JP4023141B2 - Inspection method for phase shift mask - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相シフトマスクの検査方法に関し、更に詳細には、位相シフトマスクのパターン欠陥検査に際し、パターンの疑似欠陥を誤ってパターン欠陥として検出することがないようにした、位相シフトマスクの検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化及び微細化に伴い、フォトリソグラフィ工程では、解像限界の高い位相シフトマスクの使用が注目されている。
位相シフトマスクは、マスク基板上にクロム膜等の金属膜で形成されたパターンを備えていて、ラインアンドスペースパターンのように、パターン開口部が繰り返して存在する場合に、一つ置きのパターン開口部を透過する透過光の位相を１８０°ずらすことにより、回折光の干渉による解像度の低下を防止して、解像度の向上を図ることができるマスクである。
【０００３】
位相シフトマスクは、一つ置きのパターン開口部に厚さｄ（ｄ＝λ／｛２（ｎ−１）｝で、波長λに対する光の屈折率ｎの透明薄膜（シフタ）を備えることにより、１８０°の位相差を生じさせることができる。
位相シフトマスクは、透明薄膜の設け方により、シフタ被着型（凸部型）位相シフトマスクと堀り込み型（凹部型）位相シフトマスクとに大別できる。
シフタ被着型位相シフトマスクでは、図５（ａ）に示すように、一つ置きの開口部が波長λ及び屈折率ｎに対して上述の関係を有する厚さｄの透明な薄膜（シフタ）で覆われている。また、堀り込み型位相シフトマスクでは、図５（ｂ）に示すように、一つ置きの開口部の基板が深さｄ′だけエッチングされ、シフタ被着型位相シフトマスクのシフタと等価になっている。
【０００４】
掘り込み型位相シフトマスクには、片堀り（Single Trench ）式と、両堀り（Dual Trench ）式の２種類がある。
ここで、図６を参照して、片堀り式の堀り込み型位相シフトマスクの作製方法を説明する。図６（ａ）から（ｇ）は、それぞれ、片堀り式の堀り込み型位相シフトマスクを作製する際の工程毎のマスク断面図である。
図６（ａ）に示すように、石英基板等のマスク基板上に遮光体としてクロム膜を被着させる。
次いで、クロム膜上に１回目のレジスト膜（図示せず）を塗布し、レジストパターン（図示せず）を形成して、レジストパターンに従ってクロム膜をパターニングして、図６（ｂ）に示すように、遮光体パターンを形成する。
【０００５】
次いで、図６（ｃ）に示すように、遮光体パターンとしてパターニングされたクロム膜上に、２回目のレジスト膜を塗布し、電子線描画によりシフタパターンを形成する。
続いて、図６（ｄ）に示すように、レジスト膜を現像処理し、図６（ｅ）に示すように、クロム膜パターンとクロム膜パターンとの間を露出させるエッチングマスクを形成する。
次に、図６（ｆ）に示すように、エッチングマスクを使ってマスク基板をエッチングして堀り込みを形成し、図６（ｇ）に示すように、片堀り式の堀り込み型位相シフトマスクを作製することができる。
片堀り式の堀り込み型位相シフトマスクでは、図６（ｇ）に示すように、堀り込み部のパターンがシフタ部であり、マスク基板と同じ基板面のクロム膜の開口領域のパターンが非シフタ部である。
【０００６】
次いで、図１０を参照して、両堀り式の堀り込み型位相シフトマスクの作製方法を説明する。図１０（ａ）から（ｆ）は、それぞれ、両堀り式の堀り込み型位相シフトマスクを作製する際の工程毎のマスク断面図である。
片堀り式の堀り込み型位相シフトマスクの作製と同様に、石英基板等のマスク基板上に遮光体としてクロム膜を被着させ、次いで、クロム膜上に１回目のレジスト膜（図示せず）を塗布し、レジストパターン（図示せず）を形成して、レジストパターンに従ってクロム膜をパターニングして、遮光体パターンを形成する。
【０００７】
続いて、遮光体パターンとしてパターニングされたクロム膜上に、２回目のレジスト膜を塗布してマスクを形成し、電子線描画により、図１０（ａ）に示すように、マスク基板をエッチングして、堀り込みを形成する。
次いで、図１０（ｂ）に示すように、 マスクを除去し、続いて図１０（ｃ）に示すように、レジスト膜を被着させ、図１０（ｄ）に示すように、レジスト膜を現像処理して堀り込みの一方を露出させるマスクを形成する。
次いで、図１０（ｅ）に示すように、露出した堀り込みをエッチングして、堀り込みを深くする。
続いて、マスクを除去して、図１０（ｆ）に示すように、両堀り式の堀り込み型位相シフトマスクを作製する。
図１０（ｆ）に示すように、堀り込みの深い堀り込み部がシフタ部であり、堀り込みの浅い堀り込み部が非シフタ部である。
【０００８】
ところで、ＬＳＩの製品歩留まり低下の大きな原因の一つとして、位相シフトマスクのパターン欠陥が挙げられる。つまり、位相シフトマスクに生じているパターン欠陥がパターン転写の際にウエハ上に転写され、転写されたパターンに欠陥が生じるために、製品歩留りが低下する。
パターン欠陥には、図７に示すように、欠け、エッジ不良、ピンホール、突起等のクロム膜形状欠陥と、パターン欠落、パーティクルの付着等が含まれる。
そこで、位相シフトマスクのこのようなパターン欠陥を検出するパターン欠陥検査方法の研究が盛んに行われ、実用化されている。
【０００９】
パターン欠陥検査方法は、二つのタイプに大別できる。
第１のタイプのパターン欠陥検査方法は、同じパターンが転写された２つのチップをそれぞれパターン検査手段で観察し、その両者の違いを欠陥比較手段で比較することによってパターン欠陥を検出する方法（die to die（ダイツウダイ）検査法）である。
第２のタイプのパターン欠陥検査方法は、パターンが転写されたチップをパターン検査手段で観察し、観察によって得られた測定パターンデータと、データベースに格納されている設計パターンデータを所定の関係に従って変換して作成したパターン検査用データとをデータ比較手段によって比較することによって欠陥の有無を検出する方法（die to database（ダイツウデータベース）検査法）である。
【００１０】
最近では、測定によって得られた測定パターンデータと設計パターンデータとを比較して欠陥の有無を検出するダイツウデータベース検査法が採用される傾向にある。
ここで、図８を参照して、ダイツウデータベース検査法を適用したパターン欠陥検査装置（以下、単にパターン欠陥検査装置と言う）の構成を説明する。図８はパターン欠陥検査装置の構成を示す模式図である。
パターン欠陥検査装置１０は、図８に示すように、位相シフトマスクを照射する照明光学系１２と、位相シフトマスクの位置決め機構１４と、位相シフトマスクの検査データを収集するデータ収集機構１６と、データベースから設計パターンデータを読み出し、パターン検査用データを発生させるデータ発生機構１８と、設計パターンデータとパターン検査用データとを比較する比較機構２０とを備えている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、単純にチップとチップを比較するダイツウダイ検査法とは異なり、ダイツウデータベース検査法により、レベンソンＰＳＭ（Phase Shift Mask）などの位相シフトマスクを検査しようとすると、位相シフトマスクに実際に照射する露光波長が位相シフトマスクを検査する際の検査波長より短いために、露光波長と検査波長との違いによる導波路効果、フォーカスエラー等が生じ、位相シフトマスクの正確な検査画像を得ることが難しい。
この結果、欠陥でない部分を擬似欠陥と判断してしまうために、正確なパターン欠陥検査を行うことが難しかった。また、欠陥でない部分を擬似欠陥と判断してしまうために、製品歩留りが著しく低下するという問題もあった。
ここで、導波路効果とは、シフタ部と非シフタ部の光強度の違いに起因するパターンの線幅変化、線長変化、形状変化等を言う。また、フォーカスエラーは、主としてパターン欠陥検査装置の性能限界により生じる。
【００１２】
例えば、位相シフトマスクのパターンが、微細Ｌ／Ｓパターンであって、設計パターンデータ（以下、描画データと言う）が、図９（ａ）に示すように、離隔して平行に設けられた帯状のパターンであるとする。
位相シフトマスクの検査画像の画像データと比較する際には、所定の関係に従って描画データを変換し、図９（ｂ）に示すように、パターン検査用データを作成する。そして、パターン検査用データは、上述の比較機構２０に入力される。尚、所定の関係とは、透過光及び反射光を考慮して帯状パターンのエッジの輪郭等を補正するために規定されている関係である。
一方、位相シフトマスクから得たマスクの検査画像の画像データは、図９（ｃ）に示すように、導波路効果、フォーカスずれなどにより、線幅細り、線長さの縮小等がシフタ部に生じる（図９（ｃ）の四角形内の図形を参照）。
その結果、マスクの検査画像にパターン欠陥があるような比較結果が出力され、欠陥でないもの、つまり疑似欠陥が、多数、誤ってパターン欠陥として検出される。これでは、位相シフトマスクのパターン欠陥を正確に検出することはできない。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、位相シフトマスクのパターン欠陥検査に際し、パターンの疑似欠陥を誤ってパターン欠陥として検出することがないようにした、位相シフトマスクの検査方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
フォーカスエラーは、主として、パターン欠陥検査装置の性能限界により生じるものであって、直ちに改善することは難しい。
そこで、本発明者は、導波路効果によるシフタ部と非シフタ部の光強度の違いに起因する位相シフトマスクのパターンの寸法変化をパターン検査用データに反映させて、位相シフトマスク対応検査データを作成し、位相シフトマスク対応検査データと位相シフトマスクの検査画像の画像データとを比較することを着想し、実験及びシミュレーションにより確認して、本発明を発明するに到った。
【００１５】
上記目的を達成するために、上述の知見に基づいて、本発明に係る位相シフトマスクの検査方法は、位相シフトマスクのパターンの設計パターンデータを所定の関係に従って変換して位相シフトマスクのパターン検査用データを作成し、作成した位相シフトマスクのパターン検査用データと、パターン欠陥検査装置で得た位相シフトマスクの検査画像の画像データとを比較対照して、位相シフトマスクのパターン欠陥を検出する検査方法において、
位相シフトマスクに照射する露光光の露光波長と、位相シフトマスクのパターン欠陥検査装置の検査波長との波長差による、シフタ部と非シフタ部の光強度の違いに起因する前記位相シフトマスクのパターンの寸法変化を含む、導波路効果による位相シフトマスクのシフタ部と非シフタ部の光強度の違いに起因する位相シフトマスクのパターンの寸法変化を求め、
求めたパターンの寸法変化に基づいて位相シフトマスクのパターンのシフタ部の線幅及び線長の少なくともいずれかを補正して位相シフトマスク対応検査データを作成し、
位相シフトマスク対応検査データと位相シフトマスクの検査画像の画像データとを比較対照して、位相シフトマスクのパターン欠陥を検出することを特徴としている。
【００１６】
本発明方法では、パターン検査用データを補正して位相シフトマスク対応検査データを作成する際、導波路効果による位相シフトマスクのシフタ部と非シフタ部の光強度の違いに起因する位相シフトマスクのパターンの寸法変化に基づいてパターン検査用データを補正する。例えばパターンのピッチ、パターン幅、パターン長さの少なくともいずれかと、シフタ部の線幅、線長の補正量（以下、バイアス量と言う）との相関関係を規定する。尚、寸法変化には、形状変化も含むものとする。
本発明方法は、位相シフトマスクのパターン検査用データと、パターン欠陥検査装置で得た位相シフトマスクの検査画像の画像データとを比較対照して、位相シフトマスクのパターン欠陥を検出する検査方法、つまりdie to database（ダイツウデータベース）検査法に適用できる。
ここで、所定の関係とは、透過光及び反射光を考慮してパターンのエッジの輪郭等を補正するために規定されている既知の関係である。
本発明方法は、位相シフトマスクのマスク構造に制約なく、つまりシフタ被着型（凸部型）位相シフトマスク及び堀り込み型（凹部型）位相シフトマスクに適用できる。
【００１７】
具体的には、位相シフトマスクのパターンのピッチ、パターン幅、パターン長さの少なくともいずれかと、導波路効果によるシフタ部と非シフタ部の光強度の違いに起因する位相シフトマスクのパターンの寸法変化との相関関係を予めルールベースとしてルールベース化し、
