JP2004163756A - フォトマスクの評価方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents
フォトマスクの評価方法および半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004163756A JP2004163756A JP2002331051A JP2002331051A JP2004163756A JP 2004163756 A JP2004163756 A JP 2004163756A JP 2002331051 A JP2002331051 A JP 2002331051A JP 2002331051 A JP2002331051 A JP 2002331051A JP 2004163756 A JP2004163756 A JP 2004163756A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photomask
- dimensional variation
- dimensional
- variation
- exposure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title description 9
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 18
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 claims description 11
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
- G03F1/44—Testing or measuring features, e.g. grid patterns, focus monitors, sawtooth scales or notched scales
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
- G03F1/76—Patterning of masks by imaging
- G03F1/78—Patterning of masks by imaging by charged particle beam [CPB], e.g. electron beam patterning of masks
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
- G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
【課題】フォトマスクの製造歩留まりの低下を防止できるフォトマスクの評価方法を実現すること。
【解決手段】ローカルＣＤエラーによる寸法ばらつきと、グローバルＣＤエラーによる寸法ばらつきとを含む、フォトマスクに係る寸法ばらつきを求め（ステップＳ２）、上記二つの寸法ばらつきおよびこれらが露光余裕度に与える影響度を用いて、フォトマスクの寸法ばらつきにより生じる露光余裕度の劣化量を見積もり（ステップＳ４）、この見積もった露光余裕度の劣化量と露光余裕度の許容劣化量とを比較し、フォトマスクの良否を判定する（ステップＳ５）。
【選択図】 図１
【解決手段】ローカルＣＤエラーによる寸法ばらつきと、グローバルＣＤエラーによる寸法ばらつきとを含む、フォトマスクに係る寸法ばらつきを求め（ステップＳ２）、上記二つの寸法ばらつきおよびこれらが露光余裕度に与える影響度を用いて、フォトマスクの寸法ばらつきにより生じる露光余裕度の劣化量を見積もり（ステップＳ４）、この見積もった露光余裕度の劣化量と露光余裕度の許容劣化量とを比較し、フォトマスクの良否を判定する（ステップＳ５）。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体プロセスで使用されるフォトマスクの評価方法および半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フォトマスクに求められている寸法精度は急速に厳しくなり、例えばフォトマスク面内の寸法均一性は１０ｎｍ以下が必要とされている。フォトマスクの製造工程において、良品か不良品かを判断する項目は多数あり、その項目の中の一つでも仕様を満たさないものがあれば不良品とされている。上述のごとくフォトマスクに求められる精度が厳しくなる中で、マスク製造技術の高精度化は進んでいるものの、良品が得られる歩留まりは悪化している。
【０００３】
フォトマスクの仕様は、フォトマスクが使われるウェハ露光で所望の露光余裕度を得るために必要となる。従来のフォトマスクの仕様は、各項目がすべて仕様値ぎりぎりの値になった場合でも、所望の露光余裕度が得られるように決められている。
【０００４】
実際のフォトマスクですべての項目が仕様値ぎりぎりの値になるようなことは極めて希で、ほとんどのフォトマスクはある項目は仕様値を越えていても、その他の項目は余裕を持って仕様値の中に収まっていることが多い。
【０００５】
このようなフォトマスクは不合格品として処分されてしまうが、その中には所望の露光余裕度を得ることができるフォトマスク、すなわち製品を量産するにあたり問題のないフォトマスクが存在していると考えられる。
【０００６】
その理由は、仮に仕様値を越える項目があっても、その他の項目が余裕を持って仕様値に収まっている場合、仕様値を越えてしまった項目による露光余裕度の減少分が、余裕を持って仕様値に収まっている項目の露光余裕度の増加分を下回れば、全体としては所望の露光余裕度が得られることがあるからである。
【０００７】
ところで、公知例として特開２００２−２６０２８５号公報があるが、これはフォトマスクの寸法ばらつき、平均値、さらに位相シフトマスクを用いた場合には透過率、位相差についてのみ言及したものであり、フォトマスクの合否判断を下すためには十分なものとは言えなかった。そのため、良品マスクを不良品として判定してしまう危険性があり、フォトマスクの製造歩留まりが低下するという問題がある。
【０００８】
また、寸法ばらつきと言っても、フォトマスク（レティクル）の全面規模で起こる寸法ばらつき（グローバル寸法ばらつき）と、非常に小さい領域で起こる寸法ばらつき（ローカル寸法ばらつき）とでは、露光量裕度に与える影響度が異なる。
【０００９】
従来のフォトマスクの評価方法では、グローバルばらつきとローカルばらつきを区別することなく、同じ影響度で露光量裕度の劣化量を見積もっている。そのため、ローカルばらつきの露光量裕度に与える影響度が、グローバルばらつきのそれよりも小さい場合（あるいはその逆の場合）、露光量裕度の劣化量の見積もりはオーバーなものとなる。そのため、良品マスクを不良品として判定してしまう危険性があり、フォトマスクの製造歩留まりが低下するという問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、従来のフォトマスクの評価方法は、寸法のばらつきに関しての検討が不充分であるために、良品のフォトマスクを不良品として判定してしまい、フォトマスクの製造歩留まりが低下するという問題がある。
【００１１】
