WO2004003664A1

WO2004003664A1 - マスクおよびその検査方法並びに半導体装置の製造方法

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Publication number: WO2004003664A1
Application number: PCT/JP2003/008176
Authority: WO
Inventors: Yoko Watanabe; Shinji Omori; Kazuya Iwase; Keiko Amai; Masaki Yoshizawa
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2004-01-08
Also published as: EP1536283A1; TW200410046A; US20060008707A1; EP1536283A4; TWI227370B; KR20050027225A; JP2004088072A

Abstract

検査用マスクを作製せずに破壊的検査を行うことや、非破壊検査をより正確に行うことが可能となるマスクおよびその検査方法を提供する。露光用ビームの透過部と非透過部を所定のパターンで有する露光用薄膜と、露光用薄膜の周囲に形成された、露光用薄膜を支持する厚膜部分と、露光用ビームの透過部と非透過部を有し、厚膜部分の一部に露光用薄膜と隔てて形成された、露光用薄膜と厚さおよび材質が等しい検査用薄膜とを有するマスク、および検査用薄膜を用いて検査を行うマスクの検査方法、並びにそのマスクの露光用薄膜を用いてリソグラフィを行う半導体装置の製造方法。

Description

明細書マスクおよびその検査方法並びに半導体装置の製造方法技術分野

本発明は、半導体装置製造におけるリソグラフイエ程で用いられるマスクおよびその検査方法並びに半導体装置の製造方法に関する。背景技術

フォトリソグラフィに代わる次世代の露光技術として、電子線ゃィオンビームという荷電粒子を用レ、た転写型の露光方法が開発されている。これらの新し、技術では共通に、薄膜領域（メンプレン）を有するマスクが用いられる。マスク表面側のメンプレンは厚さ 1 0 0 li mから 1 0 μ m程度であり、メンブレンに転写パターンが配置される。メンブレンは、例えばシリコンウェハーを含むマスク材料を、マスク裏面側から部分的にェツチングして形成され、エッチングされない部分のマスクブランクスがメンブレンの支持部となる。

メンプレン自体に孔を設けることにより転写パタ一ンが形成されるものはステンシルマスク（例えば H. C. Pfeiffer, Jpn. J. Appl. Phys. 34, 6658 (1995) 参照）と呼ばれる。また、メンブレンに積層された金属薄膜等の散乱体を加工して転写パターンが形成されるものは散乱メンブレンマスク（例えば L. R Harriott. J. Vac. Sci. ¾clmol. B 15, 2130 (1997) 参照）と呼ばれる。

転写型のリソダラフィには、マスクを透過した荷電粒子線を電子/ィオン光学系により縮小投影する方式のもの（Lucent Technologiesの S C A L P E L、 I B Mの P R E VA I L、ニコンの E Bステッパーおよびイオンビーム転写リソグラフィ等）と、マスク直下に近接させたウェハーに電子/イオン光学系を介さずに転写する方式のもの（リープル、東京精密による L E E P L等）がある。 L E E P Lに用いられるマスクは、例えば特開 2002— 231599号公報、特開 2002-252157号公報、特開 2002— 270496号公報、特開 20 02-343710号公報に開示されている。

いずれの方式においても、パターン位置精度の高いマスクを作製することがきわめて重要である。なお、 SCALPELは scattering with angular limitation in projection electron-beam lithograph の略称、 P R EVA I Lは projection exposure with variable axis immersion lensesの略称、 L E E P L ¾ low-energy e-beam proximity lithographyの略称である。

これらのマスクの製造方法には様々なバリェ一シヨンがあり得るが、ステンシルマスクと散乱メンプレンマスクの典型的な製造フローを説明する。ステンシノレマスクの場合、まず、図 1 Aに示すように、 SO Iウェハー 101の裏面にシリコン酸化膜 102を形成する。 S O I (silicon on insulatorまたは semiconductor on insulator) ウェハー 101はシリコンウェハー 103上にシリコン酸化膜（埋め込み酸化膜） 104を介してシリコン層 105を有する。図示しないが、シリコン酸化膜 102にエツチングを行う。

次に、図 1Bに示すように、 SO Iウェハー 101の裏面側からシリコンゥェハー 103にェッチングを行う。このェッチングは、シリコン酸化莫 102をマスクとして、シリコン酸化膜 104に達するまで行う。シリコンと酸化シリコンのエツチング速度は数桁以上異なるため、シリコン酸化膜 104およびシリコン酸化膜 102に対して選択的にシリコンウェハー 103がエッチングされる。ェッチングはシリコン酸化膜 104で停止する。

次に、図 1 Cに示すように、シリコンウェハー 103のエッチングにより露出した部分のシリコン酸ィ匕膜 104を除去する。これにより、シリコンからなるメンブレン 106が形成される。メンブレン 106を区分する部分のシリコンゥェハー 103は梁 107となり、メンブレン 106を支持する。シリコン酸化膜 1 04は、例えばフッ化水素酸を用いたゥエツトエッチングにより除去される。また、このエッチングによりシリコン酸化膜 1 0 2も除去される。図示しないが、 S O Iウェハー 1 0 1の縁近傍にはメンブレン 1 0 6や梁 1 0 7が形成されず、この部分に残るシリコンウェハーはマスクの支持枠として用いられる。

次に、図 I Dに示すように、メンブレン 1 0 6を含むシリコン層 1 0 5上にレジスト 1 0 8を塗布する。次に、図 1 Eに示すように、レジスト 1 0 8にマスクパターンを描画して、レジスト 1 0 8を現像する。マスクパターンの描画には電子線描画機を用いる。

次に、図 1 Fに示すように、レジスト 1 0 8をマスクとしてシリコン層 1 0 5 にエッチングを行い、転写パターンで孔 1 0 9を形成する。その後、レジスト 1 0 8を除去することにより、ステンシルマスク 1 1 0が形成される。荷電粒子泉はステンシルマスク 1 1 0の裏面側（梁 1 0 7側）から照射され、孔 1 0 9を透過する荷電粒子線によりウェハーにパターンが転写される。 L E E P Lのような等倍露光方式では、メンプレン 1 0 6とウェハーが近接するように配置される。一方、散乱メンブレンマスクを作製する場合、まず、図 2 Aに示すように、シリコンウェハー 1 1 1の両面にシリコン窒化膜 1 1 2 a、 1 1 2 bを例えば化学気相成長 ( C V D； chemical vapor deposition)で形成する。マスク表面側のシリコン窒化膜 1 1 2 aはメンブレン材料となり、マスク裏面側のシリコン窒化 U莫 1 1 2 bはシリコンウェハ一 1 1 1のエッチングマスクとなる。

シリコン窒化膜 1 1 2 a上に例えばクロム層 1 1 3を介してタングステン層 1 1 4を形成する。クロム層 1 1 3はタングステン層 1 1 4にエッチングを行うときのエッチングストツパー層となり、タングステン層 1 1 4は荷電粒子線の散乱体となる。

次に、図 2 Bに示すように、マスク裏面側のシリコン窒化膜 1 1 2 bにエッチングを行い、メンブレン形成領域のシリコン窒化膜 1 1 2 bを除去する。次に、図 2 Cに示すように、タングステン層 1 1 4上にレジスト 1 1 5を塗布する。次に、図 2 Dに示すように、シリコン窒化 A莫 1 1 2 bをマスクとしてシリコンウエノ、一 1 1 1にエッチングを行い、梁 1 1 6を形成する。次に、図 2 Eに示すように、レジスト 1 1 5にマスクパターンを描画して、レジスト 1 1 5を現像する。マスクパターンの描画には電子 ,棣描画機を用いる。

次に、図 2 Fに示すように、レジスト 1 1 5をマスクとしてタングステン層 1 1 4にエッチングを行い、レジスト 1 1 5を除去する。さらに、タングステン層 1 1 4をマスクとしてクロム層 1 1 3にエッチングを行うことにより、シリコン窒化膜 1 1 2 aからなるメンブレン 1 1 7上に転写パターンが形成され、散乱メンブレンマスク 1 1 8が形成される。

形成された散乱ノンプレンマスク 1 1 8には裏面側（梁 1 1 6側）から荷電粒子線が照射され、散乱体（タングステン層 1 1 4 ) 以外の部分のメンブレン 1 1 7を透過する荷電粒子線によりウェハーにパターンが転写される。

図 3はステンシルマスクの一例を示す平面図である。図 3に示すように、梁 1 0 7によって区分されたメンプレン 1 0 6が、シリコンウェハー 1 0 3 (支持枠) の中央部に配置されてい ¾。なお、太い梁 1 0 7 aは梁 1 0 7と幅のみ異なり、断面構造は梁 1 0 7と共通する。

上記のようなステンシルマスクや散乱メンプレンマスクを用いてウェハー上に所望のパターンを正確に露光するには、マスクの製造時あるいは f吏用時に、以下の各条件が満たされる必要がある。

これらの条件として、まず、メンブレンの内部応力を適切に制御することが挙げられる。メンブレンの内部応力が適切に制御されていなレ、場合、メンプレンが橈み、パターンの位置ずれや歪みの原因となる。また、ステンシルマスクの場合、孔の部分で内部応力がゼロとなるため、パターンによってはメンブレンの一部で応力集中が起こり、メンブレンが破損する可能性もある。

他の条件としては、マスクにパターンを形成するとき、垂直性の高い正確なェツチングを行うことが挙げられる。ステンシルマスクの孔ゃ散乱メンブレンマスクの散乱体の壁面が垂直でない場合、露光に用いる電子線等が壁面で散乱する。また、壁面が垂直に加工されていないと、壁面近傍でマスクの厚さが一様とならず、孔以外の部分を電子線等が透過する可能性も生じる。したがって、パターンが正確に転写されない。同様な理由から、エッチングの線幅均一性や面内均一性を向上させる必要もある。

他の条件として、正確かつ迅速な欠陥検查を行うことも挙げられる。また、欠陥検査で検出された欠陥を、例えば集束イオンビーム（F I B； focused ion beam) を用いて正確に修正する必要もある。

また、露光用ビームとして低力 [1速電子線を用いる L E E P Lでは、メンプレンが極めて薄いステンシルマスクが使用される。したがって、特に微細パターンが形成されている部分では、マスクの機械的強度が不足して、パターンが損傷を受けやすい。例えば、マスクの製造時あるいは使用時の輸送で、マスクに物理的衝撃が加わると、パターンが破壌されてマスクの使用が不可能となる。許容される程度のパターンの損傷であっても、マスクの使用、洗浄および輸送を繰り返して損傷が蓄積すると、致命的な破壊が起こり、マスクの使用が不可能となる。パターンの破壊により使用不可能となったマスクは廃棄される力マスクの製造コスト等の観点からは、許容できないパターン破壌が起こらない範囲で、マスクを繰り返し使用することが望ましい。したがって、マスクの製造時あるいは使用時に要求される他の条件として、パターンの損傷の程度を正確に把握することが挙げられる。

さらに他の条件として、マスクへの異物の付着を防止することも挙げられる。マスクには製造過程および使用前に複数回の洗浄が行われるが、これらの洗浄ェ程で、マスクの微細パターンを破壌せずにマスクを洗浄する必要がある。また、マスクに洗浄を行うだけでなく、露光装置内の異物を制御したり、露光による汚染物の堆積を検出したりする必要もある。

以上の各条件が満たされているかを確認するための検査の中には、マスクパタ一ンを破壊しなければならないものや、マスクパターンを ΐ皮壌する恐れのあるものも存在する。したがって、従来、実際に露光に使用されるマスクについては、これらの検査ができなかった。マスクパターンの破壊を伴う検査を行うには、検査用の模擬マスク（ダミーマスク）を実際に使用されるマスクと同一の条件で作製する必要があり、コストの増大が問題となっていた。発明の開示

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、したがって本発明は、検査用マスクを作製せずに破壊的検査を行うことや、非破壊 1βをより正確に行うことが可能となるマスクおよびその検査方法を提供することを目的とする。また、本発明は、露光用マスクを用いて破壊的検査等のマスク検査を行うことが可能であり、マスク作製枚数を低減できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のマスクは、露光用ビームの透過部と非透過部を所定のパターンで有する露光用薄膜と、前記露光用薄膜の周囲に形成された、前記露光用薄膜を支持する厚 J3莫部分と、前記厚膜部分の一部に前記露光用薄膜と隔てて形成された、前記露光用ビームの透過部と非透過部を有する検査用薄膜であって、好適には前記露光用薄膜と厚さおよび材質が等し、前記猶用薄膜とを有することを特徴とする。

好適には、前記非透過部は薄膜であり、前記透過部は前記薄膜に形成された孔である。あるいは、前記透過部は薄膜であり、前記非透過部は前記薄膜上に形成された露光用ビーム散乱体である。前記検査用薄膜は前記露光用薄膜より大面積で撓みが大きくてもよい。前記検査用薄膜は線幅が互いに異なる前記透過部を有してもよい。前記検査用薄膜は前記透過部の密度が互いに異なる部分を有してもよい。前記難用薄膜は、前記露光用薄膜で最もパターン損傷確率が高い第 1の脆弱部分以上にパターン損傷確率が高い第 2の脆弱部分を含んでもよい。

