JP2004012619A - フォトマスクの検査方法及びその検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】検査工程におけるフォトマスクの搬送作業を低減できるようにすると共に、露光波長の異なるフォトマスクを同一のシミュレータを用いて簡単、かつ迅速に検査できるようにする。
【解決手段】欠陥部を有するレベンソン型の位相シフトマスク（ＰＳＭ）を検査する方法であって、この欠陥部及び該欠陥部周辺のＰＳＭ上を段差測定装置で走査して段差データを取得する工程と、この段差データと、当該ＰＳＭの露光条件とを３次元電磁場シミュレータに入力して、当該ＰＳＭを透過する光の強度分布データを取得する工程とを備えたものである。フォトマスクをシミュレータにセットすることなく光の強度分布データを取得できると共に、露光波長を任意に入力設定できる。
【選択図】 図１
【解決手段】欠陥部を有するレベンソン型の位相シフトマスク（ＰＳＭ）を検査する方法であって、この欠陥部及び該欠陥部周辺のＰＳＭ上を段差測定装置で走査して段差データを取得する工程と、この段差データと、当該ＰＳＭの露光条件とを３次元電磁場シミュレータに入力して、当該ＰＳＭを透過する光の強度分布データを取得する工程とを備えたものである。フォトマスクをシミュレータにセットすることなく光の強度分布データを取得できると共に、露光波長を任意に入力設定できる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レベンソン型の位相シフトマスクに適用して好適なフォトマスクの検査方法及びその検査装置に関するものである。詳しくは、欠陥部を有するフォトマスクを検査する際に、このフォトマスクの表面を段差測定装置で走査して段差データを取得すると共に、この段差データとフォトマスクの露光条件とを３次元電磁場シミュレータに入力して、フォトマスクを透過する光の強度分布データを取得することによって、フォトマスクのシミュレータへのセット作業を省けるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路における高集積化、微細化はますます進展しつつあり、ウェハ上に形成される回路パターンの微細化が急速に進んでいる。これに伴って、石英ブランクスに部分的に段差部を設けて光の位相を変調させるレベンソン型の位相シフトマスク（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ−ＰＳＭ：Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｍａｓｋ）が回路パターンの形成に使用されつつある。
【０００３】
このレベンソン型の位相シフトマスク（以下で、単にＰＳＭともいう）の凹部（以下で、シフタともいう）は、例えば、石英製ブランクスに選択的にドライエッチングが施されて形成される。そのため、ＰＳＭのシフタ上には突起等の欠陥が生じ易い。ＰＳＭの検査工程では、このシフタ上での欠陥の有無が欠陥検査装置によって検査されている。
【０００４】
図６は従来例に係るレベンソン型ＰＳＭの検査例を示すフローチャートである。まず始めに、周知の欠陥検査装置にＰＳＭをセットして、このＰＳＭのシフタ上での欠陥の有無を検査する（ステップＣ１）。ステップＣ１でシフタ上に欠陥が検出されない場合には、検査を終了する。また、シフタ上に欠陥が検出された場合には、ＡＩＭＳ（Ａｅｒｉａｌ Ｉｍａｇｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｓｏｆｔｗａｒｅ）等の光強度シミュレーションを使用して、このＰＳＭを透過する光の強度分布データ（以下で、光強度分布データともいう）を求める（ステップＣ２）。
【０００５】
このステップＣ２の光強度シミュレーションでは、まず始めに、実際のパターン転写で使用する露光波長の光源を有する光強度シミュレータ（シミュレーション装置）にＰＳＭをセットする。次に、このシミュレータに露光条件（開口率ＮＡ、絞りσ）を入力する。すると、このＰＳＭを透過する光の強度分布データを得ることができる。
【０００６】
次に、この光強度分布データを、半導体ウェハ上に形成される転写パターンの形状予測データに変換処理する。この変換処理を含む光強度シミュレーションについては、公開特許公報（特開平１０−１０３９３２）等に記載されている通りである。
【０００７】
そして、この転写パターンの形状予測データから、シフタ上の欠陥がフォトマスクのパターン転写特性に影響するか否かを検査する（ステップＣ３）。ステップＣ３で、ウェハへのパターン転写に影響がないと判定した場合には、そのまま検査を終了する。
【０００８】
また、光強度シミュレータ等の結果からシフタ上の欠陥がパターン転写に影響すると判定した場合には、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：原子間力顕微鏡）等の段差測定装置にＰＳＭをセットする（ステップＣ４）。そして、このＰＳＭの表面をＡＦＭで走査し欠陥情報を得て、検査を終了する。
【０００９】
この検査終了後に、図６のステップＣ４で得た欠陥情報に基づいて、シフタ上の欠陥を修正する。なお、図６のステップＣ２では、光強度シミュレータに代わって、実際にウェハへの転写実験（以下で、実転写実験ともいう）を行ってみる方法も行われている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来方式に係るフォトマスクの検査方法によれば、シフタ上に欠陥が検出された場合には、光強度シミュレーション（ＡＩＭＳ）装置にＰＳＭをセットして、この欠陥が半導体ウェハへのパターン転写に影響するかどうかを検査していた。そして、この欠陥が半導体ウェハへのパターン転写に影響する場合には、このＰＳＭを段差測定装置（ＡＦＭ）にセットして欠陥情報を得ていた。
【００１１】
このため、図６に示した検査工程では、欠陥検査装置から光強度シミュレータにＰＳＭを搬送し、さらにこの光強度シミュレータから段差測定装置にＰＳＭを搬送していたので、搬送作業に手間と時間がかかり、検査工程のスループットが低いという問題があった。また、この搬送作業によってＰＳＭに異物が付着するおそれがあった。
【００１２】
さらに、光強度シミュレータには特定の露光波長を有した光源が取り付けられているので、ＰＳＭの露光波長を振った場合に光強度分布データが得られなかった。このため、例えばＫｒＦ波長（２４８ｎｍ）からＡｒＦ波長（１９３ｎｍ）へ短波長化（リソグラフィの世代交代）が進んだ場合に、光強度シミュレータの光源を取り替える必要があり、設備投資コストが増大してしまうという問題があった。
【００１３】
そこで、この発明はこのような問題を解決したものであって、フォトマスクの搬送作業を低減できるようにすると共に、露光波長の異なるフォトマスクを同一のシミュレータを用いて簡単、かつ迅速に検査できるようにしたフォトマスクの検査方法及びその検査装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題は、欠陥部を有するフォトマスクを検査する方法であって、この欠陥部及び該欠陥部周辺のフォトマスク上を段差測定装置で走査して段差データを取得する工程と、この段差データと、当該フォトマスクの露光条件とを３次元電磁場シミュレータに入力して、当該フォトマスクを透過する光の強度分布データを取得する工程とを備えたことを特徴とするフォトマスクの検査方法によって解決される。
【００１５】
本発明に係るフォトマスクの検査方法によれば、フォトマスクをシミュレータにセットすることなく光の強度分布データを取得できるので、検査工程におけるフォトマスクの搬送作業を低減できる。また、露光波長を任意に入力設定できるので、露光波長の異なるフォトマスクを同一のシミュレータを用いて簡単、かつ迅速に検査できる。
【００１６】
また、本発明に係るフォトマスクの検査装置は、欠陥部を有するフォトマスクを検査する装置であって、この欠陥部及び該欠陥部周辺のフォトマスク上を走査して段差データを取得する段差測定装置と、この段差測定装置によって取得された段差データを格納する段差データ格納部と、この段差データ格納部に格納された段差データと、当該フォトマスクの露光条件とに基づいて３次元電磁場シミュレーションを行い、当該フォトマスクを透過する光の強度分布データを出力する３次元電磁場シミュレータとを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係るフォトマスクの検査装置によれば、上述したフォトマスクの検査方法が応用されるので、検査工程におけるフォトマスクの搬送作業を低減できる。また露光波長に対応した光源が不要なので、設備投資コストの低減にも貢献できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明に係るフォトマスクの検査方法及びその検査装置について、詳しく説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレベンソン型ＰＳＭの検査例を示すフローチャートである。
【００１９】
この実施形態では、欠陥部を有するフォトマスクを検査する際に、欠陥部及び該欠陥部周辺のフォトマスク上を段差測定装置で走査して段差データを取得し、この段差データと、当該フォトマスクの露光条件とを３次元電磁場シミュレータに入力して、フォトマスクを透過する光の強度分布データを取得し、フォトマスクの搬送作業を低減できるようにすると共に、露光波長の異なるフォトマスクを同一のシミュレータを用いて簡単、かつ迅速に検査できるようにしたものである。
【００２０】
まず始めに、ＫｒＦ波長（２４８ｎｍ）に対応したレベンソン型のＰＳＭ（フォトマスクの一例）の検査方法について説明する。
【００２１】
図１のステップＡ１で、周知の欠陥検査装置にＰＳＭをセットし、このＰＳＭのシフタ上を検査する。ここでＰＳＭのシフタ上に欠陥が検出されない場合には、検査を終了する。また、ＰＳＭのシフタ上で欠陥が検出された場合には、ステップＡ２に進む。
【００２２】
次に、ステップＡ２で、このＰＳＭをＡＦＭ（段差測定装置の一例）にセットする。そして、検出された欠陥部とこの欠陥部周辺のＰＳＭの表面をＡＦＭで走査して、欠陥部の周辺パターン（以下で、欠陥周辺パターンともいう）や、欠陥部のサイズや形状（以下で、欠陥情報ともいう）を段差データとして取得する。
【００２３】
次に、ステップＡ３で、ＡＦＭによって得られた段差データを３次元電磁場シミュレータ用のパラメータに変換処理し、段差パラメータとする。もちろん、この段差パラメータは、上述した欠陥周辺パターンや、欠陥情報を含むものである。
【００２４】
また、段差データと同様に、このＰＳＭにおける石英ブランクス（以下で、Ｑｚともいう）の掘り込み量と、このＰＳＭの露光条件とを３次元電磁場シミュレータ用のパラメータに変換処理し、露光パラメータと、Ｑｚ掘り込みパラメータとする。
【００２５】
この露光条件（露光パラメータ）は、露光光源の波長と、開口率ＮＡと、絞りσとを含むものである。ここでは、ＫｒＦエキシマレーザを露光用の光源とする場合を例にしているので、入力する露光光源の波長は２４８ｎｍである。また、Ｑｚの掘り込み量（Ｑｚ掘り込みパラメータ）は、露光用の光の位相差が例えば１８０°になる量とすると、ＫｒＦエキシマレーザを光源とする場合は２４４ｎｍである。
【００２６】
次に、ステップＡ４で、上述した段差パラメータと、露光パラメータと、Ｑｚ掘り込みパラメータとを３次元電磁場シミュレータに入力して、ＰＳＭの欠陥部及び欠陥部周辺の光強度分布データを得る。
【００２７】
この３次元電磁場シミュレータとは、例えばＰａｎｏｒａｍｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製の３ＤＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｓｏｆｔｗａｒｅを組み込んだ情報処理装置である。この情報処理装置内で行われる３次元電磁場シミュレーションは、主にテレビ放送波の電場や、テレビアンテナの受信量等を算出するために用いられてきた演算処理法である。
【００２８】
この３次元電磁場シミュレーションを半導体分野、特に、ＰＳＭにおける光強度分布データの算出に応用することで、ＡＩＭＳと同等の光強度分布データを得ることができる。また、この３次元電磁場シミュレータは、ＡＩＭＳと比べて、実際にＰＳＭを用いることなくデータのみでシミュレーションできるので、ＰＳＭをＡＩＭＳ等の装置にセットする必要がないという利点を有している。さらに、この３次元電磁場シミュレータは、ＡＩＭＳと比べて、ＫｒＦエキシマレーザ等の特定の光源を必要とせず、任意の露光波長を入力設定するようになされている。このため、露光波長の異なるＰＳＭを同一装置でシミュレーションできるという利点を有している。
【００２９】
次に、ステップＡ５で、このＰＳＭのシミュレーション結果（光強度分布データ）に対して、検査基準用のデータ（以下で、基準データともいう）を用意する。
【００３０】
図２は基準データの作成例を示すフローチャートである。図２のステップＢ１で、まず始めに、ＰＳＭ設計用の描画データを用意する。次に、ステップＢ２で、欠陥部及びその周辺のマスクパターンデータを描画データから取得する。そして、このマスクパターンデータと、Ｑｚの掘り込み量と、実際のパターン転写に用いる露光条件とを３次元電磁場シミュレータ用のパラメータに変換処理する。
【００３１】
このステップＢ２での露光条件とは、露光光源の波長と、ＮＡ（開口率）と、σ（絞り）等である。また、Ｑｚ掘り込み条件とは、ＫｒＦエキシマレーザから照射される光の位相差が１８０°になる量である。これらは、図１のステップＡ３と同じ値である。
【００３２】
そして、ステップＢ３で、パラメータに変換処理されたマスクパターンデータと、Ｑｚの掘り込み量と、露光条件とを上述した３次元電磁場シミュレータに入力して、比較検査の基準となる光分布強度データ（基準データ）を取得する。これにより、基準データの作成作業を完了する。
【００３３】
その後、図１のステップＡ６で、ステップＡ５で取得した基準データと、ステップＡ４で取得したＰＳＭのシミュレーション結果とを比較処理して、ＰＳＭのシフタ上の欠陥部がウェハ（所定の基板の一例）へのパターンの転写に影響があるか否かを検査する。
【００３４】
図３Ａ及びＢはＰＳＭ１０Ａの構成例を示す断面図及び平面図である。図３Ａ及びＢに示すＰＳＭ１０Ａは、シフタ１２Ａ上に欠陥のないマスク像であり、設計用の描画データ等から得られたものである。図３Ｃは、このＰＳＭ１０Ａを３次元電磁場シミュレーションして得た比較検証用の光強度分布（基準データ）２０Ａの平面図である。
【００３５】
図４Ａ及びＢはＰＳＭ１０Ｂの構成例を示す断面図及び平面図である。図４Ａ及びＢに示すＰＳＭ１０Ｂは、シフタ１２Ｂ上に欠陥部１４を有するマスク像であり、ＡＦＭによる段差データ等から得られたものである。図４Ｃは、この欠陥部を有するＰＳＭ１０Ｂを３次元電磁場シミュレーションして得た光強度分布２０Ｂの平面図である。
【００３６】
ステップＡ６（図１参照）での検査方法は、例えば、図３Ｃに示す比較検証用の光強度分布２０Ａ間の幅をＬ１とし、図４Ｃに示す光強度分布２０Ｂ間の幅をＬ２としたとき、Ｌ１とＬ２の差がＬ１の５％未満ならばＰＳＭ１０Ｂを合格（欠陥部の修正が不要）とし、５％以上なら不合格（欠陥部の修正が必要）とする。このようにして、図１に示すＰＳＭの検査工程を終了する。
【００３７】
図４Ａ及びＢに示したＰＳＭ１０Ｂが不合格と判定された場合には、ＡＦＭで得た欠陥情報に基づいて、シフタ１２Ｂ上の欠陥部１４を除去する修正を行う。この修正作業は、例えばＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）を用いて行う。
【００３８】
尚、ステップＡ６での検査は、例えば基準データとシミュレーション結果とを、それぞれ半導体ウェハ（半導体基板の一例）上に形成される転写パターンの形状予測データに変換処理し、変換後のデータを比較することで行っても良い。
【００３９】
次に、本発明の実施形態に係るフォトマスク検査装置１００について説明する。図５は、本発明の実施形態に係るフォトマスク検査装置１００の構成例を示すブロック図である。このフォトマスク検査装置１００は、上述したＰＳＭの検査方法を実現する装置である。
【００４０】
図５に示すように、このフォトマスク検査装置１００は、欠陥部とその周辺のＰＳＭ１０Ｂ（図４参照）上を走査して段差データを取得するＡＦＭ（測定装置の一例）５１を備えている。また、このフォトマスク検査装置１００は、ＡＦＭ５１によって取得された段差データを格納する段差データ格納部（段差データ格納部の一例）５３を備えている。この段差データ格納部５３は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）であり、入力（書き込み）と出力（読み出し）とが可能になされている。
【００４１】
さらに、このフォトマスク検査装置１００は、ＰＳＭ１０Ｂのマスクパターンデータ（設計データの一例）を格納するマスクパラメータ格納部５５を備えている。このマスクパラメータ格納部５５は、例えばＲＡＭや、ＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）である。
【００４２】
また、このフォトマスク検査装置１００は、上述した露光条件と、Ｑｚ掘り込み量等を格納するプロセスパラメータ格納部５４を備えている。このプロセスパラメータ格納部５４は、例えばＲＡＭである。
【００４３】
そして、このフォトマスク検査装置１００は、３次元電磁場シミュレータ５７を備えている。図５に示すように、この３次元電磁場シミュレータ５７は、マスクパラメータ格納部５５と接続し、かつ段差データ格納部５３とも接続するようになされている。これにより、マスクパターンデータをマスクパラメータに変換し、かつ段差データを段差パラメータに変換して３次元電磁場シミュレータ５７に入力することができる。また、図５に示すように、この３次元電磁場シミュレータ５７は、プロセスパラメータ格納部５４とも接続するようになされている。これにより、露光条件と、Ｑｚ掘り込み量とを、それぞれ露光パラメータとＱｚ堀り込みパラメータとに変換して、３次元電磁場シミュレータ５７に入力することができる。
【００４４】
そして、この３次元電磁場シミュレータ５７では、このＱｚ掘り込みパラメータと、露光パラメータと、段差パラメータとに基づいて３次元電磁場シミュレーションが行われ、ＰＳＭ１０Ｂ（図４参照）の光強度分布データが作成される。また、この３次元電磁場シミュレータ５７では、Ｑｚ掘り込みパラメータと、露光パラメータと、マスクパラメータとに基づいて３次元電磁場シミュレーションが行われ、ＰＳＭ１０Ａ（図３参照）の光強度分布データ（基準データ）が作成される。この光強度分布データの作成と、基準データの作成は同一のタイミングで、又は別々のタイミングで実行される。
【００４５】
さらに、このフォトマスク検査装置１００は、３次元電磁場シミュレータ５７で作成されたＰＳＭ１０Ｂの光強度分布データを格納する光強度データ格納部５９を備えている。この光強度データ格納部５９は、例えばＲＡＭである。また、図５に示すように、このフォトマスク検査装置１００は、３次元電磁場シミュレータ５７から出力された基準データを格納する基準データ格納部６１を備えている。この基準データ格納部６１は、例えばＲＡＭである。
【００４６】
そして、このフォトマスク検査装置１００は、基準データ格納部６１に格納された基準データと、光強度データ格納部５９に格納された光強度分布データとを比較検査する比較検査部６３を備えている。この比較検査部６３では、例えば図３に示したＰＳＭ１０Ａと、図４に示したＰＳＭ１０Ｂとの比較検査が行われる。
【００４７】
即ち、この比較検査部６３では、これらの基準データ格納部６１に格納された基準データ２０Ａ（図３Ｃ参照）と光強度データ格納部５９に格納された光強度分布データ２０Ｂ（図４Ｃ参照）の欠陥によるエラー量に基づいて、ＰＳＭ１０Ｂのパターン転写特性を検査する。
【００４８】
また、このフォトマスク検査装置１００は、比較検査部６３での比較検査情報を格納する検査情報格納部６５を備えている。この検査情報格納部６５は、例えばＲＡＭである。
【００４９】
さらに、このフォトマスク検査装置１００は、この検査情報格納部６５に格納された比較検査情報を外部に向けて表示する表示部６７を備えている。この表示部６７は、例えば、ＰＳＭ１０Ｂの検査結果が合格である場合には、「ＯＫ」の文字を表示するようになされている。また、この表示部６７は、ＰＳＭ１０Ｂの検査結果が不合格である場合には、「ＮＧ」の文字を表示するようになされている。作業者はこの表示部を確認することで、ＰＳＭ３０Ｂの検査結果を知ることができる。
【００５０】
このフォトマスク検査装置１００では、上述した各処理部と格納部（図５の鎖線で囲む範囲）とで検査部５０を構成している。また、フォトマスク検査装置１００は、この検査部５０の各処理部と格納部とに所定の制御信号を送出して、情報処理動作と、書き込み動作と、読み出し動作とを制御し、かつその状態を管理するコントロール部７０と、このコントロール部７０に接続されたＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７２とを備えている。ＲＯＭ７２には、このフォトマスク検査装置１００全体の処理プログラムが格納されている。
【００５１】
このフォトマスク検査装置１００の使用方法は次の通りである。まず始めに、予め、このＰＳＭ１０Ｂの描画データから得られたマスクパターンデータをマスクパラメータ格納部５５に入力しておく。また、露光条件と、Ｑｚ掘り込み量とを、プロセスパラメータ格納部５４に入力しておく。
【００５２】
次に、図１のステップＡ１で、ＰＳＭ１０Ｂ（図４参照）のシフタ上に欠陥部を欠陥検出装置で検出した場合に、この欠陥検出装置から、図５に示したフォトマスク検査装置１００までＰＳＭ１０Ｂを搬送する。そして、このフォトマスク検査装置１００のＡＦＭ５１にＰＳＭ１０Ｂをセットする。すると、このＡＦＭ５１によってＰＳＢ１０Ｂの欠陥情報を含む段差データが取得され、この段差データが段差データ格納部５３に格納される。
【００５３】
次に、この段差データ格納部５３に格納された段差データが、段差パラメータに変換されて３次元電磁場シミュレータ５７に入力される。このように、フォトマスク検査装置１００では、ＡＦＭ５１で測定された段差データをリアルタイムで３次元電磁場シミュレータ５７に入力できるので、検査の効率をより一層高めることができる。
【００５４】
また、プロセスパラメータ格納部５４に格納された露光条件とＱｚ掘り込み量とが、それぞれ露光パラメータとＱｚ掘り込みパラメータとに変換されて３次元電磁場シミュレータに入力される。これにより、３次元電磁場シミュレータ５７でシミュレーションが実行され、光強度データ格納部５９にＰＳＭ１０Ｂの光強度分布データが格納される。
【００５５】
一方、ＡＦＭ５１によって測定された欠陥情報に基づいて、欠陥部及びその周辺のマスクパターンデータが抽出され、マスクパラメータに変換される。そして、このマスクパラメータが３次元電磁場シミュレータ５７に入力される。これにより、３次元電磁場シミュレータ５７で、マスクパラメータと、露光パラメータと、Ｑｚ掘り込みパラメータとに基づいてシミュレーションが実行され、基準データが作成される。作成された基準データは、基準データ格納部６１に格納される。
【００５６】
次に、この基準データと、光強度分布データとが比較検査部６３に入力される。そして、この比較検査部６３で、光強度分布パターン２０Ａ及び２０Ｂ（図３Ｃ及び図４Ｃ参照）の欠陥によるエラー量の比較検査が行われる。その後、この比較検査の結果が、比較検査情報格納部６５に格納されると共に、表示部６７に表示される。もちろん、この比較検査情報格納部６５に格納された情報を電子情報として外部に出力しても良い。
【００５７】
このように、本発明に係るレベンソン型ＰＳＭの検査方法とその検査装置によれば、欠陥部を有するＰＳＭ１０Ｂを検査する際に、欠陥部１４及び該欠陥部周辺のＰＳＭ上をＡＦＭ５１で走査して段差パラメータを取得した後、この段差パラメータと、当該ＰＳＭ１０Ｂの露光パラメータとを３次元電磁場シミュレータ５７に入力して、当該ＰＳＭ１０Ｂを透過する光の強度分布データを取得するようになされる。
【００５８】
従って、ＰＳＭ１０ＢをＡＩＭＳ等の装置にセットすることなく光の強度分布データを取得できるので、検査工程におけるＰＳＭ１０Ｂの搬送作業を低減できる。これにより、検査工程のスループットを向上でき、かつＰＳＭ１０Ｂへの異物の付着を抑制できる。また、露光波長を任意に入力設定できるので、露光波長の異なるＰＳＭを同一の３次元電磁場シミュレータを用いて簡単、かつ迅速に検査できる。それゆえ、検査コストの低減に貢献できる。
【００５９】
尚、この実施形態では、ＫｒＦ波長（２４８ｎｍ）に対応したａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ−ＰＳＭを検査する場合について説明したが、これに限られることはない。例えば、ＡｒＦ波長（１９３ｎｍ）に対応したａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ−ＰＳＭを検査する場合にも適用できる。この場合には、ＡｒＦ波長（１９３ｎｍ）と、ＡｒＦ波長で例えば位相差が１８０°になるＱｚの掘り込み量（１７１ｎｍ）とを３次元電磁場シミュレーションに入力すれば良い。これにより、ＡＩＭＳや、ウェハへの実転写実験と同等の検査結果を得ることができる。
【００６０】
また、ステップＡ６の合否判定では、比較検証用の基準データＬ１と、欠陥周辺パターンの光強度分布データＬ２との差が、Ｌ１の５％未満ならば合格とし、５％以上なら不合格とする方法について説明したが、これに限られることはない。例えば、合否ラインを５％ではなく、３％としても良い。この合否の判定は任意に設定することができる。
【００６１】
さらに、この実施形態では、基準データを３次元電磁場シミュレーションによって作成する場合について説明したが、この基準データの作成は３次元電磁場シミュレーションに限られることはない。例えば、欠陥のないＰＳＭを用いて実転写実験を行うことによって基準データを作成しても良い。この場合には、実転写実験によって作成した基準データを基準データ格納部６１に外部入力し、格納しておく。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るフォトマスクの検査方法によれば、欠陥部を有するフォトマスクを検査する際に、欠陥部及び該欠陥部周辺のフォトマスク上を段差測定装置で走査して段差データを取得した後、この段差データと、当該フォトマスクの露光条件とを３次元電磁場シミュレータに入力して、当該フォトマスクを透過する光の強度分布データを取得するようになされる。
【００６３】
この構成によって、フォトマスクをシミュレータにセットすることなく光の強度分布データを取得できるので、検査工程におけるフォトマスクの搬送作業を低減できる。従って、検査工程のスループットを向上でき、かつフォトマスクへの異物の付着を抑制できる。また、露光波長を任意に入力設定できるので、露光波長の異なるフォトマスクを同一のシミュレータを用いて簡単、かつ迅速に検査できる。それゆえ、検査コストの低減に貢献できる。
【００６４】
また、本発明に係るフォトマスクの検査装置によれば、欠陥部を有するフォトマスクの段差データと、当該フォトマスクの露光条件とに基づいて３次元電磁場シミュレーションを行い、当該フォトマスクを透過する光の強度分布データを出力する３次元電磁場シミュレータを備えたものである。
【００６５】
従って、フォトマスクをシミュレータにセットすることなく光の強度分布データを取得できるので、検査工程におけるフォトマスクの搬送作業を低減できる。さらに、露光波長に対応した光源が不要なので、設備投資コストの低減にも貢献できる。
【００６６】
この発明は、レベンソン型の位相シフトマスクに検査工程に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るレベンソン型ＰＳＭの検査例を示すフローチャート（メインルーチン）である。
【図２】基準データの作成例を示すフローチャート（サブルーチン）である。
【図３】Ａ〜ＣはＰＳＭ１０Ａのパターン転写特性を示す概念図である。
【図４】Ａ〜ＣはＰＳＭ１０Ｂのパターン転写特性を示す概念図である。
【図５】本発明の実施形態に係るフォトマスク検査装置１００の構成例を示すブロック図である。
【図６】従来例に係るレベンソン型ＰＳＭの検査例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０Ｂ・・・レベンソン型ＰＳＭ（フォトマスクの一例）、５１・・・ＡＦＭ（段差測定装置の一例）、５７・・・３次元電磁場シミュレータ、５９・・・光強度データ格納部、６１・・・基準データ格納部、１００・・・フォトマスク検査装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、レベンソン型の位相シフトマスクに適用して好適なフォトマスクの検査方法及びその検査装置に関するものである。詳しくは、欠陥部を有するフォトマスクを検査する際に、このフォトマスクの表面を段差測定装置で走査して段差データを取得すると共に、この段差データとフォトマスクの露光条件とを３次元電磁場シミュレータに入力して、フォトマスクを透過する光の強度分布データを取得することによって、フォトマスクのシミュレータへのセット作業を省けるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路における高集積化、微細化はますます進展しつつあり、ウェハ上に形成される回路パターンの微細化が急速に進んでいる。これに伴って、石英ブランクスに部分的に段差部を設けて光の位相を変調させるレベンソン型の位相シフトマスク（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ−ＰＳＭ：Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｍａｓｋ）が回路パターンの形成に使用されつつある。
【０００３】
このレベンソン型の位相シフトマスク（以下で、単にＰＳＭともいう）の凹部（以下で、シフタともいう）は、例えば、石英製ブランクスに選択的にドライエッチングが施されて形成される。そのため、ＰＳＭのシフタ上には突起等の欠陥が生じ易い。ＰＳＭの検査工程では、このシフタ上での欠陥の有無が欠陥検査装置によって検査されている。
