JP5814638B2 - Mask substrate defect inspection method and defect inspection apparatus, photomask manufacturing method and semiconductor device manufacturing method - Google Patents

Mask substrate defect inspection method and defect inspection apparatus, photomask manufacturing method and semiconductor device manufacturing method Download PDF

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本発明の実施形態は、マスク基板の欠陥検査方法等に関する。   Embodiments described herein relate generally to a mask substrate defect inspection method and the like.

マスクブランクに欠陥が存在すると、フォトマスク上に形成されたマスクパターンを半導体基板上に正確に転写することが難しくなる。そのため、フォトマスクを作製する前に、予めマスクブランクの欠陥検査を行うことが重要である。   If there is a defect in the mask blank, it is difficult to accurately transfer the mask pattern formed on the photomask onto the semiconductor substrate. Therefore, it is important to inspect the mask blank in advance before producing the photomask.

しかしながら、欠陥検査の際に、ノイズ信号を誤って欠陥信号として検出してしまう場合がある。欠陥信号を検出するためには通常、閾値を設定しておき、閾値よりも高いレベルの信号を欠陥信号と判断する。ところが、閾値レベルが低すぎると、強度の小さい欠陥信号を検出できるものの、ノイズ信号を誤って検出する頻度(検出数)が多くなる。一方、閾値レベルが高すぎると、ノイズ信号の検出数が少なくなるものの、閾値以下の強度を持つ欠陥信号を検出することが不可能になる。   However, there are cases where a noise signal is erroneously detected as a defect signal during defect inspection. In order to detect a defect signal, a threshold is usually set, and a signal having a level higher than the threshold is determined as a defect signal. However, if the threshold level is too low, a defect signal with a low intensity can be detected, but the frequency (number of detections) of erroneous detection of the noise signal increases. On the other hand, if the threshold level is too high, the number of detected noise signals is reduced, but it becomes impossible to detect a defect signal having an intensity equal to or lower than the threshold.

したがって、従来は、マスクブランク等のマスク基板の欠陥検査を行う際に、ノイズ信号を誤って検出する頻度を正確に把握することができないため、ノイズ信号の検出数を必要最小限に抑えつつ、より多くの欠陥信号を検出することが困難であった。   Therefore, in the past, when performing a defect inspection of a mask substrate such as a mask blank, it is impossible to accurately grasp the frequency of erroneous detection of a noise signal, while minimizing the number of detected noise signals, It was difficult to detect more defect signals.

特許第3728495号公報Japanese Patent No. 3728495

マスク基板の欠陥検査を的確に行うことが可能なマスク基板の欠陥検査方法等を提供する。   Provided is a mask substrate defect inspection method capable of accurately performing a defect inspection of a mask substrate.

実施形態に係るマスク基板の欠陥検査方法は、マスク基板を載置したステージの走査と前記マスク基板の像を取得するTDIカメラの電荷転送とを同期させない非同期状態で、前記マスク基板の非同期像を取得する工程と、前記非同期像に基づいて、ある値以上の像強度を有する箇所の数を取得する工程と、前記箇所の数に基づいて像強度の閾値を決定する工程と、前記マスク基板を載置したステージの走査と前記マスク基板の像を取得するTDIカメラの電荷転送とを同期させた同期状態で、前記マスク基板の同期像を取得する工程と、前記同期像に基づいて、前記閾値以上の像強度を有する箇所を欠陥と判定する工程と、を備える。   In the mask substrate defect inspection method according to the embodiment, an asynchronous image of the mask substrate is obtained in an asynchronous state in which the scanning of the stage on which the mask substrate is placed and the charge transfer of the TDI camera that acquires the image of the mask substrate are not synchronized. Obtaining, a step of obtaining the number of locations having an image intensity equal to or greater than a certain value based on the asynchronous image, a step of determining a threshold value of the image intensity based on the number of locations, and the mask substrate. Acquiring a synchronized image of the mask substrate in a synchronized state in which scanning of the stage mounted and charge transfer of a TDI camera for acquiring an image of the mask substrate are synchronized; and based on the synchronized image, the threshold value And a step of determining a portion having the above image intensity as a defect.

