JP4558238B2

JP4558238B2 - Electron beam exposure apparatus, electron beam exposure method, and semiconductor device manufacturing method

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Publication number: JP4558238B2
Application number: JP2001172645A
Authority: JP
Inventors: 浩二藤吉; 正実滝川
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
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Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2021-06-07
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム露光装置、電子ビーム露光方法、及び半導体素子製造方法に関する。特に本発明は、露光パターンのデータである露光データを記憶するバッファメモリの異常を検出する電子ビーム露光装置、電子ビーム露光方法、及び半導体素子製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム露光装置は、電子光学鏡筒やウェハステージ等の機械的な部分と、デジタル制御部やアナログ増幅器等のハードウェア部分とを有しているため、様々な装置異常が発生する可能性がある。そして、電子ビーム露光装置において、精度よくウェハを露光するためには、これらの装置異常を確実に検出することが必要である。
【０００３】
例えば、特開平８−２７９４５０号公報に開示された電子ビーム露光装置は、ハードディスクに格納された露光データを一時的に保持するバッファメモリと、バッファメモリが出力した露光データをショット単位に分割したショットデータを出力する２つのパターン発生部と、２つのパターン発生部のそれぞれが出力した２つのショットデータを比較する第１比較部と、２つのパターン発生部のそれぞれが出力したショットデータを補正して出力する２つのパターン補正部と、２つのパターン補正部のそれぞれが出力した２つのショットデータを比較する第２比較部と、２つのパターン補正部のそれぞれが出力したショットデータに基づいて露光を行う２つの露光部と、２つの露光部によって露光されたパターンを比較する第３比較部とを備える。そして、当該電子ビーム露光装置は、第１比較部による比較結果、第２比較部による比較結果、及び第３比較部による比較結果に基づいて、データの異常を検出し、また装置異常の発生原因を特定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−２７９４５０号公報に開示された電子ビーム露光装置は、バッファメモリが出力する露光データが正常であることが前提となっている。そのため、当該電子ビーム露光装置は、バッファメモリが正常に動作しておらず、バッファメモリが出力する露光データに異常が発生した場合、データの異常を検出することができず、また装置異常の発生原因を特定することもできない。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる電子ビーム露光装置、電子ビーム露光方法、及び半導体素子製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、電子ビームにより、ウェハを露光する電子ビーム露光装置であって、露光装置を統括的に制御する統括制御部と、ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを一時的に保持する第１バッファメモリと、露光データを一時的に保持する第２バッファメモリと、第１バッファメモリが出力した露光データに基づいてウェハに電子ビームを照射する第１露光部と、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとを比較し、比較結果を統括制御部に通知する第１比較部とを備える。
【０００７】
第１比較部は、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部に通知し、統括制御部は、当該露光データに基づいて露光される露光領域に対応づけて、比較結果を記憶してもよい。
【０００８】
第１比較部は、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとを、ビット単位で比較してもよい。
【０００９】
第１バッファメモリが出力した露光データに基づいてウェハの他のウェハに電子ビームを照射する第２露光部と、第１バッファメモリが出力した露光データをショット単位に分解したショットデータを発生する第１パターン発生部と、第１バッファメモリが出力した露光データをショット単位に分解したショットデータを発生する第２パターン発生部と、第１パターン発生部から出力されたショットデータと、第２パターン発生部から出力されたショットデータとを比較し、比較結果を統括制御部に通知する第２比較部とをさらに備えてもよい。
【００１０】
第２比較部は、第１パターン発生部が出力したショットデータと、第２パターン発生部が出力したショットデータとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部に通知し、統括制御部は、第１比較部から通知された比較結果に対応づけて、第２比較部から通知された比較結果を記憶してもよい。
【００１１】
第２バッファメモリが出力した露光データに基づいて他のウェハに電子ビームを照射する第２露光部をさらに備えてもよい。
【００１２】
第１パターン発生部から出力されたショットデータを補正する第１パターン補正部と、第２パターン発生部から出力されたショットデータを補正する第２パターン補正部と、第１パターン補正部から出力されたショットデータと、第２パターン補正部から出力されたショットデータとを比較し、比較結果を統括制御部に通知する第３比較部とをさらに備えてもよい。
【００１３】
第３比較部は、第１パターン補正部が出力したショットデータと、第２パターン補正部が出力したショットデータとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部に通知し、統括制御部は、第１比較部から通知された比較結果に対応づけて、第３比較部から通知された比較結果を記憶してもよい。
【００１４】
本発明の第２の形態によると、電子ビームにより、ウェハを露光する電子ビーム露光方法であって、ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを第１バッファメモリに書き込む第１書込段階と、露光データ第２バッファメモリに書き込む第２書込段階と、第１バッファメモリが出力した露光データに基づいてウェハに電子ビームを照射する露光段階と、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとを比較する比較段階とを備える。
【００１５】
本発明の第３の形態によると、電子ビームによりウェハを露光して半導体素子を製造する半導体素子製造方法であって、ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを第１バッファメモリに書き込む第１書込段階と、露光データ第２バッファメモリに書き込む第２書込段階と、第１バッファメモリが出力した露光データに基づいてウェハに電子ビームを照射する露光段階と、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとを比較する比較段階とを備える。
【００１６】
比較段階は、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致するか否かを、比較結果として出力する段階を含み、当該露光データに基づいて露光される露光領域に対応づけて、比較結果を記憶する記憶段階をさらに備えてもよい。
【００１７】
記憶段階において記憶された比較結果に基づいて、露光領域に露光された露光パターンを検査するか否かを判断する判断段階と、判断段階による判断結果に基づいて、露光領域に所望の露光パターンが露光されているか否かを検査する検査段階をさらに備えてもよい。
【００１８】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成図である。電子ビーム露光装置１００は、電子ビームによりウェハ６４に所定の露光処理を施すための露光部１５０ａ及び１５０ｂと、露光部１５０ａ及び１５０ｂの各構成の動作を制御する制御系１４０とを備える。
【００２１】
露光部１５０ａ及び１５０ｂは、筐体１０内部に、所定の電子ビームを照射する電子ビーム照射系１１０と、電子ビーム照射系１１０から照射された電子ビームを偏向するとともに、電子ビームのマスク３０近傍における結像位置を調整するマスク用投影系１１２と、電子ビームのウェハ６４近傍における結像位置を調整する焦点調整レンズ系１１４と、マスク３０を通過した電子ビームをウェハステージ６２に載置されたウェハ６４の所定の領域に偏向するとともに、ウェハ６４に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系１１６を含む電子光学系を備える。
【００２２】
また、露光部１５０ａ及び１５０ｂは、ウェハ６４に露光すべきパターンをそれぞれ形成された複数のブロックを有するマスク３０を載置するマスクステージ７２と、マスクステージ７２を駆動するマスクステージ駆動部６８と、パターンを露光すべきウェハ６４を載置するウェハステージ６２と、ウェハステージ６２を駆動するウェハステージ駆動部７０とを含むステージ系を備える。さらに、露光部１５０ａ及び１５０ｂは、電子光学系の調整のために、ウェハステージ６２側から飛散する電子を検出して、飛散した電子量に相当する電気信号に変換する電子検出器６０を有する。
【００２３】
電子ビーム照射系１１０は、電子ビームを発生させる電子銃１２による、電子ビームの焦点位置を定める第１電子レンズ１４と、電子ビームを通過させる矩形形状の開口（スリット）が形成されたスリット部１６とを有する。電子銃１２は、安定した電子ビームを発生するのに所定の時間がかかるので、電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを発生してもよい。スリットは、マスク３０に形成された所定のパターンを含むブロックの形状に合わせて形成されるのが好ましい。図１において、電子ビーム照射系１１０から照射された電子ビームが、電子光学系により偏向されない場合の電子ビームの光軸を、一点鎖線Ａで表現する。
【００２４】
マスク用投影系１１２は、電子ビームを偏向するマスク用偏向系としての第１偏向器１８、第２偏向器２２及び第３偏向器２６と、電子ビームの焦点を調整するマスク用焦点系としての第２電子レンズ２０、さらに、第１ブランキング電極２４を有する。第１偏向器１８及び第２偏向器２２は、電子ビームをマスク３０上の所定の領域に照射する偏向を行う。例えば、所定の領域は、ウェハ６４に転写するパターンを有するブロックであってよい。電子ビームがパターンを通過することにより、電子ビームの断面形状は、パターンと同一の形状になる。所定のパターンが形成されたブロックを通過した電子ビームの像をパターン像と定義する。第３偏向器２６は、第１偏向器１８及び第２偏向器２２を通過した電子ビームの軌道を光軸Ａに略平行に偏向する。第２電子レンズ２０は、スリット部１６の開口の像を、マスクステージ７２上に載置されるマスク３０上に結像させる機能を有する。
【００２５】
第１ブランキング電極２４は、マスク３０に形成されたブロックに電子ビームが当たらないように電子ビームを偏向する。第１ブランキング電極２４は、マスク３０に電子ビームが当たらないように電子ビームを偏向することが好ましい。電子ビームが照射されるにつれてマスク３０に形成されたパターンは劣化するので、第１ブランキング電極２４は、パターンをウェハ６４に転写するとき以外は、電子ビームを偏向する。従って、マスク３０の劣化を防止することができる。焦点調整レンズ系１１４は、第３電子レンズ２８と、第４電子レンズ３２とを有する。第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点を合わせる。ウェハ用投影系１１６は、第５電子レンズ４０と、第６電子レンズ４６と、第７電子レンズ５０と、第８電子レンズ５２と、第９電子レンズ６６と、第４偏向器３４と、第５偏向器３８と、第６偏向器４２と、主偏向器５６と、副偏向器５８と、第２ブランキング電極３６と、ラウンドアパーチャ部４８とを有する。
【００２６】
電界や磁界の影響を受けてパターン像は回転してしまう。第５電子レンズ４０は、マスク３０の所定のブロックを通過した電子ビームのパターン像の回転量を調整する。第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０は、マスク３０に形成されたパターンに対する、ウェハ６４に転写されるパターン像の縮小率を調整する。第８電子レンズ５２及び第９電子レンズ６６は、対物レンズとして機能する。第４偏向器３４及び第６偏向器４２は、電子ビームの進行方向に対するマスク３０の下流において、電子ビームを光軸Ａの方向に偏向する。第５偏向器３８は、電子ビームを光軸Ａに略平行になるように偏向する。主偏向器５６及び副偏向器５８は、ウェハ６４上の所定の領域に電子ビームが照射されるように、電子ビームを偏向する。本実施形態では、主偏向器５６は、１ショットの電子ビームで照射可能な領域（ショット領域）を複数含むサブフィールド間で電子ビームを偏向するために用いられ、副偏向器５８は、サブフィールドにおけるショット領域間の偏向のために用いられる。
【００２７】
ラウンドアパーチャ部４８は、円形の開口（ラウンドアパーチャ）を有する。
第２ブランキング電極３６は、ラウンドアパーチャの外側に当たるように電子ビームを偏向する。従って、第２ブランキング電極３６は、電子ビームの進行方向に対してラウンドアパーチャ部４８から下流に電子ビームが進行することを防ぐことができる。電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを照射するので、第２ブランキング電極３６は、ウェハ６４に転写するパターンを変更するとき、更には、パターンを露光するウェハ６４の領域を変更するときに、ラウンドアパーチャ部４８から下流に電子ビームが進行しないように電子ビームを偏向することが望ましい。
【００２８】
制御系１４０は、共通処理部２００と、個別処理部３００ａ及び３００ｂと、個別制御部１２０ａ及び１２０ｂとを備える。個別制御部１２０ａ及び１２０ｂは、偏向制御部８２と、マスクステージ制御部８４と、ブランキング電極制御部８６と、電子レンズ制御部８８と、反射電子処理部９０と、ウェハステージ制御部９２とを有する。共通処理部２００は、ハードディスクに格納された露光データを個別処理部３００ａ及び３００ｂに供給する。個別処理部３００ａ及び３００ｂは、共通処理部２００から供給された露光データに基づいて、個別制御部１２０ａ及び１２０ｂが有する各制御部に対して、露光処理に関する制御データを供給する。偏向制御部８２は、第１偏向器１８、第２偏向器２２、第３偏向器２６、第４偏向器３４、第５偏向器３８、第６偏向器４２、主偏向器５６、及び副偏向器５８を制御する。マスクステージ制御部８４は、マスクステージ駆動部６８を制御して、マスクステージ７２を移動させる。
【００２９】
ブランキング電極制御部８６は、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御する。本実施形態では、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６は、露光時には、電子ビームをウェハ６４に照射させ、露光時以外には、電子ビームをウェハ６４に到達させないように制御されるのが望ましい。電子レンズ制御部８８は、第１電子レンズ１４、第２電子レンズ２０、第３電子レンズ２８、第４電子レンズ３２、第５電子レンズ４０、第６電子レンズ４６、第７電子レンズ５０、第８電子レンズ５２および第９電子レンズ６６に供給する電力を制御する。反射電子処理部９０は、反射電子検出部６０により検出された電気信号に基づいて電子量を示すデジタルデータを検出する。ウェハステージ制御部９２は、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２を所定の位置に移動させる。
【００３０】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の動作について説明する。マスクステージ７２上には、所定のパターンを形成された複数のブロックを有するマスク３０が載置され、マスク３０は、所定の位置に固定されている。露光処理は、オゾンガスやＯ₂プラズマガスなどの酸化性雰囲気中で行われてもよい。このとき、マスク３０の表面は、酸化性の強いオゾンガスなどによって酸化されない材料で覆われているのが好ましい。また、ウェハステージ６２上には、露光処理が施されるウェハ６４が載置されている。ウェハステージ制御部９２は、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２を移動させて、ウェハ６４の露光されるべき領域が光軸Ａ近傍に位置するようにする。また、電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを照射するので、露光の開始前において、スリット部１６の開口を通過した電子ビームがマスク３０およびウェハ６４に照射されないように、ブランキング電極制御部８６が第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御する。マスク用投影系１１２において、電子レンズ２０及び偏向器（１８、２２、２６）は、ウェハ６４に転写するパターンが形成されたブロックに電子ビームを照射できるように調整される。焦点調整レンズ系１１４において、電子レンズ（２８、３２）は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点が合うように調整される。また、ウェハ用投影系１１６において、電子レンズ（４０、４６、５０、５２、６６）及び偏向器（３４、３８、４２、５６、５８）は、ウェハ６４の所定の領域にパターン像を転写できるように調整される。