【０００４】
図６は従来例に係るレベンソン型ＰＳＭの検査例を示すフローチャートである。まず始めに、周知の欠陥検査装置にＰＳＭをセットして、このＰＳＭのシフタ上での欠陥の有無を検査する（ステップＣ１）。ステップＣ１でシフタ上に欠陥が検出されない場合には、検査を終了する。また、シフタ上に欠陥が検出された場合には、ＡＩＭＳ（Ａｅｒｉａｌ Ｉｍａｇｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｓｏｆｔｗａｒｅ）等の光強度シミュレーションを使用して、このＰＳＭを透過する光の強度分布データ（以下で、光強度分布データともいう）を求める（ステップＣ２）。
【０００５】
このステップＣ２の光強度シミュレーションでは、まず始めに、実際のパターン転写で使用する露光波長の光源を有する光強度シミュレータ（シミュレーション装置）にＰＳＭをセットする。次に、このシミュレータに露光条件（開口率ＮＡ、絞りσ）を入力する。すると、このＰＳＭを透過する光の強度分布データを得ることができる。
【０００６】
次に、この光強度分布データを、半導体ウェハ上に形成される転写パターンの形状予測データに変換処理する。この変換処理を含む光強度シミュレーションについては、公開特許公報（特開平１０−１０３９３２）等に記載されている通りである。
【０００７】
そして、この転写パターンの形状予測データから、シフタ上の欠陥がフォトマスクのパターン転写特性に影響するか否かを検査する（ステップＣ３）。ステップＣ３で、ウェハへのパターン転写に影響がないと判定した場合には、そのまま検査を終了する。
【０００８】
また、光強度シミュレータ等の結果からシフタ上の欠陥がパターン転写に影響すると判定した場合には、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：原子間力顕微鏡）等の段差測定装置にＰＳＭをセットする（ステップＣ４）。そして、このＰＳＭの表面をＡＦＭで走査し欠陥情報を得て、検査を終了する。
【０００９】
この検査終了後に、図６のステップＣ４で得た欠陥情報に基づいて、シフタ上の欠陥を修正する。なお、図６のステップＣ２では、光強度シミュレータに代わって、実際にウェハへの転写実験（以下で、実転写実験ともいう）を行ってみる方法も行われている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来方式に係るフォトマスクの検査方法によれば、シフタ上に欠陥が検出された場合には、光強度シミュレーション（ＡＩＭＳ）装置にＰＳＭをセットして、この欠陥が半導体ウェハへのパターン転写に影響するかどうかを検査していた。そして、この欠陥が半導体ウェハへのパターン転写に影響する場合には、このＰＳＭを段差測定装置（ＡＦＭ）にセットして欠陥情報を得ていた。
【００１１】
このため、図６に示した検査工程では、欠陥検査装置から光強度シミュレータにＰＳＭを搬送し、さらにこの光強度シミュレータから段差測定装置にＰＳＭを搬送していたので、搬送作業に手間と時間がかかり、検査工程のスループットが低いという問題があった。また、この搬送作業によってＰＳＭに異物が付着するおそれがあった。
【００１２】
さらに、光強度シミュレータには特定の露光波長を有した光源が取り付けられているので、ＰＳＭの露光波長を振った場合に光強度分布データが得られなかった。このため、例えばＫｒＦ波長（２４８ｎｍ）からＡｒＦ波長（１９３ｎｍ）へ短波長化（リソグラフィの世代交代）が進んだ場合に、光強度シミュレータの光源を取り替える必要があり、設備投資コストが増大してしまうという問題があった。
【００１３】
そこで、この発明はこのような問題を解決したものであって、フォトマスクの搬送作業を低減できるようにすると共に、露光波長の異なるフォトマスクを同一のシミュレータを用いて簡単、かつ迅速に検査できるようにしたフォトマスクの検査方法及びその検査装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題は、欠陥部を有するフォトマスクを検査する方法であって、この欠陥部及び該欠陥部周辺のフォトマスク上を段差測定装置で走査して段差データを取得する工程と、この段差データと、当該フォトマスクの露光条件とを３次元電磁場シミュレータに入力して、当該フォトマスクを透過する光の強度分布データを取得する工程とを備えたことを特徴とするフォトマスクの検査方法によって解決される。
【００１５】
本発明に係るフォトマスクの検査方法によれば、フォトマスクをシミュレータにセットすることなく光の強度分布データを取得できるので、検査工程におけるフォトマスクの搬送作業を低減できる。また、露光波長を任意に入力設定できるので、露光波長の異なるフォトマスクを同一のシミュレータを用いて簡単、かつ迅速に検査できる。
【００１６】
また、本発明に係るフォトマスクの検査装置は、欠陥部を有するフォトマスクを検査する装置であって、この欠陥部及び該欠陥部周辺のフォトマスク上を走査して段差データを取得する段差測定装置と、この段差測定装置によって取得された段差データを格納する段差データ格納部と、この段差データ格納部に格納された段差データと、当該フォトマスクの露光条件とに基づいて３次元電磁場シミュレーションを行い、当該フォトマスクを透過する光の強度分布データを出力する３次元電磁場シミュレータとを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係るフォトマスクの検査装置によれば、上述したフォトマスクの検査方法が応用されるので、検査工程におけるフォトマスクの搬送作業を低減できる。また露光波長に対応した光源が不要なので、設備投資コストの低減にも貢献できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明に係るフォトマスクの検査方法及びその検査装置について、詳しく説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレベンソン型ＰＳＭの検査例を示すフローチャートである。
【００１９】
この実施形態では、欠陥部を有するフォトマスクを検査する際に、欠陥部及び該欠陥部周辺のフォトマスク上を段差測定装置で走査して段差データを取得し、この段差データと、当該フォトマスクの露光条件とを３次元電磁場シミュレータに入力して、フォトマスクを透過する光の強度分布データを取得し、フォトマスクの搬送作業を低減できるようにすると共に、露光波長の異なるフォトマスクを同一のシミュレータを用いて簡単、かつ迅速に検査できるようにしたものである。
【００２０】
まず始めに、ＫｒＦ波長（２４８ｎｍ）に対応したレベンソン型のＰＳＭ（フォトマスクの一例）の検査方法について説明する。
【００２１】
図１のステップＡ１で、周知の欠陥検査装置にＰＳＭをセットし、このＰＳＭのシフタ上を検査する。ここでＰＳＭのシフタ上に欠陥が検出されない場合には、検査を終了する。また、ＰＳＭのシフタ上で欠陥が検出された場合には、ステップＡ２に進む。
【００２２】
次に、ステップＡ２で、このＰＳＭをＡＦＭ（段差測定装置の一例）にセットする。そして、検出された欠陥部とこの欠陥部周辺のＰＳＭの表面をＡＦＭで走査して、欠陥部の周辺パターン（以下で、欠陥周辺パターンともいう）や、欠陥部のサイズや形状（以下で、欠陥情報ともいう）を段差データとして取得する。
【００２３】
次に、ステップＡ３で、ＡＦＭによって得られた段差データを３次元電磁場シミュレータ用のパラメータに変換処理し、段差パラメータとする。もちろん、この段差パラメータは、上述した欠陥周辺パターンや、欠陥情報を含むものである。
【００２４】