実施形態に係るマスク基板の欠陥検査装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the defect inspection apparatus of the mask substrate which concerns on embodiment. 実施形態に係るマスク基板の欠陥検査方法を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the defect inspection method of the mask substrate which concerns on embodiment. 同期像について示した図である。It is the figure shown about the synchronous image. 非同期像について示した図である。It is the figure shown about the asynchronous image. TDIカメラの電荷転送速度及び方向と、TDIカメラの撮像面上でのマスク基板の移動速度及び方向との関係をベクトルで示した図である。It is the figure which showed the relationship between the charge transfer speed and direction of a TDI camera, and the moving speed and direction of a mask board | substrate on the imaging surface of a TDI camera by a vector. 像強度の累積画素数分布について示した図である。It is the figure shown about the cumulative pixel number distribution of image intensity. 実施形態の各種処理を実行するための構成を示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed the structure for performing the various processes of embodiment. 実施形態の変更例について示した図である。It is the figure shown about the example of a change of embodiment. フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法を示したフローチャートである。5 is a flowchart showing a photomask manufacturing method and a semiconductor device manufacturing method.

以下、実施形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

図1は、実施形態に係るマスク基板の欠陥検査装置の概略構成を示した図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a defect inspection apparatus for a mask substrate according to an embodiment.

光源11からのEUV(extreme ultra violet)光は、楕円鏡12及び平面鏡13を介してマスク基板14に照射される。本実施形態では、マスク基板14としてマスクブランクを用いる。このマスクブランク14は、EUV露光用の反射型フォトマスクのマスクブランクである。具体的には、マスクブランク14は、ガラス基板上に形成された多層反射膜と、多層反射膜上に形成された吸収層とを有している。マスクブランク14は、X方向、Y方向及びZ方向に移動可能なステージ15上に載置される。   EUV (extreme ultra violet) light from the light source 11 is applied to the mask substrate 14 via the elliptical mirror 12 and the plane mirror 13. In this embodiment, a mask blank is used as the mask substrate 14. This mask blank 14 is a mask blank of a reflective photomask for EUV exposure. Specifically, the mask blank 14 has a multilayer reflective film formed on the glass substrate and an absorption layer formed on the multilayer reflective film. The mask blank 14 is placed on a stage 15 that can move in the X, Y, and Z directions.

マスクブランク14に照射された光は、マスクブランク14の表面で散乱される。放射角が所定角度よりも小さい散乱光は、遮蔽部(凸面鏡)16で遮蔽される。放射角が所定角度よりも大きい散乱光は、凹面鏡17で集光され、遮蔽部(凸面鏡)16に入射する。遮蔽部(凸面鏡)16からの光は、TDI(time delay integration)カメラ18の撮像面上に結像される。上述したような光学系は暗視野光学系であり、TDIカメラ18では、暗視野像が撮像される。   The light irradiated on the mask blank 14 is scattered on the surface of the mask blank 14. Scattered light having a radiation angle smaller than a predetermined angle is shielded by a shielding part (convex mirror) 16. Scattered light having a radiation angle larger than a predetermined angle is collected by the concave mirror 17 and enters the shielding portion (convex mirror) 16. Light from the shielding unit (convex mirror) 16 is imaged on the imaging surface of a TDI (time delay integration) camera 18. The optical system as described above is a dark field optical system, and the TDI camera 18 captures a dark field image.

TDIカメラ18で得られた像に基づく信号は、演算部となるパーソナルコンピュータ19に送られ、パーソナルコンピュータ19で欠陥判定のための演算が行われる。   A signal based on the image obtained by the TDI camera 18 is sent to a personal computer 19 serving as a calculation unit, and the personal computer 19 performs calculation for defect determination.

図2は、実施形態に係るマスク基板の欠陥検査方法を示したフローチャートである。以下、図2のフローチャートを参照して、欠陥検査方法を説明する。   FIG. 2 is a flowchart illustrating a mask substrate defect inspection method according to the embodiment. Hereinafter, the defect inspection method will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、マスクブランク14をステージ15上に載置する(S11)。次に、マスクブランク14の一部領域における非同期像を取得する(S12)。ここで一部領域は、マスクブランク14のパターン加工面上の領域としている。   First, the mask blank 14 is placed on the stage 15 (S11). Next, an asynchronous image in a partial region of the mask blank 14 is acquired (S12). Here, the partial area is an area on the pattern processing surface of the mask blank 14.

ここで、非同期像とは、TDI(time delay integration)法の同期操作を行わない状態(非同期状態)で得られた像を指す。TDI法は、撮像対象を走査させながら連続的に像を取得する方法である。TDI法では通常、マスク基板を載置したステージの走査とTDIカメラの電荷転送とを同期させる。すなわち、TDIカメラの電荷転送動作(電荷転送方向及び電荷転送速度)と、TDIカメラの撮像面上でのマスク基板の移動動作(移動方向及び移動速度)とを同期(一致)させる。このような同期状態で得られた像が同期像である。したがって、非同期像は、このような同期状態ではない状態(非同期状態)で得られた像である。すなわち、TDIカメラの電荷転送方向とTDIカメラの撮像面上でのマスク基板の移動方向とが一致していない状態を状態Xとし、TDIカメラの電荷転送速度とTDIカメラの撮像面上でのマスク基板の移動速度とが一致していない状態を状態Yとすると、状態X及び状態Yの少なくとも一方の状態である場合に非同期状態となる。   Here, the asynchronous image refers to an image obtained in a state (asynchronous state) in which the synchronous operation of the TDI (time delay integration) method is not performed. The TDI method is a method for continuously acquiring images while scanning an imaging target. In the TDI method, scanning of a stage on which a mask substrate is placed and charge transfer of a TDI camera are usually synchronized. That is, the charge transfer operation (charge transfer direction and charge transfer speed) of the TDI camera is synchronized (matched) with the movement operation (movement direction and speed) of the mask substrate on the imaging surface of the TDI camera. An image obtained in such a synchronized state is a synchronized image. Therefore, an asynchronous image is an image obtained in a state (asynchronous state) that is not such a synchronous state. That is, a state in which the charge transfer direction of the TDI camera and the movement direction of the mask substrate on the imaging surface of the TDI camera do not match is defined as state X, and the charge transfer speed of the TDI camera and the mask on the imaging surface of the TDI camera Assuming that the state where the moving speed of the substrate does not match is the state Y, the state becomes an asynchronous state when it is at least one of the state X and the state Y.

図3は、同期像について示した図である。図3(a)に示すように、同期操作を行った場合には、欠陥は点像として得られる。したがって、図3(b)に示すように、同期像の像強度分布には鋭いピークが見られる。   FIG. 3 is a diagram showing a synchronous image. As shown in FIG. 3A, when the synchronization operation is performed, the defect is obtained as a point image. Therefore, as shown in FIG. 3B, a sharp peak is observed in the image intensity distribution of the synchronous image.

図4は、非同期像について示した図である。ここでは、TDIカメラの電荷転送方向とTDIカメラの撮像面上でのマスク基板(マスクブランク)の移動方向とが逆方向となるようにした場合の非同期像を示している。図4(a)に示すように、非同期操作を行った場合には、欠陥が引き伸ばされて、細長い像が得られる。したがって、図4(b)に示すように、非同期像の像強度分布には鋭いピークは見られない。   FIG. 4 is a diagram showing an asynchronous image. Here, an asynchronous image is shown when the charge transfer direction of the TDI camera and the movement direction of the mask substrate (mask blank) on the imaging surface of the TDI camera are opposite to each other. As shown in FIG. 4A, when an asynchronous operation is performed, the defect is stretched and a slender image is obtained. Therefore, as shown in FIG. 4B, no sharp peak is observed in the image intensity distribution of the asynchronous image.

図5は、TDIカメラの電荷転送速度及び方向と、TDIカメラの撮像面上でのマスク基板の移動速度及び方向との関係をベクトルで示した図である。前者がベクトルV1で示され、後者がベクトルV2で示されている。欠陥が引き伸ばされて得られた像の長さは、ベクトルV1とベクトルV2の差ベクトルV3の絶対値に比例する。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the charge transfer speed and direction of the TDI camera and the movement speed and direction of the mask substrate on the imaging surface of the TDI camera in vectors. The former is indicated by a vector V1, and the latter is indicated by a vector V2. The length of the image obtained by extending the defect is proportional to the absolute value of the difference vector V3 between the vector V1 and the vector V2.

S12のステップでは、欠陥の非同期像が欠陥として認識できなくなるように、十分に引き伸ばされた像が得られるようにする。すなわち、そのような十分に引き伸ばされた像が得られるように、TDIカメラ18の電荷転送速度と、マスクブランク14を載置したステージ15の移動速度を調整する。このようにして得られた非同期像では、欠陥が認識されないため、非同期像にて鋭い像強度ピークを示す信号は全てノイズ信号となる。   In step S12, a sufficiently stretched image is obtained so that the asynchronous image of the defect cannot be recognized as a defect. That is, the charge transfer speed of the TDI camera 18 and the moving speed of the stage 15 on which the mask blank 14 is placed are adjusted so that such a sufficiently stretched image is obtained. Since the defect is not recognized in the asynchronous image thus obtained, all signals showing sharp image intensity peaks in the asynchronous image are noise signals.

次に、マスクブランク14の表面の一部領域から取得された非同期像について、像強度の累積画素数分布を求める(S13)。図6は、像強度の累積画素数分布について示した図である。図6のプロットP1が、上記一部領域についての像強度の累積画素数分布を示している。すなわち、図6のプロットP1は、図6の横軸の各像強度以上の像強度を有する画素の数を示している。一般的に言えば、図6のプロットP1は、ある値以上の像強度を有する箇所の数を示している。図6の例では、像強度がI1までは、ほとんど画素数が変化していない。したがって、図6の例では、上記一部領域内のほとんどの画素が、I1以上の像強度を有していると考えられる。   Next, a cumulative pixel number distribution of image intensity is obtained for an asynchronous image acquired from a partial region on the surface of the mask blank 14 (S13). FIG. 6 is a diagram showing the cumulative pixel number distribution of image intensity. The plot P1 in FIG. 6 shows the cumulative pixel number distribution of the image intensity for the partial area. That is, the plot P1 in FIG. 6 shows the number of pixels having an image intensity equal to or higher than each image intensity on the horizontal axis in FIG. Generally speaking, the plot P1 in FIG. 6 shows the number of locations having an image intensity greater than a certain value. In the example of FIG. 6, the number of pixels hardly changes until the image intensity reaches I1. Therefore, in the example of FIG. 6, it is considered that most of the pixels in the partial area have an image intensity equal to or higher than I1.

次に、マスクブランク14の表面の所望検査領域について、像強度の累積画素数分布を予測する(S14)。具体的には、上記一部領域に対する所望検査領域の面積比を求め、図6のプロットP1と面積比とを乗算する。これにより、図6のプロットP2に示すように、上記所望検査領域についての像強度の累積画素数分布が得られる。   Next, a cumulative pixel number distribution of image intensity is predicted for a desired inspection region on the surface of the mask blank 14 (S14). Specifically, the area ratio of the desired inspection area to the partial area is obtained, and the plot P1 in FIG. 6 is multiplied by the area ratio. Thereby, as shown in the plot P2 of FIG. 6, a cumulative pixel number distribution of the image intensity for the desired inspection region is obtained.

次に、S14のステップで求めたプロットP2について、任意の関数を用いてフィッティング近似を行う。このフィッティング近似により、図6の近似曲線C1が作成される(S15)。   Next, fitting approximation is performed using an arbitrary function for the plot P2 obtained in step S14. By this fitting approximation, an approximate curve C1 of FIG. 6 is created (S15).

次に、図6の近似曲線C1に基づき、マスクブランク14の上記所望検査領域内において、図6の縦軸の画素数(以下、便宜上、擬似欠陥の画素数と呼ぶ場合がある)が所定数Nthよりも少なくなるときの像強度(信号強度)を、閾値Ithとして決定する(S16)。図6の近似曲線C1に示されるように、像強度がI1付近から急激に縦軸の画素数が減少してきている。すなわち、高い像強度を有する画素の数が、像強度I1付近から急激に減少してきている。そこで、例えば像強度I1以上の画素はノイズの影響を受けていると考え、近似曲線C1で示された図6の縦軸の画素数が所定数Nthよりも少なくなるときの像強度を、閾値Ithとして定める。すなわち、ある値以下の像強度を有する箇所(画素)をノイズ箇所として見なすようにする。ここで、所定数Nthは、許容できるノイズ検出数の期待値であり、例えば、10回の検査で1個のノイズ検出を許容するとすれば、所定数Nthは0.1となる。このようにして、非同期像に基づいて、ある値以上の像強度を有する箇所の数を取得し、取得された箇所の数に基づいて像強度の閾値Ithが決定される。   Next, based on the approximate curve C1 in FIG. 6, the number of pixels on the vertical axis in FIG. 6 within the desired inspection region of the mask blank 14 (hereinafter sometimes referred to as the number of pixels of pseudo defects for convenience) is a predetermined number. The image intensity (signal intensity) when it is less than Nth is determined as the threshold value Ith (S16). As indicated by the approximate curve C1 in FIG. 6, the number of pixels on the vertical axis decreases rapidly from the vicinity of the image intensity I1. That is, the number of pixels having a high image intensity has decreased rapidly from the vicinity of the image intensity I1. Therefore, for example, it is considered that pixels having an image intensity I1 or higher are affected by noise, and the image intensity when the number of pixels on the vertical axis in FIG. It is defined as Ith. That is, a part (pixel) having an image intensity equal to or less than a certain value is regarded as a noise part. Here, the predetermined number Nth is an expected value of the allowable number of noise detections. For example, if one noise detection is allowed in 10 inspections, the predetermined number Nth is 0.1. In this way, the number of locations having an image intensity equal to or greater than a certain value is acquired based on the asynchronous image, and the threshold value Ith of the image intensity is determined based on the acquired number of locations.

次に、マスクブランク14の表面の上記所望検査領域における同期像を取得する(S17)。すなわち、マスクブランク14を載置したステージ15の走査とTDIカメラ18の電荷転送とを同期させた状態で、マスクブランク14の所望検査領域からの同期像を取得する。ここで所望検査領域は、マスクブランク14のパターン加工面上の領域としている。   Next, a synchronous image in the desired inspection area on the surface of the mask blank 14 is acquired (S17). That is, a synchronized image from the desired inspection region of the mask blank 14 is acquired in a state where the scanning of the stage 15 on which the mask blank 14 is placed and the charge transfer of the TDI camera 18 are synchronized. Here, the desired inspection area is an area on the pattern processing surface of the mask blank 14.

次に、取得した同期像に基づいて、閾値Ith以上の像強度(信号強度)を有する箇所を欠陥と判定する(S18)。すでに述べたように、同期操作を行った場合には、欠陥箇所において同期像の像強度分布(信号強度分布)にピークが現れる。しかしながら、像強度の閾値が適切でないと、的確な欠陥判定ができない。そこで、S16のステップで得られた閾値Ith以上の像強度を有する箇所を欠陥として判定する。   Next, based on the acquired synchronous image, a portion having an image intensity (signal intensity) equal to or higher than the threshold value Ith is determined as a defect (S18). As described above, when the synchronization operation is performed, a peak appears in the image intensity distribution (signal intensity distribution) of the synchronized image at the defective portion. However, if the threshold value of image intensity is not appropriate, accurate defect determination cannot be performed. Therefore, a portion having an image intensity equal to or higher than the threshold value Ith obtained in step S16 is determined as a defect.

次に、S18のステップで欠陥と判定された箇所の座標を出力する(S19)。S18のステップで欠陥と判定された箇所が無い場合には、欠陥がゼロであることを示す情報を出力する。   Next, the coordinates of the part determined as a defect in step S18 are output (S19). If there is no portion determined as a defect in step S18, information indicating that the defect is zero is output.

図7は、上述した各種処理を実行するための構成を示した機能ブロック図である。上述した各種処理は、主としてコンピュータ19によって行われる。   FIG. 7 is a functional block diagram showing a configuration for executing the various processes described above. The various processes described above are mainly performed by the computer 19.

図7に示した構成は、非同期像取得部21、箇所数取得部22、閾値決定部23、同期像取得部24及び欠陥判定部25を備えている。非同期像取得部21は、ステージの走査とTDIカメラの電荷転送とを同期させない非同期状態で、マスク基板の表面からの非同期像を取得するものである。箇所数取得部22は、非同期像に基づいて、ある値以上の像強度を有する箇所の数を取得するものである。閾値決定部23は、上記箇所の数に基づいて像強度の閾値を決定するものである。同期像取得部24は、ステージの走査とTDIカメラの電荷転送とを同期させた同期状態で、マスク基板の表面からの同期像を取得するものである。欠陥判定部25は、取得された同期像に基づいて、上記閾値以上の像強度を有する箇所を欠陥と判定するものである。各部の機能及び動作は、すでに説明した通りである。   The configuration illustrated in FIG. 7 includes an asynchronous image acquisition unit 21, a location number acquisition unit 22, a threshold value determination unit 23, a synchronous image acquisition unit 24, and a defect determination unit 25. The asynchronous image acquisition unit 21 acquires an asynchronous image from the surface of the mask substrate in an asynchronous state where the scanning of the stage and the charge transfer of the TDI camera are not synchronized. The location number acquisition unit 22 acquires the number of locations having an image intensity equal to or greater than a certain value based on the asynchronous image. The threshold value determination unit 23 determines a threshold value of the image intensity based on the number of the locations. The synchronized image acquisition unit 24 acquires a synchronized image from the surface of the mask substrate in a synchronized state in which the scanning of the stage and the charge transfer of the TDI camera are synchronized. The defect determination unit 25 determines a portion having an image intensity equal to or higher than the threshold value as a defect based on the acquired synchronous image. The function and operation of each part are as described above.

以上述べたように、本実施形態では、非同期像に基づいて、ある値以上の像強度を有する箇所の数を取得し、取得された箇所の数に基づいて像強度の閾値Ithを決定し、同期像に基づいて閾値Ith以上の像強度を有する箇所を欠陥と判定する。このように、非同期像を用いて像強度の閾値を決定することにより、最適な閾値を求めることができ、的確な欠陥判定を行うことができる。すでに述べたように、閾値レベルが低すぎると、強度の小さい欠陥信号を検出できるものの、ノイズ信号の検出数が多くなり、閾値レベルが高すぎると、ノイズ信号の検出数が少なくなるものの、閾値以下の強度を持つ欠陥信号を検出することが不可能になる。本実施形態では、閾値レベルを最適化することにより、必要最低限のノイズ検出数でより多くの欠陥を検出することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, based on the asynchronous image, the number of locations having an image intensity equal to or greater than a certain value is acquired, and the threshold value Ith of the image intensity is determined based on the number of acquired locations, A portion having an image intensity equal to or higher than the threshold value Ith is determined as a defect based on the synchronized image. As described above, by determining the threshold value of the image intensity using the asynchronous image, the optimum threshold value can be obtained, and accurate defect determination can be performed. As described above, if the threshold level is too low, a defect signal with low intensity can be detected, but the number of detected noise signals increases. If the threshold level is too high, the number of detected noise signals decreases, but the threshold value It becomes impossible to detect a defect signal having the following intensity. In the present embodiment, by optimizing the threshold level, it is possible to detect more defects with the minimum necessary number of noise detections.

なお、上述した実施形態では、1つの画素毎に欠陥を判定する、すなわち1つの画素毎に像強度(信号強度)を検出するようにしているが、複数の画素を1つの欠陥判定箇所として像強度(信号強度)を検出するようにしてもよい。図8は、その一例について示した図である。図8の例では、3×3画素領域A1を1つの欠陥判定箇所としている。   In the above-described embodiment, the defect is determined for each pixel, that is, the image intensity (signal intensity) is detected for each pixel, but a plurality of pixels are imaged as one defect determination location. The intensity (signal intensity) may be detected. FIG. 8 is a diagram showing an example thereof. In the example of FIG. 8, the 3 × 3 pixel area A1 is set as one defect determination portion.

また、照明光の強度分布が無視できず、欠陥でない領域でもある程度の強度が検出される場合には、周辺領域を考慮するようにしてもよい。具体的には、図8に示すように、9×9画素領域から、その内側の5×5画素領域を除いた領域A2の平均強度をバックグラウンドレベルとし、中央の3×3画素領域A1の強度から、周囲の領域A2のバックグラウンドレベルを差し引いた強度を、3×3画素領域A1の真の像強度としてもよい。このようにすることで、照明光の強度分布の影響を少なくすることができる。   Further, when the intensity distribution of illumination light cannot be ignored and a certain level of intensity is detected even in a non-defect area, the peripheral area may be considered. Specifically, as shown in FIG. 8, the average intensity of the area A2 excluding the inner 5 × 5 pixel area from the 9 × 9 pixel area is set as the background level, and the center 3 × 3 pixel area A1 The intensity obtained by subtracting the background level of the surrounding area A2 from the intensity may be the true image intensity of the 3 × 3 pixel area A1. By doing so, the influence of the intensity distribution of the illumination light can be reduced.

また、上述した実施形態では、EUV露光用の反射型フォトマスクのマスクブランクを用いているが、透過型フォトマスクのマスクブランクについても、上述した実施形態の方法は適用可能である。ただし、上述した方法は、EUV露光用の反射型フォトマスクのマスクブランクに対して、より効果的である。すなわち、反射型フォトマスク用のマスクブランクは、屈折率が互いに異なる2種類の膜(層)が交互に積層された多層反射膜を有しており、各層からの反射光の位相を揃えることで高反射率が得られるようにしている。そのため、欠陥によって反射光の位相が乱れると、位相欠陥が発生する。本実施形態の方法を用いることで、そのような位相欠陥を必要最低限のノイズ検出数で検出することが可能である。   In the above-described embodiment, a reflective photomask mask blank for EUV exposure is used. However, the method of the above-described embodiment can also be applied to a transmissive photomask mask blank. However, the above-described method is more effective for a mask blank of a reflective photomask for EUV exposure. That is, a mask blank for a reflective photomask has a multilayer reflective film in which two types of films (layers) having different refractive indexes are alternately laminated, and the phases of reflected light from each layer are aligned. High reflectivity is obtained. Therefore, when the phase of the reflected light is disturbed by a defect, a phase defect occurs. By using the method of this embodiment, it is possible to detect such a phase defect with the minimum necessary number of noise detections.

また、上述した実施形態では、マスク基板としてマスクブランクを用いているが、上述した方法はマスクブランク以外のマスク基板にも適用可能である。例えば、ラインアンドスペースパターンのような一定周期のパターンを有するフォトマスクについても、上述した方法は適用可能である。一定周期の微細なラインアンドスペースパターンであれば、TDIカメラの1画素内に多数のラインパターン及びスペースパターンが存在するため、欠陥がない状態では、各画素における強度は一定であると考えられる。したがって、上述した方法を用いることで、フォトマスクの欠陥を検出することも可能である。   In the embodiment described above, a mask blank is used as the mask substrate. However, the method described above can be applied to a mask substrate other than the mask blank. For example, the above-described method can be applied to a photomask having a pattern with a constant period such as a line and space pattern. In the case of a fine line and space pattern with a constant period, since there are many line patterns and space patterns in one pixel of the TDI camera, it is considered that the intensity in each pixel is constant in the absence of defects. Therefore, it is possible to detect a defect in the photomask by using the method described above.

なお、上述した実施形態の方法は、フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法に適用可能である。   Note that the method of the above-described embodiment can be applied to a photomask manufacturing method and a semiconductor device manufacturing method.

図9は、フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法を示したフローチャートである。まず、上述した方法によってマスクブランクを検査する(S21)。次に、検査されたマスクブランクを用いてフォトマスクを製造する(S22)。さらに、製造されたフォトマスクを用いて半導体装置を製造する(S23)。具体的には、フォトマスク上に形成されたマスクパターン(回路パターン)を半導体基板上のフォトレジストに転写する。続いて、フォトレジストを現像してフォトレジストパターンを形成する。さらに、フォトレジストパターンをマスクとして用いて導電膜、絶縁膜或いは半導体膜等をエッチングする。   FIG. 9 is a flowchart showing a photomask manufacturing method and a semiconductor device manufacturing method. First, the mask blank is inspected by the method described above (S21). Next, a photomask is manufactured using the inspected mask blank (S22). Further, a semiconductor device is manufactured using the manufactured photomask (S23). Specifically, the mask pattern (circuit pattern) formed on the photomask is transferred to the photoresist on the semiconductor substrate. Subsequently, the photoresist is developed to form a photoresist pattern. Further, the conductive film, the insulating film, the semiconductor film, or the like is etched using the photoresist pattern as a mask.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

11…光源 12…楕円鏡 13…平面鏡
14…マスクブランク 15…ステージ 16…遮蔽部(凸面鏡)
17…凹面鏡 18…TDIカメラ 19…パーソナルコンピュータ
21…非同期像取得部 22…箇所数取得部 23…閾値決定部
24…同期像取得部 25…欠陥判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Light source 12 ... Elliptical mirror 13 ... Plane mirror 14 ... Mask blank 15 ... Stage 16 ... Shield part (convex mirror)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 ... Concave mirror 18 ... TDI camera 19 ... Personal computer 21 ... Asynchronous image acquisition part 22 ... Location number acquisition part 23 ... Threshold value determination part 24 ... Synchronous image acquisition part 25 ... Defect determination part

Claims (8)

マスク基板を載置したステージの走査と前記マスク基板の像を取得するTDIカメラの電荷転送とを同期させない非同期状態で、前記マスク基板の引き伸ばされた像である非同期像を取得する工程と、
前記非同期像に基づいて、ある値以上の像強度を有する箇所の数を取得する工程と、
前記箇所の数に基づいて像強度の閾値を決定する工程と、
前記マスク基板を載置したステージの走査と前記マスク基板の像を取得するTDIカメラの電荷転送とを同期させた同期状態で、前記マスク基板の同期像を取得する工程と、
前記同期像に基づいて、前記閾値以上の像強度を有する箇所を欠陥と判定する工程と、
を備えたことを特徴とするマスク基板の欠陥検査方法。
Acquiring an asynchronous image, which is a stretched image of the mask substrate, in an asynchronous state in which the scanning of the stage on which the mask substrate is placed and the charge transfer of the TDI camera that acquires the image of the mask substrate are not synchronized.
Obtaining a number of locations having an image intensity greater than a certain value based on the asynchronous image;
Determining an image intensity threshold based on the number of locations;
Obtaining a synchronized image of the mask substrate in a synchronized state in which the scanning of the stage on which the mask substrate is placed and the charge transfer of the TDI camera that obtains the image of the mask substrate are synchronized;
A step of determining a defect having an image intensity equal to or higher than the threshold based on the synchronous image as a defect;
A defect inspection method for a mask substrate, comprising:
前記像強度の閾値は、前記マスク基板の一定領域内における前記箇所の数が所定数よりも少なくなるときの像強度として求められる
ことを特徴とする請求項1に記載のマスク基板の欠陥検査方法。
2. The defect inspection method for a mask substrate according to claim 1, wherein the threshold value of the image intensity is obtained as an image intensity when the number of the locations in a certain area of the mask substrate is smaller than a predetermined number. .
前記マスク基板は、マスクブランクである
ことを特徴とする請求項1に記載のマスク基板の欠陥検査方法。
The defect inspection method for a mask substrate according to claim 1, wherein the mask substrate is a mask blank.
前記マスク基板は、EUV露光用のマスクブランクである
ことを特徴とする請求項3に記載のマスク基板の欠陥検査方法。
The defect inspection method for a mask substrate according to claim 3, wherein the mask substrate is a mask blank for EUV exposure.
前記同期像及び前記非同期像は、暗視野光学系を用いて取得される
ことを特徴とする請求項1に記載のマスク基板の欠陥検査方法。
The defect inspection method for a mask substrate according to claim 1, wherein the synchronous image and the asynchronous image are acquired using a dark field optical system.
マスク基板を載置するステージと、
前記ステージに載置されたマスク基板の像を取得するTDIカメラと、
前記ステージの走査と前記TDIカメラの電荷転送とを同期させない非同期状態で、前記マスク基板の引き伸ばされた像である非同期像を取得する非同期像取得部と、
前記非同期像に基づいて、ある値以上の像強度を有する箇所の数を取得する箇所数取得部と、
前記箇所の数に基づいて像強度の閾値を決定する閾値決定部と、
前記ステージの走査と前記TDIカメラの電荷転送とを同期させた同期状態で、前記マスク基板の同期像を取得する同期像取得部と、
前記同期像に基づいて、前記閾値以上の像強度を有する箇所を欠陥と判定する欠陥判定部と、
を備えたことを特徴とするマスク基板の欠陥検査装置。
A stage on which the mask substrate is placed;
A TDI camera for acquiring an image of a mask substrate placed on the stage;
An asynchronous image acquisition unit that acquires an asynchronous image that is an enlarged image of the mask substrate in an asynchronous state in which the scanning of the stage and the charge transfer of the TDI camera are not synchronized;
Based on the asynchronous image, a location number acquisition unit that acquires the number of locations having an image intensity equal to or greater than a certain value;
A threshold value determination unit for determining a threshold value of the image intensity based on the number of the points;
A synchronized image acquisition unit that acquires a synchronized image of the mask substrate in a synchronized state in which scanning of the stage and charge transfer of the TDI camera are synchronized;
A defect determination unit that determines, as a defect, a portion having an image intensity equal to or higher than the threshold based on the synchronous image;
A defect inspection apparatus for a mask substrate, comprising:
請求項3に記載の方法によって検査されたマスクブランクを用いてフォトマスクを製造する
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
A photomask is manufactured using the mask blank inspected by the method according to claim 3.
請求項7に記載の方法によって製造されたフォトマスクを用いて半導体装置を製造する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A semiconductor device is manufactured using the photomask manufactured by the method of Claim 7. The manufacturing method of the semiconductor device characterized by the above-mentioned.
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