【００３１】
マスク投影系１１２、焦点調整レンズ系１１４及びウェハ用投影系１１６が調整された後、ブランキング電極制御部８６が、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６による電子ビームの偏向を停止する。これにより、以下に示すように、電子ビームはマスク３０を介してウェハ６４に照射される。電子銃１２が電子ビームを生成し、第１電子レンズ１４が電子ビームの焦点位置を調整して、スリット部１６に照射させる。そして、第１偏向器１８及び第２偏向器２２がスリット部１６の開口を通過した電子ビームをマスク３０の転写すべきパターンが形成された所定の領域に照射するように偏向する。スリット部１６の開口を通過した電子ビームは、矩形の断面形状を有している。第１偏向器１８及び第２偏向器２２により偏向された電子ビームは、第３偏向器２６により光軸Ａと略平行になるように偏向される。また、電子ビームは、第２電子レンズ２０により、マスク３０上の所定の領域にスリット部１６の開口の像が結像するように調整される。
【００３２】
そして、マスク３０に形成されたパターンを通過した電子ビームは、第４偏向器３４及び第６偏向器４２により光軸Ａに近づく方向に偏向され、第５偏向器３８により、光軸Ａと略平行になるように偏向される。また、電子ビームは、第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２により、マスク３０に形成されたパターンの像がウェハ６４の表面に焦点が合うように調整され、第５電子レンズ４０によりパターン像の回転量が調整され、第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０により、パターン像の縮小率が調整される。それから、電子ビームは、主偏向器５６及び副偏向器５８により、ウェハ６４上の所定のショット領域に照射されるように偏向される。本実施形態では、主偏向器５６が、ショット領域を複数含むサブフィールド間で電子ビームを偏向し、副偏向器５８が、サブフィールドにおけるショット領域間で電子ビームを偏向する。所定のショット領域に偏向された電子ビームは、電子レンズ５２及び電子レンズ６６によって調整されて、ウェハ６４に照射される。これによって、ウェハ６４上の所定のショット領域には、マスク３０に形成されたパターンの像が転写される。
【００３３】
所定の露光時間が経過した後、ブランキング電極制御部８６が、電子ビームがマスク３０およびウェハ６４を照射しないように、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御して、電子ビームを偏向させる。以上のプロセスにより、ウェハ６４上の所定のショット領域に、マスク３０に形成されたパターンが露光される。次のショット領域に、マスク３０に形成されたパターンを露光するために、マスク用投影系１１２において、電子レンズ２０及び偏向器（１８、２２、２６）は、ウェハ６４に転写するパターンを有するブロックに電子ビームを照射できるように調整される。焦点調整レンズ系１１４において、電子レンズ（２８、３２）は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点が合うように調整される。また、ウェハ用投影系１１６において、電子レンズ（４０、４６、５０、５２、６６）及び偏向器（３４、３８、４２、５６、５８）は、ウェハ６４の所定の領域にパターン像を転写できるように調整される。
【００３４】
具体的には、副偏向器５８は、マスク用投影系１１２により生成されたパターン像が、次のショット領域に露光されるように電界を調整する。この後、上記同様に当該ショット領域にパターンを露光する。サブフィールド内のパターンを露光すべきショット領域のすべてにパターンを露光した後に、主偏向器５６は、次のサブフィールドにパターンを露光できるように磁界を調整する。電子ビーム露光装置１００は、この露光処理を、繰り返し実行することによって、所望の回路パターンを、ウェハ６４に露光することができる。
【００３５】
本発明による電子ビーム処理装置である電子ビーム露光装置１００は、可変矩形を用いた電子ビーム露光装置であってもよく、また、ブランキング・アパーチャ・アレイ・デバイスを用いた電子ビーム露光装置であってもよい。また、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００は、２つの個別処理部３００ａ及び３００ｂと、２つの個別制御部１２０ａ及び１２０ｂと、２つの露光部１５０ａ及び１５０ｂとを備えるが、本発明に係る電子ビーム露光装置は、個別処理部、個別制御部、及び露光部をそれぞれ３つ以上備える電子ビーム露光装置であってもよい。また、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００では、露光部１５０ａと露光部１５０ｂとは、それぞれ異なるウェハを露光するが、本発明に係る電子ビーム露光装置は、複数の露光部が同時に同一のウェハを露光してもよい。
【００３６】
図２は、本実施形態に係る制御系１４０の構成図である。共通処理部２００は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２０２と、統括制御部１３０と、ＳＣＳＩ制御部２０４と、アドレス制御部２０６と、シーケンス制御部２０８と、露光データ制御部２１０と、第１バッファメモリ２１２と、第２バッファメモリ２１４と、第１比較部２１６とを備える。また、個別処理部３００ａは、パターン発生部３０２ａと、パターン補正部３０４ａとを備える。また、個別処理部３００ｂは、パターン発生部３０２ｂと、パターン補正部３０４ｂとを備える。
【００３７】
統括制御部１３０は、例えばエンジニアリングワークステーションであって、電子ビーム露光装置１００を統括的に制御する。統括制御部１３０は、露光処理において、まずウェハ６４に露光すべき露光パターンのデータである露光データを、ハードディスクドライブ２０２から読み出し、ＳＣＳＩ制御部２０４に供給する。そして、ＳＣＳＩ制御部２０４は、統括制御部１３０から受け取った露光データを、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４のフォーマットに変換し、アドレス制御部２０６が発生するアドレスと同期させて、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４に供給する。そして、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４は、ＳＣＳＩ制御部２０４から受け取った露光データを一時的に格納する。
【００３８】
次に、統括制御部１３０は、シーケンス制御部２０８を介して、露光開始フラグを露光データ制御部２１０に送出する。そして、露光データ制御部２１０は、露光開始フラグを受け取ると、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４に対して、露光すべき露光パターンの露光データが格納されたアドレスを供給する。そして、第１バッファメモリ２１２は、露光データ制御部２１０から受け取ったアドレスに対応した露光データを、第１比較部２１６及びパターン発生部３０２ａに供給する。また、第２バッファメモリ２１４は、露光データ制御部２１０から受け取ったアドレスに対応した露光データを、第１比較部２１６に供給する。
【００３９】
そして、第１比較部２１６は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリ２１４が出力した露光データとを比較し、比較結果を統括制御部１３０に通知する。具体的には、第１比較部２１６は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリ２１４が出力した露光データとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部１３０に通知する。
そして、統括制御部１３０は、比較対象である露光データに基づいて露光される露光領域に対応づけて、第１比較部２１６から受け取った比較結果を記憶する。また、第１比較部２１６は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリ２１４が出力した露光データとを、ビット単位で比較する。ビット単位で比較することにより、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４の不良箇所を特定することができる。
【００４０】
次に、パターン発生部３０２ａは、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データをショット単位に分割したショットデータを発生し、パターン補正部３０４ａ及び個別制御部１２０ａに供給する。そして、パターン補正部３０４ａは、パターン発生部３０２ａから受け取ったショットデータを補正し、個別制御部１２０ａに供給する。そして、個別制御部１２０ａの各制御部は、パターン発生部３０２ａ及びパターン補正部３０４ａから受け取ったショットデータに基づいて、露光部１５０ａの各部を制御する。そして、露光部１５０ａは、ウェハに対して電子ビームを照射し、所望の露光パターンを露光する。
【００４１】
また、パターン発生部３０２ｂは、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データをショット単位に分割したショットデータを発生し、パターン補正部３０４ｂ及び個別制御部１２０ｂに供給する。そして、パターン補正部３０４ｂは、パターン発生部３０２ｂから受け取ったショットデータを補正し、個別制御部１２０ｂに供給する。そして、個別制御部１２０ｂの各制御部は、パターン発生部３０２ｂ及びパターン補正部３０４ｂから受け取ったショットデータに基づいて、露光部１５０ｂの各部を制御する。そして、露光部１５０ｂは、ウェハに対して電子ビームを照射し、所望の露光パターンを露光する。
【００４２】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００によれば、第１比較部２１６が、第１バッファメモリ２１２と第２バッファメモリ２１４とが出力する露光データを比較することにより、統括制御部１３０は、第１バッファメモリ２１２又は第２バッファメモリ２１４の異常を検出することができる。また、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００は、比較用の露光データを保持する第２バッファメモリ２１４を備えることにより、露光処理を遅延させることなく、第１バッファメモリ２１２と第２バッファメモリ２１４が出力する露光データを比較することができる。
【００４３】
図３は、本実施形態に係る制御系１４０の構成図である。共通処理部２００は、第２比較部２１８と、第３比較部２２０とをさらに備えてもよい。第２比較部２１８は、パターン発生部３０２ａが出力したショットデータと、パターン発生部３０２ｂが出力したショットデータとを比較し、比較結果を統括制御部１３０に通知する。第２比較部２１８は、パターン発生部３０２ａが出力したショットデータと、パターン発生部３０２ｂが出力したショットデータとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部１３０に通知する。そして、統括制御部１３０は、第１比較部２１６から通知された比較結果に対応づけて、第２比較部２１８から通知された比較結果を記憶する。統括制御部１３０は、第１比較部２１６から通知された比較結果と、第２比較部２１８から通知された比較結果とに基づいて、データの異常を検出することができ、また装置異常の発生原因を特定することができる。
【００４４】
また、第３比較部２２０は、パターン補正部３０４ａが出力したショットデータと、パターン補正部３０４ｂが出力したショットデータとを比較し、比較結果を統括制御部１３０に通知する。第３比較部２２０は、パターン補正部３０４ａが出力したショットデータと、パターン補正部３０４ｂが出力したショットデータとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部１３０に通知する。そして、統括制御部１３０は、第１比較部２１６から通知された比較結果に対応づけて、第３比較部２１８から通知された比較結果を記憶する。統括制御部１３０は、第１比較部２１６から通知された比較結果と、第３比較部２１８から通知された比較結果とに基づいて、データの異常を検出することができ、また装置異常の発生原因を特定することができる。
【００４５】
図４は、ウェハから半導体素子を製造する半導体製造工程のフローチャートである。Ｓ１０で、本フローチャートが開始する。フォトレジスト塗布工程は、ウェハの上面に、フォトレジストを塗布する（Ｓ１２）。それから、フォトレジストが塗布されたウェハが、図１に示された電子ビーム露光装置１００におけるウェハステージ６２に載置される。露光工程は、図１に関連して説明したように、マスク３０を通り抜けた電子ビームにより、ウェハにパターン像を露光、転写する（Ｓ１４）。
【００４６】
次に、現像工程は、露光されたウェハを、現像液に浸し、現像し、余分なレジストを除去する。そして、エッチング工程は、ウェハ上のフォトレジストが除去された領域に存在するシリコン基板、絶縁膜あるいは導電膜を、プラズマを用いた異方性エッチングによりエッチングする（Ｓ１８）。そして、イオン注入工程は、トランジスタやダイオードなどの半導体素子を形成するために、ウェハに、ホウ素や砒素などの不純物を注入する（Ｓ２０）。そして、熱処理工程は、ウェハに熱処理を施し、注入された不純物の活性化を行う（Ｓ２２）。そして、洗浄工程は、ウェハ上の有機汚染物や金属汚染物を取り除くために、薬液によりウェハを洗浄する（Ｓ２４）。そして、成膜工程は、導電膜や絶縁膜の成膜を行い、配線層および配線間の絶縁層を形成する（Ｓ２６）。フォトレジスト塗布工程（Ｓ１２）〜成膜工程（Ｓ２６）を組み合わせ、繰り返し行うことによって、ウェハに素子分離領域、素子領域および配線層を有する半導体素子を製造することが可能となる。そして、組み立て工程は、所要の回路が形成されたウェハを切り出し、チップの組み立てを行う（Ｓ２８）。そして、Ｓ３０で半導体素子製造フローが終了する。
【００４７】
図５は、ウェハにパターン像を露光する露光工程（Ｓ１４）のフローチャートである。まず、ＳＣＳＩ制御部２０４は、統括制御部１３０から受け取った露光データを、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４に書き込む（Ｓ１００）。そして、露光部１５０ａは、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データに基づいて、ウェハに電子ビームを照射し、パターンを露光する（Ｓ１０２）。また、第１比較部２１６は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとを比較する（Ｓ１０４）。比較段階（Ｓ１０４）において、第１比較部２１６は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致するか否かを、比較結果として出力する。そして、統括制御部１３０は、比較対象となった露光データに基づいて露光される露光領域に対応づけて、第１比較部２１６が出力した比較結果を記憶する（Ｓ１０６）。そして、統括制御部１３０は、記憶段階（Ｓ１０６）において記憶された比較結果に基づいて、露光された露光パターンを検査するか否かを判断する（Ｓ１０８）。そして、判断段階（Ｓ１０８）における判断結果に基づいて、所望の露光パターンが露光されているか否かを検査する（Ｓ１１２）。
【００４８】
判断段階（Ｓ１０８）において、統括制御部１３０は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致する場合、当該露光データに基づいて露光された露光パターンを検査すると判断し、検査段階（Ｓ１１２）の処理に移る。また、判断段階（Ｓ１０８）において、統括制御部１３０は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致しない場合、当該露光データに基づいて露光された露光パターンを検査しないと判断し、フォトレジスト除去段階（Ｓ１１０）の処理に移る。そして、フォトレジストが除去されたウェハは、フォトレジスト塗布工程（Ｓ１２）において、再度フォトレジストが塗布され、露光処理が施される。
【００４９】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００によれば、統括制御部１３０は、第１比較部２１２による比較結果に基づいて、露光された露光パターン検査する必要があるか否かを判断することができる。第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致しない場合、当該露光データに基づいて露光された露光パターンを検査する検査段階を省略することができるため、露光パターンの検査に要する時間を短縮することができる。ひいては、半導体素子の製造に要する時間を短縮することができる。
【００５０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００５１】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、露光パターンのデータである露光データを記憶するバッファメモリの異常を検出する電子ビーム露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成図である。
