(57)【要約】【課題】露光用マスクの比較検査を少ない記憶容量で容易に行える露光用マスクの検査方法及びその装置を提供すること。【解決手段】４つの象限３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄに分割されたマスクパターン部２を有するステンシルマスク１をビーム源に対して相対的に移動させながら、４つの象限における同一領域をビーム源からのビームで走査してステンシルマスク１を検査するに際し、例えば、４つの象限のうち第３象限３Ｃ及び第４象限３ＤのＣ列のみを走査した後に、このＣ列に対応する列の走査を第１象限３Ａ及び第２象現３Ｂに対して行い、各象限のＣ列についての走査領域の検出情報を重ね合わせ、この重ね合わせ情報を設定された検査データと比較する、ステンシルマスク１の検査方法。【選択図】          図１
2004335779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数に分割されたマスク部を共通の基体に有する露光用マスクをビーム源に対して相対的に移動させながら、前記複数のマスク部における同一領域を前記ビーム源からのビームで走査して露光用マスクを検査するに際し、
前記複数のマスク部のうち第１マスク部における所定の領域を走査し、このマスク部の一部分のみを走査した後に、前記所定の領域に対応する領域の走査
を第２マスク部に対して行い、
前記第１マスク部と前記第２マスク部とについての走査領域の検出情報を重
ね合せ、
この重ね合せ情報を設定された検査データと比較する、
露光用マスクの検査方法。
【請求項２】
前記第１マスク部の前記所定の領域の走査後に、前記所定の領域に相当する領域の走査を前記第２マスク部に対して行う、請求項１に記載の露光用マスクの検査方法。
【請求項３】
前記第２マスク部の前記領域の走査後に、前記第２マスク部の他の領域を走査した後に、前記他の領域に相当する領域の走査を前記第１マスク部に対して行う、請求項２に記載の露光用マスクの検査方法。
【請求項４】
前記マスク部が、２行２列又はそれ以上の行数及び列数に分割されている、請求項１に記載の露光用マスクの検査方法。
【請求項５】
前記検出情報を光電変換後のデジタル情報として、記憶媒体上で重ね合せて記憶させる、請求項１に記載の露光用マスクの検査方法。
【請求項６】
電子線露光用マスクの検査を行う、請求項１に記載の露光用マスクの検査方法。
【請求項７】
複数に分割されたマスク部を共通の基体に有する露光用マスクをビーム源に対して相対的に移動させながら、前記複数のマスク部における同一領域を前記ビーム源からのビームで走査して露光用マスクを検査するに際し、
前記複数のマスク部のうち、マスクパターンに位相シフトパターンを有する第１マスク部における所定の領域の走査を行い、第２マスク部に対して前記所
定の領域に対応する領域の走査を行い、
前記第１マスク部と前記第２マスク部とについての走査領域の検出情報を重
ね合せ、
この重ね合せ情報を設定された検査データと比較する、
露光用マスクの検査方法。
【請求項８】
前記検出情報を光電変換後のデジタル情報として、記憶媒体上で重ね合せて記憶させる、請求項７に記載の露光用マスクの検査方法。
【請求項９】
フォトマスクの検査を行う、請求項７に記載の露光用マスクの検査方法。
【請求項１０】
複数に分割されたマスク部を共通の基体に有する露光用マスクをビーム源に対して相対的に移動させる移動手段を有し、
前記移動手段によって前記複数のマスク部のうち第１マスク部における所定の領域が走査された後に、前記所定の領域に対応する領域の走査が第２マスク
部に対して行われ、
前記第１マスク部と前記第２マスク部とについての走査領域の検出情報を重ね合せる手段と、この重ね合せ情報を設定された検査データと比較する比較手
段とを有する、
露光用マスクの検査装置。
【請求項１１】
前記第１マスク部の前記所定の領域の走査後に、前記所定の領域に相当する領域の走査が前記第２マスク部に対して行われる、請求項１０に記載の露光用マスクの検査装置。
【請求項１２】
前記第２マスク部の前記領域の走査後に、前記第２マスク部の他の領域が走査された後に、前記他の領域に相当する領域の走査が前記第１マスク部に対して行われる、請求項１１に記載の露光用マスクの検査装置。
【請求項１３】
前記検出情報が光電変換後にデジタル情報として、記憶媒体上で重ね合せて記憶される、請求項１０に記載の露光用マスクの検査装置。
【請求項１４】
電子線露光用マスク又はフォトマスクの検査が行われる、請求項１０に記載の露光用マスクの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば電子線による露光処理に好適な露光用マスクの検査方法、及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子の微細化は、光リソグラフィに用いる光学系の解像度の限界を超えるために、電子線又はイオンビーム等の荷電粒子線を用いて微細な回路パターンを露光することにより描画する微細加工技術が開発されている。
【０００３】
しかし、従来の電子線露光による直描方式においては、ＬＳＩ（大規模集積回路）の集積度が高くなって微細パターンになるほど、データの規模が大きくなり、その結果、描画時間が長くなり、生産性（スループット）が低くなってしまう。
【０００４】
そこで、転写マスクに電子線又はイオンビーム等を照射し、転写マスクの貫通孔（パターン開口）を通してウェーハ上に回路パターンを形成する、電子線露光装置又はイオンビーム露光装置が提案されている。
【０００５】
これらの露光技術には、例えば、高エネルギーの電子線を使用する電子線転写リソグラフィ（ＥＰＬ；Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｈ．  Ｃ．  Ｐｆｅｉｆｆｅｒ，  Ｊｐｎ．  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ３４，  ６６５８  （１９９５）  参照。）、低エネルギーの電子線を使用する低速電子線近接転写リソグラフィ（ＬＥＥＰＬ；Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｔ．  Ｕｔｓｕｍｉ，  Ｕ．  Ｓ．  Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．  ５８３１２７２  （３  Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  １９９８）  参照。）、イオンビームを使用するイオンビーム転写リソグラフィ（ＩＰＬ；Ｉｏｎ−ｂｅａｍ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｈ．  Ｌｏｅｓｃｈｎｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｖａｃ．  Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｂ１９，  ２５２０  （２００１）  参照。）等がある。
【０００６】
これらの露光装置に用いられる電子線透過マスク（転写マスク）、例えばＬＥＥＰＬ用のステンシルマスクは、図１１の平面図（ａ）及びこの平面図のＸ−Ｘ’線断面図（ｂ）に概略的に示すように、メンブレン（薄膜）５１にパターン開口５９が形成されているステンシルマスク６７である。
【０００７】
このステンシルマスク６７は、例えば、電子線を透過するための幅０．０３μｍ〜０．０４μｍの複数の貫通孔（パターン開口）５９が形成された厚さ１００ｎｍ〜１０μｍのメンブレン（薄膜）５１を有しており（パターン開口５９は理解容易のために、数個分を簡略に図示している）、メンブレン５１は、パターン開口５９の周囲に形成された２０〜４０ｍｍ径の開口部６１を有するＳｉＯ２膜５５を介して、ＳｉＯ２膜５５の開口部６１より大きいサイズの開口部６０を有するＳｉウェーハ（支持基板）５６に支持されている。
【０００８】
そして、図１２に示すように、ステンシルマスク６７を用いた露光工程においては、例えば、半導体基板５８上のＳｉＯ２膜５５上にパターニングされるべき配線材料層５４を形成し、この上にフォトレジスト５７を形成した状態で、フォトレジスト５７上にステンシルマスク６７を配置する。そして、電子線７１を照射し、ステンシルマスク６７のメンブレン５１のパターン開口５９を通過させ、フォトレジスト５７を所定パターンに等倍露光する。そして、現像によって残された所定パターンのフォトレジスト５７をマスクとして、配線材料層５４をドライエッチングし、配線を所定パターンに形成する。
【０００９】
上記のステンシルマスク６７においては、その構造上、例えば図１３（ａ）に示す環状のパターン開口５９の場合には、電子線を透過させない部分である中心部５１ａが脱落してしまってパターン開口を保持することができず、また、リーフ状の開口パターン（図示せず）の場合には、片持ち梁構造なので形状保持が不安定になる等、これらのパターン開口は形成が不可能或いは困難である。
【００１０】
そこで、図１３（ｂ）に示すように、こうしたパターン開口５９を幾何学的に分割し、分割した各開口５９Ａ、５９Ｂを有するマスク６７Ａ、６７Ｂを図１３（ｃ）に示すように、ウェーハ上で重ね合せて補足することによって、目的のパターン開口５９をウェーハ上に形成する、いわゆる相補分割という方法が用いられている。
【００１１】
こうしたステンシルマスクについては、パターン開口が設計通りに形成されているか否かを検査することが重要である。
【００１２】
この検査方法としては、例えば、電子線露光装置を利用してマスクの検査を行うことにより、検査装置を独立して設けることなしにマスクの欠陥検査を行えるマスク検査装置及び方法がある。
【００１３】
例えば、検査対象となるマスクパターンを電子ビームにより２次元走査して得られたマスクパターンの透過電子に基づいて、マスクパターンの形状に対応するマスクパターン信号を得、このマスクパターン信号と、マスクパターン製造のためのＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）図形に対応するＣＡＤ信号とを比較し、この比較結果に基づいてマスクパターンの欠陥を検査する。
【００１４】
図１４には、検査対象となる例えばＬＥＥＰＬ用のステンシルマスク６７を示すが、４〜８インチのサイズのＳｉウェーハ（支持基板）５６の中央部に、メンブレン（薄膜）５１からなるマスクパターン部６２が形成されている。
【００１５】
このマスクパターン部６２（メンブレン５１）の部分は電子線が安定して照射可能なエリアであり、例えば約４ｃｍ角の範囲に設けられていて、第１象限５２Ａ、第２象限５２Ｂ、第３象限５２Ｃ及び第４象限５２Ｄの４区分（２行２列）に分画又は分割されており、１区分に相当するエリアが１チップ分に対応し、第１象限５２Ａから第４象限５２Ｄにかけてステンシルマスク６７を露光対象（半導体基板）に対して相対的に順次移動させながら電子線によるステッパー露光が行われる。
【００１６】
従って、電子線による露光は、計４回の積算ショット露光となり、第１象限５２Ａ、第２象限５２Ｂ、第３象限５２Ｃ及び第４象限５２Ｄの各々の面積分、即ちメンブレン部５１（マスクパターン部６２）の１／４の面積分（約２ｃｍ角）に相当する部分が、１ショット分（１チップ分）の大きさとなる。
【００１７】
図１５には、検査対象となるステンシルマスク６７の構造をより具体的に示す。
【００１８】
このマスク６７によれば、Ｓｉウェーハ（支持基板）５６に支持されたメンブレン（薄膜）１において、右上に所定のパターン開口５３Ａを有する第１象限（第１マスク部）５２Ａ、左上に所定のパターン開口５３Ｂを有する第２象限（第２マスク部）５２Ｂ、左下に所定のパターン開口５３Ｃを有する第３象限（第３マスク部）５２Ｃ、更には右下に所定のパターン開口５３Ｄを有する第４象限（第４マスク部）５２Ｄがそれぞれ配置されている。
【００１９】
そして、これらの各象限には、横方向への検査ラインであるＤ列、Ａ列、Ｂ列及びＣ列がそれぞれ設けられると共に、これらの４つの象限によって１つのチップイメージを４つに分割した配置のマスク（各パターン開口）部が形成され、分割されたチップイメージを重ね合せることにより１つの完全なチップイメージを形成する。なお、図中の細線で示す矢印はマスク検査時の走査の順序を示している。
【００２０】
図１６及び図１７について、検査装置による電子ビーム走査工程を具体的に説明する。
【００２１】
まず、図１６（ａ）に示すように、第３象限５２ＣのＣ列の左端から右方向に走査（線走査：以下、同様）を開始してその右端を経た後に、第４象限５２ＤのＣ列の左端から右端に至るまで連続して走査して、パターン開口５３Ｃ及び５３ＤのＣ列の透過電子イメージを後述の重ね合せ生成部のメモリーに取り込む（以下、同様）。ここで、光走査領域を図中に斜線で表わす（以下、同様）。
【００２２】
次に、図１６（ｂ）に示すように、引続いて第４象限５２ＤのＢ列の右端から左方向に走査を開始してその左端を経た後に、第３象限５２ＣのＢ列の右端からその左端に至るまで連続して走査して、パターン開口５３Ｄ及び５３ＣのＢ列の透過電子イメージを取り込む。
【００２３】
次に、図１６（ｃ）に示すように、引続いて第３象限５２ＣのＡ列の左端から右方向に走査を開始してその右端を経た後に、第４象限５２ＤのＡ列の左端からその右端に至るまで連続して走査して、パターン開口５３Ｃ及び５３ＤのＡ列の透過電子イメージを取り込む。
【００２４】
次に、図示省略したが、引続いて第４象限３ＤのＤ列の右端から左方向にその左端まで走査し、更に第３象限のＤ列の右端から左方向にその左端まで走査した後、図１７（ｄ）に示すように、引続いて第２象限５２ＢのＣ列の左端から右方向に走査を開始してその右端を経た後に、第１象限５２ＡのＣ列の左端からその右端に至るまで連続して走査して、パターン開口５３Ｂ及び５３ＡのＣ列の透過電子イメージを取り込む。
【００２５】
次に、図示省略したが、引続いて第１象限５２ＡのＢ列の右端から左方向に走査を開始してその左端を経た後に、第２象限５２ＢのＢ列の右端からその左端に至るまで連続して走査して、パターン開口５３Ａ及び５３ＢのＢ列の透過電子イメージを取り込み、更に、第２象限５２ＢのＡ列の左端から右方向に走査を開始してその右端を経た後に、第１象限５２ＡのＡ列の左端からその右端に至るまで連続して走査して、パターン開口５３Ｂ及び５３ＡのＡ列の透過電子イメージを取り込む。
【００２６】
次に、引続いて第１象限５２ＡのＤ列の右端から左方向に走査を開始してその左端を経た後に、第２象限５２ＢのＤ列の右端からその左端に至るまで連続して走査する。
【００２７】
上記した各透過電子イメージは、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージャー等で光電変換した後に、これをＡ／Ｄ変換して透過電子イメージの階調データを生成する。そして、生成された各走査領域の階調データをそれぞれ合成したイメージを生成する。
【００２８】
そして、上記の走査工程によって得られた透過電子イメージを同一列における隣接（露光）位置毎に合成すると、図１８に概略的に示すように、パターン開口５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ及び５３Ｄの配置によって、４つの文字パターンＥ及び１つの文字パターンＩからなる列が上下方向に３列構成されてなる総合転写イメージ７６が形成される。
【００２９】
図１９について、上記の走査工程に使用する検査装置の１例としての透過電子線走査型欠陥検査装置７７の構造等を説明する。
【００３０】
まず、マスクパターン部６２（但し、ステンシルマスク６７の全体は図示せず）を配したステージ６６をｘ方向又はｙ方向へ移動させ、マスクパターン部６２の第１象限５２Ａ、第２象限５２Ｂ、第３象限５２Ｃ及び第４象限５２Ｄに向けて、上記した工程順で電子銃６４から電子線６５を走査して照射する。この電子銃６４から照射された電子線６５のうち、各象限のパターン開口を透過した電子線６５のみが対物レンズ６８を経て蛍光板６９に到達することにより、蛍光板６９が所定パターンに発光し、この発光光８１をＣＣＤからなる光電変換素子７０によって光電変換する。なお、光電変換素子７０は図２０に示すＣＣＤリニアセンサー７９として構成され、上記の走査時に１ライン（列）毎に連続して受光し、シフトレジスター７８によってＡ／Ｄ変換回路７２へと順次電荷を転送することができる。
【００３１】
次いで、光電変換素子７０によって光電変換された信号は、Ａ／Ｄ変換回路７２によって階調データにデジタル変換されて、重ね合せ生成部７３に送信された後に、ここでマスクパターン部６２の異なる４つのパターン開口の隣接（露光）位置から得られたデータ同士が重ね合わされる。そして、形成された重ね合せイメージＡは、ＣＡＤデータ７５から多諧調生成部７４を経て送られる予め設定された検査データＢと比較回路７６において比較され、検査データと異なる部分は欠陥データとして出力される。
【００３２】
この欠陥検出においては、図２１に示すように、メンブレン５１において、パターン開口５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ及び５３Ｄからなる総合転写イメージ７６である文字パターンＥを構成する際に、例えば、パターン開口５３Ｄの位置が縦方向に距離ｄだけずれてパターン開口５３Ｄ’を生じる場合に、そのずれに応じた上記データの差分（信号量の差分）が一定の値を超えると、欠陥データ（即ち、欠陥パターン又はピンホール等の欠陥）として判定することができる。
【００３３】
なお、上記した走査工程と同様にして、マスクを電子ビームで検査する方法及びそのシステムは、後述の特許文献１に示されている。
【００３４】
【特許文献１】特許第３１４８３５３号公報（第６頁第１０欄    １行目〜第７頁第１２欄４４行目、図２及び図３）
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフォトマスクのマスクパターンの位置ずれ（欠陥）検出においては、フォトマスクが上記のステンシルマスクのようにマスクが分割されておらず、同一フレーム内にすべてのパターン開口を有しているので、近隣のパターン開口相互間のずれが転写露光特性上問題のないレベルであるかどうかを検出することが可能である。
【００３６】
しかし、上記のステンシルマスクのような分割露光用マスクでは、隣接（露光）位置での隣接パターン間のずれを検出する場合、隣接パターン開口が別々の領域（象限）に分割配置されているので、これらの隣接パターンを比較検査するまでの画像データの蓄積量が膨大となってしまい、特にメモリー容量の点から好ましくない。
【００３７】
即ち、図１５〜図１６に示したように、第３象限５２Ｃと第２象限５２Ｂとについて隣接位置のデータを重ね合せるまでには、第３象限５２ＣのＣ列の左端から開始して第４象限５２ＤのＣ列、第４象限５２Ｄ及び第３象限５２ＣのＢ列、第３象限５２Ｃ及び第４象限５２ＤのＡ列、第４象限５２Ｄ及び第３象限５２ＣのＤ列、更には第２象限５２Ｂ及び第１象限５２ＡのＣ列の左端に至るまで、順次連続して走査する必要がある。
【００３８】
この結果、隣接位置のデータを重ね合せるまでに、全６列からなるマスクパターン部６２のうち４列分を走査し、この４列分の画像データ（全体の約２／３に相当するデータ）を上記した重ね合せ生成部７３のメモリー内に蓄積しなければならないために、画像データの蓄積量（記憶容量）が膨大となり、比較検査が困難となる。こうした欠点は、上記の特許文献１の発明においても、同様に生じる。
【００３９】
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、露光用マスクの比較検査を少ない記憶容量で容易に行える露光用マスクの検査方法及びその装置を提供することにある。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、複数に分割されたマスク部（例えば後述のステンシルマスクの各象限のマスク部）を共通の基体に有する露光用マスクをビーム源に対して相対的に移動させながら、前記複数のマスク部における同一領域を前記ビーム源からのビーム（例えば電子線：以下、同様）で走査して露光用マスクを検査するに際し、
前記複数のマスク部のうち第１マスク部における所定の領域（例えば後述の第３及び第４象限のＣ列）を走査し、このマスク部の一部分のみを走査した後に、前記所定の領域に対応する領域の走査を第２マスク部（例えば後述の第１及び第２象限のＣ列）に対して行い、
前記第１マスク部と前記第２マスク部とについての走査領域の検出情報を重ね合わせ、
この重ね合せ情報を設定された検査データと比較する、
露光用マスクの検査方法及（以下、本発明の第１の検査方法と称する。）に係るものである。
【００４１】
本発明は又、複数に分割されたマスク部（例えば後述のフォトマスクの第１及び第２マスク部）を共通の基体に有する露光用マスクをビーム源に対して相対的に移動させながら、前記複数のマスク部における同一領域を前記ビーム源からのビームで走査して露光用マスクを検査するに際し、
前記複数のマスク部のうち、マスクパターンに位相シフトパターン（例えば後述の光透過膜厚の小さい空間周波数変調型位相シフト構造）を有する第１マスク部における所定の領域の走査を行い、第２マスク部に対して前記所定の領域に対応する領域の走査を行い、
前記第１マスク部と前記第２マスク部とについての走査領域の検出情報を重ね合せ、
この重ね合せ情報を設定された検査データと比較する、
露光用マスクの検査方法（以下、本発明の第２の検査方法と称する。）に係るものである。
【００４２】
本発明は更に、複数に分割されたマスク部を共通の基体に有する露光用マスク（例えば後述のステンシルマスク又はフォトマスク）をビーム源に対して相対的に移動させる移動手段を有し、
前記移動手段によって前記複数のマスク部のうち第１マスク部における所定の領域が走査された後に、前記所定の領域に対応する領域の走査が第２マスク部に対して行われ、
前記第１マスク部と前記第２マスク部とについての走査領域の検出情報を重ね合せる手段と、この重ね合せ情報を設定された検査データと比較する比較手段とを有する、
露光用マスクの検査装置（以下、本発明の検査装置と称する。）も提供するものである。
【００４３】
本発明の第１の検査方法によれば、前記複数のマスク部のうち第１マスク部における所定の領域を走査した後、前記所定の領域に対応する領域の走査を第２マスク部に対して行うので、前記第１マスク部に対して前記第２マスク部の隣接位置のデータを重ね合せるまでに要する走査領域を少なくすることができ、従って記憶媒体（メモリー）の記憶容量を小さくし、比較検査を行い易くすることができる。
【００４４】
また、本発明の第２の検査方法によれば、前記複数のマスク部のうち、マスクパターンに位相シフトパターンを有する第１マスク部による高精細な露光パターンを第２マスク部による露光との組み合せによって確実に実現できる露光用マスクを提供できる上に、マスク検査時には各マスク部の走査で得られるデータの重ね合せまでに必要な記憶媒体（メモリー）の記憶容量を少なくし、重ね合せデータを容易に得ることができる。
【００４５】
これらの本発明の第１及び第２の検査方法は、本発明の検査装置によって、再現性よく容易に実施することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１又は第２の検査方法においては、前記第１マスク部の前記所定の領域の走査後に、前記所定の領域に相当する領域の走査を前記第２マスク部に対して行い、更に、前記第２マスク部の前記領域の走査後に、前記第２マスク部の他の領域を走査した後に、前記他の領域に相当する領域の走査を前記第１マスク部に対して行うのが望ましい。これは、隣接位置の重ね合せデータ（比較検査）に要する記憶媒体の記憶容量を著しく減らすことができるからである。
【００４７】
また、前記マスク部が、２行２列又はそれ以上の行数及び列数に分割されていてもよい。
【００４８】
また、前記検出情報を光電変換後のデジタル情報として、記憶媒体上で重ね合せて記憶させるのが望ましい。
【００４９】
また、この検査方法を用いて電子線露光用マスクの検査又はフォトマスクの検査を行うのが望ましい。
【００５０】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に説明する。
【００５１】
第１の実施の形態
本実施の形態においては、図１に示すように、検査対象となるステンシルマスク１は下記の構造からなっている。
【００５２】
このステンシルマスク１は、図１４に示したステンシルマスク６７と同様に、Ｓｉウェーハ（支持基板）５上のメンブレン（薄膜）１において、右上に所定のパターン開口９Ａを有する第１象限（第１マスク部）３Ａ、左上に所定のパターン開口９Ｂを有する第２象限（第２マスク部）３Ｂ、左下に所定のパターン開口９Ｃを有する第３象限（第３マスク部）３Ｃ、更には右下に所定のパターン開口９Ｄを有する第４象限（第４マスク部）３Ｄがそれぞれ配置された２行２列の構造からなっている。
【００５３】
そして、これらの各象限には、横方向への検査ラインであるＤ列、Ａ列、Ｂ列及びＣ列がそれぞれ設けられると共に、これらの４つの象限によって１つのチップイメージを４つに分割した配置のマスク（各パターン開口）部が形成され、分割されたチップイメージを重ね合せることにより１つの完全なチップイメージを形成する。なお、図中の細線で示す矢印はマスク検査時の走査の順序を示している。
【００５４】
図２について、図１８に示した検査装置による電子ビーム走査工程を具体的に説明する。
【００５５】
まず、図２（ａ）に示すように、第３象限３ＣのＣ列の左端から右方向に走査（線走査：以下、同様）を開始してその右端を経た後に、第４象限３ＤのＣ列の左端からその右端に至るまで連続して走査して、パターン開口９Ｃ及び９ＤのＣ列の透過電子イメージを取り込む。
【００５６】
次に、図２（ｂ）に示すように、引続いて第１象限３ＡのＣ列の右端から左方向に走査を開始してその左端を経た後に、第２象限３ＢのＣ列の右端からその左端に至るまで連続して走査して、パターン開口９Ａ及び９ＢのＣ列の透過電子イメージを取り込む。この時点で、各マスク部においてＣ列での隣接パターン開口の透過電子イメージをすべて取り込んだことになる。
【００５７】
次に、図３（ｃ）に示すように、引続いて第２象限３ＢのＢ列の左端から右方向に走査を開始してその右端を経た後に、第１象限３Ａ、第４象限３Ｄ及び第３象限３Ｃの各Ｂ列を上記したＣ列と同様に連続して走査して、パターン開口９Ｂ、９Ａ、９Ｄ及び９ＣのＢ列の透過電子イメージを取り込む。
【００５８】
次に、図３（ｄ）に示すように、引続いて第３象限３ＣのＡ列の左端から右方向に走査を開始してその右端を経た後に、第４象限３Ｄ、第１象限３Ａ及び第２象限３Ｂの各Ａ列を上記したＣ列と同様に連続して走査して、パターン開口９Ｃ、９Ｄ、９Ａ及び９ＢのＡ列の透過電子イメージを取り込む。
【００５９】
次に、図１に示すように、第２象限３ＢのＤ列の左端から右方向に走査を開始してその右端を経た後に、第１象限３ＡのＤ列の左端からその右端に至るまで連続して走査した後、第４象限３ＤのＤ列の右端から左方向に走査を開始してその左端を経た後に、第３象限３ＣのＤ列の右端からその左端に至るまで連続して走査する。なお、このＤ列の走査については、後述する他の実施の形態においても同様に行うが、その説明は省略する。
【００６０】
そして、各マスク部の隣接パターンのデータ重ね合せによるマスク検査を行うには、図２（ａ）に示した第３象限３Ｃ及び第４象限３ＤのＣ列におけるパターン開口９Ｃ及び９Ｄの透過電子イメージから生成された走査領域の階調データと、図２（ｂ）に示した第１象限３Ａ及び第２象限３ＢのＣ列におけるパターン開口９Ａ及び９Ｂの透過電子イメージから生成された走査領域の階調データとを重ね合せて、その合成イメージデータを生成する。これを他の各列（Ｂ列、Ａ列等）についても同様に行う。
【００６１】
即ち、２つの象限の合成階調データ、及び他の２つの象限の合成階調データの２つの階調データを生成し、更にこれらを合成した階調データを生成することによって、分割露光領域（各マスク部）の全ての露光イメージを重ね、転写したイメージと同様の合成データを形成する。
【００６２】
こうした各象限の各列での合成階調イメージと、ＣＡＤデータから予め抽出した検査データとを図１８で述べたように比較することによって、隣接パターン間の位置ずれやピンホール等の欠陥を検出する。
【００６３】
本実施の形態によれば、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示したように、各象限のＣ列の隣接パターンを検査する際に、まず、第３象限３Ｃ及び第４象限３ＤのＣ列を順次走査した後に、連続して第１象限３Ａ及び第２象限３ＢのＣ列を順次走査しているので、比較検査に必要な列のみを走査することにより、走査領域を減らして検査データの比較を容易に行えると共に、蓄積する画像データ量を少なくでき（図１５〜図１７に示した従来のデータ量の１／２とし）、少ない記憶容量で比較検査を行うことができる。これは、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示した各象限のＢ列及びＡ列の走査工程においても、同様である。
【００６４】
第２の実施の形態
本実施の形態においては、図４に示すように、メンブレン４において、各パターン開口９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ、９Ｅ、９Ｆ、９Ｇ、９Ｈ及び９Ｉを有する第１〜第９の各マスク部３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ及び３Ｉを３行３列に有する９分割のマスク構成としている。
【００６５】
そして、走査順序については、第９マスク部３Ｉ、第８マスク部３Ｈ、第７マスク部３Ｇ、第６マスク部３Ｆ、第５マスク部３Ｅ、第４マスク部３Ｄ、第３マスク部３Ｃ、第２マスク部３Ｂ及び第１マスク部３Ａの各Ｃ列をそれぞれ順次走査する。同様に、引続いて第１マスク部３Ａ、第２マスク部３Ｂ、第３マスク部３Ｃ、第４マスク部３Ｄ、第５マスク部３Ｅ、第６マスク部３Ｆ、第７マスク部３Ｇ、第８マスク部３Ｈ及び第９マスク部９Ｉの各Ｂ列をそれぞれ順次走査し、更に、第９マスク部３Ｉ、第８マスク部３Ｈ、第７マスク部３Ｇ、第６マスク部３Ｆ、第５マスク部３Ｅ、第４マスク部３Ｄ、第３マスク部３Ｃ、第２マスク部３Ｂ及び第１マスク部３Ａの各Ａ列をそれぞれ順次走査する以外は、第１の実施の形態と同様である。
【００６６】
従って、本実施の形態によれば、例えば、各マスク部のＣ列を走査する際に、まず第９マスク部３Ｉ、第８マスク部３Ｈ及び第７マスク部３ＧのＣ列を順次走査した後に、連続して第６マスク部３Ｆ、第５マスク部３Ｆ及び第４マスク部３ＤのＣ列、第３マスク部３Ｃ、第２マスク部３Ｂ及び第１マスク部３ＡのＣ列を順次走査しているので、各マスク部の隣接パターンの検査において走査領域を減らして検査データの比較を容易にすると共に、蓄積する画像データ量を少なくして、図１５〜図１７に示した従来法を適用した場合の３／７にし、少ない記憶容量で比較的短時間で比較検査を容易に行うことができる。これは、他の列（Ｂ列、Ａ列）の走査工程においても同様である。
【００６７】
第３の実施の形態
本実施の形態においては、図５に示すように、第３象限３Ｃ及び第４象限３ＤのＣ列を左から右へ、引続いて第２象限３Ｂ及び第１象限３ＡのＣ列を左から右へ順次走査する。同様に、引続いて第１象限３Ａ、第２象限３Ｂ、第４象限３Ｄ及び第３象限３Ｃの各Ｂ列をそれぞれ順次走査し、更に、第３象限３Ｃ、第４象限３Ｄ、第２象限３Ｂ及び第１象限３Ａの各Ａ列をそれぞれ順次走査する以外は、第１の実施の形態と同様である。
【００６８】
本実施の形態によれば、例えば、各象限のＣ列を走査する際に、まず第３象限３Ｃ及び第４象限３ＤのＣ列を順次走査した後に、連続して第２象限３Ｂ及び第１象限３ＡのＣ列を順次走査するために、走査領域を減らして検査データの比較を容易にすると共に、蓄積する画像データ量を少なくして、図１５〜図１７に示した従来法の１／２にし、少ない記憶容量で比較的短時間で比較検査を容易に行うことができる。これは、他の列（Ｂ列及びＡ列）の走査工程においても同様である。
【００６９】
第４の実施の形態
本実施の形態においては、図６に示すように、第３象限３Ｃ及び第４象限３Ｄの各Ｃ列を走査した後、第４象限３Ｄ及び第３象限３Ｃの各Ａ列をそれぞれ順次走査し、更に第２象限３Ｂ及び第１象限３Ａの各Ｃ列をそれぞれ順次走査する。同様に、引続いて第１象限３Ａ及び第２象限３Ｂの各Ａ列をそれぞれ順次走査した後、第２象限３Ｂ、第１象限３Ａ、第４象限３Ｄ及び第３象限３Ｃの各Ｂ列をそれぞれ順次走査する以外は、第１の実施の形態と同様である。
【００７０】
本実施の形態によれば、例えば、各象限のＣ列を走査する際に、まず第３象限３Ｃ及び第４象限３ＤのＣ列を順次走査した後に、第２象限３Ｂ及び第１象限３ＡのＣ列を走査する前に、第４象限３Ｄ及び第３象限３ＣのＡ列を順次走査しているが、これでも、図１５〜図１７に示した従来法と比べて隣接パターンの比較検査時に蓄積する画像データ量を少なくして従来法の３／４にし、より少ない記憶容量で比較的短時間で比較検査を容易に行うことができる。これは、他の各象限のＢ列及びＡ列の走査工程においても同様である。
【００７１】
第５の実施の形態
本実施の形態においては、図７に示すように、第３象限３Ｃ、第４象限３Ｄ、第１象限３Ａ及び第２象限３Ｂの各Ｃ列をそれぞれ順次走査し、第３象限３Ｃ、第４象限３Ｄ、第１象限３Ａ及び第２象限３Ｂの各Ｂ列をそれぞれ順次走査し、更に、第３象限３Ｃ、第４象限３Ｄ、第１象限３Ａ及び第２象限３Ｂの各Ａ列をそれぞれ順次走査する以外は、第１の実施の形態と同様である。
【００７２】
本実施の形態によれば、例えば、各象限のＣ列を走査する際に、まず第３象限３Ｃ及び第４象限３ＤのＣ列を順次走査した後に、連続して第１象限３Ａ及び第２象限３ＢのＣ列を順次走査しているので、走査領域を減らして検査データの比較を容易にすると共に、蓄積する画像データ量を少なくして図１５〜図１７に示した従来法の１／２にし、少ない記憶容量で比較的短時間で比較検査を容易に行うことができる。これは、他の各象限のＢ列及びＡ列の走査工程においても同様である。但し、上述の第１の実施の形態と比べて、Ｃ列の走査後にＢ列の走査を第３象限３Ｃ、第４象限３Ｄ、第１象限３Ａ及び第２象限３Ｂの順に行っている点が異なるが、同等の作用効果が得られることは明らかである。
【００７３】
第６の実施の形態
本実施の形態においては、図８に示すように、第１象限３Ａ〜第４象限３Ｄの各象限のＡ列、Ｂ列、Ｃ列及びＤ列間において、各象限の対応する各列を線走査しないで走査する以外は、第１の実施の形態と同様である。
【００７４】
例えば、第３象限３ＣのＣ列の左端付近に位置するパターン開口部分のみをＣ列の左端から右方向に走査した後に、第２象限３ＢのＣ列の左端付近に位置するパターン開口部分のみをＣ列の左端から右方向に走査することによって、パターン開口９Ｃ及び９ＢのＣ列の左端付近に位置するパターン開口の透過電子イメージを取り込む。こうした走査を各象限のパターン開口に対して同様に行うことにより、全マスク部についてすべてのパターン検出を対応する位置において行う。
【００７５】
なお、第３象限３ＣのＣ列の左端から右方向に走査してＣ列の右端を経た後に、第２象限３ＢのＣ列の左端からその右端に至るまで連続して走査して、パターン開口９Ｃ及び９ＢのＣ列の透過電子イメージを取り込むこともできる。こうした走査を各象限の各列について行えば、全マスク部についてすべてのパターン検出を対応する位置において行える。
【００７６】
本実施の形態によれば、第１象限３Ａ〜第４象限３Ｄの各象限のＡ列、Ｂ列、Ｃ列及びＤ列間において、各象限の対応する各列、又は各象限の対応する個々のパターン開口を他の象限の走査なしに走査しているために、走査領域を減らして蓄積する画像データ量を少なくし、より少ない記憶容量で比較検査を行うことができる。
【００７７】
第７の実施の形態
本実施の形態では、図９に示すフォトマスク７において、露光パターンとして、２つのパターン開口８Ａ−８Ａ間の遮光部８ａが幅狭の第１マスク部１０に隣接して、２つのパターン開口８Ｂ−８Ｂ間が幅広の遮光部８ｂを有する第２マスク部１１が配置されている（但し、フォトマスク上の他の露光パターンは図示省略している）。そして、第１マスク部１０には、後記の空間周波数変調型位相シフト構造が設けられていて、このマスク部の透過光が位相反転するように構成されている。
【００７８】
本実施の形態におけるマスクを用いて露光する時には、まず第１マスク部１０を露光した後に、フォトマスク７を相対的に左方向へ水平移動して、同一位置にて第２マスク部１１を露光して目的の露光パターンを得る。即ち、第１マスク部１０のみを用いて露光すると、露光のにじみ現象によってパターン開口８Ａによる露光パターンが特に幅狭の遮光部８ａ付近で変化し易いために、第１マスク部１０による露光時の露光量等を制御して転写パターン幅が目的の線幅よりも大きくなるように露光した後、第２マスク部１１による露光時には露光のにじみが生じて所望の線幅が得られるように露光する。
【００７９】
次に、図１０において、図９に示したフォトマスク７のＡ−Ａ’断面図を用いて、空間周波数変調型位相シフト法による露光状況を説明する。
【００８０】
ガラス基板１３上に所定パターンに形成した遮光膜（Ｃｒ）１２によって、フォトマスク７の第１マスク部１０が構成されるが、この第１マスク部１０の一対のパターン開口のうち左側のパターン開口８Ａのガラス基板１３が所定深さに除去されて薄く加工され、位相シフト部１４が形成されることにより、この部分に位相シフト効果が生じる。即ち、マスク透過光の振幅分布（ａ）は右側のパターン開口８Ａにおける透過光に対して反転し、露光されたウェーハの振幅分布（ｂ）は左側のパターン開口８Ａで位相反転し、ウェーハの光強度分布（ｃ）はパターン開口８Ａ間にて急峻に変化するので、精細な露光パターンを得ることができる（これについては、本出願人が既に提起した特開平１１−２８３９０４号公報に示された説明が参照可能）。
【００８１】
これに対し、所定パターンの遮光膜（Ｃｒ）１２によって形成されたフォトマスク７の第２マスク部１１では、左右のパターン開口８Ｂのいずれにおいてもガラス基板１３の厚みは同じであって通常のマスク構造であるため、上記した位相反転は生じない。このため、第２マスク部１１の透過光の光強度分布はなだらかに変化したものとなる。
【００８２】
このように、まず第１マスク部１０による１回目の高解像度露光時の露光条件（例えば露光量等）を制御して、その露光後のフォトレジストの潜像パターンの線幅を太めに設定する。そして、同じ露光位置に第２マスク部１１を移動させて２回目の通常露光を行う時に、フォトレジストの潜像パターンを遮光部から漏れる光を用いて更に露光（リーク露光）を行うことにより、所望の線幅に確実に調整することができる。従って、この方法では、パターン変更が不要となるだけでなく、１回目の高解像度露光で露光量を高くして殆どのパターン転写を行う方法に比べ、フォーカスマージンが拡大して、安定したパターン形成が可能となる。
【００８３】
本実施の形態では、こうした第１マスク部１０と第２マスク部１１とを組み合せたフォトマスクにおいて、第１の実施の形態で述べたと同様に、各マスク部１０、１１をこの順に（或いはこの逆に）走査してマスク検査を行うが、これは、図示省略した同一フォトマスク上の他のマスク部に対して行ってよい。このマスク検査時には、一のマスク部に対する他のマスク部のデータの重ね合せまでに必要な記憶媒体（メモリー）の記憶容量を少なくし、重ね合せデータを容易に得ることができる。
【００８４】
以上に説明した実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて種々に変形が可能である。
【００８５】
例えば、上述の走査工程においては、各象限のパターンを線状配列のセンサー（リニアセンサー）によって検出するが、これに代えて、一定の面積を同時に検出可能な面型のセンサーを用いてもよいし、走査方向も横方向だけでなく、縦方向であってもよい。また、走査とその検出手段は、上述したものに限られることはなく、種々変更してよい。なお、上述の露光用マスクの露光パターンや形状等も種々変更してよく、上述の位相シフトを基板厚さで行う以外に位相シフトマスクによって行ってもよい。
【００８６】
また、各マスク部のパターン検出データの比較には、演算機能を有する論理回路を用いることができるが、他の方法で行ってもよい。そして、比較後の出力データを例えば画像表示等により認識できるようにしてよい。また、この出力データに基づいて、マスク設計段階に情報をフィードバックして、正常なマスク製作に用いることができる。
【００８７】
また、上述のステンシルマスクは、ＬＥＥＰＬ用に限らず、ＥＰＬ用、更にはＩＰＬ用としてもよい。また、本発明は、電極、配線、誘電体膜等、様々な露光パターンの形成に適用してよい。更に、ＬＥＥＰＬ用、ＥＰＬ用、ＩＰＬ用のステンシルマスク以外の他の種類の露光マスク（レチクル）に対して適用してもよい。
【００８８】
【発明の作用効果】
上述したように、本発明によれば、前記複数のマスク部のうち第１マスク部における所定の領域を走査した後、前記所定の領域に対応する領域の走査を第２マスク部に対して行うので、前記第１マスク部に対して前記第２マスク部の隣接位置のデータを重ね合せるまでに要する走査領域を少なくすることができ、従って記憶媒体（メモリー）の記憶容量を小さくし、比較検査を行い易くすることができる。また、前記複数のマスク部のうち、マスクパターンに位相シフトパターンを有する第１マスク部による高精細な露光パターンを第２マスク部による露光との組み合せによって確実に実現できる露光用マスクを提供できる上に、マスク検査時には各マスク部の走査で得られるデータの重ね合せまでに必要な記憶媒体（メモリー）の記憶容量を少なくし、重ね合せデータを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるステンシルマスクの走査順序を示す平面図である。
【図２】同、ステンシルマスクの走査順序を詳細に示す平面図である。
【図３】同、ステンシルマスクの走査順序を詳細に示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるステンシルマスクの走査順序を示す平面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態によるステンシルマスクの走査順序を示す平面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態によるステンシルマスクの走査順序を示す平面図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態によるステンシルマスクの走査順序を示す平面図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態によるステンシルマスクの走査順序を示す平面図である。
【図９】本発明の第７の実施の形態によるフォトマスクの要部平面図である。
【図１０】同、露光処理時のフォトマスクの要部断面図（図９のＡ−Ａ’線断面図）である。
【図１１】従来例によるステンシルマスクの概略平面図（ａ）及びそのＸ−Ｘ’線断面図（ｂ）である。
【図１２】同、ステンシルマスクを用いた露光処理時の断面図である。
【図１３】同、露光パターンの一例の平面図（ａ）、相補形マスクパターンの平面図（ｂ）及びマスク重ね合せ時の平面図（ｃ）である。
【図１４】同、ステンシルマスクの平面図である。
【図１５】同、ステンシルマスクの走査順序を示す平面図である。
【図１６】同、ステンシルマスクの走査順序を詳細に順次示す平面図である。
【図１７】同、ステンシルマスクの走査順序を詳細に示す平面図である。
【図１８】同、各パターン開口を重ね合せて得られる総合転写イメージを示す平面図である。
【図１９】同、透過電子線走査型欠陥検査装置の概略構成図である。
【図２０】同、検査用の光電変換装置（ＣＣＤリニアセンサー）の概略図である。
【図２１】同、各パターン開口を重ね合せて得られる総合転写イメージにおいて位置ずれが生じる状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１…ステンシルマスク、２…マスクパターン部、
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ…象限（マスク部）、
３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉ、１０、１１…マスク部、
４…メンブレン（薄膜）、５…Ｓｉウェーハ（支持基板）、７…フォトマスク、
８Ａ、８Ｂ、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ、９Ｅ、９Ｆ、９Ｇ、９Ｈ、９Ｉ…パターン開口、８ａ、８ｂ…遮光部、１２…遮光膜（Ｃｒ）、１３…ガラス基板、
１４…位相シフト部、６４…電子銃、６５…電子線、６８…対物レンズ、
６９…蛍光板、７０…光電変換素子、７２…Ａ／Ｄ変換回路、
７３…重ね合せ生成部、７４…多階調生成部、７５…ＣＡＤデータ、
７６…比較回路、７７…透過電子線走査型欠陥検査装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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