JP4828811B2 - パターン検査装置及びパターン描画システム - Google Patents

Description

本発明は、マスク（レチクル）やウェハ等の基板上に半導体素子のパターンを描画するパターン描画装置によって作製されたマスクやウェハ等の欠陥有無を検査するパターン検査装置に関する。さらに、パターン描画装置とパターン検査装置を有機的に接続して構成されるパターン描画システムに関する。

近年、ＬＳＩの高精度化・大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅は益々狭くなってきている。これらの半導体素子の製造には、ステッパと呼ばれる縮小投影露光装置が用いられ、マスクに形成された回路パターンがウェハ上に転写される。マスクを作製するための描画装置としては、電子ビーム描画装置やレーザビーム描画装置などが開発されている。

一方、パターン描画装置で作製されたマスクのパターンには、その製作過程で様々な欠陥が発生することが知られている。このような欠陥は製作された半導体素子の動作を不可能にするだけでなく、製造の歩留まりに大きく影響する。従って、欠陥を無くする努力、即ち欠陥を検出して修正や再製作工程にまわす検査修正工程等が半導体製造では重要な技術となっている。こういった背景において、パターンの欠陥を検出できる装置として、現在、光学式パターン検査装置が多く使用されている（例えば、特許文献１及び非特許文献２参照）。

従来、パターン描画装置はパターン設計データであるＣＡＤデータを基にパターンを描画している。益々微細化するマスクのパターンを描画する場合、パターン寸法の縮小率の自乗倍で描画時間が延長し（例えばパターン寸法が１／２になると、検査時間は４倍になる）、スループットは益々低下することになる。現に、パターン描画の所要時間としてマスク１枚当たりに４〜５時間は優にかかり、１０時間以上かかるようなものも最近は多くなっている。

一方、従来のパターン検査装置は、パターン描画装置以降の多くの製造プロセスを経て引き継がれたマスクを、端から端まで正しく機械的にくまなく走査し欠陥の有無を探査している。これにより、やはりパターン描画と同様に、益々微細化するマスクを検査する場合、パターン寸法の縮小率の自乗倍で検査時間が延長し（例えばパターン寸法が１／２になると、検査時間は４倍になる）、スループットは益々低下することになる。現に、検査の所要時間としてマスク１枚当たり４〜５時間は優にかかり、１０時間以上かかるようなものも最近は多くなっている。

従って、パターン描画装置において描画中に致命的な欠陥が発生しても、パターン描画時間、マスク製造プロセス時間（少なくとも、現像、エッチングなどの処理があり、それらの前後処理なども含めると時間単位から日単位になることもある）、そして検査時間の総和時間が経過した後に初めて発覚し、そこから改めて再製作することになる。近年の半導体デバイスのコストダウンの要請に対し、上記のマスク製造時間におけるデッドタイムは半導体デバイス製造全体から見ても極めて顕著なボトルネックになっている。
欧州特許０５３２９２７Ａ２明細書 "Mask defect inspection method by database comparison with 0.25-0.35um sensitivity"，Jpn.J.Appl.Phys.,Vol.33(1994)

このように従来、マスクの欠陥を検査するには、マスクの全面にわたって測定データと設計データとを比較する必要があり、検査に多大な時間がかかり、これがスループットの低下を招く要因となっている。例えば、検査開始から長時間にわたって欠陥は発見されず、検査の終了近くになって欠陥が発見されたら、それまでの時間は無駄時間となる。早期の欠陥発見が可能であれば、そこで検査を終了し、無駄時間を解消できることになるが、早期の欠陥発見を行うような方法はなかった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、回路パターンが描画された基板に対して早期の欠陥発見を可能とし、スループットの向上に寄与し得るパターン描画システムを提供することにある。

また、本発明の別の目的は、上記のシステムに用いることのできるパターン検査装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。

即ち、本発明の一態様に係わるパターン検査装置は、基板上に形成された回路パターンを光学的に検出して得られるパターン測定データと該回路パターンに対応するパターン設計データとを比較して、基板上の回路パターンの欠陥の有無を検査する手段と、前記基板上に形成された回路パターンに対し、描画装置に設けられた測定計から得られる描画時の装置情報を含む描画結果データを基に前記描画装置で作成された欠陥予報データを取り込む手段と、前記欠陥予報データに基づいて前記検査手段による検査の優先順位，検出感度，又は繰り返し回数を決定する手段と、前記欠陥予報データに対応する箇所が実際に欠陥として判定されたか否かを基に予報的中率データを作成し、この予報的中率データを保持又は出力する手段と、を具備してなることを特徴とする。