検査対象の位相シフトマスクのパターンに対するシフタ部と非シフタ部の間の光強度の違いに起因する位相シフトマスクのパターンの寸法変化をルールベースから求め、
求めたパターンの寸法変化に基づいてパターン検査用データを補正して位相シフトマスク対応検査データを作成する。
また、位相シフトマスクのパターンのピッチ、パターン幅、パターン長さの少なくともいずれかと、導波路効果によるシフタ部と非シフタ部の光強度の違いに起因する位相シフトマスクのパターンの寸法変化との相関関係とに基づいて、シフタ部と非シフタ部の間の光強度の違いに起因する検査対象の位相シフトマスクのパターンの寸法変化をシミュレーション演算により求め、
求めたパターンの寸法変化に基づいてパターン検査用データを補正して位相シフトマスク対応検査データを作成する。
【００１９】
本発明方法では、導波路効果、波長差、マスク構造の相違をパターン検査用データに反映させた位相シフトマスク対応検査データを作成し、位相シフトマスク対応検査データと検査画像の画像データとを比較対照することにより、擬似欠陥の検出を抑制し、精度の高い欠陥検出を可能としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。以下の実施形態例は本発明の態様の例示であって、本発明は、以下の実施形態例に限定されるものではない。
実施形態例１
本実施形態例は、本発明に係る位相シフトマスクの検査方法の実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の位相シフトマスクの検査方法の手順を示すフローチャート、図２はルールベース化の具体例を示す模式図、及び図３は本実施形態例の位相シフトマスクの検査方法で検査基準として使用する位相シフトマスク対応検査データの作成手順を示すフローチャートである。
【００２１】
先ず、図１に示すように、パターン欠陥検査装置を使って検査波長により位相シフトマスクの検査画像を撮像し、次いで検査画像の画像データを作成する。
一方、設計パターンデータ（以下、描画データと言う）から所定の関係に従って従来と同様にしてパターン検査用データを作成する。
次いで、パターンのピッチ、パターン幅、パターン長さの少なくともいずれかと、露光波長と検査波長との違いに起因する光強度の違いを含む、導波路効果による位相シフトマスクのシフタ部と非シフタ部との間の光強度の違いに起因する位相シフトマスクのパターンの寸法変化との相関関係を実験等により求める。
そして、求めた相関関係をルールベース化する。つまり、パターンのピッチ、パターン幅、パターン長さの少なくともいずれかと、非シフタ部の線幅、線長の補正量（以下、バイアス量と言う）との相関関係を規定し、テーブル化する。
次いで、パターンのピッチ、パターン幅、パターン長さの少なくともいずれかに基づいて、ルールベースから補正量を算出してパターン検査用データを補正して、位相シフトマスク対応検査用データを作成する。
続いて、検査波長でのパターン欠陥検査装置により得た検査画像の画像データと位相シフトマスク対応検査用データとを比較対照してパターン欠陥を検出する。
【００２２】
ここで、ルールベースとは、パターンのピッチ（pitch）、線幅、線長等のパラメータに基づいてバイアス量のルールを作成し、そのルールに従ってバイアス量を算出することである。
本実施形態例では、パターンのピッチとバイアス量との関係がルールベース化されている。
例えば、図２（ａ）から（ｃ）に示すように、描画データのピッチ（Ｐ）に応じて、非シフタ部（Ｎ）のパターンに対してシフタ部（Ｓ）の線幅、線長を調整する。
図２（ａ）では、ピッチ（Ｐ）が小さいので、非シフタ部（Ｎ）に対するシフタ部（Ｓ）のバイアス量は大きく、図２（ｂ）では、図２（ａ）に比べて、ピッチ（Ｐ）が大きいので、非シフタ部（Ｎ）に対するシフタ部（Ｓ）のバイアス量は小さくなっている。図２（ｃ）では、更にピッチ（Ｐ）が大きいので、非シフタ部（Ｎ）に対するシフタ部（Ｓ）のバイアス量は更に小さくなっている。
【００２３】
具体的には、以下のようにして、位相シフトマスク対応検査用データを作成する。
先ず、図３（ａ）に示すように、従来と同様にして、１層目パターンの描画データに基づいて、マスク基板上のクロム膜パターンのパターン検査用データを形成する。ここで、１層目パターンの描画データとは、前述の堀り込み型位相シフトマスクの作成方法で、図６（ａ）に示した遮光体パターンを形成する際のレジストパターンである。
次いで、図３（ｂ）に示すように、２層目の描画データに基づくシフタ部の堀り込み部の形成用データをルールベースによって補正して、２層目パターンを形成する。ここで、２層目パターンとは、前述の片堀り込み式の堀り込み型位相シフトマスクの作成方法で、図６（ｅ）に示したエッチングマスクの開口パターンである。つまり、シフタ部の堀り込みパターンの長さ、幅を調整する。また、前述の両堀り込み式の堀り込み型位相シフトマスクの作成方法で、図１０（ｅ）に示したエッチングマスクの開口パターンである。つまり、シフタ部の堀り込みパターンの長さ、幅を調整する。
【００２４】
これにより、図３（ｃ）に示すように、補正した位相シフトマスク対応検査データを作成することができる。
次いで、位相シフトマスク対応検査データとパターン欠陥検査装置で得た位相シフトマスクの検査画像の画像データと比較対照することにより、正確なパターン検査を行うことができる。
【００２５】
従来の位相シフトマスクの検査方法では、位相シフトマスクの露光波長が検査波長より短波長で、相互に異なるため、露光波長用に作製された位相シフトマスクを検査波長で検査したときに、露光波長と検査波長との波長の違いにより位相差がずれて、導波路効果、フォーカスエラーを生じていた。
一方、本実施形態例では、露光波長と検査波長との波長の違いを補正した位相シフトマスク対応検査データとパターン欠陥検査装置で得た検査画像の画像データとを比較している。よって、従来のように、露光波長と検査波長との波長の違いにより位相差がずれて、導波路効果、フォーカスエラー等が生じていても、本実施形態例では、疑似パターン欠陥として検出しないので、正確なパターン欠陥を検出することができる。
【００２６】
実施形態例２
本実施形態例は、本発明に係る位相シフトマスクの検査方法の実施形態の別の例であって、図４は本実施形態例の位相シフトマスクの検査方法の手順を示すフローチャートである。
本実施形態例は、実施形態例１の方法で行ったルールベース化に代えて、シミュレーション演算を行うことを除いて同じ構成を備えている。
本実施形態例では、パターンのピッチ、パターン幅、パターン長さの少なくともいずれかと、露光波長と検査波長との違いに起因する光強度の違いを含む、導波路効果による位相シフトマスクのシフタ部と非シフタ部との間の光強度の違いに起因する位相シフトマスクのパターンの寸法変化との相関関係に従ってシミュレーション演算を行い、シフタ部の線幅、線長の補正量（以下、バイアス量と言う）を決定する。
以上の構成により、本実施形態例の方法は、実施形態例１と同様の効果を奏する。
【００２７】
また、シミュレーション演算では、マスク構造による位相シフトマスクのシフタ部と非シフタ部との間の光強度の違いをシミュレーション演算し、その結果を位相シフトマスク対応検査データに反映させることもできる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、位相シフトマスクのパターン検査用データと、位相シフトマスクの検査画像の画像データとを比較対照して、位相シフトマスクのパターン欠陥を検出する検査方法において、導波路効果による位相シフトマスクのシフタ部と非シフタ部の光強度の違いに起因するパターンの寸法変化に基づいてパターン検査用データを補正して位相シフトマスク対応検査データを作成し、位相シフトマスク対応検査データと検査画像の画像データとを比較対照して、位相シフトマスクのパターン欠陥を検出することにより、パターンの疑似欠陥を誤ってパターン欠陥として検出することがない、精度の高い位相シフトマスクの検査方法を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の位相シフトマスクの検査方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】ルールベース化の具体例を示す模式図である。
【図３】実施形態例１の位相シフトマスクの検査方法で検査基準として使用する位相シフトマスク対応検査データの作成手順を示すフローチャートである。
【図４】実施形態例２の位相シフトマスクの検査方法の手順を示すフローチャートである。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、シフタ被着型（凸部型）位相シフトマスク及び堀り込み型（凹部型）位相シフトマスクの構成を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）から（ｇ）は、それぞれ、片堀り込み式の堀り込み型位相シフトマスクを作製する際の工程毎のマスク断面図である。
【図７】種々のパターン欠陥を示す平面図である。
【図８】パターン欠陥検査装置の構成を示す模式図である。
【図９】図９（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、描画データ、パターン検査用データ、及び検査画像の画像データとの関係を示す模式図である。
【図１０】図１０（ａ）から（ｆ）は、それぞれ、両堀り込み式の堀り込み型位相シフトマスクを作製する際の工程毎のマスク断面図である。
【符号の説明】
１０……パターン欠陥検査装置、１２……照明光学系、１４……位置決め機構１６……データ収集機構、１８……データ発生機構、２０……比較機構。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection method for a phase shift mask, and more particularly, an inspection of a phase shift mask in which a pseudo defect of a pattern is not erroneously detected as a pattern defect when inspecting a pattern defect of a phase shift mask. It is about the method.
[0002]
[Prior art]
With the high integration and miniaturization of large-scale integrated circuits (LSIs), the use of a phase shift mask with a high resolution limit has attracted attention in the photolithography process.
A phase shift mask has a pattern formed of a metal film such as a chromium film on a mask substrate, and every other pattern opening when there are repeated pattern openings such as a line and space pattern. By shifting the phase of transmitted light that passes through the portion by 180 °, the resolution can be improved by preventing a decrease in resolution due to interference of diffracted light.
[0003]
The phase shift mask is provided with a transparent thin film (shifter) having a thickness d (d = λ / {2 (n−1)}) and a refractive index n of light with respect to the wavelength λ at every other pattern opening. A phase difference of 180 ° can be generated.
Phase shift masks can be broadly classified into shifter deposition type (convex type) phase shift masks and digging type (concave type) phase shift masks depending on how the transparent thin film is provided.
In the shifter deposition type phase shift mask, as shown in FIG. 5A, every other opening is a transparent thin film (shifter) having a thickness d in which the above-mentioned relationship with respect to the wavelength λ and the refractive index n. Covered with. Further, in the excavation type phase shift mask, as shown in FIG. 5B, every other opening portion of the substrate is etched by a depth d ′, which is equivalent to the shifter of the shifter deposition type phase shift mask. It has become.
[0004]
There are two types of digging-type phase shift masks: a single trench type and a dual trench type.
Here, with reference to FIGS. 6A and 6B, a manufacturing method of a single-sided digging type phase shift mask will be described. FIGS. 6A to 6G are mask cross-sectional views for each process when manufacturing a one-sided digging type phase shift mask.
As shown in FIG. 6A, a chromium film is deposited as a light shielding body on a mask substrate such as a quartz substrate.
Next, a first resist film (not shown) is applied on the chromium film, a resist pattern (not shown) is formed, and the chromium film is patterned according to the resist pattern, as shown in FIG. 6B. Then, a light shielding body pattern is formed.
[0005]
Next, as shown in FIG. 6C, a second resist film is applied on the chromium film patterned as the light shielding pattern, and a shifter pattern is formed by electron beam drawing.
Subsequently, as shown in FIG. 6D, the resist film is developed, and as shown in FIG. 6E, an etching mask that exposes the space between the chromium film pattern is formed.
Next, as shown in FIG. 6 (f), the mask substrate is etched using an etching mask to form a digging, and as shown in FIG. 6 (g), a single digging digging type is used. A phase shift mask can be produced.
As shown in FIG. 6G, in the one-sided digging type phase shift mask, the pattern of the digging portion is a shifter portion, and the pattern of the opening region of the chromium film on the same substrate surface as the mask substrate Is a non-shifter part.
[0006]
Next, with reference to FIGS. 10A and 10B, a method for manufacturing a double-drilling type phase shift mask will be described. FIGS. 10A to 10F are mask cross-sectional views for each process when fabricating a double-grooved digging phase shift mask.
Similar to the fabrication of the one-sided digging type phase shift mask, a chromium film is deposited as a light shielding body on a mask substrate such as a quartz substrate, and then a first resist film (not shown) is formed on the chromium film. ) Is applied to form a resist pattern (not shown), and the chromium film is patterned according to the resist pattern to form a light-shielding body pattern.
[0007]
Subsequently, a second resist film is applied on the chromium film patterned as the light shielding body pattern to form a mask, and the mask substrate is etched by electron beam drawing as shown in FIG. Form a digging.
Next, as shown in FIG. 10 (b), the mask is removed, and then a resist film is applied as shown in FIG. 10 (c), and the resist film is developed as shown in FIG. 10 (d). A mask is formed that is processed to expose one of the trenches.
Next, as shown in FIG. 10E, the exposed trench is etched to deepen the trench.
Subsequently, the mask is removed, and as shown in FIG. 10F, a double-drilling type digging phase shift mask is produced.
As shown in FIG. 10 (f), the deeply dug portion is a shifter portion, and the shallow dug portion is a non-shifter portion.
[0008]
By the way, one of the major causes of a decrease in the product yield of LSI is a pattern defect of the phase shift mask. That is, pattern defects generated in the phase shift mask are transferred onto the wafer during pattern transfer, and defects are generated in the transferred pattern, resulting in a decrease in product yield.
As shown in FIG. 7, the pattern defect includes a chromium film shape defect such as a chip, an edge defect, a pinhole or a protrusion, a pattern defect, particle adhesion, and the like.
Therefore, research on a pattern defect inspection method for detecting such a pattern defect of the phase shift mask has been actively conducted and put into practical use.
[0009]
Pattern defect inspection methods can be broadly classified into two types.
The first type of pattern defect inspection method is a method of detecting pattern defects by observing two chips transferred with the same pattern with a pattern inspection means and comparing the difference between the two chips with a defect comparison means (die). to die inspection method).
In the second type pattern defect inspection method, the chip to which the pattern is transferred is observed by the pattern inspection means, and the measurement pattern data obtained by the observation and the design pattern data stored in the database are converted according to a predetermined relationship. This is a method of detecting the presence or absence of a defect by comparing the pattern inspection data created in this way with a data comparison means (die to database inspection method).
[0010]
Recently, there is a tendency to adopt a Daito database inspection method in which measurement pattern data obtained by measurement and design pattern data are compared to detect the presence or absence of defects.
Here, the configuration of a pattern defect inspection apparatus (hereinafter simply referred to as a pattern defect inspection apparatus) to which the die-to-database inspection method is applied will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the pattern defect inspection apparatus.
As shown in FIG. 8, the pattern defect inspection apparatus 10 includes an illumination optical system 12 that irradiates a phase shift mask, a phase shift mask positioning mechanism 14, a data collection mechanism 16 that collects phase shift mask inspection data, A data generation mechanism 18 that reads design pattern data from a database and generates pattern inspection data, and a
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, unlike the die-to-die inspection method, which simply compares the chips with each other, when the phase-shift mask such as Levenson PSM (Phase Shift Mask) is inspected by the die-to-database inspection method, the phase shift mask is actually irradiated. Since the exposure wavelength is shorter than the inspection wavelength when inspecting the phase shift mask, a waveguide effect, a focus error, etc. due to the difference between the exposure wavelength and the inspection wavelength occur, and it is difficult to obtain an accurate inspection image of the phase shift mask. .
As a result, a portion that is not a defect is determined as a pseudo defect, and it is difficult to perform an accurate pattern defect inspection. In addition, since a non-defect portion is determined as a pseudo defect, there is a problem in that the product yield is significantly reduced.
Here, the waveguide effect means a line width change, a line length change, a shape change and the like of a pattern due to a difference in light intensity between the shifter portion and the non-shifter portion. The focus error is mainly caused by the performance limit of the pattern defect inspection apparatus.
[0012]
For example, the pattern of the phase shift mask is a fine L / S pattern, and the design pattern data (hereinafter referred to as drawing data) is strip-like provided in parallel as shown in FIG. 9A. It is assumed that the pattern is
When comparing with the image data of the inspection image of the phase shift mask, the drawing data is converted according to a predetermined relationship, and pattern inspection data is created as shown in FIG. Then, the pattern inspection data is input to the
On the other hand, as shown in FIG. 9C, the image data of the inspection image of the mask obtained from the phase shift mask is reduced in line width and line length due to the waveguide effect, focus shift, etc. This occurs (see the figure in the rectangle in FIG. 9C).
As a result, a comparison result in which there is a pattern defect in the inspection image of the mask is output, and many non-defects, that is, pseudo defects are erroneously detected as pattern defects. This makes it impossible to accurately detect pattern defects in the phase shift mask.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a phase shift mask inspection method in which a pseudo defect of a pattern is not erroneously detected as a pattern defect at the time of pattern defect inspection of a phase shift mask.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The focus error is mainly caused by the performance limit of the pattern defect inspection apparatus, and is difficult to improve immediately.
Therefore, the present inventor reflects the phase shift mask pattern dimensional change caused by the difference in light intensity between the shifter portion and the non-shifter portion due to the waveguide effect in the pattern inspection data, and generates the phase shift mask corresponding inspection data. The present invention was conceived to create and compare the phase shift mask-corresponding inspection data with the image data of the inspection image of the phase shift mask, and confirmed by experiments and simulations to invent the present invention.
[0015]
In order to achieve the above object, based on the above-described knowledge, the phase shift mask inspection method according to the present invention converts the phase shift mask pattern design pattern data according to a predetermined relationship and performs phase shift mask pattern inspection. The phase shift mask pattern defect is detected by comparing and comparing the generated phase shift mask pattern inspection data with the phase shift mask inspection image data obtained by the pattern defect inspection apparatus. In the inspection method,
The pattern of the phase shift mask resulting from the difference in light intensity between the shifter portion and the non-shifter portion due to the wavelength difference between the exposure wavelength of the exposure light irradiated to the phase shift mask and the inspection wavelength of the pattern defect inspection device of the phase shift mask The dimensional change of the pattern of the phase shift mask due to the difference in light intensity between the shifter portion and the non-shifter portion of the phase shift mask due to the waveguide effect , including the dimensional change of
Correcting at least one of the line width and line length of the shifter portion of the phase shift mask pattern based on the dimensional change of the obtained pattern to create phase shift mask corresponding inspection data,
The pattern shift mask detection defect is detected by comparing and comparing the phase shift mask inspection data and the image data of the phase shift mask inspection image.
[0016]
According to the method of the present invention, when the inspection data corresponding to the pattern inspection is created by correcting the pattern inspection data, the phase shift mask of the phase shift mask due to the difference in light intensity between the shifter portion and the non-shifter portion of the phase shift mask due to the waveguide effect The pattern inspection data is corrected based on the pattern dimensional change. For example, a correlation between at least one of the pattern pitch, the pattern width, and the pattern length and the correction amount (hereinafter referred to as a bias amount) of the line width and the line length of the shifter portion is defined. Note that the dimensional change includes a shape change.
The method of the present invention is an inspection method for detecting a pattern defect of a phase shift mask by comparing and contrasting pattern inspection data of a phase shift mask with image data of an inspection image of a phase shift mask obtained by a pattern defect inspection apparatus, In other words, it can be applied to the die to database inspection method.
Here, the predetermined relationship is a known relationship defined for correcting the contour of the edge of the pattern in consideration of transmitted light and reflected light.
The method of the present invention can be applied to a shift shifter type (convex type) phase shift mask and a digging type (concave type) phase shift mask without restriction on the mask structure of the phase shift mask.
[0017]
Specifically, the phase shift mask pattern changes due to the difference in light intensity between the shifter and non-shifter due to the waveguide effect, and at least one of the phase shift mask pattern pitch, pattern width, and pattern length. Rule base as a rule base in advance,
Obtaining from the rule base the dimensional change of the phase shift mask pattern resulting from the difference in light intensity between the shifter portion and the non-shifter portion with respect to the phase shift mask pattern to be inspected,
Based on the obtained dimensional change of the pattern, the pattern inspection data is corrected to create phase shift mask compatible inspection data.
Also, correlation between phase shift mask pattern pitch, pattern width, and / or pattern length and phase shift mask pattern dimensional change due to light intensity difference between shifter and non-shifter due to waveguide effect Based on the relationship, the dimensional change of the pattern of the phase shift mask to be inspected due to the difference in light intensity between the shifter part and the non-shifter part is obtained by simulation calculation,
Based on the obtained dimensional change of the pattern, the pattern inspection data is corrected to create phase shift mask compatible inspection data.
[0019]
In the method of the present invention, inspection data corresponding to the phase shift mask is created by reflecting the waveguide effect, the wavelength difference, and the difference in the mask structure in the pattern inspection data, and the inspection data corresponding to the phase shift mask is compared with the image data of the inspection image. By contrasting, detection of pseudo defects is suppressed and defect detection with high accuracy is possible.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below specifically and in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are exemplifications of aspects of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.
Embodiment 1
This embodiment is an example of an embodiment of a phase shift mask inspection method according to the present invention. FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of the phase shift mask inspection method of this embodiment, and FIG. 2 is a rule base. FIG. 3 is a schematic diagram showing a specific example of the conversion, and FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for creating inspection data corresponding to phase shift mask used as an inspection reference in the inspection method of the phase shift mask of this embodiment.
[0021]
First, as shown in FIG. 1, an inspection image of a phase shift mask is picked up by an inspection wavelength using a pattern defect inspection apparatus, and then image data of the inspection image is created.
On the other hand, pattern inspection data is created from design pattern data (hereinafter referred to as drawing data) in the same manner as in the past according to a predetermined relationship.
Next, a shifter portion and a non-shifter portion of the phase shift mask due to the waveguide effect, including a difference in light intensity caused by a difference between the exposure wavelength and the inspection wavelength, and at least one of a pattern pitch, a pattern width, and a pattern length The correlation with the dimensional change of the pattern of the phase shift mask due to the difference in light intensity between the two is obtained by experiments or the like.
Then, the obtained correlation is made a rule base. That is, the correlation between at least one of the pattern pitch, the pattern width, and the pattern length and the correction amount (hereinafter referred to as a bias amount) of the line width and line length of the non-shifter portion is defined and tabulated.
Next, based on at least one of the pitch, pattern width, and pattern length of the pattern, a correction amount is calculated from the rule base, the pattern inspection data is corrected, and phase shift mask corresponding inspection data is created.
Subsequently, the pattern defect is detected by comparing and comparing the image data of the inspection image obtained by the pattern defect inspection apparatus at the inspection wavelength with the phase shift mask corresponding inspection data.
[0022]
Here, the rule base is to create a bias amount rule based on parameters such as a pattern pitch, line width, and line length, and to calculate the bias amount according to the rule.
In this embodiment, the relationship between the pattern pitch and the bias amount is rule-based.
For example, as shown in FIGS. 2A to 2C, the line width and line length of the shifter portion (S) are set with respect to the pattern of the non-shifter portion (N) according to the pitch (P) of the drawing data. adjust.
In FIG. 2A, since the pitch (P) is small, the bias amount of the shifter portion (S) with respect to the non-shifter portion (N) is large. In FIG. 2B, the pitch is smaller than that in FIG. Since (P) is large, the bias amount of the shifter portion (S) with respect to the non-shifter portion (N) is small. In FIG. 2C, since the pitch (P) is larger, the bias amount of the shifter portion (S) with respect to the non-shifter portion (N) is further reduced.
[0023]
Specifically, the phase shift mask corresponding inspection data is created as follows.
First, as shown in FIG. 3A, pattern inspection data of the chromium film pattern on the mask substrate is formed based on the drawing data of the first layer pattern as in the conventional case. Here, the drawing data of the first layer pattern is a resist pattern when the light shielding body pattern shown in FIG. 6A is formed by the above-described method for creating a digging phase shift mask.
Next, as shown in FIG. 3B, the formation data of the dug portion of the shifter portion based on the drawing data of the second layer is corrected by the rule base to form the second layer pattern. Here, the second layer pattern is an etching mask opening pattern shown in FIG. 6 (e) in the above-described method for producing the one-sided digging type phase shift mask. That is, the length and width of the digging pattern in the shifter portion are adjusted. FIG. 10E shows the opening pattern of the etching mask in the above-described method for producing the double-drilling type phase shift mask. That is, the length and width of the digging pattern in the shifter portion are adjusted.
[0024]
Thereby, as shown in FIG.3 (c), the correct | amended inspection data corresponding to a phase shift mask can be created.
Next, by comparing and comparing the phase shift mask corresponding inspection data with the image data of the phase shift mask inspection image obtained by the pattern defect inspection apparatus, an accurate pattern inspection can be performed.
[0025]
In the conventional phase shift mask inspection method, the exposure wavelength of the phase shift mask is shorter than the inspection wavelength and is different from each other. Therefore, when the phase shift mask prepared for the exposure wavelength is inspected at the inspection wavelength, the exposure wavelength The phase difference is shifted due to the difference in wavelength between the inspection wavelength and the inspection wavelength, resulting in a waveguide effect and a focus error.
On the other hand, in this embodiment, the phase shift mask-corresponding inspection data in which the difference between the exposure wavelength and the inspection wavelength is corrected is compared with the image data of the inspection image obtained by the pattern defect inspection apparatus. Therefore, even if the phase difference is shifted due to the difference in wavelength between the exposure wavelength and the inspection wavelength and the waveguide effect, the focus error, etc. are generated as in the prior art, in this embodiment example, it is not detected as a pseudo pattern defect. Accurate pattern defects can be detected.
[0026]
Embodiment 2
This embodiment is another example of the phase shift mask inspection method according to the present invention, and FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the phase shift mask inspection method of this embodiment.
The present embodiment has the same configuration except that a simulation calculation is performed instead of the rule base performed by the method of the first embodiment.
In the present embodiment example, the shifter portion of the phase shift mask by the waveguide effect includes at least one of the pattern pitch, the pattern width, and the pattern length, and the difference in light intensity caused by the difference between the exposure wavelength and the inspection wavelength; A simulation calculation is performed according to the correlation with the dimensional change of the pattern of the phase shift mask due to the difference in light intensity with the non-shifter portion, and the correction amount of the line width and line length of the shifter portion (hereinafter referred to as the bias amount). ).
With the above configuration, the method of this embodiment has the same effects as those of the first embodiment.
[0027]
Further, in the simulation calculation, a difference in light intensity between the shifter part and the non-shifter part of the phase shift mask due to the mask structure can be simulated and the result can be reflected in the inspection data corresponding to the phase shift mask.
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the inspection method for detecting the pattern defect of the phase shift mask by comparing and contrasting the pattern inspection data of the phase shift mask with the image data of the inspection image of the phase shift mask, the phase due to the waveguide effect is detected. Based on the pattern dimensional change caused by the difference in light intensity between shifter and non-shifter of shift mask, pattern inspection data is corrected to create phase shift mask inspection data, and phase shift mask inspection data and inspection By comparing and contrasting the image data with the image and detecting the pattern defect of the phase shift mask, a highly accurate phase shift mask inspection method that does not erroneously detect a pattern defect as a pattern defect is realized. is doing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of a phase shift mask inspection method according to Embodiment 1;
FIG. 2 is a schematic diagram showing a specific example of rule-based implementation.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for creating inspection data corresponding to a phase shift mask used as an inspection reference in the phase shift mask inspection method of Embodiment 1;
4 is a flowchart showing a procedure of a phase shift mask inspection method according to Embodiment 2. FIG.
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views showing the structures of a shifter deposition type (convex type) phase shift mask and a dug type (concave type) phase shift mask, respectively.
6 (a) to 6 (g) are mask cross-sectional views for each process when manufacturing a one-sided digging type phase shift mask, respectively.
FIG. 7 is a plan view showing various pattern defects.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a pattern defect inspection apparatus.
FIGS. 9A to 9C are schematic diagrams showing the relationship between drawing data, pattern inspection data, and image data of an inspection image, respectively.
FIGS. 10 (a) to 10 (f) are cross-sectional views of the masks for each process when fabricating a double-recessed digging type phase shift mask, respectively.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pattern defect inspection apparatus, 12 ... Illumination optical system, 14 ... Positioning mechanism 16 ... Data collection mechanism, 18 ... Data generation mechanism, 20 ... Comparison mechanism
Claims (3)
前記位相シフトマスクに照射する露光光の露光波長と、前記位相シフトマスクのパターン欠陥検査装置の検査波長との波長差による、シフタ部と非シフタ部の光強度の違いに起因する前記位相シフトマスクのパターンの寸法変化を含む、導波路効果による前記位相シフトマスクのシフタ部と非シフタ部の光強度の違いに起因する前記位相シフトマスクのパターンの寸法変化を求め、
前記求めたパターンの寸法変化に基づいて前記位相シフトマスクのパターンの前記シフタ部の線幅及び線長の少なくともいずれかを補正して位相シフトマスク対応検査データを作成し、
前記位相シフトマスク対応検査データと前記位相シフトマスクの前記検査画像の画像データとを比較対照して、前記位相シフトマスクのパターン欠陥を検出することを特徴とする位相シフトマスクの検査方法。The phase shift mask pattern design pattern data is converted according to a predetermined relationship to create the phase shift mask pattern inspection data, and the phase shift mask pattern inspection data and the pattern defect inspection apparatus obtained In the inspection method for detecting the pattern defect of the phase shift mask by comparing and contrasting the image data of the inspection image of the phase shift mask,
The phase shift mask caused by a difference in light intensity between the shifter portion and the non-shifter portion due to a wavelength difference between an exposure wavelength of the exposure light applied to the phase shift mask and an inspection wavelength of the pattern defect inspection apparatus of the phase shift mask The dimensional change of the phase shift mask pattern due to the difference in light intensity between the shifter portion and the non-shifter portion of the phase shift mask due to the waveguide effect , including the dimensional change of the pattern of
Correcting at least one of the line width and line length of the shifter portion of the pattern of the phase shift mask based on the dimensional change of the obtained pattern to create phase shift mask corresponding inspection data,
A phase shift mask inspection method comprising: comparing and comparing the phase shift mask corresponding inspection data and the image data of the inspection image of the phase shift mask to detect a pattern defect of the phase shift mask.
検査対象の位相シフトマスクのパターンに対するシフタ部と非シフタ部の間の光強度の違いに起因する位相シフトマスクのパターンの寸法変化を前記ルールベースから求め、
前記求めたパターンの寸法変化に基づいて前記パターン検査用データを補正して前記位相シフトマスク対応検査データを作成することを特徴とする請求項１に記載の位相シフトマスクの検査方法。Correlation between at least one of the pitch, pattern width, and pattern length of the phase shift mask pattern and the dimensional change of the pattern of the phase shift mask due to the difference in light intensity between the shifter portion and the non-shifter portion due to the waveguide effect Make the relationship as a rule base in advance as a rule base,
Obtaining the dimensional change of the phase shift mask pattern due to the difference in light intensity between the shifter portion and the non-shifter portion with respect to the phase shift mask pattern to be inspected from the rule base,
The phase shift mask inspection method according to claim 1, wherein the phase shift mask corresponding inspection data is created by correcting the pattern inspection data based on the dimensional change of the obtained pattern.
前記求めたパターンの寸法変化に基づいて前記パターン検査用データを補正して前記位相シフトマスク対応検査データを作成することを特徴とする請求項１に記載の位相シフトマスクの検査方法。Correlation between at least one of the pitch, pattern width, and pattern length of the phase shift mask pattern and the dimensional change of the pattern of the phase shift mask due to the difference in light intensity between the shifter portion and the non-shifter portion due to the waveguide effect Based on the relationship, the dimensional change of the pattern of the phase shift mask to be inspected due to the difference in light intensity between the shifter part and the non-shifter part is obtained by simulation calculation,
The phase shift mask inspection method according to claim 1, wherein the phase shift mask corresponding inspection data is created by correcting the pattern inspection data based on the dimensional change of the obtained pattern.
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