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、フォトマスクの製造歩留まりの低下を防止できるフォトマスクの評価方法および該フォトマスクを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。すなわち、上記目的を達成するために、本発明に係るフォトマスクの評価方法は、フォトマスク内の単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれに起因する、前記フォトマスクの第１の寸法ばらつきと、前記フォトマスクの製造に係るエッチングおよび現像に起因する、前記フォトマスクの第２の寸法ばらつきとを含む、前記フォトマスクに係る寸法ばらつきを求める工程と、前記第１および第２の寸法ばらつきと、これらの寸法ばらつきが露光余裕度に与える影響度とを用いて、前記フォトマスクの寸法ばらつきにより生じる前記露光余裕度の劣化量を見積もる工程と、この見積もった劣化量と、前記露光余裕度の許容劣化量とを比較し、前記フォトマスクの良否を判断する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、フォトマスク内の単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれに起因する、前記フォトマスクの第１の寸法ばらつき（ローカル寸法ばらつき）が露光余裕度に与える影響度と、前記フォトマスクの製造に係るエッチングおよび現像に起因する、前記フォトマスクの第２の寸法ばらつき（グローバル寸法ばらつき）が露光余裕度に与える影響度とを分けて、露光余裕度の劣化量を見積もっているので、フォトマスクの製造誤差スペックが過度となることを回避することができ、その結果としてフォトマスク製造に関する歩留まりを改善することができるようになる。
【００１４】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、本発明に係るフォトマスクの評価方法により、フォトマスクの良否を判断し、良品なフォトマスクを選択する工程と、前記選択されたフォトマスクを用いて、フォトリソグラフィプロセスを行う工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記載および添付図面によって明らかになるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの評価方法を示すフローチャートである。
【００１８】
まず、石英基板等の透明基板上にＣｒ膜等の遮光膜が形成されてなるマスクブランクスを用意し、次に、該マスクブランクス上に１３０ｎｍのＬ／Ｓパターンを形成し、フォトマスクを作成する。
【００１９】
具体的には、マスクブランク上にレジストを塗布し、次いで該レジスト上にＬ／Ｓパターンを電子ビーム描画装置を用いて描画し、次いで上記レジストを現像してＬ／Ｓパターンを含むレジストパターンを形成し、そして、該レジストパターンをマスクに用いて上記遮光膜をエッチングにより加工し、しかる後、上記レジストパターンを剥離する。このようにして、Ｌ／Ｓパターンを含むフォトマスクが得られる。なお、マスクブランクスを製造するメーカとフォトマスクを形成するメーカーとは、同じメーカの場合もあるし、あるいは別のメーカーの場合もある。
【００２０】
次に、フォトマスク上のパターン（マスクパターン）の寸法ばらつきに起因して生じる露光余裕度の劣化の許容量（露光余裕度の許容劣化量）ΔＥＬｂｕｄｇｅｔを設定する（ステップＳ１）。ここでは、ΔＥＬｂｕｄｇｅｔ＝４．０％と設定する。
【００２１】
次に、寸法測定装置により、マスクパターン（ここでは、Ｌ／Ｓパターン）の寸法ばらつきを測定する。このとき、マスクパターンの寸法ばらつきを次の第１〜第３の寸法ばらつきに分けて、測定を行う。
【００２２】
第１の寸法ばらつきは、単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれが原因（ローカルＣＤエラー）で生じる寸法ばらつきで、これをΔＣＤｌｏｃａｌとする。ΔＣＤｌｏｃａｌは、フォトマスク上の上記単位描画図形（単位パターン）に関し、該単位描画図形の複数の箇所における寸法の測定結果から算出する。上記単位描画図形は一般にはフォトマスク上に複数あるので、それぞれの単位描画図形の寸法測定結果からΔＣＤｌｏｃａｌを通常は算出することになる。
【００２３】
第２の寸法ばらつきは、レジストの現像および遮光膜のエッチングが原因（グローバルＣＤエラー）で生じる寸法ばらつきで、これをΔＣＤｇｌｏｂａｌとする。ΔＣＤｇｌｏｂａｌは、フォトマスク上の全面からランダムに選んだ複数の測定箇所の測定結果から算出する。
【００２４】
第３の寸法ばらつきは、電子ビーム描画装置のステージ移動の際に生じる偏向領域間の位置ずれが原因（バッティングＣＤエラー）で生じる寸法ばらつきで、これをΔＣＤｂｕｔｔｉｎｇとする。ΔＣＤｂｕｔｔｉｎｇは、偏向領域間の境をまたがるパターンの複数の箇所における寸法の測定結果から算出する。
【００２５】
なお、従来の技術では、バッティングＣＤエラーとそれ以外のＣＤエラーとの二つにしか分けていない。したがって、従来の技術では、グローバルＣＤエラーとローカルＣＤエラーとの区別はなされていない。
【００２６】
本実施形態では、第１〜第３の寸法ばらつきを分散の形で求め、第１〜第３の寸法ばらつきの分散を、それぞれ、σｌｏｃａｌ、σｇｌｏｂａｌ、σｂｕｔｔｉｎｇとする。測定および算出の結果、
σｌｏｃａｌ ＝ ２．０ｎｍ、σｇｌｏｂａｌ ＝ ２．６ｎｍ、σｂｕｔｔｉｎｇ ＝ ３．０ｎｍ
であった（ステップＳ２）。
【００２７】
次に、第１の寸法ばらつきが露光量裕度に与える影響度（ＭＥＦｌｏｃａｌ）、第２の寸法ばらつきが露光量裕度に与える影響度（ＭＥＦｇｌｏｂａｌ）、第３の寸法ばらつきが露光量裕度（、ＭＥＦｂｕｔｔｉｎｇ）を、実験もしくはシミュレーションによって求める（ステップＳ３）。その結果、
ＭＥＦｌｏｃａｌ ＝ ０．２５％／ｎｍ、ＭＥＦｇｌｏｂａｌ ＝ ０．４３％／ｎｍ、ＭＥＦｂｕｔｔｉｎｇ ＝ ０．１２％／ｎｍ
であった。
【００２８】
次に、σｌｏｃａｌ、σｇｌｏｂａｌ、σｂｕｔｔｉｎｇ、ＭＥＦｌｏｃａｌ、ＭＥＦｇｌｏｂａｌおよびＭＥＦｂｕｔｔｉｎｇを用い、フォトマスクの寸法ばらつきにより生じる露光量裕度の劣化量ΔＥＬを下記の関係式から見積もる（ステップＳ４）。
【００２９】
ΔＥＬ２ ＝ （ＭＥＦｌｏｃａｌ×ΔＣＤｌｏｃａｌ）２ ＋＋（ＭＥＦｇｌｏｂａｌ×ΔＣＤｇｌｏｂａｌ）２ ＋（ＭＥＦｂｕｔｔｉｎｇ×ΔＣＤｂｕｔｔｉｎｇ）２
ΔＣＤｘ ＝ α×σｘ （Ｘ ＝ ｌｏｃａｌ， ｂｕｔｔｉｎｇ， ｇｌｏｂａｌ）
ここで、αは通常３程度にとる。
【００３０】
次に、ΔＥＬとΔＥＬｂｕｄｇｅｔの大小関係を比較し（ステップＳ５）、ΔＥＬ＜ΔＥＬｂｕｄｇｅｔの場合は、作成されたフォトマスクは良品と判断し、ΔＥＬ≧ΔＥＬｂｕｄｇｅｔの場合は、作成されたフォトマスクは不良品と判断する。例えば、α＝３の場合のΔＥＬを求めると、ΔＥＬ＝３．８％となり、ΔＥＬｂｕｄｇｅｔ＝４．０％より小さいので良品となる。
【００３１】
一方、グローバルＣＤエラーとローカルＣＤエラーとを区別しない従来の方法でΔＥＬを見積もると、ＭＥＦｌｏｃａｌ＝ＭＥＦｇｌｏｂａｌ＝０．４３として算出したのと等価であることから、ΔＥＬ＝４．４％となり、ΔＥＬｂｕｔｔｉｎｇ＝４．０％より大きいので不良品となってしまう。そのため、従来方法では、良品を不良品として判断してしまっていた。
【００３２】
かくして本実施形態によれば、バッティングＣＤエラー以外のＣＤエラーであるグローバルＣＤエラーとローカルＣＤエラーとを区別し、これらのＣＤエラーのウェハ転写時の露光量裕度への影響度の違いを考慮し、良品／不良品の判断を行うことで、フォトマスクの製造誤差スペックが過度となることを回避することができ、その結果としてフォトマスク製造に関する歩留まりを改善することができるようになる。
【００３３】
