JPH0621778B2 - Mask defect inspection method - Google Patents

Mask defect inspection method

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JPH0621778B2
JPH0621778B2 JP58207051A JP20705183A JPH0621778B2 JP H0621778 B2 JPH0621778 B2 JP H0621778B2 JP 58207051 A JP58207051 A JP 58207051A JP 20705183 A JP20705183 A JP 20705183A JP H0621778 B2 JPH0621778 B2 JP H0621778B2
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JP
Japan
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mask
defect
defect inspection
pattern
inspection method
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貞夫 佐々木
俊昭 篠崎
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/227Measuring photoelectric effect, e.g. photoelectron emission microscopy [PEEM]

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、LSIの製造等に使用されるマスクの欠陥の
有無及びパターンの正否を検査するマスク欠陥検査方法
に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a mask defect inspection method for inspecting the presence or absence of a defect in a mask used for manufacturing an LSI or the like and the correctness of a pattern.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

従来、フォトマスク等に形成されたパターンの検査を行
うマスク欠陥検査方法においては、マスクの一主面に光
(通常その波長は0.4〜0.7μメ-トル)を照射し、パ
ターンの有無に対応する透過光量を検出して、上記マス
クの欠陥の有無及びパターンの正否を検査している。実
際には、マスクを光照射方向と直交する面内で平行移動
し、このとき検出される走査信号(第1の走査信号)と
パターン形成の際に用いられる設計データに基づいて得
られる走査信号(第2の走査信号)とを比較照合して上
記検査を行うようにしている。
Conventionally, in a mask defect inspection method for inspecting a pattern formed on a photomask or the like, the main surface of the mask is irradiated with light (usually, its wavelength is 0.4 to 0.7 μm) to form a pattern. The amount of transmitted light corresponding to the presence / absence is detected, and the presence / absence of a defect in the mask and the correctness of the pattern are inspected. Actually, the mask is moved in parallel in the plane orthogonal to the light irradiation direction, and the scanning signal (first scanning signal) detected at this time and the scanning signal obtained based on the design data used in the pattern formation. The above-mentioned inspection is performed by comparing and collating with (the second scanning signal).

ところで、この種のマスク欠陥検査方法では、マスクを
透過した光の干渉や回折等のために、1[μm]内外の
欠陥の検出が略限界である。いわゆるステッパと呼ばれ
る光学的な縮小投影露光装置では、マスクの像を光学的
に1/5〜1/10に縮小してウェーハを露光するの
で、この程度の欠陥が検出できれば十分であった。しか
し、1[μm]以下の線幅を持つ超LSIの開発が指向
されるに伴い、X線,電子ビーム或いはイオンビームを
用いてパターンの転写を行うことが期待されている。こ
れらの転写技術では縮小転写は極めて難しく、必然的に
等倍転写ということになる。従って、従来の同様なレベ
ルでの欠陥検出を考えると、0.1〜0.2[μm]の
欠陥検出が要求される。しかしながら、このような検出
精度は光を用いた従来方法では困難であった。
By the way, in this type of mask defect inspection method, detection of defects within 1 [μm] is almost limited due to interference and diffraction of light transmitted through the mask. An optical reduction projection exposure apparatus called a so-called stepper exposes the wafer by optically reducing the image of the mask to 1/5 to 1/10. Therefore, it is sufficient to detect such a defect. However, as the development of a VLSI having a line width of 1 [μm] or less is directed, it is expected that a pattern is transferred using X-ray, electron beam or ion beam. With these transfer technologies, reduction transfer is extremely difficult, and therefore inevitably, equal-size transfer is performed. Therefore, considering the conventional defect detection at the same level, the defect detection of 0.1 to 0.2 [μm] is required. However, such detection accuracy is difficult in the conventional method using light.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、1[μm]以下の微細な欠陥をも検出
することができ、X線転写や電子ビーム転写等に用いら
れるマスクの欠陥検査に有効なマスク欠陥検査方法を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a mask defect inspection method that can detect even fine defects of 1 [μm] or less and is effective for defect inspection of masks used for X-ray transfer, electron beam transfer, and the like. is there.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明の骨子は、光の代りに電子を用いて欠陥検査を行
い、光の回折や干渉等に起因する検出精度の低下を防止
することにある。
The essence of the present invention is to perform a defect inspection using electrons instead of light to prevent a decrease in detection accuracy due to light diffraction or interference.

