JP2005301156A - Inspection method and apparatus for mask defect, and method for creating reference for mask inspection - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To automate defect inspection in an apparatus for defect inspection of an exposure mask and to realize high accuracy and high-speed defect inspection. <P>SOLUTION: The method includes the steps of: acquiring a detected defect pattern image, a reference pattern image, and inspection data images corresponding to the respective defect pattern image and reference pattern image; comparing the defect dimensional difference and the pattern area difference between the defect pattern image and the reference pattern with preliminarily determined thresholds to extract a pattern deformation defect; calculating the gravity center of each pattern image; extracting the size of a first vector connecting the gravity centers of the defect pattern image and the corresponding inspection data image, the size of a second vector connecting the gravity centers of the reference pattern image and the corresponding inspection data image, and the angle made by the first and second vectors; comparing the obtained values with preliminarily determined thresholds; extracting a pattern misalignment defect; and automatically judging whether the pattern deformation defect and the pattern misalignment defect affects the transferring property or not. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、微細パターンの半導体装置の製造に用いる露光用マスクの欠陥を検査するマスク欠陥検査方法、この検査方法の実施に用いるマスク欠陥検査装置、並びにマスク欠陥の判定基準を作成するためのマスク検査基準作成方法に関する。   The present invention relates to a mask defect inspection method for inspecting a defect of an exposure mask used for manufacturing a semiconductor device having a fine pattern, a mask defect inspection apparatus used for carrying out this inspection method, and a mask for creating a criterion for determining a mask defect The present invention relates to a method for preparing inspection standards.

近年、ＬＳＩ（大規模半導体集積回路）の回路パターンの微細化、高集積化に伴い、パターン形成方法として従来の光を用いたパターン形成手段以外の方法が提案されている。この中でも、露光光にＸ線を用いるＸ線リソグラフィや、電子線を用いるＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｌｉｔｈｏｇｒｐｈｙ）、ＬＥＥＰＬ（Ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ ｅｌｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）等の技術は、次世代のパターン形成方法として、注目されている。この理由の一つには、従来の露光方式に比べ、微細なパターンが形成可能であることが挙げられる。なぜなら、一般にパターンの解像度は露光波長に比例するが、上記ＥＰＬ、ＬＥＥＰＬなどの露光方式で使用する露光光の波長はいずれも、ＡｒＦ等の従来用いられている露光装置に比べ短波長であることから、より微細なパターン形成が可能なためである。   In recent years, with the miniaturization and high integration of circuit patterns of LSIs (Large Scale Semiconductor Integrated Circuits), methods other than conventional pattern forming means using light have been proposed as pattern forming methods. Among them, X-ray lithography using X-rays for exposure light, EPL (Electron beam projection lithography) using electron beams, LEEPL (Low energy elec- tron beam proximity lithography), etc. Attention has been paid. One of the reasons is that a fine pattern can be formed as compared with the conventional exposure method. This is because the resolution of the pattern is generally proportional to the exposure wavelength, but the wavelength of the exposure light used in the exposure methods such as EPL and LEEPL is shorter than that of a conventionally used exposure apparatus such as ArF. This is because a finer pattern can be formed.

これらの電子線を用いるパターン形成方法は、いずれもメンブレン構造を有する露光用マスクを使用するという共通点を持つ。しかしながら、これら露光用マスクにおけるメンブレン膜厚は、一般に数１０μｍ以下の薄膜で構成されており、パターンが開口部によって形成されているステンシル方式のものと、パターン部以外の部分が露光光の吸収体で構成された散乱方式のものとの、２方式がある。   All of these pattern forming methods using an electron beam have the common feature of using an exposure mask having a membrane structure. However, the membrane thickness in these exposure masks is generally composed of a thin film of several tens of μm or less, and a stencil type in which a pattern is formed by an opening and an exposure light absorber other than the pattern. There are two systems, a scattering system composed of

露光用マスク内に配置されたパターンに関しては、露光後のパターンに致命的な影響を与えるような欠陥がないことが望まれる。このため、露光用マスクのパターンに関しては、マスク内の全てのパターンの検査を行うことが一般的である。これは、前述したようなメンブレン構造を有する露光用マスクについても当てはまる。このようなマスクパターンの欠陥検査を実現する方法の一例として、図１０に、メンブレンを梁で保持したステンシル方式の露光用マスクの欠陥検査に用いられる透過電子型欠陥検査装置の例を示す。   With respect to the pattern arranged in the exposure mask, it is desired that there is no defect that has a fatal effect on the pattern after exposure. For this reason, regarding the pattern of the mask for exposure, it is common to inspect all patterns in the mask. This is also true for an exposure mask having a membrane structure as described above. As an example of a method for realizing such a mask pattern defect inspection, FIG. 10 shows an example of a transmission electron type defect inspection apparatus used for defect inspection of a stencil-type exposure mask in which a membrane is held by a beam.

先に、図１１を用いて欠陥検査されるステンシル方式の露光用マスクの概略構成を説明する。このステンシル方式の露光マスク１は、例えば、シリコン薄膜によるメンブレン層２に所要のパターンの開口部、本例では多層配線間を接続するための複数の接続用開口に対応した複数の開口部３を形成し、そのメンブレン層２の下面の開口部３の周辺部に例えばシリコン膜による補強用の梁５を形成し、さらにメンブレン層２のマスクパターンの領域６を除く周囲部に厚さの大きい例えばシリコン基板７を形成して構成される。メンブレン層２は、シリコン薄膜の他、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン炭化物、ダイヤモンド（例えば多結晶ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボンなど）、その他所要の材料の薄膜で形成することができる。   First, a schematic configuration of a stencil exposure mask for defect inspection will be described with reference to FIG. The stencil-type exposure mask 1 includes, for example, a plurality of openings 3 corresponding to a plurality of connection openings for connecting openings in a required pattern to the membrane layer 2 made of a silicon thin film, in this example, between multilayer wirings. For example, a reinforcing beam 5 made of, for example, a silicon film is formed in the periphery of the opening 3 on the lower surface of the membrane layer 2, and the thickness of the periphery of the membrane layer 2 excluding the mask pattern region 6 is large. A silicon substrate 7 is formed and configured. The membrane layer 2 can be formed of a thin film of a required material other than a silicon thin film, for example, silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide, diamond (for example, polycrystalline diamond, diamond-like carbon).

そして、透過電子線検出型欠陥検査装置１１は、図１０に示すように、主に真空チャンバー１２内に、欠陥検査されるべき露光マスク１を載置するマスク積載ステージ１３が配置されると共に、マスク積載ステージ１３を挟んで上側に電子銃１４と電子光学系１５が配置され、下側に電子光学系１６及び受光検出器１７が配置されて成り、さらに、受光検出器１７に接続された信号処理装置１８と、電子銃１４、電子光学系１５、１６の制御、さらにマスク積載ステージ１３を電子銃１４からの電子走査に同期して移動制御するための制御装置１９を備えて構成される。   As shown in FIG. 10, the transmission electron beam detection type defect inspection apparatus 11 is mainly provided with a mask loading stage 13 for placing an exposure mask 1 to be defect-inspected in a vacuum chamber 12, An electron gun 14 and an electron optical system 15 are arranged on the upper side of the mask loading stage 13, an electron optical system 16 and a light receiving detector 17 are arranged on the lower side, and a signal connected to the light receiving detector 17. The processing device 18 is configured to include a control device 19 for controlling the electron gun 14 and the electron optical systems 15 and 16, and for controlling the movement of the mask loading stage 13 in synchronization with the electronic scanning from the electron gun 14.

この透過電子線検出型欠陥検査装置１１では、電子銃１４から出射された電子が、電子光学系１５により制御され、検査すべき露光用マスク１へ到達する。露光用マスク１にはマスクパターンである開口部３が形成されているので、露光用マスク１へ到達した電子の一部は、開口部３を透過する。開口部３を透過した電子は、電子光学系１６により制御を受けた後、受光検出器１７へ到達し検出される。受光検出器１７に到達した電子は、露光用マスク１のマスクパターン、すなわち各開口部３を透過したものだけであるため、受光検出器１７での電子強度の空間分布から、各開口部３の透過電子像が形成される。このようにして得られた透過電子像と、露光用マスク１上に配置されている各開口部３からなるマスクパターンのマスク描画データ像（以下、データ像という）とを比較する。露光用マスク１のマスクパターン（各開口部３）に欠陥がなければ、透過電子像ならびに、データ像は一致するはずである。しかし、露光用マスク１のマスクパターン（各開口部３）に欠陥がある場合、透過電子像とデータ像の両者は異なる。この透過電子像とデータ像の差異を信号処理装置１８で検出することにより、露光用マスク１上の全てのマスクパターン、すなわち全ての開口部３についての欠陥の有無を検出する。   In the transmission electron beam detection type defect inspection apparatus 11, electrons emitted from the electron gun 14 are controlled by the electron optical system 15 and reach the exposure mask 1 to be inspected. Since the opening 3 that is a mask pattern is formed in the exposure mask 1, some of the electrons that have reached the exposure mask 1 pass through the opening 3. The electrons transmitted through the opening 3 reach the light receiving detector 17 and are detected after being controlled by the electron optical system 16. The electrons that have reached the light receiving detector 17 are only those that have passed through the mask pattern of the exposure mask 1, i.e., each opening 3. A transmission electron image is formed. The transmission electron image obtained in this way is compared with a mask drawing data image (hereinafter referred to as a data image) of a mask pattern made up of the openings 3 arranged on the exposure mask 1. If there is no defect in the mask pattern (each opening 3) of the exposure mask 1, the transmitted electron image and the data image should match. However, when the mask pattern (each opening 3) of the exposure mask 1 has a defect, both the transmission electron image and the data image are different. By detecting the difference between the transmission electron image and the data image by the signal processing device 18, all mask patterns on the exposure mask 1, that is, the presence or absence of defects in all the openings 3 are detected.