上記の目的を達成するため、本発明のマスクの検査方法は、露光用ビームの透過部と非透過部を所定のパターンで有する露光用薄膜と、前記露光用薄膜の周囲に形成された、前記露光用薄膜を支持する厚膜部分とを有するマスクを検査する方法であって、荷電粒子線の透過部と非透過部を有し、前記厚膜部分の一部に前記露光用薄膜と隔てて形成された 1β用薄膜であつて、好適には前記露光用薄膜と厚さおよび材質が等しい前記検査用薄膜においてネ«を行う工程と、前記検査用薄膜における結果から、前記露光用薄膜の状態を推定する工程とを有することを特徴とする。

前記検査用薄膜における賺は破壊的検査であってもよい。前記検査用薄膜における検査はバルジ法による内部応力測定を含む。好適には、前記透過部は前記露光用薄膜および前記検査用薄膜に同一のェヅチング工程で形成された孔であり、前記難を行う工程は、前記検査用薄膜の前記非透過部の一部に集束イオンビ一ムを照射して、集束イオンビームの照射箇所を切断する工程と、切断面を電子顕微鏡で観察し、ェヅチング断面形状を謂面する工程とを有する。前記^ ¾用薄膜に線幅および/または間隔の異なる前記透過部を形成しておき、ェヅチングの線幅均一性をさらに検討する。あるいは、前記鐘用薄膜を互いに異なる複数の箇所に形成しておき、エッチングの面内均一性をさらに検討する。

好適には、前記透過部は前記露光用薄膜および前記検査用薄膜に同一のェッチング工程で形成された孔であり、前記用薄膜に線幅およびまたは間隔の異なる前記透過部を形成しておき、実際に形成された孔を検査用薄膜の設計デー夕と比較したときの線幅変換およびコーナーラウンディングを求める工程と、前記検査用薄膜で求められた線幅変換およびコーナ一ラウンデイングを用いて、前記露光用薄膜に実際に形成された孔のノ ^—ンを補正する工程と、補正されたデ一夕と露光用薄膜の設計デ一夕を参照して、露光用薄膜のパターンの欠陥を検出する工程とを有する。さらに好適には、前記露光用薄膜で検出されたパターンの欠陥に集束ィォンビームを照射して欠陥を修正し、集朿ィォンビームの光軸調整を前記難用薄膜で行う。

好適には、前記検査用薄膜において難を行う工程は、前記露光用薄膜で最もノターン損傷確率が高い部分に形成されているパターンの線幅以下で、前記検査用薄膜に形成されているパターンの破壊の有無を確認する工程を含む。あるいは、前記露光用薄膜で最もノ夕ーン損傷確率が高ヽ部分の前記透過部の密度以上で、前記鐘用薄膜に前記透過部が形成されている部分のパ夕一ンの破壊の有無を確認する。前記検査用薄膜でパターンの破壊が確認された場合、前記露光用薄膜を使用不可の状態と推定する。

好適には、前記検査用薄膜に線幅および/または間隔の異なる前記透過部を形成しておき、洗浄後のパターンの変化の有無、あるいは洗浄後にマスク上に残存する異物を前記: f鐘用薄膜において確認する。好適には、前記用薄膜に線幅および/または間隔の異なる前記透過部を形成しておき、露光時に前記露光用薄膜に汚染物質が堆積して、ノ^ーンの線幅が変動する影響を、前記検査用薄膜において確認する。

これにより、パターンの破壊を伴う検査であっても、露光に用いるマスクで行うことが可能となる。また、実際の露光に用いる透過部と同一の工程で形成された透過部について検査を行うことが可能となるため、露光に用いられる透過部の状態をより正確に許価することが可能となる。

上記の目的を達成するため、本発明の半導体装置の製造方法は、露光用ビームの透過部と非透過部を所定のパターンで有する露光用薄膜と、編3露光用薄膜の周囲に形成された、前記露光用薄膜を支持する厚膜部分と、前記厚膜部分の一部に前記露光用薄膜と隔てて形成された、前記露光用ビームの透過部と非透過部を有する検査用薄膜であって、好適には前記露光用薄膜と厚さおよび材質が等しい前記用薄膜とを有するマスクの前記露光用薄膜を用いてリソグラフイエ程を行うことを特徴とする。

本発明のマスクを用いる本発明の半導体装置の製造方法によれば、検査用薄膜によって露光用薄膜の状態が正確に把握できる本発明のマスクをリソグラフィに用いるため、半導体装置製造におけるマスク製造の夕一ンアラウンドタイム（T A T) が短縮され、コストも低減される。図面の簡単な説明

図 1 A〜図 1 Fは、ステンシルマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。

図 2 A〜図 2 Fは、散乱メンブレンマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。

図 3は、従来のマスクの平面図である。

図 4は、本発明のマスクの平面図である。

図 5は、本発明のマスクの検查方法に用いるメンブレンの内部応力測定装置の概略図である。

図 6 Aおよび図 6 Bは、本発明のマスクの検査用メンプレンに形成されるパタ一ンの例を示す。

図 7は、マスクの断面形状を示す斜視図である。

図 8 Aはパターンの設計データの例を示し、図 8 Bは図 8 Aの設計データから実際に得られるパターンの例を示す。

図 9は、本発明のマスクの検査用メンプレンに形成されるパターンの一例であり、集束イオンビームの光軸調整に用いることができるパターンを示す。図 1 O Aおよび図 1 O Bは、本発明のマスクの検查用メンプレンにおいて、衝撃に対して弱いパターンを配置する位置の例を示す図である。

図 1 1は、本発明のマスクの露光用メンブレンと検査用メンブレンのパターン損傷確率を示す図である。

図 1 2は、本発明の半導体装置の製造方法のワークフローの一例を示す図である。発明を実施するための最良の形態以下に、本発明のマスクおよびその検査方法と半導体装置の製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図 4は本実施形態のステンシルマスクの一例を示す平面図である。図 4に示すように、梁 1によって区分された露光用薄膜（露光用メンプレン） 2力厚膜部分であるシリコンウェハー 3 (支持枠）の中央部に配置されている。太い梁 l a は梁 1と幅のみ異なり、断面構造は梁 1と共通する。

本実施形態のステンシノレマスクは、実際の露光に用いられない領域（露光時に荷電粒子線が照射されない領域）に小区画の検査用薄膜（検査用メンプレン） 4 を有する。検査用メンプレン 4は、実際の露光に用いられるメンブレン 2と同一の工程で形成される。検査用メンブレン 4には、メンブレン 2に所定のパターンで孔を形成するのと同一の工程で、検査用パターンとして孔が形成される。検査用メンブレン 4を区分する梁 5は、露光用メンプレン 2を区分する梁 1と同様の断面構造を有する。

実施形態 1

本実施形態は、本発明のマスクを用いたメンブレンの内部応力モニタ一方法に関する。ステンシルマスクを構成するメンブレンの内部応力を測定する方法としては、（ 1 ) メンプレンの撓みを観測し、橈み量に基づいて内部応力を算出する方法と、（2 ) 内部応力を直接測定する方法の 2通りが考えられる。