また、段差データと同様に、このＰＳＭにおける石英ブランクス（以下で、Ｑｚともいう）の掘り込み量と、このＰＳＭの露光条件とを３次元電磁場シミュレータ用のパラメータに変換処理し、露光パラメータと、Ｑｚ掘り込みパラメータとする。
【００２５】
この露光条件（露光パラメータ）は、露光光源の波長と、開口率ＮＡと、絞りσとを含むものである。ここでは、ＫｒＦエキシマレーザを露光用の光源とする場合を例にしているので、入力する露光光源の波長は２４８ｎｍである。また、Ｑｚの掘り込み量（Ｑｚ掘り込みパラメータ）は、露光用の光の位相差が例えば１８０°になる量とすると、ＫｒＦエキシマレーザを光源とする場合は２４４ｎｍである。
【００２６】
次に、ステップＡ４で、上述した段差パラメータと、露光パラメータと、Ｑｚ掘り込みパラメータとを３次元電磁場シミュレータに入力して、ＰＳＭの欠陥部及び欠陥部周辺の光強度分布データを得る。
【００２７】
この３次元電磁場シミュレータとは、例えばＰａｎｏｒａｍｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製の３ＤＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｓｏｆｔｗａｒｅを組み込んだ情報処理装置である。この情報処理装置内で行われる３次元電磁場シミュレーションは、主にテレビ放送波の電場や、テレビアンテナの受信量等を算出するために用いられてきた演算処理法である。
【００２８】
この３次元電磁場シミュレーションを半導体分野、特に、ＰＳＭにおける光強度分布データの算出に応用することで、ＡＩＭＳと同等の光強度分布データを得ることができる。また、この３次元電磁場シミュレータは、ＡＩＭＳと比べて、実際にＰＳＭを用いることなくデータのみでシミュレーションできるので、ＰＳＭをＡＩＭＳ等の装置にセットする必要がないという利点を有している。さらに、この３次元電磁場シミュレータは、ＡＩＭＳと比べて、ＫｒＦエキシマレーザ等の特定の光源を必要とせず、任意の露光波長を入力設定するようになされている。このため、露光波長の異なるＰＳＭを同一装置でシミュレーションできるという利点を有している。
【００２９】
次に、ステップＡ５で、このＰＳＭのシミュレーション結果（光強度分布データ）に対して、検査基準用のデータ（以下で、基準データともいう）を用意する。
【００３０】
図２は基準データの作成例を示すフローチャートである。図２のステップＢ１で、まず始めに、ＰＳＭ設計用の描画データを用意する。次に、ステップＢ２で、欠陥部及びその周辺のマスクパターンデータを描画データから取得する。そして、このマスクパターンデータと、Ｑｚの掘り込み量と、実際のパターン転写に用いる露光条件とを３次元電磁場シミュレータ用のパラメータに変換処理する。
【００３１】
このステップＢ２での露光条件とは、露光光源の波長と、ＮＡ（開口率）と、σ（絞り）等である。また、Ｑｚ掘り込み条件とは、ＫｒＦエキシマレーザから照射される光の位相差が１８０°になる量である。これらは、図１のステップＡ３と同じ値である。
【００３２】
そして、ステップＢ３で、パラメータに変換処理されたマスクパターンデータと、Ｑｚの掘り込み量と、露光条件とを上述した３次元電磁場シミュレータに入力して、比較検査の基準となる光分布強度データ（基準データ）を取得する。これにより、基準データの作成作業を完了する。
【００３３】
その後、図１のステップＡ６で、ステップＡ５で取得した基準データと、ステップＡ４で取得したＰＳＭのシミュレーション結果とを比較処理して、ＰＳＭのシフタ上の欠陥部がウェハ（所定の基板の一例）へのパターンの転写に影響があるか否かを検査する。
【００３４】
図３Ａ及びＢはＰＳＭ１０Ａの構成例を示す断面図及び平面図である。図３Ａ及びＢに示すＰＳＭ１０Ａは、シフタ１２Ａ上に欠陥のないマスク像であり、設計用の描画データ等から得られたものである。図３Ｃは、このＰＳＭ１０Ａを３次元電磁場シミュレーションして得た比較検証用の光強度分布（基準データ）２０Ａの平面図である。
【００３５】
図４Ａ及びＢはＰＳＭ１０Ｂの構成例を示す断面図及び平面図である。図４Ａ及びＢに示すＰＳＭ１０Ｂは、シフタ１２Ｂ上に欠陥部１４を有するマスク像であり、ＡＦＭによる段差データ等から得られたものである。図４Ｃは、この欠陥部を有するＰＳＭ１０Ｂを３次元電磁場シミュレーションして得た光強度分布２０Ｂの平面図である。
【００３６】
ステップＡ６（図１参照）での検査方法は、例えば、図３Ｃに示す比較検証用の光強度分布２０Ａ間の幅をＬ１とし、図４Ｃに示す光強度分布２０Ｂ間の幅をＬ２としたとき、Ｌ１とＬ２の差がＬ１の５％未満ならばＰＳＭ１０Ｂを合格（欠陥部の修正が不要）とし、５％以上なら不合格（欠陥部の修正が必要）とする。このようにして、図１に示すＰＳＭの検査工程を終了する。
【００３７】
図４Ａ及びＢに示したＰＳＭ１０Ｂが不合格と判定された場合には、ＡＦＭで得た欠陥情報に基づいて、シフタ１２Ｂ上の欠陥部１４を除去する修正を行う。この修正作業は、例えばＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）を用いて行う。
【００３８】
尚、ステップＡ６での検査は、例えば基準データとシミュレーション結果とを、それぞれ半導体ウェハ（半導体基板の一例）上に形成される転写パターンの形状予測データに変換処理し、変換後のデータを比較することで行っても良い。
【００３９】
次に、本発明の実施形態に係るフォトマスク検査装置１００について説明する。図５は、本発明の実施形態に係るフォトマスク検査装置１００の構成例を示すブロック図である。このフォトマスク検査装置１００は、上述したＰＳＭの検査方法を実現する装置である。
【００４０】
図５に示すように、このフォトマスク検査装置１００は、欠陥部とその周辺のＰＳＭ１０Ｂ（図４参照）上を走査して段差データを取得するＡＦＭ（測定装置の一例）５１を備えている。また、このフォトマスク検査装置１００は、ＡＦＭ５１によって取得された段差データを格納する段差データ格納部（段差データ格納部の一例）５３を備えている。この段差データ格納部５３は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）であり、入力（書き込み）と出力（読み出し）とが可能になされている。
【００４１】
さらに、このフォトマスク検査装置１００は、ＰＳＭ１０Ｂのマスクパターンデータ（設計データの一例）を格納するマスクパラメータ格納部５５を備えている。このマスクパラメータ格納部５５は、例えばＲＡＭや、ＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）である。
【００４２】
また、このフォトマスク検査装置１００は、上述した露光条件と、Ｑｚ掘り込み量等を格納するプロセスパラメータ格納部５４を備えている。このプロセスパラメータ格納部５４は、例えばＲＡＭである。
【００４３】
そして、このフォトマスク検査装置１００は、３次元電磁場シミュレータ５７を備えている。図５に示すように、この３次元電磁場シミュレータ５７は、マスクパラメータ格納部５５と接続し、かつ段差データ格納部５３とも接続するようになされている。これにより、マスクパターンデータをマスクパラメータに変換し、かつ段差データを段差パラメータに変換して３次元電磁場シミュレータ５７に入力することができる。また、図５に示すように、この３次元電磁場シミュレータ５７は、プロセスパラメータ格納部５４とも接続するようになされている。これにより、露光条件と、Ｑｚ掘り込み量とを、それぞれ露光パラメータとＱｚ堀り込みパラメータとに変換して、３次元電磁場シミュレータ５７に入力することができる。
【００４４】