以上は、マスク描画データと実際のマスクパターンを比較する、いわゆるデータベース比較検査の例である。他の検査方式の例としては、露光用マスク内のマスクパターンをセル単位（単位セルのパターンが繰り返し形成されているとき）で比較するセル比較検査や、露光用マスク１内のマスクパターンをダイ毎（複数のチップに対応したパターンが形成されているときのチップ毎）に比較する、ダイ比較方式の検査装置が存在する。   The above is an example of so-called database comparison inspection in which mask drawing data is compared with an actual mask pattern. Examples of other inspection methods include cell comparison inspection in which the mask pattern in the exposure mask is compared in cell units (when the pattern of the unit cell is repeatedly formed), and the mask pattern in the exposure mask 1 is a die pattern. There is an inspection apparatus of a die comparison type that compares every time (each chip when a pattern corresponding to a plurality of chips is formed).

非特許文献１には、上述の透過電子線を用いたＥＰＬ用ステンシルマスクの欠陥検査装置の例が記載されている。
Ｊ．Ｙａｍａｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ５０３７，５３１（２００３） Non-Patent Document 1 describes an example of a defect inspection apparatus for an EPL stencil mask using the above-described transmission electron beam.
J. et al. Yamamoto et al. , Proc. SPIE 5037, 531 (2003)

近年の回路パターンの微細化に伴い、露光用マスクのパターン欠陥検査に要する時間が長大化している。これは、パターンサイズの縮小に伴う、致命欠陥サイズの縮小に起因する。すなわち、より微細な欠陥を検出する都合上、検査装置の検査画素サイズも従来に比して縮小せざるを得なくなり、その結果、１回の検査動作によって検査可能な領域が縮小してしまう。このことが、検査時間の長大化の要因であり、１枚の露光用マスクの検査に数時間を要することも珍しくなくなってきている。   With the recent miniaturization of circuit patterns, the time required for pattern defect inspection of an exposure mask has become longer. This is due to the reduction in the fatal defect size accompanying the reduction in the pattern size. That is, for the purpose of detecting finer defects, the inspection pixel size of the inspection apparatus must be reduced as compared with the conventional case, and as a result, the inspectable area is reduced by one inspection operation. This is a factor in prolonging the inspection time, and it is not uncommon for inspection of a single exposure mask to take several hours.

これは、前述した梁付きメンブレンを有するステンシルマスクにおける欠陥検査に対しても同様である。例えば、上記の非特許文献１によると、先に示した透過電子線を用いたＥＰＬ用ステンシルマスク欠陥検査装置に関し、５０ｎｍといった微細な欠陥を検出できる能力を持つ一方で、４時間程度の検査時間を要すると報告されている。   The same applies to the defect inspection in the stencil mask having the above-mentioned membrane with a beam. For example, according to Non-Patent Document 1 described above, the EPL stencil mask defect inspection apparatus using the transmission electron beam described above has an ability to detect a fine defect of 50 nm, while having an inspection time of about 4 hours. It is reported that it requires.

ところで、露光用マスクの欠陥検査に関しては、検出した欠陥が転写性に影響を与える欠陥であるか否かを見極める作業（以下、レビューという）が必要である。レビューには２通りの目的がある。一方は検査後に欠陥が検出された露光用マスクが使用可能であるか否かを判断するため、他方は検出された欠陥の分類である。これらは、専用レビュー装置もしくは、検査装置内で取得した欠陥像について、オペレータによるマニュアル作業を行っている。したがって、オペレータ間で判定に差が生じやすく、誤差の一因となっていた。このような誤差が生じた場合、露光用マスクの歩留りに影響を及ぼすことがあった。なぜなら、本来使用可能であるにもかかわらず、前述の誤差のため、使用不可と判定される可能性があるためである。また、欠陥の分類に関しても前述の誤差によって正確な分類が行えず、本来欠陥とすべき種類に欠陥を見逃すおそれがあった。   By the way, with respect to the defect inspection of the exposure mask, it is necessary to determine whether or not the detected defect is a defect affecting transferability (hereinafter referred to as a review). The review has two purposes. One is for determining whether or not the exposure mask in which the defect is detected after the inspection can be used, and the other is the classification of the detected defect. These perform manual operations by an operator on a defect image acquired in a dedicated review device or an inspection device. Therefore, a difference in judgment is easily generated between operators, which is a cause of error. When such an error occurs, the yield of the exposure mask may be affected. This is because there is a possibility that it may be determined to be unusable due to the above-mentioned error even though it can be used originally. In addition, regarding the classification of defects, accurate classification cannot be performed due to the above-described errors, and there is a possibility that defects may be missed in the types that should be regarded as defects.

レビューをオペレータによるマニュアル作業で行う場合の他の問題点としては、検査時間の肥大化ということが挙げられる。すなわち、検査そのものが終了しても、レビューを経て露光用マスクが使用可能であるか否かの判断が下されるまでは、実質的には検査が完了したとは言えないからである。   Another problem when the review is performed manually by the operator is that the inspection time is enlarged. That is, even if the inspection itself is completed, it cannot be said that the inspection is substantially completed until a determination is made as to whether or not the exposure mask can be used through review.

また、レビューそのものに関する問題点としては、転写性に影響を与えるか否かの判断基準をどの様に設定するか、という問題がある。従来は、予め露光用マスク上のパターンに欠陥を配置した、いわゆる設計欠陥パターンをレジスト層に転写し、転写後のレジストパターンの寸法変動が予め設定した水準を越えた場合、転写性に影響があるとしていた。しかし、このような手法を採用した場合、感度設定が過剰もしくは不足になる虞れがあった。なぜなら、上記手法では、レジストパターンの断面形状を一切考慮していないため、レジストパターン加工後の寸法が、レジストパターンと一致しない可能性があるためである。   Further, as a problem related to the review itself, there is a problem of how to set a criterion for determining whether or not it affects transferability. Conventionally, when a so-called design defect pattern in which defects are arranged in advance on a pattern on an exposure mask is transferred to a resist layer, and the dimensional variation of the resist pattern after the transfer exceeds a preset level, transferability is affected. It was supposed to be. However, when such a method is adopted, there is a possibility that sensitivity setting becomes excessive or insufficient. This is because the above method does not consider the cross-sectional shape of the resist pattern at all, and the dimension after the resist pattern processing may not match the resist pattern.

例えば、転写後の欠陥部におけるレジスト断面形状について説明する。図９Ａ、Ｂに示すように、ウェハ（例えば表面に絶縁膜が形成された半導体ウェハ）２１上に露光用マスクを用いて露光、現像して形成したレジスト層２２の断面形状が、上部開口幅ａが狭く、下部開口幅ｂが広い、いわゆる逆テーパ形状の場合（図９Ａ参照）、レジスト加工後の寸法、すなわちウェハ２１に加工された開口幅ｃはレジスト層２２の上部開口幅ａと一致せず、むしろ、下部開口幅ｂと一致するにも関わらず、レジストパターン寸法はレジスト層２２の上部開口寸法（幅）ａを評価してしまう。すなわち、断面逆テーパ形状のレジスト層２２をマスクにしてウェハ２１を選択エッチングした場合、レジスト層２２の上面も一部エッチング除去されるため、結果的にエッチング加工された基板２１の開口寸法（幅）ｃは、図９Ｂ示すように、レジスト層２２の下部開口幅ｂに一致する。従って、上記逆テーパ形状のレジスト層２２の場合、このため、本来のエッチング後の加工寸法と異なる寸法にて、転写性の基準を定めてしまう虞れがあった。   For example, the resist cross-sectional shape in the defective portion after transfer will be described. As shown in FIGS. 9A and 9B, the cross-sectional shape of the resist layer 22 formed by exposure and development using a mask for exposure on a wafer (for example, a semiconductor wafer having an insulating film formed on the surface) 21 is an upper opening width. In the case of a so-called reverse taper shape in which a is narrow and the lower opening width b is wide (see FIG. 9A), the dimension after resist processing, that is, the opening width c processed in the wafer 21 matches the upper opening width a of the resist layer 22. Rather, the resist pattern dimension evaluates the upper opening dimension (width) a of the resist layer 22 even though it coincides with the lower opening width b. That is, when the wafer 21 is selectively etched using the resist layer 22 having a reverse taper cross section as a mask, a part of the upper surface of the resist layer 22 is also etched away. As a result, the opening dimension (width) of the etched substrate 21 is reduced. ) C corresponds to the lower opening width b of the resist layer 22 as shown in FIG. 9B. Therefore, in the case of the resist layer 22 having the reverse taper shape, there is a possibility that the transferability standard may be set with a dimension different from the original processed dimension after etching.

本発明は、上述の点に鑑み、露光用マスクの欠陥検査において、前述したような欠陥検査を装置内で自動化し、欠陥検査の高精度化並びに 高速化を可能にしたマスク欠陥検査方法及びこの検査方法の実施に用いるマスク欠陥検査装置を提供するものである。
また、本発明は、このような露光用マスクの欠陥検査に用いる検査基準作成方法、すなわち欠陥検査時に必要な欠陥か否かの判断基準をより高精度に設定するためのマスク検査基準作成方法を提供するものである。 In view of the above, the present invention automates the above-described defect inspection in the apparatus for defect inspection of an exposure mask, and makes it possible to increase the accuracy and speed of the defect inspection, and this A mask defect inspection apparatus used for carrying out an inspection method is provided.
In addition, the present invention provides an inspection standard creation method used for defect inspection of such an exposure mask, that is, a mask inspection standard creation method for setting a judgment standard for determining whether or not a defect is necessary at the time of defect inspection with higher accuracy. It is to provide.

