JP3808817B2 - Mask defect inspection method, semiconductor device manufacturing method, mask defect inspection apparatus, defect impact map creation method, and program - Google Patents

Mask defect inspection method, semiconductor device manufacturing method, mask defect inspection apparatus, defect impact map creation method, and program Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置のリソグラフィプロセスに使用されるフォトマスクのマスク欠陥検査方法、フォトマスクの検査工程を含む半導体装置の製造方法、マスク欠陥検査装置、フォトマスクのマスク欠陥検査に使用される欠陥影響度マップの作成方法、ならびに上記マスク欠陥検査方法および欠陥影響度マップの作成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体記憶装置の製造においては、回路を構成する素子や配線などの高集積化や、素子や配線などのパターンの微細化が進められている。例えば、代表的な半導体記憶装置であるDRAM(Dynamic Random Access Memory)の場合、1G DRAMの作製では設計ルール0.13μmのパターン形成が必要と言われている。
【0003】
フォトマスクの検査は、従来より、隣接する同一パターンを比較するdie-to-die比較検査法、または計測パターンと設計パターンとを比較するdie-to-data base比較検査法を用いて行われている。
【0004】
図20に、従来のdie-to-die比較検査法に用いる欠陥検査装置の概略構成図を示す。この欠陥検査装置は、1つの光源80に対して2つの光学系81,82をもち、フォトマスク83上に形成された隣接する2つの同一パターンからの透過光のパターンの拡大像を、CCDなどの画像センサ84,85上に結像させて電気信号に変換するようになっている。
【0005】
光学系81,82はそれぞれ反射ミラー86、対物レンズ87,88を含む。フォトマスク83はX−Yステージ89上に載置される。X−Yステージ89の位置はステージ制御機構90により制御される。
【0006】
画像センサ84,85により得られた電気信号(センサデータ)91,92は比較論理回路93に入力される。比較論理回路93は電気信号91,92を比較してパターンの不一致部分(欠陥)を検出する。
【0007】
計算機94は、比較論理回路93により検出された不一致部分と、ステージ制御機構90からのX−Yステージ89の位置情報(X−Y座標)とに基づいて、フォトマスク83上における上記不一致部分の座標を計算する。この座標は、マスク欠陥の欠陥位置情報として欠陥検査装置内に記録される。
【0008】
一方、die-to-data base比較検査法に用いる欠陥検査装置は、図21に示すように、比較論理回路93は、データベース95に蓄積された設計パターンを用いて比較パターンを発生する、パターン発生回路96から得られる参照パターン97と、光学系81から得られるセンサデータ91とを比較し、パターンの不一致部分を検出する。
【0009】
計算機94は、比較論理回路93により検出された不一致部分と、X−Yステージ89のX−Y座標とに基づいて、フォトマスク83上における上記不一致部分の座標を計算する。この座標は、フォトマスク上の欠陥(マスク欠陥)の欠陥位置情報として欠陥検査装置内に記録される。
【0010】
しかしながら、従来のdie-to-die比較検査法、die-to-data base比較検査法には以下のような問題がある。
【0011】
フォトマスク面内には、デザインルールが同じであっても、各部分で種々のサイズのパターンが配置されている。したがって、フォトマスク面内のパターン領域の様々な個所で、マスク欠陥のウェハ上のレジストパターン(転写パターン)への影響パターンへの影響、もしくはマスク欠陥のウェハ上に形成されるデバイスの動作(特性)への影響が異なってくる。
【0012】
ここで、従来のdie-to-die比較検査法およびdie-to-data base比較検査法は、マスク欠陥のレジストパターンもしくはデバイス動作への影響を考慮せずに行っており、具体的には、各デザインルールに対して決められた、管理寸法パターンについて、一定サイズの欠陥スペックを検出すべき検出感度で、1枚のフォトマスクの面内の検査を行っている。
【0013】
このように従来のフォトマスクの検査は、マスク欠陥がレジストパターンもしくはデバイス動作に影響を及ぼす個所と及ぼさない個所との区別なく、一律の検出感度で行われているため、検査領域内の一部の個所に、必要以上に厳しい検出感度で検査が行われることがある。
【0014】
必要以上に厳しい検出感度で検査を行うと、本来はマスク欠陥とは見なされないような箇所がマスク欠陥(擬似欠陥)として検出されることが生じる。そのため、必要以上に多くの種類の欠陥を検出することが起こり、検出したマスク欠陥の分類に時間がかかる。これにより、フォトマスクの製造期間の短縮化が妨げられ、ひいては半導体装置の製造期間の短縮化が妨げられるという問題が生じている。
【0015】
また、従来のdie-to-die比較検査法およびdie-to-data base比較検査法は、上述した通り、マスク欠陥のレジストパターンもしくはデバイス動作への影響を考慮していないので、レジストパターンもしくはデバイス動作に影響を及ぼさないマスク欠陥(擬似欠陥)と及ぼすマスク欠陥との区別は、検査結果取得時には明確ではない。
【0016】
そのため、欠陥位置情報(欠陥座標)に基づいて各マスク欠陥のレジストパターンへの影響の確認をリソグラフィーシミュレーション顕微鏡(例えばカールツァイス社製MSM100)などにより行い、レジストパターンに影響があるマスク欠陥とないマスク欠陥に分類している。そして、転写に影響があるマスク欠陥については修正を行いフォトマスクを出荷している。
【0017】
このように、検査結果取得後に、レジストパターンもしくはデバイス動作に影響を及ぼさないマスク欠陥と及ぼすマスク欠陥との区別を行うことは、製造工程の増大を招き、これによりフォトマスクの製造期間の短縮化が妨げられ、ひいては半導体装置の製造期間の短縮化が妨げられるという問題が生じている。
【0018】
【特許文献1】
特開2000−98584号公報
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、従来のdie-to-die比較検査法や、die-to-data base比較検査法では、マスク欠陥のレジストパターンへの影響もしくはマスク欠陥のデバイス動作への影響が考慮されておらず、本来はマスク欠陥とは見なされないような箇所(擬似欠陥)がマスク欠陥として検出され、その結果として、フォトマスクや半導体装置の製造期間の短縮化が妨げられるという問題が生じている。
【0020】
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、フォトマスクや半導体装置の製造期間の短縮化を図れる、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を提供することにある。
【0021】
【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。
【0022】
すなわち、上記目的を達成するために、本発明に係るマスク欠陥検査方法は、マスクパターンを含むフォトマスクに関し、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度を用意する工程と、前記検出感度に基づいて、前記複数の箇所上の欠陥を検査する工程とを有し、前記検出感度を用意する工程において、前記フォトマスクを管理するための管理パターンと、前記ウェハ上に形成される、前記管理パターンに対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第1の露光量とを用意し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所の幅を変え、前記ウェハ上に形成される前記幅を変えた箇所に対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第2の露光量を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第1の露光量に対する前記第2の露光量の変化率を算出し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第1の露光量に対する前記第2の露光量の変化率に基づいて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度に基づいて、前記箇所における欠陥の検出感度を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて取得した前記検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥の前記ウェハへの影響度マップを作成することを特徴とする。
【0023】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記本発明に係るマスク欠陥検査方法によりフォトマスクを検査する工程を含むことを特徴とする。
【0024】
本発明に係るマスク欠陥検査装置は、フォトマスク内のマスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥のウェハへの影響度を表す影響度マップを作成するマップ作成部と、前記影響度マップに基づいて、前記複数の箇所上の欠陥を検査する検査部とを具備し、前記マップ作成部は、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所の幅を変え、前記ウェハ上に形成される前記幅を変えた箇所に対応した、前記フォトマスク上に形成される、前記フォトマスクを管理するための管理パターンに対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第1の露光量を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率を算出し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率に基づいて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度に基づいて、前記箇所における欠陥の検出感度を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて取得した前記検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥の前記ウェハへの影響度マップを作成することを特徴とする。
【0025】
本発明に係る欠陥影響度マップ作成方法は、マスクパターンを含むフォトマスクに関し、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度を取得する工程と、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて取得された、前記欠陥の検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥のウェハへの影響度を含む影響度マップを作成する工程とを有し、前記影響度マップを作成する工程において、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所の幅を変え、前記ウェハ上に形成される前記幅を変えた箇所に対応した、前記フォトマスク上に形成される、前記フォトマスクを管理するための管理パターンに対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第1の露光量を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記転写パターンを所定の寸法に仕上げるために必要な第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率を算出し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率に基づいて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度に基づいて、前記箇所における欠陥の検出感度を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて取得した前記検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥の前記ウェハへの影響度マップを作成することを特徴とことを特徴とする。
【0026】
本発明に係るプログラムは、コンピュータに、マスクパターンを含むフォトマスクに関し、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度を入力させる手順と、前記マスクデータ中の前記検出感度に基づいて、前記複数の箇所上の欠陥を検査させる手順とを実行させるためのプログラムであって、前記検出感度を入力させる手順において、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所の幅を変え、前記ウェハ上に形成される前記幅を変えた箇所に対応した、前記フォトマスク上に形成される、前記フォトマスクを管理するための管理パターンに対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第1の露光量を取得させ、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記転写パターンを所定の寸法に仕上げるために必要な第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率を算出させ、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率に基づいて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度を取得させ、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度に基づいて、前記箇所における欠陥の検出感度を取得させ、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて取得した前記検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥の前記ウェハへの影響度マップを作成させることを特徴する
【0027】
本発明に係る他のプログラムは、コンピュータに、マスクパターンを含むフォトマスクに関し、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度を取得させる手順と、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて取得された、前記欠陥の検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥のウェハへの影響度を含む欠陥影響度マップを作成させる手順とを実行させるためのプログラムであって、前記欠陥影響度マップを作成させる手順において、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所の幅を変え、前記ウェハ上に形成される前記幅を変えた箇所に対応した、前記フォトマスク上に形成される、前記フォトマスクを管理するための管理パターンに対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第1の露光量を取得させ、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記転写パターンを所定の寸法に仕上げるために必要な第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率を算出させ、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率に基づいて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度を取得させ、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度に基づいて、前記箇所における欠陥の検出感度を取得させ、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて取得した前記検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥の前記ウェハへの影響度マップを作成させることを特徴とする。
【0028】
なお、請求項1,以外の請求項に係る発明についても、プログラムに係る発明として実施可能である。
【0029】
本発明によれば、マスク欠陥のウェハへの影響度、例えば、転写パターンへの影響もしくはマスク欠陥のデバイス動作への影響を考慮することにより、擬似欠陥の検出を防止できるので、フォトマスクや半導体装置の製造期間の短縮化を図れるようになる。
【0030】
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。
【0031】
【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。
【0032】
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態に係るフォトマスクの検査方法の基本的な考えかたについて説明する。図1はフォトマスクを示しており、図中、Aは線幅が大きいラインパターンが存在する領域、Bは線幅が小さいラインパターンが存在する領域を示している。
【0033】
ここで、領域A,領域B内に、同一サイズ・同一形状のマスク欠陥(不図示)が存在した場合、領域B内のマスク欠陥の方がウェハへの影響度、つまりウェハ上に形成されるレジストパターン(転写パターン)への影響が大きい。逆に言えば、領域A内のマスク欠陥は、転写パターンへの影響が小さく、無視できる場合がある。
【0034】
従来のフォトマスクの検査方法・装置は、デザインルールが同じ場合、検出感度が全てのパターンで同じであるため、領域Aおよび領域B内にマスク欠陥が検出されることがある。すなわち、領域A内のある箇所が擬似欠陥として検出されることがある。
【0035】
そこで、本実施形態では、マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、そこでのマスク欠陥の影響度に応じてマスク欠陥の検出感度を決めることにより、例えば領域A内のパターンの欠陥検出感度を低く、領域B内のパターンの欠陥検出感度を高くすることにより、マスク欠陥のレジストパターンへの影響を考慮したマスク検査を行う。これにより、領域A内で検出される擬似欠陥を減らすことが可能となり、フォトマスクや半導体装置の製造期間の短縮化を図れるようになる。
【0036】
なお、マスク欠陥のレジストパターンへの影響の代わりに、マスク欠陥のデバイスの動作への影響を考慮しても構わない。デバイス動作への影響については、第2の実施形態で説明する。また、マスク欠陥の転写パターンおよびデバイス動作への影響を同時に考慮しても構わない。
【0037】
以下、本実施形態のフォトマスクの検査方法の詳細について説明する。
【0038】
まず、図2に示すように、石英(Qz )からなる透明基板1上にKrF露光光に対して半透過性を有する膜(KrF−HT膜)からなるマスクパターンが形成されてなるハーフトーンフォトマスク(KrF−HTマスク)を準備する。
【0039】
図2において、2はメモリセルのパターンが形成された領域(セルパターン領域)、3は周辺回路のパターンが形成された領域(周辺回路パターン領域)、4はデバイスパターンを構成しない、透明基板1の周縁部上のKrF−HT膜を示している。
【0040】
次に、図3に示すように、フォトマスク上の検査対象となる領域(被検査領域)内のパターンに対応した設計パターンデータに対して、150nm刻みで分割ポイント5を指定する。図3において、6および7は、それぞれ、設計パターンの図形データ上において、透明基板1上のKrF−HT膜(遮光領域)および透明基板1の露出表面(透明領域)に相当する箇所を示している。
【0041】
分割ポイント5としては、設計パターンデータに対して、マスク描画装置の描画グリッド幅もしくは欠陥検査装置の検査グリッド幅の整数倍になる箇所を指定することが好ましい。これにより、分割ポイント5の指定を容易に行えるようになる。
【0042】
次に、図4に示すように、隣接する上下二つの分割ポイント5(5Aと5B、5Bと5C、5Dと5E、5Eと5F,…)で規定される各エッジ(エッジA−B、エッジB−C、エッジD−E、エッジE−F、…)に対して、ライン線幅をΔd=±1、±2、±5[nm]変更させたパターンを準備する。図4には、分割ポイント5B,5Cで規定されるエッジ(エッジB−C)について、ライン線幅をΔd=1、2、5[nm]変更させたパターンPT1〜PT3が示されている。図4では、ラインの一方のエッジ側が選択されているが、両方のエッジを選択しても構わない。
【0043】
分割ポイント5で規定される全てのエッジに対して、ライン線幅Δdを変更しても構わないし、あるいは一つエッジに対して、ライン線幅Δdを変更しても構わない。すなわち、少なくとも一つの一つエッジを選択してライン線幅Δdを変更する。基本的には、より多くのエッジを選択した方が検査精度は高まる。本実施形態では、全てのエッジに対して、ライン線幅Δdを変更するとして説明を進める。
【0044】
また、選択したエッジは互いに光学的近接効果が及ばないか、もしくはその効果が十分に低いことが好ましい。また、ここでは、縦方向に分割ポイント5を指定したが、分割ポイント5を指定する方向は任意である。
【0045】
次に、周知の露光マージン評価により、管理パターン(同じデザインルールのフォトマスクを管理するために使用されるパターン)の各エッジについて、Δd=0[nm](無欠陥パターン)のパターンを露光する際に必要となる露光量Ieを取得する。なお、露光量Ieの代わりに、それに対応した光強度のしきい値(Threshold)を取得しても構わない。
【0046】
次に、各エッジA−B,B−C,…に対してΔd=±1,±2,±5[nm]変更させたパターンについて、λ=248nm、NA=0.68、σ=0.75、2/3輪帯照明を用いた場合にウェハ上のレジストに形成される光強度分布を算出し、この算出した光強度分布から上記各パターンをレジスト上に所望通りに露光し、所定の寸法のレジストパターンを形成するために必要となる露光量Iijを算出し、さらに露光量Ieに対する露光量Iijの変化量(露光量変化率)ΔIij(=(Iij−Ie)/Ie)を取得する。図5に、エッジB−Cのパターン(Δd=0,1,2,5[nm])についての光強度分布および露光量変化率を示す。
【0047】
ここで、ΔIij中のiは各エッジ(エッジA−B、エッジB−C、エッジD−E、エッジE−F、…)に対応する指標を示しており、ここではエッジA−Bをi=1、エッジB−Cをi=2、エッジD−Eをi=3、エッジE−Fをi=4というようにアルファベット順に数字を昇順に割り付ける。
【0048】
また、jは各エッジに対するマスク上の線幅変動量Δdに対応する指標を示しており、ここでは、Δd=1nmをj=1、Δd=2nmをj=2、Δd=5nmをj=5というように線幅変動量[nm]の数値を割り付ける。
【0049】
露光量変化率ΔIijは正負のいずれも取り得り、露光量Ieよりも露光量が低下する場合は負、上昇する場合は正となる。なお、指標i,jが特には必要ではない場合、以下、単にΔIと表記する。
【0050】
本実施形態では、寸法管理パターンは該パターンの寸法にかかわらず、マスク欠陥による転写パターン(レジストパターン)の許容寸法変動率は一律に8%と決めている。許容寸法変動率は、100×(転写パターンの寸法変動量)/(転写パターンの設計寸法)で与えられる。
【0051】
許容寸法変動率はパターン寸法毎に異なる可能性があるが、ここでは簡単のために経験的に有効であると認められている8%という値を採用している。各寸法毎に許容寸法変率を決めても構わない。
【0052】
許容寸法変動率8%に対応する寸法管理パターンの露光量変化率ΔIcを調べたところ、ΔIc=−0.06であり、さらに、ΔIc=−0.06に対応するΔdは2.7nmであった。
【0053】
したがって、ΔIij=−0.06に対応するΔdが2.7nmよりも大きいパターンは、寸法管理パターンよりもマスク欠陥の転写パターンへの影響は小さく、Δdが2.7nm未満のパターンは、寸法管理パターンよりもマスク欠陥の転写パターンへの影響は大きいものとなる。
【0054】
このことから、ΔIij=−0.06に対応するΔdが2.7nmよりも大きなパターンの場合、検査装置で検査すべきマスク欠陥のサイズは、寸法管理パターンに対して決められている最小検出欠陥サイズよりも大きくても構わないが、Δdが2.7nmより小さいパターンの場合、検査装置で検査すべきマスク欠陥のサイズは、最小検出欠陥サイズよりも小さい必要がある。Δdが2.7nmのパターンの場合、検査装置で検査すべきマスク欠陥のサイズは、最小検出欠陥サイズと同じで構わない。
【0055】
図6に、エッジA−B、エッジB−CにおけるΔdとΔIとの関係を調べた結果を示す。図6から、露光量変化率ΔI=−0.06に対応するΔdは、エッジA−Bでは2.5nm、エッジB−Cでは3.2nmであり、エッジA−B上のマスク欠陥は転写パターンへの影響度が大きく、エッジB−C上のマスク欠陥は転写パターンへの影響度が小さいことが分かる。これは、エッジB−Cの検査時の検出感度を、エッジA−Bの検査時の検出感度よりも低くしても必要な検出感度を確保できることを意味している。これにより、エッジB−Cを必要以上に厳しい検出感度で検査することを防止でき、擬似欠陥の検出を防止できるようになる。
【0056】
次に、フォトマスク上の検査するべき領域(被検査領域)の各分割領域に対して上記Δdを算出し、被検査領域内のパターン位置とΔdとの関係を用い、被検査領域上の各分割領域において、マスク欠陥のウェハへの影響度を示す指標(検出感度K〜M)を取得し、この各分割領域における指標(検出感度K〜M)に基づいて、図7に示すように、指標(検出感度K〜M)を含む欠陥影響度マップを作成する。欠陥影響度マップは、図8に示すように、被検査領域上の各分割領域と検出感度K〜Mとが対応付けられてなるテーブル形式のものであっても構わない。
【0057】
なお、エッジ以外の部分に対応した分割領域については、例えば、横方向(X座標)に関して最も近いエッジと同じ指標を採用する。左側のエッジまでの距離と右側のエッジまでの距離とが同じ、かつ左右のエッジで指標が異なる場合は、いずれか一方を採用する。
【0058】
また、黒欠陥の検出感度はΔd=2.7を境にして変えている。具体的には、Δd≦2.7nmのパターンについては、130nm以上のものを黒欠陥として検出し、Δd>2.7nmのパターンについては、180nm以上のものを黒欠陥として検出する。一方、白欠陥の検出感度は、Δd=3.5nmを境にして変え、具体的には、Δd≦3.5nmのパターンについては、180nm以上のものを白欠陥として検出し、Δd>3.5nmのパターンについては、220nm以上のものを白欠陥として検出する。黒欠陥と白欠陥とで基準となるΔdが異なっているのは、黒欠陥と白欠陥とでは転写パターンへの影響度が異なるからである。
【0059】
検出感度K〜Nは、上記黒欠陥、白欠陥の検出感度を組み合わせて得られる4通りのものであり、具体的には、(黒,白)=K(130,180)、L(130,220)、M(180,180)、N(180,220)nmとなる。
【0060】
次に、被検査領域上の各分割領域と検出感度K〜Nとの関係を参照し、各分割領域を検出感度K〜Nのいずれかの検出感度に基づいて検査し、フォトマスク上の欠陥の有無を検出する。
【0061】
上記検出感度を用いたフォトマスクの検査は、例えばDie-to-Data base比較検査により行う。すなわち、比較回路を用いて、センサデータと参照データを比較し、そのレベル差が所定値(しきい値)以上のものを欠陥として検出する。比較回路は、例えば、微分回路で構成されたものである。また、上記しきい値は、基本的には、検出感度K〜Nが低いほど、高くなるように決められている。これにより、擬似欠陥として検出されるマスク欠陥を減らすことが可能となる。
【0062】
図9に、本実施形態の欠陥影響度マップを用いた比較回路における参照データとセンサデータの一例を示す。これは、図8に示した領域についてのものである。参照データは、図9(a)に示すように、各分割領域の図形データの光強度を多値化展開したデータ(256階調)で構成されている。実際に使用される参照データは、マスクプロセスに対応するコーナー丸め処理およびリサイズ処理を考慮したデータが使用されることもある。一方、センサデータは、図9(b)に示すように、実際のフォトマスクの検査光から得られた各分割領域の光強度の実測値(256階調)で構成されている。
【0063】
図10に、本実施形態の欠陥影響度マップを用いた比較回路における参照データとセンサデータとの比較結果(レベル差)を示す。これは、図8に示した領域についてのものである。また、図11に、しきい値の一例を示す。しきい値は、黒欠陥に対応したしきい値と白欠陥に対応したしきい値との平均値である。図10に示すように、図8に示した領域におけるセンサデータと参照データとのレベル差がしきい値を越えているか否かが判断され、しきい値を越えていると判断された分割領域が欠陥として認識される。図10の場合、欠陥はないと認識される。
【0064】
図12に、本実施形態のDie-to-Data base比較検査を実施するための欠陥検査装置の概略構成図を示す。なお、図21の従来の欠陥検査装置と対応する部分には図21と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。図21の従来の欠陥検査装置と異なる点は、フォトマスク上の各領域の座標および検出感度(K〜M)の情報を含む検出感度情報101が入力されるマップ作成部102を備えていることにある。
【0065】
以上述べたように本実施形態によれば、マスク欠陥の転写パターンへの影響を考慮することにより、擬似欠陥の検出を防止できる。これにより、フォトマスクあるいは半導体装置の製造期間の短縮化、さらにはコストの削減化も図れるようになる。また、転写パターンへの影響が大きいマスク欠陥を高感度で検出することができる。これも製造期間の短縮化やコストの削減化につながる。さらに、検査結果取得後に、転写パターンに影響を及ぼさないマスク欠陥と及ぼすマスク欠陥との区別を行う必要が無くなる。これもまた製造期間の短縮化やコストの削減化につながる。
【0066】
なお、本実施形態では、KrF露光に用いられているハーフトーンマスクの場合について説明したが、本実施形態はArF露光、F2 露光、EUV露光等の他の光露光に用いられるハーフトーンマスクにも適用でき、さらに、ハーフトーンマスク以外のマスク、例えばレベンソンマスク、COGマスク等にも適用でき、さらにまた、EBステッパ、X線等の非光学系露光に使用されるマスクにも適用できる。
【0067】
また、本実施形態では、Die-to-Data base比較検査方法を用いた場合について説明したが、欠陥影響度マップの情報を座標形式で入力し、該情報を用いて行うDie-to-Die比較検査方法等の他の比較検査方法を用いて構わない。図13に、Die-to-Die比較検査を実施するための欠陥検査装置の概略構成を示す。なお、図20および図12の欠陥検査装置と対応する部分には図20および図12と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。
【0068】
また、本実施形態は、フォトマスク上の線幅変動量Δdを変動させて得られる露光量変化率ΔIijを用いてマスク欠陥のウェハ影響度を調べ、このウェハ影響度に基づいて検出感度(しきい値)を決める場合について説明したが、その他のマスク欠陥のウェハへの影響度を調べられる手法を用いて検出感度を決めても構わない。
【0069】
例えば、フォトマスク上のマスクパターン全体に対して線幅変動量Δdを変動させて得られるウェハ上のレジストに転写されるパターン(レジストパターン)の寸法変動率を用いてマスク欠陥のウェハ影響度を調べ、このウェハ影響度に基づいて検出感度を決めても構わない。
【0070】
他の方法としては、特開2000−098584に開示された方法を応用することがあげられる。すなわち、パターン全体の線幅を変えることによるレジストパターンの各個所に対する露光量変化率を用いてマスク欠陥のウェハ影響度を調べ、このウェハ影響度に基づいて検出感度を求めても構わない。
【0071】
また、本実施形態では、パターン全体の各個所を分割して欠陥影響度マップを作成し、欠陥影響度マップに基づいて検査を行っているが、デザインルールと同等のサイズのパターンを包含するセル部と、セル部内のパターンよりも大きなサイズのパターンを包含する周辺回路部との2通りに分割し、セル部と周辺回路部とで2通りの欠陥影響度マップを定義して(広義の欠陥影響度マップの作成)検査を行っても構わない。
【0072】
(第2の実施形態)
本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、マスク欠陥のデバイス動作への影響度を用いて欠陥影響度マップを作成することにある。
【0073】
まず、第1の実施形態と同様に、図2に示したKrF−HTマスクを準備し、続いて、図3に示したように150nm刻みで分割ポイント5を指定する。
【0074】
次に、図14に示すように、隣り合う二つの分割ポイント5で規定される各セグメント(セグメントA−D、セグメントB−E、セグメントC−F、…)について、デバイス動作への影響の有無の境界に対応する、ウェハ上のレジストに転写されるフォトマスクのパターン(ウェハパターン)の線幅変動率(許容線幅変動率)を取得する。
【0075】
許容線幅変動率は、100×(デバイス動作に影響が生じ始めるウェハパターンの線幅変動量)/(ウェハパターンの設計寸法)で与えられる。デバイス動作とは、例えばゲートがオフのときのリーク電流や、正確に書き込み読み出しが出来るかなどのデバイス動作に影響を及ぼす一般的にチェックされるべきデバイスに関する各動作である。
【0076】
次に、セグメントA−D、セグメントB−E等の各セグメントの寸法を変動させることは、エッジA−B、エッジB等においてライン線幅Δdを変更させることに対応すると考え、図15に示すように、各セグメントにおける許容線幅変動率を、例えばシミュレーションおよび実験の結果を用いて、露光量変動率ΔIに換算する。露光量変動率ΔIは、第1の実施形態と同様に定義されたものである。また、露光量変動率ΔIに対応した光強度の変化率に変換しても構わない。
【0077】
本実施形態でも、第1の実施形態と同様に、寸法管理パターンの許容寸法変動率は8%であり、該許容寸法変動率に対応する露光量変化率ΔIは0.06、さらに該ΔIに対応するΔdは2.7nmである。
【0078】
図15のエッジA−BのΔIに相当するΔdは、図6から、2.7nmよりも大きい。同様に、図15のエッジB−CのΔIに相当するΔdも、2.7nmよりも大きい。
【0079】
したがって、セグメントA−D,B−Eに対応した箇所は、寸法管理パターンよりもマスク欠陥のデバイス動作への影響は小さいので、検査装置で検査すべきマスク欠陥のサイズは、寸法管理パターンに対して決められている最小検出欠陥サイズよりも大きくても構わない。
【0080】
逆に、ΔIに相当するΔdが2.7nm以下の箇所は、寸法管理パターンよりもマスク欠陥のデバイス動作への影響は大きいものとなるので、検査装置で検査すべきマスク欠陥のサイズは、最小検出欠陥サイズよりも小さい必要がある。
【0081】
次に、被検査領域内における各セグメントにおける許容線幅変動率と露光量変動率ΔIを求め、図16に示すように、許容線幅変動率と露光量変動率ΔIとの関係を補間によりグラフ(テーブルでも構わない。)にまとめ、被検査領域上の各分割領域において、マスク欠陥のウェハへの影響度を示す指標(ここでは検出感度K〜M)を取得し、この各分割領域における指標(検出感度K〜M)に基づいて、図17に示すように、指標(検出感度K〜M)を含む欠陥影響度マップを形成する。欠陥影響度マップは、被検査領域上の各分割領域と検出感度K〜Mとが対応付けられてなるテーブル形式のものであっても構わない。
【0082】
なお、セグメント以外の部分に対応した分割領域については、例えば、縦方向(Y座標)に関して最も近いセグメントと同じ指標を採用する。上方のセグメントまでの距離と下方のセグメントまでの距離とが同じ、かつ上下のセグメントで指標が異なる場合は、いずれか一方を採用する。また、縦方向(Y座標)の位置が同じで、横方向(X座標)が異なる同一セグメント上の分割領域については、同じ指標を採用する。
【0083】
また、黒欠陥の検出感度はΔd=2.7を境にして変えている。具体的には、Δd≦2.7nmのパターンについては、130nm以上のものを黒欠陥として検出し、Δd>2.7nmのパターンについては、180nm以上のものを黒欠陥として検出する。一方、白欠陥の検出は、Δd=3.5nmを境にして変え、具体的には、Δd≦3.5nmのパターンについては、180nm以上のものを白欠陥として検出し、Δd>3.5nmのパターンについては、220nm以上のものを白欠陥として検出する。
【0084】
検出感度K〜Nは、上記黒欠陥、白欠陥の検出感度を組み合わせて得られる4通りのものであり、具体的には、(黒,白)=K(130,180)、L(130,220)、M(180,180)、N(180,220)nmとなる。
【0085】
次に、第1の実施形態と同様に、被検査領域上の各分割領域において、検出感度K〜Nの内のいずれかの検出感度で欠陥の有無の検査を行う。この検査も、例えば、第1の実施形態と同様に、Die-to-Data base比較検査法・装置あるいはDie-to-Die比較検査法・装置を用いて行う。
【0086】
図18に図9の多値展開データおよびセンサデータに対応する図、図19に図10の参照データとセンサデータとの比較結果に対応する図を示す。しきい値は図11に示されたしきい値と同じである。図19から、本実施形態の場合、第1の実施形態では欠陥が検出されなかった箇所で、欠陥が検出されていることが分かる。
【0087】
以上述べたように本実施形態によれば、マスク欠陥のデバイス動作への影響を考慮することにより、擬似欠陥の検出を防止できる。これにより、フォトマスクあるいは半導体装置の製造期間の短縮化、さらにはコストの削減化も図れるようになる。また、デバイス動作への影響が小さな個所の欠陥を欠陥として検出することがなくなることから、デバイス動作への影響がない修正不要な欠陥を修正工程で修正することもなくなる。これも製造期間の短縮化やコストの削減化につな
本実施形態でも、第1の実施形態で述べた種々の変形例が可能である。
【0088】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、マスク欠陥のウェハへの影響度として、転写パターンへの影響度やデバイス動作への影響度を用いて、欠陥影響度マップを作成する場合について説明したが、マスク欠陥のデバイス歩留への影響度を用いて欠陥影響度マップを作成することも可能である。この場合、例えば、所定の許容デバイス歩留まり率に対応する寸法管理パターンの露光量変化率ΔIcおよびこれに対応するΔdを調べて、欠陥影響度マップを作成する。
【0089】
また、上記実施形態の検査法方法や欠陥影響度マップの作成方法は、コンピュータに所定の手段を実行させるための(あるいはコンピュータを所定の手段として機能させるための、あるいはコンピュータに所定の機能を実現させるための)プログラムとして実施することもできる。さらに該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体として実施することもできる。
【0090】
例えば、検査法方法のプログラムは、コンピュータに、マスクパターンを含むフォトマスクに関し、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度を入力させる手順と、前記マスクデータ中の前記検出感度に基づいて、前記複数の箇所上の欠陥を検査させる手順とを実効させるためのものとなる。さらに、上述した検査方法の種々の具体的な工程を手順として実行させるようにしても構わない。
【0091】
一方、欠陥影響度マップのプログラムは、コンピュータに、マスクパターンを含むフォトマスクに関し、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度を取得させる手順と、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて取得された、前記欠陥の検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥のウェハへの影響度を含む欠陥影響度マップを作成させる手順とを実行させるためのものとなる。さらに、上述したマップ作成方法の種々の具体的な工程を手順として実行させるようにしても構わない。
【0092】
また、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。
【0093】
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。
【0094】
【発明の効果】
以上詳説したように本発明によれば、マスク欠陥のウェハへの影響を考慮することにより、フォトマスクや、半導体装置の製造期間の短縮化を図れるようになる。
【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検査方法の基本的な考えかたを説明するための平面図
【図2】フォトマスクの斜視図
【図3】分割ポイントを指定する工程を説明するための平面図
【図4】隣接する上下二つの分割ポイントで規定される各領域領域に対して、ライン線幅Δdを変更させたパターンを準備する工程を説明するための図
【図5】エッジB−Cのパターン(Δd=0,1,2,5[nm])についての光強度分布および露光量変化率を示す図
【図6】エッジA−B,B−CにおけるΔdとΔIとの関係を調べた結果を示す図
【図7】欠陥影響度マップを示す図
【図8】欠陥影響度テーブルを示す図
【図9】欠陥影響度マップを用いた比較回路における参照データとセンサデータの一例を示す図
【図10】欠陥影響度マップを用いた比較回路における参照データとセンサデータとの比較結果(レベル差)を示す図
【図11】しきい値の一例を示す図
【図12】実施形態のDie-to-Data base比較検査を実施するための欠陥検査装置の概略構成図
【図13】実施形態のDie-to-Die比較検査を実施するための欠陥検査装置の概略構成図
【図14】本発明の第2の実施形態に係る隣り合う二つの分割ポイントで規定される各セグメントについて、許容線幅変動率を取得する工程を説明するための図
【図15】各セグメントにおける許容線幅変動率を露光量変動率に換算する工程を説明するための図
【図16】被検査領域内における各セグメントに対する露光量変化率を示すグラフ
【図17】欠陥影響度マップを示す図
【図18】欠陥影響度マップを用いた比較回路における参照データとセンサデータの一例を示す図
【図19】欠陥影響度マップを用いた比較回路における参照データとセンサデータとの比較結果(レベル差)を示す図
【図20】従来のdie-to-die比較検査法に用いる欠陥検査装置の概略構成図
【図21】従来のdie-to-data base比較検査法に用いる欠陥検査装置の概略構成図
【符号の説明】
1…透明基板
2…セルパターン領域
3…周辺回路パターン領域
4…KrF−HT膜
5…分割ポイント
6…設計パターンの図形データ上の遮光領域
7…設計パターンの図形データ上の透明領域
81,82…光学系
83…フォトマスク
84,85…画像センサ
86…反射ミラー
87,88…対物レンズ
89…X−Yステージ
90…ステージ制御機構
91,92…電気信号(センサデータ)
93…比較論理回路
94…計算機
95…データベース
96…パターン発生回路
97…参照パターン
101…検出感度情報
102…マップ作成部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mask defect inspection method for a photomask used in a lithography process of a semiconductor device, a method for manufacturing a semiconductor device including a photomask inspection process, a mask defect inspection device, and a defect used for a mask defect inspection of a photomask. The present invention relates to a program for causing a computer to execute an influence map creation method, and the mask defect inspection method and the defect influence map creation method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in the manufacture of semiconductor memory devices, higher integration of elements and wirings constituting a circuit and miniaturization of patterns of elements and wirings have been promoted. For example, in the case of a DRAM (Dynamic Random Access Memory) which is a typical semiconductor memory device, it is said that a pattern having a design rule of 0.13 μm is necessary for manufacturing a 1G DRAM.
[0003]
Conventionally, photomask inspection is performed using a die-to-die comparison inspection method that compares adjacent identical patterns or a die-to-data base comparison inspection method that compares measurement patterns and design patterns. Yes.
[0004]
FIG. 20 shows a schematic configuration diagram of a defect inspection apparatus used in a conventional die-to-die comparative inspection method. This defect inspection apparatus has two optical systems 81 and 82 for one light source 80, and displays an enlarged image of a pattern of transmitted light from two adjacent identical patterns formed on a photomask 83, such as a CCD. Are imaged on the image sensors 84 and 85 and converted into electrical signals.
[0005]
The optical systems 81 and 82 include a reflection mirror 86 and objective lenses 87 and 88, respectively. The photomask 83 is placed on the XY stage 89. The position of the XY stage 89 is controlled by the stage control mechanism 90.
[0006]
Electrical signals (sensor data) 91 and 92 obtained by the image sensors 84 and 85 are input to the comparison logic circuit 93. The comparison logic circuit 93 compares the electrical signals 91 and 92 to detect a pattern mismatch portion (defect).
[0007]
The computer 94 determines the mismatched portion on the photomask 83 based on the mismatched portion detected by the comparison logic circuit 93 and the positional information (XY coordinates) of the XY stage 89 from the stage control mechanism 90. Calculate the coordinates. This coordinate is recorded in the defect inspection apparatus as defect position information of the mask defect.
[0008]
On the other hand, in the defect inspection apparatus used for the die-to-data base comparative inspection method, as shown in FIG. 21, the comparison logic circuit 93 generates a comparison pattern using the design pattern stored in the database 95. The reference pattern 97 obtained from the circuit 96 is compared with the sensor data 91 obtained from the optical system 81, and a mismatched portion of the pattern is detected.
[0009]
The computer 94 calculates the coordinates of the mismatched portion on the photomask 83 based on the mismatched portion detected by the comparison logic circuit 93 and the XY coordinates of the XY stage 89. This coordinate is recorded in the defect inspection apparatus as defect position information of a defect (mask defect) on the photomask.
[0010]
However, the conventional die-to-die comparison inspection method and die-to-data base comparison inspection method have the following problems.
[0011]
In the photomask surface, patterns of various sizes are arranged in each part even if the design rule is the same. Therefore, the influence of the mask defect on the resist pattern (transfer pattern) on the wafer at various locations in the pattern area within the photomask surface, or the operation (characteristics) of the device formed on the wafer of the mask defect. ) Will be different.
[0012]
Here, the conventional die-to-die comparison inspection method and die-to-data base comparison inspection method are performed without considering the influence of the mask defect on the resist pattern or device operation. Specifically, With respect to the management dimension pattern determined for each design rule, in-plane inspection of a single photomask is performed with detection sensitivity at which a defect specification of a certain size should be detected.
[0013]
In this way, conventional photomask inspection is performed with uniform detection sensitivity regardless of where the mask defect affects the resist pattern or device operation and does not affect it. In some places, inspections may be performed with more severe detection sensitivity than necessary.
[0014]
When inspection is performed with a detection sensitivity that is stricter than necessary, a portion that is not originally considered as a mask defect may be detected as a mask defect (pseudo defect). Therefore, many types of defects are detected more than necessary, and it takes time to classify the detected mask defects. As a result, shortening of the manufacturing period of the photomask is hindered, and as a result, shortening of the manufacturing period of the semiconductor device is hindered.
[0015]
Also, the conventional die-to-die comparative inspection method and die-to-data base comparative inspection method do not consider the influence of mask defects on the resist pattern or device operation as described above. The distinction between mask defects that do not affect the operation (pseudo defects) and mask defects that are affected is not clear when obtaining the inspection results.
[0016]
Therefore, confirmation of the influence of each mask defect on the resist pattern based on the defect position information (defect coordinates) is performed using a lithography simulation microscope (for example, MSM100 manufactured by Carl Zeiss). It is classified as a defect. A mask defect that affects transfer is corrected and a photomask is shipped.
[0017]
Thus, after obtaining the inspection results, distinguishing between the mask pattern that does not affect the resist pattern or device operation and the mask defect that causes it increases the manufacturing process, thereby shortening the photomask manufacturing period. As a result, there is a problem that shortening the manufacturing period of the semiconductor device is hindered.
[0018]
[Patent Document 1]
JP 2000-98584 A
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional die-to-die comparison inspection method and die-to-data base comparison inspection method do not consider the influence of mask defects on the resist pattern or the influence of mask defects on device operation. However, a portion (pseudo defect) that is not originally regarded as a mask defect is detected as a mask defect, and as a result, there is a problem that shortening of the manufacturing period of a photomask or a semiconductor device is hindered.
[0020]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a mask defect inspection method, a semiconductor device manufacturing method, and a mask defect inspection capable of shortening the manufacturing period of a photomask and a semiconductor device. The object is to provide a device, a defect influence map creation method, and a program.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
[0022]
  That is, in order to achieve the above object, a mask defect inspection method according to the present invention relates to a photomask including a mask pattern, and the degree of influence of defects on the portion on a wafer for each of a plurality of portions of the mask pattern. The step of preparing the detection sensitivity of the defect at the location determined according to the step, and the step of inspecting the defect on the plurality of locations based on the detection sensitivityIn the step of preparing the detection sensitivity, a management pattern for managing the photomask and a transfer pattern formed on the wafer and corresponding to the management pattern are necessary for finishing to a predetermined dimension. 1 for each of the plurality of locations of the mask pattern, a width of the location is changed, and a transfer pattern corresponding to the location where the width is changed formed on the wafer is set to a predetermined value. Obtaining a second exposure amount necessary for finishing to a size, calculating a change rate of the second exposure amount with respect to the first exposure amount for each of the plurality of portions of the mask pattern, and For each of the plurality of locations of the pattern, shadows of defects on the locations on the wafer based on the rate of change of the second exposure dose with respect to the first exposure dose. The degree of defect detection at the location is acquired based on the degree of influence of the defect on the location on the wafer for each of the location of the mask pattern, and the plurality of the mask pattern is obtained. Based on the detection sensitivity acquired for each of the locations, an influence map of the defects on the photomask to the wafer is createdIt is characterized by that.
[0023]
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of inspecting a photomask by the mask defect inspection method according to the present invention.
[0024]
  The mask defect inspection apparatus according to the present invention has a defect detection sensitivity at each of the plurality of portions of the mask pattern in the photomask determined according to the degree of influence of the defect on the portion on the wafer. Based on a map creation unit that creates an impact map representing the degree of impact of defects on the photomask on the wafer, and an inspection unit that inspects defects on the plurality of locations based on the impact map EquippedThe map creation unit is formed on the photomask for each of the plurality of locations of the mask pattern, the width of the location being changed, and the width formed on the wafer corresponding to the changed location. Obtaining a first exposure amount necessary for finishing a transfer pattern corresponding to a management pattern for managing the photomask to a predetermined dimension, and for each of the plurality of portions of the mask pattern, A change rate of the first exposure amount with respect to a second exposure amount necessary for finishing the transfer pattern to a predetermined dimension is calculated, and the second exposure amount is determined for each of the plurality of portions of the mask pattern. On the basis of the rate of change of the first exposure amount with respect to the wafer, the degree of influence of the defect on the portion on the wafer is obtained, and the degree of the plurality of portions of the mask pattern is obtained. For each, the detection sensitivity of the defect at the location is acquired based on the degree of influence of the defect on the location on the wafer, and based on the detection sensitivity acquired for each of the multiple locations of the mask pattern Creating a map of the influence of defects on the photomask on the waferIt is characterized by that.
[0025]
  The defect influence map creating method according to the present invention relates to a photomask including a mask pattern, and for each of a plurality of portions of the mask pattern, the defect influence map is determined according to the influence of the defect on the portion on the wafer, A step of obtaining a defect detection sensitivity at a location, and an influence including a degree of influence of the defect on the photomask on the wafer based on the defect detection sensitivity obtained for each of the plurality of locations of the mask pattern. Process to create a degree mapThen, in the step of creating the influence map, for each of the plurality of locations of the mask pattern, the width of the location is changed, and the photo corresponding to the location where the width formed on the wafer is changed A plurality of locations of the mask pattern is obtained by obtaining a first exposure amount necessary for finishing a transfer pattern corresponding to a management pattern for managing the photomask formed on the mask to a predetermined dimension. The change rate of the first exposure amount with respect to the second exposure amount necessary for finishing the transfer pattern to a predetermined dimension is calculated for each of the plurality of portions of the mask pattern. 2 based on the rate of change of the first exposure amount with respect to the exposure amount of 2, the degree of influence of the defect on the location on the wafer is obtained, and the mask pattern For each of the plurality of locations, the detection sensitivity acquired for each of the plurality of locations of the mask pattern is acquired based on the degree of influence of the defects on the location on the wafer based on the degree of influence. Based on the sensitivity, a map of the degree of influence on the wafer of defects on the photomask is created.It is characterized by that.
[0026]
  The program according to the present invention relates to a photomask including a mask pattern in a computer, and for each of a plurality of locations of the mask pattern, determined in accordance with the degree of influence of a defect on the location on the wafer. A program for executing a procedure for inputting defect detection sensitivity and a procedure for inspecting defects on the plurality of locations based on the detection sensitivity in the mask dataIn the procedure of inputting the detection sensitivity, for each of the plurality of locations of the mask pattern, the width of the location is changed, and the width formed on the wafer corresponds to the location where the width is changed. A first exposure amount necessary for finishing a transfer pattern corresponding to a management pattern for managing the photomask formed on the photomask to a predetermined size is acquired, and the plurality of the mask patterns The change rate of the first exposure amount with respect to the second exposure amount necessary for finishing the transfer pattern to a predetermined dimension is calculated for each of the portions, and for each of the plurality of portions of the mask pattern, Based on the rate of change of the first exposure amount with respect to the second exposure amount, the degree of influence of the defect on the location on the wafer is acquired, and the mass For each of the plurality of locations of the pattern, the detection sensitivity of the defect at the location is acquired based on the degree of influence of the defect on the location on the wafer, and acquired for each of the plurality of locations of the mask pattern. Based on the detection sensitivity, an influence map of defects on the photomask on the wafer is created..
[0027]
  Another program according to the present invention relates to a photomask including a mask pattern in a computer, for each of a plurality of locations of the mask pattern, which is determined according to the degree of influence of a defect on the location on the wafer, A defect including the degree of influence of the defect on the photomask on the wafer based on the procedure for acquiring the defect detection sensitivity at the position and the defect detection sensitivity acquired for each of the plurality of positions of the mask pattern For executing the procedure for creating an impact mapThen, in the procedure of creating the defect influence degree map, for each of the plurality of locations of the mask pattern, the width of the location is changed to correspond to the location where the width formed on the wafer is changed. Obtaining a first exposure amount necessary for finishing a transfer pattern formed on the photomask corresponding to a management pattern for managing the photomask to a predetermined dimension, and For each of the plurality of locations, the change rate of the first exposure amount with respect to the second exposure amount necessary for finishing the transfer pattern to a predetermined dimension is calculated, and each of the plurality of locations of the mask pattern is calculated. , Based on the rate of change of the first exposure amount with respect to the second exposure amount, to obtain the degree of influence of the defect on the location on the wafer, For each of the plurality of locations of the mask pattern, the detection sensitivity of the defect at the location is acquired based on the degree of influence of the defect on the location on the wafer, and for each of the plurality of locations of the mask pattern Based on the acquired detection sensitivity, an influence map of defects on the photomask on the wafer is created.
[0028]
  Claim 1,8Inventions according to other claims can also be implemented as inventions related to programs.
[0029]
According to the present invention, it is possible to prevent detection of pseudo defects by taking into account the degree of influence of the mask defect on the wafer, for example, the influence on the transfer pattern or the influence of the mask defect on the device operation. The manufacturing period of the apparatus can be shortened.
[0030]
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
(First embodiment)
First, the basic concept of the photomask inspection method according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a photomask, in which A indicates a region where a line pattern having a large line width exists, and B indicates a region where a line pattern having a small line width exists.
[0033]
Here, when there are mask defects (not shown) of the same size and shape in the regions A and B, the mask defect in the region B is formed on the wafer, that is, on the wafer. The influence on the resist pattern (transfer pattern) is large. In other words, the mask defect in the region A has a small influence on the transfer pattern and can be ignored.
[0034]
In the conventional photomask inspection method / apparatus, when the design rule is the same, the detection sensitivity is the same for all patterns, and therefore a mask defect may be detected in the region A and the region B. That is, a certain location in the region A may be detected as a pseudo defect.
[0035]
Therefore, in this embodiment, for each of a plurality of portions of the mask pattern, by determining the detection sensitivity of the mask defect according to the degree of influence of the mask defect, for example, the defect detection sensitivity of the pattern in the region A is reduced, By increasing the defect detection sensitivity of the pattern in the region B, the mask inspection is performed in consideration of the influence of the mask defect on the resist pattern. As a result, the number of pseudo defects detected in the region A can be reduced, and the manufacturing period of the photomask and the semiconductor device can be shortened.
[0036]
Instead of the influence of the mask defect on the resist pattern, the influence of the mask defect on the device operation may be considered. The influence on device operation will be described in the second embodiment. Further, the influence of the mask defect on the transfer pattern and device operation may be considered simultaneously.
[0037]
Details of the photomask inspection method of this embodiment will be described below.
[0038]
First, as shown in FIG. A halftone photomask (KrF-HT mask) in which a mask pattern made of a film (KrF-HT film) that is semi-transparent to KrF exposure light is formed on the transparent substrate 1 made of
[0039]
In FIG. 2, 2 is a region where a memory cell pattern is formed (cell pattern region), 3 is a region where a peripheral circuit pattern is formed (peripheral circuit pattern region), 4 is a transparent substrate 1 that does not constitute a device pattern The KrF-HT film | membrane on the peripheral part of is shown.
[0040]
Next, as shown in FIG. 3, the division point 5 is designated in 150 nm increments for the design pattern data corresponding to the pattern in the region (inspected region) to be inspected on the photomask. In FIG. 3, 6 and 7 indicate locations corresponding to the KrF-HT film (light-shielding region) and the exposed surface (transparent region) of the transparent substrate 1 on the graphic data of the design pattern, respectively. Yes.
[0041]
As the division point 5, it is preferable to designate a portion that is an integral multiple of the drawing grid width of the mask drawing apparatus or the inspection grid width of the defect inspection apparatus with respect to the design pattern data. As a result, the division point 5 can be easily specified.
[0042]
Next, as shown in FIG. 4, each edge (edge AB, edge) defined by two adjacent upper and lower division points 5 (5A and 5B, 5B and 5C, 5D and 5E, 5E and 5F,...). (B-C, edge DE, edge EF,...)), A pattern in which the line line width is changed by Δd = ± 1, ± 2, ± 5 [nm] is prepared. FIG. 4 shows patterns PT1 to PT3 in which the line width is changed by Δd = 1, 2, 5 [nm] for the edges (edge BC) defined by the division points 5B and 5C. Although one edge side of the line is selected in FIG. 4, both edges may be selected.
[0043]
The line line width Δd may be changed for all edges defined by the dividing point 5, or the line line width Δd may be changed for one edge. That is, at least one edge is selected and the line line width Δd is changed. Basically, the inspection accuracy increases when more edges are selected. In the present embodiment, description will be made assuming that the line line width Δd is changed for all edges.
[0044]
Further, it is preferable that the selected edges do not have an optical proximity effect with each other or have a sufficiently low effect. Here, the division point 5 is designated in the vertical direction, but the direction in which the division point 5 is designated is arbitrary.
[0045]
Next, a pattern of Δd = 0 [nm] (defect-free pattern) is exposed for each edge of the management pattern (a pattern used for managing a photomask having the same design rule) by well-known exposure margin evaluation. The exposure amount Ie required at this time is acquired. Instead of the exposure amount Ie, a threshold value (Threshold) of light intensity corresponding to the exposure amount Ie may be acquired.
[0046]
Next, with respect to a pattern in which Δd = ± 1, ± 2, ± 5 [nm] is changed with respect to each edge AB, BC,..., Λ = 248 nm, NA = 0.68, σ = 0. 75, calculating the light intensity distribution formed on the resist on the wafer when using 2/3 annular illumination, exposing the respective patterns on the resist as desired from the calculated light intensity distribution, Exposure amount I required to form a resist pattern with dimensionsijAnd the exposure amount I with respect to the exposure amount IeijChange amount (exposure amount change rate) ΔIij(= (Iij-Ie) / Ie) is acquired. FIG. 5 shows the light intensity distribution and the exposure amount change rate for the edge BC pattern (Δd = 0, 1, 2, 5 [nm]).
[0047]
Where ΔIijIn the figure, i indicates an index corresponding to each edge (edge AB, edge BC, edge DE, edge EF,...), And here, edge AB is i = 1, edge Numbers are assigned in ascending order in alphabetical order such that BC is i = 2, edge DE is i = 3, and edge EF is i = 4.
[0048]
In addition, j indicates an index corresponding to the line width variation amount Δd on the mask for each edge. Here, Δd = 1 nm is j = 1, Δd = 2 nm is j = 2, and Δd = 5 nm is j = 5. Thus, the numerical value of the line width variation [nm] is assigned.
[0049]
Exposure change rate ΔIijCan be positive or negative, and is negative when the exposure amount is lower than the exposure amount Ie, and positive when the exposure amount is increased. In the case where the indices i and j are not particularly necessary, hereinafter, they are simply expressed as ΔI.
[0050]
In this embodiment, regardless of the size of the pattern, the allowable dimension variation rate of the transfer pattern (resist pattern) due to the mask defect is uniformly determined to be 8%. The allowable dimensional variation rate is given by 100 × (size variation of transfer pattern) / (design size of transfer pattern).
[0051]
Although the allowable dimension variation rate may vary depending on the pattern dimension, a value of 8%, which is empirically recognized as being effective, is adopted here for the sake of simplicity. The allowable dimensional variation rate may be determined for each dimension.
[0052]
When the exposure amount change rate ΔIc of the dimension management pattern corresponding to the allowable dimension variation rate of 8% was examined, ΔIc = −0.06, and Δd corresponding to ΔIc = −0.06 was 2.7 nm. It was.
[0053]
Therefore, ΔIijA pattern having Δd corresponding to −0.06 larger than 2.7 nm has a smaller influence on the transfer pattern of a mask defect than a dimension management pattern, and a pattern having Δd of less than 2.7 nm is smaller than a dimension management pattern. The influence of the mask defect on the transfer pattern is large.
[0054]
From this, ΔIijWhen Δd corresponding to −0.06 is larger than 2.7 nm, the size of the mask defect to be inspected by the inspection apparatus is larger than the minimum detection defect size determined for the dimension management pattern. However, in the case of a pattern in which Δd is smaller than 2.7 nm, the size of the mask defect to be inspected by the inspection apparatus needs to be smaller than the minimum detected defect size. When Δd is a pattern of 2.7 nm, the size of the mask defect to be inspected by the inspection apparatus may be the same as the minimum detected defect size.
[0055]
FIG. 6 shows the results of examining the relationship between Δd and ΔI at edges AB and BC. From FIG. 6, Δd corresponding to the exposure amount change rate ΔI = −0.06 is 2.5 nm at the edge AB, and 3.2 nm at the edge BC, and the mask defect on the edge AB is transferred. It can be seen that the degree of influence on the pattern is large and that the mask defect on the edge BC has a small influence on the transfer pattern. This means that the necessary detection sensitivity can be ensured even if the detection sensitivity at the time of inspection of the edge BC is lower than the detection sensitivity at the time of inspection of the edge AB. As a result, it is possible to prevent the edge BC from being inspected with a detection sensitivity that is stricter than necessary, and to detect a pseudo defect.
[0056]
Next, Δd is calculated for each divided region of the region to be inspected (inspected region) on the photomask, and the relationship between the pattern position in the inspected region and Δd is used to calculate each region on the inspected region. In the divided area, an index (detection sensitivity K to M) indicating the degree of influence of the mask defect on the wafer is obtained, and based on the index (detection sensitivity K to M) in each divided area, as shown in FIG. A defect influence map including indices (detection sensitivities K to M) is created. As shown in FIG. 8, the defect influence degree map may have a table format in which each divided area on the inspection area and detection sensitivities K to M are associated with each other.
[0057]
For the divided region corresponding to the portion other than the edge, for example, the same index as that of the closest edge in the horizontal direction (X coordinate) is adopted. If the distance to the left edge is the same as the distance to the right edge and the left and right edges have different indexes, either one is adopted.
[0058]
The black defect detection sensitivity is changed with Δd = 2.7 as a boundary. Specifically, for a pattern of Δd ≦ 2.7 nm, 130 nmThe above is detected as a black defect, and for patterns with Δd> 2.7 nm, 180 nmThe above are detected as black defects. On the other hand, the white defect detection sensitivity is changed with Δd = 3.5 nm as a boundary, specifically, 180 nm for a pattern with Δd ≦ 3.5 nm.The above are detected as white defects, and for patterns with Δd> 3.5 nm, 220 nmThe above are detected as white defects. The reason why the reference Δd is different between the black defect and the white defect is that the degree of influence on the transfer pattern is different between the black defect and the white defect.
[0059]
The detection sensitivities K to N are four types obtained by combining the detection sensitivities of the black defect and the white defect. Specifically, (black, white) = K (130, 180), L (130, 220), M (180, 180), N (180, 220) nmIt becomes.
[0060]
Next, referring to the relationship between each divided region on the inspection region and the detection sensitivities K to N, each divided region is inspected based on the detection sensitivity of any of the detection sensitivities K to N, and a defect on the photomask is detected. The presence or absence of is detected.
[0061]
The inspection of the photomask using the detection sensitivity is performed by, for example, a die-to-data base comparison inspection. That is, the comparison data is used to compare the sensor data and the reference data, and those having a level difference equal to or greater than a predetermined value (threshold value) are detected as defects. The comparison circuit is composed of, for example, a differentiation circuit. The threshold value is basically determined to be higher as the detection sensitivities K to N are lower. Thereby, it is possible to reduce mask defects detected as pseudo defects.
[0062]
FIG. 9 shows an example of reference data and sensor data in a comparison circuit using the defect influence map of the present embodiment. This is for the region shown in FIG. As shown in FIG. 9A, the reference data is composed of data (256 gradations) in which the light intensity of the graphic data in each divided region is developed in a multivalued manner. The reference data that is actually used may be data that considers the corner rounding process and the resizing process corresponding to the mask process. On the other hand, as shown in FIG. 9B, the sensor data is composed of measured values (256 gradations) of the light intensity of each divided region obtained from the actual photomask inspection light.
[0063]
FIG. 10 shows a comparison result (level difference) between the reference data and the sensor data in the comparison circuit using the defect influence map of the present embodiment. This is for the region shown in FIG. FIG. 11 shows an example of the threshold value. The threshold value is an average value of the threshold value corresponding to the black defect and the threshold value corresponding to the white defect. As shown in FIG. 10, it is determined whether or not the level difference between the sensor data and the reference data in the area shown in FIG. 8 exceeds a threshold value, and the divided area is determined to exceed the threshold value. Is recognized as a defect. In the case of FIG. 10, it is recognized that there is no defect.
[0064]
FIG. 12 shows a schematic configuration diagram of a defect inspection apparatus for performing the die-to-data base comparison inspection of the present embodiment. The parts corresponding to those of the conventional defect inspection apparatus in FIG. 21 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 21, and detailed description thereof is omitted. A difference from the conventional defect inspection apparatus of FIG. 21 is that a map creation unit 102 to which detection sensitivity information 101 including coordinates of each region on the photomask and detection sensitivity (K to M) information is input is provided. It is in.
[0065]
As described above, according to the present embodiment, detection of pseudo defects can be prevented by considering the influence of mask defects on the transfer pattern. As a result, the manufacturing period of the photomask or the semiconductor device can be shortened, and further the cost can be reduced. Further, it is possible to detect a mask defect having a large influence on the transfer pattern with high sensitivity. This also leads to shortening of the manufacturing period and cost. Furthermore, it is not necessary to distinguish between a mask defect that does not affect the transfer pattern and an affected mask defect after obtaining the inspection result. This also leads to shortening of the manufacturing period and cost.
[0066]
In the present embodiment, the case of a halftone mask used for KrF exposure has been described. However, in the present embodiment, ArF exposure, F2It can also be applied to halftone masks used for other light exposures such as exposure and EUV exposure, and can also be applied to masks other than halftone masks, such as Levenson masks, COG masks, etc. The present invention can also be applied to a mask used for non-optical system exposure.
[0067]
In this embodiment, the case where the die-to-data base comparison inspection method is used has been described. However, the defect influence degree map information is input in a coordinate format, and the die-to-die comparison performed using the information. Other comparative inspection methods such as an inspection method may be used. FIG. 13 shows a schematic configuration of a defect inspection apparatus for performing a die-to-die comparison inspection. Parts corresponding to those in the defect inspection apparatus of FIGS. 20 and 12 are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 20 and 12, and detailed description thereof is omitted.
[0068]
In the present embodiment, the exposure amount change rate ΔI obtained by changing the line width variation amount Δd on the photomask.ijWe have explained the case where the wafer influence level of the mask defect is investigated using this and the detection sensitivity (threshold value) is determined based on the wafer influence degree. However, a technique that can investigate the influence degree of other mask defects on the wafer is used. The detection sensitivity may be determined.
[0069]
For example, the wafer influence degree of the mask defect is determined by using the dimensional variation rate of the pattern (resist pattern) transferred to the resist on the wafer obtained by varying the line width variation Δd with respect to the entire mask pattern on the photomask. The detection sensitivity may be determined based on this wafer influence degree.
[0070]
Another method is to apply the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-098584. That is, the wafer influence degree of the mask defect may be examined using the exposure amount change rate for each part of the resist pattern by changing the line width of the entire pattern, and the detection sensitivity may be obtained based on the wafer influence degree.
[0071]
In this embodiment, the defect influence degree map is created by dividing each part of the entire pattern, and the inspection is performed based on the defect influence degree map, but the cell including the pattern having the same size as the design rule. And a peripheral circuit part including a pattern having a size larger than the pattern in the cell part, and two types of defect influence maps are defined for the cell part and the peripheral circuit part (defects in a broad sense) (Influence map creation) Inspection may be performed.
[0072]
(Second Embodiment)
This embodiment is different from the first embodiment in that a defect influence degree map is created using the influence degree of the mask defect on the device operation.
[0073]
First, as in the first embodiment, the KrF-HT mask shown in FIG. 2 is prepared, and then the dividing point 5 is designated in increments of 150 nm as shown in FIG.
[0074]
Next, as shown in FIG. 14, for each segment (segment AD, segment BE, segment CF,...) Defined by two adjacent division points 5, there is an influence on device operation. The line width variation rate (allowable line width variation rate) of the photomask pattern (wafer pattern) transferred to the resist on the wafer corresponding to the boundary is obtained.
[0075]
The allowable line width variation rate is given by 100 × (wafer pattern line width variation amount that starts to affect the device operation) / (wafer pattern design dimension). The device operation is each operation related to a device to be generally checked that affects the device operation, such as leakage current when the gate is off, and whether writing and reading can be performed accurately.
[0076]
Next, changing the dimensions of the segments A-D, B-E, etc. corresponds to changing the line width Δd at the edges A-B, B, etc., and is shown in FIG. Thus, the allowable line width variation rate in each segment is converted into the exposure amount variation rate ΔI using, for example, the results of simulation and experiment. The exposure fluctuation rate ΔI is defined in the same manner as in the first embodiment. Further, it may be converted into a change rate of light intensity corresponding to the exposure amount fluctuation rate ΔI.
[0077]
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the allowable dimension variation rate of the dimension management pattern is 8%, the exposure amount variation rate ΔI corresponding to the allowable dimension variation rate is 0.06, and further to the ΔI The corresponding Δd is 2.7 nm.
[0078]
Δd corresponding to ΔI of edge AB in FIG. 15 is larger than 2.7 nm from FIG. Similarly, Δd corresponding to ΔI of edge BC in FIG. 15 is also larger than 2.7 nm.
[0079]
Accordingly, the portions corresponding to the segments AD and BE have a smaller influence on the device operation of the mask defect than the dimension management pattern. Therefore, the size of the mask defect to be inspected by the inspection apparatus is smaller than that of the dimension management pattern. It may be larger than the minimum detected defect size.
[0080]
On the other hand, when Δd corresponding to ΔI is 2.7 nm or less, the mask defect has a larger influence on the device operation than the dimension management pattern. Must be smaller than the detected defect size.
[0081]
Next, an allowable line width variation rate and an exposure amount variation rate ΔI in each segment in the inspected area are obtained, and as shown in FIG. 16, the relationship between the allowable line width variation rate and the exposure amount variation rate ΔI is graphed by interpolation. (In this case, the table may be a table.) In each divided area on the inspection area, an index (in this case, detection sensitivity K to M) indicating the degree of influence of the mask defect on the wafer is acquired, and the index in each divided area is obtained. Based on (detection sensitivities K to M), as shown in FIG. 17, a defect influence degree map including indexes (detection sensitivities K to M) is formed. The defect influence map may be in a table format in which each divided area on the inspection area is associated with the detection sensitivities K to M.
[0082]
For the divided areas corresponding to the portions other than the segments, for example, the same index as that of the nearest segment in the vertical direction (Y coordinate) is adopted. When the distance to the upper segment is the same as the distance to the lower segment and the index is different between the upper and lower segments, either one is adopted. In addition, the same index is adopted for divided regions on the same segment having the same position in the vertical direction (Y coordinate) but different in the horizontal direction (X coordinate).
[0083]
The black defect detection sensitivity is changed with Δd = 2.7 as a boundary. Specifically, for a pattern of Δd ≦ 2.7 nm, 130 nmThe above is detected as a black defect, and for patterns with Δd> 2.7 nm, 180 nmThe above are detected as black defects. On the other hand, the detection of white defects is changed with Δd = 3.5 nm as a boundary. Specifically, for a pattern with Δd ≦ 3.5 nm, 180 nm is detected.The above are detected as white defects, and for patterns with Δd> 3.5 nm, 220 nmThe above are detected as white defects.
[0084]
The detection sensitivities K to N are four types obtained by combining the detection sensitivities of the black defect and the white defect. Specifically, (black, white) = K (130, 180), L (130, 220), M (180, 180), N (180, 220) nmIt becomes.
[0085]
Next, as in the first embodiment, each divided region on the inspection region is inspected for the presence or absence of a defect with one of the detection sensitivities K to N. This inspection is also performed using, for example, a Die-to-Data base comparison inspection method / device or a Die-to-Die comparison inspection method / device, as in the first embodiment.
[0086]
FIG. 18 shows a diagram corresponding to the multivalued development data and sensor data in FIG. 9, and FIG. 19 shows a diagram corresponding to the comparison result between the reference data and sensor data in FIG. The threshold value is the same as the threshold value shown in FIG. From FIG. 19, in the case of the present embodiment, it can be seen that a defect is detected at a location where no defect was detected in the first embodiment.
[0087]
As described above, according to the present embodiment, detection of pseudo defects can be prevented by taking into consideration the influence of mask defects on device operation. As a result, the manufacturing period of the photomask or the semiconductor device can be shortened, and further the cost can be reduced. In addition, since it is no longer possible to detect a defect having a small influence on the device operation as a defect, a defect that does not affect the device operation and does not need to be corrected is not corrected in the correction process. This also shortens the manufacturing period and reduces costs.
Also in this embodiment, various modifications described in the first embodiment are possible.
[0088]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the case where the defect influence degree map is created using the influence degree on the transfer pattern and the influence on the device operation as the influence degree on the wafer of the mask defect has been described. It is also possible to create a defect impact map using the impact on device yield. In this case, for example, an exposure amount change rate ΔIc of a dimension management pattern corresponding to a predetermined allowable device yield rate and Δd corresponding thereto are examined to create a defect influence degree map.
[0089]
In addition, the inspection method and the defect impact map creation method of the above-described embodiment are for causing a computer to execute predetermined means (or for causing the computer to function as predetermined means, or realizing a predetermined function in the computer). Can also be implemented as a program. Furthermore, the present invention can be implemented as a computer-readable recording medium on which the program is recorded.
[0090]
For example, the program of the inspection method relates to a photomask including a mask pattern in a computer, for each of a plurality of locations of the mask pattern, which is determined according to the degree of influence of a defect on the location on the wafer, This is to execute the procedure for inputting the detection sensitivity of the defect at the location and the procedure for inspecting the defect at the plurality of locations based on the detection sensitivity in the mask data. Furthermore, various specific steps of the inspection method described above may be executed as a procedure.
[0091]
On the other hand, the program of the defect influence map is determined in accordance with the influence of the defect on the portion of the wafer on the wafer with respect to each of the plurality of portions of the mask pattern, with respect to the photomask including the mask pattern. Includes the degree of influence of the defect on the photomask on the wafer based on the procedure for obtaining the defect detection sensitivity at the location and the defect detection sensitivity obtained for each of the plurality of locations of the mask pattern. And a procedure for creating a defect influence map. Further, various specific steps of the map creation method described above may be executed as a procedure.
[0092]
Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent requirements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, if the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, the configuration in which this constituent requirement is deleted Can be extracted as an invention.
[0093]
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0094]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to shorten the manufacturing period of the photomask and the semiconductor device by considering the influence of the mask defect on the wafer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view for explaining a basic concept of a photomask inspection method according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a perspective view of a photomask.
FIG. 3 is a plan view for explaining a process of designating a division point
FIG. 4 is a diagram for explaining a process of preparing a pattern in which the line line width Δd is changed for each region defined by two adjacent upper and lower division points;
FIG. 5 is a diagram showing a light intensity distribution and an exposure amount change rate for an edge BC pattern (Δd = 0, 1, 2, 5 [nm]).
FIG. 6 is a diagram showing the result of examining the relationship between Δd and ΔI at edges AB and BC.
FIG. 7 shows a defect influence map.
FIG. 8 is a diagram showing a defect influence degree table.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of reference data and sensor data in a comparison circuit using a defect influence map.
FIG. 10 is a diagram showing a comparison result (level difference) between reference data and sensor data in a comparison circuit using a defect influence map;
FIG. 11 is a diagram showing an example of a threshold value
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a defect inspection apparatus for performing a die-to-data base comparison inspection according to the embodiment;
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a defect inspection apparatus for performing a die-to-die comparison inspection according to an embodiment.
FIG. 14 is a view for explaining a process of obtaining an allowable line width variation rate for each segment defined by two adjacent division points according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a diagram for explaining a process of converting an allowable line width variation rate in each segment into an exposure amount variation rate;
FIG. 16 is a graph showing the exposure amount change rate for each segment in the inspection area;
FIG. 17 shows a defect influence map.
FIG. 18 is a diagram showing an example of reference data and sensor data in a comparison circuit using a defect influence map.
FIG. 19 is a diagram showing a comparison result (level difference) between reference data and sensor data in a comparison circuit using a defect influence map;
FIG. 20 is a schematic configuration diagram of a defect inspection apparatus used in a conventional die-to-die comparative inspection method.
FIG. 21 is a schematic configuration diagram of a defect inspection apparatus used in a conventional die-to-data base comparative inspection method.
[Explanation of symbols]
1 ... Transparent substrate
2 ... Cell pattern area
3. Peripheral circuit pattern area
4 ... KrF-HT film
5 ... Division point
6 ... Shading area on graphic data of design pattern
7 ... Transparent area on graphic data of design pattern
81, 82 ... Optical system
83 ... Photomask
84, 85 ... Image sensor
86 ... Reflection mirror
87, 88 ... Objective lens
89 ... XY stage
90 ... Stage control mechanism
91, 92 ... Electric signal (sensor data)
93. Comparison logic circuit
94 ... Calculator
95 ... Database
96 ... pattern generation circuit
97 ... Reference pattern
101 ... Detection sensitivity information
102 ... Map creation part

Claims (10)

マスクパターンを含むフォトマスクに関し、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度を用意する工程と、
前記検出感度に基づいて、前記複数の箇所上の欠陥を検査する工程と
を有し、
前記検出感度を用意する工程において、
前記フォトマスクを管理するための管理パターンと、前記ウェハ上に形成される、前記管理パターンに対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第1の露光量とを用意し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所の幅を変え、前記ウェハ上に形成される前記幅を変えた箇所に対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第2の露光量を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第1の露光量に対する前記第2の露光量の変化率を算出し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第1の露光量に対する前記第2の露光量の変化率に基づいて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度を取得し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度に基づいて、前記箇所における欠陥の検出感度を取得し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて取得した前記検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥の前記ウェハへの影響度マップを作成することを特徴とするマスク欠陥検査方法。
Regarding a photomask including a mask pattern, for each of a plurality of locations of the mask pattern, a step of preparing a defect detection sensitivity at the location determined according to the degree of influence of the defect on the location on the wafer;
Based on the detection sensitivity, it possesses a step of inspecting defects on the plurality of locations,
In the step of preparing the detection sensitivity,
Preparing a management pattern for managing the photomask and a first exposure amount required to finish a transfer pattern corresponding to the management pattern formed on the wafer to a predetermined dimension;
For each of the plurality of portions of the mask pattern, the width of the portion is changed, and the second pattern necessary for finishing the transfer pattern corresponding to the portion having the changed width formed on the wafer to a predetermined dimension. And calculating a rate of change of the second exposure amount with respect to the first exposure amount for each of the plurality of locations of the mask pattern,
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the rate of change of the second exposure amount with respect to the first exposure amount, obtain the degree of influence of the defects on the location on the wafer,
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the degree of influence of the defects on the location on the wafer, to obtain the detection sensitivity of the defects at the location,
A mask defect inspection method , comprising: creating an influence map of defects on the photomask on the wafer based on the detection sensitivity acquired for each of the plurality of portions of the mask pattern .
前記欠陥のウェハへの影響度は、前記ウェハ上に形成される転写パターンの寸法への影響度であることを特徴とする請求項1に記載のマスク欠陥検査方法。  The mask defect inspection method according to claim 1, wherein the influence degree of the defect on the wafer is an influence degree on a dimension of a transfer pattern formed on the wafer. マスクパターンを含むフォトマスクに関し、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度を用意する工程と、
前記検出感度に基づいて、前記複数の箇所上の欠陥を検査する工程と
を有し、
前記マスクパターンはデバイスを構成するパターンを含み、
前記検出感度を用意する工程において、
前記フォトマスクを管理するための管理パターンと、前記ウェハ上に形成される、前記管理パターンに対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第1の露光量とを用意し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記デバイスの特性への影響の有無の境に対応する前記箇所の幅の変化量を求め、
前記ウェハ上に形成される、前記変化量だけ幅を変えた箇所に対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第2の露光量を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第1の露光量に対する前記第2の露光量の変化率を算出し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第1の露光量に対する前記第2の露光量の変化率に基づいて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度を取得し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度に基づいて、前記箇所における欠陥の検出感度を取得し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて取得した前記検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥の前記ウェハへの影響度マップを作成することを特徴とするマスク欠陥検査方法。
Regarding a photomask including a mask pattern, for each of a plurality of locations of the mask pattern, a step of preparing a defect detection sensitivity at the location determined according to the degree of influence of the defect on the location on the wafer;
Based on the detection sensitivity, it possesses a step of inspecting defects on the plurality of locations,
The mask pattern includes a pattern constituting a device,
In the step of preparing the detection sensitivity,
Preparing a management pattern for managing the photomask and a first exposure amount required to finish a transfer pattern corresponding to the management pattern formed on the wafer to a predetermined dimension;
For each of the plurality of locations of the mask pattern, to determine the amount of change in the width of the location corresponding to the boundary of the presence or absence of the influence on the characteristics of the device,
A second exposure amount required to finish a transfer pattern corresponding to a portion whose width is changed by the amount of change formed on the wafer to a predetermined dimension is acquired, and the plurality of portions of the mask pattern For each of the above, a change rate of the second exposure amount with respect to the first exposure amount is calculated,
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the rate of change of the second exposure amount with respect to the first exposure amount, obtain the degree of influence of the defects on the location on the wafer,
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the degree of influence of the defects on the location on the wafer, to obtain the detection sensitivity of the defects at the location,
A mask defect inspection method , comprising: creating an influence map of defects on the photomask on the wafer based on the detection sensitivity acquired for each of the plurality of portions of the mask pattern .
前記欠陥のウェハへの影響度は、前記ウェハ上に形成される前記デバイスの特性への影響度であることを特徴とする請求項に記載のマスク欠陥検査方法。4. The mask defect inspection method according to claim 3 , wherein the degree of influence of the defect on the wafer is the degree of influence on the characteristics of the device formed on the wafer. 前記第1の露光量に対する前記第2の露光量の変化率を算出する工程において、前記箇所の幅を複数通りに変え、前記第2の露光量を複数取得し、これらの複数の第2の露光量のそれぞれについて、前記第1の露光量に対する変化率を算出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のマスク欠陥検査方法。In the step of calculating the rate of change of the second exposure amount with respect to the first exposure amount, the width of the portion is changed in a plurality of ways, a plurality of the second exposure amounts are obtained, and the plurality of the second exposure amounts are obtained. for each exposure, the first mask defect inspection method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that to calculate the rate of change with respect to the exposure amount. 請求項1ないしのいずれか1項に記載のマスク欠陥検査方法によりフォトマスクを検査する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。The method of manufacturing a semiconductor device characterized by including the claims 1 to process for inspecting a photomask by the mask defect inspection method according to any one of 5. フォトマスク内のマスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥のウェハへの影響度を表す影響度マップを作成するマップ作成部と、
前記影響度マップに基づいて、前記複数の箇所上の欠陥を検査する検査部と
を具備し
前記マップ作成部は、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所の幅を変え、前記ウェハ上に形成される前記幅を変えた箇所に対応した、前記フォトマスク上に形成される、前記フォトマスクを管理するための管理パターンに対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第1の露光量を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率を算出し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率に基づいて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度を取得し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度に基づいて、前記箇所における欠陥の検出感度を取得し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて取得した前記検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥の前記ウェハへの影響度マップを作成することを特徴とするマスク欠陥検査装置。
For each of a plurality of portions of the mask pattern in the photomask, the defect on the photomask is determined based on the detection sensitivity of the defect in the portion determined according to the degree of influence of the defect on the portion on the wafer. A map creation unit that creates an impact map representing the impact on the wafer;
An inspection unit for inspecting defects on the plurality of locations based on the influence map ; and
The map creation unit
For each of the plurality of portions of the mask pattern, the width of the portion is changed, and the photomask formed on the photomask corresponding to the portion where the width is formed on the wafer is managed. Acquiring a first exposure amount necessary for finishing a transfer pattern corresponding to the management pattern to a predetermined dimension, and transferring the transfer pattern to a predetermined dimension for each of the plurality of portions of the mask pattern. Calculating the rate of change of the first exposure amount with respect to the second exposure amount necessary for finishing
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the rate of change of the first exposure amount with respect to the second exposure amount, to obtain the degree of influence of the defects on the location on the wafer,
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the degree of influence of the defects on the location on the wafer, to obtain the detection sensitivity of the defects at the location,
A mask defect inspection apparatus that creates an influence map of defects on the photomask on the wafer based on the detection sensitivity acquired for each of the plurality of portions of the mask pattern .
マスクパターンを含むフォトマスクに関し、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度を取得する工程と、
前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて取得された、前記欠陥の検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥のウェハへの影響度を含む影響度マップを作成する工程とを有し、
前記影響度マップを作成する工程において、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所の幅を変え、前記ウェハ上に形成される前記幅を変えた箇所に対応した、前記フォトマスク上に形成される、前記フォトマスクを管理するための管理パターンに対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第1の露光量を取得し、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記転写パターンを所定の寸法に仕上げるために必要な第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率を算出し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率に基づいて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度を取得し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度に基づいて、前記箇所における欠陥の検出感度を取得し、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて取得した前記検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥の前記ウェハへの影響度マップを作成することを特徴とことを特徴とする欠陥影響度マップ作成方法。
Regarding a photomask including a mask pattern, for each of a plurality of locations of the mask pattern, the step of obtaining the detection sensitivity of the defect at the location determined according to the degree of influence of the defect on the location on the wafer;
Obtained for each of a plurality of positions of the mask pattern, on the basis of the detection sensitivity of the defect, possess a step of creating a degree of influence map including the degree of influence on the wafer defects on the photomask,
In the step of creating the influence map,
For each of the plurality of portions of the mask pattern, the width of the portion is changed, and the photomask formed on the photomask corresponding to the portion where the width is formed on the wafer is managed. Acquiring a first exposure amount necessary to finish a transfer pattern corresponding to the management pattern to a predetermined dimension, and setting the transfer pattern to a predetermined dimension for each of the plurality of portions of the mask pattern. Calculating a rate of change of the first exposure amount with respect to a second exposure amount necessary for finishing;
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the rate of change of the first exposure amount with respect to the second exposure amount, to obtain the degree of influence of the defects on the location on the wafer,
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the degree of influence of the defects on the location on the wafer, to obtain the detection sensitivity of the defects at the location,
A defect influence map , characterized in that , based on the detection sensitivity acquired for each of the plurality of portions of the mask pattern, an influence map on the wafer of defects on the photomask is created. How to make.
コンピュータに、マスクパターンを含むフォトマスクに関し、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度を入力させる手順と、
前記マスクデータ中の前記検出感度に基づいて、前記複数の箇所上の欠陥を検査させる手順と
を実行させるためのプログラムであって、
前記検出感度を入力させる手順において、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所の幅を変え、前記ウェハ上に形成される前記幅を変えた箇所に対応した、前記フォトマスク上に形成される、前記フォトマスクを管理するための管理パターンに対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第1の露光量を取得させ、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記転写パターンを所定の寸法に仕上げるために必要な第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率を算出させ、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率に基づいて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度を取得させ、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度に基づいて、前記箇所における欠陥の検出感度を取得させ、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて取得した前記検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥の前記ウェハへの影響度マップを作成させることを特徴するプログラム。
With respect to a photomask including a mask pattern, the computer inputs a defect detection sensitivity at each of the plurality of portions of the mask pattern determined according to the degree of influence of the defect on the portion on the wafer. Procedure and
A program for inspecting defects on the plurality of locations based on the detection sensitivity in the mask data ,
In the procedure for inputting the detection sensitivity,
For each of the plurality of portions of the mask pattern, the width of the portion is changed, and the photomask formed on the photomask corresponding to the portion where the width is formed on the wafer is managed. A transfer pattern corresponding to a management pattern for obtaining a first exposure amount necessary to finish the transfer pattern to a predetermined dimension, and the transfer pattern having a predetermined dimension for each of the plurality of portions of the mask pattern. Calculating a rate of change of the first exposure amount with respect to a second exposure amount necessary for finishing;
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the rate of change of the first exposure amount with respect to the second exposure amount, the degree of influence of the defect on the location on the wafer is acquired,
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the degree of influence of defects on the location on the wafer, the detection sensitivity of the defects at the location is acquired,
A program for creating an influence map of defects on the photomask on the wafer based on the detection sensitivity acquired for each of the plurality of portions of the mask pattern.
コンピュータに、マスクパターンを含むフォトマスクに関し、前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥のウェハへの影響度に応じて決められた、前記箇所における欠陥の検出感度を取得させる手順と、
前記マスクパターンの複数の箇所のそれぞれについて取得された、前記欠陥の検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥のウェハへの影響度を含む欠陥影響度マップを作成させる手順と
を実行させるためのプログラムであって、
前記欠陥影響度マップを作成させる手順において、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所の幅を変え、前記ウェハ上に形成される前記幅を変えた箇所に対応した、前記フォトマスク上に形成される、前記フォトマスクを管理するための管理パターンに対応した転写パターンを、所定の寸法に仕上げるために必要な第1の露光量を取得させ、前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記転写パターンを所定の寸法に仕上げるために必要な第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率を算出させ、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記第2の露光量に対する前記第1の露光量の変化率に基づいて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度を取得させ、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて、前記箇所上の欠陥の前記ウェハへの影響度に基づいて、前記箇所における欠陥の検出感度を取得させ、
前記マスクパターンの前記複数の箇所のそれぞれについて取得した前記検出感度に基づいて、前記フォトマスク上の欠陥の前記ウェハへの影響度マップを作成させることを特徴とするプログラム。
With respect to a photomask including a mask pattern, the computer is caused to acquire the defect detection sensitivity at the location determined in accordance with the degree of influence of the defect on the location on the wafer for each of the plurality of locations of the mask pattern. Procedure and
A step of creating a defect influence degree map including the influence degree of the defect on the photomask on the wafer based on the defect detection sensitivity acquired for each of the plurality of portions of the mask pattern. The program of
In the procedure of creating the defect impact map,
For each of the plurality of portions of the mask pattern, the width of the portion is changed, and the photomask formed on the photomask corresponding to the portion where the width is formed on the wafer is managed. A transfer pattern corresponding to a management pattern for obtaining a first exposure amount necessary to finish the transfer pattern to a predetermined dimension, and the transfer pattern having a predetermined dimension for each of the plurality of portions of the mask pattern. Calculating a rate of change of the first exposure amount with respect to a second exposure amount necessary for finishing;
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the rate of change of the first exposure amount with respect to the second exposure amount, the degree of influence of the defect on the location on the wafer is acquired,
For each of the plurality of locations of the mask pattern, based on the degree of influence of defects on the location on the wafer, the detection sensitivity of the defects at the location is acquired,
A program for creating an influence map of defects on the photomask on the wafer based on the detection sensitivity acquired for each of the plurality of portions of the mask pattern.
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