なお、上記良品として判断されたフォトマスクは、半導体デバイスの製造プロセス（フォトリソグラフィプロセス）に使用されるが、上記半導体デバイスを製造するメーカーと上記フォトマスクを製造・判断するメーカとは、同じメーカ（デバイスメーカー）の場合もあるし、あるいは別のメーカー（マスクメーカー）の場合もある。
【００３４】
（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態の寸法ばらつきの分散を求める工程（ステップＳ２）を簡略化できる、フォトマスクの評価方法について説明する。
【００３５】
図２は、偏向境域間境界１をまたがるパターン２と、偏向境域間境界１をまたがらないパターン３を示す平面図である。本実施形態では、偏向境域間境界１をまたがらないパターン３を寸法ばらつきの測定の対象とする。これにより、バッティングＣＤエラーによる寸法ばらつきΔＣＤｂｕｔｔｉｎｇを考慮せずに済むようになる。
【００３６】
しかしながら、ローカルＣＤエラーによる寸法ばらつきΔＣＤｌｏｃａｌと、グローバルＣＤエラーによる寸法ばらつきΔＣＤｇｌｏｂａｌとは、分離されていない。測定のスループット向上の観点からは、製造したフォトマスク毎に、上記二つの寸法ばらつきΔＣＤｌｏｃａｌ，ΔＣＤｇｌｏｂａｌを求めるための測定を行わずに済ませられることが好ましい。
【００３７】
ここで、ローカルＣＤエラーは、同じ露光装置であっても使用時の装置状態によって変わる。そこで、定期的に行われる露光装置の検査時に、ローカルＣＤエラーによる寸法ばらつきの分散を求め、下記の関係式からグローバルＣＤエラーによる寸法ばらつきσｇｌｏｂａｌを求める。
【００３８】
σｇｌｏｂａｌ ２ ＝σｍｅａｓｕｒｅｄ ２ −σｌｏｃａｌ ２
上記関係式中のσｍｅａｓｕｒｅｄは評価すべき実際のフォトマスク上の多点での寸法測定で得られた寸法ばらつきの分散、σｌｏｃａｌは定期的な露光装置の検査時に検査用フォトマスク内の単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれに起因する、検査用フォトマスクの寸法ばらつきの分散（検査用フォトマスクのローカルＣＤエラーによる寸法ばらつきの分散）である。評価すべき実際のフォトマスクと検査用フォトマスクは、一般には異なるが、σｌｏｃａｌを求める点では実用上問題はない。
【００３９】
このようにして予め求めておいた検査用フォトマスクのσｇｌｏｂａｌ（＝（σｍｅａｓｕｒｅｄ ２ −σｌｏｃａｌ ２ ）１／２）を、評価すべき実際のフォトマスクのローカルＣＤエラーによる寸法ばらつきの分散の代わりに用い、第１の実施形態と同様にΔＥＬを求める。
【００４０】
かくして本実施形態によれば、第１の実施形態よりもＣＤエラーによる寸法ばらつきの分散を簡単に求めることができる、フォトマスクの評価方法を実現できるようになる。また、本実施形態のフォトマスクの評価方法を用いることで、第１の実施形態と同様に、フォトマスクの製造誤差スペックが過度となることを回避することができ、フォトマスク製造に関する歩留まりを改善することができるようになる。また、第１の実施形態と同様に、良品として判断されたフォトマスクは、半導体デバイスの製造プロセス（フォトリソグラフィプロセス）に使用される。
【００４１】
（第３の実施形態）
本実施形態では、シミュレーションによる影響度ＭＥＦｌｏｃａｌの求め方について説明する。本実施形態の影響度ＭＥＦｌｏｃａｌの求め方は、第１および第２の実施形態に適用できる。本実施形態の影響度ＭＥＦｌｏｃａｌの求め方を、第１および第２の実施形態に適用する方法は明らかであると思うので、詳細には説明しない。
【００４２】
まず、単位描画図形の位置ずれおよび大きさを測定し、単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれが原因（ローカルＣＤエラー）で生じる寸法ばらつきによる分散を算出する。このとき、単位描画図形の位置ずれに起因する分散をσｐ、単位描画図形の大きさずれに起因する分散をσｗとする。
【００４３】
影響度ＭＥＦｌｏｃａｌ は、分散σｐ，σｗに依存する。そこで、影響度ＭＥＦｌｏｃａｌ を分散σｐ，σｗの関数として、モンテカルロシミュレーションによって求める。モンテカルロシミュレーションを用いる理由は以下の通りである。
【００４４】
すなわち、ローカルＣＤエラーは、同じパターンでもその周囲の環境の揺らぎによって変化する性質を有し、モンテカルロシミュレーションは上記のようなパターン周囲の環境の揺らぎの影響を反映させやすいからである。なお、モンテカルロシミュレーション以外のシミュレーションによっても、影響度ＭＥＦｌｏｃａｌ を求めることは可能である。
【００４５】
マスクパターン形成プロセスで用いるレジストにポジ型を想定した場合には、ライン部分は図３（ａ）に示すように、単位描画図形の間で形成される。一方、ネガ型レジストを想定した場合には、図３（ｂ）に示すように、単位描画図形そのもので形成される。
【００４６】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、単位描画図形の位置および大きさに関して、モンテカルロシミュレーションを行った一例である。これらの図から、単位描画図形の位置および大きさがランダムに変化していることがわかる。すなわち、本来はない位置ずれや大きさずれが生じていることがわかる。
【００４７】
図３（ａ）のようにポジ型レジストを用いた場合にはマスクライン寸法の分散σＭおよびマスクスペース寸法の分散σＭｎは
【数１】
で与えられる。一方、、ネガ型レジストを用いた場合には、
【数２】
で与えられる。
【００４８】
このマスクを用いてパターンをウェハに転写する際に、ライン部部が所望通りの寸法に仕上げるために必要な露光量をＥとする（これを適正露光量と呼ぶ）。適正露光量の変化ΔＥは、ライン部分のマスク寸法の変化ΔＭと最隣接スペース部分のマスク寸法の変化ΔＭｎの関数となる。ΔＭとΔＭｎが小さいときには、全微分、
【数３】
で与えられる。
【００４９】
ここで、ΔＭおよびΔＭｎはモンテカルロシミュレーションによってランダムに変化させた量である。ΔＥの分散σＥは次式で与えられる。
【００５０】
【数４】
上式をσｐ、σｗで表すと、ポジ型レジストの場合には次式になる。
【００５１】
【数５】
また、ネガ型レジストの場合には次式になる。
【００５２】
【数６】
【００５３】
以上から、ポジ型レジストに対する影響度ＭＥＦｌｏｃａｌを求めると、次式のようになる。
【００５４】
【数７】
【００５５】
また、ネガ型レジストに対しては、
【数８】
となることがわかる。
【００５６】
孤立パターンの極限では、
【数９】
となり、影響度ＭＥＦｌｏｃａｌはσｐ／σｗに依存せず一定となる。この一定値も含めて、ポジ型、ネガ型に関わらず影響度ＭＥＦｌｏｃａｌはσｐ／σｗの関数と考える。
【００５７】
図４に、σｐ、σｗを種々変えた場合にモンテカルロシミュレーションによって得られるマスクのライン寸法の分散σＭと適正露光量の分散σＥを示す。
【００５８】
露光条件は、露光波長λ＝２４８ｎｍ、開口数ＮＡ＝０．８、コヒーレンシーσ＝０．７５、輪帯遮蔽率ε＝０．６７で、パターンは１２５ｎｍＬ／Ｓのライン部分である。マスクパターン形成プロセスで用いたレジストは、ポジ型レジストである。最小二乗法から
【数１０】
となる。
【００５９】
ＭＥＦｌｏｃａｌ をσｐ／σｗの関数として求めたのが図５である。すなわち、製造するべきマスクに関して与えられた（測定された）複数の分散σｐ，σｗから複数のσｐ／σｗ比を計算し、これらのσｐ／σｗ比からモンテカルロシミュレーションによって求めたσｐ／σｗ比とＭＥＦｌｏｃａｌ との関係が図５である。このようにして求められたＭＥＦｌｏｃａｌ を用いて第１の実施形態と同様にしてΔＥＬを求める。
【００６０】
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。例えば、露光余裕度の劣化量ΔＥＬを２乗和で求めたが（ステップＳ４）、単純和で求めても構わないし、あるいは第１〜第３の寸法ばらつきの確率分布が統計的に求められている場合には、畳込み積分を用いて統計和を求めても構わない。
【００６１】
また、上記実施形態では、電子ビーム描画装置を用いた場合について説明したが、本発明は他の露光装置にも適用できる。
【００６２】
さらに、上記実施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、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決できる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００６３】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳説したように本発明によれば、フォトマスクの製造歩留まりの低下を防止できる、フォトマスクの評価方法および半導体装置の製造方法を実現できるよるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの評価方法を示すフローチャート
【図２】偏向境域間境界をまたがるパターンと偏向境域間境界をまたがらないパターンを示す平面図
【図３】単位描画図形で形成されるマスク上のライン部分を示す図
【図４】モンテカルロシミュレーションにより求められたσｐとσｗとσＥとの関係を示す図
【図５】モンテカルロシミュレーションにより、影響度ＭＥＦｌｏｃａｌ をσｐ／σｗ比の関数として求めた結果を示す図
【符号の説明】
１…偏向境域間境界
２…偏向境域間境界をまたがるパターン
３…偏向境域間境界をまたがらないパターン
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体プロセスで使用されるフォトマスクの評価方法および半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フォトマスクに求められている寸法精度は急速に厳しくなり、例えばフォトマスク面内の寸法均一性は１０ｎｍ以下が必要とされている。フォトマスクの製造工程において、良品か不良品かを判断する項目は多数あり、その項目の中の一つでも仕様を満たさないものがあれば不良品とされている。上述のごとくフォトマスクに求められる精度が厳しくなる中で、マスク製造技術の高精度化は進んでいるものの、良品が得られる歩留まりは悪化している。
【０００３】
フォトマスクの仕様は、フォトマスクが使われるウェハ露光で所望の露光余裕度を得るために必要となる。従来のフォトマスクの仕様は、各項目がすべて仕様値ぎりぎりの値になった場合でも、所望の露光余裕度が得られるように決められている。
【０００４】
実際のフォトマスクですべての項目が仕様値ぎりぎりの値になるようなことは極めて希で、ほとんどのフォトマスクはある項目は仕様値を越えていても、その他の項目は余裕を持って仕様値の中に収まっていることが多い。
【０００５】
このようなフォトマスクは不合格品として処分されてしまうが、その中には所望の露光余裕度を得ることができるフォトマスク、すなわち製品を量産するにあたり問題のないフォトマスクが存在していると考えられる。
【０００６】
その理由は、仮に仕様値を越える項目があっても、その他の項目が余裕を持って仕様値に収まっている場合、仕様値を越えてしまった項目による露光余裕度の減少分が、余裕を持って仕様値に収まっている項目の露光余裕度の増加分を下回れば、全体としては所望の露光余裕度が得られることがあるからである。
【０００７】
ところで、公知例として特開２００２−２６０２８５号公報があるが、これはフォトマスクの寸法ばらつき、平均値、さらに位相シフトマスクを用いた場合には透過率、位相差についてのみ言及したものであり、フォトマスクの合否判断を下すためには十分なものとは言えなかった。そのため、良品マスクを不良品として判定してしまう危険性があり、フォトマスクの製造歩留まりが低下するという問題がある。
【０００８】
また、寸法ばらつきと言っても、フォトマスク（レティクル）の全面規模で起こる寸法ばらつき（グローバル寸法ばらつき）と、非常に小さい領域で起こる寸法ばらつき（ローカル寸法ばらつき）とでは、露光量裕度に与える影響度が異なる。
【０００９】
従来のフォトマスクの評価方法では、グローバルばらつきとローカルばらつきを区別することなく、同じ影響度で露光量裕度の劣化量を見積もっている。そのため、ローカルばらつきの露光量裕度に与える影響度が、グローバルばらつきのそれよりも小さい場合（あるいはその逆の場合）、露光量裕度の劣化量の見積もりはオーバーなものとなる。そのため、良品マスクを不良品として判定してしまう危険性があり、フォトマスクの製造歩留まりが低下するという問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、従来のフォトマスクの評価方法は、寸法のばらつきに関しての検討が不充分であるために、良品のフォトマスクを不良品として判定してしまい、フォトマスクの製造歩留まりが低下するという問題がある。
【００１１】
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、フォトマスクの製造歩留まりの低下を防止できるフォトマスクの評価方法および該フォトマスクを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。すなわち、上記目的を達成するために、本発明に係るフォトマスクの評価方法は、フォトマスク内の単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれに起因する、前記フォトマスクの第１の寸法ばらつきと、前記フォトマスクの製造に係るエッチングおよび現像に起因する、前記フォトマスクの第２の寸法ばらつきとを含む、前記フォトマスクに係る寸法ばらつきを求める工程と、前記第１および第２の寸法ばらつきと、これらの寸法ばらつきが露光余裕度に与える影響度とを用いて、前記フォトマスクの寸法ばらつきにより生じる前記露光余裕度の劣化量を見積もる工程と、この見積もった劣化量と、前記露光余裕度の許容劣化量とを比較し、前記フォトマスクの良否を判断する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、フォトマスク内の単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれに起因する、前記フォトマスクの第１の寸法ばらつき（ローカル寸法ばらつき）が露光余裕度に与える影響度と、前記フォトマスクの製造に係るエッチングおよび現像に起因する、前記フォトマスクの第２の寸法ばらつき（グローバル寸法ばらつき）が露光余裕度に与える影響度とを分けて、露光余裕度の劣化量を見積もっているので、フォトマスクの製造誤差スペックが過度となることを回避することができ、その結果としてフォトマスク製造に関する歩留まりを改善することができるようになる。
【００１４】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、本発明に係るフォトマスクの評価方法により、フォトマスクの良否を判断し、良品なフォトマスクを選択する工程と、前記選択されたフォトマスクを用いて、フォトリソグラフィプロセスを行う工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記載および添付図面によって明らかになるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの評価方法を示すフローチャートである。
【００１８】
まず、石英基板等の透明基板上にＣｒ膜等の遮光膜が形成されてなるマスクブランクスを用意し、次に、該マスクブランクス上に１３０ｎｍのＬ／Ｓパターンを形成し、フォトマスクを作成する。
【００１９】
具体的には、マスクブランク上にレジストを塗布し、次いで該レジスト上にＬ／Ｓパターンを電子ビーム描画装置を用いて描画し、次いで上記レジストを現像してＬ／Ｓパターンを含むレジストパターンを形成し、そして、該レジストパターンをマスクに用いて上記遮光膜をエッチングにより加工し、しかる後、上記レジストパターンを剥離する。このようにして、Ｌ／Ｓパターンを含むフォトマスクが得られる。なお、マスクブランクスを製造するメーカとフォトマスクを形成するメーカーとは、同じメーカの場合もあるし、あるいは別のメーカーの場合もある。
【００２０】
次に、フォトマスク上のパターン（マスクパターン）の寸法ばらつきに起因して生じる露光余裕度の劣化の許容量（露光余裕度の許容劣化量）ΔＥＬｂｕｄｇｅｔを設定する（ステップＳ１）。ここでは、ΔＥＬｂｕｄｇｅｔ＝４．０％と設定する。
【００２１】
次に、寸法測定装置により、マスクパターン（ここでは、Ｌ／Ｓパターン）の寸法ばらつきを測定する。このとき、マスクパターンの寸法ばらつきを次の第１〜第３の寸法ばらつきに分けて、測定を行う。
【００２２】
第１の寸法ばらつきは、単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれが原因（ローカルＣＤエラー）で生じる寸法ばらつきで、これをΔＣＤｌｏｃａｌとする。ΔＣＤｌｏｃａｌは、フォトマスク上の上記単位描画図形（単位パターン）に関し、該単位描画図形の複数の箇所における寸法の測定結果から算出する。上記単位描画図形は一般にはフォトマスク上に複数あるので、それぞれの単位描画図形の寸法測定結果からΔＣＤｌｏｃａｌを通常は算出することになる。
【００２３】
第２の寸法ばらつきは、レジストの現像および遮光膜のエッチングが原因（グローバルＣＤエラー）で生じる寸法ばらつきで、これをΔＣＤｇｌｏｂａｌとする。ΔＣＤｇｌｏｂａｌは、フォトマスク上の全面からランダムに選んだ複数の測定箇所の測定結果から算出する。
【００２４】
第３の寸法ばらつきは、電子ビーム描画装置のステージ移動の際に生じる偏向領域間の位置ずれが原因（バッティングＣＤエラー）で生じる寸法ばらつきで、これをΔＣＤｂｕｔｔｉｎｇとする。ΔＣＤｂｕｔｔｉｎｇは、偏向領域間の境をまたがるパターンの複数の箇所における寸法の測定結果から算出する。
【００２５】
なお、従来の技術では、バッティングＣＤエラーとそれ以外のＣＤエラーとの二つにしか分けていない。したがって、従来の技術では、グローバルＣＤエラーとローカルＣＤエラーとの区別はなされていない。
【００２６】
本実施形態では、第１〜第３の寸法ばらつきを分散の形で求め、第１〜第３の寸法ばらつきの分散を、それぞれ、σｌｏｃａｌ、σｇｌｏｂａｌ、σｂｕｔｔｉｎｇとする。測定および算出の結果、
σｌｏｃａｌ ＝ ２．０ｎｍ、σｇｌｏｂａｌ ＝ ２．６ｎｍ、σｂｕｔｔｉｎｇ ＝ ３．０ｎｍ
であった（ステップＳ２）。
【００２７】
次に、第１の寸法ばらつきが露光量裕度に与える影響度（ＭＥＦｌｏｃａｌ）、第２の寸法ばらつきが露光量裕度に与える影響度（ＭＥＦｇｌｏｂａｌ）、第３の寸法ばらつきが露光量裕度（、ＭＥＦｂｕｔｔｉｎｇ）を、実験もしくはシミュレーションによって求める（ステップＳ３）。その結果、
ＭＥＦｌｏｃａｌ ＝ ０．２５％／ｎｍ、ＭＥＦｇｌｏｂａｌ ＝ ０．４３％／ｎｍ、ＭＥＦｂｕｔｔｉｎｇ ＝ ０．１２％／ｎｍ
であった。
【００２８】
次に、σｌｏｃａｌ、σｇｌｏｂａｌ、σｂｕｔｔｉｎｇ、ＭＥＦｌｏｃａｌ、ＭＥＦｇｌｏｂａｌおよびＭＥＦｂｕｔｔｉｎｇを用い、フォトマスクの寸法ばらつきにより生じる露光量裕度の劣化量ΔＥＬを下記の関係式から見積もる（ステップＳ４）。
【００２９】
ΔＥＬ２ ＝ （ＭＥＦｌｏｃａｌ×ΔＣＤｌｏｃａｌ）２ ＋＋（ＭＥＦｇｌｏｂａｌ×ΔＣＤｇｌｏｂａｌ）２ ＋（ＭＥＦｂｕｔｔｉｎｇ×ΔＣＤｂｕｔｔｉｎｇ）２
ΔＣＤｘ ＝ α×σｘ （Ｘ ＝ ｌｏｃａｌ， ｂｕｔｔｉｎｇ， ｇｌｏｂａｌ）
ここで、αは通常３程度にとる。
【００３０】
次に、ΔＥＬとΔＥＬｂｕｄｇｅｔの大小関係を比較し（ステップＳ５）、ΔＥＬ＜ΔＥＬｂｕｄｇｅｔの場合は、作成されたフォトマスクは良品と判断し、ΔＥＬ≧ΔＥＬｂｕｄｇｅｔの場合は、作成されたフォトマスクは不良品と判断する。例えば、α＝３の場合のΔＥＬを求めると、ΔＥＬ＝３．８％となり、ΔＥＬｂｕｄｇｅｔ＝４．０％より小さいので良品となる。
【００３１】
一方、グローバルＣＤエラーとローカルＣＤエラーとを区別しない従来の方法でΔＥＬを見積もると、ＭＥＦｌｏｃａｌ＝ＭＥＦｇｌｏｂａｌ＝０．４３として算出したのと等価であることから、ΔＥＬ＝４．４％となり、ΔＥＬｂｕｔｔｉｎｇ＝４．０％より大きいので不良品となってしまう。そのため、従来方法では、良品を不良品として判断してしまっていた。
【００３２】
かくして本実施形態によれば、バッティングＣＤエラー以外のＣＤエラーであるグローバルＣＤエラーとローカルＣＤエラーとを区別し、これらのＣＤエラーのウェハ転写時の露光量裕度への影響度の違いを考慮し、良品／不良品の判断を行うことで、フォトマスクの製造誤差スペックが過度となることを回避することができ、その結果としてフォトマスク製造に関する歩留まりを改善することができるようになる。
【００３３】
なお、上記良品として判断されたフォトマスクは、半導体デバイスの製造プロセス（フォトリソグラフィプロセス）に使用されるが、上記半導体デバイスを製造するメーカーと上記フォトマスクを製造・判断するメーカとは、同じメーカ（デバイスメーカー）の場合もあるし、あるいは別のメーカー（マスクメーカー）の場合もある。
【００３４】
（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態の寸法ばらつきの分散を求める工程（ステップＳ２）を簡略化できる、フォトマスクの評価方法について説明する。
【００３５】
図２は、偏向境域間境界１をまたがるパターン２と、偏向境域間境界１をまたがらないパターン３を示す平面図である。本実施形態では、偏向境域間境界１をまたがらないパターン３を寸法ばらつきの測定の対象とする。これにより、バッティングＣＤエラーによる寸法ばらつきΔＣＤｂｕｔｔｉｎｇを考慮せずに済むようになる。
【００３６】
しかしながら、ローカルＣＤエラーによる寸法ばらつきΔＣＤｌｏｃａｌと、グローバルＣＤエラーによる寸法ばらつきΔＣＤｇｌｏｂａｌとは、分離されていない。測定のスループット向上の観点からは、製造したフォトマスク毎に、上記二つの寸法ばらつきΔＣＤｌｏｃａｌ，ΔＣＤｇｌｏｂａｌを求めるための測定を行わずに済ませられることが好ましい。
【００３７】
ここで、ローカルＣＤエラーは、同じ露光装置であっても使用時の装置状態によって変わる。そこで、定期的に行われる露光装置の検査時に、ローカルＣＤエラーによる寸法ばらつきの分散を求め、下記の関係式からグローバルＣＤエラーによる寸法ばらつきσｇｌｏｂａｌを求める。
【００３８】
σｇｌｏｂａｌ ２ ＝σｍｅａｓｕｒｅｄ ２ −σｌｏｃａｌ ２
