JPH09197653A - 荷電粒子ビーム露光に於けるマスクパターン検査方法及び荷電粒子ビーム露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、ブロック露光方式の荷電粒子ビーム
露光装置及び方法に於て、マスクパターン検査を行う装
置及び方法を提供することを目的とする。 【解決手段】荷電粒子ビームをマスクに設けられた透過
孔に通して荷電粒子ビームの断面形状を成形し、成形さ
れた荷電粒子ビームを試料に露光する少なくとも２本の
露光コラムを用いる荷電粒子ビーム露光に於て透過孔の
欠陥を検査する方法は、同一の透過孔を有するマスクを
少なくとも２本の露光コラムに搭載し、少なくとも２本
の露光コラムの各々に於て、同一の透過孔に荷電粒子ビ
ームを通して、成形された荷電粒子ビームを試料と略同
一高さの平面上に設けられた微細マークを含む領域に照
射して走査し、少なくとも２本の露光コラムの各々に於
て、微細マークにより反射された荷電粒子を検出して走
査に対応する信号波形を得て、信号波形を少なくとも２
本の露光コラム間で比較する各段階を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は荷電粒子ビーム露光
装置及び荷電粒子ビーム露光方法に関し、詳しくはブロ
ック露光方式の荷電粒子ビーム露光装置及び荷電粒子ビ
ーム露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の集積回路の高密度化に伴って、半
導体ウェハーにパターンを形成する露光技術として、従
来のフォトリソグラフィーに代わり電子線を用いる露光
方式が用いられるようになってきた。電子線を用いる電
子線露光方式には可変矩形露光方式やブロック露光方式
等がある。

【０００３】ブロック露光方式は、種々のパターン形状
の透過孔を有する透過マスクを用いて、選択されたパタ
ーンの透過孔に電子ビームを照射して通過させることに
よって、試料上に選択されたパターンを露光する方法で
ある。透過マスクには、露光処理で繰り返し用いられる
パターンが透過孔として用意されている。従ってこのブ
ロック露光方式は、１Ｇ或いは４ＧのＤＲＡＭのように
露光する部分の殆どが基本パターンの繰り返しである場
合に、特に有効である。この場合、試料上の繰り返しで
ない部分に関しては、可変矩形形状の電子ビームで露光
する。

【０００４】図１０に従来のブロック露光方式電子ビー
ム露光装置の例を示す。図１０に於て、電子ビーム露光
装置１００は、大略、露光コラム部１１０と制御部１５
０とを含む。露光コラム部１１０は、カソード電極１１
１、グリッド電極１１２およびアノード１１３を有する
電子ビーム発生源１１４を含む。露光コラム部１１０は
更に、電子ビームを例えば矩形状に整形する第１のスリ
ット１１５と、整形されたビームを収束させる第１電子
レンズ１１６と、偏向信号Ｓ1 に応じて整形されたビー
ムをブロックマスク（透過マスク）１２０上に照射する
位置を偏向する為のスリットデフレクタ１１７を含む。
露光コラム部１１０は更に、対向して設けられた第２及
び第３のレンズ１１８及び１１９と、この第２レンズと
第３レンズの間に水平方向に移動可能に装着されたブロ
ックマスク１２０と、ブロックマスク１２０の上下方向
に配置されて各々位置情報Ｐ１〜Ｐ４に応じて第２レン
ズ及び第３レンズの間でビームを偏向し、ブロックマス
ク１２０上の複数の透過孔の１つを選択する第１〜第４
の偏向器１２１、１２２、１２３、及び１２４を含む。
露光コラム部１１０は更に、ブランキング信号に応じて
ビームを遮断或いは通過させるブランキング１２５と、
ビームを縮小させる為の第４のレンズ１２６と、アパー
チャ１２７と、リフォーカスコイル１２８と、第５のレ
ンズ１２９を含む。露光コラム部１１０は更に、ダイナ
ミックフォーカスコイル１３０と、ダイナミックスティ
グコイル１３１と、ビームを試料上に投影する為の第６
の対物レンズ１３２と、露光位置決定信号Ｓ２及びＳ３
の各々に応じてウェハ上のビーム位置決めをする主偏向
器（主偏向コイル）１３３及び副偏向器１３４を含む。
露光コラム部１１０は更に、ウェハを搭載してＸ−Ｙ方
向に移動可能なステージ１３５と、第1 〜第４のアライ
メントコイルを含む。

【０００５】制御部１５０は、集積回路装置の設計デー
タを記憶するディスクやＭＴレコーダからなる記憶媒体
１５１と、荷電粒子ビーム全体を制御するＣＰＵ１５２
を含む。制御部１５０は更に、ＣＰＵ１５２のデータバ
ス（たとえば、ＶＭＥなど）を介して接続されたデータ
管理部１５３、露光管理部１５９、マスクステージ制御
部１６０、主偏向器用偏向量設定部１６１、ステージ制
御部１６２を含む。露光するデータは、主に主偏向デー
タと副偏向データからなり、露光開始前に予めデータ管
理部１５３を介してバッファメモリ１５４に記憶され
る。このバッファメモリ１５４は、記憶媒体１５１から
のデータ読み出しが比較的低速であるので、露光データ
を高速に読み出すためのバッファとして用いられる。

【０００６】主偏向データは、露光管理部１５９を介し
て主偏向器用偏向量設定部１６１にセットされる。偏向
量が補正演算された後に偏向量Ｓ２が出力され、その値
がＤＡＣ／ＡＭＰ１７０を介して主偏向器１３３へ出力
される。次に、設定されたフィールドを露光するための
副偏向データがバッファメモリ１５３から読み出され、
パターン発生部１５６でショットデータに分解され、パ
ターン補正部１５７で補正演算が実行される。これらの
回路は、クロック設定部１５８で作成されるクロックで
パイプライン処理される。

【０００７】このパターン補正部１５７での演算の結
果、スリットサイズを設定するＳ１信号と、第１スリッ
ト１１５を通過してＳ１信号で偏向されたビームをブロ
ックマスク１２０上のどの位置に偏向するかを定めるマ
スク偏向信号Ｐ１〜Ｐ4 と、ブロックマスク１２０によ
って成形されたビームを試料上のどの位置に露光するか
を定めるＳ３信号と、ビームの歪みやボケを補正する為
のＳ４信号が出力される。またクロック設定部１５８
は、ブランキング制御用のＢ信号を、ブランキング制御
部１６５に供給する。

【０００８】ウェハの露光位置はステージ制御部１６２
によって制御される。この際、レーザー干渉計１６３に
よって検出された座標位置がステージ制御部１６２に入
力される。ステージ制御部１６２は、検出された座標位
置を参照しながら、モーター１６４を駆動してステージ
１３５を移動させる。

【０００９】このように制御部１５０が露光コラム１１
０を制御して、電子銃より放出された電子ビームは、第
１スリットで矩形形状に整形され、レンズ１１６及び１
１８で収束され、マスク偏向器１２１及び１２２によっ
て偏向されてブロックマスク１２０上に照射される。ブ
ロックマスク１２０を通過した電子ビームは、ブランキ
ング１２５を通過し、第４レンズ１２６で縮小され、主
偏向器１３３により１００μｍ程度のサブフィールド領
域中心に偏向され、更に副偏向器１３４によってこのサ
ブフィールド領域内で偏向される。

【００１０】ブロックマスク１２０の透過孔パターン形
成部分は薄膜化されており、エッチング技術を用いて透
過孔パターンを形成する。ブロックマスクの基盤として
はＳｉ等の半導体や金属板等が用いられる。ブロック露
光で用いるマスク（ブロックマスク）には、可変矩形露
光に用いる矩形開口のほか、種々の複雑な形状のパター
ンが透過孔として形成される。このようなマスクを用い
て高精度に信頼性の高い露光を実現するためには、マス
ク上の透過孔パターンが高精度で欠陥のないものである
必要がある。特にブロック露光を大量生産に適用するた
めにはマスクの信頼性を保証する必要があり、このため
にはブロックマスクの検査技術を確立する必要がある。