【図２】本実施形態に係る制御系１４０の構成図である。
【図３】本実施形態に係る制御系１４０の構成図である。
【図４】ウェハから半導体素子を製造する半導体製造工程のフローチャートである。
【図５】ウェハにパターン像を露光する露光工程（Ｓ１４）のフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・筐体、１２・・・電子銃、１４・・・第１電子レンズ、１６・・・スリット部、１８・・・第１偏向器、２０・・・第２電子レンズ、２２・・・第２偏向器、２４・・・第１ブランキング偏向器、２６・・・第３偏向器、２８・・・第３電子レンズ、３０・・・マスク、３２・・・第４電子レンズ、３４・・・第４偏向器、３６・・・第２ブランキング偏向器、３８・・・第５偏向器、４０・・・第５電子レンズ、４２・・・第６偏向器、４６・・・第６電子レンズ、４８・・・ラウンドアパーチャ、５０・・・第７電子レンズ、５２・・・第８電子レンズ、５６・・・主偏向器、５８・・・副偏向器、６０・・・電子検出器、６２・・・ウェハステージ、６４・・・ウェハ、６６・・・第９電子レンズ、６８・・・マスクステージ駆動部、７０・・・ウェハステージ駆動部、７２・・・マスクステージ、８２・・・偏向制御部、８４・・・マスクステージ制御部、８６・・・ブランキング電極制御部、８８・・・電子レンズ制御部、９０・・・反射電子処理部、９２・・・ウェハステージ制御部、１００・・・電子ビーム露光装置、１１０・・・電子ビーム照射系、１１２・・・マスク用投影系、１１４・・・焦点調整レンズ系、１１６・・・ウェハ用投影系、１２０ａ・・・個別制御部、１２０ｂ・・・個別制御部、１３０・・・統括制御部、１４０・・・制御系、１５０ａ・・・露光部、１５０ｂ・・・露光部、２００・・・共通処理部、３００ａ・・・個別処理部、３００ｂ・・・個別処理部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electron beam exposure apparatus, an electron beam exposure method, and a semiconductor element manufacturing method. In particular, the present invention relates to an electron beam exposure apparatus, an electron beam exposure method, and a semiconductor element manufacturing method for detecting an abnormality in a buffer memory that stores exposure data that is exposure pattern data.
[0002]
[Prior art]
Since the electron beam exposure apparatus has mechanical parts such as an electron optical column and a wafer stage, and hardware parts such as a digital control unit and an analog amplifier, various apparatus abnormalities may occur. is there. In order to expose the wafer with high precision in the electron beam exposure apparatus, it is necessary to reliably detect these apparatus abnormalities.
[0003]
For example, an electron beam exposure apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-279450 includes a buffer memory that temporarily stores exposure data stored in a hard disk, and a shot obtained by dividing exposure data output from the buffer memory into shot units. Two pattern generators that output data, a first comparison unit that compares two shot data output from each of the two pattern generators, and shot data output from each of the two pattern generators are corrected. The exposure is performed based on the two pattern correction units to be output, the second comparison unit that compares the two shot data output by each of the two pattern correction units, and the shot data output by each of the two pattern correction units. Two exposure units and a third comparison unit for comparing patterns exposed by the two exposure units That. The electron beam exposure apparatus detects data abnormality based on the comparison result by the first comparison unit, the comparison result by the second comparison unit, and the comparison result by the third comparison unit, and causes of the occurrence of the device abnormality Is identified.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the electron beam exposure apparatus disclosed in JP-A-8-279450 is premised on that the exposure data output from the buffer memory is normal. Therefore, in the electron beam exposure apparatus, when the buffer memory is not operating normally and an abnormality occurs in the exposure data output from the buffer memory, the abnormality of the data cannot be detected, and the occurrence of the apparatus abnormality occurs. The cause cannot be identified.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an electron beam exposure apparatus, an electron beam exposure method, and a semiconductor element manufacturing method that can solve the above-described problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the first aspect of the present invention, an electron beam exposure apparatus that exposes a wafer with an electron beam, the overall control section that controls the exposure apparatus in general, and the exposure pattern data to be exposed on the wafer A first buffer memory that temporarily stores exposure data, a second buffer memory that temporarily stores exposure data, and a first buffer memory that irradiates the wafer with an electron beam based on the exposure data output from the first buffer memory. 1 exposure unit, a first comparison unit that compares the exposure data output from the first buffer memory and the exposure data output from the second buffer memory, and notifies the overall control unit of the comparison result.
[0007]
The first comparison unit notifies the overall control unit as a comparison result whether or not the exposure data output from the first buffer memory matches the exposure data output from the second buffer memory. The comparison result may be stored in association with the exposure area exposed based on the exposure data.
[0008]
The first comparison unit may compare the exposure data output from the first buffer memory and the exposure data output from the second buffer memory in bit units.
[0009]
Based on the exposure data output from the first buffer memory, a second exposure unit that irradiates an electron beam to another wafer of the wafer, and a shot data that generates shot data obtained by decomposing the exposure data output from the first buffer memory into shot units. 1 pattern generator, second pattern generator for generating shot data obtained by decomposing exposure data output from the first buffer memory into shot units, shot data output from the first pattern generator, and second pattern generation A second comparison unit that compares the shot data output from the unit and notifies the overall control unit of the comparison result.
[0010]
The second comparison unit notifies the overall control unit as a comparison result whether or not the shot data output from the first pattern generation unit matches the shot data output from the second pattern generation unit, and the overall control unit May store the comparison result notified from the second comparison unit in association with the comparison result notified from the first comparison unit.
[0011]
You may further provide the 2nd exposure part which irradiates an electron beam to another wafer based on the exposure data which the 2nd buffer memory output.
[0012]
The first pattern correction unit that corrects shot data output from the first pattern generation unit, the second pattern correction unit that corrects shot data output from the second pattern generation unit, and the first pattern correction unit. A third comparison unit that compares the shot data with the shot data output from the second pattern correction unit and notifies the overall control unit of the comparison result may be further included.
[0013]
The third comparison unit notifies the overall control unit as a comparison result whether or not the shot data output from the first pattern correction unit matches the shot data output from the second pattern correction unit, and the overall control unit May store the comparison result notified from the third comparison unit in association with the comparison result notified from the first comparison unit.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electron beam exposure method for exposing a wafer with an electron beam, wherein the first write for writing exposure data, which is exposure pattern data to be exposed on the wafer, to the first buffer memory A second writing stage for writing to the exposure data second buffer memory; an exposure stage for irradiating the wafer with an electron beam based on the exposure data output from the first buffer memory; and the exposure data output from the first buffer memory And a comparison step of comparing the exposure data output from the second buffer memory.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method for manufacturing a semiconductor device by exposing a wafer with an electron beam, wherein exposure data that is exposure pattern data to be exposed on the wafer is stored in a first buffer memory. A first writing stage for writing; a second writing stage for writing to the exposure data second buffer memory; an exposure stage for irradiating the wafer with an electron beam based on the exposure data output from the first buffer memory; and the first buffer memory And a comparison step of comparing the exposure data output by the second buffer memory with the exposure data output by the second buffer memory.