上記関係式中のσｍｅａｓｕｒｅｄは評価すべき実際のフォトマスク上の多点での寸法測定で得られた寸法ばらつきの分散、σｌｏｃａｌは定期的な露光装置の検査時に検査用フォトマスク内の単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれに起因する、検査用フォトマスクの寸法ばらつきの分散（検査用フォトマスクのローカルＣＤエラーによる寸法ばらつきの分散）である。評価すべき実際のフォトマスクと検査用フォトマスクは、一般には異なるが、σｌｏｃａｌを求める点では実用上問題はない。
【００３９】
このようにして予め求めておいた検査用フォトマスクのσｇｌｏｂａｌ（＝（σｍｅａｓｕｒｅｄ ２ −σｌｏｃａｌ ２ ）１／２）を、評価すべき実際のフォトマスクのローカルＣＤエラーによる寸法ばらつきの分散の代わりに用い、第１の実施形態と同様にΔＥＬを求める。
【００４０】
かくして本実施形態によれば、第１の実施形態よりもＣＤエラーによる寸法ばらつきの分散を簡単に求めることができる、フォトマスクの評価方法を実現できるようになる。また、本実施形態のフォトマスクの評価方法を用いることで、第１の実施形態と同様に、フォトマスクの製造誤差スペックが過度となることを回避することができ、フォトマスク製造に関する歩留まりを改善することができるようになる。また、第１の実施形態と同様に、良品として判断されたフォトマスクは、半導体デバイスの製造プロセス（フォトリソグラフィプロセス）に使用される。
【００４１】
（第３の実施形態）
本実施形態では、シミュレーションによる影響度ＭＥＦｌｏｃａｌの求め方について説明する。本実施形態の影響度ＭＥＦｌｏｃａｌの求め方は、第１および第２の実施形態に適用できる。本実施形態の影響度ＭＥＦｌｏｃａｌの求め方を、第１および第２の実施形態に適用する方法は明らかであると思うので、詳細には説明しない。
【００４２】
まず、単位描画図形の位置ずれおよび大きさを測定し、単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれが原因（ローカルＣＤエラー）で生じる寸法ばらつきによる分散を算出する。このとき、単位描画図形の位置ずれに起因する分散をσｐ、単位描画図形の大きさずれに起因する分散をσｗとする。
【００４３】
影響度ＭＥＦｌｏｃａｌ は、分散σｐ，σｗに依存する。そこで、影響度ＭＥＦｌｏｃａｌ を分散σｐ，σｗの関数として、モンテカルロシミュレーションによって求める。モンテカルロシミュレーションを用いる理由は以下の通りである。
【００４４】
すなわち、ローカルＣＤエラーは、同じパターンでもその周囲の環境の揺らぎによって変化する性質を有し、モンテカルロシミュレーションは上記のようなパターン周囲の環境の揺らぎの影響を反映させやすいからである。なお、モンテカルロシミュレーション以外のシミュレーションによっても、影響度ＭＥＦｌｏｃａｌ を求めることは可能である。
【００４５】
マスクパターン形成プロセスで用いるレジストにポジ型を想定した場合には、ライン部分は図３（ａ）に示すように、単位描画図形の間で形成される。一方、ネガ型レジストを想定した場合には、図３（ｂ）に示すように、単位描画図形そのもので形成される。
【００４６】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、単位描画図形の位置および大きさに関して、モンテカルロシミュレーションを行った一例である。これらの図から、単位描画図形の位置および大きさがランダムに変化していることがわかる。すなわち、本来はない位置ずれや大きさずれが生じていることがわかる。
【００４７】
図３（ａ）のようにポジ型レジストを用いた場合にはマスクライン寸法の分散σＭおよびマスクスペース寸法の分散σＭｎは
【数１】
【数２】
【００４８】
このマスクを用いてパターンをウェハに転写する際に、ライン部部が所望通りの寸法に仕上げるために必要な露光量をＥとする（これを適正露光量と呼ぶ）。適正露光量の変化ΔＥは、ライン部分のマスク寸法の変化ΔＭと最隣接スペース部分のマスク寸法の変化ΔＭｎの関数となる。ΔＭとΔＭｎが小さいときには、全微分、
【数３】
【００４９】
ここで、ΔＭおよびΔＭｎはモンテカルロシミュレーションによってランダムに変化させた量である。ΔＥの分散σＥは次式で与えられる。
【００５０】
【数４】
【００５１】
【数５】
【００５２】
【数６】
以上から、ポジ型レジストに対する影響度ＭＥＦｌｏｃａｌを求めると、次式のようになる。
【００５４】
【数７】
また、ネガ型レジストに対しては、
【数８】
【００５６】
孤立パターンの極限では、
【数９】
【００５７】
図４に、σｐ、σｗを種々変えた場合にモンテカルロシミュレーションによって得られるマスクのライン寸法の分散σＭと適正露光量の分散σＥを示す。
【００５８】
露光条件は、露光波長λ＝２４８ｎｍ、開口数ＮＡ＝０．８、コヒーレンシーσ＝０．７５、輪帯遮蔽率ε＝０．６７で、パターンは１２５ｎｍＬ／Ｓのライン部分である。マスクパターン形成プロセスで用いたレジストは、ポジ型レジストである。最小二乗法から
【数１０】
【００５９】
ＭＥＦｌｏｃａｌ をσｐ／σｗの関数として求めたのが図５である。すなわち、製造するべきマスクに関して与えられた（測定された）複数の分散σｐ，σｗから複数のσｐ／σｗ比を計算し、これらのσｐ／σｗ比からモンテカルロシミュレーションによって求めたσｐ／σｗ比とＭＥＦｌｏｃａｌ との関係が図５である。このようにして求められたＭＥＦｌｏｃａｌ を用いて第１の実施形態と同様にしてΔＥＬを求める。
【００６０】
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。例えば、露光余裕度の劣化量ΔＥＬを２乗和で求めたが（ステップＳ４）、単純和で求めても構わないし、あるいは第１〜第３の寸法ばらつきの確率分布が統計的に求められている場合には、畳込み積分を用いて統計和を求めても構わない。
【００６１】
また、上記実施形態では、電子ビーム描画装置を用いた場合について説明したが、本発明は他の露光装置にも適用できる。
【００６２】
さらに、上記実施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、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決できる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００６３】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳説したように本発明によれば、フォトマスクの製造歩留まりの低下を防止できる、フォトマスクの評価方法および半導体装置の製造方法を実現できるよるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの評価方法を示すフローチャート
【図２】偏向境域間境界をまたがるパターンと偏向境域間境界をまたがらないパターンを示す平面図
【図３】単位描画図形で形成されるマスク上のライン部分を示す図
【図４】モンテカルロシミュレーションにより求められたσｐとσｗとσＥとの関係を示す図
【図５】モンテカルロシミュレーションにより、影響度ＭＥＦｌｏｃａｌ をσｐ／σｗ比の関数として求めた結果を示す図
【符号の説明】
１…偏向境域間境界
２…偏向境域間境界をまたがるパターン
３…偏向境域間境界をまたがらないパターン
Claims (8)