本発明に係るマスク欠陥検査方法は、露光用マスクの欠陥検査において、検出された欠陥を有する露光用マスクの欠陥パターン像と、露光用マスク内の正常パターンによる参照パターン像との欠陥寸法差及びパターン面積差を、予め設定した閾値と比較して、パターン変形欠陥を抽出し、パターン変形欠陥の転写性に対する影響の有無を自動的に判断することを特徴とする。   A mask defect inspection method according to the present invention includes a defect dimension difference between a defect pattern image of an exposure mask having a detected defect and a reference pattern image by a normal pattern in the exposure mask in the defect inspection of the exposure mask. The pattern area difference is compared with a preset threshold value, a pattern deformation defect is extracted, and whether or not there is an influence on the transferability of the pattern deformation defect is automatically determined.

本発明に係るマスク欠陥検査方法は、露光用マスクの欠陥検査において、検出された欠陥パターン像と、露光用マスク内の正常パターンによる参照パターン像と、欠陥パターン像及び参照パターン像に対応するそれぞれの検査データ像を取得し、欠陥パターン像、参照パターン像及び両検査データ像のぞれぞれの重心を算出し、欠陥パターン像とこれに対応する検査データ像の重心を結ぶ第１のベクトルの大きさと、参照パターン像とこれに対応する検査データ像の重心を結ぶ第２のベクトルの大きさと、第１のベクトルと第２のベクトルとのなす角度とを抽出し、第１と第２のベクトル差及び角度を、予め設定した閾値と比較して、パターン位置ずれ欠陥を抽出し、パターン位置ずれ欠陥の転写性に対する影響の有無を自動的に判断することを特徴とする。   The mask defect inspection method according to the present invention includes a defect pattern image detected in a defect inspection of an exposure mask, a reference pattern image based on a normal pattern in the exposure mask, and a defect pattern image and a reference pattern image, respectively. A first vector connecting the defect pattern image and the centroid of the corresponding inspection data image, calculating the centroid of each of the defect pattern image, the reference pattern image, and both inspection data images. , The size of the second vector connecting the centroid of the reference pattern image and the inspection data image corresponding thereto, and the angle formed by the first vector and the second vector are extracted. The vector difference and angle of the pattern are compared with a preset threshold value to extract a pattern misalignment defect, and whether the pattern misalignment defect has an influence on the transferability is automatically determined. The features.

本発明に係るマスク欠陥検査方法は、露光用マスクの欠陥検査において、検出された露光用マスクの欠陥パターン像と、露光用マスク内の正常パターンによる参照パターン像と、欠陥パターン像及び参照パターン像に対応するそれぞれの検査データ像を取得し、欠陥パターン像と、参照パターン像との欠陥寸法差及びパターン面積差を、予め設定した閾値と比較して、パターン変形欠陥を抽出し、欠陥パターン像、参照パターン像及び両検査データ像のぞれぞれの重心を算出し、欠陥パターン像とこれに対応する検査データ像の重心を結ぶ第１のベクトルの大きさと、参照パターン像とこれに対応する前記検査データ像の重心を結ぶ第２のベクトルの大きさと、第１のベクトルと第２のベクトルとのなす角度とを抽出し、第１と第２のベクトル差、または前記角度、または前記ベクトル差及び角度を、予め設定した閾値と比較して、パターン位置ずれ欠陥を抽出し、パターン変形欠陥とパターン位置ずれ欠陥の転写性に対する影響の有無を自動的に判断することを特徴とする。   A mask defect inspection method according to the present invention includes a defect pattern image of an exposure mask detected in a defect inspection of an exposure mask, a reference pattern image based on a normal pattern in the exposure mask, a defect pattern image, and a reference pattern image. The inspection data image corresponding to each of the defect pattern image, the defect size difference between the defect pattern image and the reference pattern image and the pattern area difference are compared with a preset threshold value, and a pattern deformation defect is extracted. The center of gravity of each of the reference pattern image and both inspection data images is calculated, the size of the first vector connecting the defect pattern image and the center of gravity of the inspection data image corresponding thereto, the reference pattern image and the corresponding Extracting the magnitude of the second vector connecting the centroids of the inspection data image and the angle formed by the first vector and the second vector, and the first and second vectors; The difference, or the angle, or the vector difference and the angle are compared with a preset threshold value, and a pattern misalignment defect is extracted, and whether there is an influence on the transferability of the pattern deformation defect and the pattern misalignment defect is automatically detected. It is characterized by judging.

本発明に係るマスク欠陥検査装置は、電子銃と、電子光学系と、被検査露光用マスクを載置するステージと、電子銃から出射して被検査露光用マスクを透過した電子線を受光検出する受光検出器とを備え、検出された露光用マスクの欠陥パターン像と、被検査露光用マスク内の正常パターンによる参照パターン像と、欠陥パターン像及び参照パターン像に対応するそれぞれの検査データ像から、パターン変形欠陥とパターン位置ずれ欠陥を抽出して、検出された欠陥の種類を自動判別する機能を備えていることを特徴とする。   A mask defect inspection apparatus according to the present invention receives and detects an electron gun, an electron optical system, a stage on which an inspection exposure mask is mounted, and an electron beam emitted from the electron gun and transmitted through the inspection exposure mask. A defect pattern image of the detected exposure mask, a reference pattern image by a normal pattern in the inspection exposure mask, and each inspection data image corresponding to the defect pattern image and the reference pattern image From the above, it is possible to extract a pattern deformation defect and a pattern misalignment defect and to automatically detect the type of the detected defect.

本発明に係るマスク検査基準作成方法は、露光マスクの欠陥判定基準の作成に際し、設計欠陥パターンを含む露光用マスクを用いてウェハ上にレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクにしてウェハをエッチング処理した後に、ウェハに転写された前記欠陥パターンから欠陥検査に必要な所要の第１の物理量を測定し、前記第１の物理量が許容される規定値を上回るような前記欠陥パターンに対応する、前記露光用マスク上の欠陥パターンを第２の物理量とし、前記第２の物理量を欠陥検査に必要な欠陥判定基準として設定することを特徴とする。   The mask inspection standard creation method according to the present invention forms a resist pattern on a wafer using an exposure mask including a design defect pattern, and etches the wafer using the resist pattern as a mask when creating a defect judgment standard for an exposure mask. After processing, a required first physical quantity required for defect inspection is measured from the defect pattern transferred to the wafer, and the first physical quantity corresponds to the defect pattern exceeding an allowable specified value. The defect pattern on the exposure mask is set as a second physical quantity, and the second physical quantity is set as a defect determination standard necessary for defect inspection.

更に詳述するに、本発明は、欠陥レビューについて、以下のような方法を用いる。
まず、欠陥検査において欠陥を検出した場合、１個の欠陥について以下に示す４通りの画像を取得する。
・該当する欠陥部の検査像（ａｉ）。
・隣接する欠陥部の検査像（ｂｉ）。
・検査像（ａｉ）に対応する検査データ像（ａｄ）。
・検査像（ｂｉ）に対応する検査データ像（ｂｄ）。
ただし、検査像（ｂｉ）に関しては、欠陥発生部パターンと同形状のもの（すなわち設計形状と同形状のもの）を抽出する。同形状であるか否かの判断は、検査用のパターンデータから欠陥発生部の周囲を検索し、自動的に行う。 More specifically, the present invention uses the following method for defect review.
First, when a defect is detected in the defect inspection, the following four images are acquired for one defect.
-Inspection image (ai) of the corresponding defective part.
An inspection image (bi) of an adjacent defect portion.
An inspection data image (ad) corresponding to the inspection image (ai).
-Inspection data image (bd) corresponding to inspection image (bi).
However, with respect to the inspection image (bi), one having the same shape as the defect occurrence portion pattern (that is, the same shape as the design shape) is extracted. The determination as to whether or not they have the same shape is automatically performed by searching around the defect occurrence portion from the pattern data for inspection.

次に、検査像（ａｉ）と検査像（ｂｉ）を比較し、周辺部とのパターン面積差ΔＳ及び欠陥部分のパターン寸法差ΔＣＤを抽出する。ΔＳ及びΔＣＤが事前に定めた閾値を越えた場合、転写性に影響のあるパターン変形欠陥として抽出する。
上記比較において、差異がないと判断された場合、次のステップに移行する。このステップでは、検査像（ａｉ）と検査データ像（ａｄ）、及び検査像（ｂｉ）と検査データ像（ｂｄ）のそれぞれにおいて、パターン重心を検出し、この重心間を結ぶベクトルを定義する。前者のベクトルをＶａ、後者のベクトルをＶｂとする。ここにおいて、ベクトルＶａの大きさが事前に定義した閾値を越えた場合、「位置ずれ欠陥」として抽出する。また、上記閾値以下であっても、ベクトルＶｂとの大きさ、並びに角度の差（すなわちベクトルＶａとベクトルＶｂとのなす角度）が事前に定義した閾値を越えた場合、転写性に影響のある「位置ずれ欠陥」として抽出する。
以上の構成によって、欠陥検査装置で検出された欠陥の判別・分類が自動で行える。 Next, the inspection image (ai) and the inspection image (bi) are compared, and the pattern area difference ΔS from the peripheral portion and the pattern dimension difference ΔCD from the defective portion are extracted. When ΔS and ΔCD exceed a predetermined threshold value, they are extracted as pattern deformation defects that affect transferability.
When it is determined that there is no difference in the comparison, the process proceeds to the next step. In this step, the pattern centroid is detected in each of the inspection image (ai) and the inspection data image (ad), and the inspection image (bi) and the inspection data image (bd), and a vector connecting the centroids is defined. The former vector is Va, and the latter vector is Vb. Here, if the magnitude of the vector Va exceeds a predefined threshold, it is extracted as a “positional displacement defect”. Even if it is equal to or less than the above threshold, if the magnitude and the difference between the vector Vb and the angle difference (that is, the angle formed by the vector Va and the vector Vb) exceed a predefined threshold, transferability is affected. Extracted as “positional defect”.
With the above configuration, it is possible to automatically determine and classify defects detected by the defect inspection apparatus.

一方、上記判別で必要な閾値に関して、特に、パターン変形欠陥については、以下のように定義する。
まず、設計欠陥を含む露光用マスクを作製する。欠陥の種類は、実際の露光用マスクに生じるモードを網羅して置く。欠陥のサイズも複数の種類を配置して置く。次に、実際に半導体デバイス製造で用いられる露光と同一の条件で露光し、設計欠陥をレジスト層上に転写する。最後に、上記転写パターンを実際の半導体デバイス作製工程で用いられる手法で処理し、すなわちレジスト層をマスクにエッチング処理し、処理後のエッチングされたパターン寸法、もしくはパターン面積を評価する。評価に当たっては、前記パターン寸法及びパターン面積の、マスク上の欠陥サイズ依存性を調べ、実際の半導体デバイスにおける許容値を上回るマスク欠陥サイズを、転写性に影響を及ぼすマスク上欠陥サイズとして定義し、マスク欠陥検査時の閾値として設定する。 On the other hand, regarding the threshold necessary for the above-described determination, in particular, a pattern deformation defect is defined as follows.
First, an exposure mask including a design defect is manufactured. The type of defect covers the modes that occur in the actual exposure mask. Arrange multiple types of defect sizes. Next, exposure is performed under the same conditions as those used in actual semiconductor device manufacturing, and the design defects are transferred onto the resist layer. Finally, the transfer pattern is processed by a method used in an actual semiconductor device manufacturing process, that is, an etching process is performed using the resist layer as a mask, and the etched pattern dimension or pattern area after the process is evaluated. In the evaluation, the defect size dependency on the mask of the pattern dimension and the pattern area is examined, and the mask defect size exceeding the allowable value in the actual semiconductor device is defined as the defect size on the mask that affects the transferability. It is set as a threshold value for mask defect inspection.

これにより、従来に比べてより実際の半導体デバイス作製工程に則した、マスク欠陥検査基準を作製することができ、必要以上に厳しい基準を設定することを未然に防止することができる。   As a result, it is possible to produce a mask defect inspection standard that is more in line with the actual semiconductor device production process than in the prior art, and to prevent the setting of a stricter standard than necessary.

この他の閾値定義方法として、実際に転写を行わずシミュレーションにて転写性に影響を及ぼす欠陥サイズを定義する方法がある。これは、リソグラフィ用シミュレータにて、設計欠陥部のレジストパターン形状、及びレジストパターン寸法を計算し、これらよりレジスト加工後のパターン形状、及びパターン寸法を推定するものである。推定にあたっては、レジスト断面形状のどの部分が加工後のパターン寸法に合致するかの閾値を予め設定して置く必要がある。   As another threshold value defining method, there is a method of defining a defect size that affects transferability by simulation without actually performing transfer. In this method, a resist pattern shape and a resist pattern dimension of a design defect portion are calculated by a lithography simulator, and a pattern shape and pattern dimension after resist processing are estimated from these. In the estimation, it is necessary to set in advance a threshold value for which portion of the resist cross-sectional shape matches the processed pattern dimension.

本発明によれば、露光用マスクの欠陥検査において、検査後の欠陥判別工程の自動化が実現できるので、従来に比べて検査のスループットを向上させることができる。また、この欠陥判別工程の自動化によって、欠陥判別のばらつきを低減することができ、欠陥検査の高精度化が可能になる。さらに、本発明の欠陥転写性判断方法を用いれば、検査感度における過不足を適正化させることができ、露光用マスクの歩留り、並びにこの露光用マスクを用いて製造した半導体装置の歩留りを向上することができる。   According to the present invention, in the defect inspection of the exposure mask, the defect determination process after the inspection can be automated, so that the inspection throughput can be improved as compared with the conventional case. Further, by automating this defect determination process, it is possible to reduce the variation in defect determination, and it is possible to increase the accuracy of defect inspection. Furthermore, if the defect transferability judgment method of the present invention is used, excess or deficiency in inspection sensitivity can be optimized, and the yield of an exposure mask and the yield of a semiconductor device manufactured using this exposure mask are improved. be able to.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、本発明に係るマスク欠陥検査方法の一実施の形態を説明する。本実施の形態では、電子線等倍露光用ステンシルマスクを透過電子線検出型欠陥検査装置を用いて検査する例を示す。
ステンシル方式の露光用マスク（以下、ステンシルマスクという）としては、図２Ａ（平面図）及び図２Ｂ（図２ＡのＡ−Ａ線上の断面図）に示す構成のステンシルマスク３１を用いる。このステンシルマスク３１は、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェハを加工して形成され、同図示するように、回路パターンとなる開口部３２を有したメンブレン層３３と、メンブレン層３３の開口部３２周囲に対応する裏面に一体に形成された補強用の梁３４と、メンブレン層３３の裏面の周辺に形成された支持部３５とから成る。本例では、回路パターンが複数の四角形状の開口部３２として設けられ、梁３４が複数の開口部３２を取り囲むように格子状に形成される。ステンシルマスク２１のメンブレン層３３の膜厚は、電子線を遮蔽でき、かつ加工性に影響の出ない範囲とし、例えば０．２μｍ〜２０μｍの範囲とすることができる。電子線等倍露光用ステンシルマスク３１については、マスクパターン縮小率が１倍であるため、ウェハ（例えば半導体ウェハ）へ転写するパターンと同一の寸法をもつマスクパターン、すなわち開口部３３が配置される。 First, an embodiment of a mask defect inspection method according to the present invention will be described. In this embodiment, an example in which a stencil mask for electron beam equal-size exposure is inspected using a transmission electron beam detection type defect inspection apparatus is shown.
As a stencil-type exposure mask (hereinafter referred to as a stencil mask), a stencil mask 31 having the structure shown in FIG. 2A (plan view) and FIG. 2B (cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2A) is used. The stencil mask 31 is formed, for example, by processing an SOI (Silicon on Insulator) wafer. As shown in the drawing, the stencil mask 31 has a membrane layer 33 having an opening 32 serving as a circuit pattern, and a periphery of the opening 32 of the membrane layer 33. The reinforcing beam 34 integrally formed on the back surface corresponding to the above and the support portion 35 formed around the back surface of the membrane layer 33. In this example, the circuit pattern is provided as a plurality of rectangular openings 32, and the beams 34 are formed in a lattice shape so as to surround the plurality of openings 32. The film thickness of the membrane layer 33 of the stencil mask 21 can be in a range that can shield the electron beam and does not affect the workability, for example, in the range of 0.2 μm to 20 μm. Since the stencil mask 31 for electron beam equal magnification exposure has a mask pattern reduction ratio of 1, a mask pattern having the same dimensions as a pattern to be transferred to a wafer (for example, a semiconductor wafer), that is, an opening 33 is disposed. .

一方、図１に、欠陥検査に用いる透過電子線検出型欠陥検査装置を示す。この透過電子線検出型欠陥検査装置４１は、前述と同様に、主たる構成として真空チャンバー４２を有し、真空チャンバー４２内に欠陥検査されるべきステンシルマスク３１を載置するマスク積載ステージ４３が配置され、マスク積載ステージ４３を挟んで上側に電子銃４４と電子光学系４５が配置され、下側に電子光学系４６及び受光検出器４７が配置されて成り、さらに、受光検出器４７に接続された信号処理装置４８と、電子銃４４、電子光学系４５、４６の制御、さらにマスク積載ステージ４３を電子銃４４からの電子走査に同期して移動制御するための制御装置４９を備えて構成される。信号処理装置４８は、後述する図３の欠陥判定処理を行える信号処理装置である。この信号処理装置４８に接続して画像表示装置５０が接続される。   On the other hand, FIG. 1 shows a transmission electron beam detection type defect inspection apparatus used for defect inspection. The transmission electron beam detection type defect inspection apparatus 41 has a vacuum chamber 42 as a main configuration, as described above, and a mask loading stage 43 on which a stencil mask 31 to be defect-inspected is placed. The electron gun 44 and the electron optical system 45 are arranged on the upper side of the mask loading stage 43, the electron optical system 46 and the light receiving detector 47 are arranged on the lower side, and further connected to the light receiving detector 47. And a control device 49 for controlling the movement of the mask loading stage 43 in synchronism with the electronic scanning from the electron gun 44. The The signal processing device 48 is a signal processing device that can perform the defect determination processing of FIG. An image display device 50 is connected to the signal processing device 48.

この透過電子線検出型欠陥検査装置４１を用いて、図２Ａのステンシルマスク３１のマスクパターンの欠陥検査を実施する。検査は次のように行う。先ず、ステンシルマスク３１を上記欠陥検査装置４１の真空チャンバー４２に搬送し、マスク積載ステージ４３上に載置し、ウェハ回転角補正のアライメントを実施する。アライメントは、ステンシルマスク３１内に配置された２箇所以上のアライメントマーク（図示せず）を光学顕微鏡で取得し、ステージ位置座標とアライメントマークの位置関係より、補正を行う。   Using this transmission electron beam detection type defect inspection apparatus 41, the defect inspection of the mask pattern of the stencil mask 31 of FIG. 2A is performed. The inspection is performed as follows. First, the stencil mask 31 is transported to the vacuum chamber 42 of the defect inspection apparatus 41 and placed on the mask loading stage 43, and alignment for wafer rotation angle correction is performed. For alignment, two or more alignment marks (not shown) arranged in the stencil mask 31 are acquired with an optical microscope, and correction is performed based on the positional relationship between the stage position coordinates and the alignment marks.

次いで、電子銃４４から出射した電子ビームをステンシルマスク３１に照射し、ビーム照射条件の調整を行う。照射される電子ビームは、例えば、１ｋｅＶ〜１０ｋｅＶの加速電圧を持ち、ビーム電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ２〜１ｍＡ／ｃｍ２ である。ステンシルマスク３１照射された電子ビームが、マスクパターンである開口部３３を透過し、受光検出器４７に達する。受光検出器４７においては、検出された電子を画像に変換する。変換された画像は、画像表示装置４９に投影され、マスク像として表示される。ビーム照射条件の調整は、取得したマスク像について、収差による歪み等の画質劣化がなくなるように、電子ビーム制御パラメータを変更する。調整完了後、欠陥検査を実施する。 Next, the electron beam emitted from the electron gun 44 is irradiated onto the stencil mask 31 to adjust the beam irradiation conditions. Electron beam irradiation, for example, have an acceleration voltage of 1KeV～10keV, the beam current density of 0.1mA / cm 2 ~1mA / cm 2 . The electron beam irradiated with the stencil mask 31 passes through the opening 33 which is a mask pattern and reaches the light receiving detector 47. The light receiving detector 47 converts the detected electrons into an image. The converted image is projected on the image display device 49 and displayed as a mask image. In the adjustment of the beam irradiation condition, the electron beam control parameters are changed so that the acquired mask image does not deteriorate image quality such as distortion due to aberration. After adjustment is completed, defect inspection is performed.

検査にあたっては、先ず検査領域を指定する。検査領域の指定は、ステンシルマスク３１上の検査領域に移動後設定するか、検査用のデータ上から指定してもよい。検査領域の設定後、検査を開始する。検査時はマスク積載ステージ４３を走査しながらマスク透過電子線を照射する。受光検出器４７からはマスク積載ステージ４３の走査と同期したマスクパターンが得られる。この様にして得られたマスクパターン像と、マスクパターンデータより作成した比較用検査データ像とを比較する。ただし、マスクパターンデータにおいては、実際のマスク像と寸法・形状等の乖離があることから、予めマスク面内の数点の像を取得しておき、この像と整合するように、比較像の側に変更を加える。   In the inspection, first, an inspection area is designated. The inspection area may be specified after moving to the inspection area on the stencil mask 31 or from the inspection data. After setting the inspection area, the inspection is started. During inspection, a mask transmission electron beam is irradiated while scanning the mask loading stage 43. A mask pattern synchronized with the scanning of the mask loading stage 43 is obtained from the light receiving detector 47. The mask pattern image obtained in this way is compared with the comparison inspection data image created from the mask pattern data. However, in the mask pattern data, since there is a difference in size, shape, etc. from the actual mask image, several images on the mask surface are acquired in advance, and the comparison image is matched with this image. Make changes to the side.

欠陥の抽出に関しては、さまざまな方法があるが、例えば、マスク透過電子線強度の総和と、比較像における輝度の総和をそれぞれ比較し、両者の差がある一定の値を超えた場合に、欠陥（欠陥のある開口）として検出する。検査領域全域における走査が完了した後、検査を終了する。終了時には、欠陥を検出した位置の座標を記録して置く。   There are various methods for extracting defects. For example, if the sum of the mask transmission electron beam intensity and the sum of the brightness in the comparative image are compared, and the difference between the two exceeds a certain value, the defect is detected. Detect as (defective opening). After the scanning in the entire inspection area is completed, the inspection is finished. At the end, record the coordinates of the position where the defect was detected.

次いで、検出された欠陥における本実施の形態におけるレビュー方法について説明する。
先ず、検出された欠陥のあるパターン、すなわち開口部（以下、欠陥部という）の座標へ電子ビームが照射されるようにステージ４３を移動し、欠陥部の像を取得する。像の視野領域はステンシルマスク内に配置されている開口パターンのサイズを元に、予め設定して置く。この際、検出された欠陥部に隣接する周辺部から、欠陥が発生した欠陥部の本来欠陥が発生していな状態のパターンと同形状のパターン（以下、非欠陥部）を抽出し、この非欠陥部のパターンのマスク像を取得する。 Next, a review method in the present embodiment for the detected defect will be described.
First, the stage 43 is moved so that an electron beam is irradiated to the detected defect pattern, that is, the coordinates of an opening (hereinafter referred to as a defect), and an image of the defect is acquired. The visual field area of the image is set in advance based on the size of the opening pattern arranged in the stencil mask. At this time, a pattern (hereinafter referred to as a non-defect portion) having the same shape as that of the defect portion where the defect has originally occurred is extracted from the peripheral portion adjacent to the detected defect portion. A mask image of the defect pattern is obtained.

上記パターンの抽出においては、例えば、欠陥部の本来欠陥がない状態のパターンが四角形状のパターンであった場合、四角形状のパターンの４つの頂点座標を抽出後、寸法ならびに面積を算出し、同一寸法及び面積を持つパターンを欠陥発生部の隣接する正常な開口パターンより抽出するという手法を採る。欠陥部、非欠陥部の抽出と同時に、これらパターンに対応した比較用検査データ像も抽出する。一連の像を用いて、検出された欠陥の転写性判断、並びに欠陥の分類を自動的に行う。   In the extraction of the pattern, for example, if the pattern of the defect portion that originally has no defect is a square pattern, after extracting the four vertex coordinates of the square pattern, calculate the dimensions and area, and the same A method of extracting a pattern having a size and an area from a normal opening pattern adjacent to the defect occurrence portion is adopted. Simultaneously with the extraction of the defective portion and the non-defective portion, a comparative inspection data image corresponding to these patterns is also extracted. A series of images are used to automatically determine the transferability of the detected defect and classify the defect.

図３に、これらの欠陥判定の一連のフローを示す。
欠陥を有するパターン（開口部）を検出した後に、欠陥判定のフローを開始する。
まず、欠陥検査において欠陥を検出した場合、１個の欠陥を有するマスクパターンについて以下に示す４通りの画像を取得する。
・該当する欠陥部の検査像（ａｉ）。
・隣接する非欠陥部の検査像（ｂｉ）。
・欠陥部の検査像（ａｉ）に対応する検査データ像[設計データの像]（ａｄ）。
・非欠陥部の検査像（ｂｉ）に対応する検査データ像[設計データの像]（ｂｄ）。
ただし、隣接する非欠陥部の検査像（ｂｉ）に関しては、欠陥発生部パターンと同形状のもの（すなわち欠陥が発生しない正常なときのパターンと同形状のもの）を抽出する。同形状であるか否かの判断は、検査用のパターンデータから欠陥発生部の周囲を検索し、自動的に行う。すなわち、設計パターンを用いてこの設計パターンと欠陥発生部周囲の検索したパターンとを比較し、事前に設定した閾値以下であれば、この検索したパターンは正常なパターンと見做す。
なお、欠陥部とは図４に示す欠陥５４を有した開口部３２ａのパターンに対応し、非欠陥部とは同図４に示す欠陥５４のない開口部３２ｂのパターンに対応する。 FIG. 3 shows a series of flows for determining these defects.
After detecting a pattern (opening) having a defect, a defect determination flow is started.
First, when a defect is detected in the defect inspection, the following four images are acquired for a mask pattern having one defect.
-Inspection image (ai) of the corresponding defective part.
Inspection image (bi) of adjacent non-defect portion.
Inspection data image [design data image] (ad) corresponding to the inspection image (ai) of the defective portion.
Inspection data image [design data image] (bd) corresponding to the inspection image (bi) of the non-defective portion.
However, with respect to the inspection image (bi) of the adjacent non-defect portion, one having the same shape as the defect occurrence portion pattern (that is, the same shape as the normal pattern in which no defect occurs) is extracted. The determination as to whether or not they have the same shape is automatically performed by searching around the defect occurrence portion from the pattern data for inspection. That is, this design pattern is compared with the searched pattern around the defect occurrence portion using the design pattern, and if it is equal to or less than a preset threshold value, the searched pattern is regarded as a normal pattern.
The defective portion corresponds to the pattern of the opening 32a having the defect 54 shown in FIG. 4, and the non-defective portion corresponds to the pattern of the opening 32b having no defect 54 shown in FIG.

検査開始後、ステップＳ1 において、上記のようにして欠陥部の周辺に隣接する非欠陥部のパターンを抽出する。   After the inspection starts, in step S1, the pattern of the non-defect portion adjacent to the periphery of the defect portion is extracted as described above.

次に、ステップＳ2 において、欠陥部の検査像（ａｉ）と隣接する非欠陥部の検査像（ｂｉ）を比較し、欠陥部と隣接する非欠陥部とのパターン面積差（開口面積差）ΔＳ及びパターン寸法差（欠陥寸法差）ΔＣＤを抽出する。すなわち、図４に示すように、欠陥部の検査像ａｉの欠陥５４の部分の開口幅に対応した寸法ＣＤ1 と、欠陥無しと判断された隣接する非欠陥部の検査像（ｂｉ）の開口幅に対応した寸法ＣＤ2との差をΔＣＤとする。このΔＣＤは、実質的に欠陥部の検査像（ａｉ）の欠陥５４の寸法となる。そして、ステップＳ3 において、パターン面積差ΔＳ及びパターン寸法差ΔＣＤのそれぞれを、事前に定めた閾値と比較する。パターン面積差ΔＳ及びパターン寸法差ΔＣＤのそれぞれが事前に定めた閾値を超えた場合には、転写性に影響のあるパターン変形欠陥として判定し、抽出する（ステップＳ4 参照）。この場合の閾値は、面積を例にとると、欠陥部および非欠陥部との面積の差が１０％を超えた場合を欠陥とするように、設定する。   Next, in step S2, the inspection image (ai) of the defective portion is compared with the inspection image (bi) of the adjacent non-defective portion, and the pattern area difference (opening area difference) ΔS between the defective portion and the adjacent non-defective portion is compared. Then, a pattern dimension difference (defect dimension difference) ΔCD is extracted. That is, as shown in FIG. 4, the dimension CD1 corresponding to the opening width of the defect 54 portion of the inspection image ai of the defective portion and the opening width of the inspection image (bi) of the adjacent non-defective portion determined to have no defect. The difference from the dimension CD2 corresponding to is ΔCD. This ΔCD is substantially the size of the defect 54 in the inspection image (ai) of the defective portion. In step S3, each of the pattern area difference .DELTA.S and the pattern dimension difference .DELTA.CD is compared with a predetermined threshold value. If each of the pattern area difference ΔS and the pattern dimension difference ΔCD exceeds a predetermined threshold, it is determined as a pattern deformation defect that affects the transferability and extracted (see step S4). In this case, the threshold value is set so that, when the area is taken as an example, the case where the difference in area between the defective portion and the non-defective portion exceeds 10% is regarded as a defect.

上記ステップＳ3 の比較において、閾値を超えず、差異がないと判断されて場合には、次のステップＳ5 に移行する。このステップＳ5 では、欠陥部の検査像（ａｉ）とそれに対応する検査データ像（ａｄ）、及び隣接する非欠陥部の検査像（ｂｉ）とそれに対応する検査データ像（ｂｄ）のそれぞれにおいて、パターン重心を検出する（算出する）。そして、ステップＳ6 において、重心間を結ぶベクトルを定義する。前者の欠陥部側のベクトルをＶａ、後者の非欠陥部側のベクトルをＶｂとする。すなわち、図５に示すように、欠陥部の検査像（ａｉ）のパターン（開口部）重心５１ｉとこの検査像（ａｉ）に対応する検査データ像（ａｄ）のパターン（開口部）重心５１ｄ間を結ぶベクトルＶａを定義し、正常と判断された隣接する非欠陥部の検査像（ｂｉ）のパターン（開口部）重心５２ｉとこの検査像（ｂｉ）に対応する検査データ像（ｂｄ）のパターン（開口部）重心５２ｄ間を結ぶベクトルＶｂを定義する。なお、ベクトルＶａとベクトルＶｂは同じ向きの場合、逆向きの場合がある。図５では逆向きの場合について作図してある。   If it is determined in the comparison in step S3 that the threshold value is not exceeded and there is no difference, the process proceeds to the next step S5. In this step S5, in each of the inspection image (ai) of the defective portion and the inspection data image (ad) corresponding thereto, and the inspection image (bi) of the adjacent non-defective portion and the inspection data image (bd) corresponding thereto, The center of gravity of the pattern is detected (calculated). In step S6, a vector connecting the centroids is defined. The former defect side vector is Va, and the latter non-defect side vector is Vb. That is, as shown in FIG. 5, between the pattern (opening) centroid 51i of the inspection image (ai) of the defective portion and the pattern (opening) centroid 51d of the inspection data image (ad) corresponding to the inspection image (ai). The pattern Va of the inspection data (bd) corresponding to the inspection image (bi) and the pattern (opening) centroid 52i of the inspection image (bi) of the adjacent non-defective portion determined to be normal (Opening) A vector Vb connecting the centroids 52d is defined. Note that the vector Va and the vector Vb may be in the opposite direction or in the opposite direction. In FIG. 5, the case of the reverse direction is drawn.

次いで、ステップＳ7 において、欠陥部側のベクトルＶａの大きさと、事前に定義した閾値とを比較する。欠陥部側のベクトルＶａの大きさが事前に定義した閾値を超えた場合には、位置ずれ欠陥として判定され、抽出される（ステップＳ10参照）。   Next, in step S7, the magnitude of the vector Va on the defect side is compared with a predefined threshold value. When the magnitude of the vector Va on the defect side exceeds a predefined threshold value, it is determined as a misalignment defect and extracted (see step S10).

ステップＳ7 の比較において、閾値を超えないと判断された場合には、次のステップＳ8 に移行する。このステップＳ8 では、欠陥部側のベクトルＶａの大きさと隣接する非欠陥部側のベクトルＶｂの大きさとの差｜Ｖａ−Ｖｂ｜と、事前に定義した閾値とを比較する。差｜Ｖａ−Ｖｂ｜が事前に定義した閾値を超えた場合には、位置ずれ欠陥として判定され、抽出される（ステップＳ10参照）。   If it is determined in step S7 that the threshold value is not exceeded, the process proceeds to the next step S8. In this step S8, the difference | Va-Vb | between the magnitude of the vector Va on the defect side and the magnitude of the vector Vb on the non-defective side is compared with a predefined threshold value. If the difference | Va−Vb | exceeds a predefined threshold value, it is determined as a misalignment defect and extracted (see step S10).

ステップＳ8 において、｜Ｖａ−Ｖｂ｜が事前に定義した閾値を超えなと判断された場合には、次のステップＳ9 に移行する。このステップＳ9 では、欠陥部側のベクトルＶａと非欠陥部側のベクトルＶｂとのなす角度α（図５参照）と、事前に定義した閾値とを比較する。角度αが事前に定義した閾値を超えた場合には、位置ずれ欠陥として判定され、抽出される（ステップＳ10参照）。   If it is determined in step S8 that | Va-Vb | does not exceed a predefined threshold value, the process proceeds to the next step S9. In this step S9, the angle α (see FIG. 5) formed by the defective portion side vector Va and the non-defective portion side vector Vb is compared with a predefined threshold value. When the angle α exceeds a predefined threshold value, it is determined as a misalignment defect and extracted (see step S10).

ここで、照射する電子線のスポット径内で各開口パターンが方向を同じにして一様に位置ずれした場合には、電子線露光において、露光マスクに対する電子線の照射方向を変更する補正データを入れて露光すれば、容易に補正できる。しかし、電子線スポット径内で各開口パターンがランダムに位置ずれしている場合には、この補正方法が使えない。ステップＳ８は、一様に位置ずれしているか、ランダムに位置ずれしているか、判断できる。   Here, when each aperture pattern is uniformly displaced with the same direction within the spot diameter of the irradiated electron beam, correction data for changing the irradiation direction of the electron beam with respect to the exposure mask is obtained in the electron beam exposure. If it is inserted and exposed, it can be easily corrected. However, this correction method cannot be used when each aperture pattern is randomly displaced within the electron beam spot diameter. In step S8, it can be determined whether the positions are uniformly displaced or randomly displaced.

ステップＳ9 に比較において、閾値を超えないと判断された場合には、無欠陥として判定される（ステップＳ11）。   If it is determined in step S9 that the threshold is not exceeded, it is determined that there is no defect (step S11).

このように、図３のステップＳ1 〜ステップＳ3 までのフローで変形欠陥の有無が判定され、ステップＳ5 〜ステップＳ9 までのフローで位置ずれ欠陥の有無が判定され、欠陥検査が終了する。   In this manner, the presence or absence of a deformation defect is determined in the flow from step S1 to step S3 in FIG. 3, the presence or absence of a misalignment defect is determined in the flow from step S5 to step S9, and the defect inspection ends.

上述した欠陥検査の判定にあたり、特に、パターン変形欠陥に対する閾値の設定に関する実施の形態を説明する。本実施の形態の電子線等倍近接露光においては、露光用の電子線の加速電圧が例えば２ｋｅＶと低い。このため、露光されるべきフォトレジスト層の上部は入射電子線の１次電子が露光に寄与し、フォトレジスト層の中間部から下部においては２次電子線が露光に寄与する。このため、図６に示すように、例えば本来正常な四角形状であるべきマスクパターン（すなわち開口部）３２に、一部内方に突出する欠陥５４が発生した場合、この欠陥５４を有する開口部３２を通して露光、現像した後の、ウェハ上のレジスト層２２の断面形状は、図７に示すようになる。すなわち、レジスト層２２の表層部がマスク欠陥５４に対応して僅かに開口２２ａの内側に突出している。しかし、このレジスト層２２は、これをマスクとしてウェハ２１をエッチング処理した後に、実行的に表層部が平坦化される可能性が高い。このため、通常用いられているような転写後のレジストパターンの評価では、マスク上の欠陥５４が転写パターンに与える影響を、正確に見積もることが出来ない。これに対して、本発明における欠陥検査時の閾値設定方法は、予め欠陥を作り込んだマスクを転写し、マスク上の欠陥がどの程度転写後のウェハパターンに影響するかを見積もるにあたって、転写後のパターンではなく、エッチング後のウェハ２１上の開口パターンの評価を行うという方法である。   In the above-described defect inspection determination, an embodiment relating to setting of a threshold for a pattern deformation defect will be described in particular. In the electron beam equal magnification proximity exposure according to the present embodiment, the acceleration voltage of the exposure electron beam is as low as 2 keV, for example. For this reason, the primary electrons of the incident electron beam contribute to the exposure on the upper part of the photoresist layer to be exposed, and the secondary electron beam contributes to the exposure from the middle part to the lower part of the photoresist layer. Therefore, as shown in FIG. 6, for example, when a defect 54 that protrudes inward partially occurs in a mask pattern (that is, an opening) 32 that should be a normal square shape, the opening 32 having the defect 54 is formed. The cross-sectional shape of the resist layer 22 on the wafer after being exposed and developed through is as shown in FIG. That is, the surface layer portion of the resist layer 22 slightly protrudes inside the opening 22 a corresponding to the mask defect 54. However, there is a high possibility that the surface layer portion of the resist layer 22 is effectively planarized after the wafer 21 is etched using the resist layer 22 as a mask. For this reason, in the evaluation of the resist pattern after transfer as is normally used, it is impossible to accurately estimate the influence of the defect 54 on the mask on the transfer pattern. On the other hand, the threshold value setting method at the time of defect inspection in the present invention transfers a mask in which a defect has been created in advance, and estimates how much the defect on the mask affects the wafer pattern after transfer. In this method, the opening pattern on the etched wafer 21 is evaluated instead of the above pattern.

この方法を具体的に説明する。先ず、マスクパターンに予め欠陥を配置した、いわゆる設計欠陥を設ける。設計欠陥の種類は用途によって任意である。例えば、Ｈ．Ｋａｗａｈｉｒａ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ２４３９（１９９５）において提唱されている欠陥を用いてもよい。また、欠陥のサイズについても、数種類配置しておき、走査型電子顕微鏡にて欠陥部（欠陥を有するマスクパターン）の寸法、あるいは面積を測定して置く。欠陥部の寸法測定を例にとると、欠陥部のパターンについて、欠陥を含めた寸法を測長し、非欠陥部（欠陥のないマスクパターン）との寸法差をもって、欠陥部寸法と定義する。   This method will be specifically described. First, a so-called design defect in which a defect is previously arranged in the mask pattern is provided. The type of design defect is arbitrary depending on the application. For example, H.M. Kawahira et al. , Proc. The defects proposed in SPIE 2439 (1995) may be used. Also, several types of defect sizes are arranged, and the dimension or area of the defect portion (mask pattern having a defect) is measured with a scanning electron microscope. Taking the dimension measurement of the defective part as an example, the dimension including the defect is measured with respect to the pattern of the defective part, and the dimension difference from the non-defective part (mask pattern having no defect) is defined as the defective part dimension.

次いで、このマスクを転写し、マスクパターンをウェハ上のレジスト層のパターンへ変換する。さらに、ウェハ上のレジスト層をマスクにエッチング処理してレジスト層のパターンをウェハ上に転写する。そして、このエッチング処理後のウェハ上の開口パターンのパターン寸法、もしくはパターン面積を測定する。この場合、非測定部は、欠陥部（欠陥を有するウェハ開口部）と非欠陥部（欠陥のないウェハ開口部）の双方とする。測定にあたっては、走査型電子顕微鏡にて取得したパターン像より行う。   Next, this mask is transferred, and the mask pattern is converted into a pattern of a resist layer on the wafer. Further, an etching process is performed using the resist layer on the wafer as a mask to transfer the pattern of the resist layer onto the wafer. Then, the pattern dimension or pattern area of the opening pattern on the wafer after the etching process is measured. In this case, the non-measurement portion is both a defective portion (wafer opening portion having a defect) and a non-defect portion (wafer opening portion having no defect). The measurement is performed from a pattern image acquired with a scanning electron microscope.

このような手法によって求めたウェハ上の欠陥部と非欠陥部の差が、適用デバイスの線幅仕様を超えた場合の、露光用マスク上の欠陥寸法を欠陥検査時の閾値として設定する。このことにより、従来の比べて実際のデバイス作製工程に則したマスク欠陥検査基準を作成することができ、必要以上に厳しい基準を設定することを未然に防止することができる。   The defect size on the exposure mask when the difference between the defective part on the wafer and the non-defect part obtained by such a method exceeds the line width specification of the applicable device is set as a threshold value during defect inspection. As a result, it is possible to create a mask defect inspection standard in accordance with an actual device manufacturing process as compared with the conventional device, and to prevent setting a stricter standard than necessary.

以上の例を図８によって説明する。図８の横軸はマスク欠陥サイズ、縦軸はΔＣＤである。図中の線Ａは露光マスクにおける欠陥寸法ΔＣＤの許容値を示す。欠陥寸法ΔＣＤが線Ａを下回った場合は寸法規格外であり、逆に上回った場合は寸法許容値範囲内となる。図８の線Ｂはレジストパターン（図９Ａの幅ａを基準とした）より算出した許容マスク欠陥サイズ、線Ｃはエッチング後のウェハパターン（図９Ｂに示す、レジストパターンの中間〜下層の幅ｂに相当したエッチング後の幅ｃを基準とした）より算出した許容マスク欠陥サイズである。◆印はレジストパターンで算出した場合、□印はエッチング後のウェハパターンで算出した場合である。   The above example will be described with reference to FIG. The horizontal axis in FIG. 8 is the mask defect size, and the vertical axis is ΔCD. A line A in the figure indicates an allowable value of the defect dimension ΔCD in the exposure mask. When the defect dimension ΔCD is less than the line A, it is out of the dimensional standard, and when it exceeds the defect dimension ΔCD, it is within the allowable dimension range. The line B in FIG. 8 is the allowable mask defect size calculated from the resist pattern (based on the width a in FIG. 9A), and the line C is the wafer pattern after etching (the width b between the middle and lower layers of the resist pattern shown in FIG. 9B). Is an allowable mask defect size calculated from the width c after etching corresponding to the above. The asterisk indicates the case where the calculation is performed using a resist pattern, and the □ indicates the case where calculation is performed using a wafer pattern after etching.

図８から明らかなように、従来の様にレジストパターンから定義したパターン転写に影響を与えるマスク欠陥サイズが１６ｎｍ（線Ｂ参照）となるのに対して、本発明におけるより現実に則したマスク欠陥定義方法では、パターン転写に影響を与えるマスク欠陥サイズは２２ｎｍ（線Ｃ参照）となる。これによって、本発明では、６ｎｍ分のスペックの緩和が実現でき、必要以上に厳しい基準で露光マスクを検査することを未然に防止することができる。このことは、露光マスクの歩留り向上に寄与するものである。
ここで、マスク上の欠陥サイズが２２ｎｍとしたとき、このマスクを用いて加工したウェハ上の欠陥サイズは２１ｎｍとなる。また、図８のデータは、エッチング後のウェハパターンの幅が、設計値、出来上がり値とも１４０ｎｍである。 As apparent from FIG. 8, the mask defect size that affects the pattern transfer defined from the resist pattern as in the conventional case is 16 nm (see line B), whereas the mask defect according to the present invention is more realistic. In the definition method, the mask defect size that affects pattern transfer is 22 nm (see line C). As a result, in the present invention, the specification can be relaxed for 6 nm, and it is possible to prevent the exposure mask from being inspected with a stricter standard than necessary. This contributes to improving the yield of the exposure mask.
Here, when the defect size on the mask is 22 nm, the defect size on the wafer processed using this mask is 21 nm. In the data of FIG. 8, the width of the wafer pattern after etching is 140 nm for both the design value and the finished value.

上述の本実施の形態によれば、露光用マスクの欠陥検査において、検査後の欠陥判別工程の自動化が実現できるため、従来に比べて検査のスループットを向上させることができる。また、欠陥判別工程の自動化によって、欠陥判別のばらつきを低減することが可能になる。さらに、本実施の形態による欠陥転写性判断方法を用いることにより、検査感度における過不足を適正化させることができ、露光マスク、並びに露光後の半導体装置の歩留りを向上することができる。   According to the above-described embodiment, since the defect discrimination process after the inspection can be automated in the defect inspection of the exposure mask, the inspection throughput can be improved as compared with the conventional case. In addition, it is possible to reduce variation in defect determination by automating the defect determination process. Furthermore, by using the defect transferability determination method according to the present embodiment, excess and deficiency in inspection sensitivity can be optimized, and the yield of the exposure mask and the semiconductor device after exposure can be improved.

上例では、回路パターンとして半導体装置における多層配線間の接続用開口パターンの形成に適用した、マスクパターン（開口部）を有する露光用マスクの欠陥検査に適用したが、その他の回路パターンに対応したマスクパターンを有する露光用マスクの欠陥検査にも同様にして行うことができる。   In the above example, the circuit pattern is applied to the defect inspection of an exposure mask having a mask pattern (opening) applied to the formation of an opening pattern for connection between multilayer wirings in a semiconductor device, but it corresponds to other circuit patterns. The same can be done for defect inspection of an exposure mask having a mask pattern.

本発明に係るマスク欠陥検査装置の一実施の形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one Embodiment of the mask defect inspection apparatus which concerns on this invention. Ａ及びＢ 本発明のマスク欠陥検査に適用したステンシルマスクの例を示す平面図及びそのＡーＡ洗浄の断面図である。A and B are a plan view showing an example of a stencil mask applied to the mask defect inspection of the present invention and a sectional view of the AA cleaning. 本発明に係るマスク欠陥検査方法の一実施の形態を示す欠陥判定フローチャートである。It is a defect determination flowchart which shows one Embodiment of the mask defect inspection method which concerns on this invention. 本発明に係る検査される露光マスクの所要のマスクパターン領域に対応した欠陥部及び非欠陥部の検査像の例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the test | inspection image of the defective part corresponding to the required mask pattern area | region of the exposure mask inspected based on this invention, and a non-defect part. 位置ずれ欠陥の説明に供する平面図である。It is a top view with which it uses for description of a position shift defect. 本発明の説明に係るマスク欠陥の例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the mask defect which concerns on description of this invention. 図６の露光マスクを用いて転写したレジストパターンを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the resist pattern transcribe | transferred using the exposure mask of FIG. 本発明におけるマスク欠陥基準策定結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the mask defect reference | standard formulation result in this invention. Ａ及びＢ 逆テーパ形状を持つレジストパターンの断面図及びエッチング後のウェハパターンの断面図である。A and B are a cross-sectional view of a resist pattern having a reverse taper shape and a cross-sectional view of a wafer pattern after etching. 従来のマスク欠陥検査装置の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the example of the conventional mask defect inspection apparatus. ステンシルマスクの例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a stencil mask.

符号の説明Explanation of symbols

３１・・露光用マスク、３２・・開口部、３３・・メンブレン層、３４・・梁、３５・基板、４１・・マスク欠陥検査装置、４２・・真空チャンバー、４３・・マスク積載ステージ、４４・・電子銃、４５、４６・・電子光学系、４７・・受光検出器、４８・・信号処理装置、４９・・制御装置、５０画像表示装置、ａｉ・・欠陥部の検査像、ｂｉ・・非欠陥部の検査像、ｄａ・・欠陥部の検査データ像、ｄｂ・・非欠陥部の検査データ像、５１ｉ，５１ｄ，５２ｉ，５２ｄ・・重心、Ｖａ，Ｖｂ・・ベクトル   31 .. Exposure mask, 32 .. Opening, 33 .. Membrane layer, 34 .. Beam, 35. Substrate, 41 .. Mask defect inspection apparatus, 42 .. Vacuum chamber, 43. ..Electron gun, 45, 46 ..Electronic optical system, 47 ..Light receiving detector, 48 ..Signal processing device, 49 ..Control device, 50 image display device, ai ..Inspection image of defect part, bi Inspection image of non-defective part, da ... Inspection data image of defective part, db ... Inspection data image of non-defective part, 51i, 51d, 52i, 52d ... Center of gravity, Va, Vb ... Vector

Claims (5)

露光用マスクの欠陥検査において、
検出された欠陥を有する前記露光用マスクの欠陥パターン像と、前記露光用マスク内の正常パターンによる参照パターン像との欠陥寸法差及びパターン面積差を、予め設定した閾値と比較して、パターン変形欠陥を抽出し、
前記パターン変形欠陥の転写性に対する影響の有無を自動的に判断する
ことを特徴とするマスク欠陥検査方法。 In defect inspection of exposure masks,
The pattern deformation is performed by comparing the defect size difference and pattern area difference between the defect pattern image of the exposure mask having the detected defect and the reference pattern image of the normal pattern in the exposure mask with a preset threshold value. Extract defects,
A mask defect inspection method, wherein the presence or absence of an influence on the transferability of the pattern deformation defect is automatically determined. 露光用マスクの欠陥検査において、
検出された前記露光用マスクの欠陥パターン像と、前記露光用マスク内の正常パターン
による参照パターン像と、前記欠陥パターン像及び参照パターン像に対応するそれぞれの検査データ像を取得し、
前記欠陥パターン像、前記参照パターン像及び前記両検査データ像のぞれぞれの重心を算出し、
前記欠陥パターン像とこれに対応する前記検査データ像の重心を結ぶ第１のベクトルの大きさと、
前記参照パターン像とこれに対応する前記検査データ像の重心を結ぶ第２のベクトルの大きさと、
前記第１のベクトルと第２のベクトルとのなす角度とを抽出し、
前記第１と第２のベクトル差及び前記角度を、予め設定した閾値と比較して、パターン位置ずれ欠陥を抽出し、
前記パターン位置ずれ欠陥の転写性に対する影響の有無を自動的に判断する
ことを特徴とするマスク欠陥検査方法。 In defect inspection of exposure masks,
Obtaining the detected defect pattern image of the exposure mask, the reference pattern image by the normal pattern in the exposure mask, and the respective inspection data images corresponding to the defect pattern image and the reference pattern image;
Calculate the center of gravity of each of the defect pattern image, the reference pattern image, and both inspection data images,
A size of a first vector connecting the defect pattern image and the center of gravity of the inspection data image corresponding to the defect pattern image;
A size of a second vector connecting the center of the reference pattern image and the corresponding inspection data image;
Extracting an angle formed by the first vector and the second vector;
Comparing the first and second vector differences and the angle with a preset threshold to extract a pattern misalignment defect;
A mask defect inspection method comprising: automatically determining whether or not the pattern misalignment defect has an effect on transferability. 露光用マスクの欠陥検査において、
検出された前記露光用マスクの欠陥パターン像と、前記露光用マスク内の正常パターンによる参照パターン像と、前記欠陥パターン像及び参照パターン像に対応するそれぞれの検査データ像を取得し、
前記欠陥パターン像と、前記参照パターン像との欠陥寸法差及びパターン面積差を、予め設定した閾値と比較して、パターン変形欠陥を抽出し、
前記欠陥パターン像、前記参照パターン像及び前記両検査データ像のぞれぞれの重心を算出し、
前記欠陥パターン像とこれに対応する前記検査データ像の重心を結ぶ第１のベクトルの大きさと、
前記参照パターン像とこれに対応する前記検査データ像の重心を結ぶ第２のベクトルの大きさと、
前記第１のベクトルと第２のベクトルとのなす角度とを抽出し、
前記第１と第２のベクトル差、または前記角度、または前記ベクトル差及び角度を、予め設定した閾値と比較して、パターン位置ずれ欠陥を抽出し、
前記パターン変形欠陥と前記パターン位置ずれ欠陥の転写性に対する影響の有無を自動的に判断する
ことを特徴とするマスク欠陥検査方法。 In defect inspection of exposure masks,
Obtaining the detected defect pattern image of the exposure mask, the reference pattern image by the normal pattern in the exposure mask, and the respective inspection data images corresponding to the defect pattern image and the reference pattern image;
Compare the defect size difference and pattern area difference between the defect pattern image and the reference pattern image with a preset threshold value to extract a pattern deformation defect,
Calculate the center of gravity of each of the defect pattern image, the reference pattern image, and both inspection data images,
A size of a first vector connecting the defect pattern image and the center of gravity of the inspection data image corresponding to the defect pattern image;
A size of a second vector connecting the center of the reference pattern image and the corresponding inspection data image;
Extracting an angle formed by the first vector and the second vector;
Comparing the first and second vector differences, or the angle, or the vector difference and angle with a preset threshold value to extract a pattern misalignment defect;
A mask defect inspection method comprising: automatically determining whether or not the pattern deformation defect and the pattern misalignment defect have an effect on transferability. 電子銃と、電子光学系と、被検査露光用マスクを載置するステージと、前記電子銃から出射して前記被検査露光用マスクを透過した電子線を受光検出する受光検出器とを備え、 検出された前記露光用マスクの欠陥パターン像と、前記被検査露光用マスク内の正常パターンによる参照パターン像と、前記欠陥パターン像及び参照パターン像に対応するそれぞれの検査データ像から、パターン変形欠陥とパターン位置ずれ欠陥を抽出して、検出された欠陥の種類を自動判別する機能を備えている
ことを特徴とするマスク欠陥検査装置。 An electron gun, an electron optical system, a stage on which an inspection exposure mask is placed, and a light receiving detector that detects and detects an electron beam emitted from the electron gun and transmitted through the inspection exposure mask, From the detected defect pattern image of the exposure mask, the reference pattern image by the normal pattern in the exposure mask to be inspected, and the respective inspection data images corresponding to the defect pattern image and the reference pattern image, pattern deformation defects And a mask defect inspection apparatus characterized in that it has a function of automatically detecting the type of detected defect by extracting pattern misalignment defects. 露光マスクの欠陥判定基準の作成に際し、
設計欠陥パターンを含む露光用マスクを用いてウェハ上にレジストパターンを形成し、
前記レジストパターンをマスクにして前記ウェハをエッチング処理した後に、
前記ウェハに転写された前記欠陥パターンから欠陥検査に必要な所要の第１の物理量を測定し、
前記第１の物理量が許容される規定値を上回るような前記欠陥パターンに対応する前記露光用マスク上の欠陥パターンを第２の物理量とし、前記第２の物理量を欠陥検査に必要な欠陥判定基準として設定する
ことを特徴とするマスク検査基準作成方法。 When creating exposure mask defect criteria,
A resist pattern is formed on the wafer using an exposure mask containing a design defect pattern,
After etching the wafer using the resist pattern as a mask,
Measuring a required first physical quantity required for defect inspection from the defect pattern transferred to the wafer;
The defect pattern on the exposure mask corresponding to the defect pattern whose first physical quantity exceeds an allowable specified value is set as a second physical quantity, and the second physical quantity is used as a defect determination standard necessary for defect inspection. A mask inspection standard creation method characterized by:
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