(57)【要約】【課題】微細な擬似欠陥を形成可能とし、次世代のリソグラフィ技術においても利用できる欠陥マスクおよびその製造方法を提供する。【解決手段】半導体体リソグラフィ工程にて用いられるパターン転写マスクの欠陥を検査するための欠陥マスクを製造するのにあたり、その欠陥マスクの基となるマスク基板上に、検査対象となるパターン転写マスクと同一のマスクパターン４を形成する。そして、そのマスクパターン４の形成に際して、粒径がナノサイズの微粒子を散布して一様に分布させるとともに、マスクパターン４の形状十の関係でその微粒子の粒径や分布状況等を調整する。このように微粒子を散布することで、前記マスク基板上のマスクパターン４に前記微粒子を基にした擬似欠陥５を形成する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体リソグラフィ工程にて用いられるパターン転写マスクの欠陥を検査するための欠陥マスクであって、
粒径がナノサイズの微粒子を基にして形成された擬似欠陥を有する
ことを特徴とする欠陥マスク。
【請求項２】
半導体リソグラフィ工程にて用いられるパターン転写マスクの欠陥を検査するための欠陥マスクの製造方法であって、
前記欠陥マスクの基となるマスク基板上に、検査対象となるパターン転写マスクと同一のマスクパターンを形成するとともに、当該形成に際して粒径がナノサイズの微粒子を配して、前記微粒子により前記マスク基板上のマスクパターンに擬似欠陥を形成する
ことを特徴とする欠陥マスクの製造方法。
【請求項３】
半導体リソグラフィ工程にて用いられるパターン転写マスクにマスクパターンの欠陥があるか否かを検査するためのマスクの欠陥検査方法であって、
粒径がナノサイズの微粒子を基にして形成された擬似欠陥とを有する欠陥マスクを用意し、
検査対象となるパターン転写マスクのマスクパターンと前記欠陥マスクのマスクパターンとを比較してパターン欠陥とラインエッジラフネスとを判別し、
その判別結果に基づいて検査対象となるパターン転写マスクにマスクパターンの欠陥が有るか否かを判断する
ことを特徴とするマスクの欠陥検査方法。
【請求項４】
マスクパターンの欠陥とラインエッジラフネスとの判別結果を記憶蓄積してデータベース化する
ことを特徴とする請求項３記載のマスクの欠陥検査方法。
【請求項５】
パターン転写マスクを用いてウエハ上へのパターン転写を行うリソグラフィ工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記リソグラフィ工程の実施に先立ち、粒径がナノサイズの微粒子を基にして形成された擬似欠陥とを有する欠陥マスクを用意し、
前記リソグラフィ工程で用いるパターン転写マスクのマスクパターンと、前記転写像のマスクパターンとを比較してパターン欠陥とラインエッジラフネスとを判別し、
その判別結果に基づいて前記リソグラフィ工程で用いるパターン転写マスクにマスクパターンの欠陥が有るか否かを判断し、
マスクパターンの欠陥が無いパターン転写マスクを用いて前記リソグラフィ工程を実施する
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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体装置の製造プロセスにおけるリソグラフィ工程にて用いられるパターン転写マスクについて、そのパターン転写マスクに形成されたマスクパターンの欠陥等を検査するための欠陥マスクおよびその製造方法に関し、さらにはその欠陥マスクを用いて行うマスクの欠陥検査方法並びに半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置の製造プロセスは、パターン転写マスクを用いて被露光体であるウエハ基板上に所望の回路パターンを転写するリソグラフィ工程を含んでいる。このリソグラフィ工程で形成される回路パターンは、パターン転写マスクに形成されたマスクパターンによって特定される。したがって、所望する通りの回路パターンを得るためには、パターン転写マスク上のマスクパターンに欠陥があるか否かを事前に検査し、リソグラフィ工程で用いる際に無欠陥の状態にしておくことが必要である。一本でもパターンに不具合があれば、電気的に回路が形成されず、結果としてプロセスを経て形成された半導体装置が不良品となってしまうからである。
【０００３】
