JPH10301257A - 多面付フォトマスク欠陥解析装置および欠陥解析方法ならびに該欠陥解析プログラムを記録した記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実際のフォトマスク欠陥の形状・大きさ・光
学濃度等の情報を精度よく取り込み、かつ系統的な欠陥
解析を迅速・容易に行うことができる多面付フォトマス
ク欠陥解析装置および欠陥解析方法を提供すること。 【解決手段】 欠陥観察ユニット１において多面付フォ
トマスク３のフォトマスクパターン４ａ，４ｂがそれぞ
れ観察部６ａ，６ｂにおいて比較観察され、観察された
画像は、それぞれ、観察画像出力部８ａ，８ｂから欠陥
解析ユニット１０へ受け渡される。そして、欠陥画像抽
出部１１にて欠陥画像が分離抽出され、欠陥画像とパタ
ーン画像とがそれぞれ欠陥画像データ変換部１２ａ、パ
ターンデータ合成部１３にてシミュレーション用データ
に変換された後、パターンデータ合成部１３にて合成さ
れ、該合成されたデータに基づいて光強度シミュレーシ
ョン部１５により光強度シミュレーションが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程中
のフォトリソグラフィ工程において、ウェハー上の露光
パターンに対するフォトマスク上の欠陥の露光転写への
影響を解析するための、フォトマスク欠陥解析装置およ
び欠陥解析方法ならび該欠陥解析プロクラムを記録した
記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フォトマスク上の欠陥解析は、実
際に欠陥をウェハー上に露光転写し、形成されたウェハ
ー上のレジストパターンを計測評価することによって行
われていた。このような欠陥解析の目的は、フォトマス
クパターンを用いてウェハーに転写する際に、フォトマ
スク上の欠陥がウェハーパターンにどのような悪影響を
及ぼすかについて評価することである。そのためフォト
マスク欠陥自身の形状や大きさだけでなく、上述した露
光転写を行うことによって初めて、パターンの良否判定
を行ったり、欠陥の大きさ・形状等の適切な許容範囲を
設定したりすることが可能となる。

【０００３】フォトマスク欠陥解析の一般的手順とし
て、第一の従来方法を次に説明する。図３は、第一の従
来方法の手順を示したフローチャートである。まず、ス
テップＳＡ１においてフォトマスク（欠陥あり）を準備
し、ステップＳＡ２においてフォトマスク欠陥検査機あ
るいは光学顕微鏡等の光学的観察装置を用いて欠陥を検
出・観察する。そして、ステップＳＡ３においてこの欠
陥の位置、形状、大きさ等の情報を記録しておく。次に
ステップＳＡ４において、このフォトマスクを露光転写
装置に取り付け、所定の露光条件で実際にウェハー上に
露光転写する。そしてステップＳＡ５において所定のリ
ソグラフィ工程を行い、ウェハー上のレジストパターン
を得る。このレジストパターンには、上記フォトマスク
上の欠陥も転写されていることが期待される。

【０００４】次に、ステップＳＡ６では、ステップＳＡ
５で得られたウェハーパターンにおいて、上述したフォ
トマスク欠陥のあった位置に対応するパターン部分を観
察し、ステップＳＡ７においてこれと上記フォトマスク
欠陥の情報とを比較評価することにより、ウェハーパタ
ーンに対してフォトマスク欠陥がどのような影響を与え
たかを評価する。ここで説明した手順は、特に装置や実
験条件を限定するものでなく、一般的な欠陥検査装置や
光学顕微鏡などの装置、および、一般的に用いられる実
験条件を使用すればよい。

【０００５】しかしながら、上述した従来のマスク欠陥
解析方法に関する第一の方法を実施するためには次の条
件が必要であった。まず第一に、フォトマスク上に欠陥
が存在していなければならないこと、つまり欠陥のある
フォトマスクを見い出して、しかもその欠陥が転写評価
の目的に沿うような形状・大きさである必要がある。第
二に、露光転写装置を含むウェハー用リソグラフィプロ
セスの設備一式が必要であり、実際に露光転写とリソグ
ラフィプロセスを行う必要があること、第三にマスク欠
陥装置およびウェハー欠陥検査装置あるいは同等の光学
的欠陥観察装置が必要である。すなわち、マスク上の欠
陥を実際にウェハー上に露光転写して評価しなければな
らなかった。

