JPS63210606A - 荷電粒子ビームによるパターン欠陥検査方法およびその装置 - Google Patents
荷電粒子ビームによるパターン欠陥検査方法およびその装置Info
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- JPS63210606A JPS63210606A JP62042538A JP4253887A JPS63210606A JP S63210606 A JPS63210606 A JP S63210606A JP 62042538 A JP62042538 A JP 62042538A JP 4253887 A JP4253887 A JP 4253887A JP S63210606 A JPS63210606 A JP S63210606A
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Landscapes
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体素子の製造に用いるマスクやレチクル
上lこ形成されたパターンの欠陥検査に係り、特に荷電
粒子ビームを用いた検査に好適なパターン欠陥検査方法
および装置に関する。
上lこ形成されたパターンの欠陥検査に係り、特に荷電
粒子ビームを用いた検査に好適なパターン欠陥検査方法
および装置に関する。
半導体集積回路の製造は、原版となるマスクを製作し、
マスク上のパターンを光、xi、″を子i等を用いてウ
ェハ上に転写して行われる。1つのマスクから大量のウ
ェハへ転写が行われるため、マスク上に欠陥があれば大
量の不良ウェハを生じることになる。従って、マスク上
のパターン検査は極めて重要である。
マスク上のパターンを光、xi、″を子i等を用いてウ
ェハ上に転写して行われる。1つのマスクから大量のウ
ェハへ転写が行われるため、マスク上に欠陥があれば大
量の不良ウェハを生じることになる。従って、マスク上
のパターン検査は極めて重要である。
従来、マスクパターンの欠陥検出能力としては特開5’
A35−85767号に記載のように、マスク上を電子
線で一定速度で走査し、その反射電子または二次電子を
検出し、その検出信号を適当なしきい値で2値化後、所
定のタイピングでサンプリングし、デジタル画像処理に
より欠陥を検出する方法が提案されていた。
A35−85767号に記載のように、マスク上を電子
線で一定速度で走査し、その反射電子または二次電子を
検出し、その検出信号を適当なしきい値で2値化後、所
定のタイピングでサンプリングし、デジタル画像処理に
より欠陥を検出する方法が提案されていた。
またX線蕗元用マスクにおいては、篩加速電圧の電子ビ
ームをマスク上で走査し、マスクを透過する隠子を検出
することにより、パターンを検出する方法もある。
ームをマスク上で走査し、マスクを透過する隠子を検出
することにより、パターンを検出する方法もある。
第2図に正常なマスクパターンの1例、第6図にマスク
パターン上に生じる欠陥の例を示す。51は、マスクパ
ターン基材、52はパターン、53は牛ショート、54
は欠け、55はショート、56は断線。
パターン上に生じる欠陥の例を示す。51は、マスクパ
ターン基材、52はパターン、53は牛ショート、54
は欠け、55はショート、56は断線。
57はピンホール欠陥、58は孤立欠陥である。ピンホ
ールおよび孤立欠陥を除いて、すべてパターン輪郭線に
沿って欠陥は生じる。検出すべき欠陥の大きさは、一般
に、パターン線幅の1/2〜1/3であるのでxsm光
に用いるマスクでは0.1μm程度である。一方、マス
クパターンの厚さは1μm程度である。パターン輪郭線
に沿って生じるパターン欠陥は、主にパターン描画およ
びバターニング時に発生し、しばしば0.1μm程度の
微細欠陥は発生する。しかし、ピンホールや孤立欠陥は
、パターン成膜時またはバターニング時に、パターン表
面に付着した異物がパターン転写されて生じるもので異
物の輪郭線は一般にパターンに比べてあいまいであるた
め、転写された場合にはシャープなエツジが形成されに
くい。従って、0.1μm程度の微小なピンホールや孤
立欠陥は極めて生じにくい。
ールおよび孤立欠陥を除いて、すべてパターン輪郭線に
沿って欠陥は生じる。検出すべき欠陥の大きさは、一般
に、パターン線幅の1/2〜1/3であるのでxsm光
に用いるマスクでは0.1μm程度である。一方、マス
クパターンの厚さは1μm程度である。パターン輪郭線
に沿って生じるパターン欠陥は、主にパターン描画およ
びバターニング時に発生し、しばしば0.1μm程度の
微細欠陥は発生する。しかし、ピンホールや孤立欠陥は
、パターン成膜時またはバターニング時に、パターン表
面に付着した異物がパターン転写されて生じるもので異
物の輪郭線は一般にパターンに比べてあいまいであるた
め、転写された場合にはシャープなエツジが形成されに
くい。従って、0.1μm程度の微小なピンホールや孤
立欠陥は極めて生じにくい。
しかし従来方式では、第4図に示すようζこ、マスク全
面に対し電子縁を一定のビーム径、一定の速度およびビ
ーム径と等しいピッチのマスク走査により、その検出信
号をビーム径に等しい一定の間隔でサンプリングしてい
る。そのため、パターン輪郭線付近をのぞいた、はとん
ど微小欠陥の生じない部分でも微小欠陥を検出すべく細
かく検号をサンプリングすることとなり、美大な検査時
間が必要となるという問題点を有していた。
面に対し電子縁を一定のビーム径、一定の速度およびビ
ーム径と等しいピッチのマスク走査により、その検出信