【００１１】従来のフォトマスクと同様にブロックマス
クにおいても、マスク検査技術として１）パターンの寸
法検査、２）パターンの配置検査、及び３）マスク表面
検査の３つの検査を実施する必要がある。ブロックマス
クのパターンの最小寸法は、フォトマスクのパターンの
１０倍から２０倍と大きいため、従来のフォトマスク検
査装置を用いて容易にブロックマスクのパターン寸法検
査及び配置検査を実施することが出来る。また表面検査
に関しては、無視できないマスク欠陥のサイズが、従来
のフォトマスク検査の場合のサイズよりも大きいため、
従来のパターン欠陥検査装置を用いて適切な表面検査を
行うことが出来る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このようにブロックマ
スク予め検査することは容易である。しかしながら予め
検査されたマスクをブロック露光方式電子ビーム露光装
置に搭載した後、装置の動作環境で引き起こされるマス
ク欠陥を検査することが必要である。

【００１３】例えば、正確なパターンを保つためには、
マスクへの塵埃の付着を避けなければならない。フォト
マスクでは光を透過させる膜をマスクに張ることにより
塵埃の付着を避けることが出来る。しかし電子ビームを
透過させるような極く薄い膜を作ることは困難であり、
現実的には塵埃の付着を完全に避けることは難しい。ま
た露光処理中に、電子ビームのマスクへの照射によりマ
スクの温度が上昇するため、熱によるマスクの歪みや更
には溶解などの危険性がある。

【００１４】従ってブロックマスクを予め検査しても、
上述のように露光装置内でマスク欠陥を引き起こす要因
がある以上、露光装置内でマスク検査を行う方法が必要
になる。露光装置内でマスク検査を行う例としては、透
過電子ビーム像を目視で検査する方法が提案されている
（第５３回応用物理学会講演予稿集No.2、1992年）。こ
れは、マスク上で電子ビームを走査して電子ビーム走査
位置とマスク透過電子量の関係を測定し、測定結果を透
過電子画像として検査するものである。しかしこの方法
では、目視で透過電子画像を検査するために、マスクパ
ターンが複雑な場合或いは大量になった場合には、検査
に時間がかかりまた信頼性にも問題がある。この透過電
子画像を画像処理して自動検査することも可能である
が、高速で信頼性のある検査手法を確立することが難し
い。またこの検査はマスクパターンを透過する電子の量
を透過電子像として検査しており、試料上の転写パター
ンを直接見ているわけではない。従って、マスク欠陥以
外にマスクから試料に至る間に何等かの原因で発生する
露光欠陥を検出したいとしても、この方法では困難であ
る。

【００１５】従って本発明は、ブロック露光方式の荷電
粒子ビーム露光装置及び荷電粒子ビーム露光方法に於
て、マスク欠陥等に起因する試料上へのパターン露光欠
陥を防ぐために、マスクパターン検査を行う装置及び方
法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に於て
は、荷電粒子ビームをマスクに設けられた透過孔に通し
て荷電粒子ビームの断面形状を成形し、成形された荷電
粒子ビームを試料に露光する少なくとも２本の露光コラ
ムを用いる荷電粒子ビーム露光に於て、ａ）同一の該透
過孔を有する該マスクを該少なくとも２本の露光コラム
に搭載し、ｂ）該少なくとも２本の露光コラムの各々に
於て、同一の該透過孔に該荷電粒子ビームを通して、該
成形された荷電粒子ビームを該試料と略同一高さの平面
上に設けられた微細マークを含む領域に照射して走査
し、ｃ）該少なくとも２本の露光コラムの各々に於て、
該微細マークにより反射された荷電粒子を検出して該走
査に対応する信号波形を得て、ｄ）該信号波形を該少な
くとも２本の露光コラム間で比較することで該透過孔の
欠陥を検査する。

【００１７】従って、少なくとも２本の露光コラムを用
いる方式の荷電粒子ビーム露光に於て、異なったコラム
間で信号波形を比較することによって、マスクパターン
の欠陥を容易に検査することができる。請求項２の発明
に於ては、請求項１記載の方法に於て、前記段階ａ）乃
至ｄ）を、前記試料に対する露光処理の前後で行う。

【００１８】従って、少なくとも２本の露光コラムを用
いる方式の荷電粒子ビーム露光に於て、露光処理に起因
するマスクパターンの欠陥を容易に検査できる。請求項
３の発明に於ては、荷電粒子ビームをマスクに設けられ
た透過孔に通して荷電粒子ビームの断面形状を成形し、
成形された荷電粒子ビームを試料に露光する荷電粒子ビ
ーム露光に於て、ａ）第１の透過孔及びそれに同一な第
２の透過孔の少なくとも２つの同一な該透過孔を有する
該マスクを搭載し、ｂ）該第１の透過孔に該荷電粒子ビ
ームを通して、該成形された荷電粒子ビームを該試料と
略同一高さの平面上に設けられた微細マークを含む領域
に照射して第１の走査を行い、ｃ）該微細マークにより
反射された荷電粒子を検出して該第１の走査に対応する
第１の信号波形を得て、ｄ）該第２の透過孔に該荷電粒
子ビームを通して、該成形された荷電粒子ビームを該微
細マークを含む該領域に照射して第２の走査を行い、
ｅ）該微細マークにより反射された荷電粒子を検出して
該第２の走査に対応する第２の信号波形を得て、ｆ）該
第１の信号波形と該第２の信号波形とを比較することで
該透過孔の欠陥を検査する。

【００１９】従って、荷電粒子ビーム露光に於て、逐次
的に測定された信号波形同士を比較することによって、
マスクパターンの欠陥を容易に検査することができる。
請求項４の発明に於ては、請求項３記載の方法に於て、
前記段階ｂ）は、ｂ１）該第１の透過孔を含む第１のマ
スクエリアを選択し、ｂ２）該第１の透過孔に該荷電粒
子ビームを通す各段階を含み、前記段階ｄ）は、ｄ１）
該第２の透過孔を含む第２のマスクエリアを選択し、ｄ
２）該第２の透過孔に該荷電粒子ビームを通す各段階を
含む。

【００２０】従って、荷電粒子ビーム露光に於て、同一
マスクエリア内のスペースを無駄にすることなく、パタ
ーンの欠陥を容易に検査できる。請求項５の発明に於て
は、請求項３記載の方法に於て、前記段階ａ）乃至ｆ）
を、前記試料に対する露光処理の前後で行う。

【００２１】従って、荷電粒子ビーム露光に於て、露光
処理に起因するマスクパターンの欠陥を容易に検査でき
る。請求項６の発明に於ては、荷電粒子ビームをマスク
に設けられた透過孔に通して荷電粒子ビームの断面形状
を成形し、成形された荷電粒子ビームを試料に露光する
荷電粒子ビーム露光に於て、ａ）該透過孔に該荷電粒子
ビームを通して、該成形された荷電粒子ビームを該試料
と略同一高さの平面上に設けられた微細マークを含む領
域に照射して第１の走査を行い、ｂ）該微細マークによ
り反射された荷電粒子を検出して該第１の走査に対応す
る第１の信号波形を得て、ｃ）該試料に対する露光処理
を行い、ｄ）該透過孔に該荷電粒子ビームを通して、該
成形された荷電粒子ビームを該微細マークを含む該領域
に照射して第２の走査を行い、ｅ）該微細マークにより
反射された荷電粒子を検出して該第２の走査に対応する
第２の信号波形を得て、ｆ）該第１の信号波形と該第２
の信号波形とを比較することで該透過孔の欠陥を検査す
る。