【０００６】そして、この手段によって欠陥の影響の解
析評価を行ったとしても、次に述べる欠陥解析上の困難
があった。それは、マスク欠陥はその製造プロセス上で
「偶然に」生成されるものであり、本来意図的にその欠
陥の生成を再現できるものではないということである。
すなわち、マスク欠陥を任意の形状や大きさに制御する
ことが困難であるため、解析を行うために必要な欠陥形
状や大きさを自由に得られなかった。

【０００７】また、最初から欠陥を模擬したパターンデ
ータを用意して欠陥評価専用フォトマスクを作製し、こ
れを用いて転写評価することで、ある程度バリエーショ
ンに富んだ形状や大きさの欠陥を評価することが可能で
ある。しかし、一般的な実際のフォトマスク欠陥はマス
ク製造プロセス中での様々な原因、たとえば異物やコン
タミネーション、汚染、クラック、露光むら、洗浄むら
等の不特定原因から生成されるものである。そのため、
欠陥の形状は実際には、不定形や円形などの曲線部を含
むことがほとんどであり、大きさも肉眼で観察可能なも
のからサブミクロン以下のものまで多様で、欠陥の存在
する密度も同様に多様である。

【０００８】一方、パターンとして作り込まれた欠陥
は、ＣＡＤ （Computer aided design）によるパターン
データ設計の制限があり、基本的な形状としては矩形、
あるいは矩形の組み合わせてしかできず、上述したよう
に、実際の欠陥が曲線部を多く含むのに比べて形状が本
質的に異なっている。また、欠陥の大きさは、ある程度
制御が可能であるが、サブミクロン以下の微小サイズの
欠陥はマスクプロセス上、製造が困難であり、意図した
形状や大きさに制御して製造することか非常に困難であ
る。

【０００９】さらに、コンタミネーションに起因する欠
陥の中には、光学濃度が通常のマスクパターンと異なる
ことがあり、半透明のものや、濃度分布が中央と周辺で
異なるなど不均一のものがありうる。このような欠陥
は、もはやマスクパターンとして意図的に制御して作り
込むことは不可能である。従って、上記欠陥評価用フォ
トマスクでは、欠陥解析はごく限られた形状の範囲でし
ができなかった。またコストの点でも、露光転写実験を
行う必要に加え、さらに欠陥評価用フォトマスクを製造
する必要があり、より不利であった。よって、前述した
第一の方法では欠陥解析に関して充分な系統的評価を行
うことは困難であった。また、実際に露光転写実験を行
うので、高価な設備を用い、時間をかけて行わねばなら
ず、コスト及び時間の点で非常に不利であった。

【００１０】そこで、第二の従来方法として行われてい
るのが、コンピュータシミュレーションによる欠陥解析
である。ここでコンピュータシミュレーションとは、フ
ォトリソグラフィ工程の露光工程をシミュレーションす
る、光強度シミュレーションのことを指す。光強度シミ
ュレーションは、フォトマスクパターンデータをもと
に、露光転写条件をパラメータとしてウェハー上の露光
分布をシミュレーションするものである。

【００１１】第二の従来方法は、以下の手順に従う。図
４にこの手順を示す。まず、図４のステップＳＢ１にお
いてマスク欠陥を模擬した疑似欠陥パターンデータを作
る。但し、これは光強度シミュレーション用データとし
て作る。本来のマスクパターンはマスク設計用ＣＡＤシ
ステムを用いて製図されており、シミュレーション用デ
ータも同様に矩形あるいは矩形の組み合わせからなるパ
ターンとして設計しなければならないが、矩形自体の大
きさ（インクリメントという）には制限がないので、コ
ンピュータの計算能力の許す限り微細な矩形で構成する
ことができ、実際の欠陥形状にある程度近似させること
ができる。また、コンピュータ上のデータであって実際
のフォトマスクは作る必要がないため、上述した第一の
方法のような製造上の困難もない。

【００１２】次にステップＳＢ２において、通常のマス
クパターンを模擬したマスクパターンデータを用意し、
これを光強度シミュレーション用にデータ変換する。さ
らにステップＳＢ３において、データ変換したマスクパ
ターンデータを、ステップＳＢ１で作成した欠陥データ
と合成する。ここで、マスクパターンデータと欠陥デー
タは、最初から同じレイヤーで作成してもよく、その場
合、合成は不要となる。また別のレイヤーで作成した場
合には、欠陥とパターンとを別々に何種類か作成してお
き、合成する時に様々な組み合わせを用いることができ
る。実際には、どちらかの方法を適宜選択すればよい。