号をビーム径に等しい一定の間隔でサンプリングしてい
る。そのため、パターン輪郭線付近をのぞいた、はとん
ど微小欠陥の生じない部分でも微小欠陥を検出すべく細
かく検号をサンプリングすることとなり、美大な検査時
間が必要となるという問題点を有していた。
上記従来技術は、微小欠陥の発生しや丁い部分も微小欠
陥の発生しにくい部分も、同一のビーム条件でラスタ走
食し、同一条件でパターン検出を行うため、微小欠陥の
ほとんど発生しない部分子こついては不易4!ζこ高い
分解能で検査する結果となり、マスク全面を検査するに
は美大な検査時間を要するという問題があった。
陥の発生しにくい部分も、同一のビーム条件でラスタ走
食し、同一条件でパターン検出を行うため、微小欠陥の
ほとんど発生しない部分子こついては不易4!ζこ高い
分解能で検査する結果となり、マスク全面を検査するに
は美大な検査時間を要するという問題があった。
本発明の目的は、欠陥検出能力を低下させることなく、
高速に検査可能なマスクパターン検査方法および装置を
提供することにある。
高速に検査可能なマスクパターン検査方法および装置を
提供することにある。
上記目的は、電子ビーム径を変更する手段と、電子ビー
ムを理想パターン輪郭線に沿って偏向する電磁型偏向手
段と、隠子ビームを一定の微小偏向幅で電磁型偏向手段
による偏向とは直角の方向lこ偏向する靜電型徐小偏向
手段とを有し、2つの偏向手段を組合わせることにより
、理想パターン輪郭線と常に直角に父わるよう電子ビー
ムを走査し、実パターン輪郭線の位置と理想パターン輪
郭線位置とを比較することにより、パターン輪郭線上の
微小欠陥を検出し、パターン輪郭線以外の部分では、太
い電子ビーム径でマスク走査し、従来よりも粗いサンプ
リング間隔でサンプリングすることlこより、パターン
を高速に検出し、理想パターンと比較することにより欠
陥を検出する。
ムを理想パターン輪郭線に沿って偏向する電磁型偏向手
段と、隠子ビームを一定の微小偏向幅で電磁型偏向手段
による偏向とは直角の方向lこ偏向する靜電型徐小偏向
手段とを有し、2つの偏向手段を組合わせることにより
、理想パターン輪郭線と常に直角に父わるよう電子ビー
ムを走査し、実パターン輪郭線の位置と理想パターン輪
郭線位置とを比較することにより、パターン輪郭線上の
微小欠陥を検出し、パターン輪郭線以外の部分では、太
い電子ビーム径でマスク走査し、従来よりも粗いサンプ
リング間隔でサンプリングすることlこより、パターン
を高速に検出し、理想パターンと比較することにより欠
陥を検出する。
以上の手段により、前述のパターン検査時間の短縮が達
成される。
成される。
第5図に本発明による電子光学系の一構成例を示す。同
図中、57は電子銃、58はコンデンサレンズ、59は
静電偏向による微小偏向器、60は電磁主偏向器、61
は対物レンズ、62はX線マスク、63は検出視野絞り
、64はシンチレータ、65はライトガイド、67は光
電子増倍管である。
図中、57は電子銃、58はコンデンサレンズ、59は
静電偏向による微小偏向器、60は電磁主偏向器、61
は対物レンズ、62はX線マスク、63は検出視野絞り
、64はシンチレータ、65はライトガイド、67は光
電子増倍管である。
電子a57から放出された電子はコンデンサレンズ58
および対物レンズ61により、試料62上に微小スポッ
トとして収束される。主偏向器60により、電子ビーム
は理想パターン輪郭@1こ沿って偏向され、微小偏向器
3は常に主偏向器とは直角方向に一定の走査幅で電子ビ
ームを偏向する。その結果、第6図に示すように電子ビ
ームを偏向する。主偏向器は、数100μm〜数mmの
走査幅を走査する必要があるので、走査幅の大きくとれ
る電磁型偏向器でなければならない。しかし、走査幅の
大きい電磁型偏向器は、ステップ応答速度が遅いため、
走査開始点上終点付近で走査速度むらを生じ、検出パタ
ーンが歪んでしまい、その結果、パターン検出歪を欠陥
と誤判定してしまう。これをさけるには、助走区間を設
けて、走査速度が一定になってからパターン検出を行う
必要がある。ラスタ走査の場合lこ比べ、第6図に示し
た走査方法では、パターン走査回数が大幅に増大するた
め助走を行う回数が多く、パターン検査に寄与しない無
駄時間が多くなってしまう。本発明は、第6図に示した
走査を理想パターン輪郭線に沿った成分と、パターンと
直交する成分に分け、パターン輪郭線に沿った成分を主
偏向器が担当し、パターンと直交する成分を静電型偏向
器が担当する。静電型偏向器は大きな走査幅を得ること
ができないが、ステップ応答速度が速いため、電磁型に
必要な助走区間が不要となり、パターン検査に寄与しな
い無駄時間を削減できる。
および対物レンズ61により、試料62上に微小スポッ
トとして収束される。主偏向器60により、電子ビーム
は理想パターン輪郭@1こ沿って偏向され、微小偏向器
3は常に主偏向器とは直角方向に一定の走査幅で電子ビ
ームを偏向する。その結果、第6図に示すように電子ビ
ームを偏向する。主偏向器は、数100μm〜数mmの
走査幅を走査する必要があるので、走査幅の大きくとれ
る電磁型偏向器でなければならない。しかし、走査幅の
大きい電磁型偏向器は、ステップ応答速度が遅いため、
走査開始点上終点付近で走査速度むらを生じ、検出パタ
ーンが歪んでしまい、その結果、パターン検出歪を欠陥
と誤判定してしまう。これをさけるには、助走区間を設
けて、走査速度が一定になってからパターン検出を行う
必要がある。ラスタ走査の場合lこ比べ、第6図に示し
た走査方法では、パターン走査回数が大幅に増大するた
め助走を行う回数が多く、パターン検査に寄与しない無
駄時間が多くなってしまう。本発明は、第6図に示した
走査を理想パターン輪郭線に沿った成分と、パターンと
直交する成分に分け、パターン輪郭線に沿った成分を主
偏向器が担当し、パターンと直交する成分を静電型偏向
器が担当する。静電型偏向器は大きな走査幅を得ること
ができないが、ステップ応答速度が速いため、電磁型に
必要な助走区間が不要となり、パターン検査に寄与しな
い無駄時間を削減できる。
パターン輪郭線に沿った走査は、微小偏向器が1回走査
するごとlこ1ステツプだけビーム位置を進めればよい
ので応答速度が遅い電磁型偏向器で十分である。
するごとlこ1ステツプだけビーム位置を進めればよい
ので応答速度が遅い電磁型偏向器で十分である。
X線マスク62を透過した電子は、シンチレータ64に
入射し、光子を発生させる。光子はライトガイド65を
通って光電子増倍管で検出されパターン検出信号を得る
。理想パターン輪郭線に対し、一定の距離りの位置から
パターン内側に向って微小走査を行うとパターン部分で
電子線がさえぎられるので、第1図に実線で示す検出信
号が得られる。
入射し、光子を発生させる。光子はライトガイド65を
通って光電子増倍管で検出されパターン検出信号を得る
。理想パターン輪郭線に対し、一定の距離りの位置から
パターン内側に向って微小走査を行うとパターン部分で
電子線がさえぎられるので、第1図に実線で示す検出信
号が得られる。
図中、縦軸は信号レベル、横軸は時間である。さらfこ
、これを一定のしきい値THoで2値化すると第8図に
示す信号が得られる。ビームがパターン輪郭線を横切る
と2値化信号は1から0に変化する。ビーム走査速度が
一定であれば、常に走査開始から一定時間d後に信号レ
ベルが変化するはずである。パターンに欠陥59があれ
ば、パターン輪郭線の位置が理想パターン輪郭線の位置
からずれ、もし、a!6図中59で示したような欠陥が
あると第8図中、破線で示すように信号レベルが変化す
る時刻がずれる。従って、信号レベルが1から0に変化
する時刻のずれatがある許容値以上である場合を検出
することIこより欠陥が検出できる。
、これを一定のしきい値THoで2値化すると第8図に
示す信号が得られる。ビームがパターン輪郭線を横切る
と2値化信号は1から0に変化する。ビーム走査速度が
一定であれば、常に走査開始から一定時間d後に信号レ
ベルが変化するはずである。パターンに欠陥59があれ
ば、パターン輪郭線の位置が理想パターン輪郭線の位置
からずれ、もし、a!6図中59で示したような欠陥が
あると第8図中、破線で示すように信号レベルが変化す
る時刻がずれる。従って、信号レベルが1から0に変化
する時刻のずれatがある許容値以上である場合を検出
することIこより欠陥が検出できる。
パターン輪郭線以外の部分は微小欠陥はほとんど存在し
ないので、ビーム径を太(して、主偏向器のみを使用し
て2スタ走査してパターン検出する。走査ピッチ、サン
プリング間隔もビーム径に合せて大きくする。第9図1
こその例を示す。ビーム径を太くすると分解能が低下す
るが、微小欠陥はほとんど存在しないので欠陥検出性能
は低下しない。−回の走査により、(ビーム径)×(走
査@)分の領域が検査できるので、ビーム径を太くする
ことにより、同一面積を少ない走査回数で検査できる。
ないので、ビーム径を太(して、主偏向器のみを使用し
て2スタ走査してパターン検出する。走査ピッチ、サン
プリング間隔もビーム径に合せて大きくする。第9図1
こその例を示す。ビーム径を太くすると分解能が低下す
るが、微小欠陥はほとんど存在しないので欠陥検出性能
は低下しない。−回の走査により、(ビーム径)×(走
査@)分の領域が検査できるので、ビーム径を太くする
ことにより、同一面積を少ない走査回数で検査できる。
ビーム径はコンデンサレンズの励磁電流を下げることに
より容易に太くすることができる。また読点ビーム径を
太くすると試料照射電流が増加するため、S/N比の良
い画像が得られる。
より容易に太くすることができる。また読点ビーム径を
太くすると試料照射電流が増加するため、S/N比の良
い画像が得られる。
従って、より高速にビーム走査しても、良好なS/N比
が得られる。以上から、ビーム径を太くすることにより
高速に走査可能であり、かつ、少ない走査回数で検査で
きるので検査時間が大幅に短縮される。
が得られる。以上から、ビーム径を太くすることにより
高速に走査可能であり、かつ、少ない走査回数で検査で
きるので検査時間が大幅に短縮される。
ラスタ走査時の欠陥検出は以下のように行う。
従来のマスク検査装置と同様に、マスクパターン設計デ
ータをもとに、ビーム走査と同期して、理想パターン検
出信号を発生させる。ビームがパターン内部を走査して
いるときは、ビームはマスクを透過しないから、本来的
に低いレベルの検出信号が得られるはずである。ピンホ
ール欠陥6o上を走査すると、欠陥部分ではビームが透
過するため、第10図1こ示すように、欠陥部分で高い
レベルの信号が検出される。従って、あるレベルのしき
い値TT(1より高いレベルの信号を検出すること着こ
より欠陥が検出される。ビームは、パターン外側を走査
しているときとは逆に、ビームの透過をさまたげるもの
が欠陥61であるから、パターン外側を走査中に欠陥が
存在すると、第12図のよう4こ、欠陥部分でレベルの
低い信号が得られる。従って、あるしきい値TH2より
低いレベルの信号を検出することにより、欠陥が検出で
きる。
ータをもとに、ビーム走査と同期して、理想パターン検
