TW201802580A - 遮蔽版的檢查方法 - Google Patents

遮蔽版的檢查方法

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Abstract

本實施形態的遮蔽版的檢查方法包括如下步驟：因帶電粒子束通過設置有多個孔的成形孔徑陣列而產生多條射束；使用配置於遮蔽版的多個遮蔽器，對所述多條射束中的各個對應的射束進行遮蔽偏轉；使用第1描繪模式，在所述基板上描繪第1檢查圖案，在所述第1描繪模式下，未因所述多個遮蔽器而偏轉的射束照射至基板；使用第2描繪模式，在所述基板上描繪第2檢查圖案，在所述第2描繪模式下，因所述多個遮蔽器而偏轉的射束照射至基板；獲取所述基板上所形成的所述第1檢查圖案及所述第2檢查圖案的圖案像；以及對所獲取的圖案像進行比較而判定缺陷。

Description

遮蔽版的檢查方法
本發明是有關於一種對多帶電粒子束的各射束進行遮蔽的遮蔽版（blanking plate）的檢查方法。
隨著大型積體電路（Large Scale Integrated circuit，LSI）的高積體化，半導體設備的電路線寬進一步微細化。使用具有優異的解析度的電子束描繪技術作為形成曝光用遮罩（步進機（stepper）或掃描儀（scanner）中所使用的曝光用遮罩亦稱為光罩（reticle））的方法，所述曝光用遮罩用以將電路圖案形成於這些半導體設備。
例如存在使用多射束（multibeam）的描繪裝置。與利用一條電子束來進行描繪的情況相比較，藉由使用多射束，能夠一次（一次投射（shot））照射出多條射束，因此，能夠提高產量（throughput）。在多射束描繪裝置中，例如使從電子槍釋放出的電子束穿過具有多個孔的成形孔徑陣列（aperture array）而形成多射束，利用遮蔽版來對各射束進行遮蔽控制，使未受到遮蔽的射束照射至試樣上的所期望的位置。
於遮蔽版中，配合成形孔徑陣列的各孔的配置位置而形成有射束通過孔。於各通過孔中配置有包含成對的兩個電極的遮蔽器（blanker）。藉由對施加至各遮蔽器的電壓進行控制，使通過各通過孔的電子束分別獨立地偏轉，從而進行遮蔽控制。
在遮蔽器存在缺陷，無法施加所期望的電壓的情況下，無法對射束的導通/斷開進行切換，或無法將射束照射至所期望的位置，描繪精度變差。因此，需要確定哪個遮蔽器存在缺陷。然而存在如下問題：多射束包含多條射束，根據每條射束的描繪結果來確定缺陷部位會耗費大量的時間。
本發明提供能夠效率良好且高精度地進行缺陷檢測的遮蔽版的檢查方法。
一實施形態的遮蔽版的檢查方法包括如下步驟：因帶電粒子束通過設置有多個孔的成形孔徑陣列而產生多條射束；使用配置於遮蔽版的多個遮蔽器，對所述多條射束中的各個對應的射束進行遮蔽偏轉；使用第1描繪模式，在所述基板上描繪第1檢查圖案，在所述第1描繪模式下，未因所述多個遮蔽器而偏轉的射束照射至基板；使用第2描繪模式，在所述基板上描繪第2檢查圖案，在所述第2描繪模式下，因所述多個遮蔽器而偏轉的射束照射至基板；獲取所述基板上所形成的所述第1檢查圖案及所述第2檢查圖案的圖案像；以及對所獲取的圖案像進行比較而判定缺陷。
以下，基於圖式來對本發明的實施形態進行說明。
圖1是本發明的實施形態的描繪裝置的概略圖。圖1所示的描繪裝置1為多帶電粒子束描繪裝置，其包括：描繪部10，將電子束照射至遮罩或晶圓等對象物而描繪所期望的圖案；以及控制部50，對描繪部10的動作進行控制。
