KR20170057867A - 검사 방법 및 검사 장치 - Google Patents

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히데오 츠치야
노부타카 키쿠이리
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

실시 형태의 검사 장치는, 결함을 가지는 피검사 시료에 조명광을 조사하는 조명부와, 피검사 시료를 투과한 또는 피검사 시료에 의해 반사된 조명광을 결상한 광학 화상을 취득하는 결상부와, 결함의 결함 보정 방법 정보를 보존하는 제1 기억부와, 결함 보정 방법 정보에 기초하여 광학 화상과 참조 화상의 비교를 행하는 비교부와, 비교부에 있어서의 비교의 결과와 결함 보정 방법 정보에 기초하여 결함의 보정의 적합 여부를 판단하는 제1 판단부를 구비한다.

Description

검사 방법 및 검사 장치{INSPECTION METHOD AND INSPECTION DEVICE}
본 발명은 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다. 예를 들면, 반도체 소자의 제조 등에 이용되는 마스크 등의 피검사 시료에 레이저광을 조사하여 패턴상의 광학 화상을 취득하여 패턴을 검사하는 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 소자에 요구되는 회로 선폭의 정밀도 관리의 요구는 더 높아지고 있다. 이러한 반도체 소자는, 회로 패턴이 형성된 원화 패턴(마스크 혹은 레티클이이라고도 함. 이하, 마스크라고 총칭함)을 이용하여, 이른바 스테퍼라고 불리는 축소 투영 노광 장치로 웨이퍼 상에 패턴을 노광 전사하여 회로 형성함으로써 제조된다. 따라서, 이러한 미세한 회로 패턴을 웨이퍼에 전사하기 위한 포토리소그래피 마스크의 제조에는, 미세한 회로 패턴을 묘화할 수 있는 전자빔을 이용한 패턴 묘화 장치를 이용한다. 이러한 패턴 묘화 장치를 이용하여 웨이퍼에 직접 패턴 회로를 묘화하는 경우도 있다.
그리고, 다대한 제조 코스트가 드는 CPU(Central Processing Unit) 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 LSI의 제조에 있어, 수율의 향상은 빠뜨릴 수 없다. 수율을 저하시키는 큰 요인 중 하나로서, 반도체 웨이퍼 상에 초미세 패턴을 포토리소그래피 기술로 노광, 전사할 시에 사용되는 포토리소그래피 마스크의 패턴 결함을 들 수 있다. 최근, 반도체 웨이퍼 상에 형성되는 LSI 패턴 치수의 미세화에 수반하여, 패턴 결함으로서 검출해야 하는 치수도 매우 작은 것으로 되어 있다. 이 때문에, LSI 제조에 사용되는 전사용 마스크의 결함을 검사하는 패턴 검사 장치의 고정밀화가 바람직하다고 되어 있다.
검사 방법으로서는, 확대 광학계를 이용하여 포토리소그래피 마스크 등의 시료 상에 형성되어 있는 패턴을 소정의 배율로 촬상한 광학 화상과, 설계 데이터, 혹은 시료 상의 동일 패턴을 촬상한 광학 화상과 비교함으로써 검사를 행하는 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 패턴 검사 방법으로서, 동일 마스크 상의 상이한 장소의 동일 패턴을 촬상한 광학 화상 데이터끼리를 비교하는 'die to die(다이 - 다이) 검사' 또는 패턴 설계된 CAD 데이터를 마스크에 패턴을 묘화할 때에 묘화 장치가 입력하기 위한 장치 입력 포맷으로 변환된 묘화 데이터(패턴 데이터)를 검사 장치에 입력하여, 이것을 베이스로 설계 화상 데이터(참조 화상)를 생성하여, 그것과 패턴을 촬상한 측정 데이터가 되는 광학 화상을 비교하는 'die to database(다이 - 데이터 베이스) 검사'가 있다. 이러한 검사 장치에 있어서의 검사 방법에서는, 시료는 스테이지 상에 재치되어 스테이지가 움직임으로써 광속(光束)이 시료 상을 주사하여 검사가 행해진다. 시료에는 광원 및 조명 광학계에 의해 광속이 조사된다. 시료를 투과 혹은 반사한 광은 광학계를 개재하여, 광검출기 상에 결상된다. 광검출기로 촬상된 화상은 측정 데이터로서 비교 회로로 보내진다. 비교 회로에서는, 화상끼리의 위치 맞춤 후, 측정 데이터와 참조 데이터를 적절한 알고리즘에 따라 비교하고, 일치하지 않는 경우에는, 패턴 결함 있음으로 판정한다.
패턴 검사에 의해 판정된 결함의 결함 보정 방법은 다양화되고 있다. 종래부터, 패턴을 FIB(Focused Ion Beam)로 스패터링하여 제거하는 방법, 레이저 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 금속막을 퇴적시키는 방법, FIB 또는 전자선에 의해 어모퍼스 카본막을 패턴으로서 퇴적시키는 방법 등이, 보정 방법으로서 사용되어 왔다. 일본특허공개공보 2012 - 022323호에는, 포토리소그래피 마스크의 패턴을 가지는 기판의 투과율을 펨토초 레이저 펄스로 변화시켜, 포토리소그래피 마스크의 전사상을 보정하는 방법이 기재되어 있다.
이와 같이 결함의 검사 방법과 결함 보정 방법이 다양화되고 있기 때문에, 결함의 결함 보정 방법에 기초하여 결함의 과잉 검출을 방지한 포토리소그래피 마스크의 검사를 할 수 있는 검사 장치 및 검사 방법이 요구되고 있었다.
본 발명의 실시 형태는, 결함의 결함 보정 방법에 기초하여 결함의 과잉 검출을 방지한 포토리소그래피 마스크의 검사를 할 수 있는 검사 장치 및 검사 방법을 제공한다.
실시 형태의 검사 장치는, 결함을 가지는 피검사 시료에 조명광을 조사하는 조명부와, 피검사 시료를 투과한 또는 피검사 시료에 의해 반사된 조명광을 결상한 광학 화상을 취득하는 결상부와, 결함의 결함 보정 방법 정보를 보존하는 제1 기억부와, 결함 보정 방법 정보에 기초하여 광학 화상과 참조 화상의 비교를 행하는 비교부와, 비교부에 있어서의 비교의 결과와 결함 보정 방법 정보에 기초하여 결함의 보정의 적합 여부를 판단하는 제1 판단부를 구비한다.
실시 형태의 검사 방법은, 결함을 가지는 피검사 시료에 조명광을 조사하고, 피검사 시료를 투과한 조명광을 결상한 제1 광학 화상과 피검사 시료에 의해 반사된 조명광을 결상한 제2 광학 화상 중 어느 일방 또는 양방을 취득하고, 피검사 시료를 투과한 조명광을 결상한 광학 화상의 참조가 되는 제1 참조 화상과 제1 광학 화상을 비교하고 또는 피검사 시료에 의해 반사된 조명광을 결상한 광학 화상의 참조가 되는 제2 참조 화상과 제2 광학 화상을 비교하고, 결함의 결함 보정의 필요 여부를 판단하고, 결함의 결함 보정 방법을 판단하고, 결함의 결함 보정 방법 정보를 보존하고, 결함 보정 방법을 이용하여 결함을 보정하고, 피검사 시료에 조명광을 조사하고, 피검사 시료를 투과한 조명광을 결상한 제3 광학 화상과 피검사 시료에 의해 반사된 조명광을 결상한 제4 광학 화상 중 어느 일방 또는 양방을 취득하고, 결함 보정 방법 정보에 기초하여 제1 참조 화상과 제3 광학 화상을 비교 또는 제2 참조 화상과 제4 광학 화상을 비교하여, 비교의 결과와 결함 보정 방법 정보에 기초하여 보정의 적합 여부를 판단한다.
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 검사 장치의 주요부의 모식도이다.
도 2a ~ 도 2d는 제1 실시 형태에 있어서의 기판의 투과율을 감소시키는 보정을 행한 마스크를 투과한 조명광을 결상한 광학 화상의 단면을 나타내는 모식도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 결함을 가지는 마스크의 검사 장치의 주요부의 모식도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 있어서의 결함을 보정한 마스크의 검사 장치의 주요부의 모식도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 있어서의 마스크의 검사 방법의 순서도이다.
도 6은 제2 실시 형태에 있어서의 결함을 보정한 마스크의 검사 장치의 주요부의 모식도이다.
도 7은 제3 실시 형태에 있어서의 결함을 보정한 마스크의 검사 장치의 주요부의 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 이하의 기재에 있어서는, 포토리소그래피 마스크(피검사 시료)를 단순히 마스크라고 표기한다.
(제1 실시 형태)
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 검사 장치(1000)의 모식도이다. 본 실시 형태의 검사 장치는, 마스크의 결함 검사를 행하는 패턴 검사 장치이다.
보지부(保持部)(100)에는 마스크(M)가 재치(載置)된다.
스테이지(200)는 보지부(100)의 아래에 배치되고, 보지부(100)를 지지한다. 스테이지(200)는, 서로 직교하는 횡방향인 X 방향 및 Y 방향으로, 각각 제1 모터(210a) 및 제2 모터(210b)에 의해 이동된다. 또한, 스테이지(200)는, 연직 방향으로 수직인 면내에서, 제3 모터(210c)에 의해 회전된다. 레이저 측장계(220)는, 스테이지(200)의 X 방향에 있어서의 위치 및 Y 방향에 있어서의 위치를 측정한다.
이동 제어부(300)는, 후술하는 제어 계산기(650)에 버스 라인(670)을 개재하여 접속되는 주사 범위 설정 기구(310)와, 주사 범위 설정 기구(310)로 설정되는 주사 범위 내에서 스테이지(200)가 이동되도록 제1 모터(210a), 제2 모터(210b) 및 제3 모터(210c)를 제어하는 모터 제어 기구(320)를 구비한다.
조명부(400)는, 광원(410)과, 제1 조명부용 렌즈(420)와, 제2 조명부용 렌즈(430)와, 제1 조명부용 미러(440)와, 콘덴서 렌즈(450)와, 제1 조명부용 광속 분배 수단(460)과, 제2 조명부용 미러(470)와, 제2 조명부용 광속 분배 수단(480)과, 대물 렌즈(490)를 구비한다.
광원(410)으로부터 출사된 레이저광 등의 조명광은, 제1 조명부용 렌즈(420) 및 제2 조명부용 렌즈(430)에 의해 평행한 광속으로 직경이 확장된다. 확경된 광속은, 제1 조명부용 미러(440)와 콘덴서 렌즈(450)에 의해 마스크(M)의 상면에 조사된다. 제1 조명부용 렌즈(420)와, 제2 조명부용 렌즈(430)와, 제1 조명부용 미러(440)와, 콘덴서 렌즈(450)는 투과 조명계를 구성한다. 또한, 광원(410)의 파장은, 마스크(M)를 이용하여 노광이 행해진 경우에 가까운 상태에서 마스크(M)의 검사를 할 수 있기 때문에, 마스크(M)가 이용되는 노광 장치가 가지는 광원의 파장과 동일한 정도인 것이 바람직하다.
또한, 광원(410)으로부터 출사된 레이저광 등의 조명광은, 제1 조명부용 렌즈(420) 및 제2 조명부용 렌즈(430)에 의해 평행한 광속으로 확경된 후, 제2 조명부용 렌즈(430)와 제1 조명부용 미러(440)의 사이에 배치된 제1 조명부용 광속 분배 수단(460)에 의해 반사된다. 제1 조명부용 광속 분배 수단(460)에 의해 반사된 조명광은, 제2 조명부용 미러(470)와 제2 조명부용 광속 분배 수단(480)에 의해 마스크(M)의 하면에 조사된다. 제1 조명부용 광속 분배 수단(460)과 제2 조명부용 미러(470)와 제2 조명부용 광속 분배 수단(480)은 반사 조명계를 구성한다. 또한, 제1 조명부용 광속 분배 수단(460) 및 제2 조명부용 광속 분배 수단(480)으로서는, 구체적으로는, 하프 미러, 슬릿, 편광 빔 스플리터 등을 바람직하게 이용할 수 있다.
결상부(500)는, 제1 광검출기(510)와, 제1 결상부용 렌즈(520)와, 제2 광검출기(530)와, 제2 결상부용 렌즈(540)와, 분리 미러(550)를 구비한다.
투과 조명계에 의해 마스크(M)의 상면에 조사되어 마스크(M)를 투과한 조명광은, 투과광이라고 불린다. 또한, 반사 조명계에 의해 마스크(M)의 하면에 조사된 후, 마스크(M)에 의해 반사된 조명광은, 반사광이라고 불린다. 투과광과 반사광은, 대물 렌즈(490)와 제2 조명부용 광속 분배 수단(480)을 통하여 분리 미러(550)에 입사된다. 투과광은, 분리 미러(550)로부터 제1 결상부용 렌즈(520)를 통하여 제1 광검출기(510)에 결상된다. 또한, 반사광은, 분리 미러(550)로부터 제2 결상부용 렌즈(540)를 통하여 제2 광검출기(530)에 결상된다.
제어 회로(600)는, 제1 비교부(비교부)(610)와, 제2 비교부(612)와, 참조부(620)와, 전개부(622)와, 제1 판단부(판단부)(624)와, 제2 판단부(626)와, 제3 판단부(628)와, 제4 판단부(629)와, 패턴 데이터 기억부(630)와, 제1 기억부(632)와, 제2 기억부(634)와, 제3 기억부(636)와, 제4 기억부(638)와, 제5 기억부(639)와, 위치 검출부(640)와, 제어 계산기(650)와, 맵 작성부(660)와, 버스 라인(670)과, 리뷰부(680)와, 전사상 작성부(690)를 구비한다.
맵 작성부(660)는 마스크(M)의 결함의 맵을 작성한다. 여기서, 마스크(M)의 결함이란, 마스크(M)의 패턴 엣지의 러프니스, 마스크(M)의 선폭의 분포(CD 맵), 마스크(M)의 패턴의 위치 이탈(REG 맵) 등을 들 수 있다.
오토 포커스부(700)는, 오토 포커스 광속 분배 수단(710)과, 포커스 이탈 검출 기구(720)와, 포커스 제어 기구(730)와, 오토 포커스부용 모터(740)를 구비한다.
오토 포커스 광속 분배 수단(710)은, 반사광을 포커스 이탈 검출부(720)에 입사시킨다. 포커스 이탈 검출부(720)는, 입사된 반사광으로부터 포커스 이탈의 정도를 검출하고, 포커스 제어부(730)에 포커스 이탈의 정도를 입력한다. 포커스 제어부(730)는, 입력된 포커스 이탈의 정도에 기초하여, 오토 포커스 수단용 모터(740)를 제어하여 대물 렌즈(490)를 높이 방향으로 움직여, 대물 렌즈(490)의 초점을 마스크(M) 상에 맞춘다. 또한, 스테이지(200)를 연직 방향으로 움직여도 된다. 또한, 오토 포커스 광속 분배 수단(710)으로서는, 구체적으로는, 하프 미러, 슬릿, 편광 빔 스플리터 등을 바람직하게 이용할 수 있다.
마스크(M)의 검사 방법으로서는, 예를 들면 X 축 방향을 주주사 방향, Y 축 방향을 부주사 방향으로 하여, 스테이지(200)의 X 축 방향의 이동에 의해 조명광을 X 축 방향으로 주사하고, 스테이지(200)의 Y 축 방향의 이동에 의해 주사 위치를 Y 축 방향으로 소정의 피치로 이동시킨다. 또한, 마스크(M)의 검사 방법은 상기의 기재에 한정되지 않는다.
도 2a ~ 도 2d는 본 실시 형태에 있어서의 기판(S)의 투과율을 감소시키는 보정을 행한 마스크(M)를 투과한 조명광을 결상한 광학 화상의 단면을 나타내는 모식도이다.
기판(S)은 예를 들면 석영으로 이루어지고, 차광막(F)은 크롬 등의 금속의 박막으로 이루어진다. 차광막(F)은 패턴을 구성한다. 도 2a는 결함을 가지는 마스크(M), 도 2b는 결함이 보정된 후의 마스크(M), 도 2c는 결함을 가지는 마스크(M)의 A-A' 단면에 있어서의 투과광 화상, 도 2d는 결함이 보정된 후의 마스크(M)의 B-B' 단면에 있어서의 투과광 화상이다. 도 2a의 중앙의 차광막(F)은, 차광막(F)의 일부가 결락되어 있는 백색 결함(I)을 결함으로서 가진다. 이 백색 결함이 배치되어 있는 부분은, 도 2c와 같이, 다른 차광막(F)이 배치되어 있는 부분에 비해, 투과광의 양이 많아진다.
도 2b의 마스크(M)는, 백색 결함(I) 부근의 기판을 펨토초 레이저 펄스로 용해시켜 기판의 투과율이 감소된 부분(C)을 가진다. 이 때문에, 도 2d에서는, 중앙의 차광막이 배치되어 있는 부분의 주위와 다른 차광막이 배치되어 있는 부분의 주위에서, 투과광의 양이 동일하게 되어 있다. 이와 같이 하여, 결함을 보정할 수 있다. 또한, 예를 들면 기판(S)의 막 두께를 얇게 함으로써, 투과율을 증가시키는 보정을 하는 것도 가능하다.
도 3은 본 실시 형태에 있어서의 결함을 가지는 마스크(M)의 검사 장치의 주요부의 모식도이다.
도 4는 본 실시 형태에 있어서의 결함을 보정한 마스크(M)의 검사 장치의 주요부의 모식도이다.
도 5는 본 실시 형태에 있어서의 마스크(M)의 검사 방법의 순서도이다.
먼저, 제어 계산기(650)가, 조명부(400)를 이용하여, 결함을 가지는 마스크(M)에 조명광을 조사하고(S10), 결상부(500)를 이용하여 마스크(M)를 투과한 조명광을 결상한 제1 광학 화상과 마스크(M)에 의해 반사된 조명광을 결상한 제2 광학 화상을 취득한다(S12). 또한, 제1 광학 화상과 제2 광학 화상 중 어느 일방을 취득해도 된다. 취득된 제1 광학 화상과 제2 광학 화상은, 제2 비교부(612)로 보내진다.
이어서, 제어 계산기(650)가, 패턴 데이터 기억부(630)에 보존되어 있는 패턴 데이터를, 전개부(622)에 입력하여, 각 층마다 전개한다. 패턴 데이터는 설계자에 의해 미리 작성되어 있다. 여기서, 패턴 데이터는 통상 검사 장치(1000)에 의해 직접 판독되도록 설계되어 있지 않다. 이 때문에, 패턴 데이터는, 먼저 각 층(레이어)마다 작성된 중간 데이터로 변환된 후, 각 검사 장치(1000)에 의해 직접 판독되는 형식의 데이터로 변환되고, 그 후 전개부(622)에 입력된다.
이어서, 제어 계산기(650)가, 참조부(620)를 이용하여, 전개부(622)로 각 층마다 전개된 패턴 데이터로부터, 마스크(M)를 투과한 조명광을 결상한 광학 화상의 참조가 되는 제1 참조 화상과, 마스크(M)에 의해 반사된 조명광을 결상한 광학 화상의 참조가 되는 제2 참조 화상 중 어느 일방 혹은 그 양방을 작성한다.
이어서, 제어 계산기(650)가, 제2 비교부(612)를 이용하여, 제1 참조 화상과 제1 광학 화상을 비교하고, 제2 참조 화상과 제2 광학 화상을 비교한다(S14). 또한, 결함의 종별에 따라서는, 제1 참조 화상과 제1 광학 화상의 비교와 제2 참조 화상과 제2 광학 화상의 비교 중 어느 일방이어도 된다. 여기서 비교 방법의 일례로서는, 제1 광학 화상의 패턴의 개소의 투과광량과, 대응하는 제1 참조 화상의 패턴의 개소의 투과광량을 비교하는 방법을 들 수 있다. 또한, 제2 광학 화상의 패턴의 개소의 반사광량과, 대응하는 제2 참조 화상의 패턴의 개소의 반사광량을 비교하는 방법을 들 수 있다.
제1 광학 화상과 제1 참조 화상 또는 제2 광학 화상과 제2 참조 화상은, 리뷰부(680)로 보내져, 오퍼레이터에 의한 리뷰가 행해진다. 여기서 리뷰란, 오퍼레이터에 의한 광학 화상과 참조 화상의 비교의 작업을 말한다.
또한, 제1 비교부(610)와 제2 비교부(612)와 리뷰부(680)에는, 위치 검출부(640)에 의해 구해진 마스크(M)의 결함 좌표가 입력된다. 위치 검출부(640)는, 예를 들면, 마스크(M)의 광학 화상으로 기준이 되는 마크와 결함의 장소와의 상대적인 위치 관계를 측정하고, 상대적인 좌표로서 나타냄으로써, 결함의 장소를 검출한다. 여기서, 기준이 되는 마크로서는, 마스크(M) 상의 검사 영역의 네 모서리에 배치되어 플레이트 회전 얼라인먼트에 사용하는 얼라인먼트 마크 중 하나를 정의하는 것이 바람직하게 이용된다.
이어서, 제4 판단부(629) 또는 오퍼레이터가, 제2 비교부(612)에 있어서의 비교의 결과에 기초하여, 마스크(M)의 결함의 보정의 필요 여부를 판단한다(S16). 여기서 판단 방법의 일례로서는, 제1 광학 화상의 패턴의 개소의 투과광량과, 대응하는 제1 참조 화상의 패턴의 개소의 투과광량의 차에 기초하여 판단하는 방법을 들 수 있다. 또한, 제2 광학 화상의 패턴의 개소의 반사광량과, 대응하는 제2 참조 화상의 패턴의 개소의 반사광량의 차에 기초하여 판단하는 방법을 들 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 마스크(M)가 백색 결함(I)를 가지는 점에서, 제1 참조 화상과 제1 광학 화상과의 비교로 결함의 보정이 바람직하다고 판단되고, 또한, 제2 참조 화상과 제2 광학 화상과의 비교로 결함의 보정이 바람직하다고 판단된다.
이어서, 제2 판단부(626) 또는 오퍼레이터가, 결함의 보정이 바람직하다고 인정된 마스크(M)의 결함의 결함 종별을 판단한다(S18). 판단된 결함 종별에 관한 결함의 결함 종별 정보는 제3 기억부(636)에 보존된다(S20). 여기서 결함의 결함 종별 정보란, 마스크(M)의 결함의 종별을 나타내는 정보이며, 예를 들면, 패턴의 형상의 결함, 패턴의 선폭의 결함, 또는 패턴의 위치 이탈의 결함과 같은 정보이다. 또한, 예를 들면, 반사광에 의한 광학 화상에 의해 발견된 결함인지, 혹은 투과광에 의한 광학 화상에 의해 발견된 결함인지, 와 같은 정보여도 된다. 본 실시 형태에 있어서의 결함의 결함 종별은 백색 결함이며, 본 실시 형태에 있어서의 결함의 결함 종별 정보는 '결함은 백색 결함임'이라고 하는 정보이다.
또한, 제3 판단부(628) 또는 오퍼레이터가, 결함의 결함 보정 방법을 판단한다(S22).
판단된 결함 보정 방법에 관한 결함의 결함 보정 방법 정보는, 제1 기억부(632)에 보존된다(S24). 여기서 결함 보정 방법 정보란, 그 보정이 바람직하다고 판단된 결함을 보정하는 방법의 정보이다. 여기서 결함 보정 방법으로서는, 예를 들면, 차광막(F)의 근방의 기판의 일부를 펨토초 레이저 펄스 등으로 용해시키는 등에 의해 기판의 투과율을 감소시키는 결함 보정 방법, 기판의 막 두께를 감소시키는 등에 의해 기판의 투과율을 증가시키는 결함 보정 방법, 잉여의 차광막(F)을 레이저광 또는 FIB(Focused Ion Beam)에 의해 제거하는 결함 보정 방법, 마스크(M)의 일부를 국소적으로 부식성 가스 분위기로 하여 잉여의 차광막(F)을 FIB 또는 전자선에 의해 제거하는 결함 보정 방법, 잉여의 차광막(F)을 AFM 캔틸레버의 인선(刃先)으로 제거하는 결함 보정 방법, 레이저 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 금속막을 퇴적시키는 결함 보정 방법, FIB 또는 전자선에 의해 어모퍼스 카본막을 퇴적시키는 결함 보정 방법을 들 수 있다. 본 실시 형태의 보정 방법은 기판의 투과율을 감소시키는 방법이며, 본 실시 형태의 결함 보정 방법 정보는 기판의 투과율을 감소시키는 결함 보정 방법이라고 하는 정보이다.
이어서, 제4 판단부(629) 또는 오퍼레이터가, 보정이 바람직한 마스크(M)의 좌표를 정리한 보정 개소 좌표 리스트를 작성하여, 제4 기억부(638)에 보존한다.
보정 개소 좌표 리스트와 결함 종별 정보와 결함 보정 방법 정보는, 인터페이스(800)를 통하여, 보정 장치(2000)로 보내진다. 보정 장치(2000)는, 보정 개소 좌표 리스트와 결함 종별 정보와 결함 보정 방법 정보를 이용하여 마스크(M)의 결함의 보정을 행한다(S26).
이어서, 제어 계산기(650)가, 조명부(400)를 이용하여 마스크(M)에 조명광을 조사한다(S28). 이어서, 제어 계산기(650)가, 결상부(500)를 이용하여, 마스크(M)를 투과한 조명광을 결상한 제3 광학 화상과 마스크(M)에 의해 반사된 조명광을 결상한 제4 광학 화상을 취득한다(S30). 또한, 제3 광학 화상과 제4 광학 화상 중 어느 일방을 취득해도 된다. 취득된 제3 광학 화상과 제4 광학 화상은, 제1 비교부(610)로 보내진다.
이어서, 제어 계산기(650)가, 제1 비교부(610)를 이용하여, 보정 개소 좌표 리스트와 결함 종별 정보와 결함 보정 방법 정보에 기초하여, 제1 참조 화상과 제3 광학 화상의 비교와 제2 참조 화상과 제4 광학 화상의 비교를 행한다(S32). 또한, 제1 참조 화상과 제3 광학 화상의 비교와 제2 참조 화상과 제4 광학 화상의 비교 중 어느 일방이어도 된다.
또한, 제3 광학 화상과 제1 참조 화상 또는 제4 광학 화상과 제2 참조 화상은, 리뷰부(680)로 보내져, 오퍼레이터에 의한 리뷰가 행해진다.
본 실시 형태에 있어서는, 결함 종별 정보는 '결함은 백색 결함임'이라고 하는 정보이며, 결함 보정 방법 정보는 '기판의 투과율을 감소시키는 결함 보정 방법'이라고 하는 정보이다. 이 때문에, 보정된 개소에서, 투과광에 의한 광학 화상과 반사광에 의한 광학 화상 모두 참조 화상과 비교하는 것이 바람직하다. 여기서 제어 계산기(650)는, 제1 비교부(610)를 이용하여, 보정된 개소의 좌표에서 제3 광학 화상과 제1 참조 화상 및 제4 광학 화상과 제2 참조 화상의 비교를 행한다.
이어서, 제1 판단부(624) 또는 오퍼레이터가, 제1 비교부(610)에 있어서의 비교의 결과와 결함 종별 정보와 결함 보정 방법 정보에 기초하여 보정의 적합 여부를 판단한다(S34). 본 실시 형태에 있어서는, 차광막(F)의 형상을 변경하고 있지 않다. 이 때문에, 마스크(M)에 의해 반사된 조명광을 결상한 광학 화상에는, 보정 전후로 차가 나타나지 않고, 제4 광학 화상에는 결함이 검출된다. 한편, 마스크(M)를 투과한 조명광을 결상한 광학 화상에는 보정 전후로 차가 나타나고, 보정이 적절하면 제3 광학 화상에는 결함이 검출되지 않는다. 여기서 본 실시 형태에 있어서는, 제1 참조 화상과 제3 광학 화상의 비교에 의해 결함이 검출되지 않으면, 제2 참조 화상과 제4 광학 화상의 비교에 의해 결함이 검출되어도, 보정은 적절하다고 판단한다.
이어서, 본 실시 형태의 작용 효과를 설명한다.
본 실시 형태에 있어서의 기판의 투과율을 변화시키는 보정은, 차광막(F)의 형상에 변화를 주지 않는 것이다. 이 때문에, 결함 보정 전의 마스크(M)에 의해 반사된 조명광을 결상한 광학 화상과 결함 보정 후의 마스크(M)에 의해 반사된 조명광을 결상한 광학 화상에 변화는 검출되지 않는다. 따라서, 결함 종별 정보와 결함 보정 방법 정보를 이용하지 않고 보정의 적합 여부를 판단하면, 보정이 적절히 행해지지 않았다고 하는 판단이 되어, 결함을 과다하게 검출할 우려가 있다. 본 실시 형태와 같이, 결함 종별 정보와 결함 보정 방법 정보에 기초하여 판단함으로써, 결함의 과잉 검출을 방지하고, 보정의 적합 여부를 적절히 판단하는 것이 가능해진다.
또한, 결함 종별 정보를 이용하면, 전개부(622)를 이용하여, 제1 광학 화상과 제2 광학 화상 중 결함이 검출된다고 예상되는 쪽의 광학 화상에 대응하는 참조 화상만을 전개하는 것과 같은 처리가 가능해진다. 이에 의해, 참조 화상을 작성하는 시간을 줄여, 마스크(M)의 검사를 신속하게 행할 수 있다. 또한, 결함을 검출하는 공정에서 광학 화상과 참조 화상의 비교를 위하여 광학 화상과 참조 화상의 화상 얼라인먼트를 맞출 때, 결함 종별 정보와 보정 개소 좌표 리스트를 이용하고, 결함을 가지는 장소에 대해서는 화상 얼라인먼트를 맞추기 위하여 이용하지 않도록 할 수 있다. 이에 의해, 광학 화상과 참조 화상의 비교를 보다 엄밀하게 행할 수 있다. 특히 결함을 가지는 장소에 대국적인 선폭의 굵음 또는 얇음이 있는 경우에는, 화상 얼라인먼트를 맞추는 정밀도가 크게 향상된다.
또한, 결함 종별 정보를 이용하면, 제1 비교부(610)를 이용하여, 제1 광학 화상과 제2 광학 화상 중 결함이 있다고 판정된 조명광에 대응하는 광학 화상에 대해서만, 참조 화상과 비교를 할 수 있다. 이에 의해, 마스크(M)의 검사를 신속하게 행할 수 있다. 또한, 패턴의 형상의 결함인지, 패턴의 선폭의 결함인지, 패턴의 위치 이탈의 결함인지와 같은 정보가 제1 비교부(610)에 입력됨으로써, 마스크(M)의 검사 순서를 생략할 수 있기 때문에, 마스크(M)의 검사를 효율적으로 행할 수 있다.
보정 개소 좌표 리스트를 이용하면, 여분의 패턴을 FIB로 스패터링하여 제거하는 방법 및, 레이저 CVD에 의해 금속막을 퇴적시키는 방법 및, FIB 또는 전자선에 의해 어모퍼스 카본막을 패턴으로서 퇴적시키는 방법과 달리, 보정 시에 이용되는 차광막의 원료가 파편으로서 마스크(M) 상에 잔류하지 않는다. 이 때문에, 결함이라고 판정된 좌표 개소를 중심으로 하는 소정의 치수 범위에 대해서만 광학 화상과 참조 화상의 비교를 행하면 충분하다. 이에 의해, 마스크(M)의 검사를 효율적으로 행하는 것이 가능해진다. 또한, 상기의 소정의 치수 범위는, 예를 들면, 10 μm에서 1 mm정도이며, 보정의 규모에 따라 적절히 설정할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 검사 장치 및 검사 방법에 의하면, 다양화되는 포토리소그래피 마스크의 결함 보정 방법에 기초하여 결함의 과잉 검출을 방지한 포토리소그래피 마스크의 검사를 할 수 있는 검사 장치 및 검사 방법의 제공이 가능해진다.
(제2 실시 형태)
본 실시 형태의 검사 장치는, 전사 파라미터와 광학 화상에 기초하여 전사상을 작성하는 전사상 작성부를 더 구비하는 점에서, 제1 실시 형태의 검사 장치와 상이하다. 여기서, 제1 실시 형태와 중복되는 점에 대해서는 기재를 생략한다.
도 6은 본 실시 형태에 있어서의 결함을 보정한 후의 마스크의 검사 장치의 모식도이다.
제5 기억부(639)에 보존되어 있는 전사 파라미터는, 예를 들면, 점광원 또는 다이 폴 광원과 같은 노광에 이용되는 광원의 종류, 노광에 이용되는 파장, 노광에 이용되는 렌즈의 개구 수이다.
전사상 작성부(690)에서는, 상기의 전사 파라미터와, 결상부(500)에 의해 얻어진 광학 화상에 기초하여, 결함을 보정한 후의 마스크를 이용했다고 가정한 경우에 있어서의 웨이퍼에 전사하였을 때의 전사상을 작성한다. 작성된 전사상은 제1 비교부(610)로 보내지고, 리뷰부(680)에서 리뷰에 이용된다.
본 실시 형태에 있어서는, 결함의 보정이 충분한 것인지 여부를, 웨이퍼에 전사하였다고 가정한 경우의 전사상에 의해 확인할 수 있다. 이에 의해, 보정의 가능 여부를 보다 구체적으로 판단하는 것이 가능해지기 때문에, 마스크(M)의 보정의 수율을 향상시키는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 검사 장치에 의하면, 다양화되는 포토리소그래피 마스크의 결함 보정 방법에 기초하여 결함의 과잉 검출을 방지한 포토리소그래피 마스크의 검사를 할 수 있는 검사 장치 및 검사 방법의 제공이 가능해진다.
(제3 실시 형태)
본 실시 형태의 검사 장치는, 비교부에서 이용하는 감도 지정 데이터를 기억하는 제2 기억부를 더 구비하는 점에서, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 검사 장치와 상이하다. 여기서, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 중복되는 점에 대해서는, 기재를 생략한다.
도 7은 본 실시 형태에 있어서의 결함을 보정한 후의 마스크의 검사 장치의 모식도이다.
어시스트 바 등의 웨이퍼 상에 전사되지 않는 패턴 또는 CMP를 균일하게 행하기 위한 더미 패턴의 결함은, 웨이퍼 상에 전사되는 트랜지스터 등의 패턴의 결함과 비교하여, 엄밀하게 판정되지 않아도 된다. 여기서, 어시스트 바 또는 더미 패턴이 배치되는 부분은, 결함 판정의 감도가 낮아지도록 감도 지정 데이터를 결정한다. 이에 의해, 마스크(M)의 수율을 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 검사 장치에 의해 패턴의 선폭 또는 위치 이탈의 결함은 보정할 수 있었지만 패턴의 형상 결함이 아직 남아 있다고 하는 경우가 있다. 이 때에는, 결함 판정의 감도가 높아지도록 감도 지정 데이터를 결정함으로써, 형상 결함을 엄밀하게 판정할 수 있다.
본 실시 형태의 검사 장치에 의하면, 다양화되는 포토리소그래피 마스크의 결함 보정 방법에 기초하여 결함의 과잉 검출을 방지한 포토리소그래피 마스크의 검사를 할 수 있는 검사 장치 및 검사 방법의 제공이 가능해진다.
본 실시 형태의 검사 장치는, 결함을 가지는 피검사 시료에 조명광을 조사하는 조명부와, 피검사 시료를 투과한 또는 피검사 시료에 의해 반사된 조명광을 결상한 광학 화상을 취득하는 결상부와, 결함의 결함 보정 방법 정보를 보존하는 제1 기억부와, 결함 보정 방법 정보에 기초하여 광학 화상과 참조 화상의 비교를 행하는 비교부와, 비교부에 있어서의 비교의 결과와 결함 보정 방법 정보에 기초하여 결함의 보정의 적합 여부를 판단하는 판단부를 구비함으로써, 다양화되는 포토리소그래피 마스크의 결함 보정 방법에 기초하여 결함의 과잉 검출을 방지한 포토리소그래피 마스크의 검사를 할 수 있는 검사 장치의 제공이 가능해진다.
이상의 설명에 있어서, '기억부'의 처리 내용 혹은 동작 내용은, 컴퓨터로 동작 가능한 프로그램에 의해 구성할 수 있다. 혹은, 소프트웨어가 되는 프로그램뿐 아니라, 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 실시시켜도 상관없다. 혹은, 펌 웨어와의 조합이어도 상관없다. 또한, 프로그램에 의해 구성되는 경우, 프로그램은 도시하고 있지 않은 자기 디스크 장치, 자기 테이프 장치, FD, ROM(리드 온리 메모리), SSD(솔리드 스테이트 드라이브)의 기록 매체에 기록된다.
실시 형태에서는, 구성 등, 본 발명의 설명에 직접 필요로 하지 않는 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요로 하는 구성 등을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 검사 장치 및 검사 방법은, 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명의 범위는, 특허 청구 범위 및 그 균등물의 범위에 의해 정의되는 것이다.

Claims (10)

  1. 결함을 가지는 피검사 시료에 조명광을 조사하는 조명부와,
    상기 피검사 시료를 투과한 또는 상기 피검사 시료에 의해 반사된 상기 조명광을 결상한 광학 화상을 취득하는 결상부와,
    상기 결함의 결함 보정 방법 정보를 보존하는 제1 기억부와,
    상기 결함 보정 방법 정보에 기초하여 상기 광학 화상과 참조 화상의 비교를 행하는 비교부와,
    상기 비교부에 있어서의 비교의 결과와 상기 결함 보정 방법 정보에 기초하여 상기 결함의 보정의 적합 여부를 판단하는 제1 판단부
    를 구비하는 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    전사 파라미터와 상기 광학 화상에 기초하여 전사상을 작성하는 전사상 작성부를 더 구비하는 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비교부에서 이용하는 감도 지정 데이터를 보존하는 제2 기억부를 더 구비하는 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결함의 결함 종별 정보를 보존하는 제3 기억부를 더 구비하고,
    상기 비교부는 또한 상기 결함 종별 정보에 기초하여 상기 광학 화상과 상기 참조 화상의 비교를 행하고,
    상기 제1 판단부는 또한 상기 결함 종별 정보에 기초하여 상기 결함의 보정의 적합 여부를 판단하는, 검사 장치
  5. 제1항에 있어서,
    상기 결함의 결함 종별을 판단하는 제2 판단부를 더 구비하는 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 결함의 결함 보정 방법을 판단하는 제3 판단부를 더 구비하는 검사 장치.
  7. 결함을 가지는 피검사 시료에 조명광을 조사하고,
    상기 피검사 시료를 투과한 상기 조명광을 결상한 제1 광학 화상과 상기 피검사 시료에 의해 반사된 상기 조명광을 결상한 제2 광학 화상 중 어느 일방 또는 양방을 취득하고,
    상기 피검사 시료를 투과한 상기 조명광을 결상한 광학 화상의 참조가 되는 제1 참조 화상과 상기 제1 광학 화상을 비교하고 또는 상기 피검사 시료에 의해 반사된 상기 조명광을 결상한 광학 화상의 참조가 되는 제2 참조 화상과 상기 제2 광학 화상을 비교하고,
    상기 결함의 결함 보정의 필요 여부를 판단하고,
    상기 결함의 결함 보정 방법을 판단하고,
    상기 결함의 결함 보정 방법 정보를 보존하고,
    상기 결함 보정 방법을 이용하여 상기 결함을 보정하고,
    상기 피검사 시료에 조명광을 조사하고,
    상기 피검사 시료를 투과한 상기 조명광을 결상한 제3 광학 화상과 상기 피검사 시료에 의해 반사된 상기 조명광을 결상한 제4 광학 화상 중 어느 일방 또는 양방을 취득하고,
    상기 결함 보정 방법 정보에 기초하여 상기 제1 참조 화상과 상기 제3 광학 화상을 비교 또는 상기 제2 참조 화상과 상기 제4 광학 화상을 비교하고,
    상기 비교의 결과와 상기 결함 보정 방법 정보에 기초하여 상기 보정의 적합 여부를 판단하는 검사 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 피검사 시료는 기판과, 상기 기판 상에 배치된 차광막을 가지고,
    상기 결함 보정 방법은 상기 기판의 투과율을 감소시키는 방법이며,
    상기 결함 보정 방법 정보는 상기 기판의 투과율을 감소시키는 방법이라고 하는 정보이며,
    상기 제1 참조 화상과 상기 제1 광학 화상의 비교에 의해 상기 결함은 검출되고, 상기 제2 참조 화상과 상기 제2 광학 화상의 비교에 의해 상기 결함은 검출되고, 상기 제1 참조 화상과 상기 제3 광학 화상의 비교에 의해 상기 결함은 검출되지 않고, 상기 제2 참조 화상과 상기 제4 광학 화상의 비교에 의해 상기 결함은 검출될 때, 상기 보정은 적절하다고 판단하는, 검사 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 결함의 결함 종별을 더 판단하는 검사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 결함 종별은 백색 결함인, 검사 방법.
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