即ち本発明は、エネルギービーム露光等に使用されるマ
スクの欠陥を検査する方法において、上記マスクのパタ
ーン形成面側に、光の照射により電子を放出する光電膜
等の被膜を被着したのち、上記マスクのパターン形成面
と反対側に光ビームを照射し、上記パターンの有無によ
り異なる透過ビーム量によって励起される前記被膜から
の電子線を検出し、この検出結果に応じて前記マスクの
欠陥を検査するようにした方法である。
That is, the present invention, in a method for inspecting a defect of a mask used for energy beam exposure or the like, after depositing a film such as a photoelectric film that emits electrons by irradiation of light on the pattern forming surface side of the mask, Irradiate a light beam on the side opposite to the pattern forming surface of the mask, and detect the electron beam from the coating film excited by the transmitted beam amount that differs depending on the presence or absence of the pattern, and detect defects in the mask according to the detection result. It is the method that was inspected.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、従来の方法では不可能であったサブミ
クロン以下の領域で必要な欠陥の検査を行うことができ
る。このため、X線転写や電子ビーム転写等に用いられ
るマスクの欠陥検査に極めて有効である。また、電子ビ
ーム転写用マスクのように光電膜が必須のものについて
は、光電膜を含めた欠陥検査を行なうことができる。
According to the present invention, necessary defects can be inspected in a submicron region or less, which is impossible with the conventional method. Therefore, it is extremely effective for defect inspection of masks used for X-ray transfer, electron beam transfer and the like. Further, for an electron beam transfer mask that requires a photoelectric film, a defect inspection including the photoelectric film can be performed.

〔発明の実施例〕Example of Invention

第1図は本発明の一実施例方法に使用したマスク欠陥検
査装置を示す概略構成図である。図中1は後述するマス
ク2を載置した試料台であり、この試料台1は回転可能
なθテーブル1a,X方向(紙面左右方向)に移動可能
なXテーブル1b及びY方向(紙面上下方向)に移動可
能なYテーブル1cから構成されている。これらのテー
ブル1a,1b,1cは、計算機3から指令を受けたテ
ーブル駆動制御回路4及びそれぞれの駆動回路5a,5
b,5cにより、それぞれ移動される。そして、試料台
1の移動位置は、レーザ干渉計6及び位置回路7により
測定されるものとなっている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a mask defect inspection apparatus used in an embodiment method of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a sample table on which a mask 2 to be described later is placed. The sample table 1 is a rotatable θ table 1a, an X table 1b movable in the X direction (left and right direction on the paper) and a Y direction (vertical direction on the paper surface). ) Is movable to the Y table 1c. These tables 1a, 1b, 1c are composed of the table drive control circuit 4 and the respective drive circuits 5a, 5 which have received a command from the computer 3.
b and 5c, respectively. The moving position of the sample table 1 is measured by the laser interferometer 6 and the position circuit 7.

一方、試料台1の上方にはX線を発生する光源8が配置
されており、この光源8から放射されたX線(エネルギ
ービーム)は試料台1上に載置された前記マスク2に照
射される。ここで、マスク2はX線転写や電子ビーム露
光等に使用されるもので、第2図に示す如く合成石英等
のガラス板2aの下面にクロム等のパターン2bを被着
して形成されている。そして、上記マスク2の下面に
は、光ビーム照射により光電子を放出する光電膜(被
膜)9が被着されるものとなっている。従って、上記X
線照射によりマスク2からはそのパターンに応じた光電
子が放出されることになる。マスク2の光電膜9から放
出された光電子はシンチレータやP−Nジャンクション
を用いた電子検出器10及び信号検出回路11等により
検出される。ここで、上記X線照射と共に試料台1を連
続移動させることにより、信号検出回路11ではマスク
2のパターンに対応した走査信号(第1の走査信号)が
検出される。そして、この検出信号は、描画回路12に
より上記パターンを形成する際の設計データに基づいて
発生された走査信号(第2の走査信号)と共に、欠陥判
定部13に供給される。欠陥判定部13は前記位置回路
7からの位置データに基づいて上記第1及び第2の走査
信号を比較照合し、これらが異なるとき欠陥ありと判定
するものとなっている。
On the other hand, a light source 8 for generating X-rays is arranged above the sample table 1, and the X-rays (energy beam) emitted from the light source 8 are applied to the mask 2 placed on the sample table 1. To be done. Here, the mask 2 is used for X-ray transfer, electron beam exposure, etc., and is formed by depositing a pattern 2b of chrome or the like on the lower surface of a glass plate 2a of synthetic quartz or the like as shown in FIG. There is. Then, on the lower surface of the mask 2, a photoelectric film (coating) 9 that emits photoelectrons upon irradiation with a light beam is applied. Therefore, the above X
By the line irradiation, photoelectrons corresponding to the pattern are emitted from the mask 2. Photoelectrons emitted from the photoelectric film 9 of the mask 2 are detected by an electron detector 10 using a scintillator or a P-N junction, a signal detection circuit 11, and the like. Here, by continuously moving the sample stage 1 together with the X-ray irradiation, the signal detection circuit 11 detects the scanning signal (first scanning signal) corresponding to the pattern of the mask 2. Then, this detection signal is supplied to the defect determination section 13 together with the scanning signal (second scanning signal) generated based on the design data when the drawing circuit 12 forms the pattern. The defect determination unit 13 compares and collates the first and second scanning signals based on the position data from the position circuit 7, and determines that there is a defect when they are different.

なお、第1図中14はX線を偏向走査するための偏向
器、15は光軸方向に磁界を印加するための集束コイ
ル、16は前記試料台1,光源8,電子検出器10及び
偏向器14等を収容する真空容器をそれぞれ示してい
る。
In FIG. 1, 14 is a deflector for deflecting and scanning X-rays, 15 is a focusing coil for applying a magnetic field in the optical axis direction, 16 is the sample stage 1, the light source 8, the electron detector 10 and the deflector. A vacuum container for housing the container 14 and the like is shown.

次に、上記構成の装置を用いたマスク欠陥検査方法につ
いて説明する。まず、被検査用のマスク2を用意し、こ
のマスク2のパターン形成面側にCsIからなる光電膜
9を蒸着等の手法で被着する。そして、上記マスク2を
そのパターン形成面側を下にして前記試料台1上に載置
する。なお、上記光電膜9は検査後不要であれば、周知
の方法により容易に除去することができる。次いで、マ
スク2の上面側にスポット状に集束したX線を照射する
と、マスク2のパターンの有無に応じて透過ビーム量が
変化し、この透過ビーム量に応じて光電膜9から光電子
が放出される。即ち、マスク2からそのパターンの有無
に応じて光電子が放出されることになる。マスク2の光
電膜9から放出された光電子は前記集束コイル15によ
る光軸方向の磁界及び光軸方向の電界により集束され、
光軸に添って直進し電子検出器10に入射する。ここ
で、試料台1を例えばX方向に連続移動すると共にY方
向にステップ移動すれば、前記信号検出回路11ではマ
スク2のパターンに応じた第1の走査信号が検出される
ことになる。そして、この走査信号は従来一般的なマス
ク欠陥検査装置と同様に欠陥判定部13により第2の走
査信号と比較照合され、これによりマスク2の欠陥の有
無及びパターンの正否が検査されることになる。
Next, a mask defect inspection method using the apparatus having the above configuration will be described. First, a mask 2 to be inspected is prepared, and a photoelectric film 9 made of CsI is deposited on the pattern forming surface side of the mask 2 by a method such as vapor deposition. Then, the mask 2 is placed on the sample table 1 with its pattern forming surface side facing down. If the photoelectric film 9 is unnecessary after the inspection, it can be easily removed by a known method. Next, when the upper surface of the mask 2 is irradiated with spot-shaped focused X-rays, the amount of transmitted beam changes depending on the presence or absence of the pattern on the mask 2, and photoelectrons are emitted from the photoelectric film 9 in accordance with the amount of transmitted beam. It That is, photoelectrons are emitted from the mask 2 depending on the presence or absence of the pattern. The photoelectrons emitted from the photoelectric film 9 of the mask 2 are focused by the magnetic field in the optical axis direction and the electric field in the optical axis direction by the focusing coil 15,
It goes straight along the optical axis and enters the electron detector 10. Here, if the sample table 1 is continuously moved in the X direction and stepwise moved in the Y direction, the signal detection circuit 11 detects the first scanning signal corresponding to the pattern of the mask 2. Then, this scanning signal is compared and collated with the second scanning signal by the defect determining section 13 as in the conventional general mask defect inspecting apparatus, whereby the presence or absence of defects in the mask 2 and the correctness of the pattern are inspected. Become.