描繪部10具有電子束鏡筒12及描繪室30。在電子束鏡筒12內配置有電子槍14、照明透鏡16、成形孔徑陣列18、遮蔽版20、對準部21、縮小透鏡22、偏轉器23、限制孔徑構件24、物鏡26及偏轉器28。
平台32配置於描繪室30內。平台32為將XY軸平台與Z軸平台加以組合而成的平台。在平台32上載置有作為描繪對象的基板34。描繪對象基板中例如包含晶圓或曝光用的遮罩，所述曝光用的遮罩使用將準分子雷射（excimer laser）作為光源的步進機或掃描儀等縮小投影型曝光裝置或極紫外線曝光裝置，將圖案轉印至晶圓。而且，描繪對象基板中亦包含已形成有圖案的遮罩。例如，列文森（Levenson）型遮罩需要兩次描繪，因此，有時亦會對經一次描繪且加工為遮罩的基板描繪第二次的圖案。
控制部50具有控制計算機52、偏轉控制部54及平台控制部56。控制計算機52、偏轉控制部54及平台控制部56中的至少一部分可包含硬體（hardware），亦可包含軟體（software）。在包含軟體的情況下，亦可將實現至少一部分的功能的程式收納於軟碟（flexible disk）或CD-ROM等儲存媒體，由包含電路的電腦讀取且執行所述程式。儲存媒體並不限定於磁碟或光碟等可裝卸的儲存媒體，亦可為硬碟（hard disk）裝置或記憶體（memory）等固定型的儲存媒體。
在電子束鏡筒12中，從電子槍14釋放出的電子束40藉由照明透鏡16，大致垂直地對多射束成形用的成形孔徑陣列18整體進行照明。
圖2是成形孔徑陣列18的平面圖。如圖2所示，在成形孔徑陣列18中，縱向（Y方向）及橫向（X方向）地以規定的排列間距，呈矩陣狀地形成有多行孔（開口部）H。各孔H均由相同設計尺寸的矩形形成。電子束40通過這些多個孔H，藉此，形成如圖1所示的多射束40a～多射束40e。
在遮蔽版20中，配合成形孔徑陣列18的各孔H的配置位置而形成射束的通過孔20a。在各通過孔20a附近的位置，介隔相關的通過孔20a而配置有遮蔽偏轉用的電極36、37的組（遮蔽器B）。例如，偏轉電壓施加至一個電極36，另一個電極37接地。通過各通過孔20a的電子束分別獨立地藉由施加至兩個電極36、37的電壓而偏轉。
通過遮蔽版20後的多射束40a～多射束40e藉由縮小透鏡22而縮小，且向形成於限制孔徑構件24的中心孔前進。位置偏離限制孔徑構件24的中心孔的射束由限制孔徑構件24遮蔽。
限制孔徑構件24藉由遮蔽版20的遮蔽器B，將以成為射束斷開（OFF）狀態的方式而偏轉後的各射束遮蔽。而且，從射束導通（ON）至射束斷開之前通過限制孔徑構件24的射束成為一次投射的射束。通過限制孔徑構件24的中心孔後的射束藉由物鏡26而對焦，成為所期望的縮小率的圖案像，藉由偏轉器28而一併向相同方向偏轉，照射至基板34上的所期望的照射位置。
在遮蔽版20與縮小透鏡22之間設置有包含偏轉線圈的對準部21，該偏轉線圈用以使電子束以與透鏡的光軸一致的方式射入（進行光軸對準）。
本實施形態的描繪裝置1對由該對準部21引起的電子束偏轉量進行控制，藉此，能夠對「電壓斷開射束照射模式（第1描繪模式）」與「電壓導通射束照射模式（第2描繪模式）」進行切換，所述「電壓斷開射束照射模式（第1描繪模式）」如圖3（a）所示，未因遮蔽版20的遮蔽器B而偏轉的電子束通過限制孔徑構件24的中心孔，所述「電壓導通射束照射模式（第2描繪模式）」如圖3（b）所示，因遮蔽版20的遮蔽器B而偏轉的電子束通過限制孔徑構件24的中心孔。
在「電壓斷開射束照射模式」下，未因遮蔽版20的遮蔽器B而偏轉的電子束照射至基板34，偏轉後的電子束由限制孔徑構件24遮蔽。
另一方面，在「電壓導通射束照射模式」下，因遮蔽版20的遮蔽器B而偏轉的電子束照射至基板34，未因遮蔽器B而偏轉的電子束由限制孔徑構件24遮蔽。
在平台32連續移動時，藉由偏轉器28進行控制，以使射束的照射位置追隨平台32的移動。藉由平台控制部56來使平台32移動。
控制計算機52對描繪資料進行多段的資料轉換處理而產生裝置固有的投射資料。在投射資料中定義有各投射的照射量及照射位置座標等。
控制計算機52基於投射資料，將各投射的照射量輸出至偏轉控制部54。偏轉控制部54將所輸入的照射量除以電流密度而求出照射時間t。接著，偏轉控制部54對施加至相對應的遮蔽器B的偏轉電壓進行控制，使得在進行相對應的投射時，射束以照射時間t導通。
而且，控制計算機52以使各射束偏轉至投射資料所示的位置（座標）的方式，將偏轉位置資料輸出至偏轉控制部54。偏轉控制部54對偏轉量進行運算，將偏轉電壓施加至偏轉器28。藉此，此次投射出的多射束一併偏轉。
對於如上所述的描繪裝置1而言，在遮蔽版20的遮蔽器B存在缺陷的情況下，若不考慮存在缺陷而進行描繪，則描繪精度會變差。因此，需要確定存在缺陷的遮蔽器B（缺陷產生部位），且需要對缺陷種類進行分類。
而且，成形孔徑陣列18的孔H或遮蔽版20的通過孔20a的形狀誤差亦會導致描繪精度變差，因此，需要確定存在形狀誤差的孔。以下，說明對遮蔽版20及成形孔徑陣列18的缺陷進行檢測的方法。
圖4是說明對遮蔽版20及成形孔徑陣列18進行檢查的方法的流程圖。如圖4所示，該方法包括：步驟（步驟S101），於基板上的抗蝕劑膜描繪缺陷檢測用的檢查圖案；步驟（步驟S102），進行顯影處理而形成抗蝕劑圖案（resist pattern）；步驟（步驟S103），將抗蝕劑圖案作為遮罩來進行蝕刻（etching）處理，於遮光膜形成檢查圖案；步驟（步驟S104），獲取檢查圖案的圖案像；以及步驟（步驟S105），進行圖案像的晶片比較檢查（晶片對晶片（Die to Die）檢查）及資料比較檢查（晶片對資料庫（Die to Database）檢查），對缺陷進行檢測。
在步驟S101中，將多射束照射至平台32上所載置的檢查用的基板34，描繪檢查圖案。檢查用的基板34例如是鉻膜等遮光膜與抗蝕劑膜積層於玻璃基板上而成的基板。
圖5表示由縱4行×橫4行地設置有16個孔H的成形孔徑陣列18所形成的多射束的照射區域與描繪對象畫素的一例。
如圖5所示，基板34的檢查圖案描繪區域分割為網眼狀的網眼區域，各網眼區域成為描繪對象畫素70（描繪位置）。在多射束的一次照射所能夠照射的照射區域72內，表示有多射束的一次照射所能夠照射的多個（在該例子中為16個）畫素74。相鄰的畫素74之間的間距成為多射束的各射束之間的間距。
在圖5的例子中，利用正方形的區域構成一個柵格76，該正方形的X方向及Y方向的一邊的邊長成為射束間距。在圖5的例子中，各柵格76包含5×5畫素。
如圖6所示，在各柵格76內，沿著Y方向（或X方向）分別對排列為1行的5個畫素進行曝光，描繪沿著Y方向（或X方向）的線與間隙圖案（line and space pattern）P。各射束對排列為1行的5個畫素（線邊）進行曝光，使由鄰接的射束曝光後的線邊連結，藉此描繪線圖案。在描繪作為檢查圖案的線與間隙圖案P時，多射束的照射位置的移動可為由偏轉器28引起的偏轉，亦可為因平台32移動而產生的移動。
一面改變描繪模式及焦點（焦點位置），一面於基板34描繪多個檢查圖案（線與間隙圖案）。首先，將描繪模式設定為電壓斷開射束照射模式（第1描繪模式），將全部的遮蔽器B的施加電壓設為0 V（不施加電壓），且使焦點為最佳焦點，描繪第1檢查圖案。
其次，在基板34上的其他區域中，將描繪模式設定為電壓導通射束照射模式（第2描繪模式），將規定電壓（例如5 V）施加至全部的遮蔽器B，且使焦點為最佳焦點，描繪第2檢查圖案。
接著，在基板34上的其他區域中，將描繪模式設為電壓導通射束照射模式（第2描繪模式），將規定電壓（例如5 V）施加至全部的遮蔽器B，且使焦點偏離最佳焦點，描繪第3檢查圖案。可藉由物鏡26的調整來變更焦點，亦可驅動平台32來改變基板34的高度（Z方向的位置），藉此變更焦點。第1檢查圖案～第3檢查圖案的描繪順序任意。
在描繪第1檢查圖案～第3檢查圖案後，使用眾所周知的顯影裝置及顯影液，使受到電子束照射後的抗蝕劑膜顯影（步驟S102）。抗蝕劑膜中的受到電子束照射後的部位可溶於顯影液，從而形成抗蝕劑圖案。
接著，將抗蝕劑圖案作為遮罩，對表面已露出的遮光膜進行蝕刻（步驟S103）。藉此，對遮光膜進行加工，形成線與間隙的檢查圖案。在蝕刻處理後，藉由灰化（ashing）等來除去抗蝕劑圖案。
使用SEM（Scanning Electron Microscope，掃描電子顯微鏡）等檢查裝置來獲取檢查圖案的圖案像（步驟S104）。例如，獲取如圖7（a）～圖7（c）所示的第1檢查圖案～第3檢查圖案的圖案像。圖7（d）是基於設計資料的圖案（設計圖案）。
對圖案像進行比較而檢測缺陷（步驟S105）。例如，對第1檢查圖案的圖案像（第1圖案像）與設計圖案進行比較檢查（晶片對資料庫檢查），藉此獲得如圖8所示的差分D1。判定對應於差分D1的部位的成形孔徑陣列18的孔H或遮蔽版20的通過孔20a存在缺陷（形狀誤差）。如此，對第1檢查圖案與設計圖案進行比較檢查，對成形孔徑陣列18的孔H或遮蔽版20的通過孔20a的形狀誤差的缺陷進行檢測。
藉由對第1檢查圖案與第2檢查圖案進行比較檢查（晶片對晶片檢查），獲得如圖9所示的差分D2。對於第1檢查圖案與第2檢查圖案而言，電子束描繪時的描繪模式不同。
第1檢查圖案是以圖3（a）所示的電壓斷開射束照射模式（第1描繪模式）被描繪，將遮蔽版20的全部的遮蔽器B的施加電壓設為0 V進行描繪。在該電壓斷開射束照射模式下，未因遮蔽器B而偏轉的電子束照射至基板34，因此，即使在存在無法施加偏轉電壓的遮蔽器B的情況下，全部的射束亦會照射至基板34。
另一方面，第2檢查圖案是以電壓導通射束照射模式（第2描繪模式）被描繪，因遮蔽器B而偏轉的電子束照射至基板34。如圖10所示，在存在無法施加偏轉電壓的遮蔽器B1的情況下，未偏轉的電子束40f由限制孔徑構件24遮蔽而未照射至基板34。
因此，判定對應於第1檢查圖案與第2檢查圖案的差分D2的部位的遮蔽版20的遮蔽器B存在無法施加電壓的缺陷。
藉由對第2檢查圖案與第3檢查圖案進行比較檢查（晶片對晶片檢查），獲得如圖11所示的差分D3。對於第2檢查圖案與第3檢查圖案而言，電子束描繪時的焦點不同。
第2檢查圖案及第3檢查圖案是以因遮蔽版20的遮蔽器B而偏轉的電子束照射至基板34的電壓導通射束照射模式（第2描繪模式）被描繪。在該描繪模式下，在遮蔽器B施加有所期望的偏轉電壓的情況下，如圖12（a）所示，即使改變焦點，基板34上的相鄰接的射束之間的距離（射束間隔）L亦不會改變。
然而，如圖12（b）所示，在存在無法施加所期望的偏轉電壓（施加電壓產生偏差）的遮蔽器B2的情況下，若偏轉量產生差，焦點（焦點位置）不同，則基板34上的相鄰接的射束之間的距離（射束間隔）會產生差ΔL。
因此，判定對應於第2檢查圖案與第3檢查圖案的差分D3的部位的遮蔽版20的遮蔽器B存在無法施加規定的偏轉電壓（施加電壓偏離規定值）的缺陷。
如此，改變圖案描繪時的描繪模式或焦點而形成第1檢查圖案～第3檢查圖案，且進行晶片比較檢查（晶片對晶片檢查）或資料比較檢查（晶片對資料庫檢查），藉此，能夠檢測出（確定）遮蔽版20或成形孔徑陣列18的缺陷產生部位。而且，能夠進行分類，即，檢測出的缺陷為成形孔徑陣列18的孔H或遮蔽版20的通過孔20a的形狀誤差，或遮蔽版20的遮蔽器B未進行動作，或者遮蔽器B的施加電壓偏離規定值。無需根據每條射束的描繪結果來確定缺陷部位，能夠效率良好且高精度地進行缺陷檢測。
在所述實施形態中，亦可改變焦點的變更量而描繪多個第3檢查圖案。例如，亦可描繪使焦點從最佳焦點向正側偏移的情況、與向負側偏移的情況下的兩種第3檢查圖案。即使偏離最佳焦點的情況下，任一個第3檢查圖案與第2檢查圖案之間的差分D3亦明確地顯現，能夠提高缺陷檢測精度。
在所述實施形態中，對形成線與間隙圖案作為檢查圖案的例子進行了說明，但檢查圖案的形狀並不限定於此，例如亦可為接觸孔（contact hole）。
在所述實施形態中，對照射出電子束的構成進行了說明，但亦可照射出離子束（ion beam）等其他帶電粒子束。
再者，本發明並不限定於所述實施形態，於實施階段，能夠在不脫離本發明宗旨的範圍內，使構成要素變形而具體化。而且，能夠藉由所述實施形態所揭示的多個構成要素的適當組合來形成各種發明。例如，亦可從實施形態所示的全部構成要素中刪除若干個構成要素。進而，亦可適當地將遍及不同實施形態的構成要素加以組合。
1‧‧‧描繪裝置
10‧‧‧描繪部
12‧‧‧電子束鏡筒
14‧‧‧電子槍
16‧‧‧照明透鏡
18‧‧‧成形孔徑陣列
20‧‧‧遮蔽版
20a‧‧‧通過孔
21‧‧‧對準部
22‧‧‧縮小透鏡
23、28‧‧‧偏轉器
24‧‧‧限制孔徑構件
26‧‧‧物鏡
30‧‧‧描繪室
32‧‧‧平台
34‧‧‧基板
36、37‧‧‧電極
40、40f‧‧‧電子束
40a～40e‧‧‧多射束
50‧‧‧控制部
52‧‧‧控制計算機
54‧‧‧偏轉控制部
56‧‧‧平台控制部
70‧‧‧描繪對象畫素
72‧‧‧照射區域
74‧‧‧畫素
76‧‧‧柵格
B、B1、B2‧‧‧遮蔽器
D1、D2、D3‧‧‧差分
H‧‧‧孔（開口部）
L‧‧‧距離（射束間隔）
P‧‧‧線與間隙圖案
S101～S105‧‧‧步驟
X、Y‧‧‧方向
ΔL‧‧‧差
圖1是本發明的實施形態的描繪裝置的概略圖。 圖2是成形孔徑陣列的平面圖。 圖3（a）表示電壓斷開射束照射模式的射束照射例，圖3（b）是表示電壓斷開射束照射模式的射束照射例的圖。 圖4是對所述實施形態的檢查方法進行說明的流程圖。 圖5是表示多射束的照射區域的圖。 圖6是表示檢查圖案的描繪方法的圖。 圖7（a）～圖7（c）是檢查圖案的模式圖，圖7（d）是設計圖案的模式圖。 圖8是表示所檢測的缺陷的一例的圖。 圖9是表示所檢測的缺陷的一例的圖。 圖10是表示遮蔽器存在缺陷時的射束照射例的圖。 圖11是表示所檢測的缺陷的一例的圖。 圖12（a）是表示遮蔽器無缺陷時的射束照射例的圖，圖12（b）是表示遮蔽器存在缺陷時的射束照射例的圖。
1‧‧‧描繪裝置
10‧‧‧描繪部
12‧‧‧電子束鏡筒
14‧‧‧電子槍
16‧‧‧照明透鏡
18‧‧‧成形孔徑陣列
20‧‧‧遮蔽版
20a‧‧‧通過孔
21‧‧‧對準部
22‧‧‧縮小透鏡
23、28‧‧‧偏轉器
24‧‧‧限制孔徑構件
26‧‧‧物鏡
30‧‧‧描繪室
32‧‧‧平台
34‧‧‧基板
36、37‧‧‧電極
40‧‧‧電子束
40a~40e‧‧‧多射束
50‧‧‧控制部
52‧‧‧控制計算機
54‧‧‧偏轉控制部
56‧‧‧平台控制部
B‧‧‧遮蔽器

Claims (7)

  1. 一種遮蔽版的檢查方法，其因帶電粒子束通過設置有多個孔的成形孔徑陣列而產生多條射束， 使用配置於所述遮蔽版的多個遮蔽器，對所述多條射束中的各個對應的射束進行遮蔽偏轉， 使用第1描繪模式，在所述基板上描繪第1檢查圖案，在所述第1描繪模式下，未因所述多個遮蔽器而偏轉的射束照射至基板， 使用第2描繪模式，在所述基板上描繪第2檢查圖案，在所述第2描繪模式下，因所述多個遮蔽器而偏轉的射束照射至基板， 獲取所述基板上所形成的所述第1檢查圖案及所述第2檢查圖案的圖案像， 對所獲取的圖案像進行比較而判定缺陷。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的遮蔽版的檢查方法，其中 對所述第1檢查圖案的圖案像與設計圖案進行比較而判定缺陷。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的遮蔽版的檢查方法，其中 使用所述第2描繪模式，以與所述第2檢查圖案不同的焦點，在所述基板上描繪第3檢查圖案， 對所述基板上所形成的所述第2檢查圖案的圖案像與所述第3檢查圖案的圖案像進行比較而判定缺陷。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的遮蔽版的檢查方法，其中 改變焦點而描繪多個第3檢查圖案。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的遮蔽版的檢查方法，其中 在使焦點從最佳焦點向正側偏移的情況、與向負側偏移的情況下，描繪所述第3檢查圖案。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的遮蔽版的檢查方法，其中 所述第1檢查圖案及第2檢查圖案為線與間隙圖案。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的遮蔽版的檢查方法，其中 藉由各射束來描繪線邊，使由相鄰接的射束描繪的線邊連結而描繪線圖案。
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