そして、この３次元電磁場シミュレータ５７では、このＱｚ掘り込みパラメータと、露光パラメータと、段差パラメータとに基づいて３次元電磁場シミュレーションが行われ、ＰＳＭ１０Ｂ（図４参照）の光強度分布データが作成される。また、この３次元電磁場シミュレータ５７では、Ｑｚ掘り込みパラメータと、露光パラメータと、マスクパラメータとに基づいて３次元電磁場シミュレーションが行われ、ＰＳＭ１０Ａ（図３参照）の光強度分布データ（基準データ）が作成される。この光強度分布データの作成と、基準データの作成は同一のタイミングで、又は別々のタイミングで実行される。
【００４５】
さらに、このフォトマスク検査装置１００は、３次元電磁場シミュレータ５７で作成されたＰＳＭ１０Ｂの光強度分布データを格納する光強度データ格納部５９を備えている。この光強度データ格納部５９は、例えばＲＡＭである。また、図５に示すように、このフォトマスク検査装置１００は、３次元電磁場シミュレータ５７から出力された基準データを格納する基準データ格納部６１を備えている。この基準データ格納部６１は、例えばＲＡＭである。
【００４６】
そして、このフォトマスク検査装置１００は、基準データ格納部６１に格納された基準データと、光強度データ格納部５９に格納された光強度分布データとを比較検査する比較検査部６３を備えている。この比較検査部６３では、例えば図３に示したＰＳＭ１０Ａと、図４に示したＰＳＭ１０Ｂとの比較検査が行われる。
【００４７】
即ち、この比較検査部６３では、これらの基準データ格納部６１に格納された基準データ２０Ａ（図３Ｃ参照）と光強度データ格納部５９に格納された光強度分布データ２０Ｂ（図４Ｃ参照）の欠陥によるエラー量に基づいて、ＰＳＭ１０Ｂのパターン転写特性を検査する。
【００４８】
また、このフォトマスク検査装置１００は、比較検査部６３での比較検査情報を格納する検査情報格納部６５を備えている。この検査情報格納部６５は、例えばＲＡＭである。
【００４９】
さらに、このフォトマスク検査装置１００は、この検査情報格納部６５に格納された比較検査情報を外部に向けて表示する表示部６７を備えている。この表示部６７は、例えば、ＰＳＭ１０Ｂの検査結果が合格である場合には、「ＯＫ」の文字を表示するようになされている。また、この表示部６７は、ＰＳＭ１０Ｂの検査結果が不合格である場合には、「ＮＧ」の文字を表示するようになされている。作業者はこの表示部を確認することで、ＰＳＭ３０Ｂの検査結果を知ることができる。
【００５０】
このフォトマスク検査装置１００では、上述した各処理部と格納部（図５の鎖線で囲む範囲）とで検査部５０を構成している。また、フォトマスク検査装置１００は、この検査部５０の各処理部と格納部とに所定の制御信号を送出して、情報処理動作と、書き込み動作と、読み出し動作とを制御し、かつその状態を管理するコントロール部７０と、このコントロール部７０に接続されたＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７２とを備えている。ＲＯＭ７２には、このフォトマスク検査装置１００全体の処理プログラムが格納されている。
【００５１】
このフォトマスク検査装置１００の使用方法は次の通りである。まず始めに、予め、このＰＳＭ１０Ｂの描画データから得られたマスクパターンデータをマスクパラメータ格納部５５に入力しておく。また、露光条件と、Ｑｚ掘り込み量とを、プロセスパラメータ格納部５４に入力しておく。
【００５２】
次に、図１のステップＡ１で、ＰＳＭ１０Ｂ（図４参照）のシフタ上に欠陥部を欠陥検出装置で検出した場合に、この欠陥検出装置から、図５に示したフォトマスク検査装置１００までＰＳＭ１０Ｂを搬送する。そして、このフォトマスク検査装置１００のＡＦＭ５１にＰＳＭ１０Ｂをセットする。すると、このＡＦＭ５１によってＰＳＢ１０Ｂの欠陥情報を含む段差データが取得され、この段差データが段差データ格納部５３に格納される。
【００５３】
次に、この段差データ格納部５３に格納された段差データが、段差パラメータに変換されて３次元電磁場シミュレータ５７に入力される。このように、フォトマスク検査装置１００では、ＡＦＭ５１で測定された段差データをリアルタイムで３次元電磁場シミュレータ５７に入力できるので、検査の効率をより一層高めることができる。
【００５４】
また、プロセスパラメータ格納部５４に格納された露光条件とＱｚ掘り込み量とが、それぞれ露光パラメータとＱｚ掘り込みパラメータとに変換されて３次元電磁場シミュレータに入力される。これにより、３次元電磁場シミュレータ５７でシミュレーションが実行され、光強度データ格納部５９にＰＳＭ１０Ｂの光強度分布データが格納される。
【００５５】
一方、ＡＦＭ５１によって測定された欠陥情報に基づいて、欠陥部及びその周辺のマスクパターンデータが抽出され、マスクパラメータに変換される。そして、このマスクパラメータが３次元電磁場シミュレータ５７に入力される。これにより、３次元電磁場シミュレータ５７で、マスクパラメータと、露光パラメータと、Ｑｚ掘り込みパラメータとに基づいてシミュレーションが実行され、基準データが作成される。作成された基準データは、基準データ格納部６１に格納される。
【００５６】
次に、この基準データと、光強度分布データとが比較検査部６３に入力される。そして、この比較検査部６３で、光強度分布パターン２０Ａ及び２０Ｂ（図３Ｃ及び図４Ｃ参照）の欠陥によるエラー量の比較検査が行われる。その後、この比較検査の結果が、比較検査情報格納部６５に格納されると共に、表示部６７に表示される。もちろん、この比較検査情報格納部６５に格納された情報を電子情報として外部に出力しても良い。
【００５７】
このように、本発明に係るレベンソン型ＰＳＭの検査方法とその検査装置によれば、欠陥部を有するＰＳＭ１０Ｂを検査する際に、欠陥部１４及び該欠陥部周辺のＰＳＭ上をＡＦＭ５１で走査して段差パラメータを取得した後、この段差パラメータと、当該ＰＳＭ１０Ｂの露光パラメータとを３次元電磁場シミュレータ５７に入力して、当該ＰＳＭ１０Ｂを透過する光の強度分布データを取得するようになされる。
【００５８】
従って、ＰＳＭ１０ＢをＡＩＭＳ等の装置にセットすることなく光の強度分布データを取得できるので、検査工程におけるＰＳＭ１０Ｂの搬送作業を低減できる。これにより、検査工程のスループットを向上でき、かつＰＳＭ１０Ｂへの異物の付着を抑制できる。また、露光波長を任意に入力設定できるので、露光波長の異なるＰＳＭを同一の３次元電磁場シミュレータを用いて簡単、かつ迅速に検査できる。それゆえ、検査コストの低減に貢献できる。
【００５９】
尚、この実施形態では、ＫｒＦ波長（２４８ｎｍ）に対応したａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ−ＰＳＭを検査する場合について説明したが、これに限られることはない。例えば、ＡｒＦ波長（１９３ｎｍ）に対応したａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ−ＰＳＭを検査する場合にも適用できる。この場合には、ＡｒＦ波長（１９３ｎｍ）と、ＡｒＦ波長で例えば位相差が１８０°になるＱｚの掘り込み量（１７１ｎｍ）とを３次元電磁場シミュレーションに入力すれば良い。これにより、ＡＩＭＳや、ウェハへの実転写実験と同等の検査結果を得ることができる。
【００６０】
また、ステップＡ６の合否判定では、比較検証用の基準データＬ１と、欠陥周辺パターンの光強度分布データＬ２との差が、Ｌ１の５％未満ならば合格とし、５％以上なら不合格とする方法について説明したが、これに限られることはない。例えば、合否ラインを５％ではなく、３％としても良い。この合否の判定は任意に設定することができる。
【００６１】
さらに、この実施形態では、基準データを３次元電磁場シミュレーションによって作成する場合について説明したが、この基準データの作成は３次元電磁場シミュレーションに限られることはない。例えば、欠陥のないＰＳＭを用いて実転写実験を行うことによって基準データを作成しても良い。この場合には、実転写実験によって作成した基準データを基準データ格納部６１に外部入力し、格納しておく。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るフォトマスクの検査方法によれば、欠陥部を有するフォトマスクを検査する際に、欠陥部及び該欠陥部周辺のフォトマスク上を段差測定装置で走査して段差データを取得した後、この段差データと、当該フォトマスクの露光条件とを３次元電磁場シミュレータに入力して、当該フォトマスクを透過する光の強度分布データを取得するようになされる。
【００６３】
この構成によって、フォトマスクをシミュレータにセットすることなく光の強度分布データを取得できるので、検査工程におけるフォトマスクの搬送作業を低減できる。従って、検査工程のスループットを向上でき、かつフォトマスクへの異物の付着を抑制できる。また、露光波長を任意に入力設定できるので、露光波長の異なるフォトマスクを同一のシミュレータを用いて簡単、かつ迅速に検査できる。それゆえ、検査コストの低減に貢献できる。
【００６４】
また、本発明に係るフォトマスクの検査装置によれば、欠陥部を有するフォトマスクの段差データと、当該フォトマスクの露光条件とに基づいて３次元電磁場シミュレーションを行い、当該フォトマスクを透過する光の強度分布データを出力する３次元電磁場シミュレータを備えたものである。
【００６５】
従って、フォトマスクをシミュレータにセットすることなく光の強度分布データを取得できるので、検査工程におけるフォトマスクの搬送作業を低減できる。さらに、露光波長に対応した光源が不要なので、設備投資コストの低減にも貢献できる。
【００６６】
この発明は、レベンソン型の位相シフトマスクに検査工程に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るレベンソン型ＰＳＭの検査例を示すフローチャート（メインルーチン）である。
【図２】基準データの作成例を示すフローチャート（サブルーチン）である。
【図３】Ａ〜ＣはＰＳＭ１０Ａのパターン転写特性を示す概念図である。
【図４】Ａ〜ＣはＰＳＭ１０Ｂのパターン転写特性を示す概念図である。
【図５】本発明の実施形態に係るフォトマスク検査装置１００の構成例を示すブロック図である。
【図６】従来例に係るレベンソン型ＰＳＭの検査例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０Ｂ・・・レベンソン型ＰＳＭ（フォトマスクの一例）、５１・・・ＡＦＭ（段差測定装置の一例）、５７・・・３次元電磁場シミュレータ、５９・・・光強度データ格納部、６１・・・基準データ格納部、１００・・・フォトマスク検査装置
Claims (8)
- 欠陥部を有するフォトマスクを検査する方法であって、
前記欠陥部及び該欠陥部周辺のフォトマスク上を段差測定装置で走査して段差データを取得する工程と、
前記段差データと、当該フォトマスクの露光条件とを３次元電磁場シミュレータに入力して、当該フォトマスクを透過する光の強度分布データを取得する工程とを備えたことを特徴とするフォトマスクの検査方法。 - 前記３次元電磁場シミュレータに当該フォトマスクの設計データと、前記露光条件とを入力して検査基準用のデータを取得する工程と、
前記検査基準用のデータと前記光の強度分布データとを比較して、前記欠陥部のパターン転写特性への影響を検査する工程とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの検査方法。 - 前記検査の結果に基づいて、前記欠陥部の修正が必要か否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のフォトマスクの検査方法。
- 前記光の強度分布データを、半導体基板上に形成される転写パターンの形状予測データに変換処理することを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの検査方法。
- 欠陥部を有するフォトマスクを検査する装置であって、
前記欠陥部及び該欠陥部周辺のフォトマスク上を走査して段差データを取得する段差測定装置と、
前記段差測定装置によって取得された段差データを格納する段差データ格納部と、
前記段差データ格納部に格納された段差データと、当該フォトマスクの露光条件とに基づいて３次元電磁場シミュレーションを行い、当該フォトマスクを透過する光の強度分布データを出力する３次元電磁場シミュレータとを備えたことを特徴とするフォトマスクの検査装置。 - 前記３次元電磁場シミュレータは、当該フォトマスクの設計データと、前記露光条件とに基づいて３次元電磁場シミュレーションを行い、検査基準用のデータを出力することを特徴とする請求項５に記載のフォトマスクの検査装置。
- 前記３次元電磁場シミュレータから出力された光の強度分布データを格納する光強度データ格納部と、
前記３次元電磁場シミュレータから出力された検査基準用のデータを格納する基準データ格納部と、
前記データ格納部に格納された光強度データと、前記基準データ格納部に格納された検査基準用のデータとを比較して、前記欠陥部のパターン転写特性への影響を検査する比較検査部とを備えたことを特徴とする請求項６に記載のフォトマスクの検査装置。 - 前記段差測定装置は、原子間力顕微鏡であることを特徴とする請求項５に記載のフォトマスクの検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002163201A JP2004012619A (ja) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | フォトマスクの検査方法及びその検査装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2004012619A true JP2004012619A (ja) | 2004-01-15 |
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Family Applications (1)
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| JP (1) | JP2004012619A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008016607A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Nuflare Technology Inc | 描画装置、及び描画装置におけるエラー検出方法 |
| JP2012203074A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Hoya Corp | マスクブランクの欠陥分析方法 |
| WO2020073391A1 (zh) * | 2018-10-08 | 2020-04-16 | 惠科股份有限公司 | 一种光罩和显示面板的制作方法 |
-
2002
- 2002-06-04 JP JP2002163201A patent/JP2004012619A/ja active Pending
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