JP2007317863A - Electron beam exposure device, and method for inspecting mask for the same - Google Patents

Electron beam exposure device, and method for inspecting mask for the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic beam exposure device capable of easily inspecting a mask without opening the device to the air, and to provide a method for inspecting the mask for the device. <P>SOLUTION: The electronic beam exposure device includes: a block mask 8 for reshaping an electronic beam EB into the shape of a block pattern 8a; deflectors 13, 14 for deflecting the EB concerning one of the plurality of block patterns 8a; a lens system 21 for forming an image on the surface of a wafer 26 through the use of the EB passing the block pattern 8a; an electric current meter 27a for measuring the electric current value of the EB passing the lens system 21; and a control unit 30 for calculating the current density of the EB by dividing the electric current value by the opening area of the block pattern 8a, inspecting whether the current density exceeds the permission range of a reference value or not, and determining that the block pattern 8a has an abnormality in the case of exceeding. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子ビーム露光装置、及び電子ビーム露光装置用マスクの検査方法に関する。   The present invention relates to an electron beam exposure apparatus and a mask inspection method for an electron beam exposure apparatus.

LSI等の半導体装置の製造工程で使用される露光装置には、光学的な露光装置の他に、電子ビーム露光装置がある。なかでも、ブロック電子ビーム露光装置では、繰り返しパターンよりなるブロックパターンがブロックマスクに複数形成されており、所望のブロックパターンに電子ビームを偏向することにより、半導体ウエハ上に繰り返しパターンが1ショットで露光される。このため、ブロック電子ビーム露光装置を用いた露光は、基本パターンの繰り返しを有する半導体装置、例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)やFeRAM(Ferroelectric Random Access Memory)等のメモリの製造に適している。   In addition to the optical exposure apparatus, an exposure apparatus used in the manufacturing process of a semiconductor device such as an LSI includes an electron beam exposure apparatus. In particular, in a block electron beam exposure apparatus, a plurality of block patterns made up of repetitive patterns are formed on a block mask, and a repetitive pattern is exposed on a semiconductor wafer in one shot by deflecting the electron beam to a desired block pattern. Is done. Therefore, exposure using a block electron beam exposure apparatus is suitable for manufacturing a semiconductor device having a repetition of a basic pattern, for example, a memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or a FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory).

ここで、上記のブロックマスクにパターン欠損や異物があると、ウエハに転写されるパターンに異常が発生してしまう。そこで、通常は、顕微鏡でブロックマスクのパターンを目視で検査し、この検査によってパターンに異常が無いと判断された後に、露光装置にブロックマスクを搭載する。   Here, if there is a pattern defect or foreign matter in the block mask, an abnormality occurs in the pattern transferred to the wafer. Therefore, usually, the pattern of the block mask is visually inspected with a microscope, and after determining that there is no abnormality in the pattern by this inspection, the block mask is mounted on the exposure apparatus.

但し、露光装置に搭載する前にパターン異常が無くても、露光装置を使用していくうちに、例えば電子ビームの照射熱によってブロックマスクのパターンが欠損したり、或いはパターンが埋まったりしてしまうことがある。   However, even if there is no pattern abnormality before being mounted on the exposure apparatus, the pattern of the block mask is lost or the pattern is buried by the irradiation heat of the electron beam, for example, while using the exposure apparatus. Sometimes.

このような露光装置の使用中に発生したパターン異常を目視で発見するには、真空状態にされている露光装置のコラムを大気開放し、露光装置から一旦ブロックマスクを外さなければならない。しかしながら、これでは、コラムを大気開放したり真空に戻したりする操作が必要で、露光装置のスループットが低下し、半導体装置の量産には不向きである。   In order to visually detect a pattern abnormality occurring during use of such an exposure apparatus, the column of the exposure apparatus in a vacuum state must be opened to the atmosphere, and the block mask must be temporarily removed from the exposure apparatus. However, this requires an operation of opening the column to the atmosphere or returning it to a vacuum, which reduces the throughput of the exposure apparatus and is not suitable for mass production of semiconductor devices.

そのため、ブロック電子ビーム露光装置では、装置を大気開放せずにブロックマスクのパターン異常を検出する方法が望まれる。   Therefore, a block electron beam exposure apparatus is desired to detect a block mask pattern abnormality without exposing the apparatus to the atmosphere.

そのような方法として、例えば、ブロックマスクを透過した電子ビームでウエハ上のフォトレジストを露光し、そのフォトレジストを現像してレジストパターンを形成した後、このレジストパターンのSEM(Scanning Electron Microscope)像からブロックパターンに欠損があるかどうかを目視で検査する方法がある。   As such a method, for example, after exposing a photoresist on a wafer with an electron beam transmitted through a block mask, developing the photoresist to form a resist pattern, an SEM (Scanning Electron Microscope) image of this resist pattern There is a method of visually inspecting whether there is a defect in the block pattern.

しかしながら、この方法では、一つのブロックマスクに形成されるブロックパターンの数が今後増えた場合に、SEM像を目視で確認する作業にかなりの工数を要することになるため、検査に時間がかかるという問題が発生してしまう。   However, with this method, if the number of block patterns formed on one block mask increases in the future, it will take a considerable amount of man-hours to visually check the SEM image, so it takes time to inspect. A problem will occur.

また、これとは別の方法が特許文献1に開示されている。   Another method is disclosed in Patent Document 1.

特許文献1の方法では、ブロックマスクのパターンをブランキングアパーチャ板に結像させ、ブランキングアパーチャ板の開口部を通過した電子ビームを検出することにより、パターン異常を検出している。   In the method of Patent Document 1, a pattern abnormality is detected by forming an image of a block mask pattern on a blanking aperture plate and detecting an electron beam that has passed through an opening of the blanking aperture plate.

しかし、この方法では、露光時にはウエハ表面に結像する電子ビームをブランキングアパーチャ板に結像させるため、電磁レンズで発生する磁場や電場の強度を露光時と異なる値にする必要があり、手間が掛かるという問題がある。
特開平5−41348号公報
However, with this method, the electron beam that forms an image on the wafer surface during exposure is imaged on the blanking aperture plate, so the intensity of the magnetic field and electric field generated by the electromagnetic lens must be different from that during exposure. There is a problem that it takes.
JP-A-5-41348

本発明の目的は、装置を大気開放すること無しに、簡便にマスクを検査することができる電子ビーム露光装置、及び電子ビーム露光装置用マスクの検査方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an electron beam exposure apparatus and a mask inspection method for an electron beam exposure apparatus that can easily inspect a mask without opening the apparatus to the atmosphere.

本発明の一観点によれば、電子ビームを発生させる電子銃と、複数のブロックパターンが形成され、該ブロックパターンの形状に前記電子ビームを整形するマスクと、前記複数のブロックパターンのうちの一つに前記電子ビームを偏向する偏向器と、前記ブロックパターンを通った前記電子ビームをウエハ表面に結像させるレンズ系と、前記レンズ系を通った前記電子ビームの電流値を測定する電流計と、前記電流値を前記ブロックパターンの設計時の開口面積で割ることにより前記電子ビームの電流密度を算出し、更に該電流密度が基準値の許容範囲を超えているかどうかを調べ、越えている場合に前記ブロックパターンに異常があると判断する制御部とを有する電子ビーム露光装置が提供される。   According to an aspect of the present invention, an electron gun that generates an electron beam, a plurality of block patterns are formed, a mask that shapes the electron beam into the shape of the block pattern, and one of the plurality of block patterns A deflector for deflecting the electron beam; a lens system for forming an image of the electron beam that has passed through the block pattern on a wafer surface; and an ammeter for measuring a current value of the electron beam that has passed through the lens system; When the current value is divided by the opening area at the time of designing the block pattern, the current density of the electron beam is calculated, and it is further checked whether or not the current density exceeds the allowable range of the reference value. An electron beam exposure apparatus having a control unit that determines that the block pattern is abnormal.

また、本発明の別の観点によれば、(a)電子ビーム露光装置用マスクに形成された複数のブロックパターンのうちの一つに電子ビームを偏向するステップと、(b)前記ブロックパターンを通った前記電子ビームの電流量を測定するステップと、(c)前記電流量を前記ブロックパターンの設計時の開口面積で割ることにより、前記ブロックパターンを通った前記電子ビームの電流密度を算出するステップと、(d)前記電流密度が基準値から許容範囲を超えて外れているかどうかを調べ、外れている場合に前記ブロックパターンに異常があると判断するステップとを有する電子ビーム露光装置用マスクの検査方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, (a) a step of deflecting an electron beam to one of a plurality of block patterns formed on a mask for an electron beam exposure apparatus, and (b) the block pattern Measuring the amount of current of the electron beam that has passed, and (c) calculating the current density of the electron beam that has passed through the block pattern by dividing the amount of current by the opening area at the time of designing the block pattern. And (d) a mask for an electron beam exposure apparatus, comprising: (d) checking whether the current density is outside a permissible range from a reference value, and determining that there is an abnormality in the block pattern if it is outside An inspection method is provided.

次に、本発明の作用について説明する。   Next, the operation of the present invention will be described.

電子銃から発生した電子ビームの電流密度は、ブロックマスク上において略一様になっている。しかし、ステップ(c)で算出された電流密度が基準値よりも大きく変動している場合には、ブロックパターンに異常が発生し、ブロックパターンの開口面積が設計時と異なる値になっていると判断できる。   The current density of the electron beam generated from the electron gun is substantially uniform on the block mask. However, if the current density calculated in step (c) fluctuates more than the reference value, an abnormality occurs in the block pattern, and the opening area of the block pattern is different from the design value. I can judge.

そこで、本発明では、ステップ(d)において、検査対象となる一つのブロックパターンを通った電子ビームの電流密度が基準値の許容範囲を超えているかどうかを調べることにより、ブロックパターンの異常の有無を判断する。   Therefore, in the present invention, in step (d), whether or not there is an abnormality in the block pattern by examining whether or not the current density of the electron beam that has passed through one block pattern to be inspected exceeds the allowable range of the reference value. Judging.

この方法では、電子ビーム露光装置からブロックマスクを外す必要が無いので、装置を大気開放しなくてよい。よって、ブロックマスクの検査を終えた後に、すぐさま製品用ウエハに対する露光を行うことができ、検査に伴う電子ビーム露光装置のスループットの低下を防止することができる。   In this method, since it is not necessary to remove the block mask from the electron beam exposure apparatus, the apparatus need not be opened to the atmosphere. Therefore, the product wafer can be exposed immediately after the inspection of the block mask, and the reduction of the throughput of the electron beam exposure apparatus accompanying the inspection can be prevented.

しかも、検査を行うとき、レンズ系における磁場の強度は、ウエハに描画を行う際と同じでよいので、特許文献1のように電磁レンズの磁場の強度を変える場合と比較して、ブロックマスクの検査に手間が掛からない。   In addition, when inspecting, the intensity of the magnetic field in the lens system may be the same as that when performing drawing on the wafer. Therefore, as compared with the case of changing the intensity of the magnetic field of the electromagnetic lens as in Patent Document 1, The inspection is not time-consuming.

更に、SEM像のような人間の視覚に頼った情報を用いず、電流密度というコンピュータ内で演算可能な量を用いて検査を行うので、人間が検査を行う場合と比較して検査に要する労力や時間を著しく削減することができる。   Furthermore, since the inspection is performed using the amount of current density that can be calculated in the computer without using information that depends on human vision such as SEM images, the labor required for the inspection compared to the case where human inspection is performed. And time can be significantly reduced.

なお、ステップ(d)で使用される基準値としては、全てのブロックパターンにおける電流密度の平均値や、電流密度の過去の値を採用し得る。   As the reference value used in step (d), an average value of current density in all block patterns or a past value of current density can be adopted.

本発明によれば、ブロックパターンを通った電子ビームの電流密度が基準値から許容範囲を超えて外れているかどうかにより、そのブロックパターンに異常があるかどうかを検査するので、検査のときに装置を大気開放する必要が無く、簡単に検査を行うことができる。   According to the present invention, since whether or not the block pattern is abnormal is inspected depending on whether or not the current density of the electron beam passing through the block pattern deviates from the reference value beyond the allowable range, It is not necessary to open the atmosphere to the atmosphere, and inspection can be performed easily.

次に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置の構成図である。   FIG. 1 is a block diagram of an electron beam exposure apparatus according to the present embodiment.

その電子ビーム露光装置は、ブロックパターンで電子ビームEBを整形し、ウエハ上に繰り返しパターンを1ショットで露光するブロック電子ビーム露光装置であり、図示のようにコンピュータ等の制御部30と電子光学系40とに大別される。   The electron beam exposure apparatus is a block electron beam exposure apparatus that shapes an electron beam EB with a block pattern and repeatedly exposes a pattern on a wafer in one shot. As shown in the figure, a control unit 30 such as a computer and an electron optical system. 40.

電子光学系40は、内部が真空に維持されたコラム39を有し、電子銃1から発生した電子ビームEBの断面形状を矩形に整形するためのスリット4をコラム39内に備える。スリット4を出た電子ビームEBは、第1電磁レンズ5によって集束された後、第1偏向器6を通って第2電磁レンズ7に入る。そして、その第2電磁レンズ7において、電子ビームEBが平行ビーム化される。   The electron optical system 40 includes a column 39 whose inside is maintained in a vacuum, and includes a slit 4 in the column 39 for shaping the cross-sectional shape of the electron beam EB generated from the electron gun 1 into a rectangle. The electron beam EB exiting the slit 4 is focused by the first electromagnetic lens 5 and then enters the second electromagnetic lens 7 through the first deflector 6. In the second electromagnetic lens 7, the electron beam EB is converted into a parallel beam.

また、第2電磁レンズ7の後段には第2、第3偏向器13、14が設けられており、これらの偏向器によって、ブロックマスク8の所定のブロックパターン8aに電子ビームEBが偏向させられる。   Further, second and third deflectors 13 and 14 are provided at the subsequent stage of the second electromagnetic lens 7, and the electron beam EB is deflected to a predetermined block pattern 8 a of the block mask 8 by these deflectors. .

ブロックマスク8には、後述のように、複数のブロックエリアが確定されており、そのブロックエリアの各々に、ラインやホール等の繰り返しパターンよりなるブロックパターンが複数形成される。   As will be described later, a plurality of block areas are defined in the block mask 8, and a plurality of block patterns made up of repeated patterns such as lines and holes are formed in each of the block areas.

このブロックマスク8を通過した電子ビームEBは、第4、第5偏向器15、16によって再び光軸Cに振り戻された後、第3電磁レンズ17によって集束される。   The electron beam EB that has passed through the block mask 8 is returned to the optical axis C by the fourth and fifth deflectors 15 and 16 and then focused by the third electromagnetic lens 17.

なお、第3電磁レンズ17の後段には、電子ビームEBの通過を制御するためのブランキング電極18が設けられており、ウエハに電子ビームEBを描画しないときは、電子ビームEBはこのブランキング電極18に吸収される。   A blanking electrode 18 for controlling the passage of the electron beam EB is provided at the subsequent stage of the third electromagnetic lens 17, and the electron beam EB is blanked when the electron beam EB is not drawn on the wafer. Absorbed by the electrode 18.

ブランキング電極18を通過した電子ビームEBは、第4電磁レンズ19によって縮小された後、絞り20に通される。その後、電子ビームEBは、主偏向器23と副偏向器24により偏向させられると共に、第5、第6電磁レンズ21a、21bで構成されるレンズ系21によりウエハ25表面に結像させられる。   The electron beam EB that has passed through the blanking electrode 18 is reduced by the fourth electromagnetic lens 19 and then passed through the diaphragm 20. Thereafter, the electron beam EB is deflected by the main deflector 23 and the sub deflector 24 and is imaged on the surface of the wafer 25 by the lens system 21 including the fifth and sixth electromagnetic lenses 21a and 21b.

そのウエハ25は、電流測定部27が設けられたステージ26上に載置される。電流測定部27は、ステージ27のホール26aの内面を覆う金属箔29を有し、金属箔29に照射された電子ビームEBの電流量が電流計27aによって測定される。   The wafer 25 is placed on a stage 26 provided with a current measuring unit 27. The current measurement unit 27 includes a metal foil 29 that covers the inner surface of the hole 26a of the stage 27, and the amount of current of the electron beam EB irradiated on the metal foil 29 is measured by the ammeter 27a.

上記した第1〜第6電磁レンズ5、7、17、21、22における磁界強度や、偏向器6、13〜16、23、24における偏向量、更に電流計27aは、制御部30によって制御される。   The control unit 30 controls the magnetic field strength in the first to sixth electromagnetic lenses 5, 7, 17, 21, 22, the deflection amount in the deflectors 6, 13-16, 23, 24, and the ammeter 27 a. The

図2は、上記したブロックマスク8の平面図である。   FIG. 2 is a plan view of the block mask 8 described above.

図2に示されるように、ブロックマスク8には複数のブロックエリア8bが画定されており、そのブロックエリア8bの各々に複数(この例では100個)のブロックパターン8aが形成されている。ブロックパターン8aは、ラインやホール等の繰り返しパターンよりなるが、そのパターン形状は特に限定されない。また、そのブロックパターン8aの大きさも限定されないが、本実施形態では例えば300μm×300μmの正方形とする。   As shown in FIG. 2, a plurality of block areas 8b are defined in the block mask 8, and a plurality of (in this example, 100) block patterns 8a are formed in each of the block areas 8b. The block pattern 8a is a repeating pattern such as a line or a hole, but the pattern shape is not particularly limited. Further, the size of the block pattern 8a is not limited, but in the present embodiment, it is a square of 300 μm × 300 μm, for example.

更に、このブロックマスク8は、シリコンよりなる薄い板から製造されており、その厚さは約20μmである。   Further, the block mask 8 is manufactured from a thin plate made of silicon and has a thickness of about 20 μm.

本実施形態では、同一のブロックエリア8b内で電子ビームEBを偏向する場合にはブロックマスク8を固定したままにする。   In the present embodiment, when the electron beam EB is deflected in the same block area 8b, the block mask 8 is kept fixed.

一方、一つのブロックエリア8bから別のブロックエリア8bに電子ビームEBを偏向する場合には、電子ビームEBが偏向できる領域内に偏向先のブロックエリア8bが収まるようにマスク移動機構28(図1参照)によりブロックマスク8を移動し、その後、電子ビームEBを偏向して目的のブロックパターン8aを選択する。   On the other hand, when the electron beam EB is deflected from one block area 8b to another block area 8b, the mask moving mechanism 28 (FIG. 1) is arranged so that the deflection-destination block area 8b is within the region where the electron beam EB can be deflected. Then, the block mask 8 is moved, and the electron beam EB is deflected to select the target block pattern 8a.

図3は、この露光装置を用いた露光方法を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic view showing an exposure method using this exposure apparatus.

図3に示されるように、スリット4で矩形に整形された電子ビームEBは、ブロックマスク8の所定のブロックパターン8aに偏向されて、そのブロックパターン8aを構成する繰り返しパターン(図の例ではライン)に整形される。そして、電子ビームEBは、ウエハ25に1ショットで照射され、ウエハ25に繰り返しパターンが露光される。本実施形態では、既述の主偏向器23と副偏向器24によって電子ビームEBを偏向しながら上記の操作を繰り返すことにより、所定の数の繰り返しパターンがウエハ25に1ショットずつ露光されていく。   As shown in FIG. 3, the electron beam EB shaped into a rectangle by the slit 4 is deflected to a predetermined block pattern 8a of the block mask 8 to form a repetitive pattern (line in the example shown in the figure). ). Then, the electron beam EB is irradiated onto the wafer 25 in one shot, and the wafer 25 is repeatedly exposed with the pattern. In the present embodiment, by repeating the above operation while deflecting the electron beam EB by the main deflector 23 and the sub deflector 24 described above, a predetermined number of repetitive patterns are exposed on the wafer 25 shot by shot. .

ところで、このようにして露光を行っていくと、電子ビームEBの照射熱により薄いシリコン板よりなるブロックマスク8が溶融し、使用中にブロックパターン8aが欠損したり埋まったりすることがある。   By the way, when exposure is performed in this manner, the block mask 8 made of a thin silicon plate is melted by the irradiation heat of the electron beam EB, and the block pattern 8a may be lost or buried during use.

このようなブロックパターン8aの異常を検出するために、本実施形態では、次のようにしてブロックマスク8の検査を行う。   In order to detect such an abnormality of the block pattern 8a, in the present embodiment, the block mask 8 is inspected as follows.

図4は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置用マスクの検査方法を模式的に示す図であり、図5はそのフローチャートである。なお、以下の全てのステップは、制御部40の制御下で行われる。   FIG. 4 is a diagram schematically showing an electron beam exposure apparatus mask inspection method according to the present embodiment, and FIG. 5 is a flowchart thereof. Note that all the following steps are performed under the control of the control unit 40.

図5の最初のステップS1では、図4に示すように、ブロックマスク8に形成された複数のブロックパターン8aのうちの一つに電子ビームEBを偏向すると共に、偏向器23と副偏向器24により電子ビームEBを偏向し、電子ビームEBが電流測定部27に照射されるようにする。   In the first step S1 of FIG. 5, as shown in FIG. 4, the electron beam EB is deflected to one of the plurality of block patterns 8a formed on the block mask 8, and the deflector 23 and the sub deflector 24 are used. Thus, the electron beam EB is deflected so that the current measuring unit 27 is irradiated with the electron beam EB.

次いで、ステップS2に移行し、ブロックパターン8aを通った電子ビームEBの電流量Iを測定する。この測定は、制御部30の制御の下、電流測定部27に接続された電流計27aにおいて行われる。また、その電流計27aの出力値は、制御部30に設けられた不図示のメモリに格納される。   Next, the process proceeds to step S2, and the current amount I of the electron beam EB passing through the block pattern 8a is measured. This measurement is performed in an ammeter 27 a connected to the current measurement unit 27 under the control of the control unit 30. The output value of the ammeter 27 a is stored in a memory (not shown) provided in the control unit 30.

次に、ステップS3に移行して、上記の電流量Iをブロックパターン8aの設計時の開口面積Sで割ることにより、ブロックパターン8aを通った電子ビームEBの電流密度J(=I/S)を算出する。この算出は、制御部30において行われる。また、開口面積Sは、制御部30のメモリ(不図示)に格納されているブロックパターン8aの設計データから取得される。   Next, the process proceeds to step S3, where the current amount I is divided by the opening area S at the time of designing the block pattern 8a, whereby the current density J (= I / S) of the electron beam EB passing through the block pattern 8a. Is calculated. This calculation is performed in the control unit 30. The opening area S is acquired from the design data of the block pattern 8a stored in the memory (not shown) of the control unit 30.

次いで、ステップS4に移行し、ブロックマスク8における全てのブロックパターン8aについて上記の電流密度Jが算出されたかどうかを判断する。   Next, the process proceeds to step S4, and it is determined whether or not the current density J is calculated for all the block patterns 8a in the block mask 8.

ここで、算出されていない(NO)と判断された場合は、ステップS1に移行し、電流密度Jが算出されていないブロックパターン8aに電子ビームEBを偏向した後、ステップS2、S3に従いそのブロックパターン8aの電流密度Jを算出する。   Here, if it is determined that it has not been calculated (NO), the process proceeds to step S1, the electron beam EB is deflected to the block pattern 8a for which the current density J is not calculated, and then the block according to steps S2 and S3. The current density J of the pattern 8a is calculated.

一方、ステップS4において、全てのブロックパターン8aについて電流密度Jが算出された(YES)と判断された場合はステップS5に移行する。   On the other hand, if it is determined in step S4 that the current density J has been calculated for all the block patterns 8a (YES), the process proceeds to step S5.

ここで、電子銃1から発生した電子ビームEBの電流密度は、ブロックマスク8上において略一様になっている。しかし、ステップS3で算出された電流密度Jが基準値よりも大きく変動している場合には、ブロックパターン8aに異常が発生し、ブロックパターンの開口面積が設計時と異なる値になっていると判断できる。   Here, the current density of the electron beam EB generated from the electron gun 1 is substantially uniform on the block mask 8. However, if the current density J calculated in step S3 fluctuates more than the reference value, an abnormality occurs in the block pattern 8a, and the opening area of the block pattern has a value different from that at the time of design. I can judge.

そこで、ステップS5では、検査対象となる一つのブロックパターン8aについての電流密度Jが、基準値の許容範囲を超えているかどうかを調べ、超えている(YES)場合にそのブロックパターン8aに異常があると判断する。   Therefore, in step S5, it is checked whether or not the current density J for one block pattern 8a to be inspected exceeds the allowable range of the reference value. If it exceeds (YES), there is an abnormality in the block pattern 8a. Judge that there is.

本ステップで採用し得る基準値としては次の二つがある。   There are the following two reference values that can be adopted in this step.

(i)電流密度Jの平均値Jmean
平均値Jmeanとは、全てのブロックパターン8aにおける電流密度Jの平均値Jmeanを言い、各ブロックパターン8aの各々の電流密度Jの総和をブロックパターン8aの個数で割って得た値である。
(i) Current density J mean J mean
The mean value J mean refers to the mean value J mean of the current density J in all of the block pattern 8a, is in each value of the sum obtained is divided by the number of block pattern 8a of the current density J of respective block pattern 8a .

(ii)電流密度Jの過去の値Jprev
過去の値Jprevとは、検査対象のブロックパターン8aの過去の電流密度の値であり、例えば検査の前日における値である。
(ii) Past value J prev of current density J
The past value J prev is a past current density value of the block pattern 8a to be inspected, for example, a value on the day before the inspection.

本実施形態では、これらJmeanとJprevのいずれか一方を採用する。 In the present embodiment, one of J mean and J prev is adopted.

また、上記の許容範囲としては、基準値の±5%の範囲を採用する。例えば、基準値として平均値Jmeanを採用する場合は、電流密度Jが0.95×Jmean未満又は1.05×Jmeanよりも大きいときに、ブロックパターン8aに異常があると判断する。基準値として過去の値Jprevを採用する場合も同様である。 Further, as the allowable range, a range of ± 5% of the reference value is adopted. For example, when the average value J mean is employed as the reference value, it is determined that there is an abnormality in the block pattern 8a when the current density J is less than 0.95 × J mean or greater than 1.05 × J mean . The same applies when the past value J prev is adopted as the reference value.

そのステップS5の判断において、ブロックパターン8aに異常がある(YES)と判断された場合は、ステップS6に移行し、異常が発見されたブロックパターン8aと同じパターン形状のブロックパターン8aが別のブロックエリア8bに有るかどうかが判断される。   If it is determined in step S5 that there is an abnormality in the block pattern 8a (YES), the process proceeds to step S6, and the block pattern 8a having the same pattern shape as the block pattern 8a in which the abnormality is found is changed to another block. It is determined whether or not the area 8b exists.

そして、有る(YES)と判断された場合は、ステップS7に移行し、マスク移動機構28によりその別のブロックエリア8bを選択する。その後、上記したステップS1〜S5に従ってそのブロックパターン8aにパターン異常が無いことを確認し、このパターン8aに電子ビームEBを偏向してウエハ25に対して露光を行う。   If it is determined (YES), the process proceeds to step S7, and the mask movement mechanism 28 selects another block area 8b. Thereafter, it is confirmed that there is no pattern abnormality in the block pattern 8a according to steps S1 to S5 described above, and the wafer 25 is exposed by deflecting the electron beam EB to the pattern 8a.

図6は、このように同じパターン形状のブロックパターン8aが二つ設けられたブロックマスク8の一例を示す平面図である。この例では、ハッチングで示す二つの同一のブロックエリア8bがブロックマスク8に画定されており、これらのブロックエリア8bに同じブロックパターン8aが形成されている。   FIG. 6 is a plan view showing an example of the block mask 8 provided with two block patterns 8a having the same pattern shape as described above. In this example, two identical block areas 8b indicated by hatching are defined in the block mask 8, and the same block pattern 8a is formed in these block areas 8b.

これに対し、ステップS6の判断において、同じパターン形状のブロックパターン8aが無い(NO)場合、及びステップS5の判断においてブロックパターン8aに異常が無い(NO)場合は、本実施形態に係るブロックマスクの検査を終了する。   On the other hand, when there is no block pattern 8a having the same pattern shape (NO) in the determination in step S6 and when there is no abnormality in the block pattern 8a (NO) in the determination in step S5, the block mask according to the present embodiment. End inspection.

以上説明した本実施形態によれば、ステップS5において、検査対象となる一つのブロックパターン8aについての電流密度Jが基準値の許容範囲を超えているかどうかを調べることにより、ブロックパターン8aの異常の有無を判断する。   According to the present embodiment described above, in step S5, by checking whether or not the current density J for one block pattern 8a to be inspected exceeds the allowable range of the reference value, the abnormality of the block pattern 8a is detected. Judgment is made.

この方法では、電子ビーム露光装置からブロックマスク8を外す必要が無いので、コラム39(図1参照)を大気開放しなくてよい。よって、ブロックマスク8の検査を終えた後に、すぐさま製品用ウエハに対する露光を行うことができ、検査に伴う電子ビーム露光装置のスループットの低下を防止することができる。   In this method, since it is not necessary to remove the block mask 8 from the electron beam exposure apparatus, the column 39 (see FIG. 1) need not be opened to the atmosphere. Therefore, the product wafer can be exposed immediately after the inspection of the block mask 8, and a decrease in the throughput of the electron beam exposure apparatus associated with the inspection can be prevented.

しかも、検査を行うとき、各電磁レンズ5、7、17、19、21、22における磁場の強度は、ウエハ25に描画を行う際と同じでよいので、特許文献1のように電磁レンズの磁場の強度を変える場合と比較して、ブロックマスク8の検査に手間が掛からない。   Moreover, when the inspection is performed, the strength of the magnetic field in each of the electromagnetic lenses 5, 7, 17, 19, 21, and 22 may be the same as when drawing on the wafer 25. Compared with the case of changing the intensity, the inspection of the block mask 8 does not take time.

更に、SEM像のような人間の視覚に頼った情報を用いず、電流密度というコンピュータ内で演算可能な量を用いて検査を行うので、人間が検査を行う場合と比較して、検査に要する労力や時間を著しく削減することができる。   Furthermore, since the inspection is performed using the amount of current density that can be calculated in the computer without using information that depends on human vision such as SEM images, the inspection is required compared to the case where human inspection is performed. Labor and time can be significantly reduced.

以下に、本発明の特徴を付記する。   The features of the present invention are added below.

(付記1) 電子ビームを発生させる電子銃と、
複数のブロックパターンが形成され、該ブロックパターンの形状に前記電子ビームを整形するマスクと、
前記複数のブロックパターンのうちの一つに前記電子ビームを偏向する偏向器と、
前記ブロックパターンを通った前記電子ビームをウエハ表面に結像させるレンズ系と、
前記レンズ系を通った前記電子ビームの電流値を測定する電流計と、
前記電流値を前記ブロックパターンの設計時の開口面積で割ることにより前記電子ビームの電流密度を算出し、更に該電流密度が基準値の許容範囲を超えているかどうかを調べ、超えている場合に前記ブロックパターンに異常があると判断する制御部と、
を有することを特徴とする電子ビーム露光装置。
(Appendix 1) an electron gun that generates an electron beam;
A plurality of block patterns are formed, and a mask for shaping the electron beam into the shape of the block patterns;
A deflector for deflecting the electron beam to one of the plurality of block patterns;
A lens system that images the electron beam that has passed through the block pattern on a wafer surface;
An ammeter that measures the current value of the electron beam that has passed through the lens system;
By dividing the current value by the opening area at the time of designing the block pattern, the current density of the electron beam is calculated, and it is further checked whether the current density exceeds the allowable range of the reference value. A control unit that determines that the block pattern is abnormal;
An electron beam exposure apparatus comprising:

(付記2) 前記基準値は、全ての前記ブロックパターンにおける前記電流密度の平均値であることを特徴とする付記1に記載の電子ビーム露光装置。   (Supplementary note 2) The electron beam exposure apparatus according to supplementary note 1, wherein the reference value is an average value of the current densities in all the block patterns.

(付記3) 前記基準値は、前記電流密度の過去の値であることを特徴とする付記1に記載の電子ビーム露光装置。   (Supplementary note 3) The electron beam exposure apparatus according to supplementary note 1, wherein the reference value is a past value of the current density.

(付記4) 前記マスクは、同じパターン形状の前記ブロックパターンを二以上有し、
前記制御部は、一つの前記ブロックパターンに異常が発見された場合に、前記ブロックパターンと同じパターン形状の別の前記ブロックパターンに前記電子ビームを偏向し、前記ウエハに対して露光を行うことを特徴とする付記1に記載の電子ビーム露光装置。
(Supplementary Note 4) The mask has two or more block patterns having the same pattern shape,
The controller, when an abnormality is found in one of the block patterns, deflects the electron beam to another block pattern having the same pattern shape as the block pattern and exposes the wafer. The electron beam exposure apparatus according to appendix 1, which is characterized by the above.

(付記5) (a)電子ビーム露光装置用マスクに形成された複数のブロックパターンのうちの一つに電子ビームを偏向するステップと、
(b)前記ブロックパターンを通った前記電子ビームの電流量を測定するステップと、
(c)前記電流量を前記ブロックパターンの設計時の開口面積で割ることにより、前記ブロックパターンを通った前記電子ビームの電流密度を算出するステップと、
(d)前記電流密度が基準値の許容範囲を超えているかどうかを調べ、超えている場合に前記ブロックパターンに異常があると判断するステップと、
を有することを特徴とする電子ビーム露光装置用マスクの検査方法。
(Additional remark 5) (a) The step which deflects an electron beam to one of the some block patterns formed in the mask for electron beam exposure apparatuses,
(b) measuring the amount of current of the electron beam that has passed through the block pattern;
(c) calculating the current density of the electron beam passing through the block pattern by dividing the amount of current by the opening area at the time of designing the block pattern;
(d) Checking whether the current density exceeds an allowable range of a reference value, and determining that there is an abnormality in the block pattern if it exceeds,
A method for inspecting a mask for an electron beam exposure apparatus.

(付記6) 前記ステップ(d)における前記基準値として、全ての前記ブロックパターンにおける前記電流密度の平均値を採用することを特徴とする付記5に記載の電子ビーム露光装置用マスクの検査方法。   (Supplementary note 6) The mask inspection method for an electron beam exposure apparatus according to supplementary note 5, wherein an average value of the current densities in all the block patterns is adopted as the reference value in the step (d).

(付記7) 前記ステップ(d)における前記基準値として、前記電流密度の過去の値を採用することを特徴とする付記5に記載の電子ビーム露光装置用マスクの検査方法。   (Supplementary note 7) The mask inspection method for an electron beam exposure apparatus according to supplementary note 5, wherein a past value of the current density is adopted as the reference value in the step (d).

(付記8) 前記電子ビーム露光装置用マスクに、同じパターン形状の前記ブロックパターンを二以上設け、
前記ステップ(d)において一つのブロックパターンに異常が発見された場合に、該ブロックパターンと同じパターン形状の別の前記ブロックパターンに前記電子ビームを偏向し、ウエハに対して露光を行うことを特徴とする付記5に記載の電子ビーム露光装置用マスクの検査方法。
(Additional remark 8) Two or more said block patterns of the same pattern shape are provided in the said mask for electron beam exposure apparatuses,
When an abnormality is found in one block pattern in the step (d), the electron beam is deflected to another block pattern having the same pattern shape as the block pattern, and the wafer is exposed. The inspection method of a mask for an electron beam exposure apparatus according to appendix 5.

図1は、本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光装置の構成図である。FIG. 1 is a block diagram of an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1の電子ビーム露光装置が備えるブロックマスクの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a block mask provided in the electron beam exposure apparatus of FIG. 図3は、図1の電子ビーム露光装置を用いた露光方法を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an exposure method using the electron beam exposure apparatus of FIG. 図4は、本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光装置用マスクの検査方法を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a mask inspection method for an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光装置用マスクの検査方法を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a mask inspection method for an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施の形態において、同じパターン形状のブロックパターンが二つ設けられたブロックマスクの一例を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing an example of a block mask provided with two block patterns having the same pattern shape in the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…電子銃、4…スリット、5…第1電磁レンズ、6…第1偏向器、7…第2電磁レンズ、8…ブロックマスク、8a…ブロックパターン、8b…ブロックエリア、13〜16…第2〜第5偏向器、17…第3電磁レンズ、18…ブランキング電極、19…第4電磁レンズ、20…絞り、21…レンズ系、21a、21b…第5、第6電磁レンズ、23…主偏向器、24…副偏向器、25…ウエハ、26…ステージ、27…電流測定部、27a…電流計、EB…電子ビーム。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron gun, 4 ... Slit, 5 ... 1st electromagnetic lens, 6 ... 1st deflector, 7 ... 2nd electromagnetic lens, 8 ... Block mask, 8a ... Block pattern, 8b ... Block area, 13-16 ... 1st 2-5th deflector, 17 ... 3rd electromagnetic lens, 18 ... blanking electrode, 19 ... 4th electromagnetic lens, 20 ... aperture stop, 21 ... lens system, 21a, 21b ... 5th, 6th electromagnetic lens, 23 ... Main deflector 24 ... Sub deflector 25 ... Wafer 26 ... Stage 27 ... Current measuring unit 27a ... Ammeter EB ... Electron beam

Claims (5)

電子ビームを発生させる電子銃と、
複数のブロックパターンが形成され、該ブロックパターンの形状に前記電子ビームを整形するマスクと、
前記複数のブロックパターンのうちの一つに前記電子ビームを偏向する偏向器と、
前記ブロックパターンを通った前記電子ビームをウエハ表面に結像させるレンズ系と、
前記レンズ系を通った前記電子ビームの電流値を測定する電流計と、
前記電流値を前記ブロックパターンの設計時の開口面積で割ることにより前記電子ビームの電流密度を算出し、更に該電流密度が基準値の許容範囲を超えているかどうかを調べ、超えている場合に前記ブロックパターンに異常があると判断する制御部と、
を有することを特徴とする電子ビーム露光装置。
An electron gun that generates an electron beam;
A plurality of block patterns are formed, and a mask for shaping the electron beam into the shape of the block patterns;
A deflector for deflecting the electron beam to one of the plurality of block patterns;
A lens system that images the electron beam that has passed through the block pattern on a wafer surface;
An ammeter that measures the current value of the electron beam that has passed through the lens system;
By dividing the current value by the opening area at the time of designing the block pattern, the current density of the electron beam is calculated, and it is further checked whether the current density exceeds the allowable range of the reference value. A control unit that determines that the block pattern is abnormal;
An electron beam exposure apparatus comprising:
前記基準値は、全ての前記ブロックパターンにおける前記電流密度の平均値であることを特徴とする請求項1に記載の電子ビーム露光装置。   2. The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the reference value is an average value of the current density in all the block patterns. 前記基準値は、前記電流密度の過去の値であることを特徴とする請求項1に記載の電子ビーム露光装置。   2. The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the reference value is a past value of the current density. 前記マスクは、同じパターン形状の前記ブロックパターンを二以上有し、
前記制御部は、一つの前記ブロックパターンに異常が発見された場合に、前記ブロックパターンと同じパターン形状の別の前記ブロックパターンに前記電子ビームを偏向し、前記ウエハに対して露光を行うことを特徴とする請求項1に記載の電子ビーム露光装置。
The mask has two or more block patterns having the same pattern shape,
The controller, when an abnormality is found in one of the block patterns, deflects the electron beam to another block pattern having the same pattern shape as the block pattern and exposes the wafer. The electron beam exposure apparatus according to claim 1.
(a)電子ビーム露光装置用マスクに形成された複数のブロックパターンのうちの一つに電子ビームを偏向するステップと、
(b)前記ブロックパターンを通った前記電子ビームの電流量を測定するステップと、
(c)前記電流量を前記ブロックパターンの設計時の開口面積で割ることにより、前記ブロックパターンを通った前記電子ビームの電流密度を算出するステップと、
(d)前記電流密度が基準値の許容範囲を超えているかどうかを調べ、超えている場合に前記ブロックパターンに異常があると判断するステップと、
を有することを特徴とする電子ビーム露光装置用マスクの検査方法。
(a) deflecting the electron beam to one of a plurality of block patterns formed on the mask for the electron beam exposure apparatus;
(b) measuring the amount of current of the electron beam that has passed through the block pattern;
(c) calculating the current density of the electron beam passing through the block pattern by dividing the amount of current by the opening area at the time of designing the block pattern;
(d) Checking whether the current density exceeds an allowable range of a reference value, and determining that there is an abnormality in the block pattern if it exceeds,
A method for inspecting a mask for an electron beam exposure apparatus.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0541348A (en) * 1990-09-18 1993-02-19 Fujitsu Ltd Electron beam aligner and method of inspecting lithographic pattern
JPH06163378A (en) * 1992-11-26 1994-06-10 Fujitsu Ltd Charged particle beam exposure device and controlling method therefor
JP2001057333A (en) * 1999-08-19 2001-02-27 Nec Corp Electron beam exposure mask, electron beam exposure method using this, electron beam aligner and manufacture of device
JP2001203246A (en) * 2000-01-18 2001-07-27 Nec Corp Mask inspection method
JP2004200318A (en) * 2002-12-17 2004-07-15 Sony Corp Mask and method of monitoring mask contamination
JP2006093579A (en) * 2004-09-27 2006-04-06 Advantest Corp Mask inspecting apparatus and method, and electron-beam exposure system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0541348A (en) * 1990-09-18 1993-02-19 Fujitsu Ltd Electron beam aligner and method of inspecting lithographic pattern
JPH06163378A (en) * 1992-11-26 1994-06-10 Fujitsu Ltd Charged particle beam exposure device and controlling method therefor
JP2001057333A (en) * 1999-08-19 2001-02-27 Nec Corp Electron beam exposure mask, electron beam exposure method using this, electron beam aligner and manufacture of device
JP2001203246A (en) * 2000-01-18 2001-07-27 Nec Corp Mask inspection method
JP2004200318A (en) * 2002-12-17 2004-07-15 Sony Corp Mask and method of monitoring mask contamination
JP2006093579A (en) * 2004-09-27 2006-04-06 Advantest Corp Mask inspecting apparatus and method, and electron-beam exposure system

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