(57)【要約】【課題】フォトマスク製造プロセスでテストパターンのデータを描画してフォトマスクを製造し、フォトマスク上のテストパターンの画像を電子顕微鏡で得て輪郭処理をし、テストパターンのデータと輪郭処理された画像データとを比較して、フォトマスク製造プロセスのシミュレーション用マスクモデルを形成するマスクモデル形成方法でにおいて、所望精度を有するモデルを所望時間内に生成するマスクモデル形成方法及びそれに用いるテストパターンを提供する。【解決手段】テストパターンは、電子顕微鏡で撮像された画像表示領域に収まり、輪郭処理された画像とテストパターンとの、倍率の合せ込み及びアライメントのためのアンカーパターンを領域中心部に有し、かつ画像表示領域内から２次元情報を得ることができるパターンをアンカーパターンの上下の領域に有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスク製造プロセスでテストパターンのデータを描画してフォトマスクを製造し、フォトマスク上のテストパターンの画像を電子顕微鏡で得て輪郭処理をし、テストパターンのデータと輪郭処理された画像データとを比較して、フォトマスク製造プロセスのシミュレーション用マスクモデルを形成するマスクモデル形成方法であって、
テストパターンは、電子顕微鏡で撮像された画像表示領域に収まり、輪郭処理された画像とテストパターンとの、倍率の合せ込み及びアライメントのためのアンカーパターンを領域中心部に有し、かつ画像表示領域内から２次元情報を得ることができるパターンをアンカーパターンの上下の領域に有することを特徴とするマスクモデル形成方法。
【請求項２】
アンカーパターンは、パターンエッジが直線で、測定方向に垂直方向の長さが、コーナーラウンディングの影響を受けない長さを持つことを特徴とする請求項１に記載のマスクモデル形成方法。
【請求項３】
アンカーパターンが、矩形状パターンであることを特徴とする請求項１または２に記載のマスクモデル形成方法。
【請求項４】
フォトマスク製造プロセスでテストパターンのデータを描画してフォトマスクを製造し、フォトマスク上のテストパターンの画像を電子顕微鏡で得て輪郭処理をし、テストパターンのデータと輪郭処理された画像データとを比較して、フォトマスク製造プロセスのシミュレーション用マスクモデルを形成するテストパターンであって、
電子顕微鏡で撮像された画像表示領域に収まり、輪郭処理された画像とテストパターンとの、倍率の合せ込み及びアライメントのためのアンカーパターンを領域中心部に有し、かつ画像表示領域内から２次元情報を得ることができるパターンをアンカーパターンの上下の領域に有することを特徴とするテストパターン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスク製造プロセスのシミュレーション用マスクモデルを形成するマスクモデル形成方法及びそれに用いるテストパターンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化に伴い、半導体デバイス製造工程におけるリソグラフィ工程では、１００ｎｍ以下の非常に微細な線幅パターンを形成する必要がある。これら微細パターンを所望精度でウェハ上に形成するにはパターンの原版となるフォトマスク（以下、マスクと記す）にも相当の寸法精度が要求されている。一方、マスクプロセスのチューニング技術は限界を迎えているとの見方もあり、最近では設計データに対しマスクの製造誤差を打ち消すような補正処理技術（Ｍａｓｋ−Ｐｒｏｃｅｓｓ−Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ、以下ＭＰＣと記す）も適用され始めている。
【０００３】
ＭＰＣには、大別してルールベースとモデルベースの２種類がある。前者がテストチャート（テストパターン）の実験値から予め補正量を定めた上で図形演算処理ツール等を用いて補正を行うのに対し、後者は同じくテストチャートの実験値からマスクの仕上がりを予測するシミュレーションモデル（以下、モデルと記す）を作成し、前記モデルを用いて専用ツールでマスクの仕上がりが設計値と同じになるようにシミュレーションを繰り返しながら図形の補正を行う技術となる。すなわち、あらかじめマスクの製造プロセスに係るパラメータを設定しておき、設計データ（例えば、露光描画機に入力できるフォーマットに変換したデータを含む）をシミュレータに入力し、モデルに基づきシミュレーションし、その結果をパターンデータとして認識する。認識されたパターンデータを基に、それによる製造結果が設計値に一致するか比較計算し、不具合であった場合データを補正し、再度シミュレーションを行う。これを繰り返し、最適なパターンデータを最後に出力する。この繰り返しは、通常ソフト内で自動的に実施される。
【０００４】
このようなシミュレーション手法のモデルベースＭＰＣの精度としては、モデルを用いていかにマスクのプロセス特性を精度良く再現出来るか、すなわちモデルの精度が重要な因子の一つとなる。モデル生成には前述したようにテストチャートから実測値を得て、専用のモデル生成ツールに実測値を取り込み、各種パラメータ調整した上でフィッティング（モデルと実測値の合わせ込み）をかける。この際にモデル生成ツールに取り込める情報としては大別して２種類、一次元の情報及び二次元の情報がある。一次元の情報としては単純なテストチャート上のＬＳパターン（ＬＩＮＥ  ＡＮＤ  ＳＰＡＣＥ、万線パターン）の測定結果がそれに相当する。モデル自体は一次元の情報のみからでも生成することは可能であるが、コーナーラウンディングといった二次元方向の影響を受けるパターンのシミュレーション精度を高めるために通常は２次元の情報をも取り込んだ上でモデルは生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０６６３３７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３４４３３号公報
【特許文献３】特開２０１１−２４２７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２次元情報のモデル生成ツールへの取り込み方としてはテストチャートパターンの設計データと共に、仕上がりパターンを電子顕微鏡等で撮影した画像から抽出した輪郭線情報を取り込む手法がある。
【０００７】
図２は、この手法の例を示したフローチャートである。まず、デザイン情報１（テストパターン）を用意する（Ｓ１）。次に対象となるマスク製造プロセスでデザイン情報１に基づきマスクを製造し、マスクを得て（Ｓ２）、テストパターンをマスク上パターン２とする（Ｓ３）。次にマスク上パターン２を電子顕微鏡で撮影し（Ｓ４）、電子顕微鏡画像上のパターン３を得る（Ｓ５）。得られたパターンに輪郭注出ツールで輪郭線を抽出し（Ｓ６）、輪郭線情報４（輪郭線のパターン）を得る（Ｓ７）。次に、得られた輪郭線情報４とデザイン情報１とをフィッティングツールで比較し（Ｓ８）、２次元モデルを得る（Ｓ９）。
【０００８】
前記２次元フィッティング用のパターン形状には明確な定義な無いが、このような手法で、適切でないパターン形状の結果を用いてフィッティングを行った場合、2次元方向に対して所望のフィッティング精度が得られない、あるいは環境にも依存するがフィッティングに多大な時間を要するという問題がある。不適切なパターンでは、マスク上での仕上がりを撮影した１枚の電子顕微鏡の画像から、効率良く２次元情報を得られない。
【０００９】
本発明は上記問題に顧みたものであり、フォトマスク製造プロセスでテストパターンのデータを描画してフォトマスクを製造し、フォトマスク上のテストパターンの画像を電子顕微鏡で得て輪郭処理をし、テストパターンのデータと輪郭処理された画像データとを比較して、フォトマスク製造プロセスのシミュレーション用マスクモデルを形成するマスクモデル形成方法であって、所望精度を有するモデルを所望時間内に生成するマスクモデル形成方法及びそれに用いるテストパターンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は係る課題に鑑みなされたものであり、請求項１の発明は、
フォトマスク製造プロセスでテストパターンのデータを描画してフォトマスクを製造し、フォトマスク上のテストパターンの画像を電子顕微鏡で得て輪郭処理をし、テストパターンのデータと輪郭処理された画像データとを比較して、フォトマスク製造プロセスのシミュレーション用マスクモデルを形成するマスクモデル形成方法であって、
テストパターンは、電子顕微鏡で撮像された画像表示領域に収まり、輪郭処理された画像とテストパターンとの、倍率の合せ込み及びアライメントのためのアンカーパターンを領域中心部に有し、かつ画像表示領域内から２次元情報を得ることができるパターンをアンカーパターンの上下の領域に有することを特徴とするマスクモデル形成方法としたものである。
【００１１】
本発明の請求項２の発明は、
アンカーパターンは、パターンエッジが直線で、測定方向に垂直方向の長さが、コーナーラウンディングの影響を受けない長さを持つことを特徴とする請求項１に記載のマスクモデル形成方法としたものである。
【００１２】
本発明の請求項３の発明は、
アンカーパターンが、矩形状パターンであることを特徴とする請求項１または２に記載のマスクモデル形成方法としたものである。
【００１３】
本発明の請求項４の発明は、
フォトマスク製造プロセスでテストパターンのデータを描画してフォトマスクを製造し、フォトマスク上のテストパターンの画像を電子顕微鏡で得て輪郭処理をし、テストパターンのデータと輪郭処理された画像データとを比較して、フォトマスク製造プロセスのシミュレーション用マスクモデルを形成するテストパターンであって、
電子顕微鏡で撮像された画像表示領域に収まり、輪郭処理された画像とテストパターンとの、倍率の合せ込み及びアライメントのためのアンカーパターンを領域中心部に有し、かつ画像表示領域内から２次元情報を得ることができるパターンをアンカーパターンの上下の領域に有することを特徴とするテストパターンとしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のマスクモデル形成方法は以上のような構成であって、電子顕微鏡で撮像された画像表示領域に収まり、輪郭処理された画像とテストパターンとの、倍率の合せ込み及びアライメントのためのアンカーパターンを領域中心部に有し、かつ画像表示領域内から２次元情報を得ることができるパターンをアンカーパターンの上下の領域に有するテストパターンを用い、２次元情報を得ることにより、所望精度を有するモデルを所望時間内に生成するマスクモデル形成方法及びそれに用いるテストパターンとすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のマスクモデル形成方法に係るテストパターンの実施形態例を示す説明図である。
【図２】マスクモデル形成方法のフローの例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明を実施するための形態につき説明する。
【００１７】
本発明のマスクモデル形成方法は、フォトマスク製造プロセスでテストパターンのデータを描画してフォトマスクを製造し、フォトマスク上のテストパターンの画像を電子顕微鏡で得て輪郭処理をし、テストパターンのデータと輪郭処理された画像データとを比較して、フォトマスク製造プロセスのシミュレーション用マスクモデルを形成する方法であることを前提とする。そして、テストパターンは、電子顕微鏡で撮像された画像表示領域に収まり、さらに、輪郭処理された画像とテストパターンとの、倍率の合せ込み及びアライメントのためのアンカーパターンを領域中心部に有している。また、画像表示領域内から２次元情報を得ることができるパターンをアンカーパターンの上下の領域に有している。
【００１８】
本発明のマスクモデル形成方法は、図２で例示されるフローと類似のフローである。ここで、本願の形成方法に使用されるテストパターンは、電子顕微鏡で撮像された画像表示領域に収まり、輪郭処理された画像とテストパターンとの、倍率の合せ込み及びアライメントのためのアンカーパターンを領域中心部に有している。これから、テストパターンと、電子顕微鏡で撮像された画像とを重ねて表示するときに、アンカーパターンで容易に倍率を合わせ、また重ね合わせることができる。また、画像表示領域内から２次元情報を得ることができるパターンを、アンカーパターンの上下の領域に有していることから、電子顕微鏡により撮像するときに、アンカーパターンの左右方向にスキャンすることで、電子顕微鏡撮像のシャドウィングによる画像低下を、避けることが出来る。
【００１９】
すなわち、電子顕微鏡のスキャン方向に複数パターンが存在するとシャドウィングと考えられる影響によって画質が低下し、輪郭線の抽出が困難になる。そのため、パターンが一方向に並んでいることが望ましい。本発明はこのため、画像表示領域内から２次元情報を得ることができるパターンを、アンカーパターンの上下の領域に形成し、困難を避ける
ことが出来ている。
【００２０】
このような構成、及び作用を有するテストパターンを用いることから、所望精度を有するモデルを所望時間内に生成するマスクモデル形成方法及びそれに用いるテストパターンとすることが出来る。
【００２１】
なお、本願に係るアンカーパターンは撮影に用いる電子顕微鏡の機種やマスクプロセスに応じて極力測定が容易となる形状と寸法と有していることが望ましい。極端に微細なものは測定精度の信頼性が落ちる。
【００２２】
アンカーパターンは画像とデザインの倍率合わせ込みのために、正確な測定結果が得られるものである必要がある。正確な測定結果を得るためには、次の（１）〜（３）を満足することが好ましい。
（１）パターンのエッジは直線であること。
（２）測定方向に垂直な方向にある程度の長さをもつことが好ましい（コーナーラウンディングの影響を含まないため）。
（３）形状はシンプルかつパターンを構成する全エッジが一画像内に収まっている必要がある（画像とデザインのアライメントを合わせ込むのに必要なため）。
上記（１）〜（３）から、アンカーパターンとしては矩形状が好ましい。
【００２３】
図１にテストパターンを例示した。この中心にある斜線で描いた様な矩形状の図形がアンカーパターン１０としては好ましい。
アンカーパターン１０の上下の領域に形成し、画像表示領域内から２次元情報を得ることができるパターン１１としては、多くの情報を得るために、形状バリエーションに富んだパターンである必要がある。パターンの幅／長さ／コーナー角度等によりバリエーションを広げることができる。
【００２４】
図１の例に含まれるパターン１１の形状は、電子顕微鏡で得られた画像を輪郭線抽出ツールによって、有効な輪郭線情報の抽出が可能となる必要がある。
【００２５】
輪郭線抽出時には、ツールの中で一度電子顕微鏡画像から抽出した画質の影響を含む荒い輪郭線を平準化する工程があるが、極端に細かな段差がある様な形状の場合、段差部がこの平準化と共に輪郭線に取りこまれてしまい、形成したいパターンが本来有する輪郭情報を誤って取り込んでしまう可能性がある。図１の例は効率良く２次元情報が得られるよう、ユニークなパターンレイアウトとなっている（同じパターンが配置されている場合には、得られる情報量が少ないため）。また、アンカーパターン１０と同様に、電子顕微鏡のスキャン方向に複数パターンが存在するとシャドウィングと考えられる影響によって画質が低下し、輪郭線の抽出が困難になるため、パターンが一方向に並んでいることが望ましい。
【００２６】
すなわち、図１のように、電子顕微鏡のスキャン方向が水平方向（図中横方法）であれば、パターン１１群は垂直方向（図中縦方向）に配置する。図１（ａ）では、長方形状のアンカーパターンを電子顕微鏡で撮像される画像表示領域の中心部分に、長辺を垂直方向に配置し、アンカーパターンの上方に幅の狭い長方形を二本互いに離間し、かつずらして配置している。アンカーパターンの下方に幅の狭い長方形と幅の広い長方形とを互いに離間し、ずらして配置している。図１（ｂ）では、長方形状のアンカーバターンを電子顕微鏡で撮像される画像表示領域の中心部分に、長辺を垂直方向に配置し、アンカーパターンの上方に幅の狭い長方形を複数互いに接触し、かつずらして配置している。アンカーパターンの下方に平行四辺形を配置している。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・デザイン情報（テストパターン）
２・・・マスク状パターン
３・・・電子顕微鏡画像上パターン
４・・・輪郭線情報
１０・・・アンカーパターン
１１・・・二次元情報用パターン
【図１】
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【図２】
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