(57)【要約】【課題】欠陥検出感度を向上させ得るフォトマスクの製造・検査方法を提供すること。【解決手段】半導体デバイスの設計データを用意する工程と、フォトマスクに形成されたマスクパターンをウェハ上へ転写するためのリソグラフィプロセスに係わるリソグラフィ条件、及びウェハ上に転写されたパターン用いたウェハの加工に係わるウェハ加工条件を用意する工程と、リソグラフィ条件及びウェハ加工条件に係わる近接効果を補正するための第１の近接効果補正ルールまたは第１の近接効果補正モデルを用意する工程と、設計データ、及び第１の近接効果補正ルールまたは第１の近接効果補正モデルに基づいてマスクパターンデータを生成する工程と、マスクパターンデータに対応するマスク検査データを作成する工程とを含む。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスの設計データを用意する工程と、
フォトマスクに形成されたマスクパターンをウェハ上へ転写するためのリソグラフィプロセスに係わるリソグラフィ条件、及び前記ウェハ上に転写されたパターン用いた前記ウェハの加工に係わるウェハ加工条件を用意する工程と、
前記リソグラフィ条件及びウェハ加工条件に係わる近接効果を補正するための第１の近接効果補正ルールまたは第１の近接効果補正モデルを用意する工程と、
前記設計データ、及び前記第１の近接効果補正ルールまたは第１の近接効果補正モデルに基づいてマスクパターンデータを生成する工程と、
前記マスクパターンデータに対応するマスク検査データを作成する工程とを含むことを特徴とするマスクパターンデータ・マスク検査データ作成方法。
【請求項２】
請求項１のマスクパターンデータ・マスク検査データ作成方法によって得られたマスクパターンデータ及びマスク検査データを用意する工程と、
フォトマスクを形成するためのマスクプロセス条件を用意する工程と、
前記マスクプロセス条件に係わる近接効果を補正するための第２の近接効果補正ルールまたは第２の近接効果補正モデルを用意する工程と、
前記マスクパターンデータ、及び前記第２の近接効果補正ルールまたは第２の近接効果補正モデルに基づいてマスク描画データを生成する工程と、
前記マスク描画データ及び前記マスクプロセス条件に基づいて、フォトマスクを製造する工程と、
製造されたフォトマスクに形成されたパターンの形状を検出することによって、マスク検出情報を得る工程と、
前記マスク検出情報と前記マスク検査データとを比較照合して欠陥検査を行う工程とを含むことを特徴とするフォトマスクの製造・検査方法。
【請求項３】
マスク基板から設計データに対応するパターンが形成されたフォトマスクを製造するためのマスクパターンデータを用意する工程であって、前記マスクパターンデータは、フォトマスクに形成されたマスクパターンをウェハ上へ転写するためのリソグラフィプロセスに係わるリソグラフィ条件、及び前記ウェハ上に転写されたパターン用いた前記ウェハの加工に係わるウェハ加工条件に係わる近接効果を補正するための補正が前記設計パターンに加えられている工程と、
前記マスクパターンデータに基づいて、前記フォトマスクに形成されたパターンを検査するためのマスク検査データを生成する工程と、
前記マスク基板から前記フォトマスクを製造するためのマスクプロセス条件を用意する工程と、
前記マスクプロセス条件に係わる近接効果を補正するための第２の近接効果補正ルールまたは第２の近接効果補正モデルを用意する工程と、
前記マスクパターンデータ、及び前記第２の近接効果補正ルールまたは第２の近接効果補正モデルに基づいてマスク描画データを生成する工程と、
前記マスク描画データ及び前記マスクプロセス条件に基づいて、フォトマスクを製造する工程と、
製造されたフォトマスクに形成されたパターンの形状を検出することによって、マスク検出情報を得る工程と、
前記マスク検出情報と前記マスク検査データとを比較照合して欠陥検査を行う工程とを含むことを特徴とするフォトマスクの製造・検査方法。
【請求項４】
前記第２の近接効果補正ルールまたは第２の近接効果補正モデルは、前記マスクプロセス条件に係わる近接効果データを用いて作成され、
前記近接効果データに変更が有った場合、前記変更された近接効果データに基づいて新たな第２の近接効果補正ルールまたは第２の近接効果補正モデルを設定する工程と、
前記マスクパターンデータ、及び新たに設定された第２の近接効果補正ルールまたは第２の近接効果補正モデル基づいて、新たなマスク描画データを作成することを特徴とする請求項２または３に記載のフォトマスクの製造・検査方法。
【請求項５】
請求項２〜４記載の何れかに記載されたフォトマスクの製造・検査方法を用いてフォトマスクを製造・検査し、検査にパスしたフォトマスクを用意する工程と、
前記フォトマスクに形成されたパターンを半導体ウェハ上に転写する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ工程に用いられる、マスクパターンデータ・マスク検査データ作成方法、及びフォトマスクの製造・検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フォトマスクに要求されている寸法精度は急速に厳しくなり、ウェハに形成される回路パターン形状が設計データ形状を実現するように、描画データを補正する近接効果補正と呼ばれる手法を用いてフォトマスク作製が行われている。
【０００３】
近接効果補正にはルール（モデル）ベースで補正する手法と、シミュレーションベースで補正する方法とがある。ルール（モデル）ベースで補正する場合、マスクからウェハリソグラフィー、ウェハエッチング工程で生じる寸法誤差を一纏めにしたルール（モデル）で補正を行っていた。
【０００４】
製造されたフォトマスクの検査をする場合、描画データと検査データのパターン形状はバイアス値以外は同一であり、マスクの仕上がり寸法とマスクターゲット寸法に不一致がみられていた。またマスク形状と検査データにも差異が存在し、この箇所で擬似欠陥による検査ノイズ発生の一因となり欠陥検出感度を増加できない一因になっていた。
【特許文献１】特開２００２−３１８４４８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、欠陥検出感度を向上させ得る、マスクパターンデータ・マスク検査データ作成方法、及びフォトマスクの製造・検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために以下のように構成されている。
【０００７】
本発明の一例に係わるマスクパターンデータ・マスク検査データ作成方法は、半導体デバイスの設計データを用意する工程と、フォトマスクに形成されたマスクパターンをウェハ上へ転写するためのリソグラフィプロセスに係わるリソグラフィ条件、及び前記ウェハ上に転写されたパターン用いた前記ウェハの加工に係わるウェハ加工条件を用意する工程と、前記リソグラフィ条件及びウェハ加工条件に係わる近接効果を補正するための第１の近接効果補正ルールまたは第１の近接効果補正モデルを用意する工程と、前記設計データ、及び前記第１の近接効果補正ルールまたは第１の近接効果補正モデルに基づいてマスクパターンデータを生成する工程と、前記マスクパターンデータに対応するマスク検査データを作成する工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明の一例に係わるフォトマスクの製造・検査方法は、前記マスクパターンデータ・マスク検査データ作成方法によって得られたマスクパターンデータ及びマスク検査データを用意する工程と、フォトマスクを形成するためのマスクプロセス条件を用意する工程と、前記マスクプロセス条件に係わる近接効果を補正するための第２の近接効果補正ルールまたは第２の近接効果補正モデルを用意する工程と、前記マスクパターンデータ、及び前記第２の近接効果補正ルールまたは第２の近接効果補正モデルに基づいてマスク描画データを生成する工程と、前記マスク描画データ及び前記マスクプロセス条件に基づいて、フォトマスクを製造する工程と、製造されたフォトマスクに形成されたパターンの形状を検出することによって、マスク検出情報を得る工程と、前記マスク検出情報と前記マスク検査データとを比較照合して欠陥検査を行う工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の一例に係わるフォトマスクの製造・検査方法は、マスク基板から設計データに対応するパターンが形成されたフォトマスクを製造するためのマスクパターンデータを用意する工程であって、前記マスクパターンデータは、フォトマスクに形成されたマスクパターンをウェハ上へ転写するためのリソグラフィプロセスに係わるリソグラフィ条件、及び前記ウェハ上に転写されたパターン用いた前記ウェハの加工に係わるウェハ加工条件に係わる近接効果を補正するための補正が前記設計パターンに加えられている工程と、前記マスクパターンデータに基づいて、前記フォトマスクに形成されたパターンを検査するためのマスク検査データを生成する工程と、前記マスク基板から前記フォトマスクを製造するためのマスクプロセス条件を用意する工程と、前記マスクプロセス条件に係わる近接効果を補正するための第２の近接効果補正ルールまたは第２の近接効果補正モデルを用意する工程と、前記マスクパターンデータ、及び前記第２の近接効果補正ルールまたは第２の近接効果補正モデルに基づいてマスク描画データを生成する工程と、前記マスク描画データ及び前記マスクプロセス条件に基づいて、フォトマスクを製造する工程と、製造されたフォトマスクに形成されたパターンの形状を検出することによって、マスク検出情報を得る工程と、前記マスク検出情報と前記マスク検査データとを比較照合して欠陥検査を行う工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、マスクに形成されたパターンに対応するマスクパターン検出情報と、フォトマスクの製造に係わる近接効果補正が行われていないマスクパターンデータに対応するマスク検査データとを比較照合することによって、検査感度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係わるマスクパターンデータの生成、フォトマスクの作成、フォトマスク検査、及びウェハプロセスの一連の手順を示すフローチャートである。
【００１３】
先ず、ウェハ加工時のマスクとなるレジストパターンのデータであるレジストパターンデータを生成するために、所定の回路パターンが描かれた設計データに対しウェハエッチング補正を行う（ステップＳＴ１０１）。補正はウェハエッチング補正ルールまたはウェハエッチング補正モデルによって行われる。ウェハエッチング補正ルールまたはウェハエッチング補正モデルは、予め用意されたウェハの加工時のプロセス条件に基づいて作成されるウェハエッチング近接効果データから作成される。ウェハエッチング補正ルールまたはウェハエッチング補正モデルとは、ＰＰＥ（Process Proximity Effect）等により発生するレジストパターンの寸法とウェハに形成されるパターンの寸法との寸法差を補正するために、補正量をルールまたはベースで表したものである。
【００１４】
次いで、フォトマスクに形成するパターンデータであるマスクパターンデータを生成するために、レジストパターンデータに対してリソプロセス補正を行う（ステップＳＴ１０２）。マスクパターンデータはフォトマスクに形成されるマスクパターンの寸法データである。マスクパターンを投影光学系を介してレジスト膜に投影した場合、投影像の寸法は、光近接効果（ＯＰＥ：Optical Proximity Effect）、現像等の影響により変動する。補正はウェハリソプロセス補正ルールまたはウェハリソプロセス補正モデルによって行われる。ウェハリソプロセス補正ルールまたはウェハリソプロセス補正モデルは、予め用意されたリソグラフィ条件（露光条件、現像条件）に基づいて作成されるウェハリソプロセス近接効果データから作成される。ウェハリソプロセス補正ルールまたはウェハリソプロセス補正モデルとは、ＯＰＥ，現像等により発生するレジストパターンの寸法とマスクパターンの寸法との寸法差を補正するために、補正量をルールまたはベースで表したものである。
【００１５】
次いで、マスクパターンデータに対してマスクプロセス補正を行うことにより描画データを得る（ステップＳＴ１０３）。補正はマスクプロセス補正ルールまたはマスクプロセス補正モデルによって行われる。マスクプロセス補正ルールまたはマスクプロセス補正モデルは、予め用意されたフォトマスク製造時のプロセス条件（露光条件、現像条件、エッチング条件等）に基づいて作成されるマスクプロセス近接効果データから作成される。マスクプロセス補正ルールまたはマスクプロセス補正モデルとは、ＰＰＥ等により発生するマスクパターンデータの寸法と実際にフォトマスクに形成されたマスクパターンの寸法との寸法差を補正するために、補正量をルールまたはベースで表したものである。
【００１６】
次いで、ステップＳＴ１０３で生成された描画データに基づいたマスクプロセスによって、フォトマスクを製造する（ステップＳＴ１０４）。より具体的に説明する。描画データに基づいてマスクブランクス基板上に形成されたフォトレジストにパターンを描画し、フォトレジストを現像する。現像して得られたレジストパターンをマスクにマスクブランクス基板の遮光膜または半透明膜をエッチングする。
【００１７】
製造されたフォトマスクを検査するが、検査の前にステップＳＴ１０２で作成されたマスクパターンデータから、フォトマスクに形成されたパターンの照合検査に用いるマスク検査用データを作成する（ステップＳＴ１１１）。
【００１８】
ステップＳＴ１１１で作成されたマスク検査用データを用いてフォトマスクに形成されたパターンを検査する（ステップＳＴ１０５）。検査処理についてより詳細に説明する。フォトマスクに形成されたパターンをＳＥＭ等で観察して、フォトマスクに形成されたパターンをデータ化する。実際のフォトマスク上のパターンデータとマスク検査用データとが比較・照合され、欠陥の有無が判定される。また、このときに、寸法の合否判定を行うようにしてもよい。すなわち、実際のフォトマスク上のパターンデータとマスク検査用データとを比較・照合して、フォトマスク上のパターン寸法が所定の許容値内であるか否かを判定する。このように、マスク検査用データをターゲット寸法としてフォトマスク上に形成されたパターンの寸法の合否判定を行うことで、正確な寸法合否判定を行うことができる。なお、寸法の合否判定は、欠陥の有無の判定の前に行っても後に行ってもよく、欠陥の有無の判定と同時に行ってもよい。
【００１９】
検査の結果、所定誤差範囲内の実マスクパターンが形成されていれば、実際のプロセスに用いる。即ち、ウェハ上にレジストパターンを形成するために、フォトマスクに形成されたパターンをウェハ上に形成されたレジスト膜に転写し、レジスト膜を現像する（ステップＳＴ１０６）。形成されたレジストパターンをマスクに用いてウェハをエッチングする（ステップＳＴ１０７）。
【００２０】
ウェハエッチングプロセス補正とウェハリソプロセス補正がされたマスクパターンデータから作成されたマスク検査データは、フォトマスクに形成されたパターンをより忠実に再現する。従って、検査時に、擬似欠陥による検査ノイズが低減する。またマスク寸法測定においてもターゲット寸法は描画データからではなく検査データのパターン形状をもとに決定する方が適当であることがわかる。
【００２１】
なお、上述した工程は、一つのメーカーが行うこともあるし、複数のメーカーが分業して行うこともある。分業の場合、例えばチップメーカーがステップＳＴ１０１，ステップＳＴ１０２及びステップＳＴ１１１１の工程を行い、マスクメーカーがステップＳＴ１０３〜ステップＳＴ１０５１の工程を行う。そして、チップメーカーが、マスクメーカーによって作成されたフォトマスクを用いてステップＳＴ１０６，１０７の工程を行う。
【００２２】
また、別の分業の形態としては、例えばチップメーカーがステップＳＴ１０１及びステップＳＴ１０２を行い、マスクメーカーがステップＳＴ１０３〜ステップＳＴ１０５，及びステップＳＴ１１１の工程を行う。そして、チップメーカが、マスクメーカーによって作成されたフォトマスクを用いてステップＳＴ１０６，１０７の工程を行う。
【００２３】
表１にマスク作製条件、マスクプロセス補正、描画データ、検査データの関係を示す。表１では、上述したウェハエッチング補正とウェハリソプロセス補正とをまとめて一つのウェハプロセス補正モデルによって補正している。
【表１】
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【００２４】
ある規格（スペックＳ）のフォトマスクを作製する為に従来用いられてきたマスク作製条件（マスクブランクスＭＢA，レジスト材料ＲA，描画装置ＥA，現像条件ＤA，ＲＩＥ条件ＲＩＥA）をマスクプロセスＡとする。スペックＳより高精度なスペックＴを満足するマスク作製条件（マスクブランクスＭＢB，レジスト材料ＲB，描画装置ＥB，現像条件ＤB，ＲＩＥ条件ＲＩＥB）をマスクプロセスＢとする。
【００２５】
マスクスペックＳのマスクＭ1，Ｍ2を形成するために、マスクプロセスＭＰA、マスクプロセスＭＰBを用いることを考える。このときそれぞれのマスクプロセスＭＰA，ＭＰBにおいて、マスクプロセス単独でのＯＰＣカーブ等を取得したルールにより導出したマスクプロセス補正モデル（またはマスクプロセス補正ルール）をそれぞれマスクプロセス補正モデルＣＭＰ(S,A)、マスクプロセス補正モデルＣＭＰ(S,B)とする。
【００２６】
さらに、ウェハエッチング、リソグラフィ補正がなされたパターンデータからマスクプロセスの各マスクプロセス補正モデルＣＭＰ(S,A)，ＣＭＰ(S,B)によって作成された描画データをそれぞれ描画データＷＤ(S,A)、描画データＷＤ(S,B)とする。
【００２７】
ウェハのエッチング及びリソプロセス時の条件であるウェハプロセス条件はＷＰSで同じである。従って、フォトマスクＭ1，Ｍ2を作成するために、マスクプロセス補正前のマスクパターンデータはマスクプロセスによらず同一である。よって、製造されたマスクを検査するための検査データは同一である。ここでは、ウェハエッチング補正とウェハリソグラフィ補正がされたパターンデータから作成された検査データを検査データＩＤSとする。
【００２８】
またマスク作製プロセスは同じであるが、長期的なプロセス変動により寸法ＱＣ管理データに変化があった場合に新たなマスクＭ3を形成する場合を考える。この場合、近接効果データが変わってしまった場合には、近接効果データに基づいて新たなマスクプロセス補正モデルＣＭＰ(S,B)'を求める。そして、マスクパターンデータに対してマスクプロセス補正モデルＣＭＰ(S,B)'を用いて補正することで、マスクパターン形状に近づけることができる。
【００２９】
図２にマスクプロセス条件の異なる２種類のマスクプロセスから、マスクプロセスの補正のみで同一寸法のマスクを作製する際の処理フローを示す。この図からマスク描画データは２種類あるが、ターゲット寸法値は設計データからウェハエッチング補正とウェハリソプロセス補正を施した後のマスクパターンデータから作成される１種類のマスクパターンデータのみから作成することが適当である。
【００３０】
より精度に厳しいスペックＴに対してマスクプロセスＭＰBを適用する際には、表１中のマスクプロセス補正モデルＣＭＰ(T,B)を用いマスク描画データＷＤ(T,B)を作成し、検査データは設計データにウェハプロセス補正モデルＣＷＰT適用後のパターンデータから作成することが適当である。
【００３１】
図２を参照して上述したマスク作製条件の異なる２種類のマスクプロセスから、マスクプロセスの補正のみで同一形状のマスクを作製する場合を説明する。図２は、マスク作製条件の異なる２種類のマスクプロセスから、マスクプロセスの補正のみで同一形状のマスクを作製する際の手順を示すフローチャートである。また、マスクパターン、描画データのパターン、製造されたパターンを図３，４に示す。
【００３２】
先ず、マスクパターンデータを作成するために、設計データに対してウェハエッチングプロセス補正及びリソプロセス補正を行う（ステップＳＴ１０１，１０２）。マスクパターンデータには、例えば図３（ａ）に示すライン・アンド・スペースパターンＬＳdが含まれる。また、マスクパターンデータには、例えば図３（ａ）に示すホールパターンＨdが含まれる。
【００３３】
先ず、第１のマスクプロセス補正モデルを用いた場合について説明する。第１の描画データを生成するために、第１のマスクプロセス補正モデルを用いて、マスクパターンデータを補正する（ステップＳＴ１２１）。図５（ａ）に第１のマスクプロセス補正モデルを示す。図３（ａ）、図４（ａ）に示すパターンの補正後のパターンＬＳ1，Ｈ1をそれぞれ図３（ｂ）、図４（ｂ）に示す。第１の描画データに基づいた第１のマスクプロセスによって、マスクブランクス基板にパターン形成し、マスクを製造する（ステップＳＴ１２２）。
【００３４】
次に、第２のマスクプロセス補正モデルに基づいて、描画データを作成する場合について説明する。第２のマスクプロセス補正を用いて、マスクパターンデータを補正し、第２の描画データを作成する（ステップＳＴ１３１）。図５（ｂ）に第２のマスクプロセス補正モデルを示す。図３（ａ）、図４（ａ）に示すパターンＬＳd，Ｈdの補正後のパターンＬＳ2，Ｈ2をそれぞれ図３（ｃ）、図４（ｃ）に示す。第２の描画データに基づいた第２のマスクプロセスによって、マスクブランクス基板にパターン形成し、マスクを製造する（ステップＳＴ１３２）。
【００３５】
第１のマスクプロセス補正モデルによって補正されたパターンＬＳ1，Ｈ1の形状と、第２のマスクプロセス補正モデルによって補正されたパターンＬＳ2，Ｈ2の形状とは異なるパターンであった。しかし、マスクに形成されたパターンＬＳf，Ｈfは図３（ｄ），図４（ｄ）に示すように、同様な形状であった。
【００３６】
なお、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、種々変形して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係わるマスクパターンデータの生成、マスクの作成、マスク検査、及びウェハプロセスの一連の手順を示すフローチャート。
【図２】マスクプロセス条件の異なる２種類のマスクプロセスから、マスクプロセスの補正のみで同一寸法のマスクを作製する際の処理フローを示すフローチャート。
【図３】本発明の一実施形態に係わるマスクパターン、描画データのパターン、製造されたパターンを示す平面図。
【図４】本発明の一実施形態に係わるマスクパターン、描画データのパターン、製造されたパターンを示す平面図。
【図５】本発明の一実施形態に係わるマスクプロセス補正モデルを示す図。
【符号の説明】
【００３８】
Ｈd…ホールパターン，ＬＳd…ライン・アンド・スペースパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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