パターン転写マスクの欠陥検査は、通常、いわゆる欠陥マスクを利用して行われる。欠陥マスクとは、想定されるマスクパターンの欠け、ピンホール、突起等といった欠陥が擬似的に形成されているものである。このような欠陥マスクを用意することによって、マスクパターンの欠陥がウエハ基板上に対してどのように転写されるかを事前に認識することができる。したがって、その認識結果を基にすれば、転写後のパターンについて検査することによって、パターン転写マスクに欠陥があるか否かを判断することができる。つまり、マスクパターンの欠陥ではないが、例えば露光時の光学的な影響によって生じるラインエッジラフネス（転写後のパターンのゆらぎ等）を、誤って欠陥と判断してしまうことが無くなる。このことから、リソグラフィ工程にて用いられるパターン転写マスクについては、欠陥マスクを利用した欠陥検査を事前に行って、欠陥があるものについては事前にその欠陥を修正するといったことが行われるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、半導体装置の高集積化やチップサイズ縮小等の進展に伴い、１００ｎｍ以下の線幅に対応可能なリソグラフィ技術として、例えばＬＥＥＰＬ（Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｅ−ｂｅａｍ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）やＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）等の電子線露光技術、Ｘ線露光技術、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）を用いた露光技術といった様々なものが提案されている。
【０００５】
しかしながら、これら次世代のリソグラフィ技術については、パターンサイズの観点から、欠陥マスクの作製が非常に困難である。通常、欠陥のサイズは、最小線幅の３分の１程度と言われている。したがって、従来より広く一般に用いられている光リソグラフィ技術、さらに詳しくは１００ｎｍ世代における４分の１縮小対応の場合であれば、１３０ｎｍ程度の大きさの擬似欠陥を欠陥マスク上に形成すればよい。ところが、ＬＥＥＰＬのように等倍マスクを用いて露光を行う場合には、１００ｎｍ世代に対応する場合であっても、３５ｎｍ程度の大きさの擬似欠陥を形成する必要がある。このように、次世代のリソグラフィ技術においては、デザインルールや露光方法の観点からも、欠陥マスクの作製が非常に難しいという現状がある。
【０００６】
その一方で、次世代のリソグラフィ技術については、欠陥マスクを利用したマスクの欠陥検査の重要度が益々高まりつつある。次世代のリソグラフィ技術では、パターンサイズの微細化に伴い、マスクパターンの欠陥と実パターンのラインエッジラフネスとの判別が難しくなっているからである。
【０００７】
そこで、本発明は、微細な擬似欠陥を形成可能とすることで、次世代のリソグラフィ技術においても利用できる欠陥マスクおよびその製造方法を提供し、さらには次世代のリソグラフィ技術に好適な信頼性の高いマスクの欠陥検査方法およびその欠陥検査方法を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために案出された欠陥マスクである。すなわち、半導体リソグラフィ工程にて用いられるパターン転写マスクの欠陥を検査するための欠陥マスクであって、粒径がナノサイズの微粒子を基にして形成された擬似欠陥を有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出された欠陥マスクの製造方法である。すなわち、半導体リソグラフィ工程にて用いられるパターン転写マスクの欠陥を検査するための欠陥マスクの製造方法であって、前記欠陥マスクの基となるマスク基板上に、検査対象となるパターン転写マスクと同一のマスクパターンを形成するとともに、当該形成に際して粒径がナノサイズの微粒子を散布して、前記微粒子により前記マスク基板上のマスクパターンに擬似欠陥を形成することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出されたマスクの欠陥検査方法である。すなわち、半導体リソグラフィ工程にて用いられるパターン転写マスクにマスクパターンの欠陥があるか否かを検査するためのマスクの欠陥検査方法であって、粒径がナノサイズの微粒子を基にして形成された擬似欠陥とを有する欠陥マスクを用意し、検査対象となるパターン転写マスクのマスクパターンと前記欠陥マスクのマスクパターンとを比較してパターン欠陥とラインエッジラフネスとを判別し、その判別結果に基づいて検査対象となるパターン転写マスクにマスクパターンの欠陥が有るか否かを判断することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出された半導体装置の製造方法である。すなわち、パターン転写マスクを用いてウエハ上へのパターン転写を行うリソグラフィ工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記リソグラフィ工程の実施に先立ち、粒径がナノサイズの微粒子を基にして形成された擬似欠陥とを有する欠陥マスクを用意し、前記リソグラフィ工程で用いるパターン転写マスクのマスクパターンと、前記転写像のマスクパターンとを比較してパターン欠陥とラインエッジラフネスとを判別し、その判別結果に基づいて前記リソグラフィ工程で用いるパターン転写マスクにマスクパターンの欠陥が有るか否かを判断し、マスクパターンの欠陥が無いパターン転写マスクを用いて前記リソグラフィ工程を実施することを特徴とする。
【００１２】
上記構成の欠陥マスク、上記手順の欠陥マスクの製造方法、マスクの欠陥検査方法および半導体装置の製造方法では、いずれも、欠陥マスクの有する擬似欠陥が、粒径がナノサイズの微粒子を基にして形成されている。ここで、ナノサイズの微粒子としては、例えば粒径が１０ｎｍ〜５００ｎｍ程度の大きさのものが挙げられる。このようなナノサイズの微粒子は、例えば雰囲気中への散布やレジスト中への分散によって欠陥マスク上に一様に分布させることが可能であり、しかもその分布密度を微粒子の量によってコントロールすることも可能である。したがって、このような微粒子を基にすれば、擬似欠陥を形成すべきマスクパターンの形状（ラインアンドスペースの間隔等）との関係で微粒子の粒径や分布状況等を調整することで、そのマスクパターン上の所望箇所（パターンのエッジ部やコーナー部等）を狙って擬似欠陥を形成し得るようになる。しかも、ナノサイズの微粒子を基にしていることから、その擬似欠陥の大きさもナノサイズとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係る欠陥マスクおよびその製造方法、マスクの欠陥検査方法並びに半導体装置の製造方法について説明する。ここでは、本発明を、ＬＥＥＰＬで用いられるステンシルマスクの欠陥検査に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１４】
ここで、先ず、ＬＥＥＰＬで用いられるステンシルマスクについて簡単に説明する。図１は、ステンシルマスクの概要を示す斜視図である。ＬＥＥＰＬで用いられるステンシルマスク１は、被露光体であるウエハの直上約５０μｍの位置に設置して近接露光を行い、これによりウエハ上への微細パターンの転写を行うためのものである。そのために、ステンシルマスク１は、マスク補強のために梁構造のストラット（Ｓｔｒｕｔ）２を備えているとともに、そのストラット２以外の描画エリア、具体的には厚さ約５μｍ以下のメンブレン（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）領域３に、転写すべき微細パターンに対応した電子線透過溝（以下、この溝のパターンを「マスクパターン」という）が形成されている。そして、メンブレン領域３の溝の部分を透過した電子線がウエハ上に前もって塗布されたレジストに到達すると、例えばそれがポジレジストである場合には、電子線の描画された部分がアルカリに溶解し、これによってマスクパターンに対応した微細パターンが形成されるのである。
【００１５】
このような構成のステンシルマスクは、以下に述べるような手順で製造される。図２および図３は、マスク製造手順の概要を示す説明図である。ステンシルマスクの製造にあたっては、その基になるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板の受入洗浄および異物検査を行った後（ステップ１）、そのＳＯＩ基板に対して内部応力調整のためのイオン拡散／注入、アニール処理を実施する（ステップ２）。そして、ＳＯＩ基板の表面にマーク（アライメントマーク等）を露光、加工、洗浄し（ステップ３）、さらにその表面に保護レジストを塗布する（ステップ４）。その後は、ＳＯＩ基板の表裏を反転して、ＳＯＩ基板の裏面に窓開け露光を行って（ステップ５）、その裏面側からＳｉ深堀エッチングを行う（ステップ６）。このエッチング後のＳＯＩ基板からレジストと中間層を除去すれば、メンブレン構造が作成されることになる（ステップ７）。そして、メンブレン構造が作成されたＳＯＩ基板の表面を露光して（ステップ８）、その表面を加工、洗浄すれば（ステップ９）、メンブレン領域にマスクパターンが形成されたステンシルマスクが構成されることになる。
【００１６】
このような手順を経て得られるステンシルマスクは、作製した後に欠陥の有無を検査し、欠陥があった場合にはその欠陥部分を修正し、その後完成ということになる。これは、半導体装置の製造プロセスにおけるリソグラフィ工程にて用いられる際に、ステンシルマスクのマスクパターンが無欠陥でなければならないからである。
【００１７】
次に、以上のようなステンシルマスクの欠陥検査について説明する。ＬＥＥＰＬで用いられるステンシルマスクの欠陥検査も、既に説明した従来の場合と同様に、欠陥マスクを利用して行われる。欠陥マスクは、上述したマスク製造手順（図２および図３参照）と略同様の手順を経て形成されるものであり、リソグラフィ工程にて用いられるステンシルマスクと同一のマスクパターンを有するものであるが、そのマスクパターンに加えて擬似欠陥を有している点が当該ステンシルマスクとは異なる。
【００１８】
図４は、擬似欠陥の一例を示す説明図である。図例のように、擬似欠陥としては、ラインアンドスペースからなるマスクパターン４上に存在する欠け５が挙げられる。また、擬似欠陥としては、マスクパターンの欠け５の他に、マスクパターンの突起やピンホール（穴）等も考えられる。ただし、これらの擬似欠陥は、ＬＥＥＰＬのように１００ｎｍ世代以降の非常に厳しいデザインルールのリソグラフィに対応するものであることから、その欠陥サイズが１０ｎｍ以下の大きさとなっている。
【００１９】
ところで、本実施形態で説明する欠陥マスクは、擬似欠陥に大きな特徴がある。具体的には、その擬似欠陥が、粒径が１０ｎｍ〜５００ｎｍ程度のナノサイズである微粒子を基にして形成されている点に大きな特徴がある。このような擬似欠陥は、以下に述べるような手順で形成することが考えられる。
【００２０】
先ず、擬似欠陥の形成手順の第一例について説明する。擬似欠陥は、上述したマスク製造手順（図２および図３参照）のステップ８において、粒径がナノサイズの微粒子を、マスクパターンの露光対象であるメンブレン領域上に散布することによって形成する。
【００２１】
散布する微粒子としては、例えば、移行型アークプラズマを用いたセラミックス超微粒子が考えられる。さらに詳しくは、アーク電流１００Ａまたは２００Ａ、プラズマ長５０〜２００ｍｍの移行型プラズマ（プラズマガス；アルゴン）に、Ａｌ２Ｏ３粒（平均粒径；１５μｍ）を原材料として注入し、その結果得られるセラミックス超微粒子を用いることが考えられる。この場合に得られるセラミックス超微粒子の粒径は、移行型プラズマの条件に依存する。例えば、アーク電流を２００Ａと大きくして、プラズマ長を１５０〜２００ｍｍと長くすると、合成粉の平均粒径（ＢＥＴ径）は５０ｎｍ程度となる。つまり、移行型プラズマの条件によって、その結果得られるセラミックス超微粒子の粒径を制御することができる。
【００２２】
また、散布する微粒子としては、例えば、アブレーションプラズマを利用し機能性不純物をドープしたＳｉナノ微粒子が考えられる。さらに詳しくは、希ガス雰囲気中でＳｉターゲットにパルスレーザ光を集光照射してＳｉプラズマを生成し、これを冷却して成長させたナノ微粒子を用いることが考えられる。この場合に得られる微粒子の粒径は、アブレーションの条件に依存する。例えば、アブレーションを５Ｔｏｒｒのアルゴンガス雰囲気中で５Ｊ／ｃｍ２のエネルギー密度のＮｄ：ＹＡＧレーザ光（波長５３２ｎｍ、パルス幅７ｎｓ）を照射することで行えば、粒径が６．５±１．６ｎｍ程度のＳｉナノ微粒子が成長する。つまり、アブレーションの条件によって、その結果得られるＳｉナノ微粒子の粒径を制御することができる。
【００２３】
その他にも、散布する微粒子としては、例えば、金属ケイ素粉末の直接窒化法、シリカ粉末の還元窒化法、イミド分解法等の種々の方法で製造可能な窒化ケイ素粉末が考えられる。さらに詳しくは、直接窒化法を用いた場合であれば、α相分率７０％以上および比表面積１０ｍ２／ｇ以上の窒化ケイ素粉末を、比表面積１０ｍ２／ｇ以上および酸素含有率２．０重量％以下の金属ケイ素粉末に５〜２０重量％添加混合し、混合物を、水素ガスと窒素ガスとの混合雰囲気下あるいはアンモニアガスと窒素ガスとの混合雰囲気下、昇温速度１０〜５０℃／ｈで１４００〜１６００℃まで昇温することで得られる窒化ケイ素粉末を用いることが考えられる。このような窒化ケイ素粉末については、その製造条件をコントロールすることによって、α相粒子の結晶子径を１００ｎｍ以下（特に、１０〜８０ｎｍ程度）に制御することができる。
【００２４】
以上のようなナノサイズの微粒子の散布は、次のような方法で行えばよい。すなわち、微粒子をそのままの状態で直接雰囲気中に散布して分散させたり、事前にレジスト中に微粒子を混入してレジスト塗布により分散させたり、あるいはレジスト以外の溶液中に微粒子を混ぜ、レジストの塗布後にその溶液をスプレー散布して微粒子を分散させる、といった様々な方法を用いることが考えられる。
【００２５】
散布したナノサイズの微粒子のウエハ上での状態を確認するためには、極微弱散乱表面計測法による測定を行う光散乱粒径測定装置を用いればよい。光散乱粒径測定装置では、集束レーザ光をウエハ上で走査した場合に、そのスポット光内をパーティクルが通過すると、粒径に応じた強度の散乱光が生じることから、その散乱光のみを光電子増倍管とＣＲ積分回路により積分電圧として検出することで、その波高値から粒径をナノオーダで測定できるようになっている。一方、微粒子を粉末状のまま確認するためには、超微小粒子専用の粒径分布測定装置を用いればよい。この粒径分布測定装置では、レーザ光を試料に当て出てくる散乱光を検出し、その検出結果を周波数解析法等によって解析することで、試料の粒径をナノオーダで測定できるようになっている。
【００２６】
そして、ナノサイズの微粒子を散布した後は、マスクパターンが露光されたメンブレン領域の現像を行うようにする。現像を行うと、メンブレン領域のレジスト上またはレジスト内にはナノサイズの微粒子が散布されていることから、その微粒子の付着部分が、マスクパターンの「欠け」、「突起」または「ピンホール」等の擬似欠陥として現れる。つまり、メンブレン領域上に散布されたナノサイズの微粒子を基にして、マスクパターンの擬似欠陥が形成されるのである。
【００２７】
このとき、散布される微粒子は、上述したようにその粒径の制御が可能である。また、例えば雰囲気中への散布やレジスト中への混入等によって、メンブレン領域上に一様に分布させることも可能であり、しかもその分布密度を微粒子の量によってコントロールすることも可能である。
【００２８】
したがって、このような微粒子を基にすれば、擬似欠陥を形成すべきマスクパターンの形状（ラインアンドスペースの間隔等）との関係で微粒子の粒径や分布状況等を調整することで、そのマスクパターン上の所望箇所（パターンのエッジ部やコーナー部等）を狙って擬似欠陥を形成し得るようになる。具体的には、例えばマスクパターンがラインアンドスペース状のものであれば、その線幅と間隔との関係で、どの程度の粒径の微粒子をどの程度の分布密度で散布すれば、そのマスクパターンに「欠け」や「突起」を形成するのに好適であるかを、事前に特定し得るようになる。このことから、特定した粒径および分布密度で微粒子を散布すれば、所望箇所に所望形状の擬似欠陥を形成することが可能となる。
【００２９】
しかも、形成される擬似欠陥は、ナノサイズの微粒子を基にしていることから、その大きさもナノサイズとなる。すなわち、マスクパターンが次世代のリソグラフィ技術に対応するもので、その線幅が１００ｎｍ以下（例えば７０ｎｍ程度）のものであっても、これに適応する３５ｎｍ程度の大きさの擬似欠陥を、極めて容易に形成することができる。
【００３０】
続いて、擬似欠陥の形成手順の第二例について説明する。上述した第一例では、擬似欠陥を形成するために粒径がナノサイズの微粒子を散布する場合について説明したが、ここでは微粒子の配列を制御することで二次元的にマスクパターンの擬似欠陥を形成する場合について説明する。すなわち、擬似欠陥は、上述したマスク製造手順（図２および図３参照）のステップ９が終了した後に、粒径がナノサイズの微粒子をマスクパターンの露光対象であるメンブレン領域上に配するとともに、その微粒子の結晶成長を利用して二次元的に規則配列させることによって形成する。
【００３１】
微粒子をメンブレン領域上に配し、かつ、結晶成長を利用して規則配列させるためには、例えば、融着を用いて半導体格子を積層させたり、微粒子を含む紫外線硬化樹脂を塗布したり、多層膜バイアスステップ法を用いたり、マスクを溶液にいれ微小球を整列させたり等、様々な方法を用いることが考えられる。いずれの方法であっても、基となる微粒子の結晶成長を利用することで、第一例の場合と同様に、擬似欠陥の基になる微粒子をメンブレン領域上に一様に分布させつつ、その分布密度をコントロールすることが可能である。なお、微粒子の結晶成長については、公知技術を用いて行えばよいため、ここではその説明を省略する。
【００３２】
また、例えば、擬似欠陥を形成したい部分に自己組織膜を予め成膜しておき、その自己組織膜のＳｉＯ２微粒子を選択的に成長させるようにすれば、任意の箇所に擬似欠陥を形成することも可能となる。ここで、自己組織膜とは、基板との管に化学結合を持ち、最表面に任意の官能基を持たせることができるもので、無機結晶の析出等に広く利用されているものである。このような自己組織膜を利用すれば、その自己組織膜の最表面に任意の官能基上にのみ選択的に例えばナノサイズＳｉＯ２微粒子（１５〜５００ｎｍ）を配列させることが可能となる。
【００３３】
以上に説明した第一例、第二例の形成手順およびその形成手順で擬似欠陥が形成された欠陥マスクでは、粒径がナノサイズの微粒子を基にして擬似欠陥が形成されていることから、微細な擬似欠陥を適切に形成することが可能である。したがって、次世代のリソグラフィ技術であるＬＥＥＰＬのステンシルマスクの欠陥検査に用いて非常に好適なものとなる。しかも、通常のマスク作製プロセスにわずか一ステップを追加するだけで対応可能となるため、形成の容易さの観点からも非常に好適である。
【００３４】
なお、以上の説明ではＬＥＥＰＬ用の欠陥マスクを例に挙げて説明したが、他のリソグラフィ技術用の場合であっても、全く同様の手順で擬似欠陥を形成すればよい。すなわち、他のリソグラフィ技術用の場合には、マスク用ブランクス基板（例えば、光用マスクであれば、石英上にＣｒがコーティングしてあるブランクス基板）を用意し、レジストが塗布されているブランクスはそのまま、レジストが塗布されていない場合には１００ｎｍ〜２μｍ程度のレジストをブランクス基板上に塗布する。そして、ＥＢ（電子線）直描装置、マスク用ＥＢ装置またはマスク用レーザ直描装置等を用いて、レジスト上にマスクパターンを感光させて、パターン描画を行う。このとき、マスクパターンについてのデータは、事前に描画装置上で利用可能なフォーマットに設計データを変換したものを用いる。上述した第一例のように、ナノサイズの微粒子を散布して擬似欠陥を形成する場合には、この時点でその散布を行う。その後、マスクパターンの現像を、例えばＴＭＡＨ２．３８％のアルカリ現像液またはレジスト種類に対応して用意されたパターン形成が可能な現像液を用いて行い、ブランクス基板のＣｒ部分をエッチングすれば、擬似欠陥を有する欠陥マスクが形成されることになる。また、上述した第二例のように、ナノサイズの微粒子を二次元配列させて擬似欠陥を形成する場合には、Ｃｒ部分のエッチング後に、その微粒子を配置して結晶成長させる。このようにしても、擬似欠陥を有する欠陥マスクが形成されることになる。
【００３５】
つまり、上述した形成手順で擬似欠陥が形成された欠陥マスクは、光リソグラフィ用やＥＢ用といった全ての世代のリソグラフィ技術に適用が可能である。ただし、粒径がナノサイズの微粒子を基にして微細な擬似欠陥を適切に形成し得ることから、特にＬＥＥＰＬ等の微細化に対応した次世代以降のリソグラフィ技術に適用して非常に好適であると言える。
【００３６】
次に、以上のような手順で擬似欠陥が形成された欠陥マスクを用いて行う欠陥検査の手順について説明する。マスクの欠陥検査にあたっては、検査対象となるステンシルマスクで、通常のプロセスにより作製されたもの（以下、このマスクを「無欠陥マスク」という）と、その無欠陥マスクと同一のマスクパターンを持つ欠陥マスクで、上述した手順で擬似欠陥が形成されたものとを用意する。
【００３７】
そして、それぞれのマスクに適用される露光方法を用いて、感光性レジストを塗布してあるウエハに対する露光を行い、露光後の各ウエハについての現像を行う。これにより、無欠陥マスクのマスクパターンが転写されたウエハと、欠陥マスクのマスクパターンが転写されたウエハとが得られることになる。
【００３８】
その後は、各ウエハ上における転写パターンを比較して、一致部分と相違部分とを抽出する。このときのパターン比較は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察等の周知技術を用いて行えばよい。この抽出によって、パターン欠陥とラインエッジラフネスとの判別を行い得るようになる。すなわち、双方の一致部分は、例えば露光時の光学的な影響によって生じるパターンゆらぎ等のようなマスクパターンのラインエッジラフネスであると判別される一方、双方の相違部分については、パターン欠陥であると判別される。
【００３９】
ただし、この判別は、ウエハ上に転写された各パターン像ではなく、無欠陥マスクのマスクパターンを直接観察した結果と、欠陥マスクのマスクパターンを直接観察した結果とを、それぞれ比較して行うようにしてもよい。つまり、パターン欠陥とラインエッジラフネスとの判別は、無欠陥マスクのマスクパターンと欠陥マスクのマスクパターンとの比較結果を基にしたものであれば、その比較結果がウエハ上の転写像についてのものであっても、あるいはマスク上のマスクパターン自体についてのものであっても構わない。
【００４０】
このようにパターン欠陥とラインエッジラフネスを判別した後は、その判別結果をデータベース化して欠陥検査測定器に記憶蓄積することが望ましい。すなわち、どのようなパターン形状がパターン欠陥であり、どのようなパターン形状がパターンのラインエッジラフネスであるかを、データベース化して欠陥検査測定器に登録しておく。なお、欠陥検査測定器は、マスクの欠陥検査に用いられる装置であるが、その詳細については従来と略同様であるため説明を省略する。
【００４１】
そして、パターン欠陥とラインエッジラフネスとの判別結果、さらに具体的には欠陥検査測定器にてデータベース化された判別結果に基づいて、検査対象となるステンシルマスクにパターン欠陥が有るか否かを判断する。これにより、パターン欠陥とラインエッジラフネスを容易に分離可能な測定を行うことができる。しかも、その基になる判別結果が、ナノサイズの微粒子によって擬似欠陥を形成した欠陥マスクから得たものであるため、例えばＬＥＥＰＬのようにパターンの微細化に対応したものであっても、的確な欠陥検査を実現することができる。
【００４２】
その上、欠陥検査の基になるパターン欠陥とラインエッジラフネスとの判別結果をデータベース化した場合には、そのデータベース化した内容をその後の欠陥検査に活用することも可能となるので、そのデータベースを充実させることによって、欠陥検査精度およびスループットを向上させることも可能となる。
【００４３】
このような欠陥検査の後は、必要に応じて周知の手法によるパターン欠陥の修正等を行って、欠陥部分が無いステンシルマスクを用いて、半導体装置の製造プロセスの一工程であるリソグラフィ工程を実施する。したがって、そのリソグラフィ工程では、無欠陥のステンシルマスクを用いることになる。
【００４４】
以上のように、本実施形態で説明した欠陥マスクを用いてマスクの欠陥検査を行い、またその欠陥検査を経て半導体装置の製造を行えば、パターン欠陥とラインエッジラフネスとの判別を容易かつ的確に行えるので、欠陥検査測定の信頼性が向上することになり、結果として製造する半導体装置の信頼性向上や歩留まり向上等が実現可能となる。さらには、欠陥検査装置のデータベース構築が可能となり、これにより欠陥検査の時間が削減されスループットが大幅に向上することにもなる。
【００４５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、微細な擬似欠陥を形成することが可能となるので、次世代のリソグラフィ技術においても利用できる欠陥マスクおよびその製造方法を提供することができる。さらには、その欠陥マスクを用いることで、次世代のリソグラフィ技術に好適な信頼性の高いマスクの欠陥検査および半導体装置の製造を実現することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＥＥＰＬで用いられるステンシルマスクの概要を示す斜視図である。
【図２】ＬＥＥＰＬで用いられるステンシルマスクのマスク製造手順の概要を示す説明図（その１）である。
【図３】ＬＥＥＰＬで用いられるステンシルマスクのマスク製造手順の概要を示す説明図（その２）である。
【図４】欠陥マスクにおける擬似欠陥の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ステンシルマスク、２…ストラット、３…メンブレン領域、４…マスクパターン、５…欠け
【図１】
2004165329.tif 000003
【図２】
2004165329.tif 000004
【図３】
2004165329.tif 000005
【図４】
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