JP3934919B2 - Mask blank selection method, exposure mask formation method, and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造用のマスクブランクスの選択方法、露光マスクの形成方法、および半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、同一規格の露光マスクを作成する際に使用するマスクブランクス(以下、単にブランクスという。)は同一規格である。ブランクスの欠陥規格は露光マスクで要求される欠陥規格に比べて緩く、同じ欠陥規格内のブランクスであっても、その欠陥のばらつきは大きい。
【0003】
このようなブランクスの欠陥のばらつきは、露光マスクの欠陥歩留まりのばらつきの増加を招く原因となる。例えば、CH系マスクのように加工面積が比較的小さいパターン用の露光マスクとL/S系マスクのように加工面積が比較的大きいパターン用の露光マスクとの間で、後者の露光マスクの方が欠陥歩留まりのばらつきが大きくなる。
【0004】
このような露光マスクの欠陥歩留まりのばらつきの増加は、製造コストの上昇を招く。そのため、近年、ブランクス起因の製造コストの上昇を抑制することが強く求められている。特に、ハーフトーンブランクスは、Crブランクスよりも欠陥を低減させることが困難であるため、露光マスクの欠陥歩留まりのばらつきの増加が顕著である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、従来のブランクスは、同じ欠陥規格内のものであっても、欠陥のばらつきが大きく、露光マスクの欠陥歩留まりのばらつきの増加を招き、結果として著しく欠陥歩留まりの低いマスクが存在するという問題がある。
【0006】
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、マスクブランクスに起因する露光マスクの欠陥歩留まりのばらつきの増加を抑制できる、マスクブランクスの選択方法、露光マスクの形成方法および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0007】
【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、本発明に係るマスクブランクスの選択方法は、複数のマスクブランクスおよび該複数のマスクブランクスの欠陥情報を用意する工程と、与えられた半導体デバイスのパターンデータおよび前記欠陥情報に基づいて、前記複数のマスクブランクスの中から、前記与えられた半導体デバイスのパターンデータに対応したパターンを形成するべきマスクブランクスを選択する工程であって、前記複数のマスクブランクスのそれぞれについて、前記与えられた半導体デバイスのパターンデータに対応したパターンを前記マスクブランクス上に形成して得られる露光マスクの歩留まりを、前記欠陥情報および前記与えられた半導体デバイスのパターンデータに基づいて算出し、該算出した歩留まりの値が所望の値以上のマスクブランクスを選択し、かつ、複数の半導体デバイスのパターンのそれぞれについて、マスクブランクス上に発生しうる欠陥サイズと欠陥数との関係、および欠陥サイズと欠陥修正率との関係を予め求めておき、該関係に基づいて前記与えられた半導体デバイスのパターンデータに対応した半導体デバイスのパターンの修正不可能な欠陥数を求め、この求めた欠陥数に基づいて前記歩留まりを算出する前記工程とを有することを特徴とする。
【0008】
ここで、半導体デバイスのパターンデータは、MOSトランジスタ等の素子のパターンデータに加え、素子分離用のトレンチ等の直接素子を構成しない構造のパターンデータも含む。
【0009】
本発明に係る露光マスクの形成方法は、本発明に係るマスクブランクスの選択方法によりマスクブランクスを選択し、この選択したマスクブランクス上にパターンを形成することを特徴とする。
【0010】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、本発明に係る露光マスクの形成方法を用いて半導体基板上にパターンを形成することを特徴とする。
【0011】
本発明によれば、従来より同じ規格のものとして扱われている複数のマスクブランクスの中から、形成するべきパターンに適したマスクブランクスを選べるようになる。その結果、同じ規格のものとして扱われている複数のマスクブランクスの欠陥のばらつきの影響を小さくできる。したがって、本発明によれば、マスクブランクスに起因する露光マスクの欠陥歩留まりのばらつきの増加を抑制できる、マスクブランクスの選択方法、露光マスクの形成方法および半導体装置の製造方法を実現できるようになる。
【0012】
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。
【0013】
【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の形態(以下、実施形態という。)を説明する。
【0014】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る露光マスク(以下、単にマスクという。)の発注から完成までの流れを示す図である。
【0015】
マスク発注者1はマスクメーカ2にマスクを発注する(ステップS1)。このとき、マスク発注者1はマスクメーカ2にマスク描画データ等のマスク作成に必要な情報を提供する。
【0016】
マスクメーカ2は、上記マスクの作成に必要なブランクスをブランクスメーカ3に発注する(ステップS2)。
【0017】
ブランクスメーカ3は、上記マスクを作成するための同一規格の複数のブランクスを作成するとともに、これらのブランクスのそれぞれについて欠陥の大きさ・サイズ・位置を検査する(ステップS3)。そして、その検査結果に基づいて複数のブランクスを欠陥ランク別に分ける。上記欠陥はパーティクル、ピンホールである。上記ランク分けは欠陥のサイズおよび欠陥の数に基づいて行われる。上記ブランクスはレジスト付きの場合もあるし、レジスト無しの場合もある。
【0018】
ブランクスメーカ3は、ランク分けされたブランクス(ブランクス、欠陥情報)をマスクメーカ2に納入する(ステップS4)。
【0019】
マスクメーカ2は、ランク分けされたブランクスの中から、マスク発注者1から発注されたマスクを作成するために必要な欠陥ランク(品質ランク)を有するブランクスを選択する(ステップS5)。ここでは、ブランクスは以下の4つの欠陥ランクA,B,C,Dに分けられている。
【0020】
欠陥ランクA: S≦10個、M= 0個、L=0個
欠陥ランクB: S≦20個、M= 0個、L=0個
欠陥ランクC: S≦30個、M≦10個、L≦5個
欠陥ランクD: S≦40個、M≦10個、L≦5個
Sはサイズ0.3μm以上1μm未満の欠陥、
Mはサイズ1μm以上2μm未満の欠陥、
Lはサイズ:2μm以上4μm未満の欠陥である。
【0021】
欠陥ランクAのブランクスは最も欠陥が少なく、欠陥ランクDのブランクスは最も欠陥が多く、かつ欠陥ランクAのブランクスよりも大きなサイズの欠陥が存在するものもある。しかし、欠陥ランクDのブランクスを用いても、必要な規格を有するパターンの作成は可能である。
【0022】
そこで、欠陥ランクA〜Dと作成可能なパターンとを対応付ける。その結果の一例を図1の下方に示してある。上記対応付けは実験やデータベースに基づいて行われる。また、上記対応付けはマスクメーカ2またはブランクスメーカ3が行う。ブランクスメーカ3が行った場合、上記対応付けもマスクメーカ2に納入する。さらに、欠陥情報の取得をマスクメーカ2にて行うことも可能である。この場合、ブランクスメーカ3は従来と同様にブランクスをマスクメーカ2に納入するだけとなる。
【0023】
マスク発注者1から提供されたマスク描画データから、形成するべき半導体デバイスのパターンが分かる。マスクメーカ2は上記パターンに対応したブランクスを選択する。例えば、形成するべきパターンがメモリー系LSIで密集ライン&スペースパターンの場合、欠陥ランクAのブランクスを選択する。
【0024】
その後、選択したブランクス上にマスク描画データに基づいてパターンを描画し、マスクを作成する(ステップS6)。このようにして作成されたマスクがマスク発注者1に納入される。そして、マスク発注者1は上記マスクを用いて半導体基板上に半導体デバイスのパターンを形成する。
【0025】
従来は、欠陥ランクA〜Dの全てのブランクスが選択されている。なぜなら、欠陥ランクA〜Dのブランクスは同じ規格内のものとして扱われているからである。したがって、例えばメモリー系LSIで密集ライン&スペースパターンを形成する場合には、必要な欠陥レベル(品質レベル)に達していない欠陥ランクB〜Dのブランクスも選択されるので、マスクの欠陥歩留まりのばらつきが増加することになる。
【0026】
これに対して、本実施形態の場合には、必要な欠陥レベル(品質レベル)に達しているブランクスのみが選択されるので、マスクの欠陥歩留まりのばらつきは小さくなる。これにより、ブランクス起因の製造コストの上昇を抑制することができる。また、TAT(Turn Around Time)の短縮も達成される。
【0027】
さらに、上記の例であれば、選択されなかった欠陥ランクB〜Dのブランクスは、これらに対応したパターンのマスクの作成の際に使用することにより、無駄になることもない。
【0028】
本実施形態ではブランクスの欠陥レベルを4種類に分類したが欠陥レベル別、描画パターン別にそれぞれ2種類以上に分類すればよい。
【0029】
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態に係るマスクの発注から完成までの流れを示す図である。なお、図1と対応する部分には図1と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。
【0030】
本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、ブランクスメーカ3から納入されたブランクスおよび欠陥情報(欠陥サイズ、欠陥座標)に基づいて、ブランクスメーカ3から納入されたブランクス上に、マスク発注者1から提供されたマスク描画データに対応したパターンを形成した場合のマスクの歩留まり(欠陥歩留まり)を算出し、その値が所定値以上(ここでは50%以上)のものだけを選択することにある。
【0031】
ここでは、所定値として50%を選んだが、マスクの欠陥歩留まりのばらつきを改善できる値であればよい。また、欠陥情報の取得はマスクメーカ3で行ってもよい。
【0032】
本実施形態でも、必要な欠陥レベルに達しているブランクスのみを選択することができるので、第1の実施形態と同様に、マスクの欠陥歩留まりのばらつきを防止でき、ブランクス起因の製造コストの上昇を抑制することができる。また、選択されなかったブランクスは、要求される欠陥レベルがより低い他のパターンのマスクの作成に使用可能なので、無駄になることもない。
【0033】
(第3の実施形態)
本実施形態では、欠陥歩留まりの計算方法の一例について説明する。図3および図4に、L/Sパターン(L:S=1:1、マスク上ライン幅0.64μm)が形成されたマスクにおける黒欠陥および白欠陥の分類例をそれぞれ示す。図3、図4では黒欠陥および白欠陥をそれぞれ4種類に分類してある。
【0034】
図5に各種黒欠陥のサイズと欠陥発生率の関係、図6に各種黒欠陥のサイズと修正NG率(修正した黒欠陥のうち修正に失敗した黒欠陥の数/修正した黒欠陥の数)との関係をそれぞれ示す。また、図7に各種白欠陥のサイズと欠陥発生率の関係、図8に各種白欠陥のサイズと修正NG率をそれぞれ示す。上記欠陥発生率、修正NG率は計算、データベース、実験あるいはそれらの組合せ等によって求める。
【0035】
欠陥発生確率(図5、図7)と修正NG率(図6、図8)を掛け合わせると欠陥キラー率を導出できる。1:1L/S(密集L/S)パターンにおける、黒欠陥および白欠陥の欠陥サイズと欠陥キラー率との関係をそれぞれ図9および図10に示す。
【0036】
上記1:1L/Sパターンに加え、1:3L/Sパターン(マスク上ライン幅0.64μm)、孤立CHパターン(径:1μm、ピッチ:10μm)が形成されたマスクにおける黒欠陥および白欠陥の欠陥キラー率を図11および図12に示す。上記欠陥発生率、修正NG率は計算、データベース、実験あるいはそれらの組合せ等によって求める。
【0037】
次に、マスク面内でのパターンの違い、具体的にはローカルな加工面積の違いを表すために、例えば一辺が152mmのマスクを1000μmのメッシュに分割し、分割されたメッシュ状領域内での白面積率の面内分布を求める。
【0038】
図13にその一例を示す。ここでは、白面積率が0%から30%までの黒(白孤立)領域(孤立CH領域)、30%から70%までの密集領域(密集L/S領域)、および70%から100%までの白(黒孤立)領域(孤立L/S領域)の3種類に分類した。図13には、ブランクスの欠陥(パーティクル、ピンホール)のサイズ別欠陥座標分布も載せてある(パーティクル2.0μm、パーティクル1.5μm、ピンホール0.5μm、ピンホール0.3μm)。ここでは、ピンホール0.3μmだけが本体パターン領域外に存在している。
【0039】
次に、図11および図12から、上記各欠陥の欠陥キラー率を求める。図13の例では、パーティクル2.0μmは孤立L/S領域内に存在するので、その欠陥キラー率は図11から0.02、パーティクル1.5μmは密集L/S領域内に存在するので、その欠陥キラー率は図11から0.40、ピンホール0.5μmは孤立L/S領域内に存在するので、その欠陥キラー率は図12から0.25、ピンホール0.3μmは本体パターン領域外に存在するので、その欠陥キラー率は零となる。したがって、上記各欠陥の欠陥キラー率の合計(キラー欠陥個数)λは、0.02+0.40+0.25+0=0.67となる。
【0040】
そして、図14に示すキラー欠陥個数λと無欠陥歩留まりYとの関係から、λ=0.67の場合、Y=51%と分かる。すなわち、λ=0.67の場合、マスクの無欠陥歩留まりは51%となる。
【0041】
本実施形態では、欠陥座標の分解能が1000μmであり、またブランクス欠陥検査座標とマスク描画座標のアライメント精度の関係から、マスク面内でのパターンの違いを表すためのマスクのメッシュ分割サイズを1000μmとしたが、サイズ別欠陥座標分布分解能とアライメント精度に対応してマスクの分割メッシュをブランクスの一辺の長さ以下の任意の値に変更しても構わない。
【0042】
また、本実施形態では、マスク面内でのパターンの違いを表すために単位面積当たりの白面積率を計算したが、単位面積当たりの辺の長さを考慮して計算してもよい。これにより、同じ白面積率における孤立白黒パターン(左右の一方の全体が白で、他方の全体が黒のパターン)と密集白黒パターン(白と黒が交互に並んだパターン)とを区別でき、より精度の高いの歩留まり計算が可能となる。
【0043】
また、本実施形態では、領域を3種類(孤立L/S領域、密集L/S領域、孤立CH領域)に分類したが2種類以上に分類すればよい。
【0044】
また、本実施形態では、欠陥サイズを4種類(2.0μm、1.5μm、0.5μm、0.3μm)に分類したが2種類以上の任意のサイズに分類すればよい。
【0045】
また、本実施形態では、無欠陥歩留まりの確率(修正後欠陥が0個の場合)を求めたが、ポアソン分布からある個数以下の欠陥が存在する場合(修正不可能な欠陥が存在、または修正に失敗した欠陥が存在する場合)の確率を求めても構わない。
【0046】
なお、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。また、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【0047】
【発明の効果】
以上詳説したように本発明によれば、マスクブランクスに起因する露光マスクの欠陥歩留まりの増加を抑制できる、マスクブランクスの選択方法、マスク製造方法および半導体装置の製造方法を実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るマスクの発注から完成までの流れを示す図
【図2】本発明の第2の実施形態に係るマスクの発注から完成までの流れを示す図
【図3】黒欠陥の分類例を示す図
【図4】白欠陥の分類例を示す図
【図5】L/Sパターンにおける各種黒欠陥のサイズと欠陥発生率の関係を示す図
【図6】L/Sパターンにおける各種黒欠陥のサイズと修正NG率との関係を示す図
【図7】L/Sパターンにおける各種白欠陥のサイズと欠陥発生率の関係を示す図
【図8】L/Sパターンにおける各種白欠陥のサイズと修正NG率との関係を示す図
【図9】L/Sパターンにおける各種黒欠陥のサイズと欠陥キラー率との関係を示す図
【図10】L/Sパターンにおける各種白欠陥のサイズと欠陥キラー率との関係を示す図
【図11】各種パターンにおける黒欠陥のサイズと欠陥キラー率との関係を示す図
【図12】各種パターンにおける白欠陥のサイズと欠陥キラー率との関係を示す図
【図13】マスクを複数のメッシュ状に分割し、メッシュ状領域内における白面積率の面内分布、欠陥分布および欠陥サイズを示す図
【図14】キラー欠陥個数と無欠陥歩留まりとの関係を示す図
【符号の説明】
1…マスク発注者
2…マスクメーカ
3…ブランクスメーカ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for selecting a mask blank for manufacturing a semiconductor, a method for forming an exposure mask, and a method for manufacturing a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, mask blanks (hereinafter simply referred to as “blanks”) used when producing exposure masks of the same standard are the same standard. The defect standard of blanks is loose compared to the defect standard required for the exposure mask, and even if the blanks are within the same defect standard, the variation of the defect is large.
[0003]
Such blank defect variations cause an increase in the defect yield variation of the exposure mask. For example, the latter exposure mask is used between an exposure mask for a pattern having a relatively small processing area, such as a CH mask, and an exposure mask for a pattern having a relatively large processing area, such as an L / S mask. However, the variation in defect yield increases.
[0004]
Such an increase in the variation in the defect yield of the exposure mask causes an increase in manufacturing cost. Therefore, in recent years, there is a strong demand for suppressing an increase in manufacturing costs caused by blanks. In particular, since it is more difficult to reduce defects in halftone blanks than in Cr blanks, an increase in the variation in the defect yield of the exposure mask is remarkable.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, even if the conventional blanks are within the same defect standard, the variation in defects is large, leading to an increase in the variation in the defect yield of the exposure mask, and as a result, there is a mask with a significantly low defect yield. There's a problem.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a mask blank selection method and exposure mask formation that can suppress an increase in the variation in the exposure yield of the exposure mask due to the mask blanks. A method and a method for manufacturing a semiconductor device are provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows. That is, in order to achieve the above object, a mask blank selection method according to the present invention includes a step of preparing a plurality of mask blanks and defect information of the plurality of mask blanks, pattern data of a given semiconductor device, A step of selecting a mask blank to form a pattern corresponding to the given pattern data of the semiconductor device from the plurality of mask blanks based on defect information, and each of the plurality of mask blanks The yield of an exposure mask obtained by forming a pattern corresponding to the pattern data of the given semiconductor device on the mask blanks is calculated based on the defect information and the pattern data of the given semiconductor device, The calculated yield value is a desired value. The upper mask blank is selected, and the relationship between the defect size and the number of defects that can occur on the mask blank and the relationship between the defect size and the defect correction rate are obtained in advance for each of a plurality of semiconductor device patterns. And determining the number of uncorrectable defects of the semiconductor device pattern corresponding to the given semiconductor device pattern data based on the relationship, and calculating the yield based on the determined number of defects. It is characterized by having.
[0008]
Here, the pattern data of the semiconductor device includes pattern data of a structure that does not constitute a direct element such as an element isolation trench in addition to pattern data of an element such as a MOS transistor.
[0009]
A method for forming an exposure mask according to the present invention is characterized in that a mask blank is selected by the mask blank selection method according to the present invention, and a pattern is formed on the selected mask blank.
[0010]
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is characterized in that a pattern is formed on a semiconductor substrate using the method for forming an exposure mask according to the present invention.
[0011]
According to the present invention, a mask blank suitable for a pattern to be formed can be selected from a plurality of mask blanks that have been treated as having the same standard. As a result, it is possible to reduce the influence of variations in defects of a plurality of mask blanks treated as having the same standard. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a mask blank selection method, an exposure mask forming method, and a semiconductor device manufacturing method capable of suppressing an increase in variation in the defect yield of the exposure mask due to the mask blank.
[0012]
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.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0014]
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a flow from ordering to completion of an exposure mask (hereinafter simply referred to as a mask) according to the first embodiment of the present invention.
[0015]
The mask orderer 1 orders a mask from the mask manufacturer 2 (step S1). At this time, the
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
Defect rank A: S ≦ 10, M = 0, L = 0 Defect rank B: S ≦ 20, M = 0, L = 0 Defect rank C: S ≦ 30, M ≦ 10 L ≦ 5 defect rank D: S ≦ 40, M ≦ 10, L ≦ 5 S is a defect having a size of 0.3 μm or more and less than 1 μm,
M is a defect having a size of 1 μm or more and less than 2 μm,
L is a defect of size: 2 μm or more and less than 4 μm.
[0021]
The blanks with defect rank A have the fewest defects, the blanks with defect rank D have the most defects, and some of the defects have a larger size than the blanks with defect rank A. However, even if blanks with defect rank D are used, it is possible to create a pattern having a necessary standard.
[0022]
Therefore, the defect ranks A to D are associated with patterns that can be created. An example of the result is shown in the lower part of FIG. The association is performed based on experiments or a database. The above association is performed by the
[0023]
The pattern of the semiconductor device to be formed is known from the mask drawing data provided from the
[0024]
Thereafter, a pattern is drawn on the selected blank based on the mask drawing data to create a mask (step S6). The mask created in this way is delivered to the
[0025]
Conventionally, all blanks having defect ranks A to D are selected. This is because blanks with defect ranks A to D are treated as being within the same standard. Therefore, for example, when a dense line & space pattern is formed by a memory LSI, blanks having defect ranks B to D that do not reach the required defect level (quality level) are also selected, so that variations in the defect yield of the mask can be achieved. Will increase.
[0026]
On the other hand, in the case of the present embodiment, since only blanks that have reached the required defect level (quality level) are selected, the variation in the defect yield of the mask is reduced. Thereby, the raise of the manufacturing cost resulting from blanks can be suppressed. Further, TAT (Turn Around Time) can be shortened.
[0027]
Furthermore, in the above example, blanks of defect ranks B to D that are not selected are not wasted by being used when creating a mask having a pattern corresponding to these.
[0028]
In the present embodiment, the defect levels of blanks are classified into four types, but may be classified into two or more types for each defect level and each drawing pattern.
[0029]
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram showing a flow from ordering to completion of a mask according to the second embodiment of the present invention. 1 corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed description thereof is omitted.
[0030]
This embodiment is different from the first embodiment in that the mask orderer on the blanks delivered from the
[0031]
Here, 50% is selected as the predetermined value, but any value that can improve variation in the defect yield of the mask may be used. Further, the defect information may be acquired by the
[0032]
Also in this embodiment, since only blanks that have reached the required defect level can be selected, variation in the defect yield of the mask can be prevented and the manufacturing cost due to blanks can be increased, as in the first embodiment. Can be suppressed. Also, blanks that are not selected can be used to create masks of other patterns with a lower required defect level, and therefore are not wasted.
[0033]
(Third embodiment)
In the present embodiment, an example of a defect yield calculation method will be described. FIGS. 3 and 4 show examples of classification of black defects and white defects in a mask on which an L / S pattern (L: S = 1: 1, line width on mask is 0.64 μm) is formed. 3 and 4, the black defect and the white defect are classified into four types, respectively.
[0034]
FIG. 5 shows the relationship between the size of each black defect and the defect occurrence rate, and FIG. 6 shows the size of each black defect and the corrected NG rate (the number of black defects that failed to be corrected / number of corrected black defects). The relationship is shown respectively. FIG. 7 shows the relationship between the size of various white defects and the defect occurrence rate, and FIG. 8 shows the size of various white defects and the corrected NG rate. The defect occurrence rate and the corrected NG rate are obtained by calculation, database, experiment, or a combination thereof.
[0035]
The defect killer rate can be derived by multiplying the defect occurrence probability (FIGS. 5 and 7) and the corrected NG rate (FIGS. 6 and 8). FIG. 9 and FIG. 10 show the relationship between the defect size of the black defect and the white defect and the defect killer rate in the 1: 1 L / S (dense L / S) pattern, respectively.
[0036]
In addition to the 1: 1 L / S pattern, black defects and white defects in a mask in which a 1: 3 L / S pattern (line width on the mask: 0.64 μm) and an isolated CH pattern (diameter: 1 μm, pitch: 10 μm) are formed. The defect killer rate is shown in FIG. 11 and FIG. The defect occurrence rate and the corrected NG rate are obtained by calculation, database, experiment, or a combination thereof.
[0037]
Next, in order to express the difference in the pattern in the mask surface, specifically, the difference in the local processing area, for example, a mask with a side of 152 mm is divided into a 1000 μm mesh, Obtain the in-plane distribution of the white area ratio.
[0038]
An example is shown in FIG. Here, a black (white isolated) region (isolated CH region) having a white area ratio of 0% to 30%, a dense region (dense L / S region) from 30% to 70%, and from 70% to 100% The white (black isolated) region (isolated L / S region) was classified into three types. FIG. 13 also shows defect coordinate distribution by size of blanks defects (particles, pinholes) (particles 2.0 μm, particles 1.5 μm, pinholes 0.5 μm, pinholes 0.3 μm). Here, only the pinhole 0.3 μm exists outside the main body pattern region.
[0039]
Next, from FIG. 11 and FIG. 12, the defect killer rate of each of the above defects is obtained. In the example of FIG. 13, since the particle 2.0 μm exists in the isolated L / S region, the defect killer rate is 0.02 from FIG. 11, and the particle 1.5 μm exists in the dense L / S region. The defect killer rate is 0.40 from FIG. 11 and the pinhole 0.5 μm exists in the isolated L / S region. Therefore, the defect killer rate is 0.25 from FIG. 12, and the pinhole 0.3 μm is the main body pattern region. Since it exists outside, the defect killer rate becomes zero. Therefore, the sum of the defect killer rates (number of killer defects) λ of each defect is 0.02 + 0.40 + 0.25 + 0 = 0.67.
[0040]
From the relationship between the number of killer defects λ and the defect-free yield Y shown in FIG. 14, it can be seen that Y = 51% when λ = 0.67. That is, when λ = 0.67, the defect-free yield of the mask is 51%.
[0041]
In the present embodiment, the resolution of the defect coordinates is 1000 μm, and the mask mesh division size for representing the difference in the pattern in the mask plane is 1000 μm from the relationship between the alignment accuracy of the blanks defect inspection coordinates and the mask drawing coordinates. However, the mask division mesh may be changed to an arbitrary value equal to or less than the length of one side of the blanks in accordance with the defect coordinate distribution resolution and the alignment accuracy by size.
[0042]
In the present embodiment, the white area ratio per unit area is calculated in order to express the difference in the pattern in the mask plane. However, the white area ratio per unit area may be calculated in consideration of the length of the side. This makes it possible to distinguish between an isolated monochrome pattern (a pattern in which one of the left and right is entirely white and the other is entirely black) and a dense monochrome pattern (a pattern in which white and black are arranged alternately) in the same white area ratio. Yield calculation with high accuracy is possible.
[0043]
In this embodiment, the area is classified into three types (isolated L / S area, dense L / S area, and isolated CH area), but may be classified into two or more types.
[0044]
In the present embodiment, the defect sizes are classified into four types (2.0 μm, 1.5 μm, 0.5 μm, and 0.3 μm), but may be classified into two or more arbitrary sizes.
[0045]
Further, in this embodiment, the probability of defect-free yield (when the number of defects after correction is zero) is obtained. However, when there are a certain number of defects or less from the Poisson distribution (there is a defect that cannot be corrected, or correction). If there is a defect that has failed, the probability may be obtained.
[0046]
The above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. 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. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0047]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to realize a mask blank selection method, a mask manufacturing method, and a semiconductor device manufacturing method capable of suppressing an increase in the defect yield of an exposure mask due to mask blanks.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a flow from ordering to completion of a mask according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a flow from ordering to completion of a mask according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of classification of black defects. FIG. 4 is a diagram showing an example of classification of white defects. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the size of various black defects and the defect occurrence rate in the L / S pattern. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the size of various black defects in the L / S pattern and the corrected NG rate. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the size of various white defects and the defect occurrence rate in the L / S pattern. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the size of various white defects in the S pattern and the corrected NG rate. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the size of various black defects and the defect killer rate in the L / S pattern. Showing the relationship between the size of various white defects and the defect killer rate FIG. 11 is a diagram showing the relationship between black defect size and defect killer rate in various patterns. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between white defect size and defect killer rate in various patterns. FIG. FIG. 14 is a diagram showing the in-plane distribution, defect distribution, and defect size of the white area ratio in the mesh region. FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the number of killer defects and the defect-free yield.
1 ...
Claims (3)
与えられた半導体デバイスのパターンデータおよび前記欠陥情報に基づいて、前記複数のマスクブランクスの中から、前記与えられた半導体デバイスのパターンデータに対応したパターンを形成するべきマスクブランクスを選択する工程であって、前記複数のマスクブランクスのそれぞれについて、前記与えられた半導体デバイスのパターンデータに対応したパターンを前記マスクブランクス上に形成して得られる露光マスクの歩留まりを、前記欠陥情報および前記与えられた半導体デバイスのパターンデータに基づいて算出し、該算出した歩留まりの値が所望の値以上のマスクブランクスを選択し、かつ、複数の半導体デバイスのパターンのそれぞれについて、マスクブランクス上に発生しうる欠陥サイズと欠陥数との関係、および欠陥サイズと欠陥修正率との関係を予め求めておき、該関係に基づいて前記与えられた半導体デバイスのパターンデータに対応した半導体デバイスのパターンの修正不可能な欠陥数を求め、この求めた欠陥数に基づいて前記歩留まりを算出する前記工程と
を有することを特徴とするマスクブランクスの選択方法。Preparing a plurality of mask blanks and defect information of the plurality of mask blanks;
The step of selecting a mask blank for forming a pattern corresponding to the given pattern data of the semiconductor device from the plurality of mask blanks based on the given pattern data of the semiconductor device and the defect information. Then, for each of the plurality of mask blanks, the yield of the exposure mask obtained by forming a pattern corresponding to the pattern data of the given semiconductor device on the mask blanks, the defect information, and the given semiconductor Calculated based on device pattern data, selects a mask blank whose calculated yield value is equal to or greater than a desired value, and a defect size that can occur on the mask blank for each of a plurality of semiconductor device patterns Relationship with the number of defects and defect support The number of defects in the semiconductor device pattern corresponding to the given semiconductor device pattern data is determined based on the relationship and the defect correction rate. And a step of calculating the yield based on the method. A method for selecting mask blanks, comprising:
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