また、本発明のさらに別の態様は、パターン設計データを基に線源からの線束を基板表面上で走査して該基板上に所望の回路パターンを描画するパターン描画装置と、基板上に形成された回路パターンを光学的に検出して得られるパターン測定データとパターン設計データとを比較して欠陥の有無を検査するパターン検査装置と、を接続してなるパターン描画システムであって、前記パターン描画装置は、前記線束の走査により前記基板から放出される電子，Ｘ線，又は光を検出して該装置に設けられた測定計から得られる描画時の装置情報を含む描画結果データを得る描画結果検出手段と、前記描画結果検出手段で得られた描画結果データを基に欠陥パターンを描画した可能性を示す欠陥予報データを作成する手段と、前記欠陥予報データを出力する手段とを有し、前記パターン検査装置は、前記パターン描画装置から出力された欠陥予報データを取り込む手段と、前記欠陥予報データに基づいて検査の優先順位，検出感度，又は繰り返し回数を決定する手段とを有し、前記パターン検査装置は、前記欠陥予報データを基に欠陥検査を行った後に、予報的中率データを作成し、この予報的中率データを前記パターン描画装置にフィードバックし、前記パターン描画装置は、前記予報的中率データを基に描画条件を補正することを特徴とする。

本発明によるパターン検査装置は、欠陥予報データを基に検査の優先順位，検出感度，又は繰り返し回数を決定することにより、基板上の回路パターンに欠陥がある場合はこの欠陥を検査初期の段階で検出することができる。従って、無駄な検査時間を極力少なくすることができ、スループットの向上をはかることができる。

実施形態を説明する前に、本発明の基本原理について説明しておく。

現在のマスク製造におけるスループットは、製造プロセス上の各装置毎での高速化に依存偏重している。仮に、パターン描画装置とパターン検査装置各々が１０％スループット短縮したとしても、全工程の最初と最後の２工程だけが短縮するだけなので、大幅な効果が得がたいのは明らかである。しかし、基板検査開始直後（数分から数十分後）に致命的な欠陥があることが判明すれば、検査時間５時間としても９０％以上を削減できる（描画５時間、描画後プロセス１０時間、検査５時間としても、３０分で致命的欠陥を発見できれば全工程で２２．５％の短縮に繋がる）。また、描画中に致命的な描画ミス＝致命的な欠陥があったことを検知できれば、全工程にわたっても大幅な無駄時間短縮が可能となってくる（描画５時間、描画後プロセス１０時間、検査５時間としても、最悪描画にかかる５時間の費消で済み全工程で７５％の短縮に繋がる）。

例えば、修正不能と判定されるような欠陥が存在するのなら、検査の直後に検出できれば無駄な時間を低減できる。そこで、パターン描画装置から大きな欠陥を描いてしまったかもしれないという予報があれば、検査はそこから優先的に開始し、問題が無ければ全面的にくまなく検査を行うし、実際に欠陥があれば即座に検査を終了し、無駄時間を一気に解消することができるようになる。

また、実際にマスク検査をした結果、パターン描画装置の予報が的中していれば、この結果をパターン描画装置にレポートすることにより、パターン描画装置自身で予報ではなく欠陥発生を確度良く判定できるようになり、致命的な欠陥が発生した（描画してしまった）と判定した瞬間に現在のマスク描画プロセスを中止することもできるようになる。さらに、実際の欠陥発生と描画装置の予報との相関から、マスク製造上の欠陥発生の原因が描画起因なのか、描画装置以降のプロセス起因なのかを分析できるようにもなり、歩留まり解析に有益である。

従来方法においては、マスク製造プロセスの上流・下流の関係にあるパターン描画装置とパターン検査装置との間では、設計図面であるＣＡＤデータと製品であるマスクが引き継がれるだけであり、マスク製造プロセスを見渡した歩留まり向上の手法がなかった。そこで本発明では、マスク製造プロセスの上流・下流の関係にあるパターン描画装置とパターン検査装置との間で欠陥発生予報とその予報の的中率データを共有化することにより、早期の欠陥発見を行えるようにしたことを特徴とする。