[0016]
The comparison step includes a step of outputting, as a comparison result, whether or not the exposure data output from the first buffer memory and the exposure data output from the second buffer memory match, and exposure is performed based on the exposure data. A storage step of storing a comparison result in association with the exposure area may be further provided.
[0017]
Based on the comparison result stored in the storage step, a determination step for determining whether or not to inspect the exposure pattern exposed in the exposure region, and a desired exposure pattern in the exposure region based on the determination result in the determination step You may further provide the test | inspection step which test | inspects whether it has exposed.
[0018]
The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these special groups can also be the invention.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the claimed invention, and all combinations of features described in the embodiments are solutions of the invention. It is not always essential to the means.
[0020]
FIG. 1 is a block diagram of an electron beam exposure apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The electron beam exposure apparatus 100 includes exposure units 150a and 150b for performing a predetermined exposure process on the wafer 64 with an electron beam, and a control system 140 that controls the operation of each component of the exposure units 150a and 150b.
[0021]
The exposure units 150a and 150b deflect the electron beam irradiated from the electron beam irradiation system 110 and the electron beam irradiation system 110 into the housing 10 and in the vicinity of the electron beam mask 30. A mask projection system 112 that adjusts the imaging position, a focus adjustment lens system 114 that adjusts the imaging position of the electron beam in the vicinity of the wafer 64, and a wafer on which the electron beam that has passed through the mask 30 is placed on the wafer stage 62. And an electron optical system including a wafer projection system 116 for deflecting to a predetermined area 64 and adjusting the direction and size of the pattern image transferred to the wafer 64.
[0022]
The exposure units 150a and 150b include a mask stage 72 on which a mask 30 having a plurality of blocks each formed with a pattern to be exposed on the wafer 64 is mounted, a mask stage driving unit 68 that drives the mask stage 72, A stage system including a wafer stage 62 on which a wafer 64 to be exposed with a pattern and a wafer stage driving unit 70 for driving the wafer stage 62 is provided. Further, the exposure units 150a and 150b have an electron detector 60 that detects electrons scattered from the wafer stage 62 side and converts them into an electrical signal corresponding to the amount of scattered electrons for adjusting the electron optical system.
[0023]
The electron beam irradiation system 110 includes a first electron lens 14 that determines a focal position of an electron beam by an electron gun 12 that generates an electron beam, and a slit portion 16 in which a rectangular opening (slit) that allows the electron beam to pass is formed. And have. Since the electron gun 12 takes a predetermined time to generate a stable electron beam, the electron gun 12 may always generate an electron beam during the exposure processing period. The slit is preferably formed in accordance with the shape of a block including a predetermined pattern formed on the mask 30. In FIG. 1, the optical axis of the electron beam when the electron beam irradiated from the electron beam irradiation system 110 is not deflected by the electron optical system is represented by a one-dot chain line A.
[0024]
The mask projection system 112 includes a first deflector 18, a second deflector 22, and a third deflector 26 as mask deflection systems that deflect an electron beam, and a mask focus system that adjusts the focus of the electron beam. The second electron lens 20 and the first blanking electrode 24 are provided. The first deflector 18 and the second deflector 22 perform deflection by irradiating a predetermined region on the mask 30 with an electron beam. For example, the predetermined area may be a block having a pattern to be transferred to the wafer 64. When the electron beam passes through the pattern, the cross-sectional shape of the electron beam becomes the same shape as the pattern. An image of an electron beam that has passed through a block on which a predetermined pattern is formed is defined as a pattern image. The third deflector 26 deflects the trajectory of the electron beam that has passed through the first deflector 18 and the second deflector 22 substantially parallel to the optical axis A. The second electron lens 20 has a function of forming an image of the opening of the slit portion 16 on the mask 30 placed on the mask stage 72.
[0025]
The first blanking electrode 24 deflects the electron beam so that the electron beam does not strike the block formed on the mask 30. The first blanking electrode 24 preferably deflects the electron beam so that the electron beam does not strike the mask 30. Since the pattern formed on the mask 30 deteriorates as the electron beam is irradiated, the first blanking electrode 24 deflects the electron beam except when the pattern is transferred to the wafer 64. Therefore, deterioration of the mask 30 can be prevented. The focus adjustment lens system 114 includes a third electron lens 28 and a fourth electron lens 32. The third electron lens 28 and the fourth electron lens 32 focus the electron beam on the wafer 64. The wafer projection system 116 includes a fifth electron lens 40, a sixth electron lens 46, a seventh electron lens 50, an eighth electron lens 52, a ninth electron lens 66, a fourth deflector 34, A fifth deflector 38, a sixth deflector 42, a main deflector 56, a sub deflector 58, a second blanking electrode 36, and a round aperture unit 48.
[0026]
The pattern image is rotated under the influence of an electric field or a magnetic field. The fifth electron lens 40 adjusts the amount of rotation of the pattern image of the electron beam that has passed through a predetermined block of the mask 30. The sixth electron lens 46 and the seventh electron lens 50 adjust the reduction ratio of the pattern image transferred to the wafer 64 with respect to the pattern formed on the mask 30. The eighth electron lens 52 and the ninth electron lens 66 function as an objective lens. The fourth deflector 34 and the sixth deflector 42 deflect the electron beam in the direction of the optical axis A downstream of the mask 30 with respect to the traveling direction of the electron beam. The fifth deflector 38 deflects the electron beam so as to be substantially parallel to the optical axis A. The main deflector 56 and the sub deflector 58 deflect the electron beam so that a predetermined region on the wafer 64 is irradiated with the electron beam. In the present embodiment, the main deflector 56 is used to deflect an electron beam between subfields including a plurality of regions (shot regions) that can be irradiated with one shot of an electron beam, and the subdeflector 58 is used as a subfield. Used for deflection between shot areas.
[0027]
The round aperture 48 has a circular opening (round aperture).
The second blanking electrode 36 deflects the electron beam so as to hit the outside of the round aperture. Therefore, the second blanking electrode 36 can prevent the electron beam from traveling downstream from the round aperture 48 with respect to the traveling direction of the electron beam. Since the electron gun 12 always irradiates an electron beam during the exposure processing period, the second blanking electrode 36 changes the region of the wafer 64 where the pattern is exposed when the pattern transferred to the wafer 64 is changed. Sometimes, it is desirable to deflect the electron beam so that the electron beam does not travel downstream from the round aperture 48.
[0028]
The control system 140 includes a common processing unit 200, individual processing units 300a and 300b, and individual control units 120a and 120b. The individual controllers 120a and 120b include a deflection controller 82, a mask stage controller 84, a blanking electrode controller 86, an electron lens controller 88, a backscattered electron processor 90, and a wafer stage controller 92. Have. The common processing unit 200 supplies the exposure data stored in the hard disk to the individual processing units 300a and 300b. Based on the exposure data supplied from the common processing unit 200, the individual processing units 300a and 300b supply control data related to exposure processing to the control units included in the individual control units 120a and 120b. The deflection control unit 82 includes the first deflector 18, the second deflector 22, the third deflector 26, the fourth deflector 34, the fifth deflector 38, the sixth deflector 42, the main deflector 56, and the sub-deflector. The device 58 is controlled. The mask stage control unit 84 controls the mask stage driving unit 68 to move the mask stage 72.
[0029]
The blanking electrode control unit 86 controls the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36. In the present embodiment, the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36 are controlled so as to irradiate the wafer 64 with an electron beam at the time of exposure, and not to reach the wafer 64 at times other than the exposure. Is desirable. The electron lens control unit 88 includes the first electron lens 14, the second electron lens 20, the third electron lens 28, the fourth electron lens 32, the fifth electron lens 40, the sixth electron lens 46, the seventh electron lens 50, The power supplied to the eighth electron lens 52 and the ninth electron lens 66 is controlled. The backscattered electron processing unit 90 detects digital data indicating the amount of electrons based on the electrical signal detected by the backscattered electron detection unit 60. The wafer stage control unit 92 moves the wafer stage 62 to a predetermined position by the wafer stage driving unit 70.
[0030]
An operation of the electron beam exposure apparatus 100 according to the present embodiment will be described. On the mask stage 72, a mask 30 having a plurality of blocks on which a predetermined pattern is formed is placed, and the mask 30 is fixed at a predetermined position. The exposure process may be performed in an oxidizing atmosphere such as ozone gas or O ₂ plasma gas. At this time, it is preferable that the surface of the mask 30 is covered with a material that is not oxidized by highly oxidative ozone gas or the like. On the wafer stage 62, a wafer 64 to be exposed is placed. The wafer stage control unit 92 moves the wafer stage 62 by the wafer stage driving unit 70 so that the area to be exposed of the wafer 64 is positioned in the vicinity of the optical axis A. Further, since the electron gun 12 always irradiates the electron beam during the exposure processing period, the blanking electrode is prevented so that the electron beam that has passed through the opening of the slit portion 16 is not irradiated to the mask 30 and the wafer 64 before the start of exposure. The controller 86 controls the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36. In the mask projection system 112, the electron lens 20 and the deflectors (18, 22, and 26) are adjusted so that the electron beam can be irradiated onto the block on which the pattern to be transferred to the wafer 64 is formed. In the focus adjustment lens system 114, the electron lenses (28, 32) are adjusted so that the electron beam is focused on the wafer 64. In the wafer projection system 116, the electron lens (40, 46, 50, 52, 66) and the deflector (34, 38, 42, 56, 58) can transfer the pattern image to a predetermined area of the wafer 64. To be adjusted.
[0031]
After the mask projection system 112, the focus adjustment lens system 114, and the wafer projection system 116 are adjusted, the blanking electrode control unit 86 stops the deflection of the electron beam by the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36. To do. Thereby, as shown below, the electron beam is irradiated onto the wafer 64 through the mask 30. The electron gun 12 generates an electron beam, and the first electron lens 14 adjusts the focal position of the electron beam to irradiate the slit portion 16. Then, the first deflector 18 and the second deflector 22 deflect the electron beam that has passed through the opening of the slit portion 16 so as to irradiate a predetermined region on the mask 30 where the pattern to be transferred is formed. The electron beam that has passed through the opening of the slit portion 16 has a rectangular cross-sectional shape. The electron beams deflected by the first deflector 18 and the second deflector 22 are deflected by the third deflector 26 so as to be substantially parallel to the optical axis A. The electron beam is adjusted by the second electron lens 20 so that an image of the opening of the slit portion 16 is formed in a predetermined region on the mask 30.
[0032]
Then, the electron beam that has passed through the pattern formed on the mask 30 is deflected in a direction approaching the optical axis A by the fourth deflector 34 and the sixth deflector 42, and substantially the same as the optical axis A by the fifth deflector 38. It is deflected to be parallel. The electron beam is adjusted by the third electron lens 28 and the fourth electron lens 32 so that the pattern image formed on the mask 30 is focused on the surface of the wafer 64, and the pattern image is formed by the fifth electron lens 40. , And the reduction rate of the pattern image is adjusted by the sixth electron lens 46 and the seventh electron lens 50. Then, the electron beam is deflected by the main deflector 56 and the sub deflector 58 so as to irradiate a predetermined shot area on the wafer 64. In the present embodiment, the main deflector 56 deflects the electron beam between subfields including a plurality of shot regions, and the subdeflector 58 deflects the electron beam between shot regions in the subfield. The electron beam deflected to a predetermined shot area is adjusted by the electron lens 52 and the electron lens 66 and irradiated onto the wafer 64. As a result, the image of the pattern formed on the mask 30 is transferred to a predetermined shot area on the wafer 64.
[0033]
After a predetermined exposure time has elapsed, the blanking electrode control unit 86 controls the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36 so that the electron beam does not irradiate the mask 30 and the wafer 64, thereby Deflection of the beam. By the above process, the pattern formed on the mask 30 is exposed to a predetermined shot area on the wafer 64. In order to expose the pattern formed on the mask 30 to the next shot region, the electron lens 20 and the deflectors (18, 22, 26) in the mask projection system 112 are blocks having a pattern to be transferred to the wafer 64. It is adjusted so that it can be irradiated with an electron beam. In the focus adjustment lens system 114, the electron lenses (28, 32) are adjusted so that the electron beam is focused on the wafer 64. In the wafer projection system 116, the electron lens (40, 46, 50, 52, 66) and the deflector (34, 38, 42, 56, 58) can transfer the pattern image to a predetermined area of the wafer 64. To be adjusted.
[0034]
Specifically, the sub deflector 58 adjusts the electric field so that the pattern image generated by the mask projection system 112 is exposed to the next shot area. Thereafter, the pattern is exposed to the shot area in the same manner as described above. After exposing the pattern in all the shot areas where the pattern in the subfield is to be exposed, the main deflector 56 adjusts the magnetic field so that the pattern can be exposed in the next subfield. The electron beam exposure apparatus 100 can expose a desired circuit pattern onto the wafer 64 by repeatedly executing this exposure process.
[0035]
The electron beam exposure apparatus 100, which is an electron beam processing apparatus according to the present invention, may be an electron beam exposure apparatus using a variable rectangle, or an electron beam exposure apparatus using a blanking aperture array device. May be. The electron beam exposure apparatus 100 according to the present embodiment includes two individual processing units 300a and 300b, two individual control units 120a and 120b, and two exposure units 150a and 150b. The electron beam exposure apparatus may be an electron beam exposure apparatus including three or more individual processing units, individual control units, and exposure units. In the electron beam exposure apparatus 100 according to the present embodiment, the exposure unit 150a and the exposure unit 150b expose different wafers, respectively. However, in the electron beam exposure apparatus according to the present invention, a plurality of exposure units are simultaneously the same. The wafer may be exposed.
[0036]
FIG. 2 is a configuration diagram of the control system 140 according to the present embodiment. The common processing unit 200 includes a hard disk drive (HDD) 202, an overall control unit 130, a SCSI control unit 204, an address control unit 206, a sequence control unit 208, an exposure data control unit 210, and a first buffer memory 212. And a second buffer memory 214 and a first comparison unit 216. The individual processing unit 300a includes a pattern generation unit 302a and a pattern correction unit 304a. The individual processing unit 300b includes a pattern generation unit 302b and a pattern correction unit 304b.
[0037]
The overall control unit 130 is an engineering workstation, for example, and comprehensively controls the electron beam exposure apparatus 100. In the exposure process, the overall control unit 130 first reads exposure data, which is exposure pattern data to be exposed on the wafer 64, from the hard disk drive 202, and supplies it to the SCSI control unit 204. Then, the SCSI control unit 204 converts the exposure data received from the overall control unit 130 into the format of the first buffer memory 212 and the second buffer memory 214, and synchronizes with the address generated by the address control unit 206. The first buffer memory 212 and the second buffer memory 214 are supplied. The first buffer memory 212 and the second buffer memory 214 temporarily store the exposure data received from the SCSI control unit 204.
[0038]
Next, the overall control unit 130 sends an exposure start flag to the exposure data control unit 210 via the sequence control unit 208. When the exposure data control unit 210 receives the exposure start flag, the exposure data control unit 210 supplies the first buffer memory 212 and the second buffer memory 214 with addresses at which exposure data of exposure patterns to be exposed is stored. Then, the first buffer memory 212 supplies the exposure data corresponding to the address received from the exposure data control unit 210 to the first comparison unit 216 and the pattern generation unit 302a. Further, the second buffer memory 214 supplies the exposure data corresponding to the address received from the exposure data control unit 210 to the first comparison unit 216.
[0039]
Then, the first comparison unit 216 compares the exposure data output from the first buffer memory 212 with the exposure data output from the second buffer memory 214 and notifies the overall control unit 130 of the comparison result. Specifically, the first comparison unit 216 determines whether or not the exposure data output from the first buffer memory 212 matches the exposure data output from the second buffer memory 214 as a comparison result. Notify
Then, the overall control unit 130 stores the comparison result received from the first comparison unit 216 in association with the exposure area exposed based on the exposure data that is the comparison target. The first comparison unit 216 compares the exposure data output from the first buffer memory 212 and the exposure data output from the second buffer memory 214 in bit units. By comparing in bit units, defective portions of the first buffer memory 212 and the second buffer memory 214 can be identified.
[0040]
Next, the pattern generation unit 302a generates shot data obtained by dividing the exposure data output from the first buffer memory 212 into shot units, and supplies the shot data to the pattern correction unit 304a and the individual control unit 120a. The pattern correction unit 304a corrects the shot data received from the pattern generation unit 302a and supplies the corrected shot data to the individual control unit 120a. Each control unit of the individual control unit 120a controls each unit of the exposure unit 150a based on the shot data received from the pattern generation unit 302a and the pattern correction unit 304a. Then, the exposure unit 150a irradiates the wafer with an electron beam to expose a desired exposure pattern.
[0041]
The pattern generation unit 302b generates shot data obtained by dividing the exposure data output from the first buffer memory 212 into shot units, and supplies the shot data to the pattern correction unit 304b and the individual control unit 120b. Then, the pattern correction unit 304b corrects the shot data received from the pattern generation unit 302b and supplies it to the individual control unit 120b. Each control unit of the individual control unit 120b controls each unit of the exposure unit 150b based on the shot data received from the pattern generation unit 302b and the pattern correction unit 304b. Then, the exposure unit 150b irradiates the wafer with an electron beam to expose a desired exposure pattern.
[0042]
According to the electron beam exposure apparatus 100 according to the present embodiment, the first comparison unit 216 compares the exposure data output from the first buffer memory 212 and the second buffer memory 214, whereby the overall control unit 130 An abnormality in the first buffer memory 212 or the second buffer memory 214 can be detected. Further, the electron beam exposure apparatus 100 according to the present embodiment includes the second buffer memory 214 that holds exposure data for comparison, so that the first buffer memory 212 and the second buffer memory are not delayed without delaying the exposure process. The exposure data output by 214 can be compared.
[0043]
FIG. 3 is a configuration diagram of the control system 140 according to the present embodiment. The common processing unit 200 may further include a second comparison unit 218 and a third comparison unit 220. The second comparison unit 218 compares the shot data output from the pattern generation unit 302a with the shot data output from the pattern generation unit 302b, and notifies the overall control unit 130 of the comparison result. The second comparison unit 218 notifies the overall control unit 130 as a comparison result whether or not the shot data output from the pattern generation unit 302a matches the shot data output from the pattern generation unit 302b. Then, the overall control unit 130 stores the comparison result notified from the second comparison unit 218 in association with the comparison result notified from the first comparison unit 216. The overall control unit 130 can detect an abnormality in the data based on the comparison result notified from the first comparison unit 216 and the comparison result notified from the second comparison unit 218, and the occurrence of an apparatus abnormality can be detected. The cause can be identified.
[0044]
The third comparison unit 220 compares the shot data output from the pattern correction unit 304a with the shot data output from the pattern correction unit 304b, and notifies the overall control unit 130 of the comparison result. The third comparison unit 220 notifies the overall control unit 130 as a comparison result whether or not the shot data output from the pattern correction unit 304a matches the shot data output from the pattern correction unit 304b. Then, the overall control unit 130 stores the comparison result notified from the third comparison unit 218 in association with the comparison result notified from the first comparison unit 216. The overall control unit 130 can detect an abnormality in the data based on the comparison result notified from the first comparison unit 216 and the comparison result notified from the third comparison unit 218, and the occurrence of an apparatus abnormality can be detected. The cause can be identified.
[0045]
FIG. 4 is a flowchart of a semiconductor manufacturing process for manufacturing a semiconductor element from a wafer. In S10, this flowchart starts. In the photoresist coating process, a photoresist is coated on the upper surface of the wafer (S12). Then, the wafer coated with the photoresist is placed on the wafer stage 62 in the electron beam exposure apparatus 100 shown in FIG. In the exposure step, as described with reference to FIG. 1, the pattern image is exposed and transferred onto the wafer by the electron beam passing through the mask 30 (S14).
[0046]
Next, in the developing step, the exposed wafer is immersed in a developing solution and developed to remove excess resist. In the etching step, the silicon substrate, insulating film or conductive film existing in the region where the photoresist on the wafer is removed is etched by anisotropic etching using plasma (S18). In the ion implantation process, impurities such as boron and arsenic are implanted into the wafer to form semiconductor elements such as transistors and diodes (S20). In the heat treatment step, the wafer is heat treated to activate the implanted impurities (S22). In the cleaning step, the wafer is cleaned with a chemical solution to remove organic contaminants and metal contaminants on the wafer (S24). Then, in the film forming process, a conductive film or an insulating film is formed to form a wiring layer and an insulating layer between the wirings (S26). By combining and repeating the photoresist coating process (S12) to the film forming process (S26), it is possible to manufacture a semiconductor element having an element isolation region, an element region, and a wiring layer on the wafer. In the assembly process, the wafer on which a required circuit is formed is cut out and a chip is assembled (S28). In S30, the semiconductor element manufacturing flow ends.
[0047]
FIG. 5 is a flowchart of the exposure process (S14) for exposing the pattern image onto the wafer. First, the SCSI control unit 204 writes the exposure data received from the overall control unit 130 in the first buffer memory 212 and the second buffer memory 214 (S100). Then, the exposure unit 150a irradiates the wafer with an electron beam based on the exposure data output from the first buffer memory 212 to expose the pattern (S102). The first comparison unit 216 compares the exposure data output from the first buffer memory 212 with the exposure data output from the second buffer memory (S104). In the comparison step (S104), the first comparison unit 216 outputs, as a comparison result, whether or not the exposure data output from the first buffer memory 212 matches the exposure data output from the second buffer memory. Then, the overall control unit 130 stores the comparison result output by the first comparison unit 216 in association with the exposure area exposed based on the exposure data to be compared (S106). Then, the overall control unit 130 determines whether or not to inspect the exposed exposure pattern based on the comparison result stored in the storage step (S106) (S108). Then, based on the determination result in the determination step (S108), it is inspected whether a desired exposure pattern is exposed (S112).
[0048]
In the determination step (S108), if the exposure data output from the first buffer memory 212 matches the exposure data output from the second buffer memory, the overall control unit 130 exposes the light based on the exposure data. It is determined that the pattern is to be inspected, and the process proceeds to the inspection stage (S112). In the determination step (S108), when the exposure data output from the first buffer memory 212 and the exposure data output from the second buffer memory do not match, the overall control unit 130 performs exposure based on the exposure data. It is determined that the exposed pattern is not inspected, and the process proceeds to the photoresist removal step (S110). The wafer from which the photoresist has been removed is again coated with a photoresist and subjected to an exposure process in the photoresist coating step (S12).
[0049]
According to the electron beam exposure apparatus 100 according to the present embodiment, the overall control unit 130 can determine whether or not it is necessary to inspect the exposed exposure pattern based on the comparison result by the first comparison unit 212. it can. When the exposure data output from the first buffer memory 212 and the exposure data output from the second buffer memory do not match, the inspection stage for inspecting the exposure pattern exposed based on the exposure data can be omitted. The time required for inspection of the exposure pattern can be shortened. As a result, the time required for manufacturing the semiconductor element can be shortened.
[0050]
As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
[0051]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to provide an electron beam exposure apparatus that detects an abnormality in a buffer memory that stores exposure data that is exposure pattern data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an electron beam exposure apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a control system 140 according to the present embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of a control system 140 according to the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of a semiconductor manufacturing process for manufacturing a semiconductor element from a wafer.
FIG. 5 is a flowchart of an exposure step (S14) for exposing a pattern image to a wafer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Housing | casing, 12 ... Electron gun, 14 ... 1st electron lens, 16 ... Slit part, 18 ... 1st deflector, 20 ... 2nd electron lens, 22. ..Second deflector, 24 ... first blanking deflector, 26 ... third deflector, 28 ... third electron lens, 30 ... mask, 32 ... fourth electron lens 34 ... 4th deflector, 36 ... 2nd blanking deflector, 38 ... 5th deflector, 40 ... 5th electron lens, 42 ... 6th deflector, 46. .. Sixth electron lens 48... Round aperture 50. Seventh electron lens 52. Eighth electron lens 56... Main deflector 58 .. sub deflector 60. ..Electron detector, 62 ... wafer stage, 64 ... wafer, 66 ... 9th electron lens, 68 ... mask stay Driving unit, 70 ... wafer stage driving unit, 72 ... mask stage, 82 ... deflection control unit, 84 ... mask stage control unit, 86 ... blanking electrode control unit, 88 ... Electron lens control unit, 90 ... backscattered electron processing unit, 92 ... wafer stage control unit, 100 ... electron beam exposure apparatus, 110 ... electron beam irradiation system, 112 ... mask projection system, 114 ... focus adjustment lens system, 116 ... wafer projection system, 120a ... individual control unit, 120b ... individual control unit, 130 ... overall control unit, 140 ... control system, 150a ... Exposure unit, 150b ... Exposure unit, 200 ... Common processing unit, 300a ... Individual processing unit, 300b ... Individual processing unit

Claims

An electron beam exposure apparatus that exposes a wafer with an electron beam,
An overall control unit for overall control of the exposure apparatus;
A first buffer memory that temporarily holds exposure data that is exposure pattern data to be exposed on the wafer;
A second buffer memory for temporarily holding the exposure data;
A first exposure unit that irradiates the wafer with the electron beam based on the exposure data output by the first buffer memory;
A first comparison unit that compares the exposure data output from the first buffer memory with the exposure data output from the second buffer memory and notifies the overall control unit of a comparison result;
Bei to give a,
The first comparison unit notifies the overall control unit as the comparison result whether or not the exposure data output from the first buffer memory matches the exposure data output from the second buffer memory. And
The overall control unit stores the comparison result in association with an exposure area exposed based on the exposure data.
Electron beam exposure device.

A second exposure unit for irradiating an electron beam to another wafer of the wafer based on the exposure data output from the first buffer memory;
A first pattern generator for generating shot data obtained by dividing the exposure data output from the first buffer memory into shot units;
A second pattern generating unit for generating shot data obtained by dividing the exposure data output from the first buffer memory into shot units;
A second comparison unit that compares the shot data output from the first pattern generation unit with the shot data output from the second pattern generation unit and notifies the overall control unit of a comparison result;
Further comprising:
The electron beam exposure apparatus according to claim 1 .

The second comparison unit determines whether the shot data output from the first pattern generation unit matches the shot data output from the second pattern generation unit as the comparison result as the overall control unit. Notify
The overall control unit stores the comparison result notified from the second comparison unit in association with the comparison result notified from the first comparison unit.
The electron beam exposure apparatus according to claim 2 .

An electron beam exposure apparatus that exposes a wafer with an electron beam,
An overall control unit for overall control of the exposure apparatus;
A first buffer memory that temporarily holds exposure data that is exposure pattern data to be exposed on the wafer;
A second buffer memory for temporarily holding the exposure data;
A first exposure unit that irradiates the wafer with the electron beam based on the exposure data output by the first buffer memory;
A first comparison unit that compares the exposure data output from the first buffer memory with the exposure data output from the second buffer memory and notifies the overall control unit of a comparison result;
Bei to give a,
The first comparison unit compares the exposure data output from the first buffer memory with the exposure data output from the second buffer memory in a bit unit.
Electron beam exposure device.

An electron beam exposure apparatus that exposes a wafer with an electron beam,
An overall control unit for overall control of the exposure apparatus;
A first buffer memory that temporarily holds exposure data that is exposure pattern data to be exposed on the wafer;
A second buffer memory for temporarily holding the exposure data;
A first exposure unit that irradiates the wafer with the electron beam based on the exposure data output by the first buffer memory;
A first comparison unit that compares the exposure data output from the first buffer memory with the exposure data output from the second buffer memory and notifies the overall control unit of a comparison result;
Bei to give a,
The apparatus further comprises a second exposure unit that irradiates an electron beam to another wafer of the wafer based on the exposure data output from the first buffer memory.
Electron beam exposure device.

A first pattern correction unit that corrects the shot data output from the first pattern generation unit;
A second pattern correction unit for correcting the shot data output from the second pattern generation unit;
A third comparison unit that compares the shot data output from the first pattern correction unit with the shot data output from the second pattern correction unit and notifies the overall control unit of a comparison result;
Further comprising:
The electron beam exposure apparatus according to claim 5 .

The third comparison unit determines whether or not the shot data output from the first pattern correction unit matches the shot data output from the second pattern correction unit as the comparison result as the overall control unit. Notify
The overall control unit stores the comparison result notified from the third comparison unit in association with the comparison result notified from the first comparison unit.
The electron beam exposure apparatus according to claim 6 .

An electron beam exposure method for exposing a wafer with an electron beam,
A first writing step of writing exposure data, which is exposure pattern data to be exposed on the wafer, into a first buffer memory;
A second writing step of writing to the exposure data second buffer memory;
Irradiating the wafer with the electron beam based on the exposure data output by the first buffer memory; and
A comparison step of comparing whether or not the exposure data output from the first buffer memory matches the exposure data output from the second buffer memory;
A storage step for storing the result of the comparison step in association with an exposure region to be exposed based on the exposure data;
An electron beam exposure method comprising:

An electron beam exposure method for exposing a wafer with an electron beam,
A first writing step of writing exposure data, which is exposure pattern data to be exposed on the wafer, into a first buffer memory;
A second writing step of writing to the exposure data second buffer memory;
Irradiating the wafer with the electron beam based on the exposure data output by the first buffer memory; and
A comparison step in which the exposure data output from the first buffer memory and the exposure data output from the second buffer memory are compared in bit units ;
An electron beam exposure method comprising:

An electron beam exposure method for exposing a wafer with an electron beam,
A first writing step of writing exposure data, which is exposure pattern data to be exposed on the wafer, into a first buffer memory;
A second writing step of writing to the exposure data second buffer memory;
A first exposure step of irradiating the wafer with the electron beam based on the exposure data output by the first buffer memory;
Comparing the exposure data output from the first buffer memory with the exposure data output from the second buffer memory;
A second exposure step of irradiating an electron beam to another wafer of the wafer based on the exposure data output from the first buffer memory;
An electron beam exposure method comprising:

A semiconductor device manufacturing method for manufacturing a semiconductor device by exposing a wafer with an electron beam,
A first writing step of writing exposure data, which is exposure pattern data to be exposed on the wafer, into a first buffer memory;
A second writing step of writing to the exposure data second buffer memory;
Irradiating the wafer with the electron beam based on the exposure data output by the first buffer memory; and
Comparing the exposure data output from the first buffer memory with the exposure data output from the second buffer memory;
With
The comparing step includes the step of outputting whether the exposure data output from the first buffer memory matches the exposure data output from the second buffer memory as the comparison result,
The method further comprises a storage step of storing the comparison result in association with an exposure area exposed based on the exposure data.
Semiconductor element manufacturing method.

A determination step of determining whether to inspect the exposure pattern exposed in the exposure region based on the comparison result stored in the storage step;
Based on the determination result by the determination step, before Symbol exposure pattern on the exposure region and further comprising an inspection step of inspecting whether it is exposed,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11.

A semiconductor device manufacturing method for manufacturing a semiconductor device by exposing a wafer with an electron beam,
A first writing step of writing exposure data, which is exposure pattern data to be exposed on the wafer, into a first buffer memory;
A second writing step of writing to the exposure data second buffer memory;
Irradiating the wafer with the electron beam based on the exposure data output by the first buffer memory; and
A comparison step in which the exposure data output from the first buffer memory and the exposure data output from the second buffer memory are compared in bit units ;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

A semiconductor device manufacturing method for manufacturing a semiconductor device by exposing a wafer with an electron beam,
A first writing step of writing exposure data, which is exposure pattern data to be exposed on the wafer, into a first buffer memory;
A second writing step of writing to the exposure data second buffer memory;
Irradiating the wafer with the electron beam based on the exposure data output by the first buffer memory; and
Comparing the exposure data output from the first buffer memory with the exposure data output from the second buffer memory;
A second exposure step of irradiating an electron beam to another wafer of the wafer based on the exposure data output from the first buffer memory;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: