(57)【要約】【課題】転写パターンの寸法のばらつきを許容範囲内に抑え、製品歩留まりを向上させ、スループットを向上させる。【解決手段】フォトマスクに入射する入射光と前記入射光がフォトマスクを出射した出射光の偏光状態との変化を示す指標であるＲＢＩの分布を複屈折性指標算出装置１１が算出する。そして、算出したＲＢＩの分布とウエハに形成されたフォトレジスト膜に転写される転写パターン寸法のばらつきの許容値に基づいて選定装置２１がマスクブランクスを選定する。【選択図】図１
2008070730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスを選定するマスクブランクス選定方法であって、
前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定工程と、
前記フォトマスクに入射する前記入射光の偏光状態を測定する入射光偏光状態測定工程と、
前記入射光が前記フォトマスクから出射された出射光の偏光状態の分布を算出する出射光偏光状態算出工程と、
前記出射光により前記フォトレジスト膜に転写される転写パターンの寸法の分布を算出する転写パターン寸法算出工程と、
前記複屈折性測定工程において測定された前記複屈折率Ｂと方位角θによって以下の式（１）で示される複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出工程と、
前記転写パターン寸法算出工程において算出された転写パターン寸法の分布と前記ＲＢＩ算出工程において算出された前記ＲＢＩの分布とに基づいて転写パターン寸法のばらつきとＲＢＩとの相関関係を算出し、前記相関関係に基づいて前記マスクブランクスを選定する選定工程と
を有することを特徴とするマスクブランクス選定方法。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【請求項２】
前記選定工程は、
前記転写パターン寸法算出工程において算出された転写パターン寸法の分布と前記ＲＢＩ算出工程において算出された前記ＲＢＩの分布との第１の相関関係を算出し、前記第１の相関関係に基づいて前記転写パターン寸法のばらつきと前記ＲＢＩとの第２の相関関係を算出する相関関係算出工程と、
前記第２の相関関係に基づいて前記ＲＢＩの上限値を算出するＲＢＩ上限値算出工程と、
前記ＲＢＩ上限値算出工程において算出されたＲＢＩの上限値を基にマスクブランクスの仕様を選定するマスクブランクス仕様選定工程と
を有し、
前記マスクブランクスの仕様に基づいてマスクブランクスを選定する
ことを特徴とする
請求項１に記載のマスクブランクス選定方法。
【請求項３】
設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスにおける複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出する複屈折性指標の算出方法であって、
前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定工程と、
前記複屈折性測定工程において測定された前記複屈折率Ｂと方位角θにより定義される以下の式（１）で示される複屈折性指標であるＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出工程と
を有することを特徴とする
複屈折性指標の算出方法。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【請求項４】
設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスを選定し、前記マスクブランクスに前記マスクパターンを形成して前記フォトマスクを製造し、前記フォトマスクによりウエハに形成されたフォトレジスト膜に転写パターンを露光して転写し、前記転写パターンが転写された前記フォトレジスト膜を現像し、前記フォトレジスト膜をマスクとして、エッチング処理を施すリソグラフィ方法であって、
前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定工程と、
前記フォトマスクに入射する前記入射光の偏光状態を測定する入射光偏光状態測定工程と、
前記入射光が前記フォトマスクから出射された出射光の偏光状態の分布を算出する出射光偏光状態算出工程と、
前記出射光により前記フォトレジスト膜に転写される転写パターンの寸法の分布を算出する転写パターン寸法算出工程と、
前記複屈折性測定工程において測定された前記複屈折率Ｂと方位角θによって以下の式（１）で示される複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出工程と、
前記転写パターン寸法算出工程において算出された転写パターン寸法の分布と前記ＲＢＩ算出工程において算出された前記ＲＢＩの分布とに基づいて転写パターン寸法のばらつきとＲＢＩとの相関関係を算出し、前記相関関係に基づいて前記マスクブランクスを選定する選定工程と、
前記マスクブランクス選定工程により選定された前記マスクブランクスに前記マスクパターンを描画して前記フォトマスクを形成するフォトマスク形成工程と、
前記フォトマスク形成工程により形成した前記フォトマスクにより前記ウエハに形成された前記フォトレジスト膜に前記マスクパターンを露光するパターン露光工程と
を有することを特徴とする
リソグラフィ方法。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【請求項５】
設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスを選定するマスクブランクス選定装置であって、
前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定データ取得部と、
前記フォトマスクに入射する前記入射光の偏光状態を測定する入射光偏光状態測定データ取得部と、
前記入射光が前記フォトマスクから出射された出射光の偏光状態の分布を算出する出射光偏光状態算出部と、
前記出射光により前記フォトレジスト膜に転写される転写パターンの寸法の分布を算出する転写パターン寸法算出部と、
前記複屈折性測定データ取得部により測定された前記複屈折率Ｂと方位角θによって以下の式（１）で示される複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出部と、
前記転写パターン寸法算出部により算出された転写パターン寸法の分布と前記ＲＢＩ算出部において算出された前記ＲＢＩの分布とに基づいて転写パターン寸法のばらつきとＲＢＩとの相関関係を算出し、前記相関関係に基づいて前記マスクブランクスを選定する選定部と
を有することを特徴とするマスクブランクス選定装置。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【請求項６】
設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスにおける複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出する複屈折性指標算出装置であって、
前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定データ取得部と、
前記複屈折性測定データ取得部により測定された前記複屈折率Ｂと方位角θにより定義される以下の式（１）で示される複屈折性指標であるＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出部と
を有することを特徴とする
複屈折性指標の算出装置。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【請求項７】
設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスにおける複屈折性指標ＲＢＩの分布をコンピュータに算出させるプログラムであって、
前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定データ取得部と、
前記複屈折性測定データ取得部により測定された前記複屈折率Ｂと方位角θにより定義される以下の式（１）で示される複屈折性指標であるＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出部と
のそれぞれとして、前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクブランクス選定方法、複屈折性指標の算出方法、リソグラフィ方法、マスクブランクス選定装置、複屈折性指標算出装置およびそのプログラムに関し、詳しくは設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されてフォトマスクが形成されるマスクブランクスを選定するマスクブランクス選定方法、複屈折性指標の算出方法、マスクブランクス選定装置、リソグラフィ方法、複屈折性指標算出装置および複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造する際においては、リソグラフィ技術を用いて、微細なパターンを加工している。
【０００３】
ここでは、たとえば、ウエハにおいてパターン加工を施す面に、感光性材料からなるフォトレジスト膜を形成した後に、設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されたフォトマスクを照明し、その照明によって生ずるマスクパターン像をウエハ上に形成されたフォトレジスト膜に露光して転写する。その後、そのマスクパターン像が転写されることによって転写パターンが形成されたフォトレジスト膜を現像し、ウエハの表面にレジストパターンを形成する。そして、そのレジストパターンを、マスクとして、エッチング処理を実施することによってパターン加工する。
【０００４】
リソグラフィ技術においては、デバイスの高集積化や、動作速度の高速化の要求に対応するため、より高い解像度でパターンを微細加工することが求められている。この解像度Ｒは、以下の数式（Ａ）にて示されるように、光源からフォトマスクへ照射する露光光の波長λと、そのフォトマスクのマスクパターン像をレジスト膜に投影する投影レンズの開口数ＮＡとによって規定されるレイリ−の式によって定められる。なお、ここで、ｋは、定数であり、製造プロセスに応じて定められる。
【０００５】
Ｒ＝ｋ・λ／ＮＡ      ・・・（Ａ）
【０００６】
この数式（Ａ）にて示されるように、解像度Ｒは、光源からの露光光の波長λが短く、また、投影レンズの開口数ＮＡが大きくなるに伴って高くなる。このため、露光光の波長λを短波長化すると共に、投影レンズの開口数ＮＡを大きくすることによって、解像度Ｒを向上させている。
【０００７】
たとえば、光源については、波長が２４８ｎｍであるＫｒＦエキシマレーザーを、波長が１９３ｎｍであるＡｒＦエキシマレーザーへ移行することで、解像度の向上を実現させている。
【０００８】
一方で、投影レンズについては、開口数ＮＡが理論限界である１に近づいてきている。このため、投影レンズとフォトレジスト膜との間を、純水などの液体で満たして、実効的な開口数ＮＡを大きくさせる液浸露光方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００９】
すなわち、開口数ＮＡは、光が通過する媒質の屈折率ｎと、その光が形成する角度θとによって、以下の数式（Ｂ）のように示されるために、液浸露光方法においては、光が通過する投影レンズとレジスト膜との間の空間の媒質を、屈折率ｎが１である空気から、たとえば、屈折率ｎが１．４４である純水に置換することによって、１．４４倍の開口数ＮＡが実現され、解像度Ｒを向上することができる。
【００１０】
ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθ      ・・・（Ｂ）
【００１１】
また、開口数ＮＡが高くなるに伴って、偏光状態によるコントラストの劣化の度合いが大きくなることに対応するために、フォトマスクを照明する照明として偏光照明を利用する方法が提案されている（たとえば、特許文献２，非特許文献１参照）。
【００１２】
これは、開口数ＮＡが高くなるに従い、従来のスカラー結像からベクター結像の効果が拡大することが背景に挙げられる。なぜなら、ベクター結像においてライン・アンド・スペースを露光する場合、露光光の電場ベクトルのうち、結像に寄与するのは、そのパターンに平行な成分のみであり、他の成分は、コントラストを低下させてしまうからである。このことから、特に、開口数ＮＡが１を超える、いわゆるＨｙｐｅｒ−ＮＡ領域においては、露光光の偏光状態を調整し、その調整された偏光照明を利用することが必須になってきている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−５７２７８号公報
【特許文献２】特開２００５−５５２１号公報
【非特許文献１】Ｄ．Ｆｌａｇｅｌｌｏ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｗｉｔｈ Ｈｙｐｅｒ−ＮＡ (ＮＡ > １．０) Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｆｏｒ Ｓｕｂ λ／４ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ”, Ｐｒｏｃ． ＳＰＩＥ， ｖｏｌ． ５７５４，  ５３  （２００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記のように偏光照明を利用してリソグラフィ工程を実施する場合においては、光学素子によってその偏光照明の偏光成分が劣化する場合があるために、加工されたパターンの寸法が基準寸法でなく、ばらつきが発生する場合がある。つまり、ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）が、許容範囲外の値で形成される場合がある。
【００１５】
この不具合は、たとえば、媒質の屈折率が光の電場の振動方向において異なることに起因して生ずる。つまり、複屈折現象が発生することに、主に起因する。これは、たとえば、製造工程における熱応力や、素子を保持する際の機械的応力が、マスクブランクスなどの光学素子において不均一に分布することなどに一因がある。たとえば、５ｎｍ／ｃｍの複屈折率において、２ｎｍの転写パターンの寸法誤差が生ずる場合があり、マスクブランクスにおいて硝材として合成石英を用いて、１０〜２０ｎｍ／ｃｍ程度の複屈折率を有する場合には、上記の不具合が顕在化する場合がある。
【００１６】
このように、加工後のパターン寸法のばらつきが許容範囲を超える場合があるために、製品歩留まりが低下して、スループットを向上することが困難な場合があった。
【００１７】
したがって、本発明は、転写パターンの寸法のばらつきを許容範囲内に抑え、製品歩留まりを向上させ、スループットを向上可能なマスクブランクス選定方法、複屈折性指標の算出方法、リソグラフィ方法、マスクブランクス選定装置、複屈折性指標算出装置および複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出するためのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明のマスクブランクス選定方法は、設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスを選定するマスクブランクス選定方法であって、前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定工程と、前記フォトマスクに入射する前記入射光の偏光状態を測定する入射光偏光状態測定工程と、前記入射光が前記フォトマスクから出射された出射光の偏光状態の分布を算出する出射光偏光状態算出工程と、前記出射光により前記フォトレジスト膜に転写される転写パターンの寸法の分布を算出する転写パターン寸法算出工程と、前記複屈折性測定工程において測定された前記複屈折率Ｂと方位角θによって以下の式（１）で示される複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出工程と、前記転写パターン寸法算出工程において算出された転写パターン寸法の分布と前記ＲＢＩ算出工程において算出された前記ＲＢＩの分布とに基づいて転写パターン寸法のばらつきとＲＢＩとの相関関係を算出し、前記相関関係に基づいて前記マスクブランクスを選定する選定工程とを有することを特徴とする。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の複屈折性指標の算出方法は、設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスにおける複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出する複屈折性指標の算出方法であって、前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定工程と、前記複屈折性測定工程において測定された前記複屈折率Ｂと方位角θにより定義される以下の式（１）で示される複屈折性指標であるＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出工程とを有することを特徴とする。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明のリソグラフィ方法は、設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスを選定し、前記マスクブランクスに前記マスクパターンを形成して前記フォトマスクを製造し、前記フォトマスクによりウエハに形成されたフォトレジスト膜に転写パターンを露光して転写し、前記転写パターンが転写された前記フォトレジスト膜を現像し、前記フォトレジスト膜をマスクとして、エッチング処理を施すリソグラフィ方法であって、前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定工程と、前記フォトマスクに入射する前記入射光の偏光状態を測定する入射光偏光状態測定工程と、前記入射光が前記フォトマスクから出射された出射光の偏光状態の分布を算出する出射光偏光状態算出工程と、前記出射光により前記フォトレジスト膜に転写される転写パターンの寸法の分布を算出する転写パターン寸法算出工程と、前記複屈折性測定工程において測定された前記複屈折率Ｂと方位角θによって以下の式（１）で示される複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出工程と、前記転写パターン寸法算出工程において算出された転写パターン寸法の分布と前記ＲＢＩ算出工程において算出された前記ＲＢＩの分布とに基づいて転写パターン寸法のばらつきとＲＢＩとの相関関係を算出し、前記相関関係に基づいて前記マスクブランクスを選定する選定工程と、前記マスクブランクス選定工程により選定された前記マスクブランクスに前記マスクパターンを描画して前記フォトマスクを形成するフォトマスク形成工程と、前記フォトマスク形成工程により形成した前記フォトマスクにより前記ウエハに形成された前記フォトレジスト膜に前記マスクパターンを露光するパターン露光工程とを有することを特徴とする。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明のマスクブランクス選定装置は、設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスを選定するマスクブランクス選定装置であって、前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定データ取得部と、前記フォトマスクに入射する前記入射光の偏光状態を測定する入射光偏光状態測定データ取得部と、前記入射光が前記フォトマスクから出射された出射光の偏光状態の分布を算出する出射光偏光状態算出部と、前記出射光により前記フォトレジスト膜に転写される転写パターンの寸法の分布を算出する転写パターン寸法算出部と、前記複屈折性測定データ取得部により測定された前記複屈折率Ｂと方位角θによって以下の式（１）で示される複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出部と、前記転写パターン寸法算出部により算出された転写パターン寸法の分布と前記ＲＢＩ算出部において算出された前記ＲＢＩの分布とに基づいて転写パターン寸法のばらつきとＲＢＩとの相関関係を算出し、前記相関関係に基づいて前記マスクブランクスを選定する選定部とを有することを特徴とする。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の複屈折性指標算出装置は、設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスにおける複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出する複屈折性指標算出装置であって、前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定データ取得部と、前記複屈折性測定データ取得部により測定された前記複屈折率Ｂと方位角θにより定義される以下の式（１）で示される複屈折性指標であるＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出部とを有することを特徴とする。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明のプログラムは、設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスにおける複屈折性指標ＲＢＩの分布をコンピュータに算出させるプログラムであって、前記フォトマスクにおいて入射する入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する複屈折性測定データ取得部と、前記複屈折性測定データ取得部により測定された前記複屈折率Ｂと方位角θにより定義される以下の式（１）で示される複屈折性指標であるＲＢＩの分布を算出するＲＢＩ算出部とのそれぞれとして、前記コンピュータを機能させることを特徴とする。
ＲＢＩ＝Ｂ｜ｓｉｎ（２θ）｜      ・・・（１）
【００２４】
本発明においては、フォトマスクに入射した入射光の偏光状態と前記入射光がフォトマスクを透過した後の出射光の偏光状態の変化を示す指標である複屈折性指標であるＲＢＩの分布を算出する。そして、その算出されたＲＢＩの分布に基づいて、マスクブランクスを選定する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、転写パターンの寸法のばらつきを許容範囲内に抑えるようにマスクブランクスを選択することにより、製品歩留まりを向上させ、スループットを向上可能なマスクブランクス選定方法、複屈折性指標の算出方法、リソグラフィ方法、マスクブランクス選定装置、複屈折性指標算出装置および複屈折性指標ＲＢＩの分布を算出するためのプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明にかかる実施形態について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態にかかるマスクブランクス選定装置のブロック図である。
【００２８】
マスクブランクス選定装置１は、コンピュータと、そのコンピュータに所定の動作を実行させるプログラムを記憶するメモリとを含むように構成されている。また、マスクブランクス選定装置１は、設計パターンに対応するようにマスクパターンが形成されることによってフォトマスクが製造されるマスクブランクスを選定する。そして本実施形態においては、マスクブランクス選定装置１は、図１に示すように、複屈折性指標算出装置１１とマスクブランクス選定装置２１とのそれぞれとして、コンピュータを実行させるプログラムメモリを記憶している。各部について、順次、説明する。
【００２９】
複屈折性指標算出装置１１について説明する。
【００３０】
複屈折性指標算出装置１１は、フォトマスクに入射する入射光の偏光状態とフォトマスクを透過した出射光の偏光状態の変化を示す複屈折性指標を算出する。
【００３１】
本実施形態においては、複屈折性指標算出装置１１は、複屈折性測定データ取得部１１１と、入射光偏光状態測定データ取得部１１２と、出射光偏光状態算出部１１３と、転写パターン寸法算出部１１４と、ＲＢＩ算出部１１５とを有しており、各部においてコンピュータを実行させるプログラムをメモリが記憶している。
【００３２】
各部について説明する。
【００３３】
複屈折性測定データ取得部１１１は、入射光が入射されたフォトマスクにおいて入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布について後述するように測定されたデータを取得し記憶する。
【００３４】
入射光偏光状態測定データ取得部１１２は、フォトマスクに入射される入射光の偏光状態の分布について後述するように測定されたデータを取得し記憶する。
【００３５】
出射光偏光状態算出部１１３は、入射光が入射されたフォトマスクにおいて出射する出射光の偏光状態の分布について後述するようにデータを算出し記憶する。
【００３６】
転写パターン寸法算出部１１４は、入射光が入射されたフォトマスクにおいて出射する出射光によりウエハに形成されたフォトレジスト膜に転写される転写パターンの寸法であるＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の分布を後述するように算出し記憶する。
【００３７】
ＲＢＩ算出部１１５は、複屈折性測定データ取得部１１１にて測定され記憶されたフォトマスクにおける複屈折率Ｂと方位角θにより定義されるフォトマスクの複屈折性指標であるＲＢＩの分布を算出し記憶する。
【００３８】
次に、選定装置２１について説明する。
【００３９】
選定装置２１は、転写パターン寸法算出部１１４により算出したＣＤの分布とＲＢＩ算出部１１５により算出したＲＢＩの分布に基づいて、ＣＤのばらつき（ＣＤ−Ｒａｎｇｅ）を算出し、許容される前記ＣＤのばらつきに基づいてマスクブランクスを選定する。
【００４０】
本実施形態においては、選定装置２１は、相関関係算出部２１１とＲＢＩ上限値算出部２１２とマスクブランクス仕様選定部２１３を有しており、各部においてコンピュータを実行させるプログラムをメモリが記憶している。各部について説明する。
【００４１】
相関関係算出部２１１は、転写パターン寸法算出部１１４により算出したウエハに形成されたフォトレジスト膜にＣＤとフォトマスクにおける複屈折性指標であるＲＢＩとの相関関係である第１の相関関係を算出し、算出した第１の相関関係に基づいて、ＣＤのばらつきと前記ＲＢＩとの相関関係である第２の相関関係を算出する。ここでＣＤのばらつきは同一のＲＢＩ値におけるＣＤの差に相当する。
【００４２】
ＲＢＩ上限値算出部２１２は、相関関係算出部２１１により算出したＣＤのばらつきとＲＢＩとの第２の相関関係に基づいて、許容されるＣＤのばらつきに対するＲＢＩの上限値を算出する。
【００４３】
マスクブランクス仕様選定部２１３は、ＲＢＩ上限値算出部２１２により算出したＲＢＩの上限値を基に、マスクブランクスの仕様を選定する。
【００４４】
以下より、本実施形態にかかるマスクブランクス選定装置１がマスクブランクスを選定する際の動作について説明する。
【００４５】
図２は、本発明の一実施形態にかかるマスクブランクス選定装置の動作の要部を示すフロー図である。
【００４６】
図２に示すように、まず、入射光の偏光状態と出射光の偏光状態の変化を示す指標である複屈折性指標の分布を算出する（Ｓ１１）。
【００４７】
ここでは、複屈折性指標算出装置１１が、フォトマスクの複屈折性を示す指標であるＲＢＩを算出する。
【００４８】
図３は、本発明の一実施形態にかかるフォトマスクに入射する入射光の偏光状態と前記入射光がフォトマスクから出射された出射光の偏光状態の変化を示す指標である複屈折性指標を算出する際のフロー図である。
【００４９】
複屈折性指標を算出するには、まず、図３に示すように、フォトマスクの複屈折性を測定する（Ｓ１１１）。
ここでは、入射光が入射されたフォトマスクにおいて、その入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布を測定する。たとえば、ＨＩＮＤＳ社のＥｘｉｃｏｒシステムを用いて、本測定を実施する。
【００５０】
そして、その入射光が入射されたフォトマスクにおいて、その入射光が複屈折する際の複屈折率Ｂと方位角θとの分布について測定されたデータを、複屈折性測定データ取得部１１１が取得して記憶する。
【００５１】
図４は、フォトマスクにおいて測定した複屈折率Ｂと方位角θとの分布の一例を示す図である。図４の枠がフォトマスクを表す。
図４（ａ）は、フォトマスクにおける複屈折率Ｂの分布であり、図４（ｂ）は、フォトマスクにおける方位角θの分布である。図４（ｂ）における矢印の向きがフォトマスク内の各点の方位角θを示し、たとえば、矢印がＸ軸に平行で図４中において右向きである場合、θ＝０°であり、Ｙ軸に平行で図４中において上向きである場合、θ＝９０°となる。
【００５２】
次に、図３に示すように、入射光の偏光状態を測定する（Ｓ１２１）。
ここでは、フォトマスクにおいて入射される入射光の偏光状態として、楕円率と方位角と偏光度（ＤＯＰ：Ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）のそれぞれを測定し、入射光偏光状態測定データ取得部１１２がストークスパラメータを求め、記憶する。
【００５３】
本実施形態においては、たとえば、楕円率０．１８，方位角９０°，偏光度０．９５が測定され、以下の数式（１）に示すように、ストークスパラメータが算出された。なお、数式（１）のようなストークスパラメータは、一種のベクトルとみなすことが出来る。これをストークスベクトルと呼称する。
【００５４】
【数１】
2008070730.tif 000003
【００５５】
次に、図３に示すように、出射光の偏光状態の分布を算出する（Ｓ１３１）。
ここでは、入射光が入射されたフォトマスクにおいて出射する出射光の偏光状態の分布を出射光偏光状態算出部１１３が算出する。
【００５６】
具体的には、上記のようにして算出されたフォトマスクにおける複屈折分布と入射光の偏光状態とのデータを用いて、その出射光の偏光状態の分布を算出する。ここでは、フォトマスクにおける複屈折分布を、以下の数式（２）に示すように、ミューラーマトリクス（Ｍｕｅｌｌｅｒｍａｔｒｉｘ）Ｍに対応するように求めた後に、そのミューラーマトリクスＭと、入射光のストークスパラメータより求められるストークスベクトルとの積を算出することで、出射光の偏光状態の分布を求める。たとえば、フォトマスク内のある１点での複屈折率Ｂが、１４．８７ｎｍ／ｃｍであって、方位角が１３５．６９°である場合には、数式（２）に示すようなミューラーマトリクスＭが得られるため、このミューラーマトリクスＭと、数式（１）に示すように算出された入射光のストークスパラメータとを乗ずることによって、以下の数式（３）に示すように、出射光の偏光状態がストークスパラメータとして算出される。
【００５７】
【数２】
2008070730.tif 000004
【００５８】
【数３】
2008070730.tif 000005
【００５９】
このため、この数式（３）の結果より、フォトマスクを透過する出射光の偏光状態は、楕円率０．３２，方位角８９．８７°，偏光度０．９５であることが算出された。
【００６０】
次に、図３に示すように、フォトレジスト膜に転写される転写パターンの寸法の分布を算出する（Ｓ１４１）。
ここでは、上記のように出射光偏光状態算出部１１３により算出された出射光の偏光状態の分布に基づいて、入射光がフォトマスクへ入射されることによってフォトレジスト膜において転写される転写パターンの分布を、転写パターン寸法算出部１１４が算出する。たとえば、フォトマスクを透過した後の出射光の偏光状態を考慮して、リソグラフィシミュレーションを実施することによって、ＣＤの分布を算出する。たとえば、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社のＰｒｏｌｉｔｈ  ｖｅｒ．９．０を用いて、ＣＤの分布を算出する。
図５は、フォトマスク内の複屈折率Ｂを測定した各点において算出されたＣＤの分布の一例を示す図である。
【００６１】
具体的には、上述したように、フォトマスク内のある1点での複屈折率Ｂが１４．８７ｎｍ／ｃｍ，方位角θが１３５．６９°であった場合、楕円率０．１８，方位角９０°，偏光度０．９５である入射光に対するフォトマスク透過後の出射光が、楕円率０．３２，方位角８９．８７°，偏光度０．９５の偏光状態であったため、これらを引数とすると共に、以下の表１に示すような転写条件にてリソグラフィシミュレーションを実施することによって、６５ｎｍ幅でｙ方向に延在するラインパターンが、６５ｎｍ幅のスペースを介してｘ方向に繰り返された１：１のライン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）パターンをマスクパターンとした際のＣＤを算出する。
【００６２】
【表１】
2008070730.tif 000006
【００６３】
転写した結果、転写後のＣＤは６６ｎｍであると算出された。そして、この処理をフォトマスク内の複屈折率Ｂを測定した各点において順次実施することにより、ＣＤの分布を算出する。
【００６４】
図５に示すＣＤはフォトマスク内の角部の近傍で、設計パターンのパターン寸法である６５ｎｍから乖離しており、フォトマスクの中心からＸ軸に対して４５度方向の角部近傍で６５ｎｍより高いほうに乖離しており、Ｘ軸に対して１３５度方向の角部近傍で６５ｎｍより低い方に乖離している。このことからフォトマスク内の角部近傍におけるＤＣは、設計パターンから乖離していることが分かる。
【００６５】
次に、図３に示すように、フォトマスクにおける複屈折性指標であるＲＢＩの分布を算出する（Ｓ１５１）。
ここでは、複屈折性測定データ取得部１１１により測定され記憶されたフォトマスクにおける複屈折率Ｂと方位角θからフォトマスクの複屈折性を示す指標であるＲＢＩの分布を算出する。
図６は、フォトマスク内の複屈折率Ｂを測定した各点において算出されたＲＢＩの分布の一例を示す図である。
【００６６】
具体的には、フォトマスクにおける複屈折率Ｂならびに方位角θから複屈折性を示す指標として式（４）により定義されるＲＢＩを算出する。ここで、Ｂは複屈折率（ｎｍ／ｃｍ）、θは方位角である。
【００６７】
【数４】
2008070730.tif 000007
【００６８】
本実施形態においては、上記に示すフォトマスク内のある１点における複屈折率Ｂおよび方位角θからＲＢＩは以下に示すように１４．８６と算出された。
ＲＢＩ＝１４．８７×｜ｓｉｎ（２×１３５．６９°）｜＝１４．８６
そして、この処理をフォトマスク内の複屈折率Ｂを測定した各点において順次実施する。この結果が図６となる。
【００６９】
以上のように、本実施形態は、フォトマスクにおける複屈折率Ｂならびに方位角θを測定し、測定した複屈折率Ｂならびに方位角θからＲＢＩの分布を算出する。また、フォトマスクに入射された入射光の偏光状態を測定し、フォトマスクにおける複屈折分布とフォトマスクに入射する入射光の偏光状態からフォトマスクにおいて出射する出射光の偏光状態を算出する。そして、フォトマスクから出射された出射光の偏光状態からＣＤの分布を算出する。
【００７０】
上記のようにして、ＣＤの分布とＲＢＩの分布を算出した後に、図２に示すように、マスクブランクスを選定する（Ｓ２１）。
ここでは、転写パターン寸法算出部１１４により算出されたＣＤとＲＢＩ算出部１１５により算出されたＲＢＩとの相関関係に基づいてマスクブランクスを選定する。
図７は、本発明の一実施形態にかかるマスクブランクスを選定する際のフロー図である。
図８は、本発明の一実施形態にかかるＣＤとＲＢＩとをプロットしたグラフを示す図である。ここで同一のＲＢＩ値におけるＣＤの差が図９におけるＣＤのばらつきに相当する。
図９は、本発明の一実施例にかかるＣＤのばらつきとＲＢＩとをプロットしたグラフの一例を示す図である。
【００７１】
マスクブランクスを選定する際には、図７に示すように、ＣＤとＲＢＩとの相関関係を算出する（Ｓ２１１）。
ここでは、フォトマスクにおける転写パターン寸法算出部１１４により算出されたＣＤの分布と、ＲＢＩ算出部１１５により算出されたＲＢＩの分布との相関関係である第１の相関関係を相関関係算出部２１１により算出する。そして、算出した第１の相関関係を基に、ＣＤのばらつきとＲＢＩとの相関関係である第２の相関関係を相関関係算出部２１１により算出する。
【００７２】
具体的には、図５に示された転写パターン寸法算出部１１４により算出されたＣＤの分布と図６に示されたＲＢＩ算出部１１５により算出されたＲＢＩの分布に基づいて、図８に示すようにＣＤとＲＢＩとをプロットしたグラフを算出し、第１の相関関係を算出する。そして、算出した第１の相関関係に基づいて、図９に示すようにＣＤとＲＢＩとをプロットしたグラフを算出し、第２の相関関係を算出する。
【００７３】
次に、図７に示すように、ＲＢＩの上限値を算出する（Ｓ２２１）。
ここでは、ＣＤのばらつきに基づいて、ＲＢＩ上限値算出部２１２によりＣＤのばらつきの許容値を与える最大のＲＢＩを算出する。
【００７４】
本実施形態においては、複屈折率起因のＣＤのばらつきの許容値が１ｎｍである場合、図９よりＲＢＩは１０ｎｍ／ｃｍが算出される。この値（１０ｎｍ／ｃｍ）が最大のＲＢＩである。
【００７５】
次に、図７に示すように、マスクブランクスの仕様を選定する（Ｓ２３１）。
ここでは、上記のように算出されたＣＤのばらつきの許容値を与える最大のＲＢＩを基に、マスクブランクス仕様選定部２１３によりフォトマスクを形成するマスクブランクスの仕様を選定する。
【００７６】
本実施形態においては、ＣＤのばらつきが１ｎｍとなる最大のＲＢＩが１０ｎｍ／ｃｍと算出されたので、マスクブランクスにおけるＲＢＩが１０ｎｍ／ｃｍ未満となるＲＢＩを選定する。
【００７７】
この後、選定したマスクブランクスの仕様に基づいてマスクブランクスを選定する。
ここでは、選定したＲＢＩを呈するマスクブランクスを選定する。
【００７８】
以上のように、本実施形態は、ＣＤのばらつきとＲＢＩとの関係を算出し、算出した関係からＣＤのばらつきの許容値を与える最大のＲＢＩを算出する。そして、算出した最大のＲＢＩ未満を呈するマスクブランクスを選定することにより、ＣＤのばらつきを必要以上に厳しく制限するマスクブランクスを選定しないで済み、所望のＣＤのばらつきを与えるマスクブランクスを選定することができるため、コストを低減することができる。
【００７９】
また、以下より、本実施形態にかかるリソグラフィの際の動作について説明する。
【００８０】
図１０は、本発明の一実施形態にかかるリソグラフィによりウエハに転写パターンを形成する際のフロー図である。
リソグラフィの際の動作における工程Ｓ１１と工程Ｓ２１は、マスクブランクスを選定する際の動作の工程Ｓ１１と工程Ｓ２１と同じである。そのため、重複する箇所については、記載を省略する。
【００８１】
図１０に示すように、まず、入射光の偏光状態と出射光の偏光状態の変化を示す指標である複屈折性指標を算出する（Ｓ１１）。
次に、マスクブランクスを選定する（Ｓ２１）。
【００８２】
次に、図１０に示すように、フォトマスクを形成する（Ｓ３１）。
ここでは、選定工程（Ｓ２１）で選定されたマスクブランクスに設計パターンを描画してフォトマスクを形成する。
【００８３】
たとえば、マスクブランクスに電子ビームを走査させて設計パターンを描画する電子線描画装置や、レーザビームを走査させて設計パターンを描画するレーザ描画装置によりマスクブランクスにパターンを描画しフォトマスクを形成する。
【００８４】
次に、図１０に示すように、転写パターンを露光する（Ｓ４１）。
ここでは、フォトマスク形成工程で形成されたフォトマスクによりウエハに形成されたフォトレジスト膜に転写パターンを露光する。
【００８５】
たとえば、マスクパターンが描画されているフォトマスクを照明し、その照明によって生ずるマスクパターン像をウエハ上に形成されたフォトレジスト膜に露光して転写する。
【００８６】
次に、図１０に示すように、転写パターンを現像する（Ｓ５１）。
ここでは、ウエハに形成されたフォトレジスト膜に転写パターンを現像する。
【００８７】
たとえば、スピンデベロッパなどの現像装置により転写パターンが転写されたフォトレジスト膜を現像して、ウエハの表面に転写パターンを形成する。
【００８８】
次に、図１０に示すように、エッチングを実施する（Ｓ６１）。
ここでは、フォトレジスト膜に現像した転写パターンをマスクとして、エッチング処理を施し転写パターンを形成する。
【００８９】
たとえば、フォトレジスト膜に現像した転写パターンをマスクとして、ドライエッチングやウエットエッチングなどのエッチング処理を施し、ウエハに積層されている被加工層にパターンを形成する。
【００９０】
以上のリソグラフィ方法によれば、転写パターン寸法のばらつきを必要以上に厳しく制限するマスクブランクスを選定せずに済み、所望の転写パターン寸法のばらつきを与えるマスクブランクスを選定することができ、選定したマスクブランクスにより形成されたフォトマスクにより、半導体装置に形成されたパターンの寸法が許容範囲内となる半導体装置を製造することができる。
【００９１】
なお、本発明の実施に際しては、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。
【００９２】
たとえば、上記においては、リソグラフィシミュレーションを用いて、転写パターン寸法を算出する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、実際の露光を実施し、その露光の実施によって形成された転写パターンの寸法を実測したデータを用いてもよい。
また、上記の一実施形態における複屈折性指標を算出する工程Ｓ１１において、フォトマスクにおける複屈折性指標であるＲＢＩを算出する工程Ｓ１５１は、複屈折性指標を算出する工程Ｓ１１における工程の最後に実施しているが、これには限定されず、フォトマスクの複屈折性を測定する工程Ｓ１１１の後であればいつでも実施してよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかるマスクブランクス選定装置のブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかるマスクブランクス選定装置の動作の要部を示すフロー図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態にかかるフォトマスクに入射する入射光の偏光状態とフォトマスクを透過した出射光の偏光状態の変化を示す指標である複屈折性指標を算出する際のフロー図である。
【図４】図４は、フォトマスクにおいて測定した複屈折率Ｂと方位角θとの分布の一例を示す図である。
【図５】図５は、フォトマスク内の複屈折率Ｂを測定した各点において算出されたＣＤの分布の一例を示す図である。
【図６】図６は、フォトマスク内の複屈折率Ｂを測定した各点において算出されたＲＢＩの分布の一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態にかかるマスクブランクスを選定する際のフロー図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態にかかるＣＤとＲＢＩとをプロットしたグラフの一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態にかかるＣＤのばらつきとＲＢＩとをプロットしたグラフの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態にかかるリソグラフィによりウエハに転写パターンを形成する際のフロー図である。
【符号の説明】
【００９４】
１：マスクブランクス選定装置、１１：複屈折性指標算出装置、２１：マスクブランクス選定装置、１１１：複屈折性測定データ取得部、１１２：入射光偏光状態測定データ取得部、１１３：出射光偏光状態算出部、１１４：転写パターン寸法算出部、１１５：ＲＢＩ算出部、２１１：相関関係算出部、２１２：ＲＢＩ上限値算出部、２１３：マスクブランクス仕様選定部
【図１】
2008070730.tif 000008
【図２】
2008070730.tif 000009
【図３】
2008070730.tif 000010
【図７】
2008070730.tif 000011
【図８】
2008070730.tif 000012
【図９】
2008070730.tif 000013
【図１０】
2008070730.tif 000014
【図４】
2008070730.tif 000015
【図５】
2008070730.tif 000016
【図６】
2008070730.tif 000017