- フォトマスク内の単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれに起因する、前記フォトマスクの第１の寸法ばらつきと、前記フォトマスクの製造に係るエッチングおよび現像に起因する、前記フォトマスクの第２の寸法ばらつきとを含む、前記フォトマスクに係る寸法ばらつきを求める工程と、
前記第１および第２の寸法ばらつきと、これらの寸法ばらつきが露光余裕度に与える影響度とを用いて、前記フォトマスクの寸法ばらつきにより生じる前記露光余裕度の劣化量を見積もる工程と、
この見積もった劣化量と、前記露光余裕度の許容劣化量とを比較し、前記フォトマスクの良否を判断する工程と
を有することを特徴とするフォトマスクの評価方法。 - 前記フォトマスクに係る寸法ばらつきを求める工程において、さらに露光装置のステージ移動により生じる偏向領域間の位置ずれに起因する前記フォトマスクの第３の寸法ばらつきを求め、
前記露光余裕度の劣化量を見積もる工程において、前記第１、第２および第３の寸法ばらつきと、これらの寸法ばらつきが前記露光余裕度に与える強度とを用いることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの評価方法。 - 前記フォトマスクに係る寸法ばらつきを求める工程は、露光装置のステージ移動により生じる偏向領域間の境をまたがらない前記フォトマスク上のパターンを測定して求めることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの評価方法。
- 前記第１の寸法ばらつきとして、前記フォトマスクの製造に使用する露光装置を検査した時に、検査用フォトマスクを用いて予め求めておいた、前記検査用フォトマスク内の単位描画図形の位置ずれおよび大きさずれに起因する、前記検査用フォトマスクの寸法ばらつきを代用することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフォトマスクの評価方法。
- 前記単位描画図形の位置ずれのばらつきと、前記単位描画図形の大きさずれのばらつきとを変数とする関数として、前記第１の寸法ばらつきが前記露光余裕度に与える影響度を見積もることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のフォトマスクの評価方法。
- 前記関数は、（前記単位描画図形の大きさずれのばらつき）／（前記単位描画図形の位置ずれのばらつき）の比を変数とする関数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評価方法。
- 前記関数をモンテカルロシミュレーションによって求めることを特徴とする請求項６に記載のフォトマスクの評価方法。
- 請求項１ないし７のいずれか１項に記載のフォトマスクの評価方法により、フォトマスクの良否を判断し、良品なフォトマスクを選択する工程と、
前記選択されたフォトマスクを用いて、フォトリソグラフィプロセスを行う工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002331051A JP3825741B2 (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | フォトマスクの評価方法および半導体装置の製造方法 |
| US10/705,954 US7229721B2 (en) | 2002-11-14 | 2003-11-13 | Method for evaluating photo mask and method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002331051A JP3825741B2 (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | フォトマスクの評価方法および半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004163756A true JP2004163756A (ja) | 2004-06-10 |
| JP3825741B2 JP3825741B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=32697478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002331051A Expired - Fee Related JP3825741B2 (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | フォトマスクの評価方法および半導体装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7229721B2 (ja) |
| JP (1) | JP3825741B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006058452A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Toshiba Corp | マスクパターン補正方法、マスクパターン補正プログラム、フォトマスクの作製方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP2006337668A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法およびレイアウトパターンの作成プログラム |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4690795B2 (ja) * | 2005-06-28 | 2011-06-01 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2007187998A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Toshiba Corp | 投影露光マスク合否判定方法システム及び投影露光マスク合否判定方法 |
| JP5248540B2 (ja) * | 2010-02-12 | 2013-07-31 | 株式会社東芝 | マスク検証方法、半導体装置の製造方法およびマスク検証プログラム |
| JP2012141372A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Toshiba Corp | マスク判定方法、露光方法および半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3264368B2 (ja) * | 1998-10-16 | 2002-03-11 | 日本電気株式会社 | 縮小投影型露光装置の調整方法 |
| JP4091271B2 (ja) | 2001-05-28 | 2008-05-28 | 株式会社東芝 | フォトマスクの製造方法 |
| JP2002260285A (ja) | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Ricoh Co Ltd | 相変化型光記録媒体及び初期化方法 |
| JP3708058B2 (ja) * | 2002-02-28 | 2005-10-19 | 株式会社東芝 | フォトマスクの製造方法およびそのフォトマスクを用いた半導体装置の製造方法 |
