JPH0191418A - マスク検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＸ線リトグラフィに関してはマスクがＸ線不透
過区域の形状の構造をかつ粒子、とくにイオンビームリ
トグラフィに関してはマスクが透過の形状の構造を備え
ているＸ線リトグラフィまたは、粒子とくにイオンビー
ムリトグラフィ用のマスク検査装置及び方法に関する。

〔従来の技術〕

リトグラフィに利用されるマスクの欠陥を、詳しくは欠
陥の場所および欠陥の種類により識別する可能圧が要求
される。これを達成するために、冒頭に述べた種類の装
置においては、検査ビーム、とくに粒子ビーム、例えば
精確に焦点合せされた電子またはイオンビーム用投射装
置のビーム通路に、貫通孔を備え、好ましくは検査すべ
きマスク用の座標台として形成されかつ／または場合に
よっては回転可能な収容台として配置され、そして金具
通孔の下に、収容台に横たわっているマスクのＸ線透過
区域または開口を貫通している検査ビームから生じる２
次量子または２次ビーム用エミッタ面、および該エミッ
タ面から生じる２次量子またはエミッタ面から生じる２
次ビーム用の検出器が配置され、そして該検出器の信号
が、場合によっては変調後、画像記憶装置に供給可能で
あることが提案される。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明による装置においては、粒子ビーム用マスクが検
査ビームによって走査されることができる。とくに、精
確に焦点合せされた電子またはイオンビームに適する。

ビーム通路は例えば、走査が行われることができる電子
顕微鏡内に形成されることができる。このマスク走査は
、検査装置によって可能な制御範囲（数ｍｍ”）におい
て行われ、そのさい、この制御範囲は、検査ビームが高
められた解像により利用されるとき小さくなる。

マスク薄片（例えば５０ｍｒｎＸ５０ｍｍ）の完全な検
査は漸進移動によって、場合によってはレーザ制御座標
台として形成された収容台を介して行われることができ
る。

マスクを介して走査される検査ビーム（焦点合せされた
電子ビームまたはイオンビーム）はそのエネルギにおい
て、Ｘ線マスクの場合にマスク薄片区域を貫通すること
ができるように調整されるが、吸収層（例えば約１μｍ
の厚さの金またはタングステン）において顕著な減衰が
知られまたはこのマスクの薄片の範囲において通過不能
であるように抑制される。電子またはイオンビームリト
グラフィ用マスク薄片の検査の場合においては、構造開
口を有する薄片の検査に関する。検査ビームのエネルギ
はこの場合に、検査ビームがマスク薄片を通過すること
ができないが、マスク薄片の開口を通って妨げられずに
到達するように調整される。両者の場合においてマスク
を通過する検査ビームは精確な位置上方かつまた走査さ
れたマスク構造区域についての情報を含んでいる。

本発明による装置によって、２次量子を介してまたは２
次ビームを介して検査されたマスクの透過光像が維持さ
れ、マスク上で照明画像に比してマスク外観がとくにそ
の輪郭に関連して実施上より明瞭に識別可能であり、そ
のさい透過光像は画像記憶装置に記録される。

本発明の重要な利点は、検査がすでに存在する装置によ
り僅かな改造のみで実施されるこができるということに
ある。検査ビームとしては、電子の利用において、すで
に述べたように、電子ＷＱ　６１鏡が結果として生じた
。加えて、欠陥の確認のためにマスク構造の位置精度が
、検査が電子書き込み装置において、またマスク構造の
書き込みのために利用するような装置において実施され
ることができるように検査される。

検査ビームの選択および検査ビームのエネルギの選択は
、とくに開口を有するマスク薄片の検査において、マス
ク薄片の目的により合せられる。

例えばイオン投射リトグラフィにおいて開口を有するマ
スク薄片は５ＫｅＶのエネルギを有するイオンビームに
よって照射され、そこで、検査のために電子ビームを利
用するのが目的に合うことが照明され、このエネルギは
、検査ビームの電子の到達距離がマスクの利用において
イオン投射リトグラフィに利用されるイオンの到達範囲
にほぼ対応するように調整される。この方法で構造伝達
方法において重要である各欠陥が検出される。

イオンビームリトグラフィの場合において、検査のため
にリトグラフィと同一の種類およびエネエルギのイオン
を利用し、そこでリトグラフィにおいてもまた重要であ
る不均一性が他のリトグラフィに際してと同様に実施例
されるので模写される。

本発明による装置の好適な形成は、エミッタ面がとくに
貴金属のごとき高質量数を有する薄層、例えば金薄層と
して、ケイ素からなるウェハから形成されることによっ
て特徴ずけられる。ケイ層ウェハは収容台として接続さ
れるホルダ上に固着される。エミッタ面としての貴金属
上層はと（に高い２次電子放出係数によって際立ってい
る。

欠陥の種類に確認は、本発明の他の形成において、透過
光受容に加えてまた関し受容が実施されることができる
ことによって容易にされることができる。このことは１
、走査電子顕微鏡においてもまた普通であるように、本
発明の他の形成において、マスクの収容台のエミッタ面
と離れた側にマスクから出る２次量子または２次ビーム
用の他の検出器（照明検出器）が配置されかつこの検出
器が他の画像記憶装置に信号を付与する場合に達成され
る。

監視画像と検査画像との間に存する確認し得る差違に基
づいて、欠陥の種類が塵の粒子がマスク上に堆積したこ
とによって欠陥指示が行われるかまたは実際に突出部が
孔壁にまた孔を完全に横切るブリッジ内に存するかづお
かについて推量されることができる。

粒子ビームのエネルギの変化により同様に欠陥の種類を
確認することができる。これは材料の強度の決定を介し
て迂回路上で行われる。高エネルギビームは、すなわち
低エネルギビームより大きな材料強度を達成することが
できる。そこで、例えば塵粒子は低エネルギに関連する
ビームから達成されかつｌ光内に現れない。しかしなが
ら、同一エネルギのビームは材料ブリッジを達成せず、
それによりマスク開口の結像中に、関連する位置におい
て材料ブリッジが存することがＧＷ　Ｌ’Ｑされること
ができる。

マスクのより小さな欠陥は装置自体にいて修復されるこ
とができる。このために、本発明の他の形成において貴
ガス銃、とくにアルゴン銃が使用され、該銃は収容台の
エミッタ面から離れた側に配置されかつ収容台の貫通孔
に対して向けられる。

欠陥の種類を確認する他の可能性は、本発明の対象の好
適な実施例においてマスク収容台とエミッタ面との間の
範囲に配置されかつ収容台の貫通孔に対して向けられる
Ｘ線検出器の追加の使用からなる。このようなＸ線検出
器はとくに測定された欠陥の化学的組成についての帰納
的推理を可能にする。

本発明による装置によって、又汚染は、負荷発生をマス
ク上に引き起こしかつその場合にチップ上の画像の局部
的ゆがみを導く薄い層によって識別されることができる
。このような欠陥は、フォトンが導入および非謹人材料
間で区別することができないので、フォトンを使用する
装置によって識別されることができない。さらに、粒子
ビームはフォトンの利用に際して発生する屈曲のために
より以上に観察されることができない精密な構造の検査
を許容する。それによりサブミクロン領域の誤差を確認
することができる。

位置情報はレーザ干渉計を有する座標台（ｘ−ｙ台）に
よって維持されることができる。その際、基準点は測定
用の出力点（座標系の出力点）を画成する。ここでは基
準点としてアライメントマークを使用することができる
。

まず第１に、粗い台移動によりマスクの基準マークが検
査装置の画像領域に持ち来されかつ測定された座標がゼ
ロ点として定義される。画像領域の大きさは走査幅±Δ
×および±Δｙによって付与され、その結果１つのかつ
その台位置において面２Δ×・２Δｙにおいてビームに
よって走査され、それにより検出器を介して記録が画像
記憶装置において行われる。結果は、マスク構造の画像
（例えばｌブリッジまたはグリッド）を示す。

画像記憶装置内にすでに記録された利用可能な画像の走
査によって得られた記憶装置内の実像との比較によって
欠陥の座標は大きく４ΔＸ・Δｙの領域に維持される。

マスク全体を検査するために、マスク領域は大きさ４Δ
×・Δｙの部分領域によって覆われる。

欠陥のその都度の実際の座標は台の座標および粒子ビー
ム装置の画像記憶装置座標からベクトル合計として生じ
る。欠陥位置の座標の実際の座標はデータ支持体、例え
ばテープ上に記録されかつその場合に欠陥位置の発見の
ために修復装置において利用されることができる。

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

〔実施例〕

図面において、符号２によりマスクが示され、該マスク
は図示実施例において、それらの間に実際のマスク薄片
１６が緊張される２つの支持体１４．１５からなる。マ
スク薄片は貫通孔１によって形成されかつ薄片１６上に
異なる形状を有する構造を備えている。電子顕微鏡のビ
ーム通路内には検査すべきマスク２用の収容台４が配置
される。

この収容台４はイオンビームがマスクの開口１を通過し
た後、イオンビームの通過のための貫通孔３を備えてい
る。マスク２はその下方支持体１５により台４のＵ形状
に形成された′ｕ、置而１面上に載置可能である。該載
置面１７は盾部１８を介して台４の上面１９によって配
置される。収容台４の貫通孔３の下には２次ビーム６用
のエミッタ面５が配置される。この２次ビームはマスク
薄片１６の貫通孔１をかつエミッタ面５上に現れるビー
ム２１によって得られる。２次ビーム６の入力領域には
２次ビーム用検出器７が配置される。この検出器７は画
像記憶装置に記録のために供給される２次ビームに対応
する信号を供給する。

検出器７によって発生された信号は、画像記憶装置の前
でさらに変調されることができる。エミッタ面５はマス
ク２用の収容台４と、例えばネジ２０によって連結され
るホルダ１２上に配置される。該ホルダ１２上には好ま
しくはケイ素からなるウェハ８が固着され、該ウェハ８
上に金層がエミソだ面の形成のための被覆として塗布さ
れる。

エミッタ面５は平らな面として形成される。

第４図から明らかなように、マスク２の収容台４のエミ
ソた面５と離れた側にはマスク２から出る２次ビーム１
３用の検出器１０が配置されることができる。この検出
器はまた照明方法において作動し、それはその信号を他
の画像記憶装置に付与する。

マスクの欠陥を知見により直接修復することができるよ
うに、収容台４のエミッタ面５から離れた側に貴ガス銃
１１が配置され、該貴ガス銃１１は収容台４０貫通孔３
に対して向けられる。これは材料蓄積として形成された
欠陥を段々にスパッタリングするマスク上に焦点合せさ
れたイオンビームを供給する。台の移動によって、その
場合に処理すべき欠陥が貴ガスイオンビームの作用範囲
に持ち来たされる。

マスク修復の高められた位置精度はイオンビーム装置に
よって達成されることができ、該装置において検査ビー
ムは行われる検査および行われる欠陥確認に応じて、例
えば軽い（例えば水素）および重い（例えばアルゴン）
イオンの種類を供給することができる二重プラズマトロ
ン源が利用されることにより修復ビームによって補償さ
れる。

水素（またはヘリウム）イオン検査ビームによる欠陥の
検査および知見後、修復イオンの種類の変化にしたがっ
て、例えばアルゴンイオンで実施されることができ、そ
のさい、スパッタリング作用を介して過剰のマスク欠陥
範囲が除去されることができる。ピンホール欠陥の修復
はイオンビーム誘起分離によってもたらされることがで
きる。そのさい、ここでまた分離によって望ましくない
被覆された範囲の仕上げは次に定義されるスパッタ損失
によって可能である。このようなイオン光学装置（ＦＩ
ＲＥ：フオー力ソシングされたイオン修復装置）の原理
は雑誌「ソリッド・ステート・テクノロジーＪ　１９８
６年２月発行、第２９巻、第２号、第１１９〜１２６真
に記載されている。

マスクの場合によっては、あり得る欠陥の種類の知見の
ために、本発明の実施例においては、マスク２用の収容
台４とエミッタ面５との間の範囲にＸ線検出器（ＥＤＳ
検出器）９が配置され、該検出器は収容台４の貫通孔に
対して向けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の線Ｉ−■に沿う本発明による装置の断
面図、 第２図は装置からマスクが除去された本発明による装置
の平面図、 第３図は第２図の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う本発明による
装置の実施例を示す断面図である。 第４図は第１図に対して変更された本発明による装置の
実施例を示す断面図である。 符号の説明 １．３・・・貫通孔、 ２・・・マスク ４・・・収容台 ５・・・エミッタ面 ６・・・２次ビーム ７・・・検出器 ８・・・ウェハ ９・・・Ｘ線検出器 １０・・・検出器 １１・・・貴ガス銃 １２・・・ホルダ １３・・・２次ビーム、 １４．１５・・・支持体 １６・・・マスク薄片 １７・・・載置面、 ２１・・・ビーム 図面の浄書

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線リトグラフイーに関してはマスクがＸ線不透
   過区域の形状の構造をかつ粒子、とくにイオンビームリ
   トグラフイーに関してはマスクが透過の形状の構造を備
   えているＸ線リトグラフイーまたは粒子、とくにイオン
   ビームリトグラフイー用のマスク検査装置において、検
   査ビーム、とくに粒子ビーム、例えば精確に焦点合せさ
   れた電子またはイオンビーム用投射装置のビーム通路に
   、貫通孔を備え、好ましくは検査すべきマスク用の座標
   台として形成されかつ／または場合によっては回転可能
   な収容台として配置され、そして台貫通孔の下に、前記
   収容台に横たわっているマスクのＸ線通過区域または開
   口を貫通している検査ビームから生じる２次量子または
   ２次ビーム用エミッタ面、および前記エミッタ面から生
   じる２次量子または前記エミッタ面から生じる２次ビー
   ム用の検査器が配置され、そして前記検出器の信号が、
   場合によっては変調後、画像記憶装置に供給可能である
   ことを特徴とするマスク検査装置。
2. （２）前記エミッタ面は前記マスク用の前記収容台と接
   続されたホルダ上に、好ましくは高質量数を有する薄層
   、例えば貴金属、とくに金薄層として前記ホルダに固定
   したとくにケイ素からなるウェハ上に形成されることを
   特徴とする請求項１に記載のマスク検査装置。
3. （３）前記エミッタ面は平らであることを特徴とする請
   求項１または２に記載のマスク検査装置。
4. （４）前記マスク収容台の前記エミッタ面から離れた側
   には、前記マスクから出ている２次量子または２次ビー
   ム用の他の検出器が配置され、そして、この検出器が他
   の画像記憶装置に信号を付与することを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれか１項に記載のマスク検査装置。
5. （５）前記収容台の前記エミッタ面から離れた側には前
   記収容台の貫通孔に対して向けられた貴ガス銃とくにア
   ルゴン銃が配置されることを特徴とする請求項１ないし
   ４のいずれか１項に記載のマスク検査装置。
6. （６）前記マスク用収容台と前記エミッタ面との間の区
   域には、前記収容台の貫通孔に対して向けられたＸ線検
   出器が配置されることを特徴とする請求項１ないし５の
   いずれか１項記載のマスク検査装置。
7. （７）とくに請求項１ないし６のいずれか１項に記載の
   装置におけるＸ線リトグラフイーまたは粒子ビームリト
   グラフイ用マスク検査法において、検査ビーム、例えば
   焦点合せされたイオンまたは電子ビームが前記マスクを
   介して走査され、そして前記マスクを通過した各ビーム
   の２次ビームまたは２次量子から画像が発生されること
   を特徴とするマスク検査方法。
8. （８）前記検査ビームの電子は、その到達距離が前記マ
   スクがイオン投射リトグラフイにさらされるイオンが加
   速される到達範囲にほぼ等しいように加速されることを
   特徴とするイオン投射リトグラフイ用マスクの検査のた
   めの請求項７に記載のマスク検査方法。
9. （９）検査のため軽いイオン等級、例えば水素イオンが
   放出され、そして前記検査に続いて修復のため、すなわ
   ち材料の除去のため重いイオン等級、例えアルゴンイオ
   ンが放出され、そして場合によっては重いイオンがイオ
   ン源から濾過され、該イオン源が軽い検査イオンおよび
   重い修復イオンを発生することを特徴とする請求項７ま
   たは８に記載のマスク検査法。