（実施形態）
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係わるパターン描画システムを示す概略構成図である。このシステムは、パターン描画装置１００とパターン検査装置２００、及びこれらの装置１００，２００を接続するためのＬＡＮ３００の構成を示している。

パターン描画装置１００は、ＣＰＵ１６０から与えられるパターン設計データ（指令値）に基づき、電子銃１１０からの電子線１１１を偏向器１１２により走査（θ）（紙面に垂直方向）すると共に、ステージ１４０によりマスク１３０（回路パターン形成前の基板）を走査（ｘ、紙面に左右方向）することにより、マスク１３０上に回路パターンを描画するようになっている。なお、電子銃１１０は線源であれば良く、例えばレーザ光源でも良く、この場合はミラーによりレーザ光束を走査すればよい。

ステージ１４０は紙面に垂直方向（ｙ）にも位置決め可能になっている。そして、マスク１３０上に照射される電子線１１１の位置は、ＣＡＤデータを基にＣＰＵ１６０が指令する描画座標（ｘ，ｙ＋θ）となる。ここで、ｘ，ｙにはステージ１４０を用いて位置決めし、θには偏向器１１２を用いて位置決めする。ｘ，ｙ位置決めの際にはレーザ光１５１を用いたヘテロダイン干渉式のステージ位置測定器１５０から得られる座標情報ｒｘ，ｒｙを、θ位置決めには偏向器１１２から得られる座標情報ｒθを、それぞれ位置フィードバック制御量を得るのに用いている。

なお、実際に検知された座標値でもある実描画座標（ｒｘ，ｒｙ＋ｒθ）はＣＰＵ１６０に出力できるよう接続されている。ここで必要なことは、ＣＡＤデータの座標値に対応してマスク１３０上に描画を行うことである。また、実際に描画された位置がどこであったかという結果は、後述する位置決め誤差として用いられる。ちなみに、本実施形態では省略しているが、描画焦点を位置決めするためのオートフォーカス機構を設けることは、本実施形態の効果を高めることに他ならない。

本実施形態のパターン描画装置１００には、パターンを描画するために電子銃１１０からマスク１３０に照射される電子線１１１の露光量を制御するための電流値を規定する図示しないレギュレータを備えている。ここで求められることは、少なくとも露光量の制御指令値であり、ＣＡＤデータを基にしたＣＰＵ１６０の指令値である。実際に射出される露光量である必要はない。

なお、より精度を高めるために、ＣＰＵ指令値に対して実射出された露光量が測定できることは有益であり、線源１１０が電子線であれば電流密度や照射面積、更には照射の開き角など、レーザ光であれば光量（Ｗ）や光量密度（Ｗ／ｃｍ² ）などを、線源１１０の露光量の指令値或いは実際の計測値からも用いられるようにした場合、さらに本実施形態の効果を高めることになる。即ち、これらの測定計をＣＰＵ１６０に測定結果を出力できるよう接続し、ＣＰＵ１６０の指令値に対して実際にマスク１３０が被照射した露光量を測定ないしは推定するのに用いる情報量を豊富にすることになる。

本実施形態のパターン描画装置１００は、マスク１３０の表面温度を測定できる非接触温度計１４１、ステージ１４０の振動を測定するための３軸加速度計１４２、パターン描画装置１００自体への振動外乱を測定できる振動計１４３、図示しない変位計、更に図示しないが装置外気の気圧，温度，湿度を測定するための気圧計，気温計，湿度計を装備している。これらの測定計はＣＰＵ１６０に測定結果を出力できるよう接続されている。

ここで必要なことは、パターン描画装置１００が制御管理し得ない外乱或いは現象を測定できることである。即ち、本実施形態での測定項目及び物理量に限らず、パターン描画装置１００が制御管理し得ない外乱或いは現象をモニタできる測定項目及び物理量であれば本実施形態の効果を得られ、或いは高めることができる。その代表的なものとしては、現在の描画位置におけるマスク１３０やステージ１４０及び電子光学システム等の振動変位量や加速度，温度や線膨張，位置決め誤差，焦点位置、更にはマスク１３０の形状寸法誤差（厚さ，たわみ量）といった項目も含まれる。

本実施形態のパターン描画装置１００は、２次電子測定器１２０を備えている。これは、電子線１１１が照射されたマスク１３０上の描画部位から発する２次電子１２１を測定して描画結果データを得るもので、例えばシンチレータと光電子増倍管の組み合わせによる測定器構成となっている。これらの測定計はＣＰＵ１６０に測定結果を出力できるよう接続されている。

ここで必要なことは、ＣＰＵ１６０の指令値に対して実際にマスク１３０が被照射した露光量を測定ないしは推定できることであり、２次電子測定に限らず、本実施形態のような電子線使用のパターン描画装置であれば、反射電子，オージェ電子，特性Ｘ線，燐光などを測定する検出器を単一ないしは複数装備することによっても本実施形態による効果を得られる。また、レーザ光等を使用したパターン描画装置では反射光，回折光，散乱光，燐光などを測定できる検出器を装備することで同様の効果を得ることができるのは明らかである。

以上により、本実施形態のパターン描画装置１００は、ＣＰＵ１６０からの「指令値」
と上記各測定計で得られたＣＰＵ１６０への出力、即ち「実際の値」を、上記描画座標（ｘ，ｙ＋θ）毎に取得できる。本実施形態では、取得した「実際の値」を「指令値」と比較し、その差分が予め決定されている基準値（第１の基準値）を超えている場合に、その描画座標と「実際の値」を対にして「欠陥予報データ」として出力する。加えて、「指令値」の無い「実際の値」、即ちパターン描画装置１００が制御管理し得ない外乱或いは現象の測定値が予め決定されている基準値を超えている場合に、その描画座標と「実際の値」を対にして欠陥予報データとして出力する。

ここで必要なことは、描画しようと予定していた値「指令値」に対してマスク上に実際に露光された「実際の値」との差異の有無及びその程度が、描画座標毎に抽出できることである。そして、その差異の程度が、実際に欠陥パターンを生じる虞があることを類推できるものだということである。よって、「指令値」と「実際の値」の差分を用いることは勿論のこと、各測定計毎ないしは複数或いは全ての測定計を基に定義された「相関関数」を基に、指標値を算出して用いることも本発明の趣旨に合致する。そして、以上に示した本実施形態で用いている指令値及び測定計の選定理由は、実際に欠陥パターンを生じる可能性のある現象及び外乱かどうかを基準としており、これに妥当する見解に基づいて選定された指令値及び測定計を用いることは、本発明の趣旨にも合致することになる。

本実施形態のパターン描画装置１００は、取りまとめた「欠陥予報データ」を電子データとしてＬＡＮ３００、電子メディア（大容量記憶媒体）等を介して出力できる。ここで必要なことは、「欠陥予報データを」パターン描画装置外部１００へ利用可能に出力できることであり、この趣旨に合致する手段は本発明に基づくものと解釈できる。

本実施形態のパターン描画装置１００は、後述するパターン検査装置２００からの「予報的中率データ」を基に、パターン検査装置２００へ出力する「欠陥予報データ」作成時の基準値を修正できる。即ち、パターン検査装置２００において実際に欠陥判定された描画座標における上記「実際の値」を基に欠陥が発生する可能性を示唆する基準値を各量毎に修正・更新し、以降のパターン描画において「欠陥予報データ」の新基準として使用できるようになっている。この結果、描画に際しての欠陥発生に寄与するパラメータやそれらの程度量がプロセスをまたがったフィードバックによって明確にできるようになる。

また、本実施形態による「欠陥予報データ」は描画座標に添付する測定値の種類を随時変更することが可能である。即ち、上記フィードバックの繰り返しにより、パターン描画装置１００の周辺環境における湿度影響が殆ど無いことが明確になったとすると、人的ないしは自動判断（この場合、基準値を設けておく必要があるが、本発明の趣旨のとおり、欠陥発生確率が０％などといった判断基準となることは明らかである）で、この湿度計測値を以降の「欠陥予報データ」には添付しないようにすることができる。こうすることで、データ量の削減が可能となる。また逆に、新規の評価基準を設けた場合も容易に「欠陥予報データ」に追加できることも明らかである。この結果、パターン描画装置１００の性能分析、経過診断までもが実施可能となる。

