JP2005026360A - フォトマスクの欠陥検査方法、半導体装置の製造方法、およびフォトマスクの製造方法 - Google Patents
フォトマスクの欠陥検査方法、半導体装置の製造方法、およびフォトマスクの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】所要時間の少ないフォトマスクの欠陥検査方法を提供する。
【解決手段】マスクデータと一致する、もしくはマスクデータに少なくとも線幅に関するプロセス変換差補正が施されることにより作製された、描画データを用いて作製されたフォトマスクの欠陥を検査する方法であり、以下の工程を具備する。描画データを用いて作製されるフォトマスクのパターンの平面形状と実質的に一致するように、マスクデータのパターンに補正を行うことにより検査データが作製される。検査データのパターンと、作製されたフォトマスクのパターンと、が比較される。検査データのパターンと作製されたフォトマスクのパターンとの間で平面形状が一致しない部分が抽出される。平面形状が一致しない部分の中から、欠陥部が識別される。
【選択図】 図１
【解決手段】マスクデータと一致する、もしくはマスクデータに少なくとも線幅に関するプロセス変換差補正が施されることにより作製された、描画データを用いて作製されたフォトマスクの欠陥を検査する方法であり、以下の工程を具備する。描画データを用いて作製されるフォトマスクのパターンの平面形状と実質的に一致するように、マスクデータのパターンに補正を行うことにより検査データが作製される。検査データのパターンと、作製されたフォトマスクのパターンと、が比較される。検査データのパターンと作製されたフォトマスクのパターンとの間で平面形状が一致しない部分が抽出される。平面形状が一致しない部分の中から、欠陥部が識別される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置を製造するためのフォトマスクの欠陥検査方法、半導体装置の製造方法、およびフォトマスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトマスクを作製する際に、フォトマスクにパターンを描画する装置として、電子線を用いたＥＢ描画装置、およびレーザー光源を用いたフォトリピータが知られている。フォトリピータは、ウェハ上にパターンを形成する際に使用される露光装置を、フォトマスク上にパターンを転写する際に用いたものである。フォトリピータを用いることにより、高い寸法均一性を有するフォトマスクを得られる。
【０００３】
フォトリピータはＩ線、ＫｒＦ、ＡｒＦ等のレーザー光源を用いるため、パターンを描画する際に光近接効果が発生する。光近接効果により、フォトマスクのパターンの線幅、角部、ライン端部等が、設計データのパターンに対して忠実な形状とならない。しかしながら、既知の光学パラメータを用いたシミュレーションおよび設計データに対する補正を行うことにより、パターンの線幅程度に関しては、フォトマスクを設計データに近づけることができる（光近接効果補正）。
【０００４】
また、フォトマスクの検査方法として、作製されたフォトマスクとそのフォトマスクを作製するための設計データとを比較する方法が知られている。図１７は、従来の検査方法を示している。図１７に示すように、設計データ１１に基づいたマスクデータ１２に、プロセス変換差に応じた補正が行われることにより描画データ１３が作製される。プロセス変換差とは、マスクデータ１２の形状と作製されるフォトマスクの形状との間でマスクの作製過程で生じる差に応じて決定される補正値である。プロセス変換差の決定の際、上記光近接効果およびエッチングにより発生する差等が考慮される。
【０００５】
次に、描画データ１３に従って、ＥＢ描画装置およびフォトリピータ等を用いて、フォトマスク１４が作製される。このフォトマスク１４が、検査データ１５と比較されることにより、フォトマスク１４の良否が判定される。検査データ１５は、マスクデータ１２と同一の形状を有する。
【０００６】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０５−１２６７５４号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００２−１６２７２９公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
線幅に関するプロセス変換差はシミュレーションにより一律に求めることができる。また、線幅に関するプロセス変換差に基づいて補正を行うことは、例えば線幅を増大することにより、容易に達成される。しかしながら、パターンの角部およびライン端部に関しては、プロセス変換差を求め、これに基づいた補正を行うことは困難である。このため、作製されたフォトマスク１４のパターン角部およびライン端部で、マスクデータ１２の形状と違いが生じる。
【００１０】
一方、検査データ１５はマスクデータ１２と同一形状を有する。このため、パターン角部およびライン端部において、フォトマスク１４と、検査データ１５との間に不一致が生じる。この結果、フォトマスク１４は、この部分において欠陥（以下、擬似欠陥と称する）を有すると判定される。擬似欠陥は、各パターン角部およびライン端部において発生する可能性があるため、多数に上る。したがって、擬似欠陥を有するフォトマスク１４が、本当の欠陥を有しているか否かを判定を行うこと、および、擬似欠陥と本当の欠陥とを判別することに、多大な時間を要する。このことはフォトマスクの欠陥検査に要する時間の増大につながる。
【００１１】