【００１３】そしてステップＳＢ４において、この合成
したデータに対して所定の露光転写条件をパラメータと
して光強度シミュレーションを行う。次にステップＳＢ
５において、前記光強度シミュレーションにより得られ
たシミュレーション結果を解析し、評価することによ
り、欠陥がフォトマスクパターンの露光転写時に与える
影響が評価できる。以上、第二の従来方法によれば、実
際にマスク及び欠陥を製造することなく、コンピュータ
上のみで欠陥解析が可能になるので、非常に迅速かつ安
価なコストで実施できるという利点を有している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンピ
ュータシミュレーションを用いた第二の従来方法も、実
際の欠陥を解析する点では精度に問題があった。すなわ
ち、前述のように実際のマスク欠陥の形状は不定形が多
く、かつ光学濃度分布が一定でないこともあるため、そ
れらの欠陥を正確に欠陥データとして設計することが困
難であった。欠陥データ及びパターンデータは、ＣＡＤ
等の設計ツールを用いて作られるが、通常の設計ツール
では複雑な曲線形状を持つ欠陥を正確には設計できな
い。通常のＣＡＤは回路パターン設計用であるため、直
線のみのパターンがほとんどであって、曲線があったと
しても円形などの単純な形でしかない。

【００１５】そのため、欠陥形状を模擬するといっても
矩形に近い形状になり、実際の欠陥とはかなり異なって
しまう。データのインクリメントを細かくすることで原
理的には不定形でも模擬することは可能であるが、手動
でそのようなことを行うには大変な負荷がかかり、さら
にそのためにデータ容量が飛躍的に増大してしまい、シ
ミュレーション計算において膨大な時間を費やすことに
なるという問題があった。従って、実際のフォトマスク
欠陥の解析を精度良く行う自的には不適当であった。

【００１６】そこで本発明は上記のような問題点を鑑
み、実際のマスク欠陥の形状・大きさ・光学濃度等の情
報を精度良く取り込むことができ、かつ系統的な欠陥解
析が迅速・容易に行うことができる、多面付フォトマス
ク欠陥解析装置および欠陥解析方法ならびに該欠陥解析
プログラムを記録した記憶媒体を提供することを目的と
する。

【００１７】また、他の目的としては、フォトマスク上
において、パターンと欠陥部分とが近接している場合で
も、正確に欠陥部分のみの情報を取り込むことができる
多面付フォトマスク欠陥解析装置および欠陥解析方法な
らびに該欠陥解析プログラムを記録した記憶媒体を提供
することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、前記請求項１に記載の発明は、同一フォトマスク上
に複数の相似マスクパターンが配置された多面付フォト
マスク上の欠陥による、フォトリソグラフィ工程におけ
る露光転写への影響を解析する多面付フォトマスク欠陥
解析装置において、前記多面付フォトマスクの各マスク
パターン上においてそれぞれ互いに相対的に一致する部
分を比較観察し、該観察した各マスクパターンの画像情
報を出力する観察手段と、前記観察手段から出力された
各マスクパターンの画像情報を比較し、前記各マスクパ
ターン上に存在する欠陥部分の画像情報を抽出する欠陥
画像抽出手段と、前記抽出された欠陥部分の画像情報に
対し、拡大・縮小または変形等の画像処理を行い、か
つ、該画像情報を光強度シミュレーションを行うための
シミュレーション用データに変換する欠陥データ変換手
段と、前記データ変換手段により変換された欠陥部分の
シミュレーション用データと、予め記憶しているマスク
パターンのシミュレーション用データとを合成するデー
タ合成手段と、前記データ合成手段により合成されたデ
ータに基づいて光強度シミュレーションを実施し、シミ
ュレーション結果を解析するシミュレーション手段とか
らなることを特徴とする。

【００１９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の多面付フォトマスク欠陥解析装置において、前
記観察手段から出力された各マスクパターンの画像情報
を比較し、前記欠陥部分を除いたマスクパターンの画像
情報を出力するパターン画像出力手段と、前記欠陥部分
を除いたパターンの画像情報を光強度シミュレーション
を行うためのシミュレーション用データに変換するパタ
ーンデータ変換手段とを有し、前記データ合成手段が、
前記欠陥データ変換手段において変換された欠陥部分の
シミュレーション用データと、前記パターンデータ変換
手段により変換された欠陥部分を除いたパターンのシミ
ュレーション用データとを合成することを特徴とする。

【００２０】これらの装置構成により、フォトマスク欠
陥を観察して得られた欠陥画像情報を取り込む機能手段
と、これを適宜画像変換して解析目的の欠陥情報とした
後、フォトマスクパターンと合成し、光強度シミュレー
ションによって所望の欠陥解析を行うことを可能にし
た。

【００２１】また、請求項３に記載の発明は、同一フォ
トマスク上に複数の相似マスクパターンが配置された多
面付フォトマスク上の欠陥による、フォトリソグラフィ
工程における露光転写への影響を解析する多面付フォト
マスク欠陥解析方法において、前記多面付フォトマスク
の、あるパターンにおいて欠陥を含むパターン部分を光
学的に観察し、当該観察されたパターン部分の画像情報
を得る第１の工程と、前記多面付フォトマスクの他のパ
ターンにおいて前記欠陥を含むパターン部分に対応し、
かつ、欠陥を含まないパターン部分を比較観察し、当該
比較観察されたパターン部分の画像情報を得る第２の工
程と、前記第１，第２の工程で得られた各画像情報に対
して、欠陥を含むパターン部分と欠陥を含まないパター
ン部分との画像比較によって欠陥部分のみの画像情報を
抽出する第３の工程と、抽出した欠陥画像及びパターン
画像に関して光強度シミュレーション用データへのデー
タ変換処理を行い、さらにパターン情報データベースか
ら適宜パターンデータを呼び出して前記欠陥画像と合成
し、合成したデータに対して光強度シミュレーションを
行う第４の工程と、前記光強度シミュレーションの結果
をデータ解析し、出力する第５の工程とを有することを
特徴とする。

【００２２】上記のフォトマスク欠陥解析方法により、
実際のフォトマスク欠陥の形状・大きさ・光学濃度等の
情報を精度良く取り込むことができ、適宜欠陥画像の画
像変換を行った後マスクパターンと合成して光強度シミ
ュレーションを行うことによって、欠陥形状や大きさ等
に関して様々に変化させた上での系統的な欠陥解析を、
迅速かつ容易にできるようにした。

【００２３】また、請求項４に記載の発明は、同一フォ
トマスク上に複数の相似マスクパターンが配置された多
面付フォトマスク上の欠陥による、フォトリソグラフィ
工程における露光転写への影響をコンピュータによって
解析するプログラムを記録した記憶媒体であって、前記
プログラムは、コンピュータに、前記多面付フォトマス
クの各マスクパターン上においてそれぞれ互いに相対的
に一致する部分の各マスクパターンの画像情報を比較さ
せ、前記比較した結果に基づいて前記各マスクパターン
上に存在する欠陥部分の画像情報を抽出させ、前記抽出
された欠陥部分の画像情報に対し、拡大・縮小または変
形等の画像処理を実施させ、前記画像処理された画像情
報を光強度シミュレーションを行うためのシミュレーシ
ョン用データに変換させ、前記変換された欠陥部分のシ
ミュレーション用データと、予め記憶しているマスクパ
ターンのシミュレーション用データとを合成させ、前記
合成されたデータに基づいて光強度シミュレーションを
実施し、シミュレーション結果を解析させることを特徴
とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の内
容を詳述する。図１は本発明に係る多面付フォトマスク
欠陥解析装置の一構成例を示すブロック図である。以
下、その各部位の役割および動作内容を説明する。

【００２５】まず、欠陥観察ユニット１において、可視
波長域の光源２があり、その上に解析目的のフォトマス
ク３を設置する。このフォトマスク３は、一般的に「多
面付レチクル」とも呼ばれ、図２に示したような複数の
チップパターン（その多くは２つのチップパターンであ
る）を配置したパターンを持つものとする。また、ここ
では、上述したようなフォトマスクを以下、多面付フォ
トマスクと呼ぶ。多面付フォトマスクは、近年の超微細
加工用フォトマスクにおいて多くを占めており、１つの
フォトマスクに複数のチップが存在することによってフ
ォトマスク起因による半導体ウェハー上の全チップ共通
の不良を低減させ、半導体チップの歩留まりの向上を図
っている。

【００２６】そして、光源２からフォトマスク３に光が
照射され、フォトマスクパターン４ａ及び４ｂを通して
光が透過する。フォトマスクパターン４ａ，４ｂは多面
付されている相似のパターンを示す。ここで、便宜上フ
ォトマスクパターン４ａの側にフォトマスク欠陥が存在
するものとする。そのとき、一般的に多面付フォトマス
クの２つのパターンの同一位置に同じ形状の欠陥が存在
することはほぼ皆無である（パターンデータ起因の欠陥
は除外する）から、フォトマスクパターン４ｂにおい
て、フォトマスクパターン４ａの欠陥位置に対応する位
置には、欠陥のない部分が観察される。

【００２７】そして、フォトマスクパターン４ａ，４ｂ
の透過光は、それぞれ、光センサー５ａ，５ｂに入射す
る。これら光センサー５ａ，５ｂは、光学レンズ系及び
ＣＣＤ（Charge Coupled Device） 等の光量感知機構か
らなり、微小な欠陥部分も高倍率で感知可能なものとす
る。また、光センサー５ａ，５ｂは同期して連動するた
め、常にフォトマスクパターン４ａと４ｂの同一位置に
相当するパターン部分の透過光が入射される。そして、
上述したフォトマスクパターン４ａのフォトマスク欠陥
は、光センサー５ａを通して観察部６ａで透過光情報と
して観察される。ここで、観察された欠陥の画像情報
は、第一表示部９を通して確認できる。この第一表示部
は、ＣＲＴディスプレーまたは液晶ディスプレー等、一
般的に使用される画像表示機構である。また、欠陥のな
いフォトマスクパターン４ｂの透過光は、光センサー５
ｂを通して観察部６ｂで透過光情報として観察される。

【００２８】なお、観察部６ａ，６ｂは、それぞれ光セ
ンサー５ａ，５ｂからの情報を受け取り、アナログの光
量分布情報として、観察画像記録部７ａ，７ｂ及び第一
表示部９へ情報を送る情報処理機構である。

【００２９】次に、透過光情報は、観察部６ａ，６ｂか
らそれぞれ観察画像記録部７ａ，７ｂへ送られ、観察さ
れたフォトマスクパターン４ａ及び４ｂの画像情報が記
録保存される。さらに、その透過光情報は、観察画像出
力部８ａ，８ｂへ送られ、ここでそれぞれテジタル画像
情報（例えば、多数の画素からなるいわゆるビットマッ
プデータ）に変換された後、欠陥解析ユニット１０へ出
力される。このように、欠陥観察ユニット１において
は、多面付フォトマスクパターンの比較観察機構を用い
て、欠陥を含むフォトマスクパターンの画像情報と、こ
れに対応する位置の、欠陥の無いパターンの画像情報と
を生成し、記録・出力する役割を持つ処理装置である。

【００３０】次に、欠陥観察ユニット１から出力された
フォトマスク欠陥情報は、欠陥解析ユニット１０の欠陥
画像抽出部１１に取り込まれる。ここで、欠陥解析ユニ
ット１０は、情報処理装置として構成されており、ハー
ドウェアとしては、コンピュータ本体とデータ記録・保
管装置、表示装置、印刷出力装置等を持つ、一般的なコ
ンピュータシステムからなる。また、用いられるソフト
ウェアとしては、フォトマスク欠陥情報及びフォトマス
クパターン情報の処理や光強度シミュレーション、およ
びデータ解析などを行うためのソフトウェアからなる。

【００３１】欠陥観察ユニット１から取り込まれた画像
情報は、欠陥画像抽出部１１において、観察画像出力部
８ａからの欠陥を含む画像情報（以下、情報Ａと記す）
と、観察画像出力部８ｂからのパターン画像情報（以
下、情報Ｂと記す）とを画像比較し、重ならない部分が
あれば、それを欠陥画像として抽出する。一方、重なる
部分については、欠陥を含まないパターン（以下、正常
パターンと記す）の画像情報として抽出する。これによ
って、欠陥を含むフォトマスクパターン画像から、欠陥
のみの画像情報と、正常パターン画像情報とが分離され
て抽出される。

【００３２】次に、抽出した欠陥画像情報と、正常パタ
ーン画像情報とを、それぞれ、欠陥画像データ変換部１
２ａ、パターン画像データ変換部１２ｂとにおいて、デ
ータ変換し、光強度シミュレーション用データとする。
光強度シミュレーション用データは、フォトマスクパタ
ーンを矩形のメッシュで細かく分割し、各メッシュ毎の
パターン透過率の値を２次元行列形式に配列した数値デ
ータである。ここで、上記メッシュの大きさは、所定の
条件により自由に選択できる。

【００３３】また、欠陥画像データ変換部１２ａおよび
パターン画像データ変換部１２ｂにおいて、欠陥やパタ
ーンの形状や大きさ、あるいは、各メッシュの透過率と
いった情報を、適宜変更するようなデータ処理も可能と
なっている。例えば、欠陥を大きくしたい場合は、抽出
された欠陥画像に対し、欠陥の輪郭を太らせる画像処理
を行う。また、このような画像処理を抽出された欠陥画
像の特定の方向に行えば、欠陥の変形が可能となる。画
像情報はデジタル情報であるため、目的に即した画像処
理アルゴリズムを用いることにより、種々の画像変形・
変換が可能である。従って、解析の目的が、例えば欠陥
の大きさをパラメータとして特性を調べたい場合には、
上述したような欠陥画像処理を行い、その欠陥データを
用いて後述の解析を行えばよく、解析目的に応じて対応
するデータ変換処理を行うことが可能である。

【００３４】次に、パターンデータ合成部１３におい
て、欠陥画像変換データ及びパターン画像変換データが
渡される。ここでは、データ変換後の光強度シミュレー
ション用の欠陥データおよびパターンデータとが合成さ
れる。一旦分離抽出した欠陥画像を再度パターン画像と
合成することになるが、これは欠陥とフォトマスクパタ
ーンとを独立に変形、変換することを目的としている。
そして、解析目的に応じて種々の画像変形・変換がなさ
れた欠陥データと、パターンデータとを、画像データ変
換部１２ａ，１２ｂで用意しておき、パターンデータ合
成部１３においてそれらのデータをいろいろ組み合わせ
ることで、種々の解析を行う。

【００３５】前述のように、フォトマスク欠陥の露光転
写による影響は、露光条件や欠陥自身の形状や大きさに
よって当然変化するが、フォトマスクパターンとの組み
合わせによっても変化することがある。特に欠陥とパタ
ーンが近接している場合に顕著な影響が見られるが、そ
の原因は光近接効果によるものである。このように、フ
ォトマスクパターンと欠陥との組み合わせによって解析
結果が異なる、すなわち、欠陥の影響はパターンによっ
ても異なるため、最終的にはこれらを合成したパターン
で解析しなければならない。

【００３６】例えばパターン密度が密な場合には、欠陥
がランダムに存在すると仮定すれば、欠陥がパターンに
密着するかあるいは近接する確率が高くなる。この場
合、投影露光転写によってパターンは欠陥による光近接
効果を受け、パターン自身の変形が生じることがあり、
このような場合は欠陥とパターンの相対的な位置を、解
析パラメータとして考慮しなければならない。したがっ
て、その様な場合は画像データ変換部１２ａ，１２ｂの
データ変換処理によるパターンデータを用いて欠陥部分
とパターンとの相対的な位置を解析パラメータとして、
この位置を変化させて、後述する光強度シミュレーショ
ンに反映させる等の解析方法が有効である。

【００３７】また、種々のフォトマスクパターンデータ
が格納されたパターン情報データベース部１４を有して
おり、その中から解析目的に応じたフォトマスクパター
ンデータを適宜選択して取り出して、欠陥画像データ変
換部１２ａから出力された欠陥データと合成することが
可能な構成となっている。これにより、実際のフォトマ
スクパターンによらず、自由にパターンを選択し取り出
して欠陥データと合成することができ、前述した欠陥デ
ータの変換と同様に、大きさや形状、あるいはパターン
デザインを自由に組み合わせることができるため、フォ
トマスクパターンに関しても自由度の高い解析が容易に
可能である。

【００３８】次に光強度シミュレーション部１５におい
て、欠陥データとパターンデータとを合成した合成デー
タを取り込み、光強度シミュレーションを実行する。こ
の際、欠陥解析目的に応じて、適宜露光波長や開口数、
可干渉度、焦点誤差などの露光条件パラメータを入力す
る。そして、これらのパラメータの値を変更しながら繰
り返しシミュレーション計算を行い、これらの結果をデ
ータ解析部１６に送って、露光条件に対する欠陥の影響
の変化を解析することができる。

【００３９】例えば、欠陥画像データ変換部１２ａでフ
ォトマスク欠陥の形状を少しずつ変化させ、さらにそれ
ぞれについて光強度シミュレーション部１５で露光条件
を変化させてシミュレーションを行う、といった解析が
可能である。それらの結果をデータ解析部１６において
統合的に処理することで、欠陥形状と露光条件との関係
を求めることができる。もちろん、別のパラメータに着
目した解析も可能であり、パラメータ数をさらに増やし
た複雑な解析も同様な手順を繰り返すことにより可能で
ある。

【００４０】次に、データ解析部１６における解析結果
は、データ出力部１７において出力される。ここでは解
析結果のグラフィック表示、部分的なデータを取り出し
て３次元画像化や、それを基にして３次元等高線グラフ
化等を行う加工処理、解析結果の外部記憶装置（図示
略）への出力、解析結果の印刷等を行うための処理を行
う。なお、欠陥解析ユニット１０において、各部の処理
操作はＣＲＴディスプレーまたは液晶ディスプレー装置
からなる第二表示部１８で表示され、キーボード等の入
力デバイス（図示略）を介して操作する。

【００４１】以上の装置構成により、欠陥観察ユニット
においてフォトマスク欠陥の比較観察画像情報が得ら
れ、実際のフォトマスク欠陥情報を取り入れることがで
きる。さらに欠陥解析ユニットにおいて、欠陥画像とパ
ターン画像とを分離抽出することにより独立にデータ変
換処理を行い、欠陥データとパターンデータを自由に組
み合わせた後、合成処理することができ、自由度に富む
データで光強度シミュレーションを行い、欠陥解析を行
うことが可能となる。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明のように、この発明によれ
ば、半導体ウェハーのフォトリソグラフィ工程におい
て、多面付フォトマスクの欠陥がウェハーパターンに与
える影響を解析するために、実際の多面付フォトマスク
欠陥の画像情報を取り込んで光強度シミュレーションを
行うことで、従来は精度良く解析することが困難であっ
た不定形や光学濃度の不均一な欠陥に対しても高精度な
解析・評価を行うことができる。そして実際にウェハー
での露光転写実験を行う必要がなく、迅速・容易かつ極
めて安価に解析・評価ができる。

【００４３】また、実際のフォトマスク欠陥の画像情報
を画像処理により欠陥とパターンとに分離抽出して、独
立にデータ変換処理を行うことが可能となり、適宜欠陥
とパターンとを組み合わせて合成することにより、欠陥
の形状や大きさ、濃度等を変化させ、パターンを変化さ
せて系統的かつ定性的な解析を行うことも可能となる。
さらに別途準備されたパターンデータベースから任意の
フォトマスクパターンデータを取り込み、欠陥画像デー
タと合成することにより、実際のフォトマスクパターン
にとらわれず、任意のパターンに対して欠陥が与える影
響を迅速かつ容易に解析評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る多面付フォトマスク欠陥解析装
置の一構成例を示すブロック図である。

【図２】 多面付フォトマスクの一例を示す図である。

【図３】 従来のフォトマスク欠陥解析における第一の
方法の手順を示すフローチャートである。

【図４】 従来のフォトマスク欠陥解析における第二の
方法の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 欠陥観察ユニット ２ 可視
光源 ３ フォトマスク ４ａ，４ｂ
フォトマスクパターン ５ａ，５ｂ 光センサー ６ａ，６ｂ
観察部Ａ，Ｂ ７ａ，７ｂ 観察画像記録部Ａ，Ｂ ８ａ，８ｂ
観察画像出力部Ａ，Ｂ ９ 第一表示部 １０ 欠陥
解析ユニット １１ 欠陥画像抽出部 １２ａ 欠陥
画像データ変換部 １２ｂ パターン画像データ変換部 １３ パタ
ーンデータ合成部 １４ パターン情報データベース部 １５ 光強
度シミュレーション部 １６ データ解析部 １７ デー
タ出力部 １８ 第二表示部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一フォトマスク上に複数の相似マスク
   パターンが配置された多面付フォトマスク上の欠陥によ
   る、フォトリソグラフィ工程における露光転写への影響
   を解析する多面付フォトマスク欠陥解析装置において、 前記多面付フォトマスクの各マスクパターン上において
   それぞれ互いに相対的に一致する部分を比較観察し、該
   観察した各マスクパターンの画像情報を出力する観察手
   段と、 前記観察手段から出力された各マスクパターンの画像情
   報を比較し、前記各マスクパターン上に存在する欠陥部
   分の画像情報を抽出する欠陥画像抽出手段と、 前記抽出された欠陥部分の画像情報に対し、拡大・縮小
   または変形等の画像処理を行い、かつ、該画像情報を光
   強度シミュレーションを行うためのシミュレーション用
   データに変換する欠陥データ変換手段と、 前記データ変換手段により変換された欠陥部分のシミュ
   レーション用データと、予め記憶しているマスクパター
   ンのシミュレーション用データとを合成するデータ合成
   手段と、 前記データ合成手段により合成されたデータに基づいて
   光強度シミュレーションを実施し、シミュレーション結
   果を解析するシミュレーション手段とからなる多面付フ
   ォトマスク欠陥解析装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の多面付フォトマスク欠
   陥解析装置において、 前記観察手段から出力された各マスクパターンの画像情
   報を比較し、前記欠陥部分を除いたマスクパターンの画
   像情報を出力するパターン画像出力手段と、 前記欠陥部分を除いたパターンの画像情報を光強度シミ
   ュレーションを行うためのシミュレーション用データに
   変換するパターンデータ変換手段とを有し、 前記データ合成手段が、前記欠陥データ変換手段におい
   て変換された欠陥部分のシミュレーション用データと、
   前記パターンデータ変換手段により変換された欠陥部分
   を除いたパターンのシミュレーション用データとを合成
   することを特徴とする多面付フォトマスク欠陥解析装
   置。
3. 【請求項３】 同一フォトマスク上に複数の相似マスク
   パターンが配置された多面付フォトマスク上の欠陥によ
   る、フォトリソグラフィ工程における露光転写への影響
   を解析する多面付フォトマスク欠陥解析方法において、 前記多面付フォトマスクの、あるパターンにおいて欠陥
   を含むパターン部分を光学的に観察し、当該観察された
   パターン部分の画像情報を得る第１の工程と、 前記多面付フォトマスクの他のパターンにおいて前記欠
   陥を含むパターン部分に対応し、かつ、欠陥を含まない
   パターン部分を比較観察し、当該比較観察されたパター
   ン部分の画像情報を得る第２の工程と、 前記第１，第２の工程で得られた各画像情報に対して、
   欠陥を含むパターン部分と欠陥を含まないパターン部分
   との画像比較によって欠陥部分のみの画像情報を抽出す
   る第３の工程と、 抽出した欠陥画像及びパターン画像に関して光強度シミ
   ュレーション用データへのデータ変換処理を行い、さら
   にパターン情報データベースから適宜パターンデータを
   呼び出して前記欠陥画像と合成し、合成したデータに対
   して光強度シミュレーションを行う第４の工程と、 前記光強度シミュレーションの結果をデータ解析し、出
   力する第５の工程とを有することを特徴とする多面付フ
   ォトマスク欠陥解析方法。
4. 【請求項４】 同一フォトマスク上に複数の相似マスク
   パターンが配置された多面付フォトマスク上の欠陥によ
   る、フォトリソグラフィ工程における露光転写への影響
   をコンピュータによって解析するプログラムを記録した
   記憶媒体であって、 前記プログラムは、コンピュータに、 前記多面付フォトマスクの各マスクパターン上において
   それぞれ互いに相対的に一致する部分の各マスクパター
   ンの画像情報を比較させ、 前記比較した結果に基づいて前記各マスクパターン上に
   存在する欠陥部分の画像情報を抽出させ、 前記抽出された欠陥部分の画像情報に対し、拡大・縮小
   または変形等の画像処理を実施させ、 前記画像処理された画像情報を光強度シミュレーション
   を行うためのシミュレーション用データに変換させ、 前記変換された欠陥部分のシミュレーション用データ
   と、予め記憶しているマスクパターンのシミュレーショ
   ン用データとを合成させ、 前記合成されたデータに基づいて光強度シミュレーショ
   ンを実施し、シミュレーション結果を解析させることを
   特徴とする多面付フォトマスク欠陥解析プログラムを記
   録した記憶媒体。