次に、本実施形態のパターン検査装置２００は、レーザ光源２１０からの光束２１１をマスク１３０（回路パターンが形成された基板）の上方の顕微鏡光学系２２０を介してマスク１３０上に照射し、ステージ２４０によるマスク１３０の走査（左右方向及び紙面に垂直方向）を利用して、マスク１３０上の全面を走査する。そして、マスク１３０上を走査しパターン情報を取得した光束２１１をマスク下方の顕微鏡光学系２２１を介してＴＤＩセンサ２２２に結像し、パターン像を撮像することができる。即ち、マスク１３０上に形成された回路パターンの測定データ、即ちパターン測定データが得られる。

なお、本実施形態では簡易にクリティカル照明を基にした顕微鏡光学系としているが、ケーラー照明による顕微鏡光学系を用いることもより高感度な欠陥検査が可能となり有益である。また、レーザ走査型の光学系や、反射光学系の採用も可能である。何れにしても、本発明の趣旨に沿うことには変わりない。勿論、光源２１０もレーザ光源に限定されるものではなく、撮像にはＣＣＤカメラやフォトダイオード、電子増倍管等々を利用しても本実施形態の効果を得ることができる。

マスク１３０上に照射される光束２１１の位置は、パターン描画装置１００で使用したＣＡＤデータを基にＣＰＵ２６０が指令する描画座標（ｘ，ｙ）となる。ここで、ｘ，ｙにはステージ２４０を用いて位置決めする。ｘ，ｙ位置決めにはレーザ光２５１を用いたヘテロダイン干渉式のステージ位置測定器２５０から得られる座標情報ｋｘ，ｋｙを位置フィードバック制御量を得るのに用いている。なお、実際に検知された座標値でもある実描画座標（ｋｘ，ｋｙ）はＣＰＵ２６０に出力できるよう接続されている。ここで必要なことは、ＣＡＤデータの座標値に対応してマスク１３０上を検査することである。ちなみに、本実施形態では省略しているが、光学焦点を位置決めするためのオートフォーカス機構を設けることは、本実施形態の効果を高めることに他ならない。

本実施形態のパターン検査装置２００は、ＣＡＤデータを基にしたパターンデータ（参照画像）と撮像されたパターン像（センサ画像）とを描画座標（ｘ，ｙ）と実描画座標（ｋｘ，ｋｙ）とが一致するように比較できるようになっている。取得した参照画像とセンサ画像を比較し、その差分量や微分量など欠陥有無の判定に有意な比較アルゴリズムを用い、予め決定されている基準値との差異を基に欠陥判定を行う。

本実施形態のパターン検査装置２００は、上記パターン描画装置１００からの「欠陥予報データ」をＬＡＮ３００、電子メディア（大容量記憶媒体）等を介して入力できる。この、「欠陥予報データ」を基に、最優先で欠陥検査すべき座標を判定したり、その結果に基づいてマスク走査の軌道を決定・検査実行したりすることができる。また、後述する「予報的中率データ」と対比して欠陥発生する可能性判定を行うこともできる。さらに、パターン描画装置からの欠陥発生予測情報に基づいて実際の欠陥検出有無の結果と相互比較し、次のような欠陥検査手続きが行える。

図２は、図１のシステムの動作を説明するためのフローチャートである。

まず、パターン検査装置２００はパターン描画装置１００で作成された欠陥予報データを取得し（ステップＳ１）、このデータに基づいて検査の優先順位を決定する（ステップＳ２）。即ち、欠陥予報データから欠陥が生じていそうな箇所を先に検査するように定める。そして、この優先順位に従って欠陥の検査を実施し（ステップＳ３）、欠陥の有無を判定する（ステップＳ４）。

Ｓ４にて欠陥有りと判定された場合、それに対応する欠陥予報データが取得されていたか否かを判定し（ステップＳ５）、欠陥予報データが取得されていた場合は欠陥と判定する（ステップＳ６）。そして、パターン描画装置１００にフィードバックすることにより、予報優先度の向上をはかる（ステップＳ７）。また、欠陥予報データが取得されていなかった場合は、所定の要件に基づいて検査回数、検査感度、又は検査する際の走査座標の位置ずらし量を決定する（ステップＳ８）。そして、当該座標の再検査を行い（ステップＳ９）、欠陥の有無を再検査する（ステップＳ１０）。Ｓ１０で欠陥が（所定回数比率以上）再発見されたら、真の欠陥として出力する（ステップＳ１１）。また、Ｓ１０で欠陥が発見されなければ、ノイズだった可能性があるから欠陥としては出力せず、疑似欠陥と判定し（ステップＳ１２）、その判定結果を描画装置１００にフィードバックする。さらに、パターン検査装置２００の再調整を行う（ステップＳ１３）。

一方、Ｓ４で欠陥無しと判定された場合、それに対応する欠陥予報データが取得されていたか否かを判定し（ステップＳ１４）、欠陥予報データが取得されていなかった場合は欠陥無しと判定する（ステップＳ１５）。また、欠陥予報データが取得されていた場合は、所定の要件に基づいて検査回数、検査感度、又は検査する際の走査座標の位置ずらし量を決定する（ステップＳ１６）。そして、当該座標の再検査を行い（ステップＳ１７）、欠陥の有無を再検査する（ステップＳ１８）。Ｓ１８で欠陥が発見されなければ、その結果を描画装置１００にフィードバックし、予報しきい値の変更等を行う（ステップＳ１９）。また、Ｓ１８で欠陥が（所定回数比率以上）再発見されたら、真の欠陥と判定し（ステップＳ２０）、その結果を描画装置１００にフィードバックする。さらに、パターン検査装置２００の再調整を行う（ステップＳ１３）。

本実施形態において特徴的な動作は、Ｓ８〜Ｓ１３とＳ１６〜Ｓ２１の二つの手続きである。

（手続き１）
欠陥予報データが無かった（或いは欠陥発生の確率が低かった）のに欠陥が検出された場合には、
１）所定の要件に基づいて検査回数を決定しながら再検査したり、
２）所定の要件に基づいて検査感度を変更しながら再検査したり、
３）前回検査したときの走査座標を少しずれた位置から再検査したり、
するなどの手続きを選択的或いは組み合わせて実施可能となる。その結果、欠陥が（所定回数比率以上）再発見されたら、真の欠陥として出力したり、逆に発見されなければノイズだった可能性があるから欠陥としては出力せず、ノイズ発生した可能性がある旨報告したり、することができるようになる。

（手続き２）
欠陥予報データが有ったのに欠陥検出できなかった場合には、
１）所定の要件に基づいて検査回数を決定しながら再検査したり、
２）所定の要件に基づいて検査感度を変更しながら再検査したり、
３）前回検査したときの走査座標を少しずれた位置から再検査したり、
するなどの手続きを選択的或いは組み合わせで実施可能となる。その結果、欠陥が（所定回数比率以上）再発見されたら、真の欠陥として出力したり、逆に発見されなければ真に欠陥が無かったか、或いは、ノイズだった可能性があるから欠陥としては出力せず、ノイズ発生した可能性がある旨報告したり、することができるようになる。

ここで重要なのは、欠陥の予測による検査時間の短縮だけではなく、パターン検査装置２００の性能状態（性能劣化の有無も含む）の検証が可能になり、得られた検査結果の信憑性までも高められるようになることである。さらに、前述のように、パターン描画装置１００へのフィードバックをも可能とし、プロセスをまたがる複数の装置の性能向上と品質管理が可能となるのである。加えて、発生した欠陥が「パターン描画装置」起因なのか、それ以外のプロセス起因なのかを類推的に分離できるようになり、歩留まり向上のための改善箇所の絞込みを早められるようになり、結果として歩留まり解析の一助とできる。

本実施形態のパターン検査装置２００は、上記検査の結果を基に、実際に欠陥が発生した描画座標と、そこでの「欠陥予報データ」を対にして、「予報的中率データ」として出力する。そして、この「予報的中率データ」はパターン検査装置２００の内部で保持できると共に（記憶容量に制限があるときはパターン検査装置２００内部に保持する「予報的中率データ」のみ描画座標を除外して保持する）、電子データとしてＬＡＮ３００、電子メディア（大容量記憶媒体）等を介して出力できる。

ここで必要なことは、「予報的中率データを」パターン検査装置２００外部へ利用可能に出力できることであり、この趣旨に合致する手段は本発明に基づくものと解釈できる。また、パターン描画装置１００内で描画予報情報を基に明らかに欠陥が生じることが予測できるようになり、描画プロセスの継続可否判断を行って自身による中断も可能となり、不良品作製にかかる時間の大幅削減が可能となる。

また、「予報的中率データは」パターン検査装置２００にとっての「苦手」な欠陥種を特定できる。即ち、苦手な欠陥種が特定できることで、その欠陥種に特化した改善や調整が可能とる。よって、これらを自動的に運用して改善効率の向上に繋げることができ有効といえる。

このように、本実施形態によるパターン描画装置１００は、パターン設計データであるＣＡＤデータを基にパターンを描画する。そして、描画結果には書き損じも含まれるかもしれないので、その描画座標毎に逐次に描画結果データを保存し、設計データとマスクと描画結果データをセットにしてパターン検査装置２００へ承継する。

本実施形態によるパターン検査装置２００は、パターン描画装置１００から引き継がれたマスクとＣＡＤデータとの相違を比較しながら検査することになるが、描画結果データを一瞥し、所定量以上の描画誤差や外乱影響を受けている座標部を認識し、これらを最優先に検査を行えるようになる。そして、修正不能な欠陥が実際に検出されれば即座に検査を終了しこれを報告し、修正可能な欠陥であったなら引き続き全面くまなく検査を行い欠陥情報を報告する従来方式の検査を行える。さらに、描画結果データから欠陥発生が予報されているにも拘わらず、欠陥が発見できなかった場合は、検査装置の性能変動に起因する可能性もあるため、同一箇所を所定回数繰り返して検査したり、検査感度を高めて再度検査したり、することにより、検査装置の性能限界近傍の極微細欠陥を検出したり、或いは誤検出であったことを確証することができるようになる。

また、これらの検査結果をパターン描画装置１００にフィードバックすることもできるようになり、パターン描画装置自身が描画中に致命的な描画ミスを生じたことも判定できるようになり、加えて、描画装置起因の欠陥なのか、それ以外の製造プロセス起因の欠陥なのかも識別できるようになる。そしてこれにより、致命的欠陥の早期検出によるスループットの大幅な削減ができると共に、パターン描画装置１００及び検査装置２００の性能も相互に補償できるようになり、各々の装置の性能を管理しやすくなると共に、高い性能を安定発揮できるようになる。そして、マスク製造プロセス全体の歩留まり及び信頼性向上に寄与できることになる。

このように本実施形態のパターン描画システムは、パターン描画装置１００とパターン検査装置２００との間で、描画に起因した欠陥の発生を予報する欠陥予報データと予報に対する実際の予報的中率データとを生成・共有できるようにしたことにより、致命的なパターン欠陥の存在を基板検査開始初期に検知することができ、更に欠陥の発生をパターン描画中に検知することができ、これにより基板再製作に取り掛かるまでの時間短縮をはかることができる。

（変形例）
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。パターン描画装置及びパターン検査装置の構成は、前記図１に何ら限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。パターン描画装置としては、通常の描画と同時に、線束の走査により基板から放出される電子，Ｘ線乃至光を検出して描画結果データを得て、この描画結果データを基に欠陥予報データを作成し、この欠陥予報データを出力できるものであればよい。パターン検査装置としては、通常の欠陥検査機能に加え、欠陥予報データに基づいて検査の優先順位，検出感度，又は繰り返し回数等を変更できる機能を有するものであればよい。

線源としては、電子ビーム，ランプ光，レーザ光，Ｘ線のいずれかを用いることができる。描画結果検出器としては、反射電子，２次電子，オージェ電子，特性Ｘ線，燐光，反射光，回折光，散乱光などを測定できる検出器であればよい。

実施形態では欠陥予報データとして、描画指令データと描画結果データとの差異量を用いたが、描画結果データそのものを用いることも可能である。さらに、描画結果データが予め決定されている基準値（第２の基準値）を超えている場合に、その描画座標と「実際の値」を対にして「欠陥予報データ」として出力するようにしてもよい。

実施形態では、欠陥予報データを単独で出力するようにしたが、これをパターン設計データに追加若しくは添付するようにしてもよい。ここで、追加とは、パターン設計データそのものに欠陥予報データを加えることであり、添付とは、パターン設計データに該データに関連付けた添付ファイルとして加えることである。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。

本発明の一実施形態おけるパターン描画装置及び検査装置を示す概観構成図。 図１のシステムの動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１００…パターン描画装置
１１０…電子銃（線源）
１１１…電子線（線束）
１１２…偏向器
１３０…マスク（基板）
１４０…ステージ
１４１…温度計
１４２…加速度計
１４３…振動計
１５０…ステージ位置測定器
１５１…レーザ光
２００…パターン検査装置
２１０…レーザ光源
２１１…光束
２２０…顕微鏡光学系
２２１…顕微鏡光学系
２２２…ＴＤＩセンサ
２４０…ステージ
２５１…レーザ光
２５０…ステージ位置測定器
３００…ＬＡＮ

Claims (5)

1. 基板上に形成された回路パターンを光学的に検出して得られるパターン測定データと該
   回路パターンに対応するパターン設計データとを比較して、基板上の回路パターンの欠陥
   の有無を検査する手段と、
   前記基板上に形成された回路パターンに対し、描画装置に設けられた測定計から得られ
   る描画時の装置情報を含む描画結果データを基に前記描画装置で作成された欠陥予報デー
   タを取り込む手段と、
   前記検査手段による検査を行った後に、前記欠陥予報データに基づいて 欠陥予報があ
   るにも拘わらず欠陥が検出されなかった箇所に対して、繰り返し検査又は検出感度を高め
   て再検査する手段と、
   を具備してなることを特徴とするパターン検査装置。
2. 前記欠陥予報データは、前記描画装置に与える指令値と実際の描画時に測定された実際
   の値との差分に基づいて作成されるものであることを特徴とする請求項１に記載のパター
   ン検査装置。
3. パターン設計データを基に線源からの線束を基板表面上で走査して該基板上に所望の回
   路パターンを描画するパターン描画装置と、基板上に形成された回路パターンを光学的に
   検出して得られるパターン測定データとパターン設計データとを比較して欠陥の有無を検
   査するパターン検査装置と、を接続してなるパターン描画システムであって、
   前記パターン描画装置は、前記線束の走査により前記基板から放出される電子，Ｘ線，
   又は光を検出して該装置に設けられた測定計から得られる描画時の装置情報を含む描画結
   果データを得る描画結果検出手段と、前記描画結果検出手段で得られた描画結果データを
   基に欠陥パターンを描画した可能性を示す欠陥予報データを作成する手段と、前記欠陥予
   報データを出力する手段とを有し、
   前記パターン検査装置は、前記パターン描画装置から出力された欠陥予報データを取り
   込む手段と、 前記欠陥の有無の検査を行った後に、前記欠陥予報データに基づいて欠陥
   予報があるにも拘わらず欠陥が検出されなかった箇所に対して、繰り返し検査又は検出感
   度を高めて再検査する手段とを有することを特徴とするパターン描画システム。
4. パターン設計データを基に線源からの線束を基板表面上で走査して該基板上に所望の回
   路パターンを描画するパターン描画装置と、基板上に形成された回路パターンを光学的に
   検出して得られるパターン測定データとパターン設計データとを比較して欠陥の有無を検
   査するパターン検査装置と、を接続してなるパターン描画システムであって、
   前記パターン描画装置は、前記線束の走査により前記基板から放出される電子，Ｘ線，
   又は光を検出して該装置に設けられた測定計から得られる描画時の装置情報を含む描画結
   果データを得る描画結果検出手段と、前記描画結果検出手段で得られた描画結果データを
   基に欠陥パターンを描画した可能性を示す欠陥予報データを作成する手段と、前記欠陥予
   報データを出力する手段とを有し、
   前記パターン検査装置は、前記パターン描画装置から出力された欠陥予報データを取り
   込む手段と、前記欠陥予報データに基づいて検査の優先順位，検出感度，又は繰り返し回
   数を決定する手段とを有し、
   前記パターン検査装置は、前記欠陥予報データを基に欠陥検査を行った後に、予報的中
   率データを作成し、この予報的中率データを前記パターン描画装置にフィードバックし、
   前記パターン描画装置は、前記予報的中率データを基に描画条件を補正することを特徴と
   するパターン描画システム。
5. 前記欠陥予報データを作成する手段は、前記描画装置に与える指令値と実際の描画時に
   測定された実際の値との差分に基づいて欠陥予報データを作成するものであることを特徴
   とする請求項３又は４に記載のパターン描画システム。

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