そしてこの場合、欠陥検査のためにマスク2から放出さ
れるのは電子であり、光等の場合と異なり干渉や回折等
の不都合が生じることはない。このため、欠陥検出精度
の大幅な向上をはかり得る。本発明者らの実験によれ
ば、1[μm]以下の微細な欠陥をも十分に検出可能で
あることが判明した。従って、X線転写や電子ビーム転
写に使用されるマスクの欠陥検査に極めて有効である。
さらに、電子ビーム転写用のマスクのように光電膜が必
須のものについては、光電膜を含めた欠陥検査が可能と
なる。また、本実施例方法に用いる装置は、従来の光学
的なマスク欠陥検査装置の検出光学系、即ち光源や検出
器等を改良するのみで容易に実現できるという利点があ
る。
In this case, the electrons emitted from the mask 2 for the defect inspection do not cause inconvenience such as interference and diffraction unlike the case of light or the like. Therefore, the accuracy of defect detection can be significantly improved. According to the experiments conducted by the present inventors, it was found that even minute defects of 1 [μm] or less can be sufficiently detected. Therefore, it is extremely effective for defect inspection of masks used for X-ray transfer and electron beam transfer.
Further, for a mask such as an electron beam transfer mask in which a photoelectric film is essential, a defect inspection including the photoelectric film can be performed. Further, the apparatus used in the method of this embodiment has an advantage that it can be easily realized only by improving the detection optical system of the conventional optical mask defect inspection apparatus, that is, the light source and the detector.

本発明方法に使用するは装置前記第1図に示す構造に何
等限定されるものではなく、適宜変更可能である。例え
ば、通常の電子ビーム転写装置にスポット状ビーム照射
機能及び欠陥判定機能等を付加し、これを用いて本発明
の欠陥検査方法を行うことも可能である。その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施するこ
とができる。
The device used in the method of the present invention is not limited to the structure shown in FIG. 1 and may be modified as appropriate. For example, it is possible to add a spot-shaped beam irradiation function, a defect determination function, and the like to an ordinary electron beam transfer device, and use the defect irradiation function of the present invention. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例方法に使用したマスク欠陥検
査装置を示す概略構成図、第2図は上記実施例方法を説
明するための模式図、である。 1……試料台、2……被検査マスク、2a……ガラス
板、2b……マスクパターン、3……計算機、4……テ
ーブル駆動制御回路、5a,5b,5c……テーブル駆
動回路、6……レーザ干渉計、7……位置回路、8……
光源(エネルギービーム放射源)、9……光電膜(被
膜)、10……電子検出器、11……信号検出回路、1
2……描画回路、13……欠陥判定部、14……回転ミ
ラー。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a mask defect inspection apparatus used in an embodiment method of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the embodiment method. 1 ... Sample stage, 2 ... Mask to be inspected, 2a ... Glass plate, 2b ... Mask pattern, 3 ... Computer, 4 ... Table drive control circuit, 5a, 5b, 5c ... Table drive circuit, 6 ...... Laser interferometer, 7 …… Position circuit, 8 ……
Light source (energy beam radiation source), 9 ... Photoelectric film (coating), 10 ... Electron detector, 11 ... Signal detection circuit, 1
2 ... Drawing circuit, 13 ... Defect determination unit, 14 ... Rotating mirror.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マスクのパターン形成面側に光の照射によ
り電子を放出する光電膜を被着したのち、上記マスクの
パターン形成面と反対側に光ビームを照射し、上記パタ
ーンの有無により異なる透過ビーム量によって励起され
る前記光電膜からの電子線を検出し、この検出結果に応
じて前記マスクの欠陥を検査することを特徴とするマス
ク欠陥検査方法。
1. A pattern formation surface of a mask is coated with a photoelectric film that emits electrons by irradiation of light, and then a light beam is irradiated on the side opposite to the pattern formation surface of the mask, depending on the presence or absence of the pattern. A method for inspecting a mask defect, which comprises detecting an electron beam from the photoelectric film excited by the amount of a transmitted beam, and inspecting a defect in the mask according to the detection result.
【請求項2】前記マスクに照射する光ビームとしてX線
を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
マスク欠陥検査方法。
2. The mask defect inspection method according to claim 1, wherein an X-ray is used as a light beam for irradiating the mask.
【請求項3】前記光電膜として、CsIを用いたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマスク欠陥検査
方法。
3. The mask defect inspection method according to claim 1, wherein CsI is used as the photoelectric film.
JP58207051A 1983-11-04 1983-11-04 Mask defect inspection method Expired - Lifetime JPH0621778B2 (en)

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