【００２２】従って、荷電粒子ビーム露光に於て、特別
なマスクパターンを用意することなく、露光処理に起因
するマスクパターンの欠陥を容易に検査できる。請求項
７の発明に於ては、マスクに設けられた所定形状の透過
孔を通過させて断面形状を成形した荷電粒子ビームを試
料に露光して該所定形状のパターンを生成し、該マスク
に設けられた矩形形状の透過孔を通過させて断面形状を
成形した該荷電粒子ビームを該試料上に順次露光して一
つ或いはそれ以上の該矩形形状のパターンの集まりとし
て任意形状のパターンを生成する荷電粒子ビーム露光に
於て、ａ）該所定形状の透過孔を用いて該所定形状の第
１のパターンを該試料上に生成し、ｂ）該矩形形状の透
過孔を用いて該矩形形状のパターンの集まりとして該所
定形状の第２のパターンを該試料上に生成し、ｃ）該第
１のパターンを該第２のパターンと比較することで該所
定形状の透過孔を検査する。

【００２３】従って、荷電粒子ビーム露光に於て、可変
矩形露光法を基準として用いることにより、ブロック露
光処理で用いられるマスクパターンの欠陥を容易に検査
することができる。請求項８の発明に於ては、請求項７
記載の方法に於て、前記第１のパターン及び前記第２の
パターンは、ガラス基盤上に成膜された金属パターンで
ある。

【００２４】従って、荷電粒子ビーム露光に於て、ブロ
ック露光処理で用いられるマスクパターンの欠陥を確実
に検査できる。請求項９の発明に於ては、請求項７記載
の方法に於て、前記段階ａ）及び前記段階ｂ）は、各
々、前記第１のパターン及び前記第２のパターンを実際
の露光時よりも拡大して生成する。

【００２５】従って、荷電粒子ビーム露光に於て、ブロ
ック露光処理で用いられるマスクパターンの欠陥を高い
精度で検査できる。請求項１０の発明に於ては、マスク
に設けられた所定形状の透過孔を通過させて断面形状を
成形した荷電粒子ビームを試料に露光して該所定形状の
パターンを生成し、該マスクに設けられた矩形形状の透
過孔を通過させて断面形状を成形した該荷電粒子ビーム
を該試料上に順次露光して一つ或いはそれ以上の該矩形
形状のパターンの集まりとして任意形状のパターンを生
成する荷電粒子ビーム露光方法は、ａ）該所定形状に関
するデータを用いて該所定形状の透過孔をマスクに形成
し、ｂ）該矩形形状の透過孔を該マスクに形成し、ｃ）
該マスクを搭載し、ｄ）該所定形状の透過孔を用いて該
所定形状の第１のパターンを該試料上に生成し、ｅ）該
所定形状に関する該データを基にして、該矩形形状の透
過孔を用いて該矩形形状のパターンの集まりとして該所
定形状の第２のパターンを該試料上に生成し、ｆ）該第
１のパターンを該第２のパターンと比較する。

【００２６】従って、荷電粒子ビーム露光方法に於て、
ブロック露光処理で用いられるマスクパターンの欠陥を
検査することができるので、信頼性のある露光処理を行
うことが出来る。請求項１１の発明に於ては、荷電粒子
ビームをマスクに設けられた透過孔に通して荷電粒子ビ
ームの断面形状を成形し、成形された荷電粒子ビームを
試料に露光する少なくとも２本の露光コラムを有する荷
電粒子ビーム露光装置は、該少なくとも２本の露光コラ
ム各々に搭載された同一の透過孔を有するマスクと、該
少なくとも２本の露光コラムの各々に於て、該試料と略
同一高さの平面上に設けられた微細マークと、該少なく
とも２本の露光コラムの各々に設けられ、該同一の透過
孔を通過した該荷電粒子ビームを該微細マークを含む該
平面上で走査する偏向器と、該少なくとも２本の露光コ
ラムの各々に設けられ、該微細マークにより反射された
荷電粒子を検出する検出器と、該検出器からの信号波形
を格納するメモリと、該メモリに格納された該同一の透
過孔に対する該信号波形を該少なくとも２本の露光コラ
ム間で比較する比較ユニットを含み該同一の透過孔の欠
陥を検査することを特徴とする。

【００２７】従って、少なくとも２本の露光コラムを用
いる荷電粒子ビーム露光装置において、異なった露光コ
ラム間で信号波形を比較することによって、マスクパタ
ーンの欠陥を容易に検査することが出来る。請求項１２
の発明に於ては、請求項１１記載の装置に於て、前記微
細マークは、大きさが略0.2 μm 以下のドットである。

【００２８】従って、少なくとも２本の露光コラムを用
いる荷電粒子ビーム露光装置において、マスクパターン
の欠陥を容易に検査することが出来る。請求項１３の発
明に於ては、請求項１１記載の装置に於て、前記比較ユ
ニットは数値演算機能を有した半導体素子である。

【００２９】従って、少なくとも２本の露光コラムを用
いる荷電粒子ビーム露光装置において、マスクパターン
の欠陥を容易にかつ高速に検査することが出来る。請求
項１４の発明に於ては、荷電粒子ビームをマスクに設け
られた透過孔に通して荷電粒子ビームの断面形状を成形
し、成形された荷電粒子ビームを試料に露光する荷電粒
子ビーム露光装置は、第１の透過孔及びそれに同一な第
２の透過孔の少なくとも２つの同一な透過孔を有するマ
スクと、該試料と略同一高さの平面上に設けられた微細
マークと、該第１の透過孔と該第２の透過孔の一方を通
過した該荷電粒子ビームを該微細マークを含む該平面上
の領域で走査する偏向器と、該微細マークにより反射さ
れた荷電粒子を検出する検出器と、該第１の透過孔を通
過した該荷電粒子ビームを走査して得られる該検出器か
らの第１の信号波形と、該第２の透過孔を通過した該荷
電粒子ビームを走査して得られる該検出器からの第２の
信号波形とを格納するメモリと、該メモリに格納された
該第１の信号波形と該第２の信号波形とを比較する比較
ユニットを含み該透過孔の欠陥を検査することを特徴と
する。

【００３０】従って、荷電粒子ビーム露光装置におい
て、逐次的に検出された信号波形同士を比較することに
よって、マスクパターンの欠陥を容易に検査することが
出来る。請求項１５の発明に於ては、請求項１４記載の
装置に於て、前記微細マークは、大きさが略0.2 μm 以
下のドットである。

【００３１】従って、荷電粒子ビーム露光装置におい
て、マスクパターンの欠陥を容易に検査することが出来
る。請求項１６の発明に於ては、請求項１４記載の装置
に於て、前記比較ユニットは数値演算機能を有した半導
体素子である。

【００３２】従って、荷電粒子ビーム露光装置におい
て、マスクパターンの欠陥を容易にかつ高速に検査する
ことが出来る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の原理及び実施例を
添付の図面を用いて説明する。図１（Ａ）及び（Ｂ）は
本発明の第１の原理を示す図である。図１（Ａ）及び
（Ｂ）はマスクパターンの形状に関するデータ収集を示
し、収集されたデータからマスクパターンの欠陥を検出
する。

【００３４】図１（Ａ）に示されるように、電子銃１０
から放出された電子ビームは、偏向器１２によって偏向
され、ブロックマスク１１上のマスクパターン（透過
孔）１３に照射される。マスクパターン１３を透過した
電子ビームは、試料１４上に照射される。試料１４の表
面には微細ドット１５が形成されており、照射された電
子ビームに対して反射電子を放出する（厳密には２次電
子をも放出する）。この微細ドット１５は、0.2 μm 程
度以下の大きさであり、例えばＴａを用いて形成するこ
とができる。

【００３５】反射電子検出器１６は、微細ドット１５か
らの反射電子を検出し、検出された電子量に応じた電流
の信号を出力する。偏向器１７によって電子ビームを試
料１４上で走査することによって、電子ビーム形状即ち
マスクパターン形状を反映して時間変化する信号が得ら
れる。具体的には、例えば、偏向器によって電子ビーム
をＸ方向に走査して、一走査終了毎に電子ビームをＹ方
向に移動させればよい。このように電子ビームを走査し
て得られた信号波形を、電子ビームのＸ方向偏向位置及
びＹ方向偏向位置に応じて２次元平面に表せば、図１
（Ｂ）に示されるような画像が得られる。なお図１
（Ｂ）のパターン内部の線は、検出された反射電子量に
対応する等高線である。

【００３６】図１（Ａ）のようにして得られた信号波形
からマスクパターンの欠陥を検出するために、以下のよ
うな方法を用いることが出来る。 １）２本以上の露光コラムからなるシステムの場合に、
各コラムにおいて同一のマスクパターンに対してデータ
収集を行い、各コラムからの信号波形を比較する。信号
波形間に違いがあった場合には、欠陥の可能性があるマ
スクパターンとしてアラームを上げるとともに、その欠
陥の大きさや露光パターンへの影響の重大さ等を判断し
て、マスクを交換する。この判断には画像の目視検査も
併用する。全てを目視で検査していく場合に比べて欠陥
の可能性が特定されている、比較する対象の信号がある
などの理由により、判断が非常に容易かつ効果的に行え
る。

【００３７】２）１本のコラムからなるシステムの場合
に、一つのブロックマスク上に同一のパターンを少なく
とも２つ用意し、各パターンに対して逐次データ収集を
行う。各パターンの信号波形を記憶手段に記憶して比較
することによって、パターンに問題があるかどうかを判
定する。欠陥の可能性のある場合（信号差が見つかった
場合）の処理は、１）と同様である。。

【００３８】このように本発明の第１の原理によれば、
電子ビーム露光装置に搭載されたブロックマスクのマス
ク欠陥を信号波形の比較によって容易に検出することが
でき、またマスク欠陥だけでなく、ブロックマスクから
試料に至る間に何等かの原因で発生する露光パターン欠
陥をも検出することが出来る。

【００３９】図２は、本発明の第１の実施例によりマス
ク欠陥を検出する電子ビーム露光装置２０の構成を示す
図である。マスク欠陥を検出する電子ビーム露光装置２
０は、２つの露光コラム２１Ａ及び２１Ｂを有し、各々
のコラムに対する別系統の制御システム及び信号処理シ
ステムを含む。露光コラム２１Ａ及び露光コラム２１Ｂ
は、各々、電子銃１０Ａ及び１０Ｂ、ブロックマスク１
１Ａ及び１１Ｂ、マスクパターン偏向用の偏向器１２Ａ
及び１２Ｂ、ブロックマスク上の同一マスクパターン１
３Ａ及び１３Ｂ、試料１４Ａ及び１４Ｂ、試料上の微細
ドット１５Ａ及び１５Ｂ、反射電子検出器１６Ａ及び１
６Ｂ、及び偏向器１７Ａ及び１７Ｂを含む。

【００４０】電子ビーム露光装置２０は更に、露光コラ
ム２１Ａ及び露光コラム２１Ｂ両者に対して制御を行う
ＣＰＵ２２、露光に際してブロックマスク上のどのマス
クパターンを用いるかを示すパターンデータを格納する
パターンデータメモリユニット２３を含む。電子ビーム
露光装置２０は更に、露光コラム２１Ａ及び露光コラム
２１Ｂの系統に対して、各々、偏向データ発生ユニット
２４Ａ及び２４Ｂ、反射電子検出器からの信号を増幅す
るアンプ２５Ａ及び２５Ｂ、アンプからのアナログ信号
をディジタル信号に変換するＡＤ変換器２６Ａ及び２６
Ｂ、ＡＤ変換器からのディジタル信号を記憶する波形メ
モリ２７Ａ及び２７Ｂを含む。偏向データ発生ユニット
２４Ａ及び２４Ｂは、パターンデータメモリユニット２
３からのパターンデータに応じて、ブロックマスク上の
選択されたパターンに電子ビームを偏向するためのマス
ク偏向データ及び電子ビームを試料上で走査するための
偏向データを発生する。

【００４１】電子ビーム露光装置２０は更に、波形メモ
リ２７Ａ及び２７Ｂに格納された波形信号を比較する波
形比較ユニット２８を含む。まずブロックマスク１１Ａ
及び１１Ｂ上のどのマスクパターンを検査するかを決定
する。この場合、検査するマスクパターンはマスクパタ
ーン１３Ａ及び１３Ｂであり、ＣＰＵ２２の制御の基
に、偏向データ発生ユニット２４Ａ及び２４Ｂがパター
ンデータメモリユニット２３からマスクパターン１３Ａ
及び１３Ｂに関するパターンデータを読みだす。偏向デ
ータ発生ユニット２４Ａ及び２４Ｂは、このパターンデ
ータを基にして、電子ビームをマスクパターン１３Ａ及
び１３Ｂに照射するためのマスク偏向データを生成す
る。このマスク偏向データを用いて、偏向器１２Ａ及び
１２Ｂは電子ビームを偏向し、選択されたマスクパター
ン１３Ａ及び１３Ｂに電子ビームを照射する。偏向デー
タ発生ユニット２４Ａ及び２４Ｂは更に、パターンデー
タを基にして、電子ビームを偏向するための偏向データ
を生成する。この偏向データを用いて、偏向器１７Ａ及
び１７Ｂが電子ビームを試料上で走査する。

【００４２】試料１４Ａ及び１４Ｂ上に設けられた微細
ドット１５Ａ及び１５Ｂに電子ビームが照射されると、
反射電子検出器１６Ａ及び１６Ｂが反射電子を検出す
る。偏向器１７Ａ及び１７Ｂによって電子ビームが走査
されるので、反射電子検出器１６Ａ及び１６Ｂで検出さ
れた信号は、マスクパターン１３Ａ及び１３Ｂの形状を
反映した時間変化を有する。この信号は、アンプ２５Ａ
及び２５ＢとＡＤ変換器２６Ａ及び２６Ｂとを介して、
波形メモリ２７Ａ及び２７Ｂに格納される。

【００４３】試料上の電子ビームの走査は、試料上のあ
る一定領域内を、Ｘ方向及びＹ方向に所定のピッチで電
子ビームを偏向することによって行う。このようにして
走査された電子ビーム位置をアドレスとして、信号を波
形メモリ２７Ａ及び２７Ｂに格納する。露光コラム２１
Ａ及び露光コラム２１Ｂに於て、マスクから試料への電
子ビーム縮率は同一であるので、ビーム位置にオフセッ
トを付ければ波形メモリ２７Ａ及び２７Ｂに格納される
２つの信号波形は同一になる。つまり微細ドット１５Ａ
及び１５Ｂの位置が若干異なっても、電子ビーム走査位
置即ちメモリアドレスに関して信号波形をシフトして格
納すれば、両信号波形は一致する。

【００４４】波形比較ユニット２８は、波形メモリ２７
Ａ及び２７Ｂに格納された波形を取り出して比較する。
両波形の比較は、２次元画像としての比較ではなくて１
次元の信号として波形同士を比較すれば良く、従って複
雑な２次元のパターン処理を行う必要がない。例えば、
２つの波形同士の引き算を計算し、その結果の絶対値が
所定値以上の値を有するかどうかを判断すればよい。な
お波形比較ユニット２８には、ＤＳＰ（Digital Signal
Processor）等の数値演算機能を有した半導体素子を用
いることが出来る。

【００４５】両波形間に差異がある場合には、マスクパ
ターン１３Ａ或いは１３Ｂのいずれかに欠陥があること
になる。その場合には、目視によってマスクパターン１
３Ａ或いは１３Ｂのどちらに欠陥があるかを判定するこ
とも出来るが、通常は自動的に以下のような処理を行え
ば良い。即ち、欠陥の可能性がある場合には、両方のマ
スクを交換するか、或いは一方を交換して再検査する。
これを両波形間に差異が無くなるまで行うことにより、
欠陥のあるマスクを排除することが出来る。

【００４６】図３は、本発明の第１の実施例によるマス
ク検査処理のフローチャートを示す。ステップＳ１で、
露光コラムＡ及び露光コラムＢに同一のブロックマスク
を搭載する。

【００４７】ステップＳ２で、各コラムの対応するマス
クパターンを選択する。ステップＳ３で、試料面上に配
置された（即ち露光を行う試料面と同一の高さに配置さ
れた）微細ドットを走査する。ステップＳ４で、両露光
コラムの走査波形を比較して、両走査波形間に所定しき
い値以上の違いがあるかどうかを判定する。違いがある
場合にはステップＳ５に進み、違いがない場合にはステ
ップＳ６に進む。

【００４８】ステップＳ５で、当該マスクパターンを欠
陥パターンとして登録する。ステップＳ６で、ブロック
マスク内の全てのマスクパターンについて検査を終了し
たかどうかを判定する。全てのマスクパターンに対して
検査を終了した場合には、ステップＳ７に進み、検査し
ていないマスクパターンがある場合にはステップＳ２に
戻る。

【００４９】ステップＳ７で、ブロックマスクが使用可
能なマスクであるかを判定する。使用可能なマスクであ
る場合には検査を終了し、使用不可なマスクである場合
にはステップＳ１に戻る。以上のように本発明の第１の
実施例によれば、２本の露光コラムを用いる電子ビーム
露光方式に於て、電子ビーム露光装置に搭載されたブロ
ックマスクのマスク欠陥を、２つの露光コラムから得ら
れた信号波形を互いに比較することによって容易に検出
することが出来る。

【００５０】図４は、本発明の第２の実施例によりマス
ク欠陥を検出する電子ビーム露光装置３０の構成を示す
図である。第２の実施例に於ては、単一の露光コラムを
用いる場合にマスク検査を行う構成となっている。図４
に於て、図１と同一の要素は同一の記号で参照され、そ
の説明は省略される。

【００５１】第２の実施例の電子ビーム露光装置３０
は、露光コラム部３１、ＣＰＵ３２、パターンデータメ
モリユニット３３、制御データ発生ユニット３４、アン
プ３５、ＡＤ変換器３６、波形メモリ３７、及び波形比
較ユニット３８を含む。露光コラム部３１にはブロック
マスク１１Ｃが設けられており、このブロックマスク１
１Ｃは、２つの同一のマスクパターン１３Ｃ及び１３Ｄ
を有する。

【００５２】第２の実施例においては、一つのブロック
マスク１１Ｃ上に上述のような同一のマスクパターン１
３Ｃ及び１３Ｄを設け、これらの２つのマスクパターン
間で比較を行うことによってマスク欠陥を検出する。ま
た露光コラム部３１は更に、ブロックマスク１１Ｃを搭
載するマスク搭載ステージ３９を含む。

【００５３】一般的なブロックマスクの構造を詳細に説
明すると、一つのブロックマスク上には複数のマスクエ
リアが設けられており、夫々のマスクエリアが複数のマ
スクパターンを有する。一つのマスクエリア内では、偏
向によって電子ビームを任意の位置に照射できる。別の
マスクエリア内のマスクパターンを用いる場合には、ブ
ロックマスクを搭載するマスク搭載ステージによりブロ
ックマスクを水平方向に移動させて当該マスクパターン
を含むマスクエリアを電子ビーム光軸近くに位置させ、
電子ビーム偏向によってそのマスクエリア内のマスクパ
ターンを選択する。

【００５４】第２の実施例に於ては、上記同一のマスク
パターン１３Ｃ及び１３Ｄを別々のマスクエリア上に形
成し、マスク搭載ステージ３９を用いてブロックマスク
１１Ｃを移動させてそれらのマスクパターンを選択す
る。なお、これは一つのマスクエリア内に同一のマスク
パターンを設けることが、実際の露光処理においてスペ
ースの無駄になるからであり、本発明の原理に関わる本
質的な問題ではない。

【００５５】まずブロックマスク１１Ｃのどのマスクパ
ターンを検査するかを決定する。この場合、検査するマ
スクパターンはマスクパターン１３Ｃ及び１３Ｄであ
る。まず、ＣＰＵ３２の制御の基に、制御データ発生ユ
ニット３４がパターンデータメモリユニット３３から、
マスクパターン１３Ｃに関するパターンデータを読みだ
す。制御データ発生ユニット３４は、このパターンデー
タを基にして、マスクパターン１３Ｃを含むマスクエリ
アを電子ビーム光軸近くに移動するためのマスク搭載ス
テージデータ、及び電子ビームをマスクパターン１３Ｃ
に照射するためのマスク偏向データを生成する。マスク
搭載ステージデータを基にして、マスク搭載ステージ３
９は、マスクパターン１３Ｃを含むマスクエリアを電子
ビーム光軸近くに移動する。またマスク偏向データを用
いて、偏向器１２は電子ビームを偏向し、選択されたマ
スクパターン１３Ｃに電子ビームを照射する。偏向器１
７は、マスクパターン１３Ｃを通過した電子ビームを試
料上で走査する。

【００５６】試料１４上に設けられた微細ドット１５に
電子ビームが照射されると、反射電子検出器１６が反射
電子を検出する。偏向器１７によって電子ビームが走査
されるので、反射電子検出器１６で検出された信号は、
マスクパターン１３Ｃの形状を反映した時間変化を有す
る。この信号は、アンプ３５とＡＤ変換器３６とを介し
て、波形メモリ３７に格納される。

【００５７】マスクパターン１３Ｃに関する波形データ
が収集されると、次にマスクパターン１３Ｄに関する波
形データを同様に収集する。マスクパターン１３Ｃ及び
１３Ｄに関する２つの波形データは、波形メモリ３７上
の異なったアドレスに格納される。波形比較ユニット３
８は、両波形を波形メモリ３７から取り出して互いに比
較する。

【００５８】両波形間に差異がある場合には、マスクパ
ターン１３Ｃ或いは１３Ｄのいずれかに欠陥があること
になる。その場合には、目視によってマスクパターン１
３Ａ或いは１３Ｂのどちらに欠陥があるかを判定するこ
とも出来るが、通常は自動的に以下のような処理を行え
ば良い。即ち、欠陥の可能性がある場合には、両方のマ
スクを交換するか、或いは一方を交換して再検査する。
これを両波形間に差異が無くなるまで行うことにより、
欠陥のあるマスクを排除することが出来る。

【００５９】図５は、本発明の第２の実施例によるマス
ク検査処理のフローチャートを示す。ステップＳ１１
で、同一のマスクパターンが少なくとも２つのマスクエ
リアに設けられたブロックマスクを露光コラムに搭載す
る。

【００６０】ステップＳ１２で、マスク搭載ステージを
移動して、あるマスクエリアを選択する。ステップＳ１
３で、マスクエリア内の全てのマスクパターンを順次選
択して、試料面上に配置された（即ち露光を行う試料面
と同一の高さに配置された）微細ドットを走査し、得ら
れた信号波形を波形メモリに格納する。

【００６１】ステップＳ１４で、マスク搭載ステージを
移動して、同一のマスクパターンを有する別のマスクエ
リアを選択する。ステップＳ１５で、マスクエリア内の
全てのマスクパターンを順次選択して、試料面上に配置
された（即ち露光を行う試料面と同一の高さに配置され
た）微細ドットを走査し、得られた信号波形を波形メモ
リに格納する。

【００６２】ステップＳ１６で、メモリに格納された信
号波形を両マスクエリア間で比較し、両走査波形間に所
定しきい値以上の違いがあるかどうかを判定する。違い
がある場合にはステップＳ１７に進み、違いがない場合
にはステップＳ１８に進む。ステップＳ１７で、違いが
あるマスクパターンを、欠陥パターンとして登録する。

【００６３】ステップＳ１８で、ブロックマスク内の全
てのマスクパターンについて検査を終了したかどうかを
判定する。全てのマスクパターンに対して検査を終了し
た場合には、ステップＳ１９に進み、検査していないマ
スクパターンがある場合にはステップＳ１２に戻る。

【００６４】ステップＳ１９で、ブロックマスクが使用
可能なマスクであるかを判定する。使用可能なマスクで
ある場合には検査を終了し、使用不可なマスクである場
合にはステップＳ１１に戻る。以上のように本発明の第
２の実施例によれば、同一のマスクパターンを設けたブ
ロックマスクを用いて同一のマスクパターンから得られ
た信号波形を比較することで、電子ビーム露光装置に搭
載されたブロックマスクのマスク欠陥を容易に検出する
ことが出来る。

【００６５】本発明の第１或いは第２の実施例におい
て、図３或いは図５に示される検査を露光処理の前後に
行えば、露光処理によって発生するパターン欠陥（熱に
よるパターン損壊等）を検出できる。また露光処理によ
って発生するパターン欠陥のみを検出する方法として、
同一のマスクパターンを用いて露光処理前後でデータ収
集をし、露光処理前後の２つの信号波形を比較すること
も考えられる。

【００６６】図６は、本発明の第３の実施例による露光
処理に起因するパターン欠陥を検査する方法を示す。ス
テップＳ２１で、ブロックマスクを露光コラムに搭載す
る。ステップＳ２２で、検査するマスクパターンを選択
する。

【００６７】ステップＳ２３で、選択されたマスクパタ
ーンを電子ビームで順次照射して、試料面上に配置され
た（即ち露光を行う試料面と同一の高さに配置された）
微細ドットを走査し、得られた信号波形を波形メモリに
格納する。ステップＳ２４で、実際の試料に対する露光
処理を行う。

【００６８】ステップＳ２５で、選択されたマスクパタ
ーンを電子ビームで順次照射して、試料面上に配置され
た（即ち露光を行う試料面と同一の高さに配置された）
微細ドットを走査し、得られた信号波形を波形メモリに
格納する。ステップＳ２６で、メモリに格納された信号
波形を露光処理前後で比較し、両走査波形間に所定しき
い値以上の違いがあるかどうかを判定する。

【００６９】ステップＳ２７で、ブロックマスクが使用
可能なマスクであるかを判定する。以上で処理を終了す
る。以上のように本発明の第３の実施例に於ては、ブロ
ックマスクの同一のマスクパターンから得られた信号波
形を露光処理前後で比較することで、露光処理に起因す
るマスク欠陥を容易に検出することが出来る。

【００７０】図７は、本発明の第２の原理によるマスク
パターン検査方法を示す図である。本発明の第２の原理
によるマスクパターン検査方法に於ては、ステップＳ３
１で、ブロックマスク上のマスクパターンを試料に露光
する。ステップＳ３２で、露光したパターンと同一のパ
ターンを可変矩形露光法を用いて露光する。ステップＳ
３３で、ブロック露光法で生成されたパターンと可変矩
形露光法で生成されたパターンとを比較する。

【００７１】可変矩形露光法は、あるパターンを形状及
び大きさの異なる複数の矩形に分割して表現し、各々の
矩形パターンを逐次露光して全体のパターンを構成する
ものである。従って可変矩形露光法を用いて露光を行う
場合、露光するパターンの形状に関するデータが必要に
なる。本発明の第２の原理によるマスクパターン検査方
法に於ては、可変矩形露光法を用いて露光するパターン
はブロックマスク上のマスクパターンと同一のパターン
であるので、ブロックマスク作成に用いたマスクパター
ンの形状に関するデータをそのまま用いることが出来
る。従って、本発明の第２の原理によってマスクパター
ンを検査するために、特別に形状に関するデータを予め
作成する必要はない。

【００７２】また夫々のパターンを別のチップに作成す
れば、２チップ間の比較という従来のホトマスクと同一
の試験が可能となる。つまり従来の比較検査装置をその
まま用いて、マスクパターンの検査を行うことが可能と
なる。以上のように本発明の第２の原理によれば、ブロ
ック露光法及び可変矩形露光法を用いて２つの同一のパ
ターンを露光し、それら２つのパターンを比較すること
によって、マスクパターンの検査を容易に行うことが出
来る。

【００７３】図８は、本発明の第２の原理による第４の
実施例に従った、マスクパターン検査処理の工程を示す
フローチャートである。ステップＳ４１で、設計データ
を作成する。ステップＳ４２で、ブロック抽出処理を行
うことによって設計データから、露光データ及び形状デ
ータを抽出する。具体的には、設計データの繰り返し部
分を抽出して、その繰り返し部分をブロック露光法で露
光するために必要な露光データ（パターンデータ：ブロ
ックマスク上のどのマスクパターンを試料上のどの位置
に露光するかを示すデータ）を作成する。また繰り返し
部分以外の部分に対しては、可変矩形露光法で露光する
ために必要な露光データ（どの矩形を試料上のどの位置
に露光するかを示すデータ）を作成する。また更にブロ
ックマスクを作成するために、各マスクパターンの形状
を表す形状データを作成する。

【００７４】ステップＳ４３で、形状データを基にブロ
ックマスクを作成して、電子ビーム露光装置に搭載す
る。このステップＳ４３までは、ブロック露光法により
露光を行うために必要な通常のステップである。つまり
ブロック露光法による露光処理では、上記ブロックマス
ク及び露光データを用いて、設計データ通りのパターン
を試料上に露光する。ステップＳ４３以降の以下のステ
ップが、ブロックマスク上のマスクパターンを検査する
工程である。

【００７５】ステップＳ４４で、ブロックマスク上の各
々のマスクパターンを逐次選択し、マスクパターンを一
つずつ試料上の別々の位置に露光していく。図９（Ａ）
に、各々のマスクパターンが露光された試料の様子を示
す。ステップＳ４５で、形状データを基に可変矩形露光
法を用いて、各々のマスクパターンの形状を試料上に露
光する。可変矩形露光法による露光は、例えば、ブロッ
ク露光法で露光されたチップの隣のチップに対して行
う。図９（Ｂ）に、各々のマスクパターンの形状が可変
露光法により露光された試料の様子を示す。

【００７６】ステップＳ４６で、ブロック露光法による
露光パターンと可変矩形露光法による露光パターンとを
比較する。この際、上述のように従来の比較検査装置を
用いることが出来る。以上で処理を終了する。上記ステ
ップＳ４４及びステップＳ４５に於て、試料にマスクパ
ターンを露光する際には、実際に設計データを露光する
時と同一の大きさでパターンを露光すればよい。しかし
ながらパターンの検査をより精密に行うためには、実際
の露光時よりも拡大したパターンを露光することが好ま
しい。

【００７７】また本実施例に於てパターン検査のために
用いる試料としては、ガラス基盤上に薄い金属をコーテ
ィングした基盤（一般的にはＣｒウェハ等）を用いて、
エッチングにより金属にパターン転写することが好まし
い。これはレジストパターンよりも、ガラス基盤上に成
膜された金属パターンの方がパターンが明確に形成さ
れ、上記比較検査装置に於ける検査がより確実なものと
なるからである。

【００７８】以上のように、本発明の第２の原理による
第４の実施例に於ては、ブロック露光法及び可変矩形露
光法を用いて２つの同一のパターンを露光し、それら２
つのパターンを比較することによって、マスクパターン
の検査を容易に行うことが出来る。また、可変矩形露光
法により露光されたパターンを基準としてパターン検査
を行うので、ブロック露光に於けるマスクから露光試料
への縮率の誤差或いはパターン歪み等も同時に検査する
ことが出来る。

【００７９】

【発明の効果】請求項１の発明に於ては、少なくとも２
本の露光コラムを用いる方式の荷電粒子ビーム露光に於
て、異なった露光コラム間で信号波形を比較することに
よって、マスクパターンの欠陥を容易に検査することが
できる。

【００８０】請求項２の発明に於ては、少なくとも２本
の露光コラムを用いる方式の荷電粒子ビーム露光に於
て、露光処理に起因するマスクパターンの欠陥を容易に
検査できる。請求項３の発明に於ては、荷電粒子ビーム
露光に於て、逐次的に測定された信号波形同士を比較す
ることによって、マスクパターンの欠陥を容易に検査す
ることができる。

【００８１】請求項４の発明に於ては、荷電粒子ビーム
露光に於て、同一マスクエリア内のスペースを無駄にす
ることなく、パターンの欠陥を容易に検査できる。請求
項５の発明に於ては、荷電粒子ビーム露光に於て、露光
処理に起因するマスクパターンの欠陥を容易に検査でき
る。

【００８２】請求項６の発明に於ては、荷電粒子ビーム
露光に於て、特別なマスクパターンを用意することな
く、露光処理に起因するマスクパターンの欠陥を容易に
検査できる。請求項７の発明に於ては、荷電粒子ビーム
露光に於て、可変矩形露光法を基準として用いることに
より、ブロック露光処理で用いられるマスクパターンの
欠陥を容易に検査することができる。

【００８３】請求項８の発明に於ては、荷電粒子ビーム
露光に於て、ブロック露光処理で用いられるマスクパタ
ーンの欠陥を確実に検査できる。請求項９の発明に於て
は、荷電粒子ビーム露光に於て、ブロック露光処理で用
いられるマスクパターンの欠陥を高い精度で検査でき
る。

【００８４】請求項１０の発明に於ては、荷電粒子ビー
ム露光方法に於て、ブロック露光処理で用いられるマス
クパターンの欠陥を検査することができるので、信頼性
のある露光処理を行うことが出来る。請求項１１の発明
に於ては、少なくとも２本の露光コラムを用いる荷電粒
子ビーム露光装置において、異なった露光コラム間で信
号波形を比較することによって、マスクパターンの欠陥
を容易に検査することが出来る。

【００８５】請求項１２の発明に於ては、少なくとも２
本の露光コラムを用いる荷電粒子ビーム露光装置におい
て、マスクパターンの欠陥を容易に検査することが出来
る。請求項１３の発明に於ては、少なくとも２本の露光
コラムを用いる荷電粒子ビーム露光装置において、マス
クパターンの欠陥を容易にかつ高速に検査することが出
来る。

【００８６】請求項１４の発明に於ては、荷電粒子ビー
ム露光装置において、逐次的に検出された信号波形同士
を比較することによって、マスクパターンの欠陥を容易
に検査することが出来る。請求項１５の発明に於ては、
荷電粒子ビーム露光装置において、マスクパターンの欠
陥を容易に検査することが出来る。

【００８７】請求項１６の発明に於ては、荷電粒子ビー
ム露光装置において、マスクパターンの欠陥を容易にか
つ高速に検査することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の第１の原理によるデータ収集
方法を示す原理図であり、（Ｂ）は収集されたデータを
２次元画像として示す図である

【図２】本発明の第１の原理による第１の実施例に従っ
た荷電粒子ビーム露光装置を示す構成図である。

【図３】本発明の第１の原理による第１の実施例に従っ
たマスクパターン検査方法のフローチャートである。

【図４】本発明の第１の原理による第２の実施例に従っ
た荷電粒子ビーム露光装置を示す構成図である。

【図５】本発明の第１の原理による第２の実施例に従っ
たマスクパターン検査方法のフローチャートである。

【図６】本発明の第１の原理による第３の実施例に従っ
たマスクパターン検査方法のフローチャートである。

【図７】本発明の第２の原理によるマスクパターン検査
方法を示す原理図である。

【図８】本発明の第２の原理による第４の実施例に従っ
たマスクパターン検査方法のフローチャートである。

【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２の原理によ
る第４の実施例に於て試料上に露光されたパターンを示
す図である。

【図１０】従来のブロック露光方式の荷電粒子ビーム露
光装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１０ 電子銃 １１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ ブロックマス
ク １２、１２Ａ、１２Ｂ 偏向器 １３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ マスクパター
ン １４、１４Ａ、１４Ｂ 試料 １５、１５Ａ、１５Ｂ 微細ドット １６、１６Ａ、１６Ｂ 検出器 １７、１７Ａ、１７Ｂ 偏向器 ２０ 荷電粒子ビーム露光装置 ２１Ａ、２１Ｂ 露光コラム ２２ ＣＰＵ ２３ パターンデータメモリユニット ２４Ａ、２４Ｂ 偏向データ発生ユニット ２５Ａ、２５Ｂ アンプ ２６Ａ、２６Ｂ ＡＤ変換器 ２７Ａ、２７Ｂ 波形メモリ ２８ 波形比較ユニット ３０ 荷電粒子ビーム露光装置 ３１ 露光コラム ３２ ＣＰＵ ３３ パターンデータメモリユニット ３４ 制御データ発生ユニット ３５ アンプ ３６ ＡＤ変換器 ３７ 波形メモリ ３８ 波形比較ユニット ３９ マスク搭載ステージ １１０ 露光コラム部 １１１ カソード電極 １１２ グリッド電極 １１３ アノード １１４ 電子ビーム発生原 １１５ 第１のスリット １１６ 第１電子レンズ １１７ スリットデフレクタ １１８ 第２のレンズ １１９ 第３のレンズ １２０ 透過マスク １２１ 第１の偏向器 １２２ 第２の偏向器 １２３ 第３の偏向器 １２４ 第４の偏向器 １２５ ブランキング １２６ 第４のレンズ １２７ アパーチャ １２８ リフォーカスコイル １２９ 第５のレンズ １３０ ダイナミックフォーカスコイル １３１ ダイナミックスティグコイル １３２ 第６の対物レンズ １３３ 主偏向器 １３４ 復偏向器 １３５ ステージ １５０ 制御部 １５１ 記憶媒体 １５２ ＣＰＵ １５３ データ管理部 １５４ バッファメモリ １５５ 副偏向器用偏向量設定部 １５６ パターン制御部 １５７ パターン補正部 １５８ クロック設定部 １５９ 露光管理部 １６０ マスクステージ制御部 １６１ 主偏向器用偏向量設定部 １６２ ステージ制御部 １６３ レーザー干渉計 １６４ モータ １６５ ブランキング制御部 １６６ ＤＡＣ／ＡＭＰ １６７ ＤＡＣ／ＡＭＰ １６８ ＡＭＰ １６９ ＤＡＣ／ＡＭＰ １７０ ＤＡＣ／ＡＭＰ １７１ ＤＡＣ／ＡＭＰ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 仁 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 山崎 悟 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 坂本 樹一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子ビームをマスクに設けられた透
   過孔に通して荷電粒子ビームの断面形状を成形し、成形
   された荷電粒子ビームを試料に露光する少なくとも２本
   の露光コラムを用いる荷電粒子ビーム露光に於て、 ａ）同一の該透過孔を有する該マスクを該少なくとも２
   本の露光コラムに搭載し、 ｂ）該少なくとも２本の露光コラムの各々に於て、同一
   の該透過孔に該荷電粒子ビームを通して、該成形された
   荷電粒子ビームを該試料と略同一高さの平面上に設けら
   れた微細マークを含む領域に照射して走査し、 ｃ）該少なくとも２本の露光コラムの各々に於て、該微
   細マークにより反射された荷電粒子を検出して該走査に
   対応する信号波形を得て、 ｄ）該信号波形を該少なくとも２本の露光コラム間で比
   較する各段階を含むことを特徴とする該透過孔の欠陥を
   検査する方法。
2. 【請求項２】 前記段階ａ）乃至ｄ）を、前記試料に対
   する露光処理の前後で行うことを特徴とする請求項１記
   載の方法。
3. 【請求項３】 荷電粒子ビームをマスクに設けられた透
   過孔に通して荷電粒子ビームの断面形状を成形し、成形
   された荷電粒子ビームを試料に露光する荷電粒子ビーム
   露光に於て、 ａ）第１の透過孔及びそれに同一な第２の透過孔の少な
   くとも２つの同一な該透過孔を有する該マスクを搭載
   し、 ｂ）該第１の透過孔に該荷電粒子ビームを通して、該成
   形された荷電粒子ビームを該試料と略同一高さの平面上
   に設けられた微細マークを含む領域に照射して第１の走
   査を行い、 ｃ）該微細マークにより反射された荷電粒子を検出して
   該第１の走査に対応する第１の信号波形を得て、 ｄ）該第２の透過孔に該荷電粒子ビームを通して、該成
   形された荷電粒子ビームを該微細マークを含む該領域に
   照射して第２の走査を行い、 ｅ）該微細マークにより反射された荷電粒子を検出して
   該第２の走査に対応する第２の信号波形を得て、 ｆ）該第１の信号波形と該第２の信号波形とを比較する
   各段階を含むことを特徴とする該透過孔の欠陥を検査す
   る方法。
4. 【請求項４】 前記段階ｂ）は、 ｂ１）該第１の透過孔を含む第１のマスクエリアを選択
   し、 ｂ２）該第１の透過孔に該荷電粒子ビームを通す 各段階を含み、前記段階ｄ）は、 ｄ１）該第２の透過孔を含む第２のマスクエリアを選択
   し、 ｄ２）該第２の透過孔に該荷電粒子ビームを通す 各段階を含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】 前記段階ａ）乃至ｆ）を、前記試料に対
   する露光処理の前後で行うことを特徴とする請求項３記
   載の方法。
6. 【請求項６】 荷電粒子ビームをマスクに設けられた透
   過孔に通して荷電粒子ビームの断面形状を成形し、成形
   された荷電粒子ビームを試料に露光する荷電粒子ビーム
   露光に於て、 ａ）該透過孔に該荷電粒子ビームを通して、該成形され
   た荷電粒子ビームを該試料と略同一高さの平面上に設け
   られた微細マークを含む領域に照射して第１の走査を行
   い、 ｂ）該微細マークにより反射された荷電粒子を検出して
   該第１の走査に対応する第１の信号波形を得て、 ｃ）該試料に対する露光処理を行い、 ｄ）該透過孔に該荷電粒子ビームを通して、該成形され
   た荷電粒子ビームを該微細マークを含む該領域に照射し
   て第２の走査を行い、 ｅ）該微細マークにより反射された荷電粒子を検出して
   該第２の走査に対応する第２の信号波形を得て、 ｆ）該第１の信号波形と該第２の信号波形とを比較する 各段階を含むことを特徴とする該透過孔の欠陥を検査す
   る方法。
7. 【請求項７】 マスクに設けられた所定形状の透過孔を
   通過させて断面形状を成形した荷電粒子ビームを試料に
   露光して該所定形状のパターンを生成し、該マスクに設
   けられた矩形形状の透過孔を通過させて断面形状を成形
   した該荷電粒子ビームを該試料上に順次露光して一つ或
   いはそれ以上の該矩形形状のパターンの集まりとして任
   意形状のパターンを生成する荷電粒子ビーム露光に於
   て、 ａ）該所定形状の透過孔を用いて該所定形状の第１のパ
   ターンを該試料上に生成し、 ｂ）該矩形形状の透過孔を用いて該矩形形状のパターン
   の集まりとして該所定形状の第２のパターンを該試料上
   に生成し、 ｃ）該第１のパターンを該第２のパターンと比較する 各段階を含むことを特徴とする該所定形状の透過孔を検
   査する方法。
8. 【請求項８】 前記第１のパターン及び前記第２のパタ
   ーンは、ガラス基盤上に成膜された金属パターンである
   ことを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 前記段階ａ）及び前記段階ｂ）は、各
   々、前記第１のパターン及び前記第２のパターンを実際
   の露光時よりも拡大して生成することを特徴とする請求
   項７記載の方法。
10. 【請求項１０】 マスクに設けられた所定形状の透過孔
    を通過させて断面形状を成形した荷電粒子ビームを試料
    に露光して該所定形状のパターンを生成し、該マスクに
    設けられた矩形形状の透過孔を通過させて断面形状を成
    形した該荷電粒子ビームを該試料上に順次露光して一つ
    或いはそれ以上の該矩形形状のパターンの集まりとして
    任意形状のパターンを生成する荷電粒子ビーム露光方法
    であって、 ａ）該所定形状に関するデータを用いて該
    所定形状の透過孔をマスクに形成し、 ｂ）該矩形形状の透過孔を該マスクに形成し、 ｃ）該マスクを搭載し、 ｄ）該所定形状の透過孔を用いて該所定形状の第１のパ
    ターンを該試料上に生成し、 ｅ）該所定形状に関する該データを基にして、該矩形形
    状の透過孔を用いて該矩形形状のパターンの集まりとし
    て該所定形状の第２のパターンを該試料上に生成し、 ｆ）該第１のパターンを該第２のパターンと比較する各
    段階を含むことを特徴とする方法。
11. 【請求項１１】 荷電粒子ビームをマスクに設けられた
    透過孔に通して荷電粒子ビームの断面形状を成形し、成
    形された荷電粒子ビームを試料に露光する少なくとも２
    本の露光コラムを有する荷電粒子ビーム露光装置であっ
    て、 該少なくとも２本の露光コラム各々に搭載された同一の
    透過孔を有するマスクと、 該少なくとも２本の露光コラムの各々に於て、該試料と
    略同一高さの平面上に設けられた微細マークと、 該少なくとも２本の露光コラムの各々に設けられ、該同
    一の透過孔を通過した該荷電粒子ビームを該微細マーク
    を含む該平面上で走査する偏向器と、 該少なくとも２本の露光コラムの各々に設けられ、該微
    細マークにより反射された荷電粒子を検出する検出器
    と、 該検出器からの信号波形を格納するメモリと、 該メモリに格納された該同一の透過孔に対する該信号波
    形を該少なくとも２本の露光コラム間で比較する比較ユ
    ニットを含み、該同一の透過孔の欠陥を検査することを
    特徴とする装置。
12. 【請求項１２】 前記微細マークは、大きさが略0.2 μ
    m 以下のドットであることを特徴とする請求項１１記載
    の装置。
13. 【請求項１３】 前記比較ユニットは数値演算機能を有
    した半導体素子であることを特徴とする請求項１１記載
    の装置。
14. 【請求項１４】 荷電粒子ビームをマスクに設けられた
    透過孔に通して荷電粒子ビームの断面形状を成形し、成
    形された荷電粒子ビームを試料に露光する荷電粒子ビー
    ム露光装置であって、 第１の透過孔及びそれに同一な第２の透過孔の少なくと
    も２つの同一な透過孔を有するマスクと、 該試料と略同一高さの平面上に設けられた微細マーク
    と、 該第１の透過孔と該第２の透過孔の一方を通過した該荷
    電粒子ビームを該微細マークを含む該平面上の領域で走
    査する偏向器と、 該微細マークにより反射された荷電粒子を検出する検出
    器と、 該第１の透過孔を通過した該荷電粒子ビームを走査して
    得られる該検出器からの第１の信号波形と、該第２の透
    過孔を通過した該荷電粒子ビームを走査して得られる該
    検出器からの第２の信号波形とを格納するメモリと、 該メモリに格納された該第１の信号波形と該第２の信号
    波形とを比較する比較ユニットを含み該透過孔の欠陥を
    検査することを特徴とする装置。
15. 【請求項１５】 前記微細マークは、大きさが略0.2 μ
    m 以下のドットであることを特徴とする請求項１４記載
    の装置。
16. 【請求項１６】 前記比較ユニットは数値演算機能を有
    した半導体素子であることを特徴とする請求項１４記載
    の装置。