特に、フォトリピータが用いられた場合、フォトマスク１４のパターンの角部およびライン端部での忠実度の低下が大きいため、フォトマスク１４と検査データ１５との差が大きい。よって、作製されたフォトマスク１４が欠陥と判断される可能性が大きい。したがって、上記問題はより顕著となる。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、所要時間を少ないフォトマスクの欠陥検査方法、半導体装置の製造方法、フォトマスクの製造方法を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の視点によるフォトマスクの欠陥検査方法は、マスクデータと一致する、もしくは前記マスクデータに少なくとも線幅に関するプロセス変換差補正が施されることにより作製された、描画データを用いて作製されたフォトマスクの欠陥を検査する方法であって、前記描画データを用いて作製されるフォトマスクのパターンの平面形状と実質的に一致するように、前記マスクデータのパターンに補正を行うことにより検査データを作製する工程と、前記検査データのパターンと、作製されたフォトマスクのパターンと、を比較する工程と、前記検査データのパターンと前記作製されたフォトマスクのパターンとの間で平面形状が一致しない部分を抽出する工程と、前記平面形状が一致しない部分の中から、欠陥部を識別する工程と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２の視点によるフォトマスクの製造方法は、マスクデータと一致する、もしくは前記マスクデータに少なくとも線幅に関するプロセス変換差補正が施されることにより作製された描画データを用いて作製されたフォトマスクを製造する方法であって、前記描画データを用いて作製されるフォトマスクのパターンの平面形状と実質的に一致するように、前記マスクデータのパターンに補正を行うことにより検査データを作製する工程と、前記検査データのパターンと、作製されたフォトマスクのパターンと、を比較する工程と、前記検査データのパターンと前記作製されたフォトマスクのパターンとの間で平面形状が一致しない部分を抽出する工程と、前記平面形状が一致しない部分の中から、欠陥部を識別する工程と、前記欠陥部を有しないと判定された前記フォトマスクを分別する工程と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
更に、本発明に係る実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの欠陥検査方法を示すフローチャートである。図２は、設計データから、フォトマスクおよび検査データが作製されるまでの工程を概略的に示している。図１、図２に示すように、まず、所望のパターン（例えばトランジスタのゲートパターン等）を有する設計データ１に基づいて、マスクデータ２が作製される（ステップＳ１）。
【００１８】
次に、マスクデータ２に対して、プロセス変換差補正が行われる（ステップＳ２）。プロセス変換差補正には、光近接効果補正を含むウェハプロセス（フォトマスクに対するリソグラフィおよびエッチング等）で生じる変換差による補正が含まれる。マスクデータ２にプロセス変換差が施された結果、描画データ３が作製される（ステップＳ３）。プロセス変換差補正は、パターンの線幅を増加させることにより対応が可能な補正が主に含まれる。
【００１９】
なお、設計データ１からマスクデータ２を作成する工程において、ウェハプロセスで生じる変換差による補正処理が行われる場合もある。この場合、ステップＳ２、Ｓ３が省略され、以下のステップＳ４において、マスクデータ２を用いてフォトマスクが作製される。図１においては、破線により示すルートを取る。
【００２０】
次に、描画データ３に従って、フォトリピータ等の露光装置（描画装置）を用いて、フォトマスク４（ステップＳ４）が作製される。すなわち、描画データ３を用いて、露光装置によりフォトマスク４の材料となる物質に、パターンが転写され、現像が行われることにより、フォトマスク４が形成される。フォトリピータが用いられた場合、露光部ではエキシマレーザ−光が用いられ、具体的には、ＫｒＦ、ＡｒＦ、Ｆ２等によるレーザー光が用いられる。以下、マスクデータ２からフォトマスク４が作製されるまでの一連の流れを本フローと称する。
【００２１】
本フローとは別に、マスクデータ２から検査データ５が作製される。検査データ５は、マスクデータ２に対して、検査データ補正が行う（ステップＳ１１）ことにより作製される。検査データ補正は、主にパターンの角部や端部に対する補正が対象とされる。検査データ補正に関しては、後に詳述する。検査データ補正の結果、検査データ５が作製される（ステップＳ１２）。
【００２２】
次に、フォトマスク４のパターンが、検査データ５のパターンと比較される（ステップＳ２１）。この結果、フォトマスク４のパターンと、検査データ５のパターンとで、形状が一致しない部分が抽出される（ステップＳ２２）。次に、パターンの形状が一致しない部分のうちで、フォトマスク４の欠陥部が識別される（ステップＳ２３）。これは、例えばフォトマスク４のパターンと検査データ５のパターンとの違いが所定の値以上の場合に、欠陥と判定することにより達成される。
【００２３】
ステップＳ２２において形状の不一致が発見されなかった場合、ステップＳ２３において形状の不一致が擬似欠陥であると判定された場合、作製されたフォトマスク４（生成フォトマスク）は良品（欠陥無し）と判定される。
【００２４】
続いて、検査データ補正の方法について、以下に述べる。検査データ補正の方法の際、設計レイアウトを検証するために使用されるデザイン・ルール・チェック（ＤＲＣ）ツールが用いた例を説明する。ＤＲＣツールでは、レイアウトの特徴に応じたパターンを抽出、および変形させることができ、レイアウトが、所定のデザインルールに従って作製されているかをチェックしたり、所定のパターンに対して修正を行ったりすることができる。
【００２５】
最初に、パターンの角部に対する補正について、図３〜図７を用いて説明する。図３〜図６は、角部を有するパターンＰを概略的に示しており、図７は、パターンＰ角部の処理を示すフローチャートである。
【００２６】
図３、図７に示すように、まず、パターンＰの頂点Ｖ１〜Ｖ６の位置が抽出される（ステップＳ３１）。このとき、パターンＰの幅Ｗがある所定値より小さいパターンＰだけ抽出し、そこで抽出されたパターンＰの頂点だけを抽出する、という処理とすることも可能である。
【００２７】
次に、図４、図７に示すように、各頂点Ｖ１〜Ｖ６から伸びる２つの辺上において、頂点から例えば距離ｔを有する線分が抽出される（ステップＳ３２）。線分Ｌ１１、Ｌ１２は、頂点Ｖ１から伸びる線分である。同様に、線分Ｌ２１及びＬ２２、Ｌ３１及びＬ３２、Ｌ４１及びＬ４２、Ｌ５１及びＬ５２、Ｌ６１及びＬ６２は、頂点Ｖ２〜Ｖ６から伸びる線分である。
【００２８】
次に、図５、図７に示すように、各線分の組の端部を結ぶことにより、三角形状の処理パターン要素（補正用パターン）Ｔ１〜Ｔ６が形成される（ステップＳ３３）。
【００２９】
次に、図６、図７に示すように、元のパターンＰから、処理パターン要素Ｔ１〜Ｔ６を付加したり（ＯＲ処理）、削除したり（ＮＯＴ処理）することにより、検査パターンＰＡが作製される（ステップＳ３４）。この付加または削除の処理は、生成フォトマスク４のパターンと、マスクデータ２のパターンとを比較することにより、検査パターンＰＡが生成フォトマスク４のパターンの形状に近づくように、選択される。具体的には、パターンＰの端部の処理パターン要素Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６は、パターンＰから削除される。また、パターンＰの角部であって、パターンＰの外側に位置する処理パターン要素Ｔ４は、パターンＰに付加される。また、パターンＰの角部であって、パターンＰ上（パターンＰの内側）に位置する処理パターン要素Ｔ１は、パターンＰから削除される。
【００３０】
次に、パターンＰの角部の補正の変形例について図８〜図１１を用いて説明する。例えば、図８〜図１０は、パターンの角部のみを概略的に示している。
【００３１】
図８に示すように、図７のステップＳ３１において頂点Ｖ７、Ｖ８が抽出された結果、パターンＰの形状によっては、頂点Ｖ７とＶ８との距離がｔ×２に満たない場合がある。この場合、図９に示すように、例えばｔ／２の距離の線分Ｌ７１、Ｌ７２、Ｌ８１、Ｌ８２が形成される。そして、これら線分により修正パターン要素Ｔ７、Ｔ８が形成される。この後の工程は、図７と同様である。このような処理の結果、検査パターンＰＡの角部は、図１０に示す形状となる。
【００３２】
また、パターンＰの角部は、略直角であることが多いが、例えば図１１に示すように、直角形状でない場合もある。この場合も、直角である場合と同様の処理が行われるように、処理の対処を広げることも可能である。
【００３３】
次に、パターンのライン端部に対する補正について、図１２、図１３を用いて説明する。図１２は、作製された検査パターンを概略的に示している。図１３は、パターン端部に対する補正の処理を示すフローチャートである。
【００３４】
図３、図１３に示すように、まず、パターンＰの頂点Ｖ１〜Ｖ６が抽出される（ステップＳ３１）。次に頂点Ｖ１〜Ｖ６のそれぞれを結ぶ線がパターンの端部であるか否かの判定が行われる（ステップＳ４２）。この判定は、例えば以下の様に行うことができる。各頂点Ｖ１〜Ｖ６の座標を、頂点Ｖ１から順に追っていくと、頂点Ｖ２に達した際に９０度回転し、頂点Ｖ３でさらに９０度回転する。回転が２回続く間隔が、所定の値以下の場合、頂点Ｖ２とＶ３とが成す辺がラインの幅であると判定される。
【００３５】
次にライン端部が内側へと修正される（ステップＳ４３）。この結果、図１２に示すように、検査パターンＰＢが作製される。修正の際の値は、生成フォトマスク４のパターンと、マスクデータ２のパターンとを比較することにより、検査パターンＰＢが生成フォトマスク４のパターンの形状に近づくように選択される。
【００３６】
図３〜図１３を用いて説明した処理が、図１のステップＳ１１で、マスクデータ２のパターンの各角部、ライン端部に行われる。この結果、図１４に例示するマスクデータ２から、図１５に例示する検査データ５が作製される。図１６は、ＤＲＡＭのゲートのパターン用の検査データ５を例示している。図１６において、破線で示される部分は、検査データ補正により処理が施された個所である。
【００３７】
本発明の第１実施形態に係るフォトマスク欠陥検査方法によれば、マスクデータ２に対して補正を行うことにより、このマスクデータ２から作製されるべき生成フォトマスク４のパターン形状に近いパターン形状を有する検査データ５が作製される。すなわち、マスクデータ２に対して、プロセス変換差補正では対応できないパターン角部、ライン端部等に、補正が加えられることにより、検査データ５が作製される。そして、この検査データ５と生成フォトマスク４とが比較されることにより、生成フォトマスク４の欠陥部が抽出される。このため、比較検査の際に、プロセス変換差補正では対応できない部分で擬似欠陥が発生することを回避できる。従来の方法では、擬似欠陥が多く発生し、その中から本当の欠陥を判別する工程が必要であったが、このような作業が不要となるため、第１実施形態によれば、欠陥検査の時間を大幅に短縮することができる。
【００３８】
なお、上記したように、設計データ１からマスクデータ２が作製される段階でプロセス変換差補正が行われる場合もある。この場合、マスクデータ２のパターンと、生成フォトマスク４のパターンとは、一致する。したがって、このマスクデータ２をそのまま検査データ５として用いれば、理想的には、擬似欠陥は発生しないはずである。しかしながら、実際には、生成フォトマスク４を作製する段階の処理工程（リソグラフィー、エッチング等）において、生成フォトマスク４のパターンとマスクデータ２のパターンとの間で違いが生じる。この結果、擬似欠陥が生じる。したがって、第１実施形態は、このような擬似欠陥を回避する手段としても有効である。
【００３９】
（第２実施形態）
第２実施形態は、フォトマスクに形成されるがウェハに解像されない補助パターンに関する。
【００４０】
ＳＲＡＦ（Ｓｕｂ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ａｓｓｉｓｔ Ｆｅａｔｕｒｅ）と呼ばれる、ウェハ上に解像されない微細な補助パターンが知られている。この補助パターンは、リソグラフィ工程において微細パターンの解像度を向上させるために、生成フォトマスク４に挿入される。補助パターンは、デバイスにとって必要なパターン（主パターン（第１パターン）と呼ぶ）の近傍に形成される。
【００４１】
補助パターン（第２パターン）は、実際のデバイスにとっては、不要なパターンであるため、ウェハ上に形成されない程度の、主パターンより細いパターンにより構成される。補助パターンは、このように微細であるため、検査データ５上でのＳＲＡＦパターンと、生成フォトマスク上での補助パターン形状との形状差が大きい。このため、検査データ５を用いた欠陥検査において、補助パターンのライン端部や、コーナー部で擬似欠陥が発生する可能性がある。そこで、補助パターンのライン端部、角部での形状が生成フォトマスク４と同様な形状になるように、検査データ５が作製される。具体的には、第１実施形態と同様にして、マスクデータ２中の、生成フォトマスク４に補助パターンを形成するためのパターン（付加パターン）に対して検査データ補正が施される。
【００４２】
補助パターンは、上記したように、主パターンの近傍に配置される。ここで、近傍とは、以下の条件を満たす位置を言う。
【００４３】
０．８≦ＳＳ≦２×Ｗ …（１）
ここで、Ｗ＝主パターンの最小幅、ＳＳ＝主パターンと補助パターンとの距離である。
【００４４】
また、補助パターンは、上記したように、主パターンに比べて小さな寸法を有し、具体的には、以下の条件を満たす。
【００４５】
０．０５≦ＳＷ／（λ／ＮＡ）≦０．３ …（２）
ここで、ＳＷ＝補助パターンの寸法（幅）、λ＝生成フォトマスクを作製するための露光装置の露光波長、ＮＡ＝前記露光装置のレンズ開口数である。
【００４６】
本発明の第２実施形態に係るフォトマスク欠陥検査方法によれば、補助パターンを有するフォトマスクにおいても、第１実施形態と同様の効果を得られる。
【００４７】
ところで、生成フォトマスク４と検査データ５との比較検査の際、特定のパターン個所（角部部、ライン端部）および補助パターンでの検査感度を意図的に落とす手法が採られることがある。検査感度を落とすことは、例えば、フォトマスク検査装置がフォトマスクを検査するときの画像階調、画像の解像度および画素数等を、ハードウェハもしくはソフトウェアで調整することによって達成される。また、近年では、個々のパターン形状（ライン端部、コーナー部。補助パターン部など）に応じて検査感度を調整することが可能な装置もある。このような検査手法によれば、生成フォトマスク４と検査データ５との差異に起因するマスク欠陥検査工程での擬似エラーの発生を抑制することができる。本発明の第１、第２実施形態に、この検査手法を組み合わせることも可能である。こうすることによって、擬似エラーを抑制する効果をさらに高めることが可能である。
【００４８】
第１、第２実施形態に係る方法による検査を経て良品と判定された生成フォトマスク４を用いて半導体装置が製造される。すなわち、半導体装置装置の製造途中において、半導体基板上に形成された被加工膜（例、フォトレジスト）と、露光光源との間に生成フォトマスク４が配置される。そして、生成フォトマスク４を介して、被加工膜が露光されることにより、被加工膜にパターンが転写される。
【００４９】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【００５０】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、所要時間の少ないフォトマスクの欠陥検査方法、半導体装置の製造方法、フォトマスクの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの欠陥検査方法を示すフローチャート。
【図２】設計データからフォトマスクおよび検査データが作製されるまでの工程を示す図。
【図３】パターン角部の補正方法の工程を示す図。
【図４】図３に続く工程を示す図。
【図５】図４に続く工程を示す図。
【図６】図５に続く工程を示す図。
【図７】パターン角部の補正方法を示すフローチャート。
【図８】パターンの角部の補正方法の変形例に係る工程を示す図。
【図９】図８に続く工程を示す図。
【図１０】図９に続く工程を示す図。
【図１１】パターンの角部の補正方法の変形例に係る工程を示す図。
【図１２】パターンのライン端部の補正方法の工程を示す図。
【図１３】パターンのライン端部の補正方法を示すフローチャート。
【図１４】マスクデータの一部の例を示す図。
【図１５】検査データの一部の例を示す図。
【図１６】検査データの一部の例を示す図。
【図１７】従来の、設計データからフォトマスクおよび検査データが作製されるまでの工程を示す図。
【符号の説明】
１…設計データ、２…マスクデータ、３…描画データ、４…フォトマスク、５…検査データ、Ｐ…パターン、ＰＡ、Ｐｂ…検査パターン、Ｖ１〜Ｖ６…頂点、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ５１、Ｌ５２、Ｌ６１、Ｌ６２…線分、Ｔ１〜Ｔ６…処理パターン要素（補正用パターン）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置を製造するためのフォトマスクの欠陥検査方法、半導体装置の製造方法、およびフォトマスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトマスクを作製する際に、フォトマスクにパターンを描画する装置として、電子線を用いたＥＢ描画装置、およびレーザー光源を用いたフォトリピータが知られている。フォトリピータは、ウェハ上にパターンを形成する際に使用される露光装置を、フォトマスク上にパターンを転写する際に用いたものである。フォトリピータを用いることにより、高い寸法均一性を有するフォトマスクを得られる。
【０００３】
フォトリピータはＩ線、ＫｒＦ、ＡｒＦ等のレーザー光源を用いるため、パターンを描画する際に光近接効果が発生する。光近接効果により、フォトマスクのパターンの線幅、角部、ライン端部等が、設計データのパターンに対して忠実な形状とならない。しかしながら、既知の光学パラメータを用いたシミュレーションおよび設計データに対する補正を行うことにより、パターンの線幅程度に関しては、フォトマスクを設計データに近づけることができる（光近接効果補正）。
【０００４】
また、フォトマスクの検査方法として、作製されたフォトマスクとそのフォトマスクを作製するための設計データとを比較する方法が知られている。図１７は、従来の検査方法を示している。図１７に示すように、設計データ１１に基づいたマスクデータ１２に、プロセス変換差に応じた補正が行われることにより描画データ１３が作製される。プロセス変換差とは、マスクデータ１２の形状と作製されるフォトマスクの形状との間でマスクの作製過程で生じる差に応じて決定される補正値である。プロセス変換差の決定の際、上記光近接効果およびエッチングにより発生する差等が考慮される。
【０００５】
次に、描画データ１３に従って、ＥＢ描画装置およびフォトリピータ等を用いて、フォトマスク１４が作製される。このフォトマスク１４が、検査データ１５と比較されることにより、フォトマスク１４の良否が判定される。検査データ１５は、マスクデータ１２と同一の形状を有する。
【０００６】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０５−１２６７５４号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００２−１６２７２９公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
線幅に関するプロセス変換差はシミュレーションにより一律に求めることができる。また、線幅に関するプロセス変換差に基づいて補正を行うことは、例えば線幅を増大することにより、容易に達成される。しかしながら、パターンの角部およびライン端部に関しては、プロセス変換差を求め、これに基づいた補正を行うことは困難である。このため、作製されたフォトマスク１４のパターン角部およびライン端部で、マスクデータ１２の形状と違いが生じる。
【００１０】
一方、検査データ１５はマスクデータ１２と同一形状を有する。このため、パターン角部およびライン端部において、フォトマスク１４と、検査データ１５との間に不一致が生じる。この結果、フォトマスク１４は、この部分において欠陥（以下、擬似欠陥と称する）を有すると判定される。擬似欠陥は、各パターン角部およびライン端部において発生する可能性があるため、多数に上る。したがって、擬似欠陥を有するフォトマスク１４が、本当の欠陥を有しているか否かを判定を行うこと、および、擬似欠陥と本当の欠陥とを判別することに、多大な時間を要する。このことはフォトマスクの欠陥検査に要する時間の増大につながる。
【００１１】
特に、フォトリピータが用いられた場合、フォトマスク１４のパターンの角部およびライン端部での忠実度の低下が大きいため、フォトマスク１４と検査データ１５との差が大きい。よって、作製されたフォトマスク１４が欠陥と判断される可能性が大きい。したがって、上記問題はより顕著となる。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、所要時間を少ないフォトマスクの欠陥検査方法、半導体装置の製造方法、フォトマスクの製造方法を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の視点によるフォトマスクの欠陥検査方法は、マスクデータと一致する、もしくは前記マスクデータに少なくとも線幅に関するプロセス変換差補正が施されることにより作製された、描画データを用いて作製されたフォトマスクの欠陥を検査する方法であって、前記描画データを用いて作製されるフォトマスクのパターンの平面形状と実質的に一致するように、前記マスクデータのパターンに補正を行うことにより検査データを作製する工程と、前記検査データのパターンと、作製されたフォトマスクのパターンと、を比較する工程と、前記検査データのパターンと前記作製されたフォトマスクのパターンとの間で平面形状が一致しない部分を抽出する工程と、前記平面形状が一致しない部分の中から、欠陥部を識別する工程と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２の視点によるフォトマスクの製造方法は、マスクデータと一致する、もしくは前記マスクデータに少なくとも線幅に関するプロセス変換差補正が施されることにより作製された描画データを用いて作製されたフォトマスクを製造する方法であって、前記描画データを用いて作製されるフォトマスクのパターンの平面形状と実質的に一致するように、前記マスクデータのパターンに補正を行うことにより検査データを作製する工程と、前記検査データのパターンと、作製されたフォトマスクのパターンと、を比較する工程と、前記検査データのパターンと前記作製されたフォトマスクのパターンとの間で平面形状が一致しない部分を抽出する工程と、前記平面形状が一致しない部分の中から、欠陥部を識別する工程と、前記欠陥部を有しないと判定された前記フォトマスクを分別する工程と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
更に、本発明に係る実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの欠陥検査方法を示すフローチャートである。図２は、設計データから、フォトマスクおよび検査データが作製されるまでの工程を概略的に示している。図１、図２に示すように、まず、所望のパターン（例えばトランジスタのゲートパターン等）を有する設計データ１に基づいて、マスクデータ２が作製される（ステップＳ１）。
【００１８】
次に、マスクデータ２に対して、プロセス変換差補正が行われる（ステップＳ２）。プロセス変換差補正には、光近接効果補正を含むウェハプロセス（フォトマスクに対するリソグラフィおよびエッチング等）で生じる変換差による補正が含まれる。マスクデータ２にプロセス変換差が施された結果、描画データ３が作製される（ステップＳ３）。プロセス変換差補正は、パターンの線幅を増加させることにより対応が可能な補正が主に含まれる。
【００１９】
なお、設計データ１からマスクデータ２を作成する工程において、ウェハプロセスで生じる変換差による補正処理が行われる場合もある。この場合、ステップＳ２、Ｓ３が省略され、以下のステップＳ４において、マスクデータ２を用いてフォトマスクが作製される。図１においては、破線により示すルートを取る。
【００２０】
次に、描画データ３に従って、フォトリピータ等の露光装置（描画装置）を用いて、フォトマスク４（ステップＳ４）が作製される。すなわち、描画データ３を用いて、露光装置によりフォトマスク４の材料となる物質に、パターンが転写され、現像が行われることにより、フォトマスク４が形成される。フォトリピータが用いられた場合、露光部ではエキシマレーザ−光が用いられ、具体的には、ＫｒＦ、ＡｒＦ、Ｆ２等によるレーザー光が用いられる。以下、マスクデータ２からフォトマスク４が作製されるまでの一連の流れを本フローと称する。
【００２１】
本フローとは別に、マスクデータ２から検査データ５が作製される。検査データ５は、マスクデータ２に対して、検査データ補正が行う（ステップＳ１１）ことにより作製される。検査データ補正は、主にパターンの角部や端部に対する補正が対象とされる。検査データ補正に関しては、後に詳述する。検査データ補正の結果、検査データ５が作製される（ステップＳ１２）。
【００２２】
次に、フォトマスク４のパターンが、検査データ５のパターンと比較される（ステップＳ２１）。この結果、フォトマスク４のパターンと、検査データ５のパターンとで、形状が一致しない部分が抽出される（ステップＳ２２）。次に、パターンの形状が一致しない部分のうちで、フォトマスク４の欠陥部が識別される（ステップＳ２３）。これは、例えばフォトマスク４のパターンと検査データ５のパターンとの違いが所定の値以上の場合に、欠陥と判定することにより達成される。
【００２３】
ステップＳ２２において形状の不一致が発見されなかった場合、ステップＳ２３において形状の不一致が擬似欠陥であると判定された場合、作製されたフォトマスク４（生成フォトマスク）は良品（欠陥無し）と判定される。
【００２４】
続いて、検査データ補正の方法について、以下に述べる。検査データ補正の方法の際、設計レイアウトを検証するために使用されるデザイン・ルール・チェック（ＤＲＣ）ツールが用いた例を説明する。ＤＲＣツールでは、レイアウトの特徴に応じたパターンを抽出、および変形させることができ、レイアウトが、所定のデザインルールに従って作製されているかをチェックしたり、所定のパターンに対して修正を行ったりすることができる。
【００２５】
最初に、パターンの角部に対する補正について、図３〜図７を用いて説明する。図３〜図６は、角部を有するパターンＰを概略的に示しており、図７は、パターンＰ角部の処理を示すフローチャートである。
【００２６】
図３、図７に示すように、まず、パターンＰの頂点Ｖ１〜Ｖ６の位置が抽出される（ステップＳ３１）。このとき、パターンＰの幅Ｗがある所定値より小さいパターンＰだけ抽出し、そこで抽出されたパターンＰの頂点だけを抽出する、という処理とすることも可能である。
【００２７】
次に、図４、図７に示すように、各頂点Ｖ１〜Ｖ６から伸びる２つの辺上において、頂点から例えば距離ｔを有する線分が抽出される（ステップＳ３２）。線分Ｌ１１、Ｌ１２は、頂点Ｖ１から伸びる線分である。同様に、線分Ｌ２１及びＬ２２、Ｌ３１及びＬ３２、Ｌ４１及びＬ４２、Ｌ５１及びＬ５２、Ｌ６１及びＬ６２は、頂点Ｖ２〜Ｖ６から伸びる線分である。
【００２８】
次に、図５、図７に示すように、各線分の組の端部を結ぶことにより、三角形状の処理パターン要素（補正用パターン）Ｔ１〜Ｔ６が形成される（ステップＳ３３）。
【００２９】
次に、図６、図７に示すように、元のパターンＰから、処理パターン要素Ｔ１〜Ｔ６を付加したり（ＯＲ処理）、削除したり（ＮＯＴ処理）することにより、検査パターンＰＡが作製される（ステップＳ３４）。この付加または削除の処理は、生成フォトマスク４のパターンと、マスクデータ２のパターンとを比較することにより、検査パターンＰＡが生成フォトマスク４のパターンの形状に近づくように、選択される。具体的には、パターンＰの端部の処理パターン要素Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６は、パターンＰから削除される。また、パターンＰの角部であって、パターンＰの外側に位置する処理パターン要素Ｔ４は、パターンＰに付加される。また、パターンＰの角部であって、パターンＰ上（パターンＰの内側）に位置する処理パターン要素Ｔ１は、パターンＰから削除される。
【００３０】
次に、パターンＰの角部の補正の変形例について図８〜図１１を用いて説明する。例えば、図８〜図１０は、パターンの角部のみを概略的に示している。
【００３１】
図８に示すように、図７のステップＳ３１において頂点Ｖ７、Ｖ８が抽出された結果、パターンＰの形状によっては、頂点Ｖ７とＶ８との距離がｔ×２に満たない場合がある。この場合、図９に示すように、例えばｔ／２の距離の線分Ｌ７１、Ｌ７２、Ｌ８１、Ｌ８２が形成される。そして、これら線分により修正パターン要素Ｔ７、Ｔ８が形成される。この後の工程は、図７と同様である。このような処理の結果、検査パターンＰＡの角部は、図１０に示す形状となる。
【００３２】
また、パターンＰの角部は、略直角であることが多いが、例えば図１１に示すように、直角形状でない場合もある。この場合も、直角である場合と同様の処理が行われるように、処理の対処を広げることも可能である。
【００３３】
次に、パターンのライン端部に対する補正について、図１２、図１３を用いて説明する。図１２は、作製された検査パターンを概略的に示している。図１３は、パターン端部に対する補正の処理を示すフローチャートである。
【００３４】
図３、図１３に示すように、まず、パターンＰの頂点Ｖ１〜Ｖ６が抽出される（ステップＳ３１）。次に頂点Ｖ１〜Ｖ６のそれぞれを結ぶ線がパターンの端部であるか否かの判定が行われる（ステップＳ４２）。この判定は、例えば以下の様に行うことができる。各頂点Ｖ１〜Ｖ６の座標を、頂点Ｖ１から順に追っていくと、頂点Ｖ２に達した際に９０度回転し、頂点Ｖ３でさらに９０度回転する。回転が２回続く間隔が、所定の値以下の場合、頂点Ｖ２とＶ３とが成す辺がラインの幅であると判定される。
【００３５】
次にライン端部が内側へと修正される（ステップＳ４３）。この結果、図１２に示すように、検査パターンＰＢが作製される。修正の際の値は、生成フォトマスク４のパターンと、マスクデータ２のパターンとを比較することにより、検査パターンＰＢが生成フォトマスク４のパターンの形状に近づくように選択される。
【００３６】
図３〜図１３を用いて説明した処理が、図１のステップＳ１１で、マスクデータ２のパターンの各角部、ライン端部に行われる。この結果、図１４に例示するマスクデータ２から、図１５に例示する検査データ５が作製される。図１６は、ＤＲＡＭのゲートのパターン用の検査データ５を例示している。図１６において、破線で示される部分は、検査データ補正により処理が施された個所である。
【００３７】
本発明の第１実施形態に係るフォトマスク欠陥検査方法によれば、マスクデータ２に対して補正を行うことにより、このマスクデータ２から作製されるべき生成フォトマスク４のパターン形状に近いパターン形状を有する検査データ５が作製される。すなわち、マスクデータ２に対して、プロセス変換差補正では対応できないパターン角部、ライン端部等に、補正が加えられることにより、検査データ５が作製される。そして、この検査データ５と生成フォトマスク４とが比較されることにより、生成フォトマスク４の欠陥部が抽出される。このため、比較検査の際に、プロセス変換差補正では対応できない部分で擬似欠陥が発生することを回避できる。従来の方法では、擬似欠陥が多く発生し、その中から本当の欠陥を判別する工程が必要であったが、このような作業が不要となるため、第１実施形態によれば、欠陥検査の時間を大幅に短縮することができる。
【００３８】
なお、上記したように、設計データ１からマスクデータ２が作製される段階でプロセス変換差補正が行われる場合もある。この場合、マスクデータ２のパターンと、生成フォトマスク４のパターンとは、一致する。したがって、このマスクデータ２をそのまま検査データ５として用いれば、理想的には、擬似欠陥は発生しないはずである。しかしながら、実際には、生成フォトマスク４を作製する段階の処理工程（リソグラフィー、エッチング等）において、生成フォトマスク４のパターンとマスクデータ２のパターンとの間で違いが生じる。この結果、擬似欠陥が生じる。したがって、第１実施形態は、このような擬似欠陥を回避する手段としても有効である。
【００３９】
（第２実施形態）
第２実施形態は、フォトマスクに形成されるがウェハに解像されない補助パターンに関する。
【００４０】
ＳＲＡＦ（Ｓｕｂ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ａｓｓｉｓｔ Ｆｅａｔｕｒｅ）と呼ばれる、ウェハ上に解像されない微細な補助パターンが知られている。この補助パターンは、リソグラフィ工程において微細パターンの解像度を向上させるために、生成フォトマスク４に挿入される。補助パターンは、デバイスにとって必要なパターン（主パターン（第１パターン）と呼ぶ）の近傍に形成される。
【００４１】
補助パターン（第２パターン）は、実際のデバイスにとっては、不要なパターンであるため、ウェハ上に形成されない程度の、主パターンより細いパターンにより構成される。補助パターンは、このように微細であるため、検査データ５上でのＳＲＡＦパターンと、生成フォトマスク上での補助パターン形状との形状差が大きい。このため、検査データ５を用いた欠陥検査において、補助パターンのライン端部や、コーナー部で擬似欠陥が発生する可能性がある。そこで、補助パターンのライン端部、角部での形状が生成フォトマスク４と同様な形状になるように、検査データ５が作製される。具体的には、第１実施形態と同様にして、マスクデータ２中の、生成フォトマスク４に補助パターンを形成するためのパターン（付加パターン）に対して検査データ補正が施される。
【００４２】
補助パターンは、上記したように、主パターンの近傍に配置される。ここで、近傍とは、以下の条件を満たす位置を言う。
【００４３】
０．８≦ＳＳ≦２×Ｗ …（１）
ここで、Ｗ＝主パターンの最小幅、ＳＳ＝主パターンと補助パターンとの距離である。
【００４４】
また、補助パターンは、上記したように、主パターンに比べて小さな寸法を有し、具体的には、以下の条件を満たす。
【００４５】
０．０５≦ＳＷ／（λ／ＮＡ）≦０．３ …（２）
ここで、ＳＷ＝補助パターンの寸法（幅）、λ＝生成フォトマスクを作製するための露光装置の露光波長、ＮＡ＝前記露光装置のレンズ開口数である。
【００４６】
本発明の第２実施形態に係るフォトマスク欠陥検査方法によれば、補助パターンを有するフォトマスクにおいても、第１実施形態と同様の効果を得られる。
【００４７】
ところで、生成フォトマスク４と検査データ５との比較検査の際、特定のパターン個所（角部部、ライン端部）および補助パターンでの検査感度を意図的に落とす手法が採られることがある。検査感度を落とすことは、例えば、フォトマスク検査装置がフォトマスクを検査するときの画像階調、画像の解像度および画素数等を、ハードウェハもしくはソフトウェアで調整することによって達成される。また、近年では、個々のパターン形状（ライン端部、コーナー部。補助パターン部など）に応じて検査感度を調整することが可能な装置もある。このような検査手法によれば、生成フォトマスク４と検査データ５との差異に起因するマスク欠陥検査工程での擬似エラーの発生を抑制することができる。本発明の第１、第２実施形態に、この検査手法を組み合わせることも可能である。こうすることによって、擬似エラーを抑制する効果をさらに高めることが可能である。
【００４８】
第１、第２実施形態に係る方法による検査を経て良品と判定された生成フォトマスク４を用いて半導体装置が製造される。すなわち、半導体装置装置の製造途中において、半導体基板上に形成された被加工膜（例、フォトレジスト）と、露光光源との間に生成フォトマスク４が配置される。そして、生成フォトマスク４を介して、被加工膜が露光されることにより、被加工膜にパターンが転写される。
【００４９】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【００５０】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、所要時間の少ないフォトマスクの欠陥検査方法、半導体装置の製造方法、フォトマスクの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの欠陥検査方法を示すフローチャート。
【図２】設計データからフォトマスクおよび検査データが作製されるまでの工程を示す図。
【図３】パターン角部の補正方法の工程を示す図。
【図４】図３に続く工程を示す図。
【図５】図４に続く工程を示す図。
【図６】図５に続く工程を示す図。
【図７】パターン角部の補正方法を示すフローチャート。
【図８】パターンの角部の補正方法の変形例に係る工程を示す図。
【図９】図８に続く工程を示す図。
【図１０】図９に続く工程を示す図。
【図１１】パターンの角部の補正方法の変形例に係る工程を示す図。
【図１２】パターンのライン端部の補正方法の工程を示す図。
【図１３】パターンのライン端部の補正方法を示すフローチャート。
【図１４】マスクデータの一部の例を示す図。
【図１５】検査データの一部の例を示す図。
【図１６】検査データの一部の例を示す図。
【図１７】従来の、設計データからフォトマスクおよび検査データが作製されるまでの工程を示す図。
【符号の説明】
１…設計データ、２…マスクデータ、３…描画データ、４…フォトマスク、５…検査データ、Ｐ…パターン、ＰＡ、Ｐｂ…検査パターン、Ｖ１〜Ｖ６…頂点、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ５１、Ｌ５２、Ｌ６１、Ｌ６２…線分、Ｔ１〜Ｔ６…処理パターン要素（補正用パターン）。
Claims (15)
- マスクデータと一致する、もしくは前記マスクデータに少なくとも線幅に関するプロセス変換差補正が施されることにより作製された、描画データを用いて作製されたフォトマスクの欠陥を検査する方法であって、
前記描画データを用いて作製されるフォトマスクのパターンの平面形状と実質的に一致するように、前記マスクデータのパターンに補正を行うことにより検査データを作製する工程と、
前記検査データのパターンと、作製されたフォトマスクのパターンと、を比較する工程と、
前記検査データのパターンと前記作製されたフォトマスクのパターンとの間で平面形状が一致しない部分を抽出する工程と、
前記平面形状が一致しない部分の中から、欠陥部を識別する工程と、
を具備することを特徴とするフォトマスクの欠陥検査方法。 - 前記検査データを作成する工程は、前記マスクデータのパターンのライン部の端部を微小長さ削除する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
- 前記検査データを作成する工程は、前記マスクデータのパターンの角部から補正用パターンを切り欠くまたは前記角部に前記補正用パターンを付け足す工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
- 前記フォトマスクは、電子ビーム、エキシマレーザー光を用いたフォトマスク描画装置によって作製されることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
- 前記エキシマレーザー光は、ＫｒＦ、ＡｒＦ、Ｆ２のいずれかであることを特徴とする請求項４に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
- 前記比較する工程は、フォトマスク欠陥検査装置での前記フォトマスクと前記検査データとの比較の検査感度を落として行われることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
- 前記比較の検査感度を落とすことは、前記フォトマスクのパターンのライン端部または角部に対して行われることを特徴とする請求項６に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
- 前記フォトマスクは第１、第２パターンを有し、前記第２パターンは、前記第１パターンの近傍に第１距離離間して配置され、且つ以下に示す条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
０．０５≦Ｗ２／（λ／ＮＡ）≦０．３
ここで、Ｗ２：第２パターンの幅、λ：前記第１、第２パターンをウェハ上に露光するための露光装置の露光波長、ＮＡ：前記露光装置のレンズ開口数 - 前記第１距離は、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項８に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
０．８×Ｗ１≦第１距離≦２×Ｗ１
ここで、Ｗ１：第１パターンの最小幅。 - 前記マスクデータは前記フォトマスクに前記第２パターンを形成するための付加パターンを有し、
前記検査データを作成する工程は、前記付加パターンのライン端部を微小長さ削除する工程を含む、
ことを特徴とする請求項８に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。 - 前記マスクデータは前記フォトマスクに前記第２パターンを形成するための付加パターンを有し、
前記検査データを作成する工程は、前記付加パターンの角部から補正用パターンを切り欠くまたは前記角部に前記補正用パターンを付け足す工程を含む、
ことを特徴とする請求項８に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。 - 前記比較する工程は、比較の検査感度を落として行われることを特徴とする請求項９に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
- 前記比較の検査感度を落とすことは、前記第２パターンに対して行われることを特徴とする請求項１２に記載のフォトマスクの欠陥検査方法。
- 請求項１に記載されたフォトマスクの欠陥検査方法によって欠陥を有しないと判定された前記フォトマスクを用いて、半導体装置の製造途中の半導体基板上に形成された被加工膜に対して露光を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
- マスクデータと一致する、もしくは前記マスクデータに少なくとも線幅に関するプロセス変換差補正が施されることにより作製された描画データを用いて作製されたフォトマスクを製造する方法であって、
前記描画データを用いて作製されるフォトマスクのパターンの平面形状と実質的に一致するように、前記マスクデータのパターンに補正を行うことにより検査データを作製する工程と、
前記検査データのパターンと、作製されたフォトマスクのパターンと、を比較する工程と、
前記検査データのパターンと前記作製されたフォトマスクのパターンとの間で平面形状が一致しない部分を抽出する工程と、
前記平面形状が一致しない部分の中から、欠陥部を識別する工程と、
前記欠陥部を有しないと判定された前記フォトマスクを分別する工程と、
を具備することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
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