(57)【要約】【課題】ステンシルマスクの欠陥を系統的にかつ定量的に解析する欠陥解析装置を提供する。【解決手段】ステンシルマスクの本欠陥検査装置１０は、ステンシルマスク上の欠陥情報を取り込み、記録する欠陥観察ユニット１２と、欠陥観察ユニット１２から欠陥情報を受け取り、欠陥を解析する欠陥解析ユニット１４と、ステンシルマスクパターンデータとＣＡＤパターンデータとに基づいて電子線像シミュレーションを行い、その結果を欠陥解析ユニット１４に送るＣＡＤデータシミュレーションユニット１６と、欠陥の電子線転写像シミュレーションを行い、その結果をデータベースに保存すると共に、欠陥解析ユニット１４に送る転写欠陥像データシミュレーションユニット１８とを備えている。【選択図】　　　　図１
2004087567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線投影リソグラフィによりウエハ上に転写したパターンに対するステンシルマスクの欠陥の影響を解析する、ステンシルマスクの欠陥解析装置であって、
ステンシルマスクの欠陥の画像情報を抽出する抽出手段と、
ステンシルマスク・パターンデータ、及びＣＡＤパターンデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から読み出したステンシルマスク・パターンデータ、及びＣＡＤパターンデータに基づいて電子線像生成シミュレーションを行ってステンシルマスクの転写電子線像を生成する第１のシミュレーション手段と、
ステンシルマスクの欠陥パターンのデータベースと、
前記データベースから読み出した欠陥パターンと前記第１のシミュレーション手段で得た前記ステンシルマスクの転写電子線像とに基づいて欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成する画像合成手段と、
前記抽出手段により抽出された欠陥の画像情報と、前記画像合成手段によって得た前記欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像とを比較、解析し、欠陥の解析結果を出力する解析手段と
を具備することを特徴とするステンシルマスクの欠陥解析装置。
【請求項２】
前記抽出手段により抽出された欠陥の画像情報により表される欠陥の形状が所望する形状となるように、前記欠陥の画像情報を変換処理し、前記解析手段に欠陥の画像情報として出力する画像変換処理手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のステンシルマスクの欠陥解析装置。
【請求項３】
前記解析手段より得た前記欠陥の解析結果に基づいて欠陥の転写電子線像生成シミュレーションを行って欠陥の転写電子線像を生成し、前記生成した欠陥の転写電子線を欠陥パターンのデータベースに保存する第２のシミュレーション手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のステンシルマスクの欠陥解析装置。
【請求項４】
前記第２のシミュレーション手段によって得た前記欠陥の転写電子線像のデータ解析処理を行うデータ解析処理手段を具備することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のステンシルマスク欠陥解析装置。
【請求項５】
電子線投影リソグラフィによりウエハ上に転写したパターンに対するステンシルマスクの欠陥の影響を解析する、ステンシルマスクの欠陥解析方法であって、
ステンシルマスクの電子線像中のステンシルマスクの欠陥を観察し、欠陥画像情報として抽出するステップと、
ステンシルマスクのパターンデータとステンシルマスクを作製する際のＣＡＤパターンデータとに基づいて転写電子線像生成シミュレーションを行い、前記ステンシルマスクの転写電子線像を生成するステップと、
欠陥パターン・データベースから求めた欠陥パターンと、前記ステンシルマスクの転写電子線像とから欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成するステップと、
前記合成した欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像と前記欠陥画像情報とを比較して、前記欠陥画像情報を解析するステップと
を有することを特徴とするステンシルマスクの欠陥解析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンシルマスクの欠陥解析装置及び欠陥解析方法に関し、更に詳細には、系統的な欠陥解析を迅速かつ容易にできる、ステンシルマスクの欠陥解析装置及び欠陥解析方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置等の製造でフォトリソグラフィ処理に使用する光フォトマスクに、欠陥が存在すると、欠陥はそのままウエハ上に転写され、製品として出荷する半導体装置等の性能に影響を与える。従って、光フォトマスクの欠陥を解析することは、半導体装置等の性能向上を図る上で極めて重要なことである。ここで、欠陥解析とは、光フォトマスクのマスクパターンをウエハに転写してウエハパターンを形成する際に、光フォトマスクの欠陥がウエハパターンにどのような影響を及ぼすかについて評価することである。
【０００３】
従来、光フォトマスクの欠陥解析は、実際に欠陥をウエハ上に転写することによって行われて来た。
そして、転写結果に基づいて、パターンの良否判定の基準設定、及び欠陥の大きさ、形状等の許容範囲の設定を行い、更に光フォトマスク製造プロセスにおける欠陥生成原因の究明を行っている。
【０００４】
ここで、光フォトマスク欠陥解析装置を提案している特開平１０−２９３３９３号公報に記載の従来技術を参照して、第１から第３の従来の光フォトマスクの欠陥解析方法を説明する。
従来の第１の方法では、先ず、ステップ１で欠陥を有する光フォトマスクを準備し、ステップ２で光フォトマスク欠陥検査機あるいは光学顕微鏡等の光学的観察装置を用いて、ステップ１で用意した欠陥を有する光フォトマスク内の欠陥部分を検出し、観察する。
ステップ３でこの欠陥部分の位置、形状、大きさ等の情報を記録しておく。次に、ステップ４でこの光フォトマスクを露光装置に装着し、実際に、ウエハ上のレジスト膜に露光転写する。
そして、ステップ５で所定のリソグラフィ処理をレジスト膜に施して、ウエハ上にレジストパターンを形成する。このレジストパターンには、上記光フォトマスクの欠陥が転写されている。
【０００５】
次に、ステップ６では、形成したレジストパターンのうちの、光フォトマスク欠陥のある位置に対応するパターン部分を観察する。次いで、ステップ７で光フォトマスク欠陥に対応するパターン部分と、ステップ２で得た光フォトマスク欠陥の情報とを比較評価することによって、レジストパターンに対して光フォトマスク欠陥がどのような影響を与えたかを評価する。
【０００６】
しかし、上述した従来の第１のマスク欠陥解析方法を実施するには、次のことが条件になった。
先ず、第一に、光フォトマスク上に欠陥が存在していなければならないこと、つまり欠陥のある光フォトマスクを用意し、しかもその欠陥が欠陥解析評価の目的に沿うような形状、大きさであることが必要である。
第二に、露光装置を始めとしてウエハ用リソグラフィプロセスの設備一式を用意して、実際に露光とリソグラフィ処理を行うことが必要である。
第三に、光フォトマスクの欠陥を実際にウエハ上に露光転写して評価しなければならないので、光フォトマスク欠陥検査装置及びウエハ欠陥検査装置、又は同等の光学的欠陥観察装置が必要である。
【０００７】
更に、第１の方法には、前述した手順に従って欠陥の影響の解析評価を行ったとしても、実際の半導体装置等の製造に解析評価結果を応用することが難しいという問題があった。それは、光フォトマスクの欠陥が、光フォトマスクの製造プロセス上で「偶然に」形成されたものであって、本来、意図的にその欠陥を再現できるものではないからである。
つまり、光フォトマスク欠陥を任意の形状や大きさに制御することが困難であって、解析を行うために必要な形状の欠陥や大きさの欠陥を自由に得ることは難しい。従って、上述した第１の方法では、系統的に欠陥の影響を評価することはできなかった。また、第１の方法では、高価な設備を用い、時間をかけて実際に露光転写試験を行うので、コストが嵩み、実用的ではなかった。
【０００８】
そこで、第２の方法として、欠陥の形状や大きさを模擬したパターンデータを作成し、このパターンデータを用いて、任意の形状、大きさの擬似的欠陥が存在する光フォトマスクを作製し、作製した光フォトマスクを使って、第１の方法と同様にして、欠陥の影響を評価する方法が提案されている。
【０００９】
しかし、第２の方法を用いて意図的に作り込まれたマスク欠陥は、やはりパターン化された欠陥であって、マスクパターンとしての制限を免れない。すなわち、実際の一般的な光フォトマスク欠陥は、マスク製造プロセス中での様々な原因、例えば異物やコンタミネーション、汚染、クラック、露光むら、洗浄むら等の不特定な原因から生成されるものであって、意図的に作り込まれたマスク欠陥とは異なるものである。
【００１０】
実際の一般的な光フォトマスク欠陥の形状は、不定形や円形等の曲線部を含む形状がほとんどであり、大きさも肉眼で観察可能なものからサブミクロン以下のものまで多様で、欠陥の存在する密度も同様に多様である。
一方、パターンとして作り込まれた欠陥は、ＣＡＤによるパターンデータ設計の制限のために、形状としては矩形、あるいは矩形の組み合わせとして表示されるものが殆どであって、実際の欠陥が曲線部を多く含むのに比べて、本質的に異なっている。
また、欠陥の大きさはある程度制御可能であるものの、サブミクロン以下の微小サイズの欠陥は、光フォトマスクの作製プロセス上から作製が困難であり、意図した形状や大きさに欠陥を制御することが非常に難しい。
【００１１】
更に、コンタミネーションに起因する欠陥の中には、光学濃度が通常のマスクパターンと異なることがあり、半透明のものや、濃度分布が中央と周辺で異なっているなど光学濃度が不均一なものがある。このような欠陥は、もはや、マスクパターンとして意図的に制御して作り込むことは不可能である。
従って、上記第２の方法では、マスク欠陥の解析は、ごく限られた範囲の大きさ、形状の欠陥を対象とするものであって、実用的ではなく、また露光マスクを作製する必要があるために、コストが嵩むという問題があった。
【００１２】
そこで、第３の方法として、コンピュータシミュレーションにより光フォトマスクの欠陥解析を行う方法が提案されている。
ここで、コンピュータシミュレーションとは、フォトリソグラフィ処理の露光工程をシミュレーションする光強度シミュレーションを意味する。光強度シミュレーションは、光フォトマスク・パターンデータを基に、露光転写条件をパラメータとしてウエハ上の露光分布をシミュレーションするものである。
【００１３】
以下に第３の方法の手順を説明する。
先ず、ステップ１で、マスク欠陥のみを模擬した疑似欠陥パターンデータ（以下、欠陥データという）を光強度シミュレーション用データとして作成する。欠陥データは、光強度シミュレーション用データとして作成するために、矩形あるいは矩形の組み合わせからなるパターンとして設計しなければならないが、矩形自体の大きさ（これをインクリメントという）には制限がないので、コンピュータの計算能力の許す限り微細な矩形で構成することができ、実際の欠陥形状にある程度近似させることができる。
また、この欠陥データは、コンピュータ上のデータであって、実際の光フォトマスクを作る必要がないので、前述した第１及び第２の方法のような光フォトマスク作製上及びコスト上の問題もない。
【００１４】
次に、ステップ２で、通常のマスクパターンを模擬したマスクパターンデータを用意し、これを光強度シミュレーション用にデータ変換する。
更に、ステップ３で、データ変換したマスクパターンデータをステップ１で作成した欠陥データと合成する。ここで、マスクパターンデータと欠陥データは、最初から同じレイヤーで作成してもよく、その場合は合成することが不要となる。また、別のレイヤーで作成した場合には、欠陥とパターンとを別々に何種類か作成しておき、合成する時に様々な組み合わせをすることができる。どちらの方法を採用するかは、適宜、選択することができる。
【００１５】
そして、ステップ４で、この合成したデータに対して所定の露光転写条件をパラメータとして光強度シミュレーションを行う。次に、ステップ５で、ステップ４で行った光強度シミュレーションにより得られたシミュレーション結果を解析、評価することにより、欠陥が光フォトマスクパターンの露光転写時に与える影響を評価する。
この方法によれば、実際にマスク及び欠陥を製造することなく、コンピュータ上のみで欠陥解析が可能になるので、非常に迅速かつ安価なコストで実施できるという利点を有している。
【００１６】
また、特開平１０−２９３３９３号公報は、第４の方法として、次のような光フォトマスク欠陥解析方法を開示している。
第４の方法は、フォトリソグラフィ工程における光フォトマスクの欠陥の影響を解析するための光フォトマスク欠陥解析方法であって、光フォトマスクの欠陥を光学的に観察し、欠陥を画像情報として抽出し、この画像情報あるいはこれに対して所定の画像変換処理を行った画像情報を任意の光フォトマスクデータと合成し、合成したパターンデータに対して光強度シミュレーションを行って、その結果を解析することにより、光フォトマスク上の欠陥の影響を解析する（前掲公報４頁、図１）。
【００１７】
また、前掲公報は、同時に、上述の光フォトマスク欠陥解析方法を実施する光フォトマスク欠陥解析装置も開示している。その装置は、フォトリソグラフィ工程における光フォトマスク上の欠陥の影響を解析するための光フォトマスク欠陥解析装置であって、光フォトマスク上の欠陥の画像情報を抽出する抽出手段と、抽出手段により抽出された欠陥の画像情報と、予め記憶していた光フォトマスクパターンデータとに基づいて光強度シミュレーションを行った後、そのシミュレーション結果を解析する解析手段とを具備している（前掲公報４頁、図１）。
また、光フォトマスク欠陥解析装置の解析手段は、抽出された欠陥の画像情報により表される欠陥の形状が所望する形状となるように、欠陥の画像情報を変換する画像変換手段と、複数種類の光フォトマスクパターンデータを予め記憶した記憶手段と、記憶手段から光フォトマスクパターンデータを読み出し、画像変換手段によって抽出された欠陥の画像情報と合成するデータ合成手段と、データ合成手段によって合成されたデータに基づいて光強度シミュレーションを行うシミュレーション手段と、シミュレーション手段によるシミュレーションの結果得られたデータの解析処理を行うデータ解析処理手段とを具備する（前掲公報４頁）。
【００１８】
前掲公報によれば、光フォトマスク欠陥解析装置により、光フォトマスク欠陥を観察して得られた欠陥画像情報を取り込み、これを適宜画像変換して解析目的の欠陥情報とした後、光フォトマスクパターンと合成し、光強度シミュレーションによって所望の欠陥解析を行うことを可能にしたとしている。
また、光フォトマスク欠陥解析方法により、実際の光フォトマスク欠陥の形状、大きさ、光学濃度等の情報を精度良く取り込むことができ、適宜欠陥画像の画像変換を行った後、マスクパターンと合成して光強度シミュレーションを行うことによって、欠陥形状や大きさ等に関して様々に変化させた上での系統的な欠陥解析を迅速かつ容易にできるようにしたとしている。
【００１９】
【特許文献１】
特開平１０−２９３３９３号公報（第４頁、図１）
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電子線投影リソグラフィで使用されるステンシルマスクは、マスク構造や材質が光フォトマスクと大きく異なること、特に低加速電子線近接投影露光で必要になる等倍マスクでは、光フォトマスクより一層の微細な欠陥の欠陥検出、及び欠陥解析が必要となること等の理由から、上述した従来の技術をステンシルマスクの欠陥検査に適用することは難しく、また従来の方法にあった種々の問題点が更に顕著化し、難易度が高くなるという問題があった。
つまり、従来、ステンシルマスクの欠陥解析は、未だ確立されていないと考えられている。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、ステンシルマスクの欠陥を系統的かつ定量的に解析する欠陥解析装置及び欠陥解析方法を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るステンシルマスクの欠陥解析装置は、電子線投影リソグラフィによりウエハ上に転写したパターンに対するステンシルマスクの欠陥の影響を解析する、ステンシルマスクの欠陥解析装置であって、
ステンシルマスクの欠陥の画像情報を抽出する抽出手段と、
ステンシルマスク・パターンデータ、及びＣＡＤパターンデータを記憶する記憶手段と、
記憶手段から読み出したステンシルマスク・パターンデータ、及びＣＡＤパターンデータに基づいて電子線像生成シミュレーションを行ってステンシルマスクの転写電子線像を生成する第１のシミュレーション手段と、
ステンシルマスクの欠陥パターンのデータベースと、
データベースから読み出した欠陥パターンと第１のシミュレーション手段で得たステンシルマスクの転写電子線像とに基づいて欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成する画像合成手段と、
抽出手段により抽出された欠陥の画像情報と、画像合成手段によって得た欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像とを比較、解析し、欠陥の解析結果を出力する解析手段と
を具備することを特徴としている。
【００２３】
本発明に係るステンシルマスクの欠陥解析装置は、抽出手段としてＣＣＤ撮像装置を使用し、第１シミュレーション手段、データベース、画像合成手段、及び解析手段として通常のコンピュータを使用することにより、構成することができる。
【００２４】
本発明の好適な実施態様では、抽出手段により抽出された欠陥の画像情報により表される欠陥の形状が所望する形状となるように、欠陥の画像情報を変換処理し、解析手段に欠陥の画像情報として出力する画像変換処理手段を備えている。これにより、ステンシルマスクの欠陥を観察して、欠陥画像情報を取り込み、これを適宜画像変換して解析目的の欠陥情報とした後、ステンシルマスクのマスクパターンと合成し、電子線像シミュレーションを用いた所望の欠陥検査、及び解析を行うことを可能にしている。
【００２５】
また、解析手段より得た欠陥の解析結果に基づいて欠陥の転写電子線像生成シミュレーションを行って欠陥の転写電子線像を生成し、生成した欠陥の転写電子線を欠陥パターンのデータベースに保存する第２のシミュレーション手段を有する。これにより、データベースに欠陥パターンを蓄積保存することができる。
更には、第２のシミュレーション手段によって得た欠陥の転写電子線像のデータ解析処理を行うデータ解析処理手段を具備する。
【００２６】
本発明に係るステンシルマスクの欠陥解析方法は、電子線投影リソグラフィによりウエハ上に転写したパターンに対するステンシルマスクの欠陥の影響を解析する、ステンシルマスクの欠陥解析方法であって、
ウエハ上に転写されるステンシルマスクの電子線像中のステンシルマスクの欠陥を観察し、欠陥画像情報として抽出するステップと、
ステンシルマスクのパターンデータとステンシルマスクを作製する際のＣＡＤパターンデータとに基づいて転写電子線像生成シミュレーションを行い、ステンシルマスクの転写電子線像を生成するステップと、
欠陥パターン・データベースから求めた欠陥パターンと、ステンシルマスクの転写電子線像とから欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成するステップと、
合成した欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像と欠陥画像情報とを比較して、欠陥画像情報を解析するステップと
を有することを特徴としている。
【００２７】
本発明に係るステンシルマスク欠陥解析方法では、実際のステンシルマスク欠陥の形状、大きさ、位置情報等の情報を精度良く取り込むことができる。
欠陥パターン・データベースから求めた欠陥パターンと、ステンシルマスクの転写電子線像とから欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成することにより、系統的な欠陥解析を迅速かつ容易に行うことができる。
更には、適宜、欠陥画像の画像変換を行った後、ステンシルマスクのマスクパターンと合成して電子線像シミュレーションを行うことによって、欠陥形状や大きさ等に関して様々に変化させた上での系統的な欠陥解析を迅速かつ容易にできる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
ステンシルマスクの欠陥解析装置の実施形態例
本実施形態例は本発明に係るステンシルマスクの欠陥解析装置の実施形態の一例である。図１は本実施形態例のステンシルマスクの欠陥解析装置の構成を示すブロック図、図２は欠陥観察ユニットの構成を示すブロック図、図３は欠陥解析ユニットの構成を示すブロック図、図４はＣＡＤデータシミュレーションユニットの構成を示すブロック図、及び図５は転写欠陥像データシミュレーションユニットの構成を示すブロック図である。
本実施形態例の欠陥解析装置１０は、図１に示すように、ステンシルマスクの欠陥情報を取り込み、記録する欠陥観察ユニット１２と、欠陥観察ユニット１２から欠陥情報を受け取り、欠陥を解析する欠陥解析ユニット１４と、ステンシルマスク・パターンデータとＣＡＤパターンデータとに基づいて電子線像生成シミュレーションを行い、その結果を欠陥解析ユニット１４に送るＣＡＤデータシミュレーション・ユニット１６と、欠陥解析ユニット１４から得た欠陥の転写電子線像生成シミュレーションを行い、その結果をデータベースに保存すると共に欠陥解析ユニット１４に送る転写欠陥像データシミュレーション・ユニット１８とを備えている。
【００２９】
欠陥観察ユニット１２は、図２に示すように、ＣＣＤセンサを備えたＣＣＤ受光部２０と、ＣＣＤ受光部２０で得たステンシルマスクの欠陥の画像を画像データとして取り込み、記録すると共に画像データを欠陥解析ユニット１４の画像変換処理部２８に出力する画像データ取り込み／記録部２２とを備えている。
欠陥観察ユニット１２は、欠陥解析装置の２次電子線銃２４から被検査体のステンシルマスク２６に電子線を照射して、ステンシルマスク２６の欠陥の画像を透過電子線像として受像し、受像した画像を画像データとして取り込み、記録すると共に、画像データを欠陥解析ユニット１４の画像変換処理部２８に出力する。
【００３０】
欠陥解析ユニット１４は、図３に示すように、画像変換処理部２８と、画像合成部３０と、画像比較／解析部３２と、欠陥判定部３４と、結果出力部３６と、欠陥解析部３８とを備えている。
【００３１】
画像変換処理部２８は、欠陥観察ユニット１２より出力された欠陥の画像データにより表される欠陥の形状が所望する形状となるように、欠陥の画像データを変換処理し、画像比較／解析部３２に出力する。これにより、欠陥形状を所望形状に変換して解析することができる。
画像合成部３０は、ＣＡＤデータシミュレーション・ユニット１６から入力されたステンシルマスクの転写電子線像と、転写欠陥像データシミュレーション・ユニット１８から入力された欠陥パターンとに基づいて、欠陥を有するステンシルマスク電子線像（以下、欠陥ステンシルマスク電子線像と言う）を合成し、画像比較／解析部３２に出力する。
画像比較／解析部３２は、画像変換処理部２８で所定の画像変換処理を行ったステンシルマスクの欠陥画像データと、画像合成部３０で合成した欠陥ステンシルマスク電子線像とを比較し、解析して、解析結果を欠陥判定部３４に出力する。
【００３２】
欠陥判定部３４は、画像比較／解析部３２から入力された解析結果に基づいて、ステンシルマスクの欠陥画像データに基づく欠陥がキラー欠陥かどうか判定し、キラー欠陥でなければ結果出力部３６を介して出力すると共に欠陥詳細解析部３８で欠陥画像を詳細に解析する。一方、欠陥がキラー欠陥であるときには、欠陥画像データを転写欠陥像データシミュレーション・ユニット１８の転写欠陥像データシミュレーション部４４に出力する。
ここで、キラー欠陥とは、ステンシルマスクのマスクパターンをウエハに転写したとき、マスクパターンと共に転写された欠陥が製品の半導体装置等の性能に影響を与える欠陥を言う。
【００３３】
ＣＡＤデータシミュレーション・ユニット１６は、図４に示すように、ＣＡＤデータ部４０と、ＣＡＤデータシミュレーション部（転写電子線像シミュレーション部）４２とを備えている。
ＣＡＤデータ部４０は、ステンシルマスクのパターンデータ、及びステンシルマスクを作製する際のＣＡＤパターンデータを記憶しているデータベースである。ＣＡＤデータシミュレーション部４２は、ＣＡＤデータ部４０に記憶されているステンシルマスク・パターンデータ及びＣＡＤパターンデータに基づいて転写電子線像生成シミュレーションを行ってステンシルマスクの転写電子線像を生成し、欠陥解析ユニット１４の画像合成部３０に出力する。
以上の構成により、ＣＡＤデータシミュレーション・ユニット１６は、ＣＡＤデータシミュレーション部４２によるシミュレーションにより得たステンシルマスク電子線像を欠陥解析ユニット１４の画像合成部３０に出力する。
【００３４】
転写欠陥像データシミュレーション・ユニット１８は、欠陥転写像データシミュレーション部４４と、欠陥転写像変換部４６と、画像合成／再比較部４８と、欠陥パターン・データベース５０とを備えている。
欠陥転写像データシミュレーション部４４は、欠陥解析ユニット１４の欠陥判定部３４から得た欠陥画像データに転写電子線像生成シミュレーションを施して欠陥転写像を生成して、欠陥転写像変換部４６に出力すると共に、欠陥転写像の欠陥パターンを欠陥パターン・データベース５０に出力する。
欠陥転写像変換部４６は、欠陥転写像を画像処理して、画像合成／再比較部４８に出力する。画像合成／再比較部４８は欠陥転写像変換部４６から出力された欠陥転写像を欠陥判定部３４に出力する。
【００３５】
以上の装置構成により、光フォトマスク欠陥を観察して得られた欠陥画像情報を取り込み、適宜、これを画像変換して解析目的の欠陥情報とした後、ステンシルマスクのマスクパターンと合成し、電子線像シミュレーションを用いて所望の欠陥検査、及び解析を行うことを可能にしている。
【００３６】
ステンシルマスクの欠陥解析方法の実施形態例
本実施形態例は、上述のステンシルマスクの欠陥解析装置１０を用いて、本発明に係るステンシルマスクの欠陥解析方法を実施する実施形態の一例である。
図１から図５を参照して、本実施形態例のステンシルマスクの欠陥解析方法の手順を説明する。
先ず、ステップ１で、電子線露光装置の２次電子線銃２４から被検査体のステンシルマスク２６に電子線を照射して、ステンシルマスク２６の欠陥の画像を受像し、受像した画像を画像データとして取り込み、記録すると共に画像データを欠陥解析ユニット１４の画像変換処理部２８に出力する。
ステップ２では、欠陥観察ユニット１２より出力された欠陥の画像データで表される欠陥の形状が所望する形状となるように、欠陥の画像データを画像変換処理部２８で変換処理する。
【００３７】
ステップ３で、ＣＡＤデータ部４０に記憶されているステンシルマスク・パターンデータ及びＣＡＤパターンデータに基づいて転写電子線像シミュレーションを行ってステンシルマスク電子線像を生成し、欠陥解析ユニット１４の画像合成部３０に出力する。
ステップ４で、ＣＡＤデータシミュレーション・ユニット１６から入力された電子線像シミュレーション結果に基づくステンシルマスクの転写電子線像と、転写欠陥像データシミュレーション・ユニット１８から入力された欠陥パターンとに基づいて、欠陥を有するステンシルマスク電子線像（以下、欠陥ステンシルマスク電子線像と言う）を画像合成部３０で合成する。
ステップ５で、ステップ２で所定の画像変換処理を行ったステンシルマスクの欠陥画像データと、ステップ４で合成した欠陥ステンシルマスク電子線像とを画像比較／解析部３２で比較し、解析する。
【００３８】
ステップ６では、ステップ５の解析結果に基づいて、欠陥判定部３４でステンシルマスクの欠陥画像データに基づく欠陥がキラー欠陥かどうか判定し、キラー欠陥でなければ結果出力部３６を介して解析結果を出力すると共に更に欠陥解析部３８で欠陥画像を詳細に解析する。一方、欠陥がキラー欠陥であるときには、欠陥画像データを転写欠陥像データシミュレーション・ユニット１８の欠陥転写像データシミュレーション部４４に出力する。
ステップ７で、ステップ６で出力された欠陥画像データに転写電子線像生成シミュレーションを施して欠陥転写像を生成すると共に、欠陥転写像の欠陥パターンを欠陥パターン・データベース５０に出力する。
ステップ８では、ステップ７で得た欠陥転写像を画像処理し、ステップ９では、ステップ８で画像処理した欠陥転写像をステップ６に戻す。
【００３９】
本実施形態例のステンシルマスク欠陥解析方法では、実際のステンシルマスク欠陥の形状、大きさ、位置情報等の情報を精度良く取り込むことができる。また、適宜、欠陥画像の画像変換を行った後、ステンシルマスクのマスクパターンと合成して電子線像シミュレーションを行うことによって、欠陥形状や大きさ等に関して様々に変化させた上での系統的な欠陥解析を迅速かつ容易にできる。
【００４０】
実施形態例１のステンシルマスクの欠陥解析装置の比較例
本比較例は実施形態例１のステンシルマスクの欠陥解析装置１０の比較例であって、図６は比較例のステンシルマスクの欠陥解析装置の構成を示すブロック図である。
本比較例のステンシルマスクの欠陥解析装置６０は、実施形態例１のステンシルマスクの欠陥解析装置１０の欠陥観察ユニット１２と同じ構成の欠陥観察ユニット１２と、欠陥解析ユニット６２とを備えている。
【００４１】
欠陥解析ユニット６２は、画像処理部６４と、ＣＡＤデータ部６６と、画像比較部６８と、結果出力部７０とを備えている。
画像処理部６４は、欠陥観察ユニット１２より出力された欠陥の画像データにより表される欠陥の形状が所望する形状となるように、欠陥の画像データを変換処理して、画像比較部６８に出力する。
ＣＡＤデータ部６６は、ステンシルマスクのパターンデータ、及びステンシルマスクを作製する際のＣＡＤパターンデータを記憶しているデータベースであって、所要のデータを画像比較部６８に出力する。
画像比較部６８は、画像処理部６４から出力された欠陥の画像データとＣＡＤデータ部６６から出力されたステンシルマスクのパターンデータとを比較して、解析し、結果出力部７０を介して解析結果を出力する。
【００４２】
しかし、本比較例のステンシルマスクの欠陥解析装置６０は、ダイツウデータベース（Ｄｉｅ　ｔｏ　Ｄａｔａｂａｓｅ　）の欠陥解析を行う装置であって、本実施形態例のステンシルマスクの欠陥解析装置１０の転写欠陥像シミュレーション・ユニット１８、画像合成部３０、転写電子線像シミュレーション部４２等を備えていないので、欠陥パターンを蓄積して、迅速、かつ高精度に欠陥を検出し、系統的な解析を行うことは困難である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、記憶手段から読み出したステンシルマスク・パターンデータ等に基づいて電子線像生成シミュレーションを行ってステンシルマスクの転写電子線像を生成する第１のシミュレーション手段と、データベースから読み出した欠陥パターンとステンシルマスクの転写電子線像とに基づいて欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像を合成する画像合成手段と、抽出手段により抽出された欠陥の画像情報と、欠陥を有するステンシルマスクの転写電子線像とを比較、解析し、欠陥の解析結果を出力する解析手段とを具備することにより、欠陥転写用の評価マスクを作製しなくても、欠陥測定及び解析が可能となる。
また、欠陥の電子線像シミュレーションを用いて、どんな大きさ、形状、種類の欠陥がキラー欠陥になるかを、欠陥検査時に定量的に迅速、簡便に測定、解析することが可能となる。
更には、欠陥パターン・データベースを備えることにより、光又は電子線透過、反射像による欠陥、異物と実転写像との相関のデータベース蓄積が可能となるので、そのデータベースを用いたクライテリア（Ｃｒｉｔｅｒｉａ）の設定、及びデータベースのデータと検査像との比較によるキラー欠陥判断と定量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例の欠陥解析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】欠陥観察ユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】欠陥解析ユニットの構成を示すブロック図である。
【図４】ＣＡＤデータシミュレーション・ユニットの構成を示すブロック図である。
【図５】転写欠陥像データシミュレーション・ユニットの構成を示すブロック図である。
【図６】比較例のステンシルマスクの欠陥解析装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０……実施形態例の欠陥解析装置、１２……欠陥観察ユニット、１４……欠陥解析ユニット、１６……ＣＡＤデータシミュレーションユニット、１８……転写欠陥像データシミュレーションユニット、２０……ＣＣＤ受光部、２２……画像データ取り込み／記録部、２４……２次電子線銃、２６……ステンシルマスク、２８……画像変換処理部、３０……画像合成部、３２……画像比較／解析部、３４……欠陥判定部、３６……結果出力部、３８……欠陥解析部、４０……ＣＡＤデータ部、４２……ＣＡＤデータシミュレーション部（転写電子線像シミュレーション部）、４４……転写欠陥像データシミュレーション部、４６……欠陥転写像変換部、４８……画像合成／再比較部、５０……欠陥パターン・データベース、６０……比較例のステンシルマスクの欠陥解析装置、６２……欠陥解析ユニット、６４……画像処理部、６６……ＣＡＤデータ部、６８……画像比較部、７０……結果出力部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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