出信号を発生させる。ビームがパターン内部を走査して
いるときは、ビームはマスクを透過しないから、本来的
に低いレベルの検出信号が得られるはずである。ピンホ
ール欠陥6o上を走査すると、欠陥部分ではビームが透
過するため、第10図1こ示すように、欠陥部分で高い
レベルの信号が検出される。従って、あるレベルのしき
い値TT(1より高いレベルの信号を検出すること着こ
より欠陥が検出される。ビームは、パターン外側を走査
しているときとは逆に、ビームの透過をさまたげるもの
が欠陥61であるから、パターン外側を走査中に欠陥が
存在すると、第12図のよう4こ、欠陥部分でレベルの
低い信号が得られる。従って、あるしきい値TH2より
低いレベルの信号を検出することにより、欠陥が検出で
きる。
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する0
本実施例は、電子銃1.コンデンサレンズ2゜X方向微
小静電偏向器5.Y方向微小静電偏向器4、X方向主電
磁偏向器5.Y方向主電磁偏向器6、対物レンズ7、X
線マスク8.試料台9.XYステージ10.シンチレー
タ11.ライトガイド12゜光電子増倍管(以下ホトマ
ルと略す)16.ホトマル増幅器14.偏向アンプ15
,16.17.18.偏向方法切替器19.マルチプレ
クサ201輪郭疎付近走査信号発生器22.微小走査ク
ロック発振器23.X方向ラスタ走査信号発生器24.
Y方向ラスタ走査信号発生器25.2値化回路26.2
7.28 、輪郭線位置判定回路29.マルチプレクサ
3o、インバータ31.ビーム径変更回路52.設計デ
ータ34.制御回路35から成る。
小静電偏向器5.Y方向微小静電偏向器4、X方向主電
磁偏向器5.Y方向主電磁偏向器6、対物レンズ7、X
線マスク8.試料台9.XYステージ10.シンチレー
タ11.ライトガイド12゜光電子増倍管(以下ホトマ
ルと略す)16.ホトマル増幅器14.偏向アンプ15
,16.17.18.偏向方法切替器19.マルチプレ
クサ201輪郭疎付近走査信号発生器22.微小走査ク
ロック発振器23.X方向ラスタ走査信号発生器24.
Y方向ラスタ走査信号発生器25.2値化回路26.2
7.28 、輪郭線位置判定回路29.マルチプレクサ
3o、インバータ31.ビーム径変更回路52.設計デ
ータ34.制御回路35から成る。
本実施例では、xm露光に用いるマスクを検査する。X
iマスクはX線を透過する厚さ数μmの低原子番号、低
密度の物質から成る基材上に厚さ1μm程度の高原子番
号、高密度の物質でパターンが形成されている。そのた
め、十分に高い加速電圧の電子ビームをマスクに対照す
れば、マスク基材部では電子はほとんど散乱せずに透過
し、パターン部分では電子は透過しないか、または、犬
きく散乱される。従って、ある散乱角以内のマスク透過
電子を検出すれば、基材部は明るく、パターン部は暗い
透過電子像が得られる。
iマスクはX線を透過する厚さ数μmの低原子番号、低
密度の物質から成る基材上に厚さ1μm程度の高原子番
号、高密度の物質でパターンが形成されている。そのた
め、十分に高い加速電圧の電子ビームをマスクに対照す
れば、マスク基材部では電子はほとんど散乱せずに透過
し、パターン部分では電子は透過しないか、または、犬
きく散乱される。従って、ある散乱角以内のマスク透過
電子を検出すれば、基材部は明るく、パターン部は暗い
透過電子像が得られる。
電子銃1から発生する電子線は、コンデンサレンズ2、
および対物レンズ7によって、X線マスク8上にスポッ
ト状に収束される。電子の加速電圧は、マスク8の基材
部を透過するのに十分な程高く、スポットの大きさは検
出しようとする欠陥の大きさ程度に小さいとする。電子
線は、微小静電偏向器3,4および生成磁備向器5,6
によりマスク上を2次元に走査される。マスクを透過し
た電子は、マスクの下ζこ設置されている透過電子検出
用シンチレータ11で光子に変換されたあと、ライトガ
イド12を通じてホトマル13に導びかれ、ホトマルに
より光子は電気信号に変換され、X線マスクのパターン
検出信号を得る。
および対物レンズ7によって、X線マスク8上にスポッ
ト状に収束される。電子の加速電圧は、マスク8の基材
部を透過するのに十分な程高く、スポットの大きさは検
出しようとする欠陥の大きさ程度に小さいとする。電子
線は、微小静電偏向器3,4および生成磁備向器5,6
によりマスク上を2次元に走査される。マスクを透過し
た電子は、マスクの下ζこ設置されている透過電子検出
用シンチレータ11で光子に変換されたあと、ライトガ
イド12を通じてホトマル13に導びかれ、ホトマルに
より光子は電気信号に変換され、X線マスクのパターン
検出信号を得る。
試料台9はXYテーブル10の上に固定されており、マ
スク8 とXYテーブル10の間に透過電子検出用シン
チレータ11およびライトガイド12を配置するスペー
スを確保する。また、試料台9の上面は電子ビームが透
過するように穴があけられている。電子ビームの経路は
電子の通過のさまたげとならないように真空に保たれて
いる。
スク8 とXYテーブル10の間に透過電子検出用シン
チレータ11およびライトガイド12を配置するスペー
スを確保する。また、試料台9の上面は電子ビームが透
過するように穴があけられている。電子ビームの経路は
電子の通過のさまたげとならないように真空に保たれて
いる。
制御回路55は、マイクロコンピュータで構成すれ、検
査対象物の設計データ548読み込み、電磁偏向器5.
6で走査可能な範囲のパターン輪郭線の方向θと輪郭線
の長さl1輪郭線原点(Xo、Yo)を計算し、輪郭線
付近走査信号発生器22にθl1IXo e Yo ’
E:与える。第15図にθ+ l* XO* Yg (
/J定義を示す。さらに、偏向方法切替器19を輪郭線
付近走査信号発出器22側に切り換える。
査対象物の設計データ548読み込み、電磁偏向器5.
6で走査可能な範囲のパターン輪郭線の方向θと輪郭線
の長さl1輪郭線原点(Xo、Yo)を計算し、輪郭線
付近走査信号発生器22にθl1IXo e Yo ’
E:与える。第15図にθ+ l* XO* Yg (
/J定義を示す。さらに、偏向方法切替器19を輪郭線
付近走査信号発出器22側に切り換える。
第14図に示すように、輪郭線付近走査信号発生器22
はコサイン変換器36.サイン変換器67、カウンタ3
8.45. D/A変換器59,46.乗算器41〜4
3゜加算器71,72.インバータ73から成る。
はコサイン変換器36.サイン変換器67、カウンタ3
8.45. D/A変換器59,46.乗算器41〜4
3゜加算器71,72.インバータ73から成る。
制御回路35から出力された輪郭線方向θのデータはコ
サイン変換器36.サイン変換器37によりそれぞれ■
θ、ainθの値が求められる。走査開始パルスCsが
出力されると、カウンタ68は0にクリアされ、カウン
タ45は−d(マイナスd)にセットされる。カウンタ
45は、クロック発振器23の出力パルスを2d回カウ
ントする。カウント値はD/A変換器46によりアナロ
グ値に変換される。カウント値がdになると再び−dが
セットされ、計数を繰り返す。その結果、D / A変
換器46の出力は、第16図に示すような0を中心に士
dの振幅をもつ鋸状波となる。D/A変換器46の出力
とサイン変換器37の出力を乗算器41で乗算し、偏向
アンプ15を介してX方向微小静電偏向器3に加え、コ
サイン変換器36の出力をインバータ73で符号反転し
たあと、D/A変換器46の出力とインバータ37の出
力を乗算器42で乗算した後、偏向アンプ16を介して
Y方向微小静電偏向器4に加えると、電子ビームは、パ
ターン輪郭線に直角で幅2dで繰り返し走査される。ま
た、クロック発振器23のパルス間隔は、電子ビームが
ビーム径分だけ動くのに要する時間とする。さらに、こ
のときのビーム径は最小検出欠陥サイズより小さく絞る
。
サイン変換器36.サイン変換器37によりそれぞれ■
θ、ainθの値が求められる。走査開始パルスCsが
出力されると、カウンタ68は0にクリアされ、カウン
タ45は−d(マイナスd)にセットされる。カウンタ
45は、クロック発振器23の出力パルスを2d回カウ
ントする。カウント値はD/A変換器46によりアナロ
グ値に変換される。カウント値がdになると再び−dが
セットされ、計数を繰り返す。その結果、D / A変
換器46の出力は、第16図に示すような0を中心に士
dの振幅をもつ鋸状波となる。D/A変換器46の出力
とサイン変換器37の出力を乗算器41で乗算し、偏向
アンプ15を介してX方向微小静電偏向器3に加え、コ
サイン変換器36の出力をインバータ73で符号反転し
たあと、D/A変換器46の出力とインバータ37の出
力を乗算器42で乗算した後、偏向アンプ16を介して
Y方向微小静電偏向器4に加えると、電子ビームは、パ
ターン輪郭線に直角で幅2dで繰り返し走査される。ま
た、クロック発振器23のパルス間隔は、電子ビームが
ビーム径分だけ動くのに要する時間とする。さらに、こ
のときのビーム径は最小検出欠陥サイズより小さく絞る
。
カウンタ45がdまでカウントするたびにカウンタ38
の値は1インクリメントされ、カウンタ38がlまで計
数すると、制御回路にパルスCeを返えすOD/A変換
器39の出力は、lステップの階段状波形となる。D/
A変換器59の出力と、コサイン変換器36.サイン変
換器37の出力を乗1!1.器43.44でそれぞれ乗
算し、乗算器43の出力lこX原点データXoを加算器
71で加えた結果を偏向アンプ17を介してX方向主電
磁偏向器59乗算器44の出力にY原点Yoを加算器7
2で加えた結果を偏向アンプ18を介してY方向電磁偏
向器6に加えると、第15図1こ示したθ方向へ!だけ
ビームが偏向される。靜′厄偏向器344こよる偏向を
合わせると、第6図に示した走査が行われる。制御回路
65は、カウンタ38からのカウント終了パルスCeを
受は取ると、次の輪郭線についてθ、 l 、 Xo、
Yoを求め、同様に走査を行う。輪郭線沿いの走査を
行っている間は、マルチプレクサ20により、ホトマル
増幅器14の出力は21直化回路26に与えられる。2
値化回路26は入力信号をしきい値THOで2値化する
。輪郭線位置判定回路29は、ラッチ回路47.差分回
路48.絶対値回路49.比較回路50から成る。輪郭
線走!信号発生回路22内のカウンタ45の値を、2値
化回路26の出力が1から0に変化したときラッチして
保持する。差分回路48は、ラッチ47の出力adとの
差を求める。さらに、絶対値回路49でその絶対値を求
める。ここでatは最小検出欠陥サイズの長さを走査す
る間ζこ出力される発振器25のパルス数とする。
の値は1インクリメントされ、カウンタ38がlまで計
数すると、制御回路にパルスCeを返えすOD/A変換
器39の出力は、lステップの階段状波形となる。D/
A変換器59の出力と、コサイン変換器36.サイン変
換器37の出力を乗1!1.器43.44でそれぞれ乗
算し、乗算器43の出力lこX原点データXoを加算器
71で加えた結果を偏向アンプ17を介してX方向主電
磁偏向器59乗算器44の出力にY原点Yoを加算器7
2で加えた結果を偏向アンプ18を介してY方向電磁偏
向器6に加えると、第15図1こ示したθ方向へ!だけ
ビームが偏向される。靜′厄偏向器344こよる偏向を
合わせると、第6図に示した走査が行われる。制御回路
65は、カウンタ38からのカウント終了パルスCeを
受は取ると、次の輪郭線についてθ、 l 、 Xo、
Yoを求め、同様に走査を行う。輪郭線沿いの走査を
行っている間は、マルチプレクサ20により、ホトマル
増幅器14の出力は21直化回路26に与えられる。2
値化回路26は入力信号をしきい値THOで2値化する
。輪郭線位置判定回路29は、ラッチ回路47.差分回
路48.絶対値回路49.比較回路50から成る。輪郭
線走!信号発生回路22内のカウンタ45の値を、2値
化回路26の出力が1から0に変化したときラッチして
保持する。差分回路48は、ラッチ47の出力adとの
差を求める。さらに、絶対値回路49でその絶対値を求
める。ここでatは最小検出欠陥サイズの長さを走査す
る間ζこ出力される発振器25のパルス数とする。
比較回路50は、さらに絶対値回路49の出力とdtを
比較し、絶対値回路出力の値の方が大きいとき、欠陥が
あったと判定する。
比較し、絶対値回路出力の値の方が大きいとき、欠陥が
あったと判定する。
電磁偏向器5,6により走査可能な範囲のTべての輪郭
線の走査が終了したら、走査方法切替器19をラスタ走
査信号発生器24.25側に、マルチプレクサ20を、
マルチプレクサ50側に切著える。さらに、ビーム径変
更回路62により、コンデンサレンズ2の励磁電流を弱
め、ビーム径を輪郭線近く以外の領域で発生しつる欠陥
サイズ程度までに大きくする。
線の走査が終了したら、走査方法切替器19をラスタ走
査信号発生器24.25側に、マルチプレクサ20を、
マルチプレクサ50側に切著える。さらに、ビーム径変
更回路62により、コンデンサレンズ2の励磁電流を弱
め、ビーム径を輪郭線近く以外の領域で発生しつる欠陥
サイズ程度までに大きくする。
制御回路65は、ラスタ走査信号発生器24.25によ
り、主・電磁偏向a5.6により走査可能な範囲を第9
図に示したようにラスタ走査する。ラスタ走査中、静電
偏向器3,4は走査しない。ラスタ走査と同期して、制
御回路35は、設計データ34のデータをもとに、電子
ビームが理想パターンの内側にある場合、マルチプレク
サ30の出力を2値化回路27に出力し、理想パターン
の外側(基板上)にある場合は、2値化回路28に出力
し、理想パターンの輪郭線上にあるときはどこにも出力
しない。
り、主・電磁偏向a5.6により走査可能な範囲を第9
図に示したようにラスタ走査する。ラスタ走査中、静電
偏向器3,4は走査しない。ラスタ走査と同期して、制
御回路35は、設計データ34のデータをもとに、電子
ビームが理想パターンの内側にある場合、マルチプレク
サ30の出力を2値化回路27に出力し、理想パターン
の外側(基板上)にある場合は、2値化回路28に出力
し、理想パターンの輪郭線上にあるときはどこにも出力
しない。
2値化回路27は、しきい値TH1で入力信号を2値化
することにより、パターン中のピンホール+検出する。
することにより、パターン中のピンホール+検出する。
また、2値化回路28は、入力信号をしきい値TH2で
2値化し、さらにインバータ31で論理を反転すること
により孤立欠陥を検出する。
2値化し、さらにインバータ31で論理を反転すること
により孤立欠陥を検出する。
制御回路55は、輪郭線上を走査しているときは輪郭線
位置判定回路29の出力を、輪郭線内側(パターン上)
をラスタ走査しているときは2値化回路27の出力を、
輪郭線外側を走査しているときはインバータ31の出力
を、それぞれ欠陥検出信号として採用することlこより
欠陥を正しく判定する。
位置判定回路29の出力を、輪郭線内側(パターン上)
をラスタ走査しているときは2値化回路27の出力を、
輪郭線外側を走査しているときはインバータ31の出力
を、それぞれ欠陥検出信号として採用することlこより
欠陥を正しく判定する。
主電愚偏向器5,6で走査可能な範囲をすべて検査終了
した後、制御回路55はXYステージ10を駆動して、
X線マスク8上の未検査領域を検査する0 以上の動作を繰り返し行い、X線マスク8上の全検査範
囲を検査する。
した後、制御回路55はXYステージ10を駆動して、
X線マスク8上の未検査領域を検査する0 以上の動作を繰り返し行い、X線マスク8上の全検査範
囲を検査する。
本実施例では、X線マスクを対象とし、透過電子を検出
することによりパターンを検出したがガラスマスクなど
の電子が透過しない対象物を検査する場合ζこは、透過
電子のかわりに反射電子または、2次電子を検出すれば
よい。その場合、パターンの濃淡が反転するのでインバ
ータによりホトマル増幅器出力を反転させてから同様の
欠陥判定を行えばよい。
することによりパターンを検出したがガラスマスクなど
の電子が透過しない対象物を検査する場合ζこは、透過
電子のかわりに反射電子または、2次電子を検出すれば
よい。その場合、パターンの濃淡が反転するのでインバ
ータによりホトマル増幅器出力を反転させてから同様の
欠陥判定を行えばよい。
本発明によれば、荷電粒子ビームを透過又は反射させて
検査部分を精査できるので、欠陥検出性能を高精度に保
ちながら検査時間を大幅に短縮する効果がある。
検査部分を精査できるので、欠陥検出性能を高精度に保
ちながら検査時間を大幅に短縮する効果がある。
Wc1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は正常マ
スクパターンの一例を示す図、第5図はマスクパターン
上に生ずる欠陥の例を示す図、第4図は従来技術による
ビーム走査の一例を示す図、第5図は本発明に係る電子
光学系の一構成例を示す図、@6図は本発明によるビー
ム走査の一例を示す図、第1図はパターン部分で遮られ
た電子線強度を走査距離に対応した時間の関数で表わし
たグラフ、第8図は第1図を2値化して表わしたグラフ
、第9図はビーム径を太くしたときの主偏向器による走
査を示す図、第10図はピンホール欠陥を走査したとき
の透過電子線の強度信号を示す図、W、11図は第10
図の信号を2値化した信号を示す図、第12図は残留欠
陥を走査したときの透過電子線の強度信号を示す図、第
13図は第12図の信号を2値化した信号を示す図、第
14図は第1図の輪郭線付近走査信号発生器22の詳細
を説明するための図、第15図は走査に関するパラメー
タを示す図、第16図は本発明に係る電子線の走査を与
える鋸歯状波の一例を示す図、第17図は第1図の輪郭
線位置判定回路29の詳細を説明するための図である。 1・・・電子銃、 2・・パ1子ビーム。 3・・・コンデンサレンズ。 4・・・偏向コイル、 5・・・対物レンズ。 7・・・マスク、 9・・・透過電子検出器1
1・・・CADデータテース 12・・・CADデータ読出器 15・・・フォーマット変換器 14・・・輪郭線付近信号発生器1 15・・・ビーム径変調器、16・・・ビーム偏向器。 18・・・マルチプレクサ、19・・・エツジ検出回路
。 22・・・輪郭線付近走査信号発生器。 29・・・輪郭線位置判定回路
スクパターンの一例を示す図、第5図はマスクパターン
上に生ずる欠陥の例を示す図、第4図は従来技術による
ビーム走査の一例を示す図、第5図は本発明に係る電子
光学系の一構成例を示す図、@6図は本発明によるビー
ム走査の一例を示す図、第1図はパターン部分で遮られ
た電子線強度を走査距離に対応した時間の関数で表わし
たグラフ、第8図は第1図を2値化して表わしたグラフ
、第9図はビーム径を太くしたときの主偏向器による走
査を示す図、第10図はピンホール欠陥を走査したとき
の透過電子線の強度信号を示す図、W、11図は第10
図の信号を2値化した信号を示す図、第12図は残留欠
陥を走査したときの透過電子線の強度信号を示す図、第
13図は第12図の信号を2値化した信号を示す図、第
14図は第1図の輪郭線付近走査信号発生器22の詳細
を説明するための図、第15図は走査に関するパラメー
タを示す図、第16図は本発明に係る電子線の走査を与
える鋸歯状波の一例を示す図、第17図は第1図の輪郭
線位置判定回路29の詳細を説明するための図である。 1・・・電子銃、 2・・パ1子ビーム。 3・・・コンデンサレンズ。 4・・・偏向コイル、 5・・・対物レンズ。 7・・・マスク、 9・・・透過電子検出器1
1・・・CADデータテース 12・・・CADデータ読出器 15・・・フォーマット変換器 14・・・輪郭線付近信号発生器1 15・・・ビーム径変調器、16・・・ビーム偏向器。 18・・・マルチプレクサ、19・・・エツジ検出回路
。 22・・・輪郭線付近走査信号発生器。 29・・・輪郭線位置判定回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、被検査対象物上のパターン輪郭線に沿つて第1のス
ポット径に集束された荷電粒子線を用いて走査し、第2
のスポット径に集束された荷電粒子線を用いて、前記被
検査対象物の前記パターンを走査することを特徴とする
パターン検査方法。 2、特許請求の範囲第1項記載のパターン検査方法にお
いて、 前記第1のスポット径の荷電粒子線は前記パターン輪郭
線と交差するよう微細に走査し、前記第2のスポット径
は前記第1のスポット径より大きく、該スポット径の荷
電粒子線は前記被検査対象物の前記パターンをラスタ走
査するパターン検査方法。 3、特許請求の範囲第1項記載のパターン検査方法にお
いて、 前記走査は、被検査対象物上に設けられたパターンの設
計データから該パターンの輪郭線位置を知る過程と、前
記交差に伴うパターン検出信号の立上がり又は立下がり
部分から輪郭線の実際の位置を知る過程を含むパターン
検査方法。 4、荷電粒子を発生させる荷電粒子源、当該荷電粒子源
からの荷電粒子を被検査対象物上に少なくとも2つの異
なるスポット径で集束する手段、当該スポットを2次元
的に走査可能な静電型偏向手段、同スポットを2次元的
に走査可能な電磁型偏向手段、前記被検査対象物を透過
或は反射した荷電粒子または前記被検査対象物から発生
した二次荷電粒子を検出して前記パターンを検出する手
段、前記被検査対象物の設計データを読み取つてパター
ン輪郭線位置、方向及び長さを算出する手段、当該設計
データと前記パターンの検出信号から欠陥を検出する手
段を有するパターン検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62042538A JPH0660815B2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 荷電粒子ビームによるパターン欠陥検査方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62042538A JPH0660815B2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 荷電粒子ビームによるパターン欠陥検査方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63210606A true JPS63210606A (ja) | 1988-09-01 |
JPH0660815B2 JPH0660815B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=12638846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62042538A Expired - Fee Related JPH0660815B2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 荷電粒子ビームによるパターン欠陥検査方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0660815B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004163420A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-06-10 | Nano Geometry Kenkyusho:Kk | パターン検査装置および方法 |
JP2009198338A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子顕微鏡システム及びそれを用いたパターン寸法計測方法 |
US8045785B2 (en) | 1999-08-26 | 2011-10-25 | Ngr Inc. | Pattern inspection apparatus and method |
US8150140B2 (en) | 2008-12-22 | 2012-04-03 | Ngr Inc. | System and method for a semiconductor lithographic process control using statistical information in defect identification |
US8422761B2 (en) | 2008-12-22 | 2013-04-16 | Ngr Inc. | Defect and critical dimension analysis systems and methods for a semiconductor lithographic process |
JP2017168206A (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | Necプラットフォームズ株式会社 | 電子ビーム加工装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59218906A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-10 | Jeol Ltd | 電子ビ−ムによる測長方法 |
-
1987
- 1987-02-27 JP JP62042538A patent/JPH0660815B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59218906A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-10 | Jeol Ltd | 電子ビ−ムによる測長方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8045785B2 (en) | 1999-08-26 | 2011-10-25 | Ngr Inc. | Pattern inspection apparatus and method |
JP2004163420A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-06-10 | Nano Geometry Kenkyusho:Kk | パターン検査装置および方法 |
JP2009198338A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子顕微鏡システム及びそれを用いたパターン寸法計測方法 |
US8150140B2 (en) | 2008-12-22 | 2012-04-03 | Ngr Inc. | System and method for a semiconductor lithographic process control using statistical information in defect identification |
US8422761B2 (en) | 2008-12-22 | 2013-04-16 | Ngr Inc. | Defect and critical dimension analysis systems and methods for a semiconductor lithographic process |
JP2017168206A (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | Necプラットフォームズ株式会社 | 電子ビーム加工装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0660815B2 (ja) | 1994-08-10 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |