(57)【要約】【課題】異物由来の欠陥と遮光膜由来の欠陥の判定を正確に且つ短時間で行って、歩留まりの低下や納期遅れ等の問題を解消することができる検査装置ならびに検査方法を提供すること。【解決手段】フォトマスクの欠陥を検出する検査装置１９であって、必ず実施する光を用いた光学系に基づく検査手段１と前記の検査手段が欠陥を検出した時に実施する電子線を用いた光学系に基づく検査手段９を備えてなり、前記光を用いた光学系に基づく検査手段と電子線を用いた光学系に基づく検査手段が自動で切り替わる手段と、前記光を用いた光学系に基づく検査手段が検出した欠陥の座標を、前記電子線を用いた光学系に基づく検査手段に伝達する手段と、を備えていることを特徴とする検査装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスクの欠陥を検出する検査装置であって、必ず実施する光を用いた光学系に基づく検査手段と前記の検査手段で欠陥が検出された時に実施する電子線を用いた光学系に基づく検査手段を備えてなり、前記光を用いた光学系に基づく検査手段と電子線を用いた光学系に基づく検査手段が自動で切り替わる手段と、前記光を用いた光学系に基づく検査手段が検出した欠陥の座標を、前記電子線を用いた光学系に基づく検査手段に伝達する手段と、を備えていることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記光を用いた光学系に基づく検査手段の光がレーザー光であることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記電子線を用いた光学系に基づく検査手段が、ＳＥＭ撮影の光学系に基づく検査手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記電子線を用いた光学系に基づく検査手段が検出した欠陥の画像を取得し記憶する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の検査装置。
【請求項５】
前記検査装置が取得した欠陥情報を、前記欠陥の画像と共に表示する手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮光膜によるパターンを形成したフォトマスク上の欠陥を検出し、検出した欠陥の種類を判定する検査装置、ならびに検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路を製造するためのリソグラフィ工程では、自動焦点機構等を用いて、回路パターン等の原画をウエハ上に位置決めし、縮小投影して露光しつつ、同じパターンを順次焼き付ける。その際、パターン原版であるフォトマスクのガラス基板上に異物や欠陥が存在すると、ウエハ上にそれらが転写され、回路の短絡障害等の原因になることがある。
【０００３】
フォトマスクの製造プロセスでは、ガラス基板のパターン形成面上に、クロム（Ｃｒ）等の金属の遮光膜をエッチング加工することにより配線などのパターンを形成した後、パターン形成面上に生じる欠陥の有無を検査装置にて判定する。この検査では、フォトマスクにレーザー光を投射し、透過光、反射光を検出することによりパターンの判定を行う。
【０００４】
欠陥を検出した場合、洗浄や修正によって欠陥の除去が試みられる。欠陥の種類によって修正方法が異なり、異物に由来する欠陥を検出した場合、マスクの再洗浄やレーザー光の照射などによって欠陥を除去する。遮光膜に由来する欠陥を検出した場合、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）の照射やＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）の探針を用いた掘削などによって欠陥を除去する。
【０００５】
しかし近年では、許容可能な欠陥サイズの微細化等の理由から異物による欠陥と遮光膜による欠陥の判別が困難である。とりわけ、パターンのエッジに欠陥を検出した場合、それが遮光膜の欠陥か、エッジに付着した異物か、を判別することができない。したがって、たいていの場合欠陥が検出された場合の次工程として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による欠陥撮影が行われる。しかしＳＥＭ撮影には欠陥の位置を示す座標データが必要となるため、欠陥撮影の際に座標の再入力が必要となる。また、検査装置からＳＥＭへのマスクの搬送も必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８５５９２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６６２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記の問題点を鑑みてなされたものであって、その課題は、異物由来の欠陥と遮光膜由来の欠陥の判定を正確に且つ短時間で行って、歩留まりの低下や納期遅れ等の問題を解消することができる検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、フォトマスクの欠陥を検出する検査装置であって、必ず実施する光を用いた光学系に基づく検査手段と前記の検査手段で欠陥が検出された時に実施する電子線を用いた光学系に基づく検査手段を備えてなり、前記光を用いた光学系に基づく検査手段と電子線を用いた光学系に基づく検査手段が自動で切り替わる手段と、前記光を用いた光学系に基づく検査手段が検出した欠陥
の座標を、前記電子線を用いた光学系に基づく検査手段に伝達する手段と、を備えていることを特徴とする検査装置である。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記光を用いた光学系に基づく検査手段の光がレーザー光であることを特徴とする請求項１に記載の検査装置である。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、前記電子線を用いた光学系に基づく検査手段が、ＳＥＭ撮影の光学系に基づく検査手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置である。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、前記電子線を用いた光学系に基づく検査手段が検出した欠陥の画像を取得し記憶する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の検査装置である。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、前記検査装置が取得した欠陥情報を、前記欠陥の画像と共に表示する手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の検査装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、一連の欠陥検査によって欠陥の有無が判別できるだけでなく、欠陥を検出した場合に、同時に欠陥の種類も判別でき、欠陥のＳＥＭ撮影を別途実施することなく、修正方法を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る検査装置の構造の一例を説明する模式図である。
【図２】本発明に係る検査装置を用いた場合の欠陥検査方法の一例を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る一実施形態ついて図１、図２を用いて説明する。
図１は本発明の請求項１に係る検査装置の概略図である。装置は欠陥検査のレーザー光などの光を用いた光学系に基づく検査手段１とＳＥＭなどの電子線を用いた光学系に基づく検査手段９の２つが存在する。以下、電子線を用いた光学系に基づく検査手段９としてＳＥＭを例にとって説明するが、これに限定するものではない。
【００１６】
光を用いた光学系に基づく検査手段１は、光源２と、反射光検出器６と、透過光検出器８と、光源２、検査対象のフォトマスク１８、および前記の両検出器の間に基準光の光路及び照射光の光路を形成する反射光集光レンズ５や透過光集光レンズ７などの光学素子群を備えている一般的なものである。光源２にはレーザー光などが用いられる。また、光学系の中に音響光学的光線スキャナも備えられており、これによって光を偏向させることが可能となる。レーザー光は最終的に対物レンズ４によって検査対象のフォトマスク１８上に集束する。検査対象のフォトマスク１８を反射した光はビームスプリッタ３によって方向を変えられ、反射光集光レンズ５によって反射光検出器６に集光され結像する。一方、検査対象のフォトマスク１８を透過した光は透過光集光レンズ７によって透過光検出器８に集光され結像する。これら検出した画像データを解析することで欠陥の有無を判定する。これらすべてのパーツは、ＳＥＭ撮影時には移動し、撮影の邪魔にならないよう格納される。
【００１７】
電子線を用いた光学系に基づく検査手段９は、電子源１０、一次電子加速電極１１、コンデンサレンズ１２、反射板１３、走査コイル１４、対物レンズ１５、及び、二次電子検出器１６を有する一般的なものである。ＳＥＭ撮影時は、電子源１０より一次電子線が生
成され、一次電子加速電極１１で加速し、コンデンサレンズ１２で収束され、反射板１３の中心孔を通過し、走査コイル１４によって偏向走査されたのち、対物レンズ１５によって検査対象のフォトマスク１８上に集束される。検査対象のフォトマスク１８から生成した二次電子は反射板１３に衝突し、それを二次電子検出器１６によって検出され、最終的に像として変換される。欠陥検査時のパーツはすべて格納されるため、ＳＥＭ撮影の原理自体は一般的なものと変わらない。
【００１８】
また、図１に示す検査装置は、光を用いた光学系に基づく検査手段１による欠陥検査で欠陥があることを確認した場合、自動的に検査手段が電子線を用いた光学系に基づく検査手段９へと切り替わると同時に、光を用いた光学系に基づく検査手段１が、検出した欠陥の座標を読み取り、記憶し、電子線を用いた光学系に基づく検査手段９に送ることによって、電子線を用いた光学系に基づく検査手段９は撮影箇所を決定することができる。以上のことを実施可能とするため、本発明の検査装置１９は光を用いた光学系に基づく検査手段１において、検査対象のフォトマスク１８を検査した結果、欠陥を検出した場合には、検査対象のフォトマスク１８を、電子線を用いた光学系に基づく検査手段９に移送し、安定して検査できるように固定する手段を備えている。
【００１９】
加えて、電子線を用いた光学系に基づく検査手段９がＳＥＭ撮影後は、検査装置１９の表示装置上に欠陥情報が自動的に表示されると同時に、撮影したＳＥＭ画像も併せて表示される。また、それらの欠陥情報やＳＥＭ画像が自動的に表示されないようにすることも可能である。また本発明の検査装置１９は、電子線を用いた光学系に基づく検査手段９がＳＥＭ撮影すると、その画像データを取得し記憶して、必要に応じて容易に取り出し、表示装置に表示することが可能である。また画像データの画像処理を行い、欠陥の種類を判定するための演算処理および基準データなどとの比較演算などの処理を行うことも可能である。
【００２０】
図２は本発明に係る図１に示した検査装置を用いた場合の欠陥検査方法を説明するフロー図である。まず、ステップＳ１０１で検査対象のフォトマスク１８を、光を用いた光学系に基づく検査手段１にロードし、ステップＳ１０２で検査条件を設定し、ステップＳ１０３で検査を開始する。検査が終了したらステップＳ１０４で欠陥の有無を確認する。欠陥がない場合、ステップＳ１０９で検査対象のフォトマスク１８をアンロードする。欠陥がある場合、ステップＳ１０５で検査装置１９が認識して自動的に、光を用いた光学系に基づく検査手段１から電子線を用いた光学系に基づく検査手段９に切り替わり、ステップＳ１０６で検出した欠陥座標に則って、欠陥の撮影が開始される。欠陥の撮影が終了すると、ステップＳ１０７で各欠陥情報が、撮影したＳＥＭ画像とともに本発明の検査装置１９の表示装置に表示される。ステップＳ１０８で与えられた情報を元に、各欠陥に対して修正方法を決定したら、ステップＳ１０９で検査対象のフォトマスクをアンロードする。その後、修正を実施することが可能である。修正方法を決定する方法としては、人がＳＥＭ画像を見て、それらの特徴から、その欠陥が異物由来のものか、遮光膜由来のものか、を判定する。また、それらの画像の特徴と判定の正しい結果を予めコンピュータシステムの中にデジタルデータとして記憶し蓄積しておくことで、個々に観察されたＳＥＭ画像から欠陥が異物由来のものか、遮光膜由来のものか、を自動的に判定することも可能である。
【００２１】
本発明の検査装置１９によって、欠陥の撮影を別途実施することなく、欠陥の有無の確認および修正方法の決定が達成される。本発明は上述に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能である。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
フォトマスクのテスト品（検査対象のフォトマスク）に対し、本発明の請求項３に係る検査装置による欠陥検査を実施した。具体的には、まず、線幅が１：１のラインとスペースからなるパターンが描かれた８つのダイからなるフォトマスクのテスト品を作製した。
【００２３】
次いで、そのテスト品を前記の検査装置にロードし、ダイ同士の透過・反射同時検査の検査条件の設定を実施し、検査を実行した。検査の結果、実欠陥を合計１１個検出したため、光を用いた光学系に基づく検査手段が電子線を用いた光学系に基づく検査手段、具体的にはＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）に自動的に切り替わり、欠陥検出箇所の１１箇所においてＳＥＭ撮影が実行された。
【００２４】
ＳＥＭ撮影終了後、本発明の検査装置の表示装置上に、検出した１１個の欠陥の情報と併せて撮影したＳＥＭ画像が表示された。装置操作者は表示された１１個の欠陥の分類を実施した。ＳＥＭ画像も併せて表示されることによって、ガラス上の遮光膜異物が１個、遮光膜のカケ欠陥が３個、遮光膜上の異物が３個、パターンの形状不良が３箇所、遮光膜の大きなクズレが１個あることを確認できた。装置操作者はガラス上の遮光膜異物にレーザー光の投射による修正、クズレにはＦＩＢによる修正が必要との判断を下し、検査したテスト品の検査対象のフォトマスクをアンロードした。
【００２５】
装置操作者は検査を開始してから、表示装置上に欠陥情報が表示されるまで、検査装置に対する操作は不要であった。すなわち、別途ＳＥＭ撮影の必要がなく、欠陥の座標の再入力や検査対象のフォトマスク１８の搬送の必要がなかった。
【００２６】
（比較例１）
前記の実施例１に対し、同様のテスト品において欠陥検査とＳＥＭ撮影を別々の装置で行った。具体的には、まず、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ（株）社製の検査装置にテスト品をロードし、実施例１と同じ条件でダイ同士の透過・反射同時検査を実施した。検査終了後、１１個の欠陥の情報が表示装置上に表示された。装置操作者は欠陥の内の一つであるラインとラインの間に検出した欠陥に対して、欠陥情報だけではガラス上の遮光膜異物か、それとも遮光膜の突起欠陥か判断できなかったため、修正方法の決定には至らなかった。装置操作者はテスト品をアンロードし、欠陥情報をプリントアウトし、Ａｄｖａｎｔｅｓｔ（株）社製のＳＥＭへテスト品を搬送した。
【００２７】
テスト品をＳＥＭにロードし、プリントアウトした欠陥情報をもとに、欠陥座標を入力し、撮影条件を設定した。ＳＥＭ撮影を実行し、撮影後のＳＥＭ画像を表示装置上で確認した。その結果、実施例１と同様に１１個の欠陥の分類が可能になり、ガラス上の遮光膜異物にレーザー光の投射による修正、クズレにはＦＩＢによる修正が必要との判断を下し、テスト品をアンロードした。
【００２８】
装置操作者は実施例１と比較し、テスト品の搬送や座標の再入力の手間が必要となった。また、実施例１の場合、検査終了からＳＥＭ撮影開始まで約３分であったのに対し、比較例１では、１０分以上の時間を要し、時間の浪費にも繋がった。以上より、比較例１は本発明の効果を実証する結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、半導体集積回路を形成するフォトマスクの製造・管理工程で好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１…光を用いた光学系に基づく検査手段、２…光源、３…ビームスプリッタ、４…対物レンズ、５…反射光集光レンズ、６…反射光検出器、７…透過光集光レンズ、８…透過光検出器、９…電子線を用いた光学系に基づく検査手段、１０…電子源、１１…一次電子加速電極、１２…コンデンサレンズ、１３…反射板、１４…走査コイル、１５…対物レンズ、１６…二次電子検出器、１７…ステージ、１８…検査対象のフォトマスク、１９…検査装置
【図１】
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【図２】
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