JPS61287122A - マスク検査方法 - Google Patents

マスク検査方法

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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】 〔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検査方法に関
する。
（発明の技術的背景とその問題点） 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、マスクの一生面に光
（通常その波長は０．４〜０．７μｍ）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第１の走査信号（検出信号）と
パターン形成の際に用いられる設計データに基いて得ら
れる第２の走査信号（基準信号）とを比較照合して上記
検査を行うようにしている。
ところで、この種の検査方法では、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。所謂ステッパと称される光学的な縮小
投影露光装置では、マスクの像を光学的に１７５〜１／
１０に縮小してウェハを露光するので、この程度の欠陥
が検出できれば十分であった。
しかしながら、近年、１［μｙｎ］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云うことに
なる。従って、０．１〜０．２［μＴｒＬ］の欠陥検出
及び寸法制御が要求される。ところが、このような検出
精度を得ることは、光を用いた従来方法では困難であっ
た。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、１［μ乳〕以下の微細な欠陥及び寸法
誤差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検査等に有効なマスク検査方
法を提供することにある。
〔発明の概要］ 本発明の骨子は、光の代わりに電子を用いてパターンの
欠陥検査等を行い、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。
即ち本発明は、パターン転写に供されるマスクのパター
ン精度或いは欠陥の有無等を検査するマスク検査方法に
おいて、パターン形成面側にエネルギービーム照射によ
り電子を放出する被膜が被着されたマスクのパターン形
成面と反対側からエネルギーご−ムを照射し、このビー
ム照射により上記パターンに基く透過ビームによって前
記被膜から放出された電子線を投影電子光学系に導いて
上記パターンの電子線像を検出器上に投影結像させると
共に、該電子線を偏向手段により偏向して上記検出器上
に結像される電子線像の位置を制御し、上記検出器によ
り得られる検出信号を処理することにより、パターンの
寸法測定或いは前記パターンの設計データに基く基準信
号と比較照合するようにした方法である。
〔発明の効果〕
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パターン寸法や欠陥の検査を高精度
で行うことができる。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パターン寸法や欠陥の検査
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、光電膜を含めた検査を行うことができ
ることは云うまでもない。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
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（紙面表裏方向）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、ｉｂ、ＩＣ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。
一方、試料台１の上方には、紫外線を発生する光ａ８が
配置されており、この光８１８から放射された紫外線（
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、例えば電子ビ
ーム転写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、上記スマク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
紫外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（電子線）が放出されることになる。
マスク２の光電１１１９から放出された電子線は、加速
電極１８によって所定エネルギーに加速された後、拡大
投影電子光学系１７及び偏向器１６を経て検出器１０上
に至り、これにより検出器１０上にはマスク２の拡大電
子線像が投影結像される。
検出器１０は、シンチレータやＰ−Ｎジャンクション等
からなるもので、その検知信号は信号検出回路１１によ
り検出される。ここで、上記紫外線照射と共に偏向器１
６により電子線を偏向することにより、信号検出回路１
１ではマスク２の小領域（例えば１チツプ）のパターン
に対応した検出信号が得られる。また、試料台１を移動
させることにより、マスク２の全領域のパターンに対応
した検出信号を得ることが可能となっている。
信号検出回路１１の検出信号は、パターン変換回路１２
により上記パターンを形成する際の設計データに基いて
発生された信号（基準信号）と共に、比較回路１３に供
給される。比較回路１３は、前記位置回路７からの位置
信号に基いて上記検出信号及び基準信号を比較照合し、
パターン寸法の計測及び欠陥の判定を行うものである。
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Ｃｓｌからなる光電膜
９を蒸着等の手法で被着する。電子ビーム転写用のマス
クの如く上記光１！膜が予め被着されているものについ
ては、この工程は不要である。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Ｉ
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の上面側に紫外線を照射すると、マス
ク２のパターンに応じて透過ビーム分布が変化し、この
透過ビーム分布に応じて光電膜９から光電子が放出され
る。即ち、マスク２からそのパターンに応じて電子線が
放出されることになる。
マスク２の光電膜９から放出された電子線は、第３図に
示す如く前記加速電極１８で所定のエネルギーを得た後
、前記拡大投影電子光学系１７によって検出器１０上に
マスク２の拡大電子線像を結像し、電子線の一部が検出
器１０に入射する。
ここで、電子線を例えばＹ方向に走査偏向しつつ、試料
台１を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の全領域
に対する拡大パターンに応じた検出信号が検出されるこ
とになる。そして、この検出信号は、従来一般的なマス
ク欠陥検査装置と同様に比較回路１．３により基準と比
較照合され、これによりマスク２の欠陥の有無、パター
ンの正否或いはパターン寸法が検査されることになる。
そしてこの場合、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仮に大倍率の拡大
投影結像を行っても、干渉や回折等の不都合が生じるこ
とはない。このため、検出精度の大幅な向上をはかり得
る。本発明者等の実験によれば、１［μＴｒＬ］以下の
微細な欠陥或いは０．１［μｙｙｔｌ以下の微細な寸法
誤差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検査装置に偏向器１６
や拡大投影電子光学系１７等を付加するのみで、容易に
実現できると云う利点がある。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記マスクに照射するエネルギービームと
しては、紫外線の代わりにＸ線を用いることも可能であ
る。この場合、第１図に示す紫外線光源の代わりにＸ線
源を用いればよい。
さらに、マスクに照射するビームは紫外線やＸ線等に限
るものではなく、電子ビームやイオンビーム、その他の
エネルギービームを用いることが可４　　能である。ま
た、マスクのパターン形成面側に被着する被膜は光電膜
に限るものではなく、エネルギービーム照射により電子
を放出するものであればよい。また、本発明方法に使用
する装置は前記第１図に示す構造に回答限定されるもの
ではなく、適宜変更可能である。例えば、通常の電子ビ
ーム転写装置に検出機構及び判定機能等を付加し、これ
を用いて本発明の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。
【図面の簡単な説明】
第１因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図は上記装置に用いたマ
スクの具体的構造を示す断面図、第３図は上記実施例方
法の作用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・・・検出器、１１・・
・信号検出回路、１２・・・パターン変換回路、１３・
・・比較回路、１４・・・パターンデータ、１５・・・
偏向回路、１６・・・偏向器、１７・・・拡大投影電子
光学系、１８・・・加速電極。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）パターン形成面側にエネルギービーム照射によっ
    て電子を放出する被膜が被着されたマスクに対し、その
    パターン形成面と反対側からエネルギービームを照射す
    る工程と、上記ビーム照射により前記パターンに基く透
    過ビームによって前記被膜から放出された電子線を投影
    電子光学系に導いて上記パターンの電子線像を検出器上
    に投影結像させると共に、該電子線を偏向手段により偏
    向して上記検出器上に結像される電子線像の位置を制御
    する工程と、上記検出器により得られる検出信号を処理
    して前記マスクのパターン精度或いは欠陥の有無を検査
    する工程とを含むことを特徴とするマスク検査方法。
  2. （２）前記マスクのパターン精度或いは欠陥の有無を検
    査する工程として、前記検出信号と前記パターンの設計
    データに基く基準信号とを比較照合することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載のマスク検査方法。
  3. （３）前記エネルギービームとして紫外線を用い、前記
    被膜としてＣｓＩを用いたことを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載のマスク検査方法。
  4. （４）前記投影電子光学系として、拡大投影電子光学系
    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
    マスク検査方法。
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