| KR100486270B1 (ko) * | 2002-10-07 | 2005-04-29 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 상의 임계 선폭을 제어할 수 있는 포토 마스크제조 방법, 이에 의한 포토 마스크 및 이를 이용한 노광방법 |
-
2002
- 2002-11-14 JP JP2002331051A patent/JP3825741B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-11-13 US US10/705,954 patent/US7229721B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006058452A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Toshiba Corp | マスクパターン補正方法、マスクパターン補正プログラム、フォトマスクの作製方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP4709511B2 (ja) * | 2004-08-18 | 2011-06-22 | 株式会社東芝 | マスクパターン補正方法、マスクパターン補正プログラム、フォトマスクの作製方法及び半導体装置の製造方法 |
| US8046722B2 (en) | 2004-08-18 | 2011-10-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for correcting a mask pattern, system for correcting a mask pattern, program, method for manufacturing a photomask and method for manufacturing a semiconductor device |
| JP2006337668A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法およびレイアウトパターンの作成プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040137340A1 (en) | 2004-07-15 |
| JP3825741B2 (ja) | 2006-09-27 |
| US7229721B2 (en) | 2007-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7617477B2 (en) | Method for selecting and optimizing exposure tool using an individual mask error model | |
| JP3825744B2 (ja) | フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法 | |
| JP7422208B2 (ja) | モデルベースの限界寸法測定の方法およびシステム | |
| US8102408B2 (en) | Computer-implemented methods and systems for determining different process windows for a wafer printing process for different reticle designs | |
| JP4758358B2 (ja) | レチクル設計データにおける欠陥を検出するためのコンピュータに実装される方法 | |
| US7853920B2 (en) | Method for detecting, sampling, analyzing, and correcting marginal patterns in integrated circuit manufacturing | |
| US7327436B2 (en) | Method for evaluating a local flare, correction method for a mask pattern, manufacturing method for a semiconductor device and a computer program product | |
| WO2005057438A2 (en) | Flagging reticle layout data | |
| US9188974B1 (en) | Methods for improved monitor and control of lithography processes | |
| JP2003255509A (ja) | フォトマスクの製造方法およびそのフォトマスクを用いた半導体装置の製造方法 | |
| TW202234182A (zh) | 獲得基板上的多個區域的陣列的方法、曝光設備、製造物品的方法、非暫時性儲存媒體及資訊處理設備 | |
| JP3825741B2 (ja) | フォトマスクの評価方法および半導体装置の製造方法 | |
| JP2005134747A (ja) | マスク評価方法、マスク評価システム、マスク製造方法およびプログラム | |
| KR102094019B1 (ko) | 반도체 웨이퍼 처리 분석 방법 및 장치 | |
| JP2004101654A (ja) | マスク欠陥検査方法、半導体装置の製造方法、マスク欠陥検査装置、欠陥影響度マップ作成方法およびプログラム | |
| JP2002072440A (ja) | マスクの製造方法 | |
| JP4091271B2 (ja) | フォトマスクの製造方法 | |
| JP2008083652A (ja) | フォトマスクの線幅検査方法 | |
| CN112904661A (zh) | 一种芯片的制作方法 | |
| JP2003059787A (ja) | シミュレーション方法および回路パターンの形成方法 | |
| CN114911130A (zh) | 光罩及其检测方法、装置、设备及介质 | |
| KR20010003507A (ko) | 포토마스크 검사방법 | |
| Jamieson et al. | Resist process windows in electron-beam lithography | |
| JP2009186934A (ja) | マスク測定方法およびマスク製造方法 | |
| Taylor et al. | Phase degradation characteristics of programmed AAPSM defects with automatic inspection tool sensitivity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050629 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050705 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050905 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060627 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060630 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090707 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |