(57)【要約】【課題】電子線投影マスクの検査をより簡便に、且つ高速に行う。【解決手段】電子線を投影してパターン転写を行う電子線投影マスクの検査装置であって、制限アパーチャ３の開口面積と通過した電子線の電流値から電流密度を求める電流密度検出手段と、電子線投影マスク２に設けられた被測定パターンに電子線を照射する電子銃１と、被測定パターンを通過した電子線による電流値を測定する電流計４と、電流密度と電流値とからパターンの開口面積を算出し、設計値の開口面積を比較する計算処理部７とを備える。【選択図】　　　　図１
2004140019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口からなる電子線投影パターンを備えた電子線投影マスクの検査方法であって、
前記電子線投影マスクに照射する電子線の電流密度を求める第１のステップと、
前記電子線投影マスクに設けられた所定のパターンに電子線を照射する第２のステップと、
前記パターンを通過した電子線による電流値を測定する第３のステップと、
前記第３のステップで測定された前記電流値と、前記電流密度とから前記パターンの開口面積を算出する第４のステップと、
算出した開口面積と設計値の開口面積を比較する第５のステップと、
を有することを特徴とする電子線投影マスクの検査方法。
【請求項２】
前記第１のステップにおいて、所定の開口が設けられた制限アパーチャに電子線を照射し、前記制限アパーチャの前記開口の面積と当該開口を通過した電子線の電流値とから前記電流密度を求めることを特徴とする請求項１記載の電子線投影マスクの検査方法。
【請求項３】
前記第５のステップの後、算出した開口面積に応じて設計値の開口面積を変形する第６のステップを更に有することを特徴とする請求項１又は２記載の電子線投影マスクの検査方法。
【請求項４】
前記第５のステップにおける比較の結果、前記電子線投影マスクのパターン欠陥を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の電子線投影マスクの検査方法。
【請求項５】
前記第５のステップにおける比較の結果、前記電子線投影マスクに付着した異物を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の電子線投影マスクの検査方法。
【請求項６】
前記第６のステップの後、
パターン欠陥検査又は異物検査の対象となる被測定パターンに電子線を照射する第７のステップと、
前記被測定パターンを通過した電子線による電流値を測定する第８のステップと、
前記第８のステップで測定された前記電流値と、前記電流密度とから前記被測定パターンの開口面積を算出する第９のステップと、
前記第９のステップで算出した開口面積と前記第６のステップで変形された設計値の開口面積とを比較する第１０のステップと、
前記第１０のステップにおける比較の結果、前記電子線投影マスクのパターン欠陥又は前記電子線投影マスクに付着した異物を検出する第１１のステップと、を更に有することを特徴とする請求項３記載の電子線投影マスクの検査方法。
【請求項７】
開口からなる電子線投影パターンを備えた電子線投影マスクの位置検出方法であって、
前記電子線投影マスクに照射する電子線の電流密度を求める第１のステップと、
電子線投影マスクに設けられた位置検出用パターンに電子線を照射するとともに、電子線の照射領域を前記位置検出用パターンの一部の領域のみに重複させる第２のステップと、
前記位置検出用パターンを通過した電子線による電流値を測定する第３のステップと、
前記電流密度と前記電流値とから、前記位置検出用パターンと電子線の照射領域とが重複した領域の面積を算出する第４のステップと、
算出した面積に基づいて前記電子線投影マスクの位置を検出する第５のステップとを有することを特徴とする電子線投影マスクの位置検出方法。
【請求項８】
前記位置検出用パターンがパターン転写に用いる実パターンの外側に設けられた前記電子線投影マスクを用いることを特徴とする請求項７記載の電子線投影マスクの位置検出方法。
【請求項９】
開口からなる電子線投影パターンを備えた電子線投影マスクの検査装置であって、
前記電子線投影マスクに照射する電子線の電流密度を求める電流密度検出手段と、
前記電子線投影マスクに設けられた所定のパターンに電子線を照射する電子線照射手段と、
前記パターンを通過した電子線による電流値を測定する電流値検出手段と、
前記電流密度と前記電流値とから前記パターンの開口面積を算出する開口面積算出手段と、
算出した開口面積と設計値の開口面積を比較する比較手段と、
を備えたことを特徴とする電子線投影マスクの検査装置。
【請求項１０】
前記電流密度検出手段は、電子線の照射領域を制限するための所定の開口が設けられた制限アパーチャを含み、前記制限アパーチャの前記開口の面積と当該開口を通過した電子線の電流値とから前記電流密度を求めることを特徴とする請求項９記載の電子線投影マスクの検査装置。
【請求項１１】
前記開口面積算出手段が算出した開口面積に応じて、設計値の開口面積を変形する設計値変形手段を更に備えたことを特徴とする請求項９又は１０記載の電子線投影マスクの検査装置。
【請求項１２】
前記比較手段は、算出した開口面積と前記設計値変形手段によって変形された設計値の開口面積とを比較することを特徴とする請求項１１記載の電子線投影マスクの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子線投影マスクの検査方法、電子線投影マスクの位置検出方法及び電子線投影マスクの検査装置に関し、特に、電子線投影マスクのパターン検査に適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】
近時においては、半導体装置の高集積化のためにパターンの微細化が進められている。そして、より繊細なパターンが形成可能な、電子線によるパターン転写方法が検討されている。
【０００３】
図６は、電子線転写に用いられるマスク１００の構造を示す平面図である。電子線転写用のマスク１００としては、ステンシル型とメンブレン型が知られている。ステンシル型のマスクでは、図６（ａ）に示すように転写領域が完全に除去されており、電子線が通過（透過）する開口１０１が設けられている。メンブレン型のマスクでは、図６（ｂ）に示すように薄膜メンブレン１０２上に散乱体１０３が形成されており、散乱体１０３が設けられた領域以外の薄膜メンブレン１０２を電子線が透過するように構成されている。
【０００４】
ステンシル型のマスクでは、遮るものがない開口１０１に電子線を通過させるため、転写されたパターンの解像性が高い。しかし、ドーナツパターン等の場合は中抜きのパターンとなるため、完全な開口を設けることができない。従って、パターン設計上の制約が生じる。
【０００５】
一方、メンブレン型のマスクは、パターン設計上の制約は少ないものの、薄膜メンブレン１０２上で電子線の錯乱が生じる。従って、ステンシル型と比較するとパターンの解像性が劣る。また、薄膜メンブレン１０２上での電子線散乱を抑制するため、薄膜メンブレン１０２の厚さを極力薄くする必要があるが、薄膜メンブレン１０２を薄くすることによってマスクの機械的強度が低下するという問題が発生する。このように、それぞれのマスク構造には一長一短があるものの、解像性がより優れているステンシル型がより実用化に適している。
【０００６】
通常の光リソグラフィ用マスクの場合、遮光部となるクロムの厚さは３００ｎｍ以下である。これに対し、ステンシル型の電子線転写用マスクの場合、遮光部となるシリコンマスクの厚さは２μｍ程度であり、光リソグラフィ用マスクと比べて約１桁程度厚くなっている。従って、ステンシル型のマスクでは、マスクパターン作製の際の異方性エッチングが不十分であると、パターンエッジの垂直形状を形成することが困難となっていた。これにより、マスクの表面と裏面とでパターンの寸法差が発生するという問題が生じていた。
【０００７】
特にステンシル型のマスクの場合は遮光部の膜厚が厚いことから、パターンエッジにわずかな傾斜が生じていても寸法変化量は大きく、表面と裏面とでパターン寸法が大きく異なるという問題が生じていた。
【０００８】
一方、マスクの寸法測定は光若しくは電子線を照射して行うが、現状ではマスク表面からの寸法測定のみが行われている。上述したようにマスク表面と裏面ではパターン寸法が大きく異なるため、表面のみの測定で正確な寸法測定を行うことは困難である。
【０００９】
この対策として、特開２０００−７７０１９号公報には、マスクに電子線を照射し、反射電子と透過電子のそれぞれを測定して比較する方法が記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同公報に記載されているような電子線顕微鏡による寸法測定では、十分なＳＮ比の透過電子が得られるまで電子線を照射する必要があり、寸法測定に多大な時間を要するという問題が生じていた。更に、この方法で正確な寸法を測定するためには、電子線顕微鏡の倍率調整、レンズ調整を高精度に行うことが不可欠であり、これらの調整のために多大な時間、煩雑な作業を費やすという問題が生じていた。
【００１１】
この発明は上述のような問題を解決するためになされたものであり、電子線投影マスクの検査をより簡便に、且つ高速に行うことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の電子線投影マスクの検査方法は、開口からなる電子線投影パターンを備えた電子線投影マスクの検査方法であって、前記電子線投影マスクに照射する電子線の電流密度を求める第１のステップと、前記電子線投影マスクに設けられた所定のパターンに電子線を照射する第２のステップと、前記パターンを通過した電子線による電流値を測定する第３のステップと、前記第３のステップで測定された前記電流値と、前記電流密度とから前記パターンの開口面積を算出する第４のステップと、算出した開口面積と設計値の開口面積を比較する第５のステップと、を有するものである。
【００１３】
また、前記第１のステップにおいて、所定の開口が設けられた制限アパーチャに電子線を照射し、前記制限アパーチャの前記開口の面積と当該開口を通過した電子線の電流値とから前記電流密度を求めるものである。
【００１４】
また、前記第５のステップの後、算出した開口面積に応じて設計値の開口面積を変形する第６のステップを更に有するものである。
【００１５】
また、前記第５のステップにおける比較の結果、前記電子線投影マスクのパターン欠陥を検出するものである。
【００１６】
また、前記第５のステップにおける比較の結果、前記電子線投影マスクに付着した異物を検出するものである。
【００１７】
また、前記第６のステップの後、パターン欠陥検査又は異物検査の対象となる被測定パターンに電子線を照射する第７のステップと、前記被測定パターンを通過した電子線による電流値を測定する第８のステップと、前記第８のステップで測定された前記電流値と、前記電流密度とから前記被測定パターンの開口面積を算出する第９のステップと、前記第９のステップで算出した開口面積と前記第６のステップで変形された設計値の開口面積とを比較する第１０のステップと、前記第１０のステップにおける比較の結果、前記電子線投影マスクのパターン欠陥又は前記電子線投影マスクに付着した異物を検出する第１１のステップと、を更に有するものである。
【００１８】
また、この発明の電子線投影マスクの位置検出方法は、開口からなる電子線投影パターンを備えた電子線投影マスクの位置検出方法であって、前記電子線投影マスクに照射する電子線の電流密度を求める第１のステップと、電子線投影マスクに設けられた位置検出用パターンに電子線を照射するとともに、電子線の照射領域を前記位置検出用パターンの一部の領域のみに重複させる第２のステップと、前記位置検出用パターンを通過した電子線による電流値を測定する第３のステップと、前記電流密度と前記電流値とから、前記位置検出用パターンと電子線の照射領域とが重複した領域の面積を算出する第４のステップと、算出した面積に基づいて前記電子線投影マスクの位置を検出する第５のステップとを有するものである。
【００１９】
また、前記位置検出用パターンがパターン転写に用いる実パターンの外側に設けられた前記電子線投影マスクを用いるものである。
【００２０】
また、この発明の電子線投影マスクの検査装置は、開口からなる電子線投影パターンを備えた電子線投影マスクの検査装置であって、前記電子線投影マスクに照射する電子線の電流密度を求める電流密度検出手段と、前記電子線投影マスクに設けられた所定のパターンに電子線を照射する電子線照射手段と、前記パターンを通過した電子線による電流値を測定する電流値検出手段と、前記電流密度と前記電流値とから前記パターンの開口面積を算出する開口面積算出手段と、算出した開口面積と設計値の開口面積を比較する比較手段と、を備えたものである。
【００２１】
また、前記電流密度検出手段は、電子線の照射領域を制限するための所定の開口が設けられた制限アパーチャを含み、前記制限アパーチャの前記開口の面積と当該開口を通過した電子線の電流値とから前記電流密度を求めるものである。
【００２２】
また、前記開口面積算出手段が算出した開口面積に応じて、設計値の開口面積を変形する設計値変形手段を更に備えたものである。
【００２３】
また、前記比較手段は、算出した開口面積と前記設計値変形手段によって変形された設計値の開口面積とを比較するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００２５】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す模式図であって、ステンシル型のマスク２を備えた電子線露光装置を示している。この電子線露光装置は、電子銃１、ステンシル型のマスク２、制限アパーチャ３、電流計４、マスクステージ５、記憶装置６、計算処理部７を有して構成されている。
【００２６】
図１に示すように、制限アパーチャ３は電子銃１とマスク２の間に設けられ、矩形状の開口を備えている。制限アパーチャ３の下部に設けられたマスク２には、ウェーハへ所定パターンの露光を行うための複数の開口パターンが設けられている。マスク２はウェーハステージ５上に固定され、マスクステージ５によって水平方向に移動される。これにより、マスク２上のそれぞれの開口パターンに電子線を順次に投影し、電子線をウェーハ上へ転写するように構成されている。
【００２７】
マスクステージ５には記憶装置６が接続されている。記憶装置６は、マスク２のパターン開口面積などのパターンデータを格納している。電流計４はマスク２の下部に配置されており、制限アパーチャ３、マスク２を通過（透過）して投影された電子線による電流を測定する。
【００２８】
次に、実施の形態１にかかるマスク検査方法を説明する。先ず、電子銃１から制限アパーチャ３へ電子線を照射し、制限アパーチャ３の開口形状に倣って電子線を矩形状に制限する。矩形状に制限された電子線はマスク２に照射される。この際、マスク２に設けられた複数の開口パターンのうち、制限アパーチャ３に設けられた開口のウェーハ上寸法よりも大きなウェハ上寸法を有する開口パターンに電子線を照射する。これにより、矩形状に制限された電子線をマスク２によって遮ることなく更に下方へ照射することができる。
【００２９】
電子線が制限アパーチャ３、マスク２を通過すると、電流計４によって電子線の電流値を測定する。そして、計算処理部６では、電流値と制限アパーチャ３の開口面積とから電流密度の計算を行う。
【００３０】
このように、制限アパーチャ３の開口のウェーハ上寸法よりも大きなウェーハ上寸法を有するマスク２の開口パターンに電子線を照射することにより、矩形形状に制限された電子線による電流値を検出することができ、制限アパーチャ３の開口面積と電流値とから電流密度を正確に算出することが可能となる。
【００３１】
なお、電流密度を算出する場合には、正確な開口面積を求めることのできるマスク２上の開口パターンに電子線を通過させて電流値を検出し、電子線が通過した開口パターンの開口面積から電流密度を算出しても良い。更に、マスク２及びウェーハステージ５を電子線が照射されない位置に待避させ、制限アパーチャ３のみによって制限された電子線の電流値を検出し、制限アパーチャ３の開口面積から電流密度を算出しても良い。更に、予め電流密度が既知である場合には電流値の測定、電流密度の計算を行う必要はない。
【００３２】
次に、マスク２を移動させ、マスク２上の被測定パターンに電子線を照射する。これにより、電子線は、マスク２の被測定パターンに倣って投影される。そして、投影された電子線の電流値を電流計４で測定し、先に算出した電子線の電流密度から被測定パターンの実際の開口面積を算出する。
【００３３】
記憶装置６では、被測定パターンのパターンデータを読み出す。この際、マスクステージ５の位置から、マスク２上のどの開口パターンに電子線を照射しているのか判別できるため、マスクステージ５の位置に基づいて、電子線が照射された被測定パターンのパターンデータを読み出す。そして、計算処理部７では、読み出したパターンデータから被測定パターンの設計値の開口面積を求める。また、計算処理部７では、電流密度から算出した被測定パターンの実際の開口面積と、設計値の開口面積とを比較し、パターンの変形量を算出する。
【００３４】
パターン変形量の測定は、具体的には以下の方法で行う。例えばライン系のパターンの場合には、設計値のライン寸法の幅をＷ１、ライン寸法の長さをＨ、パターン本数をｎ１、電流密度をＪとすると、予測される電流値Ｉ（設計値）はＩ（設計値）＝Ｗ１・Ｈ・ｎ１・Ｊとなる。しかし、被測定パターンが変形し、ライン幅の寸法シフト量が△ｗ１だけ生じた場合には、測定される電流値Ｉ（実測値）はＩ（実測値）＝（Ｗ１−△ｗ１）・Ｈ・ｎ１・Ｊとなる。そして、Ｉ（設計値）とＩ（実測値）を比較することによって、ラインパターンの寸法シフト量を算出することが可能となる。
【００３５】
ホールパターンの場合は、設計ホール寸法（ホールの一辺の長さ）をＷ２、ドット個数をｎ２、電流密度をＪとすると、予測される電流値Ｉ（設計値）はＩ（設計値）＝Ｗ２・Ｗ２・ｎ２・Ｊとなる。ホールの寸法シフト量が△ｗ２である場合、予測される電流値Ｉ（実測値）はＩ（実測値）＝（Ｗ２−△ｗ２）・（Ｗ２−△ｗ２）・ｎ２・Ｊとなる。そして、Ｉ（設計値）とＩ（実測値）を比較することによって、ホールパターンの寸法シフト量を算出することが可能となる。
【００３６】
ホールパターンの場合、更に好適には、パターンの隅に形成されるコーナーＲの影響を考慮することが好ましい。この場合、コーナーＲの半径をｒ２とし、四隅のコーナーＲにおける面積減少分をＩ（実測値）から減算して、Ｉ（実測値）＝（Ｗ２−△ｗ２）・（Ｗ２−△ｗ２）・ｎ２・Ｊ−（４−π）・ｒ２・ｒ２・ｎ２・Ｊとなる。そして、Ｉ（設計値）とＩ（実測値）を比較することによって、ホールパターンの寸法シフト量△ｗ２とコーナーＲの半径をｒ２を求めることができる。
【００３７】
パターンの変形量を算出した後は、変形量に応じて設計値のパターンデータを変形する。このように、設計値にフィードバックをかけていくことにより、以後のパターン欠陥検査、異物検査などの各種検査をより高精度に行うことができる。また、類似パターンの被測定パターンを多数測定することにより、パターン変形の傾向を統計的に解析することも可能となり、フィードバックをかけることでより高い精度で検査を行うことも可能である。なお、設計値のパターンデータの変形は、変形量を記憶して設計値の各寸法を変形しても良いし、画像処理によって変形したパターン形状を形成しても良い。
【００３８】
電子線を照射するマスク１０２の被測定パターンは、図２に示すように、複数のホール、ライン等が所定の寸法で形成されたものであっても良い。図２において、１３（ハッチング部）は、マスク２の開口パターンを示している。また、１１は、制限アパーチャ３によって矩形状に制限されたマスク２上への電子線照射領域を示している。
【００３９】
電子線照射領域１１はマスクステージ５の移動によってスキャン方向１４へスキャンされ、電子線照射領域１１が開口パターン１３を内包する一点鎖線１２で囲まれた各領域（サブフィールド）と重なったときに、電流計４で計測される電流値は最大値となる。このときの電流値を測定することによって、一点鎖線１２で囲まれた領域毎に各所定の寸法で設計されたラインやホール形状でのパターン仕上がり精度を検査することが可能となる。
【００４０】
この場合、一点鎖線１２で囲まれたサブフィールド領域毎に、測定した電流値と電流密度から被測定パターンの実際の開口面積を求める。これにより、この領域内に多数個設けられた同一パターンの開口面積の平均値を求めることができる。１つのパターンの測定結果だけでは、測定誤差や、形状仕上がりの精度の誤差によって正確な形状、開口面積を測定することが困難となる場合があるが、図２に示す方法では、多数個の同一パターンの平均値として電流値を測定することができるため、正確なパターン形状、開口面積を求めることが可能となる。また、電流値を測定する際は、マスク２に一括して電子線を照射するのみであるため、パターン形状を走査する場合と比べてより短時間で測定を行うことが可能となる。
【００４１】
以上説明したように実施の形態１によれば、制限アパーチャ３を通過した電子線から電流密度を求め、マスク２の被測定パターンを通過した電子線の電流値を測定することにより、被測定パターンの寸法シフト量、コーナーＲの発生量等の測定を行うことができ、寸法測定を行うことなく簡便に開口パターン形状を予測することが可能となる。従って、遮光部の膜厚が比較的厚いステンシル型のマスクであっても、エッチング条件、マイクロローディング効果等による設計パターンの変形等を設計値へ容易にフィードバックすることができる。これにより、マスク２の実際のパターン形状を正確に求めることができ、また、パターンの寸法シフト量を高い精度で予測することが可能となるため、寸法シフト量を考慮してマスクパターンを設計することが可能となる。更に、測定された結果は検収データに使用することも可能である。
【００４２】
なお、上述の説明では、ホールパターン、ラインパターンなど比較的形状が単純なパターンに本発明を適用したが、図３に示すように、より複雑な開口パターン１３を備えたマスク２に本発明を適用してもよい。この場合についても、電子線の電流密度を求め、開口パターン１３を通過した電子線の電流値を測定することにより、被測定パターン毎の寸法シフト量、コーナーＲの測定を行うことができる。
【００４３】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２を示す模式図である。実施の形態２は、マスク２を通過した電子線による電流を測定し、マスク２に生じている欠陥の検査、マスク２に付着した異物の検査を行うものである。
【００４４】
図４は、実施の形態２にかかる欠陥検査装置、異物検査装置の構成を示す模式図である。図４に示す装置構成は、図１に示す装置構成と基本的に同様である。図４に示すように、電子銃１から放射された電子線を制限アパーチャ３によって所定形状に制限し、実施の形態１と同様に、少なくとも制限アパーチャ３のウェハ上寸法よりも大きなウェハ上寸法を有するマスク２の開口パターンに電子線を照射し、電流値の測定、電流密度の算出を行う。ただし、予め電流密度が既知である場合には電流値の測定、電流密度の計算を行う必要はない。
【００４５】
電流密度を算出した後、実施の形態１と同様にマスクステージ５を移動させてマスク２の被測定パターンに電子線を照射する。そして、被測定パターンに倣って投影された電子線による電流を電流計４で測定する。
【００４６】
ここで、異物検査の場合には、被測定パターンに付着する異物の大きさは通常数１００ｎｍ以上と大きいため、矩形状に制限された電子線による被測定パターンへの照射領域を比較的大きくしても検出が可能である。
【００４７】
一方、欠陥検査の場合には、通常数１００ｎｍ以下の大きさのパターン欠陥を対象として欠陥検査を行うことから、異物検査の場合より被測定パターン上への電子線の照射領域を小さくする必要がある。この場合、マスク２上の電子線の照射領域が一辺１０μｍ以下となるように制限アパーチャ３で制限することが好ましい。
【００４８】
このように、検査する欠陥、異物の大きさに応じて制限アパーチャ３による電子線の照射領域を適宜変更することで、欠陥、異物検査を精度良く行うことが可能となる。そして、測定された電流値から求められる被測定パターンの開口率（開口面積）と、電子線の照射位置に対応する被測定パターンの設計データから求められるマスク開口率とを比較し、この開口率の差より異物箇所や欠陥場所を検出することができる。
【００４９】
更に、実施の形態１の方法を用いて、マスクパターンの設計値を寸法シフトやコーナーＲを考慮して変形した後、測定結果と比較することで異物、欠陥の検出精度を更に向上させることができる。例えば、マスク２上に複数の被測定パターン（サブフィールド）が設けられている場合に、欠陥検査、異物検査を行う被測定パターンとは別のパターンにて寸法シフト量、コーナーＲを求め、欠陥検査、異物検査を行う被測定パターンの設計値を変形する。そして、被測定パターンを通過した電子線による電流値と電流密度とから被測定パターンの実際の開口面積を求め、変形した設計値と比較する。これにより、パターンの変形量を考慮した上で欠陥検査、異物検査を行うことができる。従って、欠陥検査、異物検査をより高い精度で行うことが可能となる。
【００５０】
実施の形態２によれば、電子線の電流密度と、被測定パターンを投影させた電子線の電流値から開口面積を算出することにより、実際に寸法を測定したりパターンを拡大して検査する場合と比較して、異物検査、欠陥検査を高速に行うことが可能となる。また、微細欠陥の検出に使用する場合には、制限アパーチャ３の開口面積を小さくすることで、検出精度を高めることが可能となる。
【００５１】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３を示す模式図である。実施の形態３は、マスクステージ５の位置を高精度に測定し、測定結果からステージ位置を補正するものである。
【００５２】
図５は、実施の形態３にかかるマスク２を示す平面図である。図５に示すように、マスク２には被投影パターンであるサブフィールド２３が分割して配列されている。制限アパーチャ３によって矩形状に制限された電子線照射領域２２は、少なくともサブフィールド２３よりも大きな面積に設定されている。電子線照射領域２２によって一度に電子線を照射できる領域は、１つのサブフィールド２３のみである。
【００５３】
図５に示すように、スキャン方向２４のマスク２の両端部には、開口パターン２１が設けられている。そして、電子線照射領域２２がマスク２の両端部に位置している場合は、電子線照射領域２２と開口パターン２１が一部の領域のみで重複するように構成されている。
【００５４】
マスクステージ５を移動してスキャン方向２４へスキャンを行う際、各サブフィールド２３とともに両端部の開口パターン２１も電子線照射領域２２によってスキャンされる。そして、電子線照射領域２２と開口パターン２１が重なった状態で電流測定をすることによって、開口パターン２１と電子線照射領域２２との重複領域を通過した電子線による電流値を測定する。
【００５５】
そして、実施の形態１と同様に、電子線照射領域２２の電流密度を予め測定しておくことで、電子線照射領域２２と開口パターン２１との重複領域の面積を求めることが可能となる。これにより、電子線照射領域２２と開口パターン２１の相対的な位置関係を正確に検出することが可能となる。
【００５６】
スキャン方向２４の両端部に設けられた２つの開口パターン２１は、スキャン方向２４と直交する方向に対して同一の位置に設けられている。従って、電子線照射領域２２をスキャン方向２４にスキャンした際に、両端部で検出した電流値が異なっている場合は、スキャン方向２４とサブフィールド２３の配列方向に誤差が生じており、適正な方向へスキャンが行われていないものと判別できる。従って、両端部の開口パターン２１を通過した電子線による電流値を比較することで、適正な方向へスキャンされているか否かを判別することが可能となる。
【００５７】
また、被測定パターンにおけるパターン検査を行う前に、開口パターン２１を通過した電子線による電流測定を行うことで、検査前に予めマスクステージ５の位置調整を行うことが可能となる。従って、実施の形態１，２で説明した検査を行う場合に、予めマスクステージ５の位置を検出して位置調整を行うことで、被測定パターンの面積と設計データとの比較をより正確に行うことが可能となり、より高精度にマスク検査を行うことが可能となる。また、位置検出を行う際には、開口パターン２１を通過した電子線による電流測定を行うのみで、短時間に位置検出を行うことができるため、スループットの向上も達成することが可能となる。
【００５８】
なお、図５では、電子線照射領域２２の大きさを各サブフィールド２３よりも大きくした例を示したが、電子線照射領域２２の大きさをサブフィールドサイズ２３より小さくしても良い。この場合においても、座標位置読み取りのための開口パターン２１を、電子線照射領域２２と一部のみ重複するように配置すれば、マスク２の位置検出を正確に行うことができる。
【００５９】
実施の形態３によれば、開口パターン２１と電子線照射領域２２との重複領域を通過した電子線による電流値を測定することによって、マスク２の位置を高精度に検出することが可能となる。そして、予めマスク２の位置を調整することで、マスク検査をより高い精度で行うことが可能となる。
【００６０】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００６１】
開口パターンを通過した電子線による電流値と電子線の電流密度とからパターンの開口面積を算出するようにしたため、マスクパターンの開口面積を高い精度で算出することができる。そして、算出した開口面積を設計値と比較することによって、パターンの変形量を高精度に求めることができる。
【００６２】
所定の開口が設けられた制限アパーチャに電子線を照射し、制限アパーチャの開口の面積と開口を通過した電子線の電流値とから電流密度を求めるようにしたため、電流密度を正確に求めることができる。また、電子線を電子線投影マスクに照射する前に電流密度を求めることで、マスクパターンの開口面積をより高い精度で算出できる。
【００６３】
算出した開口面積に応じて設計値の開口面積を変形し、その後に行う検査に反映させることで、より高精度にパターン検査を行うことが可能となる。
【００６４】
算出した開口面積と設計値の開口面積を比較することで、パターンに生じた欠陥の検査、マスクに付着した異物の検査を行うことができる。
【００６５】
算出した開口面積に応じて設計値の開口面積を変形し、その後にパターンの欠陥検査、異物検査を行うことで、パターンの変形を考慮した上で欠陥検査、異物検査を行うことができ、より高精度にパターン検査を行うことが可能となる。
【００６６】
位置検出用パターンの一部の領域のみに電子線照射領域を重複させ、位置検出用パターンを通過した電子線による電流値と電流密度とから重複した領域の面積を算出するようにしたため、算出した面積から、マスクの位置検出を行うことが可能となる。
【００６７】
位置検出用パターンがパターン転写に用いる実パターンの外側に設けられた電子線投影マスクを用いることで、実パターンによるパターン転写に影響を及ぼすことなく位置検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかるステンシル型のマスクを備えた電子線露光装置を示す模式図である。
【図２】複数のホール、ラインが所定の寸法で形成されたマスクを示す平面図である。
【図３】図２に比べてより複雑なパターンが形成されたマスクを示す平面図である。
【図４】実施の形態２にかかる欠陥検査装置、異物検査装置の構成を示す模式図である。
【図５】実施の形態３にかかるマスクを示す平面図である。
【図６】電子線転写に用いられるマスクの構造を示す平面図である。
【符号の説明】
１　電子銃、　２　マスク、　３　制限アパーチャ、　４　電流計、　５　マスクステージ、　６　記憶装置、　７　計算処理部、　１１　電子線照射領域、１２，２３　サブフィールド、　１３，２１　開口パターン、　２２　電子線照射領域、　２４　電子線のスキャン方向。
【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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