位置として記録する。EUVマスクM全面の検査を終了した後、位相欠陥が検出されてその位置が記録されたか否か、すなわち欠陥の有無を判定する(ステップS306)。ここでは、欠陥の有無の判定に際して前記の位相欠陥のみならず、吸収体パターンABSそのものの欠陥の有無の判定も含める。   Next, the EUV mask is inspected by the method described in the first and second embodiments. That is, in step S304, the EUV mask M is placed on the EUV mask inspection apparatus EC1 described in FIG. 1 to detect the position of the reference mark constituted by the absorber pattern. Subsequently, in step S305, the EUV mask M is detected. The entire pattern formation area is inspected by the dark field inspection method. When a defect is detected, the position is recorded as a relative position with respect to the reference marks 41 and 44 constituted by the absorber pattern ABS. After the inspection of the entire EUV mask M is completed, it is determined whether or not a phase defect has been detected and its position has been recorded, that is, whether or not there is a defect (step S306). Here, the determination of the presence / absence of a defect includes not only the phase defect but also the determination of the presence / absence of a defect in the absorber pattern ABS itself.

欠陥が検出されなかった場合、良品マスクとする。位相欠陥が検出された場合、それが近傍の吸収体パターンABSからなるデバイスパターンの転写像に影響するかを判定する(ステップS307)。この欠陥が、例えば上記図13(b)で説明したように、転写パターンに影響を及ぼすような欠陥でないならば、良品マスクとする。そして、位相欠陥が検出され、かつ、近傍の吸収体パターンABSからなるデバイスパターンの転写像に影響すると判定された場合は、ステップS308において、それが吸収体パターンABSの輪郭補正で位相欠陥の影響を回避できるか否かを判断する。吸収体パターンABSの輪郭補正により位相欠陥の影響を修正できると判断した場合は、上記図12(b)に示したような吸収体パターンABSの修正を行なって(ステップS309)、最終的に良品マスクとすることができる。吸収体パターンABSの輪郭補正では位相欠陥の影響が回避できないと判断した場合に、初めて、検査対象のEUVマスクMは不良品として扱われる。また、吸収体パターンABSそのものの欠陥が検出された場合も、ステップS309において合わせて修正する。   If no defect is detected, a good mask is assumed. If a phase defect is detected, it is determined whether it affects the transfer image of the device pattern composed of the adjacent absorber pattern ABS (step S307). If this defect is not a defect that affects the transfer pattern, for example, as described with reference to FIG. If it is determined that a phase defect is detected and affects the transfer image of the device pattern composed of the adjacent absorber pattern ABS, in step S308, this is the effect of the phase defect due to the contour correction of the absorber pattern ABS. It is determined whether or not it can be avoided. When it is determined that the influence of the phase defect can be corrected by correcting the contour of the absorber pattern ABS, the absorber pattern ABS is corrected as shown in FIG. 12B (step S309), and finally the non-defective product is obtained. It can be a mask. Only when it is determined that the influence of the phase defect cannot be avoided by the contour correction of the absorber pattern ABS, the EUV mask M to be inspected is treated as a defective product. Also, when a defect of the absorber pattern ABS itself is detected, correction is also performed in step S309.

ここで、残存して検出された位相欠陥のパターン転写に与える影響を、吸収体パターンABSの輪郭修正で回避できるかどうかの判断は、光学投影像光強度シミュレーションの結果をみて行う。ここでは、本実施の形態3のEUVマスクの製造方法では、上記実施の形態1,2のような欠陥検査方法を採用することで、欠陥と吸収体パターンとの相対位置関係を特定できることから、上記のような判断が可能になる。   Here, whether or not the influence of the remaining phase defect on the pattern transfer can be avoided by correcting the contour of the absorber pattern ABS is determined based on the result of the optical projection image light intensity simulation. Here, in the manufacturing method of the EUV mask according to the third embodiment, the relative positional relationship between the defect and the absorber pattern can be specified by adopting the defect inspection method as in the first and second embodiments. The above determination is possible.

なお、本実施の形態3では、吸収体パターンABS形成後に従来の光リソグラフィ用マスクに施される方式と同様の吸収体パターン欠陥検査を行なっても良いとし、その後に位相欠陥検査を行なう例を示したが、吸収体パターンABS形成後は、EUV光を用いる暗視野欠陥検査を従来技術である吸収体パターンABSの欠陥検査工程の前に行なっても良い。   In the third embodiment, the absorber pattern defect inspection similar to the method applied to the conventional photolithography mask may be performed after the absorber pattern ABS is formed, and then the phase defect inspection is performed. As shown, after the absorber pattern ABS is formed, dark field defect inspection using EUV light may be performed before the defect inspection process of the absorber pattern ABS, which is the prior art.

以上のように、本実施の形態3のEUVマスクMの製造方法によれば、吸収体パターンABSを形成したEUVマスクMの多層膜に残存する位相欠陥に起因するパターン投影像の欠陥発生を、吸収体パターンABSの修正によって回避することができる。また、検出された位相欠陥において、修正を施す必要があるか否かを判断することができる。その結果、完成したEUVマスクMに位相欠陥が残存しても、これを良品として使用できる頻度が増大してマスクの歩留まりを大幅に向上させることができる。結果として、信頼性の高いEUVマスクを製造することができる。また、製造するEUVマスクのコスト低減に寄与することができる。   As described above, according to the manufacturing method of the EUV mask M of the third embodiment, the occurrence of defects in the pattern projection image due to the phase defects remaining in the multilayer film of the EUV mask M on which the absorber pattern ABS is formed, This can be avoided by correcting the absorber pattern ABS. In addition, it is possible to determine whether or not the detected phase defect needs to be corrected. As a result, even if a phase defect remains in the completed EUV mask M, the frequency with which it can be used as a non-defective product is increased, and the yield of the mask can be greatly improved. As a result, a highly reliable EUV mask can be manufactured. Moreover, it can contribute to the cost reduction of the EUV mask to manufacture.

(実施の形態4)
本実施の形態4では、上記実施の形態1,2にて説明したEUVマスクの欠陥検査工程を、マスクブランクにおける吸収体膜のピンホール欠陥の検査に適用する例を示す。
(Embodiment 4)
The fourth embodiment shows an example in which the EUV mask defect inspection process described in the first and second embodiments is applied to the inspection of pinhole defects in the absorber film in the mask blank.

図15(a)は、多層膜MLおよびキャッピング層CAPの上に、順に、バッファ層BUFと吸収体膜AB1とを被着した状態のマスクブランクMBを示す平面図である。図15(b)は、図15(a)のB−B線に沿って見た断面図である。ここで、吸収体膜AB1とは、後のフォトリソグラフィ法などによる加工によりパターニングされ、吸収体パターンABSとなる前の膜である。このように吸収体膜AB1をバッファ層BUF上に被着した段階で、吸収体膜AB1が正常にバッファ層BUFを覆いきれず、ピンホール欠陥74が発生する場合がある。   FIG. 15A is a plan view showing the mask blank MB in a state where the buffer layer BUF and the absorber film AB1 are sequentially deposited on the multilayer film ML and the capping layer CAP. FIG.15 (b) is sectional drawing seen along the BB line of Fig.15 (a). Here, the absorber film AB1 is a film before being patterned into an absorber pattern ABS by patterning by a later photolithography method or the like. Thus, at the stage where the absorber film AB1 is deposited on the buffer layer BUF, the absorber film AB1 may not normally cover the buffer layer BUF, and a pinhole defect 74 may occur.

このマスクブランクMBを、上記図1を用いて説明したEUVマスク検査装置EC1で検査すると、2次元センサーSEのほとんど全ての画素に取り込まれる検査信号は吸収体膜AB1表面の暗視野検査画像で、その強度はほとんどゼロである。しかし、ピンホール欠陥74を含む画素は、ピンホール欠陥74からのわずかな反射光やピンホールのエッジからの回折光成分を収集してゼロより大きな画素強度を有する。これはちょうど上記図5(d)に示す欠陥DEF4を含む画素強度に相当する。そのため、ピンホール欠陥74については、暗視野検査では比較的高い信号コントラストで検出することができる。   When this mask blank MB is inspected by the EUV mask inspection apparatus EC1 described with reference to FIG. 1, the inspection signal taken in almost all the pixels of the two-dimensional sensor SE is a dark field inspection image on the surface of the absorber film AB1, Its strength is almost zero. However, the pixel including the pinhole defect 74 collects a slight reflected light from the pinhole defect 74 and a diffracted light component from the edge of the pinhole and has a pixel intensity greater than zero. This corresponds to the pixel intensity including the defect DEF4 shown in FIG. Therefore, the pinhole defect 74 can be detected with a relatively high signal contrast in the dark field inspection.

以上のように、本実施の形態4のEUVマスクの欠陥検査方法によれば、吸収体膜AB1を多層膜ML上に被着する際に発生し得るピンホール欠陥74を、比較的大きな画素サイズで検出することができる。また、吸収体膜AB1を被着したマスクブランクMBの状態でピンホール欠陥74を検出しておけば、それが致命的なサイズと判断される場合は、以後のEUVマスク製造工程に送ることを止めることができ、EUVマスク製造の歩留まり低下を未然に防止できる。   As described above, according to the defect inspection method for the EUV mask of the fourth embodiment, the pinhole defect 74 that may be generated when the absorber film AB1 is deposited on the multilayer film ML has a relatively large pixel size. Can be detected. In addition, if the pinhole defect 74 is detected in the state of the mask blank MB with the absorber film AB1 deposited, if it is determined that it is a fatal size, it is sent to the subsequent EUV mask manufacturing process. Therefore, it is possible to prevent the EUV mask manufacturing yield from being lowered.

(実施の形態5)
本実施の形態5では、上記実施の形態3の製造方法で製造されたEUVマスクMを用いた、半導体装置の製造方法について説明する。上記実施の形態3のEUVマスクの製造方法によって製造されたマスクは、上述の反射型露光装置(上記図24を参照)に載置されて、パターン転写を行なう。半導体装置の製造工程において、微細なパターンの転写が必要な工程にEUVLを採用する。
(Embodiment 5)
In the fifth embodiment, a manufacturing method of a semiconductor device using the EUV mask M manufactured by the manufacturing method of the third embodiment will be described. The mask manufactured by the EUV mask manufacturing method of the third embodiment is placed on the above-described reflective exposure apparatus (see FIG. 24 above), and performs pattern transfer. EUVL is employed in a process that requires fine pattern transfer in a semiconductor device manufacturing process.

図16(a)〜(f)は、本実施の形態5の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。ここでは、ツイン・ウエル方式のCMIS(Complimentary MIS)回路を有する半導体集積回路を製造する場合を例示するが、他の種々の方式の回路にも本製造方法は適用可能である。   16A to 16F are cross-sectional views for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the fifth embodiment. Here, a case of manufacturing a semiconductor integrated circuit having a twin well type CMIS (Complimentary MIS) circuit is illustrated, but the present manufacturing method can be applied to other various types of circuits.

半導体ウェハ101を構成するシリコン基板(半導体基板)101sは、例えば、平面略円板状のn型Si(シリコン)単結晶からなる。シリコン基板101sの上部には、例えばnウェル102nおよびpウェル102pが形成されている。nウェル102nには、例えば、n型不純物のP(リン)またはAs(ヒ素)が導入されている。また、pウェル102pには、例えば、p型不純物のB(ホウ素)が導入されている。nウェル102nおよびpウェル102pは以下のようにして形成する。   A silicon substrate (semiconductor substrate) 101 s constituting the semiconductor wafer 101 is made of, for example, a substantially disc-shaped n-type Si (silicon) single crystal. For example, an n well 102n and a p well 102p are formed on the silicon substrate 101s. For example, an n-type impurity P (phosphorus) or As (arsenic) is introduced into the n-well 102n. Further, for example, p-type impurity B (boron) is introduced into the p-well 102p. The n well 102n and the p well 102p are formed as follows.

まず、シリコン基板101s上にマスク合わせ用のウエハライメントマークを形成する(図示しない)。このウエハライメントマークは選択酸化工程を付加してウェル形成時に形成することもできる。続いて、図16(a)に示すように、シリコン基板101s上に酸化膜103を形成し、そして、酸化膜103の上に、インプラ(イオン・インプランテーションの略称、イオン注入ともいう)マスク用のレジストパターン104を通常の光リソグラフィを用いて形成する。その後、P(リン)またはAsをイオン注入して、nウェル102nを形成する。その後、アッシング処理を行ってレジストパターン104を除去し、酸化膜103を除去する。   First, a wafer alignment mark for mask alignment is formed on the silicon substrate 101s (not shown). This wafer alignment mark can be formed at the time of well formation by adding a selective oxidation step. Subsequently, as shown in FIG. 16A, an oxide film 103 is formed on the silicon substrate 101s, and an implantation (abbreviation of ion implantation, also referred to as ion implantation) mask is formed on the oxide film 103. The resist pattern 104 is formed using ordinary photolithography. Thereafter, P (phosphorus) or As is ion-implanted to form an n-well 102n. Thereafter, an ashing process is performed to remove the resist pattern 104, and the oxide film 103 is removed.

次に、図16(b)に示すように、シリコン基板101sの上に酸化膜105を形成する。そして、酸化膜105の上に、インプラマスク用のレジストパターン106を通常の光リソグラフィを用いて形成する。その後、B(ホウ素)をイオン注入して、pウェル102pを形成する。その後、アッシング処理を行ってレジストパターン106を除去し、酸化膜105を除去する。   Next, as shown in FIG. 16B, an oxide film 105 is formed on the silicon substrate 101s. Then, a resist pattern 106 for an implantation mask is formed on the oxide film 105 by using normal photolithography. Thereafter, B (boron) is ion-implanted to form a p-well 102p. Thereafter, an ashing process is performed to remove the resist pattern 106, and the oxide film 105 is removed.

次に、図16(c)に示すように、シリコン基板101sの上側主面に、例えば、酸化シリコン膜からなる分離部107を溝型アイソレーションの形状で形成する。このアイソレーション形状は、例えば、最小寸法がウェハ上で約36nmと小さく、寸法精度が約3.5nmと厳しい値が要求される。このような微細寸法での加工時のリソグラフィ法として、EUVリソグラフィ技術を適用するのが好ましい。   Next, as shown in FIG. 16C, a separation part 107 made of, for example, a silicon oxide film is formed in the shape of groove type isolation on the upper main surface of the silicon substrate 101s. For this isolation shape, for example, the minimum dimension is as small as about 36 nm on the wafer, and the dimensional accuracy is required to be as severe as about 3.5 nm. As a lithography method at the time of processing with such a fine dimension, it is preferable to apply EUV lithography technology.

この分離部107によって囲まれた活性領域には、nMISトランジスタQnおよびpMISトランジスタQpが形成される。各トランジスタのゲート絶縁膜108は、例えば、酸化シリコン膜からなり、熱酸化法などで形成される。また、各トランジスタのゲート電極109は、例えば、最小寸法がウェハ上で約32nmと小さく、寸法精度が約3nmと厳しい値が要求される。そのため、例えば、化学気相成長(Chemical Vapor Deposition:CVD)法等を用いて低抵抗ポリシリコンからなるゲート形成膜を堆積した後、EUVリソグラフィ(第1リソグラフィ)を用いてパターニングしたフォトレジストを形成し、エッチング処理によりゲート電極109を形成する。この工程のリソグラフィは、一般にゲート層用リソグラフィと称され、極めて微細でかつ寸法精度の高いパターン転写が求められる。   In the active region surrounded by the isolation portion 107, an nMIS transistor Qn and a pMIS transistor Qp are formed. The gate insulating film 108 of each transistor is made of, for example, a silicon oxide film and is formed by a thermal oxidation method or the like. Further, the gate electrode 109 of each transistor is required to have a strict value such as a minimum dimension as small as about 32 nm on the wafer and a dimensional accuracy of about 3 nm. Therefore, for example, after depositing a gate forming film made of low-resistance polysilicon using a chemical vapor deposition (CVD) method or the like, a patterned photoresist is formed using EUV lithography (first lithography). Then, the gate electrode 109 is formed by an etching process. Lithography in this process is generally referred to as gate layer lithography, and requires extremely fine pattern transfer with high dimensional accuracy.

nMISトランジスタQnの半導体領域110は、ゲート電極109をマスクとしてシリコン基板101sに、例えば、PまたはAsをイオン注入法等によって導入することにより、ゲート電極109に対して自己整合的に形成される。また、pMISトランジスタQpの半導体領域111は、ゲート電極109をマスクとして基板101sに、例えば、B(ホウ素)をイオン注入法等によって導入することにより、ゲート電極109に対して自己整合的に形成される。   The semiconductor region 110 of the nMIS transistor Qn is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 109 by introducing, for example, P or As into the silicon substrate 101s using the gate electrode 109 as a mask, by ion implantation or the like. In addition, the semiconductor region 111 of the pMIS transistor Qp is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 109 by introducing, for example, B (boron) into the substrate 101s using the gate electrode 109 as a mask to the substrate 101s. The

ここで、ゲート電極109は、低抵抗ポリシリコンの単体膜で形成されることに限定されるものではなく種々変更可能である。例えば、ゲート電極109は、低抵抗ポリシリコン膜上にタングステンシリサイドやコバルトシリサイド等のようなシリサイド層を設けた、いわゆるポリサイド構造としてもよい。あるいは、ゲート電極109は、低抵抗ポリシリコン膜上に、窒化チタンや窒化タングステン等のようなバリア導体膜を介在し、さらにタングステン等のような金属膜を設けた、いわゆるポリメタル構造としてもよい。   Here, the gate electrode 109 is not limited to being formed of a single film of low-resistance polysilicon, and can be variously changed. For example, the gate electrode 109 may have a so-called polycide structure in which a silicide layer such as tungsten silicide or cobalt silicide is provided on a low-resistance polysilicon film. Alternatively, the gate electrode 109 may have a so-called polymetal structure in which a barrier conductor film such as titanium nitride or tungsten nitride is interposed on a low resistance polysilicon film and a metal film such as tungsten is further provided.

次に、図16(d)に示すように、シリコン基板101s上に、例えば、CVD法等を用いて酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜112を堆積する。その後、層間絶縁膜112の上面に配線用のポリシリコン膜をCVD法等によって堆積する。続いて、このポリシリコン膜に対してフォトリソグラフィ法やエッチング法などによりパターニングを施した後、パターニングされたポリシリコン膜の所定領域に不純物を導入することにより、ポリシリコン膜からなる配線113Lおよび抵抗113Rを形成する。   Next, as shown in FIG. 16D, an interlayer insulating film 112 made of a silicon oxide film is deposited on the silicon substrate 101s by using, for example, a CVD method. Thereafter, a polysilicon film for wiring is deposited on the upper surface of the interlayer insulating film 112 by a CVD method or the like. Subsequently, the polysilicon film is patterned by a photolithography method, an etching method, or the like, and then impurities are introduced into a predetermined region of the patterned polysilicon film to thereby form the wiring 113L made of the polysilicon film and the resistance. 113R is formed.

次に、図16(e)に示すように、シリコン基板101s上に、例えば、CVD法等を用いて酸化シリコン膜114を堆積する。そして、層間絶縁膜112および酸化シリコン膜114に対してEUVリソグラフィ(第2リソグラフィ)を用いてフォトレジスト膜を形成し(図示しない)、エッチング処理により、半導体領域110,111および配線113Lの一部が露出するような接続孔(コンタクトホールともいう)115を形成する。微細な孔は光回折の影響により解像しにくいので、この接続孔用リソグラフィには高い解像度を持ったEUVリソグラフィ技術を適用するのが好ましい。   Next, as shown in FIG. 16E, a silicon oxide film 114 is deposited on the silicon substrate 101s by using, for example, a CVD method or the like. Then, a photoresist film (not shown) is formed on the interlayer insulating film 112 and the silicon oxide film 114 using EUV lithography (second lithography), and a part of the semiconductor regions 110 and 111 and the wiring 113L is etched. A connection hole (also referred to as a contact hole) 115 is formed so that is exposed. Since fine holes are difficult to resolve due to the influence of light diffraction, it is preferable to apply EUV lithography technology having high resolution to the lithography for connection holes.

次に、図16(f)に示すように、シリコン基板101s上に、例えば、スパッタリング法やCVD法等を用いてチタン(Ti)、窒化チタン(TiN)またはタングステン(W)などからなる金属膜を順次堆積する。その後、金属膜上に、EUVリソグラフィ(第3リソグラフィ)を用いてパターニングしたフォトレジスト膜を形成し(図示しない)、エッチング処理により第1配線層116を形成する。第1配線層116は、微細な密集パターンと孤立パターンとが含まれ、また近隣の配線を避けて配線を引き回したり、配線間を接続したりするため複雑なレイアウト形状となる。このため第1配線層116のフォトリソグラフィにおいても、高い解像度と寸法精度が要求される。   Next, as shown in FIG. 16F, a metal film made of titanium (Ti), titanium nitride (TiN), tungsten (W), or the like on the silicon substrate 101s by using, for example, a sputtering method or a CVD method. Are sequentially deposited. Thereafter, a photoresist film patterned by EUV lithography (third lithography) is formed on the metal film (not shown), and the first wiring layer 116 is formed by an etching process. The first wiring layer 116 includes a fine dense pattern and an isolated pattern, and has a complicated layout shape because the wiring is routed around the neighboring wiring and the wiring is connected. For this reason, high resolution and dimensional accuracy are also required in photolithography of the first wiring layer 116.

これ以降も、第1配線層116と同様にして第2配線層(図示しない)等を形成することにより、最終製品を製造することができる。上述した一連の半導体装置の製造工程の中で、上記図16(c)のゲート層用リソグラフィ、上記図16(e)の接続孔用リソグラフィ、または、上記図16(f)の第1配線層用リソグラフィには十分高い解像性能が要求される。   Thereafter, the final product can be manufactured by forming the second wiring layer (not shown) and the like in the same manner as the first wiring layer 116. In the above-described series of semiconductor device manufacturing processes, the gate layer lithography shown in FIG. 16C, the connection hole lithography shown in FIG. 16E, or the first wiring layer shown in FIG. Lithography requires sufficiently high resolution performance.

そして、上記図16(c)のゲート層用リソグラフィと、上記図16(f)の第1配線層用リソグラフィのフォトレジストマスクのパターニングには、実施の形態1〜4を用いて説明したEUVマスクの欠陥検査方法およびEUVマスクの製造方法を用いて、無欠陥の状態を確認したEUVマスクを用いることが好ましい。また、微細な欠陥が検出された場合であっても、EUVマスク製造時に、欠陥近傍には吸収体パターンが存在せず、かつ欠陥単独では実質的にウェハ上に転写されない場合は、無欠陥と同様の取り扱いができる可能性もある。このように、本実施の形態5の半導体装置の製造方法とすることで、微細なパターンを高い歩留まりで加工することができる。結果として、より信頼性の高い半導体装置を製造することが可能となる。   The EUV mask described with reference to the first to fourth embodiments is used for patterning the photoresist mask in the gate layer lithography in FIG. 16C and the first wiring layer lithography in FIG. It is preferable to use an EUV mask whose defect-free state has been confirmed using the defect inspection method and the EUV mask manufacturing method. Further, even when a fine defect is detected, when an EUV mask is manufactured, if there is no absorber pattern near the defect and the defect alone is not substantially transferred onto the wafer, the defect There is a possibility that the same handling can be performed. Thus, by using the manufacturing method of the semiconductor device of the fifth embodiment, it is possible to process a fine pattern with a high yield. As a result, a more reliable semiconductor device can be manufactured.

また上記図16(e)の接続孔用リソグラフィには、実施の形態1〜4を用いて説明したEUVマスクの欠陥検査方法およびEUVマスクの製造方法を用いて、接続孔部形成予定領域付近に欠陥がないことを確認したEUVマスクを用いることが、より好ましい。上述のように、接続孔の面積は小さく、またパターン密度も5%程度であるため、接続孔付近に欠陥が発生する比率は少なく、この方法により使用できるマスクの歩留まりは高くなる。従って、本実施形態により作製した半導体集積回路の歩留まりは、従来のマスク欠陥検査を行って作製したものより高くなる。   In the connection hole lithography shown in FIG. 16 (e), the EUV mask defect inspection method and the EUV mask manufacturing method described with reference to the first to fourth embodiments are used in the vicinity of the connection hole formation planned region. It is more preferable to use an EUV mask that has been confirmed to be free of defects. As described above, since the area of the connection hole is small and the pattern density is about 5%, the ratio of occurrence of defects near the connection hole is small, and the yield of the mask that can be used by this method is high. Therefore, the yield of the semiconductor integrated circuit manufactured according to the present embodiment is higher than that manufactured by performing conventional mask defect inspection.

以上のように、本実施の形態5の半導体装置の製造方法を採用することで、上記実施の形態1,2または4で説明したEUVマスクの検査装置および欠陥検査方法を用いてマスクブランクを検査し、上記実施の形態3を用いて説明した製造方法で製造したEUVマスクを用いることができ、信頼性の高いEUVマスクを用いたパターン転写を行なうことができる。このため、本実施の形態5の半導体装置の製造方法によって製造した半導体装置の性能、信頼性および歩留まりを向上させることが可能となる。そして、半導体装置のコスト低減にも寄与できる。   As described above, by employing the semiconductor device manufacturing method of the fifth embodiment, the mask blank is inspected using the EUV mask inspection apparatus and the defect inspection method described in the first, second, or fourth embodiment. In addition, the EUV mask manufactured by the manufacturing method described with reference to Embodiment 3 can be used, and pattern transfer using a highly reliable EUV mask can be performed. Therefore, it is possible to improve the performance, reliability, and yield of the semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method of the fifth embodiment. And it can also contribute to the cost reduction of a semiconductor device.

(実施の形態6)
図17は、本実施の形態6のEUVマスク検査装置EC2を示す説明図である。EUVマスク検査装置EC2は、EUV検査光(EUV光)BMを発生する光源(EUV光源)1、反射型マスクブランクあるいはEUVマスクMを載置するためのマスクステージ2、照明光学系CIO、結像光学系DPO、2次元アレイセンサー(画像検出器)SE、センサー回路5、パターンメモリ6、閾値設定回路8、閾値との比較回路9、タイミング制御回路10、マスクステージ制御回路11、及び、装置全体の動作を制御するシステム制御コンピュータ18などで構成される。
(Embodiment 6)
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an EUV mask inspection apparatus EC2 according to the sixth embodiment. The EUV mask inspection apparatus EC2 includes a light source (EUV light source) 1 that generates EUV inspection light (EUV light) BM, a mask stage 2 on which a reflective mask blank or EUV mask M is placed, an illumination optical system CIO, and an image. Optical system DPO, two-dimensional array sensor (image detector) SE, sensor circuit 5, pattern memory 6, threshold setting circuit 8, threshold comparison circuit 9, timing control circuit 10, mask stage control circuit 11, and the entire apparatus A system control computer 18 for controlling the operation of the system.

結像光学系DPOは凹面鏡L1と凸面鏡L2とから構成され、例えば集光開口数NA=0.2、中心遮光開口数NA=0.1、倍率20倍のシュバルツシルド光学系である。位相欠陥やパターン欠陥の有無が検査されるEUVマスクMは、マスクステージ2上に載置される。光源1から発する中心波長13.5nmのEUV検査光BMは、照明光学系CIOを通して集束ビームに変換された後、多層膜ミラーPMで折り曲げられて多層膜マスクMの所定の領域を照射する。多層膜マスクMからの反射光のうち欠陥部で散乱した光は、結像光学系DPOを介して集束ビームSLIを形成し、2次元アレイセンサーSE上に集光する。すなわち、2次元アレイセンサーSEには、EUVマスクMの暗視野検査像が形成され、その結果、EUVマスクM上に残存する位相欠陥は検査画像の中で輝点として検出される。   The imaging optical system DPO includes a concave mirror L1 and a convex mirror L2, and is, for example, a Schwarzschild optical system with a converging numerical aperture NA = 0.2, a central light-shielding numerical aperture NA = 0.1, and a magnification of 20 times. The EUV mask M to be inspected for the presence of phase defects and pattern defects is placed on the mask stage 2. The EUV inspection light BM having a central wavelength of 13.5 nm emitted from the light source 1 is converted into a focused beam through the illumination optical system CIO, and then bent by the multilayer mirror PM to irradiate a predetermined region of the multilayer mask M. Of the reflected light from the multilayer mask M, the light scattered at the defect portion forms a focused beam SLI via the imaging optical system DPO and is condensed on the two-dimensional array sensor SE. That is, a dark field inspection image of the EUV mask M is formed on the two-dimensional array sensor SE, and as a result, the phase defect remaining on the EUV mask M is detected as a bright spot in the inspection image.

ここでは吸収体パターンのエッジで散乱する光も捉えられ、前記の位相欠陥の輝点に比べて小さい信号しか得られないものの、吸収体パターンに欠陥が存在すると検出信号の強度が変化する。ここで、EUVマスクMは、石英ガラス等の低熱膨張材で形成されたマスク基板上に、波長(例えば、13.5nm)の露光光に対して反射率が十分に得られるように、Si(シリコン)とMo(モリブデン)を交互に積層した多層膜を形成している。そして、この多層膜の上に所望のパターン形状を有する吸収体パターンを形成することによって、反射型露光マスクを構成している。   Here, light scattered at the edge of the absorber pattern is also captured, and only a signal smaller than the bright point of the phase defect can be obtained. However, if a defect exists in the absorber pattern, the intensity of the detection signal changes. Here, the EUV mask M is formed on a mask substrate formed of a low thermal expansion material such as quartz glass so that a sufficient reflectance can be obtained with respect to exposure light having a wavelength (for example, 13.5 nm). A multilayer film in which silicon) and Mo (molybdenum) are alternately laminated is formed. A reflective exposure mask is formed by forming an absorber pattern having a desired pattern shape on the multilayer film.

EUVマスクMの位置は、マスクステージ2に固定された測長用ミラー3の位置をレーザ測長器4で読み込むことにより、マスクステージ2の位置情報として得られる。この情報は位置回路12に送られ、システム制御コンピュータ18で認識できる。また、EUVマスクM上に形成されているパターンあるいはEUVマスクMの輪郭位置などを光学的に観察してパターン位置を把握できる光学顕微鏡ALOが備えられている。また、ビームスプリッタBSPによりEUV検査光BMの一部を分岐してセンサー7で光量をモニターし、閾値設定回路8において信号処理のための閾値を設定することができる。更に、マスクパターンに関する種々のデータを格納する各種データファイル13、閾値データを格納する閾値データファイル14、欠陥位置などの検出結果を記録する記録装置15が備えられており、種々の情報をパターンモニタ16や画像出力部17を介して観察することができる。以上の構成は、上記実施の形態1において上記図1を用いて説明したEUVマスク検査装置EC1の構成とほぼ同様である。上記で特記していない構成に関しても、本実施の形態6のEUVマスク検査装置EC2は、上記実施の形態1のEUVマスク検査装置EC1と同様の構成を有するとし、ここでの重複した説明は省略する。   The position of the EUV mask M is obtained as position information of the mask stage 2 by reading the position of the length measuring mirror 3 fixed to the mask stage 2 with the laser length measuring device 4. This information is sent to the position circuit 12 and can be recognized by the system control computer 18. In addition, an optical microscope ALO that can grasp the pattern position by optically observing the pattern formed on the EUV mask M or the contour position of the EUV mask M is provided. Further, a part of the EUV inspection light BM is branched by the beam splitter BSP, the light amount is monitored by the sensor 7, and a threshold for signal processing can be set by the threshold setting circuit 8. Further, there are provided various data files 13 for storing various data related to the mask pattern, threshold data files 14 for storing threshold data, and a recording device 15 for recording detection results of defect positions, etc. 16 and the image output unit 17 can be observed. The above configuration is substantially the same as the configuration of the EUV mask inspection apparatus EC1 described with reference to FIG. 1 in the first embodiment. Regarding the configuration not specifically mentioned above, it is assumed that the EUV mask inspection apparatus EC2 of the sixth embodiment has the same configuration as the EUV mask inspection apparatus EC1 of the first embodiment. Omitted.

本実施の形態6のEUVマスク検査装置EC2は、更に、2次元アレイセンサーSEの位置を2次元方向(互いに交差するX,Y方向とする)に微動させる微動駆動部1001と駆動制御回路1002が備え付けられている。この微動駆動部1001は、2次元アレイセンサーSEの検出器の画素の大きさ、即ちピクセルサイズ(画素寸法)より小さな距離だけ2次元アレイセンサーSEを動かすことが可能である。例えば、2次元アレイセンサーSEの1ピクセルの寸法は10μmであり、倍率20倍の結像光学系DPOを用いた場合、マスク上換算ではピクセルサイズは500nmなので、マスクを500nmより小さい距離だけ移動させることに相当する。このような微動駆動部1001の駆動源として、例えばピエゾ素子を用いる。   The EUV mask inspection apparatus EC2 of the sixth embodiment further includes a fine movement drive unit 1001 and a drive control circuit 1002 that finely move the position of the two-dimensional array sensor SE in the two-dimensional direction (X and Y directions intersecting each other). It is provided. The fine movement driving unit 1001 can move the two-dimensional array sensor SE by a distance smaller than the pixel size of the detector of the two-dimensional array sensor SE, that is, the pixel size (pixel size). For example, when a 2D array sensor SE has a pixel size of 10 μm and an imaging optical system DPO with a magnification of 20 times, the pixel size is 500 nm in terms of on-mask conversion, so the mask is moved by a distance smaller than 500 nm. It corresponds to that. For example, a piezoelectric element is used as a drive source of such fine movement drive unit 1001.

以下では、上記のEUVマスク検査装置EC2を用いたEUVマスクの欠陥検査方法を説明する。第1ステップとして、マスク全面検査は上記実施の形態2の欠陥検査方法と同じ手順で行う。   Hereinafter, an EUV mask defect inspection method using the EUV mask inspection apparatus EC2 will be described. As a first step, the entire mask inspection is performed in the same procedure as the defect inspection method of the second embodiment.

ここでの検査では、欠陥の有無の判断と、画像検出器の検査画素サイズとほぼ同じ位置精度での欠陥位置の特定となる。ここで用いた画像検出器の画素サイズは1個当たり、実際の検出器上で10μm、倍率20倍のシュバルツシルド光学系が用いられているのでマスク上換算では500nmとなり、この位置特定精度では欠陥修正に用いるには誤差が大きい。EUVLでは、代表的な転写寸法が32nmである。これは、通常使用されている4倍体のマスク上では、128nmとなる。   In this inspection, the presence / absence of a defect is determined, and the defect position is specified with substantially the same position accuracy as the inspection pixel size of the image detector. The pixel size of the image detector used here is 10 μm on the actual detector, and a Schwarzschild optical system with a magnification of 20 times is used. Therefore, on the mask conversion, the pixel size is 500 nm. The error is large to use for correction. In EUVL, a typical transfer dimension is 32 nm. This is 128 nm on a commonly used tetraploid mask.

この観点からの本発明者らの事前の検討によれば、マスク上換算の検査画素を細かくするのは2つの理由で課題がある。1つの課題は画素が細かいほど検査時間がかかることである。例えば画素サイズを50nmと現状の10分の1にすると、検査時間は画素面積にほぼ反比例するので、100倍時間がかかることになる。現状の検査時間はマスク全面で2〜10時間であり、その100倍の200〜1000時間は実用的な時間ではない。もう1つの課題は検出器のブラーの問題である。画像検出器としてCCD(Charge Coupled Device)を用いているが、このデバイスでは、入射してきたEUV光がSi層で原子と相互作用して2次電子を放出し、その電子に感応してEUV光が入射してきたことを検知する。EUV光の波長帯ではSi層の比較的表層面で2次電子を放出するため、この電子は幅広く拡散する。従って、拡散領域は数から数十ミクロンにおよび、画素のピクセルサイズを小さくしても検出器上数から数十ミクロン内にある周囲のピクセルが感応してしまうため、位置を特定する精度を向上させるのが困難となる。   According to the inventors' prior examination from this point of view, there are two reasons why the inspection pixels converted on the mask are made fine. One problem is that the smaller the pixel, the longer the inspection time. For example, when the pixel size is set to 50 nm, which is 1/10 of the current state, the inspection time is almost inversely proportional to the pixel area, and therefore it takes 100 times as long. The current inspection time is 2 to 10 hours on the entire mask surface, and 200 to 1000 hours, which is 100 times that, is not practical. Another problem is the problem of detector blur. A CCD (Charge Coupled Device) is used as an image detector. In this device, incident EUV light interacts with atoms in the Si layer to emit secondary electrons, and the EUV light reacts to the electrons. Is detected. In the wavelength band of EUV light, secondary electrons are emitted from the relatively surface layer of the Si layer, so that these electrons diffuse widely. Therefore, the diffusion area ranges from several to several tens of microns. Even if the pixel size of the pixel is reduced, the surrounding pixels within several to several tens of microns on the detector are sensitive. It becomes difficult to make it.

そこで、本実施の形態6のEUVマスクの欠陥検査方法では、第2ステップとして、EUVマスクMと検出器の相対位置を微動させてデータを取得することにより、第1のステップで検出した欠陥の位置と形状を正確に特定する。   Therefore, in the defect inspection method for the EUV mask according to the sixth embodiment, as a second step, the defect detected in the first step is acquired by finely moving the relative position of the EUV mask M and the detector. Identify the exact position and shape.

まず、欠陥が観測された場所(第1被検査領域または第2被検査領域)にマスクステージ2を移動し、微動駆動部1001を使って2次元アレイセンサーSEを所望の方向(第1方向)に微動させて、EUV像信号を収集する。   First, the mask stage 2 is moved to a place where a defect is observed (first inspection region or second inspection region), and the two-dimensional array sensor SE is moved to a desired direction (first direction) using the fine movement driving unit 1001. The EUV image signal is collected.

本実施の形態6のEUVマスクの欠陥検査方法におけるダイ−ダイ比較のシーケンスの例を図18に示す。ここでは、上記実施の形態2と同様に、第1のチップA1(第1のダイ)および第2のチップA2(第2のダイ)が、同一のEUVマスクM上に配置され、ダイ−ダイ比較されるチップ同士である。この符号に添え字を付けて、所望の方向に微動させた場合を示す。より具体的には、第1の位置A11と表記した場合が、第1のチップA1内の最初の位置(第1被検査領域)を示し、以後、順に、第2の位置A12、第3の位置A13、第4の位置A14、・・・、第nの位置A1nなどが微動させた場合を示す。同様に、第1の位置A21と表記した場合が、第2のチップA2内の最初の位置(第2被検査領域)を示し、以後、順に、第2の位置A22、第3の位置A23、第4の位置A24、・・・、第nの位置A2nなどが微動させた場合を示す。   FIG. 18 shows an example of a die-to-die comparison sequence in the defect inspection method for the EUV mask according to the sixth embodiment. Here, as in the second embodiment, the first chip A1 (first die) and the second chip A2 (second die) are arranged on the same EUV mask M, and the die-die Chips to be compared. A case where a subscript is added to this code to finely move it in a desired direction is shown. More specifically, the first position A11 indicates the first position (first inspected area) in the first chip A1, and the second position A12, the third position are sequentially described thereafter. The case where the position A13, the fourth position A14,..., The nth position A1n, etc. are finely moved is shown. Similarly, the first position A21 indicates the first position (second inspection region) in the second chip A2, and the second position A22, the third position A23, The case where the fourth position A24,..., The nth position A2n, etc. are finely moved is shown.

時間軸の流れとして、第1のチップA1の最初の位置(第1の位置A11)でのデータを取り込み、メモリに格納する。続いて、2次元アレイセンサーSEに対する第1のチップA1の相対位置を所望の方向(第1方向)に第1距離だけ微動させて、第2の位置A12でのデータを取り込み、メモリに格納する。ここでは、2次元アレイセンサーSEを動かすことで、2次元アレイセンサーSEに対する第1のチップA1の相対位置を第1距離だけずらすようにして微動させる。予め定めた第nの位置A1nまでこの手順を続けて、第1のチップA1の第1被検査領域内における各位置でのデータ(第1の補助画素信号)を取り込み、メモリに格納する。   As the flow of the time axis, data at the first position (first position A11) of the first chip A1 is fetched and stored in the memory. Subsequently, the relative position of the first chip A1 with respect to the two-dimensional array sensor SE is slightly moved by a first distance in a desired direction (first direction), and data at the second position A12 is captured and stored in the memory. . Here, by moving the two-dimensional array sensor SE, the relative position of the first chip A1 with respect to the two-dimensional array sensor SE is slightly moved so as to be shifted by the first distance. This procedure is continued until a predetermined nth position A1n, and data (first auxiliary pixel signal) at each position in the first inspection area of the first chip A1 is fetched and stored in the memory.

その後、第2のチップA2の箇所にマスクステージ2を移動させて、第2のチップA2の最初の位置(第1の位置A21)でのデータを取り込み、メモリに格納する。続いて、2次元アレイセンサーSEに対する第2のチップA2の相対位置を微動させて、第2の位置A22でのデータを取り込み、メモリに格納する。ここでは、2次元アレイセンサーSEを動かすことで、2次元アレイセンサーSEに対する第2のチップA2の相対位置を第1距離だけずらすようにして微動させる。この際の微動の方向(第1方向)および量(第1距離)は、第1のチップA1において第1の位置A11から第2の位置A12に微動させた方向および量と同じにする。予め定めた第nの位置A2nまでこの手順を続けて、第2のチップA2の第2被検査領域内における各位置でのデータ(第2の補助画素信号)を取り込み、メモリに格納する。   Thereafter, the mask stage 2 is moved to the location of the second chip A2, and the data at the first position (first position A21) of the second chip A2 is captured and stored in the memory. Subsequently, the relative position of the second chip A2 with respect to the two-dimensional array sensor SE is finely moved, and the data at the second position A22 is captured and stored in the memory. Here, by moving the two-dimensional array sensor SE, the relative position of the second chip A2 with respect to the two-dimensional array sensor SE is slightly moved so as to be shifted by the first distance. The direction (first direction) and the amount (first distance) of fine movement at this time are the same as the direction and amount finely moved from the first position A11 to the second position A12 in the first chip A1. This procedure is continued until a predetermined nth position A2n, and data (second auxiliary pixel signal) at each position in the second inspection area of the second chip A2 is fetched and stored in the memory.

ここで、上述のように、2次元アレイセンサーSEは微動駆動部1001によって、2次元アレイセンサーSEの検出器の画素の大きさ、即ちピクセルサイズ(画素寸法)より小さな距離だけ2次元アレイセンサーSEを動かすことが可能である。従って、上記の第1距離も、2次元アレイセンサーSEの画素寸法よりも小さい距離として設定することが可能である。   Here, as described above, the two-dimensional array sensor SE is moved by the fine movement driving unit 1001 by a distance smaller than the pixel size of the detector of the two-dimensional array sensor SE, that is, the pixel size (pixel size). Can be moved. Therefore, the first distance can also be set as a distance smaller than the pixel size of the two-dimensional array sensor SE.

次に、メモリから第1のチップA1および第2のチップA2の各データを読み出してきてダイ−ダイ比較を行う。ここでは、特に、第1のチップA1と第2のチップA2との対応する位置での信号強度の差を取り、データD1,D2,D3,・・・,Dnとする。より具体的には、第1のチップA1の第1の位置A11での信号(第1の補助画素信号)の強度と、第2のチップA2の第1の位置A21での信号(第2の補助画素信号)の強度とをメモリから読み出し、これらの強度の差である補助強度差を取って、データD1とする。この段階で検出信号のマスク吸収体パターンの影響は除去され、あたかも多層膜上に位相欠陥のみがあるのと同じような状況となる。続いて、第1のチップA1の第2の位置A12での信号強度と、第2のチップA2の第2の位置A22での信号強度とをメモリから読み出し、差を取って、データD2とする。   Next, each data of the first chip A1 and the second chip A2 is read from the memory, and die-to-die comparison is performed. Here, in particular, the difference in signal intensity at the corresponding position between the first chip A1 and the second chip A2 is taken as data D1, D2, D3,..., Dn. More specifically, the intensity of the signal (first auxiliary pixel signal) at the first position A11 of the first chip A1 and the signal at the first position A21 of the second chip A2 (second The intensity of the auxiliary pixel signal) is read from the memory, and the auxiliary intensity difference which is the difference between these intensities is taken as data D1. At this stage, the influence of the mask absorber pattern of the detection signal is removed, and the situation is as if there is only a phase defect on the multilayer film. Subsequently, the signal intensity at the second position A12 of the first chip A1 and the signal intensity at the second position A22 of the second chip A2 are read from the memory, and the difference is taken as data D2. .

この手順を続けて第nの位置A1n,A2nでの信号強度を比較したデータDnまで演算し、データを蓄える。その後、各位置の補助強度差であるデータD1〜データDnの解析をして、欠陥位置を特定する。このようにすると、多層膜上に欠陥がある場合を示す上記図25の例に帰することができる。   This procedure is continued and calculation is performed up to the data Dn obtained by comparing the signal intensities at the nth positions A1n and A2n, and the data is stored. Thereafter, the data D1 to data Dn, which are auxiliary intensity differences at each position, are analyzed to identify the defect position. In this way, it can be attributed to the example of FIG. 25 showing the case where there is a defect on the multilayer film.

また、本実施の形態6のEUVマスクの欠陥検査方法における、他のダイ−ダイ比較のシーケンスの例を図19に示す。時間軸の流れとして、第1のチップA1の最初の位置(第1の位置A11)でのデータを取り込み、メモリに格納する。第1のチップA1を第1方向に第1距離だけ微動させて、第2の位置A12でのデータを取り込み、メモリに格納する。ここでは、2次元アレイセンサーSEを動かすことで、2次元アレイセンサーSEに対する第1のチップA1の相対位置を第1距離だけずらすようにして微動させる。予め定めた第nの位置A1nまでこの手順を続けて、各位置でのデータ(第1の補助画素信号)を取り込み、メモリに格納する。   An example of another die-to-die comparison sequence in the defect inspection method for the EUV mask of the sixth embodiment is shown in FIG. As the flow of the time axis, data at the first position (first position A11) of the first chip A1 is fetched and stored in the memory. The first chip A1 is finely moved in the first direction by the first distance, and the data at the second position A12 is captured and stored in the memory. Here, by moving the two-dimensional array sensor SE, the relative position of the first chip A1 with respect to the two-dimensional array sensor SE is slightly moved so as to be shifted by the first distance. This procedure is continued until a predetermined nth position A1n, and data (first auxiliary pixel signal) at each position is captured and stored in the memory.

その後、第2のチップA2の箇所にマスクステージ2を移動させて、第2のチップA2の最初の位置(第1の位置A21)でのデータを取り込む。ここでは、同時に、第1のチップA1の第1の位置A11のデータをメモリより読み出し、それらの信号強度の差を取って、データD1としてメモリに格納する。その後、第2のチップA2を第1方向に第1距離だけ微動させて、第2の位置A22でのデータ(第2の補助画素信号)を取り込む。この際の微動の方向および量は、第1のチップA1において第1の位置A11から第2の位置A12に微動させた方向(第1方向)および量と同じにする。ここでは、2次元アレイセンサーSEを動かすことで、2次元アレイセンサーSEに対する第2のチップA2の相対位置を第1距離だけずらすようにして微動させる。そして、上記と同様に、この時点で第1のチップA1の第2の位置A12のデータ(第1の補助画素信号)をメモリより読み出し、これらの信号強度の差である補助強度差を取って、データD2としてメモリに格納する。予め定めた第nの位置A2nまでこの手順を続けて、データDnをメモリに格納する。その後、各位置での補助強度差としてのデータD1〜データDnを解析して、欠陥位置を特定する。   Thereafter, the mask stage 2 is moved to the location of the second chip A2, and data at the first position (first position A21) of the second chip A2 is captured. Here, at the same time, the data at the first position A11 of the first chip A1 is read from the memory, the difference between the signal intensities is taken, and the data D1 is stored in the memory. Thereafter, the second chip A2 is finely moved in the first direction by the first distance, and the data (second auxiliary pixel signal) at the second position A22 is captured. The direction and amount of fine movement at this time are the same as the direction (first direction) and amount of fine movement from the first position A11 to the second position A12 in the first chip A1. Here, by moving the two-dimensional array sensor SE, the relative position of the second chip A2 with respect to the two-dimensional array sensor SE is slightly moved so as to be shifted by the first distance. Similarly to the above, at this time, the data (first auxiliary pixel signal) at the second position A12 of the first chip A1 is read from the memory, and an auxiliary intensity difference which is a difference between these signal intensities is taken. And stored in the memory as data D2. This procedure is continued until a predetermined nth position A2n, and data Dn is stored in the memory. Thereafter, the data D1 to Dn as the auxiliary intensity difference at each position are analyzed to identify the defect position.

ここで、上述のように、2次元アレイセンサーSEは微動駆動部1001によって、2次元アレイセンサーSEの検出器の画素の大きさ、即ちピクセルサイズ(画素寸法)より小さな距離だけ2次元アレイセンサーSEを動かすことが可能である。従って、上記の第1距離も、2次元アレイセンサーSEの画素寸法よりも小さい距離として設定することが可能である。   Here, as described above, the two-dimensional array sensor SE is moved by the fine movement driving unit 1001 by a distance smaller than the pixel size of the detector of the two-dimensional array sensor SE, that is, the pixel size (pixel size). Can be moved. Therefore, the first distance can also be set as a distance smaller than the pixel size of the two-dimensional array sensor SE.

このように、図19を用いて説明した方法によれば、上記図18を用いて説明した方法と比較してメモリの消費量が少なく、また処理時間を短くすることができる。一方、上記図18を用いて説明した方法によれば、図19を用いて説明した方法と比較して、各データ(例えばデータD1)などの差分画像計算を各位置(例えば第1の位置A11)などのデータ取り込み時間にとらわれずに設定でき、中央処理装置の設定自由度を高くすることができる。   As described above, according to the method described with reference to FIG. 19, the memory consumption is small and the processing time can be shortened as compared with the method described with reference to FIG. On the other hand, according to the method described with reference to FIG. 18, the difference image calculation of each data (for example, data D1) is performed at each position (for example, the first position A11) as compared with the method described with reference to FIG. ) And the like can be set regardless of the data acquisition time, and the setting freedom of the central processing unit can be increased.

上記のデータ収集工程について、図20の説明図を用いて詳しく説明する。ここでは、説明を分かりやすくするために、EUVマスクM上に位相欠陥1101が1つ存在する場合を示す。また、周囲にマスク吸収体パターンがある場合の吸収体の影響は、同じパターンが配置されたチップとのダイ−ダイ比較により排しておく。   The data collection process will be described in detail with reference to the explanatory diagram of FIG. Here, in order to make the explanation easy to understand, a case where one phase defect 1101 exists on the EUV mask M is shown. Further, the influence of the absorber when there is a mask absorber pattern in the periphery is eliminated by die-to-die comparison with a chip on which the same pattern is arranged.

図20中には、2次元アレイセンサーSEの画素1102、即ちピクセルアレイマトリックスを示している。図20(a),(b),(c)は最初の位置を基点にX方向(横方向)にマスクステージ2に対して2次元アレイセンサーSEを相対的に微動させた場合を示し、図20(a),(d),(e)はY方向(縦方向)にマスクステージ2に対して2次元アレイセンサーSEを相対的に微動させた場合を示す。この微動はステップ送りでも良いし、スキャンでもよい。微動機構はピエゾ駆動とした。ここで、EUVマスクM全面走査のスループットを考慮して、2次元アレイセンサーSEの画素1102のサイズは、センサー上で10μmとなっている。本発明者らの検証によれば、通常、位相欠陥1101の大きさはそれよりはるかに小さい。例えば、本発明者らがマスクブランクの破壊検査を行ったところ、代表的な位相欠陥は多層膜表面からの高さが約1.5nm程度であり、幅が約40nm程度であった。   FIG. 20 shows a pixel 1102 of the two-dimensional array sensor SE, that is, a pixel array matrix. 20A, 20B, and 20C show a case where the two-dimensional array sensor SE is slightly moved relative to the mask stage 2 in the X direction (lateral direction) with the initial position as a base point. 20 (a), (d), and (e) show cases where the two-dimensional array sensor SE is finely moved relative to the mask stage 2 in the Y direction (vertical direction). This fine movement may be step feed or scan. The fine movement mechanism was piezo drive. Here, in consideration of the throughput of the EUV mask M whole surface scanning, the size of the pixel 1102 of the two-dimensional array sensor SE is 10 μm on the sensor. According to our verification, the size of the phase defect 1101 is usually much smaller. For example, when the present inventors conducted a destructive inspection of the mask blank, a typical phase defect has a height from the surface of the multilayer film of about 1.5 nm and a width of about 40 nm.

本実施の形態6の欠陥検査方法によれば、2次元アレイセンサーSEを微動させて各センサー画素(ピクセル)で信号を取ることにより、位相欠陥1101の正確な位置情報が得られる。即ち、図20(a)では、中心のピクセルで強い信号が得られ、図20(b)では中心ピクセルでの信号強度はやや減衰して、中段列左側のピクセルの信号が強まり、図20(c)では中心ピクセルでの信号強度は大幅に減衰して、中段列左側のピクセルの信号が強まる。このようにして、ピクセルの大きさと比較した移動距離と信号強度の各ピクセルでの挙動から、正確な欠陥位置を特定できる。   According to the defect inspection method of the sixth embodiment, accurate position information of the phase defect 1101 can be obtained by finely moving the two-dimensional array sensor SE and taking a signal at each sensor pixel (pixel). That is, in FIG. 20A, a strong signal is obtained at the center pixel, and in FIG. 20B, the signal intensity at the center pixel is slightly attenuated, and the signal of the pixel on the left side of the middle row is strengthened. In c), the signal intensity at the center pixel is greatly attenuated, and the signal of the pixel on the left side of the middle row is increased. In this way, an accurate defect position can be identified from the movement distance and signal intensity of each pixel compared to the pixel size.

2次元アレイセンサーSEで捕らえる欠陥像信号のグラフ図を図21に示す。図21(a)は、静止状態での2次元アレイセンサーSE上でのEUV光強度分布(像)1201を示す。暗視野像であり、結像光学系の収差も加わることから欠陥の大きさそのものより拡がった像となる。これを2次元アレイセンサーSEで受けて信号1202として表示したものを図21(b)に示す。信号1202は、2次元アレイセンサーSEの画素(ピクセル)単位で離散されたものとなるとともに、センサーでのブラーが加わって数ピクセルに渡って信号1202が観測される。2次元アレイセンサーSEでのブラーとは、センサーに入射して来たEUV光がセンサーの物質に当って2次電子を出す際、いろいろな向きに2次電子を放出することである。言い換えれば、このような2次電子は物質中で拡散するため、所謂ニジミとなる現象である。このため欠陥の位置の特定は、2次元アレイセンサーSE上の数十μmの範囲にとどまる。結像光学系の倍率は20倍であるため、マスクブランク全面検査の段階ではマスク上で表現しても1μm程度の位置特定精度となっている。   A graph of a defect image signal captured by the two-dimensional array sensor SE is shown in FIG. FIG. 21A shows an EUV light intensity distribution (image) 1201 on the two-dimensional array sensor SE in a stationary state. This is a dark field image, and an image that is larger than the size of the defect itself due to the addition of aberration of the imaging optical system. FIG. 21B shows what is received as a signal 1202 by the two-dimensional array sensor SE. The signal 1202 is discrete in units of pixels (pixels) of the two-dimensional array sensor SE, and the signal 1202 is observed over several pixels due to the addition of blur at the sensor. The blur in the two-dimensional array sensor SE means that secondary electrons are emitted in various directions when EUV light incident on the sensor hits the sensor substance and emits secondary electrons. In other words, since such secondary electrons diffuse in the material, this phenomenon is a so-called bleed. For this reason, the position of the defect remains in the range of several tens of μm on the two-dimensional array sensor SE. Since the magnification of the imaging optical system is 20, the position specifying accuracy is about 1 μm even when expressed on the mask at the stage of mask blank entire surface inspection.

一方、本実施の形態6の欠陥検査方法のように、2次元アレイセンサーSEに微動をかけて信号解析を施した場合、各微動位置において信号波形を積算した包絡線を求めて必要に応じてスムージング処理を施すと、図21(c)に示すように中心位置を正確に把握できるEUV光強度分布1203を得る位置を求めることができる。本発明者らの検証によれば、本実施の形態6の欠陥検査方法とすることで、全面走査だけの場合に比べて50倍以上の細かさで欠陥位置を特定することができた。即ち、欠陥の位置をマスクブランク上で数十nmの精度で特定することができた。特に、この40nmの欠陥の場合の位置特定精度は30nm程度で、マスクとして欠陥救済する上で十分な精度であった。   On the other hand, when the signal analysis is performed by finely moving the two-dimensional array sensor SE as in the defect inspection method according to the sixth embodiment, an envelope obtained by integrating the signal waveform at each fine movement position is obtained and used as necessary. When the smoothing process is performed, a position where an EUV light intensity distribution 1203 capable of accurately grasping the center position can be obtained as shown in FIG. According to the verifications by the present inventors, the defect inspection method according to the sixth embodiment was able to specify the defect position with a fineness 50 times or more compared with the case of only full scan. That is, the position of the defect could be specified on the mask blank with an accuracy of several tens of nm. In particular, the position specifying accuracy in the case of the 40 nm defect is about 30 nm, which is sufficient accuracy for repairing the defect as a mask.

また、本実施の形態6のような方法で、X,Y両方向に微動を行って信号を取得することにより、欠陥の平面形状を計測することも可能となった。欠陥の平面形状は、欠陥救済を行う上で有用である。一例として、図22に、測定の結果得られた代表的な欠陥の平面形状を説明するための説明図を示す。円形の欠陥1301、楕円形状の欠陥1302、または、線状に近い欠陥1303といったような欠陥形状を、位置を特定して検出することができる。さらに、例えば楕円形状の欠陥1302などにおいては、中心位置に加え、長軸、短軸の向きも捉えることができ、欠陥救済を行う上で重要なデータを得ることができる。また信号強度のピーク位置から重心を求めることもできる。   In addition, it is possible to measure the planar shape of the defect by performing fine movement in both the X and Y directions and acquiring signals by the method as in the sixth embodiment. The planar shape of the defect is useful for performing defect relief. As an example, FIG. 22 shows an explanatory diagram for explaining a planar shape of a typical defect obtained as a result of measurement. A defect shape such as a circular defect 1301, an elliptical defect 1302, or a defect 1303 close to a linear shape can be detected by specifying the position. Further, for example, in the case of an elliptical defect 1302, in addition to the center position, the orientation of the major axis and the minor axis can be grasped, and important data for defect repair can be obtained. The center of gravity can also be obtained from the peak position of the signal intensity.

以上では、EUVマスク検査装置EC2においてEUVマスクMと2次元アレイセンサーSEとの相対位置を微動させる手段として、2次元アレイセンサーSEに微動駆動部1001を設けた構造を説明した。この方法は、結像光学系DPOを介した拡大像に対しての微動となるため、微動精度を保つ上で効果的である。   The structure in which the fine movement driving unit 1001 is provided in the two-dimensional array sensor SE as means for finely moving the relative position between the EUV mask M and the two-dimensional array sensor SE in the EUV mask inspection apparatus EC2 has been described. This method is effective in maintaining the fine movement accuracy because the fine movement is performed on the enlarged image via the imaging optical system DPO.

この他に、マスクステージ2に微動機構を備えるという方法もある。この方法では駆動部がステージに集中し、2次元アレイセンサーSEは半固定となってセンサー周りの構造を簡便、軽量にすることができる。また、マスクステージ2の微動機構と2次元アレイセンサーSEの微動機構を組み合わせることもできる。本質的なことは2次元アレイセンサーSEとマスクブランクとの相対位置をセンサーのピクセルサイズより細かく微動させることにある。   In addition, there is a method in which the mask stage 2 is provided with a fine movement mechanism. In this method, the drive unit is concentrated on the stage, and the two-dimensional array sensor SE is semi-fixed, so that the structure around the sensor can be made simple and lightweight. Further, the fine movement mechanism of the mask stage 2 and the fine movement mechanism of the two-dimensional array sensor SE can be combined. Essentially, the relative position between the two-dimensional array sensor SE and the mask blank is finely moved more finely than the pixel size of the sensor.

なお、本実施例では欠陥検査対象として吸収体パターンのついたEUVマスクMの場合を示したが、これに限らずフィデューシャルマークのついた多層膜ブランクを検査対象とすることもできる。その場合はダイ−ダイ比較を省くことができる。   In the present embodiment, the case of the EUV mask M with the absorber pattern is shown as the defect inspection target. However, the present invention is not limited to this, and a multilayer blank with a fiducial mark can be the inspection target. In that case, die-to-die comparison can be omitted.

以上のように、本実施の形態6のEUVマスク検査装置およびEUVマスクの欠陥検査方法によれば、EUVマスクの位相欠陥の位置と形状とを正確に測定することが可能となる。更に、得られた欠陥位置情報を用いて、欠陥の影響を回避するように、EUVマスクブランクの上に吸収体パターンを形成することが可能になるため、EUVマスクの製造歩留まりを向上させることができる。   As described above, according to the EUV mask inspection apparatus and the EUV mask defect inspection method of the sixth embodiment, the position and shape of the phase defect of the EUV mask can be accurately measured. Furthermore, since the absorber pattern can be formed on the EUV mask blank so as to avoid the influence of the defect by using the obtained defect position information, the manufacturing yield of the EUV mask can be improved. it can.

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   Although the invention made by the present inventors has been specifically described based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

本発明は、波長が13.5nm付近の極端紫外線(EUV光)を用いた半導体装置の製造業に幅広く利用することができる。   The present invention can be widely used in the manufacturing industry of semiconductor devices using extreme ultraviolet light (EUV light) having a wavelength of around 13.5 nm.

1 光源
2 マスクステージ
3 測長用ミラー
4 レーザ測長器
5 センサー回路
6 パターンメモリ
7 センサー
8 閾値設定回路
9 比較回路
10 タイミング制御回路
11 マスクステージ制御回路
12 位置回路
13 各種データファイル
14 閾値データファイル
15 記録装置
16 パターンモニタ
17 画像出力部
18 システム制御コンピュータ
21 検査画像取得領域
22 検査ストライプ
31 位相欠陥
32,33,34 光強度分布
41,44 基準マーク
42,43 画素
51 第1のダイ
52 第2のダイ
53 検査領域
61 位相欠陥
62,63 要部
71 ホールパターン
72,73 位相欠陥
74 ピンホール欠陥
80 光源
81 照明光学系
82 縮小投影光学系
83 ウェハ
84 ステージ
91,92 位相欠陥
93 パターン欠陥
101 半導体ウェハ
101s シリコン基板
102n nウェル
102p pウェル
103,105 酸化膜
104,106 レジストパターン
107 分離部
108 ゲート絶縁膜
109 ゲート電極
110,111 半導体領域
112 層間絶縁膜
113L 配線
113R 抵抗
114 酸化シリコン膜
115 接続孔
116 第1配線層
1001 微動駆動部
1002 駆動制御回路
1101 位相欠陥
1102 画素
1201,1203 EUV光強度分布
1202 信号
1301,1302,1303 欠陥
A1 第1のチップ
A2 第2のチップ
A3 第3のチップ
AB1 吸収体膜
ABS 吸収体パターン
ALO 光学顕微鏡
BM EUV検査光
BSP ビームスプリッタ
BUF バッファ層
CAP キャッピング層
CF メタル膜
CIO 照明光学系
DEF1,DEF2,DEF3,DEF4,DEF5 欠陥
DPO 結像光学系
EC1,EC2 EUVマスク検査装置
EP EUV投影露光装置
L1 凹面鏡
L2 凸面鏡
LL EUV光(極端紫外線)
M EUVマスク
MA1,MA2,MA3,MA4 アライメントマークエリア
MB マスクブランク
MDE デバイスパターンエリア
ML 多層膜
MS 基板
NA 開口数
P01 微小なパーティクル
P02 微小な窪み
PM 多層膜ミラー
Qn nMISトランジスタ
Qp pMISトランジスタ
REF 多層膜反射領域
S101〜S111 ステップ
S201〜S211 ステップ
S221〜S227 ステップ
S301〜S309 ステップ
SE 2次元アレイセンサー
SLI 集束ビーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Mask stage 3 Measurement mirror 4 Laser length measuring device 5 Sensor circuit 6 Pattern memory 7 Sensor 8 Threshold setting circuit 9 Comparison circuit 10 Timing control circuit 11 Mask stage control circuit 12 Position circuit 13 Various data files 14 Threshold data file DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Recording apparatus 16 Pattern monitor 17 Image output part 18 System control computer 21 Inspection image acquisition area 22 Inspection stripe 31 Phase defect 32, 33, 34 Light intensity distribution 41, 44 Reference mark 42, 43 Pixel 51 First die 52 Second Die 53 inspection area 61 phase defect 62, 63 main part 71 hole pattern 72, 73 phase defect 74 pinhole defect 80 light source 81 illumination optical system 82 reduction projection optical system 83 wafer 84 stage 91, 92 phase defect 93 pattern defect DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Semiconductor wafer 101s Silicon substrate 102n n well 102p p well 103,105 oxide film 104,106 resist pattern 107 isolation part 108 gate insulating film 109 gate electrode 110,111 semiconductor region 112 interlayer insulating film 113L wiring 113R resistance 114 silicon oxide film 115 Connection hole 116 First wiring layer 1001 Fine movement drive unit 1002 Drive control circuit 1101 Phase defect 1102 Pixel 1201, 1203 EUV light intensity distribution 1202 Signal 1301, 1302, 1303 Defect A1 First chip A2 Second chip A3 Third chip AB1 Absorber film ABS Absorber pattern ALO Optical microscope BM EUV inspection light BSP Beam splitter BUF Buffer layer CAP Capping layer CF Metal film CIO Illumination light System DEF1, DEF2, DEF3, DEF4, DEF5 defect DPO imaging optical system EC1, EC2 EUV mask inspection device EP EUV projection exposure apparatus L1 concave L2 convex LL EUV light (extreme ultraviolet)
M EUV mask MA1, MA2, MA3, MA4 alignment mark area MB mask blank MDE device pattern area ML multilayer film MS substrate NA numerical aperture P01 minute particle P02 minute depression PM multilayer mirror Qn nMIS transistor Qp pMIS transistor REF multilayer reflection Region S101 to S111 Step S201 to S211 Step S221 to S227 Step S301 to S309 Step SE Two-dimensional array sensor SLI Focused beam

Claims (13)

マスク基板上に形成された多層膜と、前記多層膜上に配置された吸収体パターンとを有するEUVマスクの欠陥検査方法であって、
(a)前記EUVマスクを、2次元方向に可動なマスクステージ上に載置する工程と、
(b)前記EUVマスクに配置された基準マークの位置を検出する工程と、
(c)前記EUVマスク上の被検査領域にEUV光を照射する工程と、
(d)前記EUVマスク上の前記被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素を有する画像検出器により画素信号として取得する工程と、
(e)前記吸収体パターンの設計データから、前記EUVマスク上の前記被検査領域からの前記画素信号の予測値を数値計算により求める工程と、
(f)前記(d)工程で取得した前記画素信号と、前記(e)工程により求めた前記画素信号の予測値とを比較することで、前記EUVマスク上の前記被検査領域の欠陥の有無を判定する工程と、
(g)前記(f)工程において、前記EUVマスク上の前記被検査領域に前記欠陥が検出された場合、前記被検査領域の位置を前記基準マークからの相対位置として記録する工程とを有し、
前記(g)工程の後、前記マスクステージを移動して、前記EUVマスク上の他の被検査領域に対して、前記(c)工程から前記(g)工程を繰り返して施すことを特徴とするEUVマスクの欠陥検査方法。
A defect inspection method for an EUV mask comprising a multilayer film formed on a mask substrate and an absorber pattern disposed on the multilayer film,
(A) placing the EUV mask on a mask stage movable in a two-dimensional direction;
(B) detecting a position of a reference mark arranged on the EUV mask;
(C) irradiating a region to be inspected on the EUV mask with EUV light;
(D) Collecting scattered light excluding specularly reflected light from the region to be inspected on the EUV mask to form an enlarged image, and obtaining an enlarged dark field image as a pixel signal by an image detector having a large number of pixels. And a process of
(E) obtaining a predicted value of the pixel signal from the inspection area on the EUV mask from the design data of the absorber pattern by numerical calculation;
(F) Presence / absence of defects in the region to be inspected on the EUV mask by comparing the pixel signal acquired in the step (d) with the predicted value of the pixel signal obtained in the step (e) A step of determining
(G) In the step (f), when the defect is detected in the inspection area on the EUV mask, the position of the inspection area is recorded as a relative position from the reference mark. ,
After the step (g), the mask stage is moved, and the step (c) to the step (g) are repeatedly performed on another inspection region on the EUV mask. EUV mask defect inspection method.
請求項1記載のEUVマスクの欠陥検査方法において、
前記(f)工程では、
前記(d)工程で取得した前記画素信号の強度と、前記(e)工程により求めた前記画素信号の強度の予測値との強度差を取り、
前記強度差が所定の閾値よりも大きい場合に、前記EUVマスク上の前記被検査領域に前記欠陥が有ると判定することを特徴とするEUVマスクの欠陥検査方法。
The EUV mask defect inspection method according to claim 1,
In the step (f),
Taking the intensity difference between the intensity of the pixel signal obtained in the step (d) and the predicted value of the intensity of the pixel signal obtained in the step (e),
A defect inspection method for an EUV mask, wherein, when the intensity difference is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the defect exists in the inspection region on the EUV mask.
請求項2記載のEUVマスクの欠陥検査方法において、
前記(f)工程では、
前記所定の閾値は、第1の閾値と第2の閾値とを有し、
前記第1の閾値は、前記第2の閾値よりも大きい値であり、
前記強度差が、前記第1の閾値よりも大きい場合は、前記欠陥は位相欠陥であると判定し、
前記強度差が、前記第2の閾値よりも大きく、前記第1の閾値よりも小さい場合は、前記欠陥は前記吸収体パターンの欠陥であると判定することを特徴とするEUVマスクの欠陥検査方法。
In the EUV mask defect inspection method according to claim 2,
In the step (f),
The predetermined threshold has a first threshold and a second threshold;
The first threshold value is larger than the second threshold value,
If the intensity difference is greater than the first threshold, determine that the defect is a phase defect;
A defect inspection method for an EUV mask, wherein the defect is determined to be a defect of the absorber pattern when the intensity difference is larger than the second threshold and smaller than the first threshold. .
請求項3記載のEUVマスクの欠陥検査方法において、
前記(b)工程では、
EUV光またはDUV光を用いて、光学式マーク検出方式によって、前記基準マークの位置を検出することを特徴とするEUVマスクの欠陥検査方法。
In the EUV mask defect inspection method according to claim 3,
In the step (b),
A defect inspection method for an EUV mask, wherein the position of the reference mark is detected by an optical mark detection method using EUV light or DUV light.
マスク基板上に形成された多層膜と、前記多層膜上に配置された吸収体パターンとを有するEUVマスクの欠陥検査方法であって、
前記EUVマスク上には、互いに同じ平面パターン形状からなる前記吸収体パターンを有する第1のダイおよび第2のダイが平面的に隣り合って配置され、
(a)前記EUVマスクを、2次元方向に可動なマスクステージ上に載置する工程と、
(b)前記EUVマスクに配置された基準マークの位置を検出する工程と、
(c)前記EUVマスク上の前記第1のダイの第1被検査領域に、EUV光を照射する工程と、
(d)前記EUVマスク上の前記第1のダイの前記第1被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素を有する画像検出器により第1の画素信号として取得する工程と、
(e)前記EUVマスク上の前記第2のダイの第2被検査領域に、前記EUV光を照射する工程と、
(f)前記EUVマスク上の前記第2のダイの前記第2被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を前記画像検出器により第2の画素信号として取得する工程と、
(g)前記第1の画素信号と前記第2の画素信号とを比較することで、前記EUVマスク上の前記第1のダイの前記第1被検査領域および前記第2のダイの前記第2被検査領域の欠陥の有無を判定する工程と、
(h)前記(g)工程において、前記EUVマスク上の前記第1被検査領域または前記第2被検査領域に前記欠陥が検出された場合、前記第1被検査領域または前記第2被検査領域の位置を前記基準マークからの相対位置として記録する工程とを有し、
前記(e)工程で前記EUV光を照射する前記第2のダイの前記第2被検査領域は、前記(c)工程で前記EUV光を照射する前記第1のダイの前記第1被検査領域と対応する同じ平面パターンを有する領域であり、
前記(h)工程の後、前記マスクステージを移動して、前記EUVマスク上の前記第1のダイおよび前記第2のダイそれぞれの他の被検査領域に対して、前記(c)工程から前記(h)工程を繰り返して施し、
前記(g)工程では、
前記(d)工程で取得した前記第1の画素信号の強度と、前記(f)工程で取得した前記第2の画素信号の強度との差である強度差を取り、
前記強度差が所定の閾値よりも大きい場合に、前記EUVマスク上の前記第1被検査領域または前記第2被検査領域に前記欠陥が有ると判定し、さらに、
前記閾値は、第1の閾値と第2の閾値とを有し、
前記第1の閾値は、前記第2の閾値よりも大きい値であり、
前記強度差が、前記第1の閾値よりも大きい場合は、前記欠陥は位相欠陥であると判定し、
前記強度差が、前記第2の閾値よりも大きく、前記第1の閾値よりも小さい場合は、前記欠陥は前記吸収体パターンの欠陥であると判定することを特徴とするEUVマスクの欠陥検査方法。
A defect inspection method for an EUV mask comprising a multilayer film formed on a mask substrate and an absorber pattern disposed on the multilayer film,
On the EUV mask, a first die and a second die having the absorber pattern having the same planar pattern shape are disposed adjacent to each other in a plane.
(A) placing the EUV mask on a mask stage movable in a two-dimensional direction;
(B) detecting a position of a reference mark arranged on the EUV mask;
(C) irradiating EUV light to a first inspection region of the first die on the EUV mask;
(D) The scattered light except the specular reflection light from the first inspection area of the first die on the EUV mask is collected and enlarged to form an image, and the dark field enlarged image has a large number of pixels. Acquiring as a first pixel signal by an image detector;
(E) irradiating the second inspection area of the second die on the EUV mask with the EUV light;
(F) The scattered light except the specular reflection light from the second inspection area of the second die on the EUV mask is collected and enlarged to form an image, and the dark field enlarged image is obtained by the image detector. Acquiring as a second pixel signal;
(G) comparing the first pixel signal with the second pixel signal to thereby provide the first region to be inspected of the first die and the second die of the second die on the EUV mask. Determining the presence or absence of defects in the inspected area;
(H) In the step (g), when the defect is detected in the first inspection area or the second inspection area on the EUV mask, the first inspection area or the second inspection area And recording the position of the relative position from the reference mark,
The second inspection region of the second die irradiated with the EUV light in the step (e) is the first inspection region of the first die irradiated with the EUV light in the step (c). And a region having the same plane pattern corresponding to
After the step (h), the mask stage is moved so that the other areas to be inspected on the first die and the second die on the EUV mask are moved from the step (c) (h) process and facilities repeatedly,
In the step (g),
Taking an intensity difference which is a difference between the intensity of the first pixel signal acquired in the step (d) and the intensity of the second pixel signal acquired in the step (f);
When the difference in intensity is larger than a predetermined threshold, it is determined that the defect exists in the first inspection area or the second inspection area on the EUV mask, and
The threshold has a first threshold and a second threshold;
The first threshold value is larger than the second threshold value,
If the intensity difference is greater than the first threshold, determine that the defect is a phase defect;
A defect inspection method for an EUV mask , wherein the defect is determined to be a defect of the absorber pattern when the intensity difference is larger than the second threshold and smaller than the first threshold. .
請求項記載のEUVマスクの欠陥検査方法において、
前記(g)工程において、前記第1被検査領域または前記第2被検査領域において前記欠陥が検出された場合には、更に、
(i)前記画像検出器に対する前記第1のダイの相対位置を第1方向に第1距離だけずらして、第1の補助画素信号の強度を取得する工程と、
(j)前記画像検出器に対する前記第2のダイの相対位置を前記第1方向に前記第1距離だけずらして、第2の補助画素信号の強度を取得する工程と、
(k)前記(i)工程で取得した前記第1の補助画素信号の強度と、前記(j)工程で取得した前記第2の補助画素信号の強度との差である補助強度差を取る工程と、
(l)前記(i)工程から前記(k)工程を繰り返すことで、前記第1のダイと前記第2のダイとにおける対応した複数の領域の補助画素信号の強度を取得する工程と、
(m)前記補助強度差から、前記第1被検査領域内または前記第2被検査領域内における前記欠陥の位置を特定する工程とを有し、
前記(i)工程および前記(j)工程において、
前記第1距離は、前記画像検出器の画素寸法よりも小さい距離であることを特徴とするEUVマスクの欠陥検査方法。
The EUV mask defect inspection method according to claim 5 ,
In the step (g), when the defect is detected in the first inspection area or the second inspection area,
(I) obtaining the intensity of the first auxiliary pixel signal by shifting the relative position of the first die with respect to the image detector in the first direction by a first distance;
(J) shifting the relative position of the second die relative to the image detector by the first distance in the first direction to obtain the intensity of a second auxiliary pixel signal;
(K) A step of taking an auxiliary intensity difference which is a difference between the intensity of the first auxiliary pixel signal acquired in the step (i) and the intensity of the second auxiliary pixel signal acquired in the step (j). When,
(L) acquiring the intensity of auxiliary pixel signals in a plurality of corresponding regions in the first die and the second die by repeating the step (k) from the step (i);
(M) identifying the position of the defect in the first inspection area or the second inspection area from the auxiliary intensity difference,
In the step (i) and the step (j),
The defect inspection method for an EUV mask, wherein the first distance is a distance smaller than a pixel size of the image detector.
請求項記載のEUVマスクの欠陥検査方法において、
前記(i)工程および前記(j)工程では、前記画像検出器を動かすことで、前記画像検出器に対する前記第1のダイおよび前記第2のダイの相対位置を、前記第1距離だけずらすことを特徴とするEUVマスクの欠陥検査方法。
The EUV mask defect inspection method according to claim 6 ,
In the step (i) and the step (j), the relative positions of the first die and the second die with respect to the image detector are shifted by the first distance by moving the image detector. An EUV mask defect inspection method characterized by the above.
請求項記載のEUVマスクの欠陥検査方法において、
前記(i)工程および前記(j)工程では、ピエゾ素子によって、前記画像検出器を動かすことを特徴とするEUVマスクの欠陥検査方法。
The EUV mask defect inspection method according to claim 7 ,
A defect inspection method for an EUV mask, wherein in the step (i) and the step (j), the image detector is moved by a piezo element.
請求項記載のEUVマスクの欠陥検査方法において、
前記(k)工程は、前記(j)工程の直後に施すことを特徴とするEUVマスクの欠陥検査方法。
The EUV mask defect inspection method according to claim 8 ,
The defect inspection method for an EUV mask, wherein the step (k) is performed immediately after the step (j).
(a)マスク基板上に多層膜と吸収体膜とを順に形成する工程と、
(b)前記吸収体膜を加工して、吸収体パターンを形成する工程と、
(c)前記マスク基板表面の欠陥検査を行い、前記欠陥の有無および位置を判定する工程と、
(d)前記(c)工程の判定結果に基づいて、前記欠陥部分の前記吸収体パターンを補正する工程とを有し、
前記(c)工程は、
(c1)前記マスク基板を、2次元方向に可動なマスクステージ上に載置する工程と、
(c2)前記マスク基板に配置された基準マークの位置を検出する工程と、
(c3)前記マスク基板上の被検査領域にEUV光を照射する工程と、
(c4)前記マスク基板上の前記被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素を有する画像検出器により画素信号として取得する工程と、
(c5)前記吸収体パターンの設計データから、前記マスク基板上の前記被検査領域からの前記画素信号の予測値を数値計算により求める工程と、
(c6)前記(c4)工程で取得した前記画素信号と、前記(c5)工程により求めた前記画素信号の予測値とを比較することで、前記マスク基板上の前記被検査領域の欠陥の有無を判定する工程と、
(c7)前記(c6)工程において、前記マスク基板上の前記被検査領域に前記欠陥が検出された場合、前記被検査領域の位置を前記基準マークからの相対位置として記録する工程とを有し、
前記(c7)工程の後、前記マスクステージを移動して、前記マスク基板上の他の被検査領域に対して、前記(c3)工程から前記(c7)工程を繰り返して施すことを特徴とするEUVマスクの製造方法。
(A) a step of sequentially forming a multilayer film and an absorber film on a mask substrate;
(B) processing the absorber film to form an absorber pattern;
(C) performing a defect inspection on the surface of the mask substrate and determining the presence and position of the defect;
(D) based on the determination result of the step (c), correcting the absorber pattern of the defective portion,
The step (c)
(C1) placing the mask substrate on a mask stage movable in a two-dimensional direction;
(C2) detecting a position of a reference mark arranged on the mask substrate;
(C3) irradiating the region to be inspected on the mask substrate with EUV light;
(C4) Collecting scattered light excluding specular reflection light from the region to be inspected on the mask substrate to form an enlarged image, and obtaining the dark field enlarged image as a pixel signal by an image detector having a large number of pixels And a process of
(C5) obtaining a predicted value of the pixel signal from the inspection area on the mask substrate by numerical calculation from design data of the absorber pattern;
(C6) By comparing the pixel signal acquired in the step (c4) with the predicted value of the pixel signal obtained in the step (c5), the presence or absence of a defect in the inspection region on the mask substrate A step of determining
(C7) In the step (c6), when the defect is detected in the inspection area on the mask substrate, the position of the inspection area is recorded as a relative position from the reference mark. ,
After the step (c7), the mask stage is moved, and the steps (c3) to (c7) are repeatedly performed on the other inspection regions on the mask substrate. A method for manufacturing an EUV mask.
EUVマスクを載置するマスクステージと、
前記マスクステージに載置された前記EUVマスクにEUV光を照射するためのEUV光源と、
前記EUVマスクに照射した前記EUV光のEUV反射光を拡大結像するための結像光学系と、
前記EUV反射光を画素信号として取得するための多数の画素を有する画像検出器とを有し、
前記マスクステージは2次元方向に可動であり、
前記画像検出器は、その画素寸法よりも小さい距離で、2次元方向に可動であることを特徴とするEUVマスク検査装置。
A mask stage on which an EUV mask is placed;
An EUV light source for irradiating the EUV mask placed on the mask stage with EUV light;
An imaging optical system for enlarging and imaging EUV reflected light of the EUV light irradiated on the EUV mask;
An image detector having a number of pixels for obtaining the EUV reflected light as a pixel signal;
The mask stage is movable in a two-dimensional direction;
The EUV mask inspection apparatus, wherein the image detector is movable in a two-dimensional direction at a distance smaller than the pixel size.
請求項11記載のEUVマスク検査装置において、
前記画像検出器は、ピエゾ素子を備えた微動駆動部によって、その画素寸法よりも小さい距離で2次元方向に可動であることを特徴とするEUVマスク検査装置。
The EUV mask inspection apparatus according to claim 11 ,
The EUV mask inspection apparatus, wherein the image detector is movable in a two-dimensional direction at a distance smaller than the pixel size by a fine movement driving unit including a piezoelectric element.
(a)半導体基板上にゲート形成膜を堆積する工程と、
(b)第1フォトリソグラフィによって前記ゲート形成膜を加工することで、ゲート電極を形成する工程と、
(c)前記半導体基板を覆うようにして層間絶縁膜を堆積する工程と、
(d)第2フォトリソグラフィによって前記層間絶縁膜を加工することで、接続孔を形成する工程と、
(e)前記半導体基板を覆うようにして金属膜を堆積する工程と、
(f)第3フォトリソグラフィによって前記金属膜を加工することで、第1配線層を形成する工程とを有し、
前記(b)工程、前記(d)工程、および、前記(f)工程では、EUVマスクの製造工程によって製造された、それぞれ別の前記EUVマスクを用いた前記第1フォトリソグラフィ、前記第2フォトリソグラフィ、および、前記第3フォトリソグラフィによって、それぞれ、前記ゲート形成膜、前記層間絶縁膜、および、前記金属膜を加工し、
前記EUVマスクの製造工程は、
(g)マスク基板上に多層膜と吸収体膜とを順に形成する工程と、
(h)前記吸収体膜を加工して、吸収体パターンを形成する工程と、
(i)前記マスク基板表面の欠陥検査を行い、前記欠陥の有無および位置を判定する工程と、
(j)前記(i)工程の判定結果に基づいて、前記欠陥部分の前記吸収体パターンを補正する工程とを有し、
前記(i)工程は、
(i1)前記マスク基板を、2次元方向に可動なマスクステージ上に載置する工程と、
(i2)前記マスク基板に配置された基準マークの位置を検出する工程と、
(i3)前記マスク基板上の被検査領域にEUV光を照射する工程と、
(i4)前記マスク基板上の前記被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素を有する画像検出器により画素信号として取得する工程と、
(i5)前記吸収体パターンの設計データから、前記マスク基板上の前記被検査領域からの前記画素信号の予測値を数値計算により求める工程と、
(i6)前記(i4)工程で取得した前記画素信号と、前記(i5)工程により求めた前記画素信号の予測値とを比較することで、前記マスク基板上の前記被検査領域の欠陥の有無を判定する工程と、
(i7)前記(i6)工程において、前記マスク基板上の前記被検査領域に前記欠陥が検出された場合、前記被検査領域の位置を前記基準マークからの相対位置として記録する工程とを有し、
前記(i7)工程の後、前記マスクステージを移動して、前記マスク基板上の他の被検査領域に対して、前記(i3)工程から前記(i7)工程を繰り返して施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(A) depositing a gate forming film on the semiconductor substrate;
(B) processing the gate forming film by first photolithography to form a gate electrode;
(C) depositing an interlayer insulating film so as to cover the semiconductor substrate;
(D) processing the interlayer insulating film by second photolithography to form a connection hole;
(E) depositing a metal film to cover the semiconductor substrate;
(F) forming a first wiring layer by processing the metal film by third photolithography,
In the step (b), the step (d), and the step (f), the first photolithography and the second photo using the different EUV masks manufactured by the EUV mask manufacturing step, respectively. Lithography and third photolithography process the gate formation film, the interlayer insulating film, and the metal film, respectively
The EUV mask manufacturing process includes:
(G) a step of sequentially forming a multilayer film and an absorber film on the mask substrate;
(H) processing the absorber film to form an absorber pattern;
(I) performing a defect inspection on the surface of the mask substrate and determining the presence and position of the defect;
(J) based on the determination result of the step (i), correcting the absorber pattern of the defective portion,
The step (i)
(I1) placing the mask substrate on a mask stage movable in a two-dimensional direction;
(I2) detecting a position of a reference mark arranged on the mask substrate;
(I3) irradiating a region to be inspected on the mask substrate with EUV light;
(I4) Scattered light excluding specularly reflected light from the inspection area on the mask substrate is collected and enlarged to form an image, and the dark field enlarged image is obtained as a pixel signal by an image detector having a large number of pixels. And a process of
(I5) obtaining a predicted value of the pixel signal from the inspection area on the mask substrate by numerical calculation from design data of the absorber pattern;
(I6) By comparing the pixel signal acquired in the step (i4) with the predicted value of the pixel signal obtained in the step (i5), the presence or absence of a defect in the inspection region on the mask substrate A step of determining
(I7) In the step (i6), when the defect is detected in the inspection area on the mask substrate, the position of the inspection area is recorded as a relative position from the reference mark. ,
After the step (i7), the mask stage is moved, and the steps (i3) to (i7) are repeatedly performed on the other inspection area on the mask substrate. A method for manufacturing a semiconductor device.
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