ステンシルマスクにおいてメンプレンの内部応力が適切に調整されていない場合、メンプレンが橈み、パターンの位置精度が低下する。あるいは、 L E E P L のような近接露光方式では、メンプレンの撓みが大きくなるとメンプレンとゥェハーが接触し、マスクが破壊される可能性もある。

そこで、図 4に示す検査用メンブレン 4を用いて、メンプレンの撓み量を実測する（上記 ( 1 ) の方法)。この測定を、マスクブランクス完成時点 (シリコンゥェハーの一部を除去してメンプレンと梁が形成された後であって、メンブレンに孔を形成する前の時点、図 1 C参照）で行い、次の工程に進むかどう力、判断すれば、内部応力の調整が不十分なマスクブランクスを排除できる。検查用メンブレン 4の撓み量の測定には、例えばレーザ光を用いた高さ測定器を使用できる。メンブレンの撓み量は非破壌でも測定可能であることから、破壊的検査が前提となる検査に比較すると、検査用メンプレンを設ける利点は少ない。しかしながら、例えば、実際の露光用のメンブレン 2よりも面積の大きい検査用メンブレン

4を形成すれば、橈み量が大きくなるため、撓みの観測が容易となる。あるいは、メンブレン中心部の橈み量を正確に測定できるように、メンプレン中心部にァラィメントマークを設けてもよい。

マスクブランクスが完成した時点でメンプレンの橈み量が許容範囲であつても、その後の工程でメンブレンに孔を形成すると、メンブレンの撓み量が大きくなることがある。したがって、マスクブランクスの完成時のみでなく、マスクを露光装置に導入する直前にも、検査用メンブレン 4を用いた橈み量の測定を行うことが望ましい。

L E E P Lのような近接露光方式の場合、マスクはギャップセンサを通過し、ギャップセンサによってマスクとウェハーの間隔が測定されてから、マスクが電子線鏡筒直下に設置される。マスクは一端からギヤップセンサを通過するため、マスクの外周寄りに設けられている検査用メンプレン 4力実際の露光用のメンブレン 2よりも先にギャップセンサを通過するようにすれば、実際の露光用のメンブレン 2とウェハーが接触する危険性を察知および回避できる。

メンブレンの橈み量が大きく、ギャップセンサによりマスクとウェハーの間隔が許容できない程度に狭いと判定された場合は、マスクを不良とするか、露光装置外に搬出したマスクに、再度メンプレンの応力調整を行い、撓み量を小さくする。あるいは、露光精度が許容範囲であれば、マスクとウェハーの間隔を広げるように露光装置の設定を変更してから、マスクを電子 f泉鏡筒直下に設置し直してちょレヽ。

メンブレンの内部応力を直接測定する場合（上記 ( 2 ) の方法)、気圧や高周波を用いてメンブレンを強制的に変形させ、メンプレンへの荷重とメンブレンの変形量との関係から、内部応力を求める（江刺正喜ら「マイクロマシーユングとマイク口メカトロニクス」培風館刊参照)。メンブレンを強制的に変形させる場合、メンプレンが破損したりパターンが不可逆的に変位したりする可能性がある。そこで、従来は露光用のマスクではこのような測定を行わず、露光用のマスクと同一の条件で作製されたダミーマスクで内部応力が測定されてレ、た。あるレヽは、メンブレンにィオン打ち込みを行うと、メンプレンの内部応力が変化すること力、ら、ダミーマスクにイオン打ち込み等による応力調整を施し、内部応力が最適化される条件を予め検討しておき、実際の露光用マスクでは同様の応力調整のみが行われていた。

以上のように、実際の露光用マスクでは内部応力の測定が行われず、ダミ一マスクゃ内部応力の異なる複数の試料が作製されていたため、マスクの製造コストや T A Tが増大する要因となっていた。さらに、応力を調整するためのイオン打ち込み等のプロセス安定性によっては、所望の応力調整ができず、マスクの歩留りが低下する可能性もあった。

本実施形態のマスクによれば、検查用メンプレンを用いてメンブレンの内部応力を直接測定することが可能である。メンブレンの内部応力はバルジ法により直接測定できる。図 5にバルジ法の概略図を示す。バルジ法による薄膜の内部応力測定方法は、特開平 1一 2 3 7 4 3 0号公報ゃ特開 2 0 0 0— 3 2 9 6 6 9号公報に開示されている。

図 5に示すように、マスク 1 1は中空の試料ホルダ 1 2に固定される。試料ホルダ 1 2の内部は真空ポンプ 1 3によってお気される。試料ホルダ 1 2内の真空度は圧力センサ 1 4でモニターされ、バルブ 1 5の調整により所望の真空度に制御される。

図 5に示す装置の場合、メンブレン 1 6の変形が、光学ガラス 1 7とメンブレン 1 6間のギヤップで生じる光の干渉縞の数によって計測される。光源としては例えば H e ~ N eレーザ 1 8が用いられ、シングルモード光ファイバ 1 9によつて顕微鏡 2 0内にレーザ光が導入される。

顕微鏡 2 0内のハーフミラー 2 1でレーザ光が反射され、このレーザ光が光学ガラス 1 7およびメンプレン 1 6に照射される。光の干渉縞は C C Dカメラ 2 2 で撮像され、 T Vモニタ 2 3およびコンピュータ 2 4に送られる。コンピュータ 2 4によりレーザ照射位置の X— Yモニタ 2 5、圧力センサ 1 4、バノレブ 1 5および真空ポンプ 1 3が制御される。

メンプレン 1 6を変形させる方法としては、図 5に示すように真空ポンプ 1 3 を用いる以外に、メンプレンの下方に配置した電極とメンブレンとの間に作用する静電気力を用いる方法等もあるが、真空ポンプを用いる方法が一般に簡便である。上記のような装置を用いて、メンプレンの内部応力を直接測定し、内部応力を適切に制御することにより、メンプレンの撓みによるパターン位置のずれを防止して、高精度にパターンを露光できる。

実施形態 2

本実施形態は、本発明のマスクを用いたパターン断面形状の検査方法に関する。本実施形態では、図 4に示すステンシルマスクの検査用メンブレン 4に、断面形状の観察に適したパターンを配置しておく。このようなパターンの例を図 6に示す。

図 6 Aは図 4の検査用メンブレン 4を拡大した図であり、図 6 Bは図 6 Aの検査用メンブレン 4の一部を拡大した図である。図 6に示すように、断面形状の観察用パターンとして、例えば 1 μ m角の領域に線幅 2 0 0 n m、ピッチ 4 0 0 n mのラインアンドスペースパターン 6を形成する。検査用メンプレン 4にラインアンドスペースパターン 6で孔を形成する工程は、露光用のメンプレン 2に所定のパターンで孔を形成する工程と同一の工程である。

次に、検査用メンプレン 4の一部に F I Bを照射して、パターン 6を切断する。ここで、 F I Bとしては例えばガリゥムイオンビームを用いる。次に、チルト機構を有するステージにステンシルマスクを積載し、 F I Bによつて切断されたメンブレン断面を走査型電子顕救鏡 ( S EM) により観察する。この時得られた S EM像から、図 7に示すパターンのテーパー角 0を求めることができる。

上記の F I Β照射によるパターンの切断から切断面の観察までの工程は、例えば SM 1— 9 8 0 0 (セイコーインスツルメント（株）製）を用いて、 1台の装置で行うことも可能である。このような検査工程は、破壊的検査であるため、露光用のメンブレンで行うことができない。

本発明のマスクを用いれば、ダミーマスクを作製せずに、パターンのテーパー角を高精度で測定できる。したがって、パターンを高精度に露光することが可能となる。また、ダミーマスクを作製するためのコストも増大しない。

実施形態 3

本実施形態は、本発明のマスクを用いた線幅均一性および面内均一性の検査方法に関する。エツチング加工で形成されるパターンの線幅均一性およぴ面内均一性は、パターンの線幅や密度に応じて変ィ匕する。エッチング速度がエッチング面積依存性を示し、ェツチング面積が増力 Πするほどェツチング速度が低下する現象は、口ーディング効果と呼ばれる。

また、パターンの,線幅（孔の径）が縮小されるにしたがって、エッチング速度が低下する現象や、同一の線幅のパターンが異なる密度で存在するときにエッチング速度が均一とならない現象は、マイクロローデイング効果と呼ばれる。ステンシルマスクのメンブレンや散乱メンブレンマスクの荷電粒子線散乱体は、レジストをマスクとするエッチングによって加工される。したがって、上記のようなェッチング工程に起因する線幅のばらつき以外に、レジス 1、形成工程に起因する線幅のばらつきもある。

線幅が同一でパターン間隔が異なるレジストパターンを形成すると、パターン間隔に応じてレジスト線幅は変動し、線幅の変化量や面内均一性もレジスト線幅に依存して変ィヒする。また、 f泉幅やパターン間隔に応じてレジストのパターンッジラフネスは変化するため、エッチングによりパターンエッジラフネスが引き継がれるメンブレンにおいても、パターンエッジラフネスは均一とならない。以上のようなパターンエッジラフネスや、ローデイング効果またはマイクロ口一ディング効果の影響が許容範囲内にある力調べるには、例えば実施形態 2と同様に S EM観察を行う。本発明のマスクの検査用メンブレン 4に、線幅やパターン間隔を変化させたラインアンドスペースを形成しておく。エツチング加工前のレジスト線幅や、エッチング後のパターン線幅を S EM等で測定すれば、線幅均一性や面内均一性を検査できる。

また、検查用メンプレン 4を露光用のメンブレン 2以外の複数の箇所に設け、複数の検査用メンプレン 4に同様の検査用パターンを形成すれば、マスク面内の C D (critical dimension) 分布をモニターできる。

実施形態 4

本実施形態は、本発明のマスクで欠陥検査を行うときの参照画像作成に関する。マスクの欠陥検査には、隣接するチップを比較する方式（die-to-die 方式）と、マスクパターンを設計データと比較する方式（die-to-database方式または D B方式）がある。 die-to-die 方式では、比較するチップに同じ形状の欠陥があつたときに検出できないが、 die-to-database方式ではそのような問題が起きないことから、一般的に die-to- database方式で検査が行われることが多い。

欠陥検査では、検査装置の光学系を用いてマスク上のパターンから参照画像を作成する。一方、設計データからも参照画像を作成し、これらの参照画像を比較して、欠陥が検出される。実際のマスクでは、描画装置によるレジストパターンの形成、エッチングおよびレジストの除去を経てパターンが形成されるため、設計データと完全に一致するパターンは得られない。具体的には、パターンの泉幅が変動したり、コーナーラウンデイングが起こったりする。

図 8に、パターン形成後の線幅変動およびコーナーラゥンディングの例を示す。図 8 Aは設計データであり、 ϋ幅 Lのラインアンドスペースパターンである。図 8 Βは図 8 Αの設計データに基づいてマスク上に形成されたパターンの例である。図 8 Bでの線幅は L土 Δ Lであり、パターンのコーナーは曲率半径 Rの曲線となる。

die-to-database方式による検査では、線幅の変動やコーナーラゥンディングによる設計データとマスク上パターンの不一致については許容する一方で、問題となる欠陥を検出する必要がある。したがって、検査装置の光学系で得られるマスクの画像^:、線幅の変動やコーナーラウンデイングについての補正を加え、設計データの参照画像に近い参照画像が作成される。

このとき、線幅の変動やコーナーラウンデイングを補正するパラメータ値が正確であれ ίま、設計データの参照画像に近い参照画像が得られるため、参照画像の比較を高速で行うことや、欠陥を高精度に検出することが可能である。そこで、検査用メンブレンに線幅や密度の異なるラインアンドスペース等を形成しておき、これらの,線幅変動や断面形状等を、例えば実施形態 2と同様の方法により S EM を用いて湏 IJ定する。

このような破壊的検査でなく、非破壊で線幅変動やコーナーラゥンディングの測定を行ってもよい。検査用メンプレンでの線幅の変動やコーナーラウンディングに基づき、参照画像作成用のパラメ一タ値を設定すれば、ダミーマスクを作成するコス卜や労力が不要となるだけでなく、実際の露光用のメンプレンと同一のプロセスで作製されたメンブレンでのパラメータ値を利用できるため、パラメ一タ値を高精度に最適化できる。したがって、参照画像の比較をより短時間で行い、欠陥を高精度に検出することが可能となる。

実施形態 5

本実施形態は、 F I Βを用いた欠陥修正に本発明のマスクを利用する例である。まず、図 4に示すステンシルマスクの検査用メンプレン 4に、図 9に示すようなパターンを配置しておく。図 9に示すように、 1辺が 1 0 μ ηιの正方形のパターンを、 1 0 μ mの間隔で 3 X 3の行列状に配置する。検查用メンブレン 4のパターンは、露光用のメンブレン 2のパターンと同一の工程で形成される。

マスクの作製後、欠陥検査で検出された欠陥は、 F I Bを照射して修正される。欠陥には黒欠陥と白欠陥の 2種類があり、黒欠陥は孔となるべきパターン部分にメンブレン（散乱メンブレンマスクの場合は荷電粒子線散乱体）が残る欠陥である。黒欠陥は、レジストパターン以外に異物等が付着し、エッチングされるべきパターンがエッチングされずに残って発生する。一方、白欠陥はパターン以外に孔が形成される欠陥である。白欠陥は、レジストパターンが欠けたりして、残されるべきパターンが誤ってェツチングされることにより発生する。

一般に、黒欠陥はガリゥムイオンビームによる加工（ミリング）、あるいは試料上にガスを噴出させ効率的にェッチングを行うガスアシストエッチング（G A E) により修正される。また、白欠陥はピレン等の有機物ガス雰囲気中でガリウムィオンビームを照射することにより、照射位置に炭素の薄膜を形成して修正される。欠陥箇所にィオンビームを照射して修正を行う前には、イオンビームの光軸調整、具体的には焦点合わせや非点収差調整が行われる。この光軸調整は、イオンビームをマスクに照射したときに放出される 2次イオン（または 2次電子）を検出して行われる。しかしながら、マスク中のガリウムイオンの残留量は最小限とすることが望ましい。

例えば、電子線リソグラフィに用いられるステンシルマスクのメンブレン材料がシリコンである場合、ガリウム等の残留金属が存在すると、異種物質同士の接触による接触電位差が生じる可能性がある。電子線リソグラフィでマスクが帯電すると、後から入射する電子の位置がずれることがある（チャージアップ)。ガリゥムの残留による接触電位差は、チャージアップが起きる要因となるため、露光用のメンプレンへのガリゥムイオンビームの照射量は最小限に抑えられる。本発明のマスクで欠陥修正を行う場合、検査用メンプレンに形成された図 9に示すようなパターンを用いて、光軸調整を行う。図 9に示すパターンにガリウムイオンビームを照射して、得られる 2次イオン像のエッジが明瞭となるように調整を行う。その後、マスクのステージを移動させ、ガリウムイオンビームを欠陥箇所に照射して修正を行う。

以上のように、露光用のメンブレンと別に設けられた検査用メンブレンでィォンビームの光軸調整を行うことにより、露光用のメンブレンでのガリゥム残留量を低減することが可能となる。これにより、マスクを露光に用いるときのチヤ一ジァップが防止され、マスクパターンがゥェハー上に正確に転写される。実施形態 6

本実施形態は、繰り返し使用や輸送、あるいは洗浄によるマスクのダメージのモニター方法に関する。 L E E P Lで用いられるような等倍ステンシルマスクでは、極めて薄いメンプレンに微細パターンが等倍で形成されるため、物理的衝撃によりパターンがダメージを受けやすい。

マスク製造過程での衝撃によるパターンの破損は、マスク完成直後の欠陥検査により検出されるが、出荷されたマスクの輸送途中、あるいは露光装置でマスクを使用するための取り扱い中や、露光に使用したマスクを洗浄する際の衝撃によるパターンの破損の有無は、随時調べる必要がある。また、メンプレンが極めて薄い等倍ステンシルマスクでは、マスク洗浄時の薬液によるメンプレン表面の荒れも顕著となりやすい。メンプレン表面の荒れは、パターン寸法の変動やパターン破壌の要因となる。

パターンが破壊されたマスクは使用不可であるため、廃棄される。パターンの損傷が許容される程度であれば、マスクは露光に繰り返して使用される。そこで、パターンの損傷の程度を正確に把握する必要がある。マスクを繰り返して使用する場合、必要に応じてマスクが洗浄される。

フォトマスクの場合、露光に影響を及ぼすような異物や汚染は、保護膜であるペリクルによって低減できる力 L E E P Lのように低加速電子を用いるリソグラフィでは、孔以外の部分で電子線が遮断されるため、ペリクルに相当する保護膜を設けることができない。したがって、露光時にも汚染しやすく、マスクの製造過程だけでなく、マスクを露光に使用した後にも洗浄が必要となる。

本実施形態では、図 4のステンシルマスクの検査用メンブレン 4に、実際のデバイスパターンのうち最も線幅および/または間隔が微細なパターンと同等か、それ以上に微細なパターンを配置しておく。すなわち、図 4の露光用メンプレン 2で最も線幅が小さい力、パターン密度（孔となる部分の密度）が高いか、あるいはその両方である部分を第 1の脆弱部分とすると、検査用メンブレン 4に第 1 の脆弱部分よりも破壌されやすい第 2の脆弱部分を形成する。

検査用メンブレン 4の第 2の脆弱部分には、例えば微細なラインアンドスぺースパターンや、リーフパターンと呼ばれる片持ち梁の形状をしたパターン等、破壌されやすレ、パターンを配置する。このようなパターンは機械的強度が弱く、ダメージを受けやすいため、輸送や繰り返し使用、あるいは洗浄によるダメージの蓄積をモニターするのに適している。

パターンのダメージは例えば S EMを用いて観察できるが、より簡便に目視によりマスク廃棄のタイミングを見極めることもできる。この場合、図 1 0 Aに斜線で示すように、検査用メンプレン 4の全体を第 2の脆弱部分とする。あるいは、図 1 O Bに斜線で示すように、検査用ノンプレン 4のシリコンウェハー 3との境界に沿った部分に第 2の脆弱部分を形成する。

第 2の脆弱部分のパターンが破壊されると、検査用メンプレン 4が、その大きさに近い大きさで抜け落ちる。検査用メンブレン 4の大きさが例えば約 l mm角の場合、検査用メンブレン 4の抜けを目視で確認することは、十分に可能である。したがって、露光用メンプレン 2でパターンの破壌が起きる可能 ¾Eがあるマスクを、 S EM等の装置を用いる検查を行わずに確実に排除できる。

なお、検査用メンブレン 4がさらに大きい場合は、検査用メンブレン 4のほぼ全体でなく、一部が抜け落ちても目視で抜けを確認できる。したがって、第 2の脆弱部分は必ずしも検査用メンブレン 4の全体または検查用メンブレン 4の境界近傍に形成する必要はない。第 2の脆弱部分とそれにより囲まれる部分を合わせた大きさが、目視で確認できる大きさであればよい。

図 1 1に模式的に示すように、露光用メンプレン 2の第 1の脆弱部分のマスクパターン損傷確率 Aに対して、検査用メンブレン 4の第 2の脆弱部分のマスクパターン損傷確率 Bが高ければ、露光用メンプレン 2でパターン損傷が生じる前に、検査用メンプレン 4のパターンの損傷状態から露光用メンプレン 2でのパターン損傷の危険性を予想、できる。例えば図 1 1に示す衝撃の強度 Xでは、検査用メンプレン 4でパターンの損傷が検出されるが、露光用メンブレン 4ではパターン損傷が生じないとみなせるため、パターン損傷までのマージンをもたせてマスクを廃棄できる。

伹し、マスクパターン損傷確率 Aとマスクパターン損傷確率 Bの差を大きくして、マージンを大きくすると、マスクを露光に繰り返し使用できる回数が減少する。したがって、パターンが破壊したマスクを排除できる範囲で、マージンを少なくすることが望ましい。図 1 1に示すような衝撃の強度とマスクパターン損傷確率との相関は、複数の種類のパターンについて予め調べておく。

上記のように、検査用メンプレン 4が破壊されても、露光用メンブレン 2が使用可能であれば、マスクを用いて露光を行うことができる。本実施形態によれば、輸送中や洗浄等での衝撃によるパターンのダメージの程度を把握して、マスク廃棄のタイミングを正確に見極めることができる。

実施形態 7

本実施形態は、マスクの汚染のモニター方法に関する。低加速電子線リソダラフィ用のステンシルマスクにはぺリクルのような保護膜を設けることができないため、マスク使用時のハンドリングによって、露光に支障をきたすような異物がマスクに付着する可能性がある。しかしながら、露光に用いる領域全体で詳細な異物検査を行うのは、膨大な時間がかかるため現実的ではない。

そこで、図 4に示す検査用メンブレン 4を利用して、詳細な検査を行い、この結果に基づいて露光用のメンプレン 2の汚染状況を推定する。検査用メンブレン 4には、，線幅や間隔を変えたラインアンドスペースパターン等を形成しておく。検查用メンブレン 4について S EM式欠陥検査装置等を用いて詳細に検査を行えば、短時間でマスクの汚染を検査できる。検査用メンプレン 4でマスク使用時のハンドリング前後での異物の増加あるいは移動をモエタ一することにより、露光用のメンプレン 2において露光に影響を及ぼすような異物の有無を推定できる。実施形態 8

本実施形態は、マスク上の汚染物質堆積による線幅の変動をモニタ一する方法に関する。低加速電子線リソグラフィ用のステンシルマスクにはペリクルのような保護 JI莫を設けることができないため、露光の際、マスクに電子線が照射されると、露光装置内で発生するガスにより、徐々に汚染物質がマスクに堆積する。このような汚染物質がマスクパターン側壁に堆積すると、パターン線幅が細くなったり、パターンエッジラフネスが悪化したりする。したがって、パターンの転写に影響が生じる。また、ノ、°ターンから離れた箇所に堆積した汚染物質は、マスクパターンの,線幅には直接影響しないが、露光時のチャージアップの原因となり、転写されるパターンの線幅を変動させる。以上のことから、マスク上の堆積汚染物をモニタ一し、露光への影響を見積もることは重要である。

そこで、図 4に示すステンシルマスクの検查用メンプレン 4に、線幅や間隔の異なるラインアンドスペースパターンを形成しておく。マスクへの汚染物質の堆積は、検査用メンブレン 4のパターンの線幅を S EM観察により直接測定しても、あるいは、検査用メンブレン 4のパターンを露光によりウェハー上に転写して、転写された線幅を測定しても、いずれでもよい。伹し、露光されたパターンの線幅を測定する場合は、検査用メンプレン 4のパターンを、デバイスの電気特性に影響を与えない箇所に露光する。

上記のようにマスクの汚染をモニターすることにより、マスクの洗浄あるいは廃棄のタイミングを見極めることができる。また、マスクの洗浄前後に同様の方法でマスクの汚染状況をモニターすれば、洗浄の効果もモニターできる。

実施形態 9

図 12に本実施形態の半導体装置の製造方法のワークフローの一例を示す。ステツプ 1 (ST 1) では、基板にレジストを塗布する。ステップ 2 (ST2) で、マスクを基板上に配置する。ここで、マスクには、露光用ビームの透過部と非透過部を有する露光用薄膜と、露光用薄膜の周囲に形成された、露光用薄膜を支持する厚膜部分と、露光用ビームの透過部と非透過部を有し、露光用薄膜と厚さおよび材質が等しレ、検査用薄膜とを有する本発明のマスクを用いる。

ステップ 3 (ST3)で、露光用ビームによりマスクの露光用薄膜を露光する。ステップ 4 (ST4) で、基板上のレジストを現像する。ステップ 5 (ST5) で、後工程として例えばイオン注入工程、ドライエッチング工程等を行い、半導体装置を製造する。

本発明のマスクは、検査用薄膜によって露光用薄膜の状態が正確に把握できるため、マスク製造における歩留りが高く、また、マスク納期が短縮される。したがって、本発明のマスクを用いる本発明の半導体装置の製造方法によれば、マスク製造における T ATの短縮が期待できる。また、マスクの検査のための検査用マスクを別途作製せずに、露光に用いられるマスクで破壊的検査を含む各種の検查を行うことが可能となるため、半導体装置の製造コストを低減できる。

本発明のマスクおよびその検査方法並びに半導体装置の製造方法の実施形態は、上記の説明に限定されない。例えば、上記の説明ではステシルマスクの例を示したが、散乱メンプレンマスクの露光に用いられない領域に、同様に検査用薄膜を設け、各種の検査を行うこともできる。

また、本発明のマスクおよびその検査方法は、電子ビームリソグラフィ用のステンシノレマスクに限らず、イオンビームリソグラフィ用のマスクや、 X線、 EU V (extreme ultraviolet) 光などの他の露光用ビームを用いるリソグラフィ用のステンシルマスクまたはメンブレンマスクにも適用できる。また、本発明のマスクおよびその検査方法は、イオン注入等、他のプロセスに使用されるステンシルマスクにも適用できる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

本発明のマスクおよびその検査方法並びに半導体装置の製造方法によれば、検査用マスクを露光用マスクと別に作製せずに、破壊的検査を含むマスクの »をより正確に行うことが可能となる。

Claims

請求の範囲 1 .露光用ビームの透過部と非透過部を所定のパターンで有する露光用薄膜と、前記露光用薄膜の周囲に形成された、前記露光用薄膜を支持する厚膜部分と、前記厚 II莫部分の一部に前記露光用薄膜と隔てて形成された、前記露光用ビームの透過部と非透過部を有する検査用薄膜とを有する

マスク。

2 . 前記検査用薄膜は前記露光用薄膜と厚さおよび材質が等しい

請求項 1記載のマスク。

3 . 前記非透過部は薄膜であり、前記透過部は前記薄膜に形成された孔である請求項 1記載のマスク。

4 , 前記透過部は薄膜であり、前記非透過部は前記薄膜上に形成された露光用ビーム散乱体である

請求項 1記載のマスク。

5 . 前記検査用薄膜は前記露光用薄膜より面積が大きく、撓みが大きい請求項 1記載のマスク。

'

6 . 前記検查用薄膜は線幅が互いに異なる前記透過部を有する

請求項 1記載のマスク。

7 . 前記検査用薄膜は前記透過部の密度が互いに異なる部分を有する請求項 1記載のマスク。

8 . 前記露光用薄膜は前記露光用薄膜で最もパターン損傷確率が高い第 1の脆弱部分を含み、

前記検査用薄膜は、前記第 1の脆弱部分以上にパターン損傷確率が高い第 2の脆弱部分を含む

請求項 1記載のマスク。

9 . 前記第 2の脆弱部分は、前記第 1の脆弱部分のパターンの線幅以下のパターンを含む

請求項 8記載のマスク。

1 0 . 前記第 2の脆弱部分の前記透過部の密度は、前記第 1の脆弱部分の前記透過部の密度以上である

請求項 8記載のマスク。

1 1 . 露光用ビームの透過部と非透過部を所定のパターンで有する露光用薄膜と、前記露光用薄膜の周囲に形成された、前記露光用薄膜を支持する厚膜部分とを有するマスクを検査する方法であって、

前記厚膜部分の一部に前記露光用薄膜と隔てて形成され、荷電粒子線の透過部と非透過部を有する検査用薄膜において検査を行う工程と、

前記検査用薄膜における鐘結果から、前記露光用薄膜の状態を推定する工程とを有する

マスクの検査方法。

1 2 . 前記露光用薄膜と厚さおよび材質が等しい前記検査用薄膜を用いる請求項 1 1記載のマスクの検査方法。

1 3 . 前記検査用薄膜における^ ¾は破壊的検査を含む

請求項 1 1記載のマスクの検査方法。

1 . 前記検査用薄膜において難を行う工程は、前記猶用薄膜の橈み量を測定する工程を含み、

前記露光用薄膜の状態を推定する工程は、前記露光用薄膜の橈み量を推定する工程を含む

請求項 1 1記載のマスクの検査方法。

1 5 . 前記検査用薄膜において猶を行う工程は、バルジ法により内部応力を測定する工程を含み、

前記露光用薄膜の状態を推定する工程は、前記露光用薄膜の内部応力を推定する工程を含む請求項 1 1記載のマスクの検査方法。

1 6 . 前記透過部は前記露光用薄膜および前記検査用薄膜に同一のエッチング工程で形成された孔であり、

前記検査用薄膜において検査を行う工程は、前記検査用薄膜の前記非透過部の一部を切断し、切断面で前記孔のエッチング断面形状を観察する工程を含み、前記露光用薄膜の状態を推定する工程は、前記露光用薄膜の前記孔のェヅチング断面形状を推定する工程を含む

請求項 1 1記載のマスクの検査方法。

1 7 . 前記検査用薄膜において鐘を行う工程は、線幅および Ζまたは間隔の異なる前記透過部が形成されている前記検査用薄膜で、エッチングの線幅均一性を測定する工程を含み、

前記露光用薄膜の状態を推定する工程は、前記露光用薄膜のエッチングの線幅均一性を推定する工程を含む

請求項 1 6記載のマスクの検査方法。

1 8 . 前記検査用薄膜において鐘を行う工程は、前記難用薄膜内でエッチングの面内均一性を測定する工程を含み、

前記露光用薄膜の状態を推定する工程は、前記露光用薄膜のエツチングの面内均一性を推定する工程を含む

請求項 1 6記載のマスクの検査方法。

1 9 . 前記検査用薄膜において誠を行う工程は、互いに離れて形成された複数の前記検査用薄膜で、前記透過部の線幅を測定する工程を含み、

前記露光用薄膜の状態を推定する工程は、前記露光用薄膜のェヅチングの面内均一性を推定する工程を含む

請求項 1 6記載のマスクの検査方法。

2 0. 前記透過部は前記露光用薄膜および前記検査用薄膜に同一のエッチング工程で形成された孔であり、前記検査用薄膜において検査を行う工程は、線幅および Zまたは間隔の異なる前記透過部が形成されている前記検査用薄膜で、実際に形成された孔を検査用薄膜の設計データと比較したときの線幅変換およびコーナーラウンディングを求める工程を含み、

前記露光用薄膜の状態を推定する工程は、前記検査用薄膜で求められた線幅変換およびコーナーラウンディングを用いて、前記露光用薄膜に実際に形成された孔のパターンを補正する工程と、

補正されたデータと露光用薄膜の設計データを参照して、露光用薄膜のパターンの欠陥を検出する工程とを含む

請求項 1 1記載のマスクの検査方法。

2 1 . 前記露光用薄膜で検出されたパターンの欠陥に集束イオンビームを照射して、欠陥を修正する工程をさらに有し、

集束イオンビームの光軸調整を、前記検查用薄膜に集束イオンビームを照射して行う

請求項 2 0記載のマスクの検査方法。

• 2 2 . 前記検査用薄膜において検査を行う工程は、前記露光用薄膜で最もパタ一ン損傷確率が高ヽ部分に形成されているパターンの線幅以下で、前記検査用薄膜に形成されているパターンの破壌の有無を確認する工程を含み、

前記検査用薄膜でパターンの破壌が確認された場合、前記露光用薄膜を使用不可の状態と推定する

請求項 1 1記載のマスクの検査方法。

2 3 . 前記検査用薄膜において検査を行う工程は、前記露光用薄膜で最もバタ一ン損傷確率が高ヽ部分の前記透過部の密度以上で、前記検査用薄膜に前記透過部が形成されている部分のパターンの破壊の有無を確認する工程を含み、前記検査用薄膜でパターンの破壌が確認された場合、前記露光用薄膜を使用不可の状態と推定する請求項 1 1記載のマスクの検査方法。

2 4 . 前記検査用薄膜において検査を行う工程は、線幅および/または間隔の異なる前記透過部が形成されている前記検査用薄膜で、洗浄後のパターンの変化の有無を確認する工程を含み、

前記露光用薄膜の状態を推定する工程は、前記露光用薄膜の洗浄後のパターンを推定する工程を含む

請求項 1 1記載のマスクの検査方法。

2 5 . 前記検查用薄膜にぉレ、て検査を行う工程は、線幅および Zまたは間隔の異なる前記透過部が形成されている前記検査用薄膜で、洗浄後に残存する異物を確認する工程を含み、

請求項 1 1記載のマスクの検查方法。

2 6. 前記検査用薄膜において検査を行う工程は、線幅および Zまたは間隔の異なる前記透過部が形成されている前記検査用薄膜で、露光による汚染物質の堆積に伴うパタ一ンの線幅変動を確認する工程を含み、

前記露光用薄膜の状態を推定する工程は、前記露光用薄膜を露光に使用した後の前記露光用薄膜のパターンを推定する工程を含む

請求項 1 1記載のマスクの検査方法。

2 7 . 露光用ビームの透過部と非透過部を所定のパターンで有する露光用薄膜と、

前記露光用薄膜の周囲に形成された、前記露光用薄)]莫を支持する厚膜部分と、前記厚膜部分の一部に前記露光用薄膜と隔てて形成され、前記露光用ビームの透過部と非透過部を有する検査用薄膜とを有するマスクの前記露光用薄膜を用いてリソグラフィ工程を行う

半導体装置の製造方法。

2 8 . 前記検査用薄膜は前記露光用薄膜と厚さおよび材質が等しい請求項 2 7記載の半導体装置の製造方法。