JPS63122217A - 微細パタ−ン検査方法 - 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、マスクやレチクル等のパターンを荷電粒子線
を用いて検査する方法に関する。

［従来の技術］ 従来、露光技術によって作製されたマスクやレチクル等
の微細パターンを検査する場合、マスクやレチクルに可
視光や紫外光を照射し、その像をイメージセンサ上に結
像し、該センサで像を検出している。その後、該検出信
号から白黒の２次元マツプを作製し、この２次元マツプ
と設計データとの比較に基づいて、作製されたパターン
の検査を行っている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記比較は、２次元マツプの各画素毎の比較を行う必要
性から、比較する設計データも白黒の２次元マツプ状の
データに置換しなければならない。

該設計データはもともと輪郭線であり、この白黒データ
への置換にはかなりの処理時間が必要となる。又、被検
査パターンがＸ線露光用マスク等のように、微細化して
くると、光照射に基づ〈従来方法では、高い精度での検
査が不可能となる。更に、高い精度での検査を行うため
、被検査材料に電子線を照射し、該照射に基づく反射電
子を検出することによって該被検査パターンの像を得る
ことも考えられるが、高精度の像を得るためには、高密
度で電子線を走査しなければならず、走査時間が長くな
る。更に又、検査の際には、材料の非破壊が望ましいが
、高密度で電子線を走査すると、必然的に材料に照射さ
れるトータルの電流量が多くなり、材料を破壊する恐れ
も生じる。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、短時間
に高い精度で微細なパターン°の検査を行い得る微細パ
ターン検査方法を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に基づく微細パターン検査方法は、被検査パター
ンを有した材料上で荷電粒子線を２次元的に走査する第
１のステップ、該荷電粒子線照射による該材料からの信
号を検出する第１の検出ステップ、該検出信号を該走査
に応じて２次元情報として記憶するステップ、該２次元
情報に基づいて、該材料の特定部分を比較的密に部分的
に走査する第２の走査ステップ、該部分的な走査に基づ
く材料からの信号を検出する第２の検出ステップ、該第
２の検出ステップによって検出された信号に基づいて、
被検査パターンの輪郭部分に沿って比較的密に部分的に
走査する範囲を移動させる移動ステップ、該第２の走査
ステップ、第２の検出ステップ、移動ステップを繰返す
ステップ、該繰返しステップに基づいて、該被検査パタ
ーンの輪郭部分の２次元データを得、それを記憶するス
テップ、該被検査パターンの輪郭部分の２次元データと
予め記憶された２次元比較データとを比較するステップ
より成ることを特徴としている。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を添附図面に基づいて詳述する。

第１図は、本発明に基づく方法を実施するための電子線
検査システムの一例を示しており、１は電子銃、２は収
束レンズ、３は偏向コイル、４は被検査パターンが形成
されたマスク等の材料、５は反射電子検出器、６はｃｐ
ｕ、７は２次元走査回路、８，９は増幅器、１０，１１
．１２．１３は２次元バッファメモリ、１４は画像処理
ユニット、１５は表示装置である。

上述した構成において、検査されるマスク等の材料４が
所定の位置に配置され、ｃｐｕａの指令により、２次元
走査回路７から、比較的広い範囲を粗く走査するための
走査信号が偏向コイル３に供給される。この結果、該材
料４の所定領域が電子線によって粗く走査されることに
なる。該材料への電子線の照射に基づき、該材料４から
発生した反射電子は、反射電子検出器５によって検出さ
れる。該検出信号は、増幅器９によって増幅された後、
２次元走査回路７から参照信号が供給されるバッファメ
モリ１０に材料４上の走査に応じて２次元的に記憶され
る。なお、上記粗い走査の精度は、パターンの有無判定
が可能な精度である必要はあるものの、該パターンの輪
郭部分の位置精度は不十分でも良い。

次に、ｃｐｕ６は、該バッファメモリ１０に記憶された
情報から被検査パターンの輪郭部分の特定点を抽出し、
この特定点を起点として、等信号レベル線（等高線）を
追跡測定し、パターンの輪郭の座標位置を求めるように
制御を行う。ここで、パターンの輪郭線は必ず連続であ
り、かつ閉曲線であるから、該輪郭線の伸びている方向
は追跡することができる。第２図は被検査パターンの一
例を示しているが、上記粗い走査によって該パターンの
輪郭線りの一部Ａ点が見つかったとする。そこで、ｃｐ
ｕ６は、このＡ点を中心とする３Ｘ３の９点の走査（第
２図中、・印で表示）を走査回路７に指令する。なお、
この９点の走査は、前記材料の比較的広い範囲を走査す
る場合に比較して、密に走査される。例えば、この密な
走査のサンプリングポイント間隔は、パターンデザイン
ルールの１／２〜１７４程度が望ましい。第３図はこの
９点の走査の位置座標を示しており、ａ１１〜ａ３３ま
で走査が行われる。該走査に応じて該材料４から発生し
た反射電子は検出器５によって検出されるが、この検出
信号はｃｐｕ５に供給される。この時、この走査領域中
に必ず２方向の等高松があるはずである。第２因のケー
スでは、走査位置ａ１２とａ１３との間、および走査位
置ａ　２３と８２２との間に等高松が存在することは明
らかである。等高松の方向は、ｃｏｕ６において、補間
法により、図中左方向はａ１３．　ａ１２．　ａ２３．
　ａ２２の走査に基づく検出信号を用いて、又、右方向
はａ　２３．　ａ　２２゜ａ　３３．　ａ　３２の走査
に基づく検出信号を用いて正確に求められる。なお、補
間法により等高松の方向を求める場合に全走査点の検出
信号を用いても良い。

このようにして等高松の予測を行い、その後、予測した
等高松の位置Ｂ点を中心として再び、第２図にＸ印で示
すように、Ｂ点を中心とした９点の走査が行われる。こ
の９点の走査によって等高松の位置座標を確認し、そし
て次の等高松の位置の予測が行われる。このような手法
を繰返すことによって次々と等高松の位置が求められ、
予測位置が起点Ａに戻った時に一つのパターンの輪郭抽
出が完了することになる。なお、この間、求められた等
高松の位置座標に応じて、２次元のバッフ７メモリ１１
内の対応画素部分の値が１“とされる。従って、メモリ
１１に記憶されたデータは、輪郭部分が１“、その他の
部分が０“と２値化されたデータとなっている。

２次元バッフ７メモリ１２には、予め、設計図形に基づ
いた比較すべき２次元像のデータが記憶されているが、
この像は輪郭図形であり、データとしては、パターンの
輪郭部分がＩｌｌ　１１Ｉ、その他の部分が１０“と２
値化されたデータとなっている。この２値化データは、
輪郭図形である設計図形そのものであり、データ作製を
短時間に行うことができる。

該画像処理ユニット１４は、バッファメモリ１１に記憶
されたパターンの輪郭データＡと、バッフ７メモリ１２
に記憶された設計データＢとを読み出し、両データを各
画素毎に比較し、その差を求めている。そして、該画像
処理ユニット１４において求められた差のデータは、各
画素毎にバッファメモリ１３に記憶され、該メモリ１３
には差分データＣが得られる。この際、差を求める場合
に、測定誤差を考慮し、比較位置近傍の平均差分を求め
ることは好ましい。すなわち、測定データＡの画素をａ
ｆｌｋ、設計データＢの画素をｂ　Ｉｌｋ差分データＣ
の画素をＣｑ　　とした場合、次式によって差分データ
を求めることは好ましい。

°、゛π洟≧Ｉ９堅ｔ（ なお、平均を取る領域については、画質に応じて拡大や
縮小をしても良く、又、円形領域のサンプリングであっ
ても良い。

該バッファメモリ１３に記憶された差分データはパター
ンの欠陥を示す像であり、この像からバ′ターンの欠陥
の有無を判定することができる。すなわら、該バッファ
メモリ１３に記憶されたデータが全て％Ｏ“であれば、
パターンは無欠陥であり、十又は−の数値のデータが残
っており、これが有意の大きさであれば、欠陥が存在す
ることになる。そして、十の値の部分は、設計時には無
かった図形（黒欠陥）が存在することを示し、−の値の
部分は、設計段階では存在した図形が消失した（白欠陥
）ことを示している。この欠陥の有無の判定は、該バッ
ファメモリ１３に記憶された像データを読み出し、表示
装＠１５上に表示するこによって行うことができる。又
、この欠陥部分の有無の判定は、表示された像の観察に
よって行うこと以外に、ＣＤｕ、６によって自動的に行
うようにしても良い。

以上本発明を詳述したが、本発明は上述した実施例に限
定されず幾多の変形が可能である。例えば、材料４に電
子線を照射するようにしたが、イオンビームを照射して
も良い。又、材料から生じた反射電子を検出するように
したが、２次電子を検出するようにしても良い。更に、
電子線を密に部分的に走査する時、３Ｘ３の９点に電子
線を照射するようにしたが、３×３ポイント以上のマト
リックス型でも良く、等高松が明らかに直線と判明して
いる場合には、該等高線に垂直な３Ｘ１点のサンプリン
グとしても良い。更に又、材料の照射荷電粒子線をガウ
シャンビームとする以外にライン状の広がりを有したビ
ームとしても良い。

［効果］ 本発明は、荷電粒子線によって被検査パターンを有した
材料上を走査し、パターンに応じた信号を検出するよう
にしたので、可視光や紫外光を使用した従来に比較し、
微細なパターンの検査を高精度で行うことができる。又
、材料に形成されたパターンの輪郭部分のみを密に荷電
粒子線によって走査するようにしたので、材料に照射す
るトータルの荷電粒子線量を減らすことができ、パター
ンの欠陥検査を略完全に非破壊で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく微細パターン検査方法を実施す
るための電子線検査システムの一例を示す図、第２図は
パターンの輪郭部における電子線の密な走査の状況を示
す図、第３図は電子線の密な部分的走査の位置を示す図
である。 １・・・電子銃　　　　　　２・・・収束レンズ３・・
・偏向コイル　　　　４・・・材料５・・・反射電子検
出器　　６・・・ｃｐｕ７・・・２次元走査回路　　８
．９・・・増幅器１０．１１．１２．１３・・・２次元
バッファメモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査パターンを有した材料上で荷電粒子線を２
   次元的に走査する第１のステップ、該荷電粒子線照射に
   よる該材料からの信号を検出する第１の検出ステップ、
   該検出信号を該走査に応じて２次元情報として記憶する
   ステップ、該２次元情報に基づいて、該材料の特定部分
   を比較的密に部分的に走査する第２の走査ステップ、該
   部分的な走査に基づく材料からの信号を検出する第２の
   検出ステップ、該第２の検出ステップによって検出され
   た信号に基づいて、被検査パターンの輪郭部分に沿つて
   比較的密に部分的に走査する範囲を移動させる移動ステ
   ップ、該第２の走査ステップ、第２の検出ステップ、移
   動ステップを繰返すステップ、該繰返しステップに基づ
   いて、該被検査パターンの輪郭部分の２次元データを得
   、それを記憶するステップ、該被検査パターンの輪郭部
   分の２次元データと予め記憶された２次元比較データと
   を比較するステップより成る微細パターン検査方法。