(57)【要約】【課題】アシストパターンを有するフォトマスクを、ダイ・ツー・データベース参照方式によりマスクデータに対して高精度にマッチングして位置合わせすると共に正確なマスク修正を行って高品質なフォトマスクを作製すること。【解決手段】マスク画像を取得する画像取得部１１と、マスクデータＤ１からメインパターンを抽出する抽出部１２と、抽出されたメインパターンとマスク画像から得られた描画後のメインパターンとをマッチングにより比較して欠陥部分を検査する検査部１３と、検査部で特定された欠陥部分を修正する修正部１４とを備え、抽出部が、メインパターン及びアシストパターンを１つの図形として認識する認識部と、所定の条件に基づいて認識した各図形からアシストパターンを特定する特定部と、アシストパターン以外の図形をメインパターンとして抽出するメインパターン抽出部とを備えている半導体マスク修正装置１を提供する。【選択図】図２
2007298856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク基板と、メインパターン及びアシストパターンが描画データとして予め記憶されているマスクデータに基づいてマスク基板上に描画されたマスクパターンと、を有するフォトマスクの欠陥部分を検査すると共に該欠陥部分を修正する半導体マスク修正装置であって、
前記フォトマスクを前記マスク基板の表面に平行な方向に移動可能に載置するステージと、
前記マスクパターンのマスク画像を取得する画像取得部と、
前記マスクデータから前記メインパターンのみを抽出する抽出部と、
抽出された前記メインパターンと、前記マスク画像から得られた描画後のメインパターンとを互いにマッチングさせて比較し、両者の差異により描画後のメインパターンに前記欠陥部分があるか否かを検査すると共にその位置を特定する検査部と、
該検査部で特定された前記欠陥部分を、集束イオンビームを利用して修正する修正部とを備え、
前記抽出部は、前記メインパターン及び前記アシストパターンを、それぞれ外形輪郭線のみで囲まれる１つの図形として認識する認識部と、認識した各図形のうち、少なくとも幅及び長さが所定の規定値を満たすと共に最も近くに隣接する図形に対して所定の間隔を満たした状態で配置されている図形をアシストパターンとして特定する特定部と、アシストパターンとして特定した図形以外の図形をメインパターンとして抽出するメインパターン抽出部とを備えていることを特徴とする半導体マスク修正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体マスク修正装置において、
前記修正部は、前記欠陥部分の種類に応じてエッチング加工或いはデポジション膜の堆積により前記欠陥部分を修正することを特徴とする半導体マスク修正装置。
【請求項３】
マスク基板と、メインパターン及びアシストパターンが描画データとして予め記憶されているマスクデータに基づいてマスク基板上に描画されたマスクパターンと、を有するフォトマスクの欠陥部分を検査すると共に該欠陥部分を修正する半導体マスク修正方法であって、
前記マスク基板上に描画された前記マスクパターンのマスク画像を取得する画像取得工程と、
前記マスクデータに記憶されている前記メインパターン及び前記アシストパターンを、それぞれ外形輪郭線のみで囲まれる１つの図形として認識する認識工程と、
該認識工程後、認識した各図形のうち、少なくとも幅及び長さが所定の規定値を満たすと共に最も近くに隣接する図形に対して所定の間隔を満たした状態で配置されている図形を前記アシストパターンとして特定する特定工程と、
該特定工程後、前記アシストパターンとして特定した図形以外の図形を前記メインパターンとして抽出する抽出工程と、
前記抽出されたメインパターンと、前記マスク画像から得られた描画後のメインパターンとを互いにマッチングさせて比較し、両者の差異により描画後のメインパターンに前記欠陥部分があるか否かを検査すると共にその位置を特定する検査工程と、
該検査工程後、特定された前記欠陥部分を、集束イオンビームを利用して修正する修正工程とを備えていることを特徴とする半導体マスク修正方法。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体マスク修正方法において、
前記修正工程は、前記欠陥部分の種類に応じてエッチング加工或いはデポジション膜の堆積により前記欠陥部分を修正することを特徴とする半導体マスク修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体を製造する際に用いられるフォトマスクの欠陥部分を加工して、正常なフォトマスクに修正する半導体マスク修正装置及び半導体マスク修正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体を製造する際に使用されるフォトマスクは、パターンの原版となるものであるので、マスク基板上にマスクパターンを描画した後、欠陥部分の有無を必ず検査すると共に必要に応じて欠陥部分の修正を適宜行っている。
一般的なフォトマスクの作製方法としては、まずマスクパターンの設計データをコンピュータ上で設計した後、該設計データを描画装置用の描画データにデータ変換する。次に、描画データに基づいて描画装置によりマスク基板上にマスクパターンの描画を行う。これにより、マスク基板上にマスクパターンが描画されたフォトマスクを作製することができる。
また、フォトマスクを作製した後、欠陥検査装置により、フォトマスクの欠陥の有無や存在場所が調べられ、欠陥が存在する場合にはウエハへ転写する前に半導体マスク修正装置により欠陥修正処理が行われている。
【０００３】
マスクパターンの欠陥としては、例えば、所望するパターンから余分に突出して突起となってしまったもの（Extrusion）や、所望するパターンに欠け等の凹部が生じてしまったもの（Intrusion）等がある。マスク修正装置は、このような欠陥部分を見つけて位置を特定し、適宜修正を行っている。この際の修正方法としては、例えば、突起が見つかった場合には、集束イオンビームを利用して突起部分を切削（エッチング加工）して修正する。また、凹部が見つかった場合には、集束イオンビームを利用したガスアシスト法により、凹んだ部分に所定の物質を体積（デポジション加工）させて修正を行っている。
【０００４】
また、マスクパターンを検査する方法としては、一般的に２つの手法が用いられている。即ち、ダイ・ツー・ダイ方式と、ダイ・ツー・データベース参照方式と呼ばれる検査手法が用いられている。
【０００５】
このうちダイ・ツー・ダイ方式は、マスク基板上に少なくとも２つ以上の同じマスクパターンが描画されている場合に用いられる方法であって、マスクパターン同士をマッチングさせて両者の差異から欠陥部分を見つける方法である。このダイ・ツー・ダイ方式は、検査時間も短く、比較的簡単に検査を行える利点がある反面、全てのパターンに同じように生じる欠陥部分には対応できず、また、マスク基板上に１つのパターンしか描画されていない場合にも対応することができないものである。
特に、近年の半導体微細化に伴って、修正対象となるパターン形状が微細且つ複雑化しており、本来意図されたパターン形状を容易に判別して比較することが困難な状況になっている。そのため、ダイ・ツー・ダイ方式に代って、ダイ・ツー・データベース参照方式の必要性が高まってきている。
【０００６】
このダイ・ツー・データベース参照方式は、マスク基板上に実際に描画されたマスクパターンをスキャンして取得したマスク像と、ＣＡＤデータとして保存されている描画データとのパターンマッチングを行って比較を行う方法である。
この方法によれば、実際に形成されたパターンと設計上のパターンとを直接マッチングさせて（重ね合わせて）比較できるので、突起や凹部等の欠陥部分を高精度に検出することができる。そのため、ダイ・ツー・データベース参照方式は、今後の検査手法として主流なものになると考えられている。
【０００７】
ところで、近年の半導体回路の微細化に伴って、位相シフトマスク技術等の超解像技術（ＲＥＴ；Resolution Enhancement Technology）の１つである光近接効果補正技術（ＯＰＣ；Optical Proximity Effect Correction）が半導体マスク分野に応用され始めている。
これは、光の位相や透過率を制御することで転写特性を改善するためのマスクであり、例えば、マスクパターンにセリフ、ジョグやハンマーヘッド等といったＯＰＣパターンを付加している。こうすることでマスクパターンが微細であったとしても、露光によって所望の転写像を得ることができる。
特に、マスクパターンによって転写されたこの転写像は、主に半導体回路として利用されるので、高精度な半導体回路を得るためにもこのような手法が採用されている。
【０００８】
さらに最近では上記ＯＰＣパターンに加え、マスクパターンのエッジをさらに精度良く露光するために、ＯＰＣパターンの応用であるアシストパターンを付加する手法が考えられている（例えば、非特許文献１参照）。
このアシストパターンは、別名ＳＲＡＦ（Sub Resolution Assist Feature）と呼ばれることもあり、通常は回路図パターンとなるメインパターンの周囲を囲むように配置されることが多い。また、アシストパターンは、メインパターンに比べて遥かに細く形成されて、露光時には自分自身は解像されないが、該アシストパターンが周囲に設けられたメインパターンを露光すると、メインパターンのエッジの揺らぎ等を解消して高精度な転写を可能とする特徴を有している。つまり、アシストパターンは、メインパターンの補助的な役割を果たしている。
【０００９】
このように、微細な半導体回路を高精度に作製するために、近年ではメインパターンにアシストパターンを組み合わせてマスクパターンとする手法が採用され始めている。
【００１０】
また、このアシストパターンは、メインパターンの形状に応じて配置されるものであるので、メインパターンの設計データを先に設計した後に、該メインパターンに応じてパターン設計されて挿入される。そして、メインパターン及びアシストパターンがそれぞれパターン設計されたものを最終回路図データとして採用し、その後、該最終回路図データを描画データであるマスクデータにデータ変換している。そして、このマスクデータにしたがってマスク基板上に描画を行って、フォトマスクを作製している。
また、フォトマスクを作製した後、上述したように該フォトマスクとマスクデータとを、ダイ・ツー・データベース参照方式により直接マッチングさせて比較し、突起や凹部等の欠陥部分の検査を行うと共に修正を適宜行っている。
【非特許文献１】Benjamin G.Eynon,Jr著「Photomask Fabrication Technology」、２００５年、McGraw-Hill ELECTRONIC ENGINEERING、Chapter7:ResolutionEnhancement Techniques、P457-P467
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したアシストパターンにはまだ以下の課題が残されている。
まず、メインパターンにアシストパターンを加えた最終回路図データから、描画データであるマスクデータにデータ変換する際に、通常フラクチャリングと呼ばれる過程を経て変換されている。そのため、最終回路図データの全てのパターンデータは、台形や矩形等の形状にデータ上細かく分割されてしまう。
特に、図９に示すように、近年のメインパターンＭＰは、上述したＯＰＣパターンの付加により複雑な形状をしているので、上記フラクチャリング過程を経ることで、図１０に示すようにデータ上複数に分割された台形や矩形等の形状の集合体として認識されてしまう。
【００１２】
これに対してアシストパターンＡＰは、図９に示すように、ある幅を持った比較的細い矩形形状でメインパターンＭＰの周囲に配置されているが、メインパターンＭＰとは異なり単純な形状であるので、上記過程を経た後でも図１０に示すように、そのままの形状で認識される。
ところがメインパターンＭＰは、矩形等の形状の集合体として認識されているので、データ上アシストパターンＡＰと見分けがつかなくなってしまっていた。即ち、図１０に示すように、メインパターンＭＰを構成する一部の図形ｍｐがアシストパターンＡＰと同じ形状になってしまい、この一部の図形ｍｐをアシストパターンＡＰとして誤認識する恐れがあった。
従って、マスクデータの段階で、メインパターンＭＰとアシストパターンＡＰとをそれぞれ明確に区別して認識することができなかった。なおマスクデータは、この分割された状態でマスクデータファイルに格納されてしまう。
【００１３】
よって、実際に基板上に描画したフォトマスクをダイ・ツー・データベース参照方式で検査を行おうとしても、マスクデータとフォトマスク画像とを高精度にマッチングさせることが難しく、欠陥部分の検査を行うことができなかった。
【００１４】
特にフォトマスクのメインパターンは、露光した際に転写像が半導体回路となるので、マスクデータのメインパターンＭＰに対して高精度、即ち、高い寸法精度及び位置精度でマッチングさせて欠陥部分を検査すると共に、欠陥部分を特定して適宜修正を行うことが必要とされている。ところが、上述したようにマスクデータ側で、メインパターンＭＰとアシストパターンＡＰとを明確に区別できないので、描画後に必要とされるメインパターンの検査を行うことができなかった。
【００１５】
また、仮にマスクデータのメインパターンＭＰとアシストパターンＡＰとの区別を行えたとしても、実際的にはメインパターンのマッチングを高い精度で行うことが困難であった。
具体的に説明すると、マスクデータとして記憶されているアシストパターンＡＰは、メインパターンＭＰとは異なり微細なライン形状に設計されていることが多い（露光時に解像されてしまうことを防止するため）ため、マスク基板上に描画される際に歪み等の影響を受け易い。そのため、実際に描画されたアシストパターンは、いびつな形状になってしまい、マスクデータ側のアシストパターンＡＰとは必ずしも一致しないことが多い。しかしこのアシストパターンは、露光しても解像されないものであるので、多少の欠陥部分や誤差があったとしても許容されるものである。よって、描画されたアシストパターンに関しては、通常修正を行わない。つまりフォトマスクの修正は、通常メインパターンに対してのみ行われるものである。
【００１６】
そのため、マッチングによりフォトマスク画像とマスクデータとを位置合わせする際に、両者のメインパターン同士のみを高精度に位置合わせして欠陥部分の検査をすることが求められている。
ところがフォトマスク画像とマスクデータとのパターンマッチングを行う際に、上述したようにフォトマスク側に歪みの大きいアシストパターンが作製されているので、メインパターンのマッチングに悪影響を与えてしまう。例えば、マスクデータ側のアシストパターンＡＰに対して、歪みの大きいフォトマスク側のアシストパターンを強引にマッチングさせようとしたり、歪みの大きいフォトマスク側のアシストパターンを誤認識して、該アシストパターンをマスクデータ側のメインパターンＭＰにマッチングさせようとしたりしてしまう。
このようにフォトマスク側のアシストパターンＡＰが、マッチングを行う際のノイズ要因となってしまい、マッチングの精度を低下させてしまっていた。従って、メインパターンのマッチングを高い精度で行うことができず、欠陥部分の検査及び修正を正確に行うことができなかった。
【００１７】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、アシストパターンを有するフォトマスクを、ダイ・ツー・データベース参照方式によりマスクデータに対して高精度にパターンマッチングして位置合わせすることができると共に、正確なマスク修正を行って高品質なフォトマスクを作製することができる半導体マスク修正装置及び半導体マスク修正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の部を提供する。
本発明の半導体マスク修正装置は、マスク基板と、メインパターン及びアシストパターンが描画データとして予め記憶されているマスクデータに基づいてマスク基板上に描画されたマスクパターンと、を有するフォトマスクの欠陥部分を検査すると共に該欠陥部分を修正する半導体マスク修正装置であって、前記フォトマスクを前記マスク基板の表面に平行な方向に移動可能に載置するステージと、前記マスクパターンのマスク画像を取得する画像取得部と、前記マスクデータから前記メインパターンのみを抽出する抽出部と、抽出された前記メインパターンと、前記マスク画像から得られた描画後のメインパターンとを互いにマッチングさせて比較し、両者の差異により描画後のメインパターンに前記欠陥部分があるか否かを検査すると共にその位置を特定する検査部と、該検査部で特定された前記欠陥部分を、集束イオンビームを利用して修正する修正部とを備え、前記抽出部が、前記メインパターン及び前記アシストパターンを、それぞれ外形輪郭線のみで囲まれる１つの図形として認識する認識部と、認識した各図形のうち、少なくとも幅及び長さが所定の規定値を満たすと共に最も近くに隣接する図形に対して所定の間隔を満たした状態で配置されている図形をアシストパターンとして特定する特定部と、アシストパターンとして特定した図形以外の図形をメインパターンとして抽出するメインパターン抽出部とを備えていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の半導体マスク修正方法は、マスク基板と、メインパターン及びアシストパターンが描画データとして予め記憶されているマスクデータに基づいてマスク基板上に描画されたマスクパターンと、を有するフォトマスクの欠陥部分を検査すると共に該欠陥部分を修正する半導体マスク修正方法であって、前記マスク基板上に描画された前記マスクパターンのマスク画像を取得する画像取得工程と、前記マスクデータに記憶されている前記メインパターン及び前記アシストパターンを、それぞれ外形輪郭線のみで囲まれる１つの図形として認識する認識工程と、該認識工程後、認識した各図形のうち、少なくとも幅及び長さが所定の規定値を満たすと共に最も近くに隣接する図形に対して所定の間隔を満たした状態で配置されている図形を前記アシストパターンとして特定する特定工程と、該特定工程後、前記アシストパターンとして特定した図形以外の図形を前記メインパターンとして抽出する抽出工程と、前記抽出されたメインパターンと、前記マスク画像から得られた描画後のメインパターンとを互いにマッチングさせて比較し、両者の差異により描画後のメインパターンに前記欠陥部分があるか否かを検査すると共にその位置を特定する検査工程と、該検査工程後、特定された前記欠陥部分を、集束イオンビームを利用して修正する修正工程とを備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
この発明に係る半導体マスク修正装置及び半導体修正方法においては、初めにマスク基板上にメインパターン及びアシストパターンからなるマスクパターンが描画されたフォトマスクをステージ上に載置する。この際、マスクパターンは、マスクデータに基づいて描画装置等によって描画されている。なお、マスクデータは、メインパターンにアシストパターンを加えた最終回路図データからフラクチャリング過程を経て描画用にデータ交換されたものである。そのため、マスクデータに記憶されているパターンデータは、データ上複数に分割された台形や矩形形状等の図形の集合体として記憶されている。
【００２１】
ステージ上にフォトマスクを載置した後、画像取得部によってマスク基板上に描画されたマスクパターンの画像、即ち、マスク画像を取得する画像取得工程を行う。この際、ステージを適宜移動させることで、マスク基板上をスキャンできマスク画像を確実に取得することができる。
【００２２】
一方、抽出部は、マスクデータに記憶されているメインパターン及びアシストパターンの中から、メインパターンだけをアシストパターンとは区別して抽出する。
具体的には、まず、認識部がデータ上複数に分割された図形の集合体として記憶されているメインパターン及びアシストパターンを、それぞれ外形輪郭線のみで囲まれる１つの図形として認識する認識工程を行う。この認識工程により、フラクチャリング過程によってデータ上複数の図形の集合体として記憶されていたメインパターンが、再度繋ぎ合わされた状態となって、最初に設計された最終回路図データの状態に復元される。つまり、ＯＰＣパターンの付加によってメインパターンがどのような複雑な形状で設計されたとしても、上述した外形線の輪郭化によってフラクチャリング過程の影響を相殺して、設計段階の状態に復元することができる。
なお、アシストパターンに関しても最終回路図データの状態に復元されるが、元々単純な形状であるのでフラクチャリング過程の影響を受けずに１つの図形としてマスクデータに記憶されている。よって、復元された図形は、マスクデータに記憶されている図形と同じである。
【００２３】
次いで、特定部は、認識部が１つの図形として認識した各図形のうち、少なくとも幅及び長さが予め決められた所定の規定値を満たすと共に、最も近くに隣接する図形に対して予め決められた所定の間隔を満たした状態で配置されている図形をアシストパターンとして特定する特定工程を行う。一般的にアシストパターンは、露光時に解像されない程度のサイズで、メインパターンの近傍に配置されているので、上述した条件を満たす図形をアシストパターンと定義することができる。
次いで、メインパターン抽出部は、認識工程時に認識した図形の中から、特定工程時にアシストパターンとして特定した図形以外の図形をメインパターンとして特定すると共に該メインパターンのみを抽出する抽出工程を行う。
このように抽出部は、フラクチャリング過程を経たマスクデータの中から、メインパターンのデータのみを正確に抽出することができる。
【００２４】
次いで、検査部は、抽出部で抽出されたメインパターンと、上述した画像取得工程で取得されたマスク画像とのマッチングを行う。具体的には、抽出されたメインパターンと、マスク画像から得られた描画後のメインパターンとのマッチングを行う。そして検査部は、両者のパターンを比較すると共に、両者の差異から描画後のメインパターンに欠陥部分（突起や凹み等）があるか否かを検査する検査工程を行う。また、同時に欠陥部分がある場合には、その位置を特定する。
【００２５】
特に、フラクチャリング過程を経たマスクデータの中からアシストパターンとメインパターンとを明確に区別して、メインパターンのみを正確に抽出するので、ダイ・ツー・データベース参照方式の比較元データの中から、従来ノイズ要因となっていたアシストパターンを除外することができる。よって、本来修正すべきメインパターン同士だけをマッチング対象とすることができる。これにより、ダイ・ツー・データベース参照方式により、高精度の位置合わせを行うことができ、欠陥部分の検査及び位置特定をより正確に行うことができる。
【００２６】
次いで、修正部は、位置が特定された欠陥部分に対してＦＩＢ（集束イオンビーム）を利用して修正する修正工程を行う。この際、上述したように欠陥部分の有無が正確に検査され、また、欠陥部分の位置が正確に特定されているので、高精度なマスク修正を行うことができる。その結果、アシストパターンを有する高品質なフォトマスクを作製することができる。また、このように作製されたフォトマスクを用いることで、エッジ等の揺らぎを抑えた微細な半導体回路等を正確に作製することができる。
【００２７】
上述したように、本発明に係る半導体マスク修正装置及び半導体マスク修正方法によれば、アシストパターンを有するフォトマスクを、ダイ・ツー・データベース参照方式によりマスクデータに対して高精度にパターンマッチングして位置合わせすることができると共に、正確なマスク修正を行って高品質なフォトマスクを作製することができる。
【００２８】
また、本発明の半導体マスク修正装置は、上記本発明の半導体マスク修正装置において、前記修正部が、前記欠陥部分の種類に応じてエッチング加工或いはデポジション膜の堆積により前記欠陥部分を修正することを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明の半導体マスク修正方法は、上記本発明の半導体マスク修正方法において、前記修正工程が、前記欠陥部分の種類に応じてエッチング加工或いはデポジション膜の堆積により前記欠陥部分を修正することを特徴とするものである。
【００３０】
この発明に係る半導体マスク修正装置及び半導体マスク修正方法においては、修正工程を行う際に、欠陥部分が突起である場合には、ＦＩＢの照射によりエッチング加工を行って欠陥部分の修正を行う。また、欠陥部分が凹みである場合には、デポジション膜を形成する原料ガスを供給しながらＦＩＢを照射してデポジション膜を堆積させることで欠陥部分の修正を行う。このように修正部は、欠陥部分の種類に応じてエッチング加工或いはデポジション膜の堆積を適宜使い分けて修正を行うので、確実なマスク修正を行うことができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る半導体マスク修正装置及び半導体マスク修正方法によれば、アシストパターンを有するフォトマスクを、ダイ・ツー・データベース参照方式によりマスクデータに対して高精度にパターンマッチングして位置合わせすることができると共に、正確なマスク修正を行って高品質なフォトマスクを作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係る半導体マスク修正装置及び半導体マスク修正方法の一実施形態を、図１から図８を参照して説明する。
本実施形態の半導体マスク修正装置１は、図１に示すように、マスク基板２と、該マスク基板２上に描画装置等によって描画されたマスクパターンＰとを有するフォトマスク３の欠陥部分を検査すると共に該欠陥部分を修正する装置である。なお、マスクパターンＰは、描画データとして予め記憶された後述するマスクデータＤ１に基づいて描画されたメインパターンＭＰ１とアシストパターンＡＰ１とから構成されている。
【００３３】
この半導体マスク修正装置１は、図２に示すように、フォトマスク３をマスク基板２の表面に平行な方向（ＸＹ方向）に移動可能に載置するＸＹステージ（ステージ）１０と、マスク基板２上に描画されたマスクパターンＰのマスク画像を取得する画像取得部１１と、マスクデータＤ１に記憶されているパターンデータの中からメインパターンＭＰ１のデータ（以下、メインパターンＭＰ０とする。同様にアシストパターンＡＰ１のデータをアシストパターンＡＰ０とする。）のみを抽出する抽出部１２と、抽出されたメインパターンＭＰ０と、マスク画像から得られた描画後のメインパターンＭＰ１とを互いにマッチングさせて（重ね合わせて）比較し、両者の差異により描画後のメインパターンＭＰ１に欠陥部分があるか否かを検査すると共にその位置を特定する検査部１３と、該検査部１３で特定された欠陥部分をＦＩＢ（集束イオンビーム）を利用して修正する修正部１４とを備えている。
【００３４】
上記ＸＹステージ１０の上方には、図２に示すように、イオンを発生させるイオン源１５と、発生したイオンをマスク基板２の表面に結像させるように細く絞ってＦＩＢにする対物レンズ等のイオン光学系１６とが配置されている。これにより、マスク基板２の表面に向けてＦＩＢが照射されるようになっている。また、イオン源１５とイオン光学系１６との間には、Ｘ電極及びＹ電極からなる走査電極１７が配置されており、ＦＩＢの照射スポットをＸＹ平面内で所定範囲に亘って走査できるようになっている。
【００３５】
また、マスク基板２上には、ＦＩＢが照射されるマスク基板２の表面付近にエッチング用ガスＧ１を供給するガス銃１８と、デポジション膜を形成する原料ガス（例えば、フェナントレン等）Ｇ２を供給するガス銃１９と、ＦＩＢの照射により発生した二次電子の強度を検出する二次電子検出器２０とが配置されている。なお、二次電子強度の平面分布は、マスク基板２上に描画されているマスクパターンＰに対応している。
二次電子検出器２０によって検出された電子強度は、Ａ／Ｄ変換回路２１によってデジタルデータに変換された後、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）２２に取り込まれる。これにより、マスク基板２上に描画されたマスクパターンＰのマスク画像を取得することができるようになっている。即ち、二次電子検出器２０、Ａ／Ｄ変換回路２１及びＰＣ２２は、上記画像取得部１１を構成している。
【００３６】
また、ＰＣ２２には、取得したマスク画像を表示する表示部２３と、該ＰＣ２２からの指示を受けて走査電極１７を制御し、ＦＩＢの照射範囲を決定する走査回路部２４とが接続されている。
このＰＣ２２の内部には、図３に示すように、ＣＰＵや各種メモリから構成され、各構成品を総合的に制御すると共にデータの一時的な格納やデータの転送等を行う制御部３０と、Ａ／Ｄ変換回路２１でデジタルデータに変換された二次電子強度に基づいてマスク画像を形成する画像形成部３１と、該画像形成部３１で形成されたマスク画像を表示部２３に表示させる画像出力部３２と、上記検査部１３及び修正部１４とが組み込まれている。
【００３７】
検査部１３は、抽出部１２の後述するメモリ３８から、抽出されたメインパターンＭＰ０を取り込んでいると共に、画像形成部３１で形成されたマスク画像から描画後のメインパターンＭＰ１を取り込んでいる。また、検査部１３は、欠陥部分の有無を検査すると共に、欠陥部分がある場合にはその位置及び種類（突起であるか凹みであるか等）を修正部１４に知らせる。修正部１４は、検査部１３から送られてきた情報に基づいて走査回路部２４やガス銃１８、１９を適宜制御して、欠陥部分をエッチング加工或いはデポジション膜を堆積させるデポジション加工によりマスク修正する。
【００３８】
抽出部１２は、描画データとして予め記憶されているマスクデータＤ１からメインパターンＭＰ０及びアシストパターンＡＰ０を読み取り、これらをそれぞれ外形輪郭線のみで囲まれる１つの図形として認識する認識部３５と、認識した図形のうち、少なくとも幅Ｗ及び長さＨが所定の規定値を満たすと共に最も近くに隣接する図形に対して所定の間隔Ｓを満たした状態で配置されている図形をアシストパターンＡＰ０として特定する特定部３６と、アシストパターンＡＰ０として特定した図形以外の図形をメインパターンＭＰ０として抽出するメインパターン抽出部３７と、抽出されたメインパターンＭＰ０を格納するメモリ３８とを有している。この抽出方法については、後に詳細に説明する。
【００３９】
次に、上述した半導体マスク修正装置１を利用してフォトマスク３の検査を行うと共に、欠陥部分のマスク修正を行う場合について説明する。
なお、マスクデータＤ１は、図３に示すように、メインパターンＭＰ０にアシストパターンＡＰ０を加えた最終回路図データＤ２からフラクチャリング過程を経て描画用にデータ変換されたものである。そのため、マスクデータＤ１に記憶されているメインパターンＭＰ０のパターンデータは、図４に示すように、データ上複数に分割された台形や矩形形状等の図形の集合体として記憶されている。但し、パターンデータのうちアシストパターンＡＰ０に関しては、単純な形状の図形であるので、フラクチャリング過程の影響を受けず１つの図形として記憶されている。
【００４０】
本実施形態の半導体マスクの修正方法は、マスク基板２上に描画されたマスクパターンＰのマスク画像を取得する画像取得工程と、マスクデータＤ１に記憶されているメインパターンＭＰ０及びアシストパターンＡＰ０を、それぞれ外形輪郭線のみで囲まれる１つの独立した図形として認識する認識工程と、該認識工程後、認識した各図形のうち、少なくとも幅Ｗ及び長さＨが所定の規定値を満たすと共に最も近くに隣接する図形に対して所定の間隔Ｓを満たした状態で配置されている図形をアシストパターンＡＰ０として特定する特定工程と、該特定工程後、アシストパターンＡＰ０として特定した図形以外の図形をメインパターンＭＰ０として抽出する抽出工程と、抽出されたメインパターンＭＰ０と、マスク画像から得られた描画後のメインパターンＭＰ１とを互いにマッチングさせて比較し、両者（ＭＰ０、ＭＰ１）の差異により描画後のメインパターンＭＰ１に欠陥部分があるか否かを検査すると共にその位置を特定する検査工程と、該検査工程後、特定された欠陥部分を、ＦＩＢを利用して修正する修正工程とにより修正を行う。これら各工程について以下に詳細に説明する。
【００４１】
初めに、マスク基板２上にメインパターンＭＰ１及びアシストパターンＡＰ１からなるマスクパターンＰが描画されたフォトマスク３を、図１に示すようにＸＹステージ１０上に載置する。次いで、画像取得部１１によってマスク基板２上に描画されたマスクパターンＰの画像、即ち、マスク画像を取得する画像取得工程を行う。
【００４２】
具体的に説明すると、ＸＹステージ１０上に載置されているマスク基板２の表面に向けてＦＩＢを照射する。このＦＩＢの照射によって、マスク基板２の表面から、マスクパターンＰの平面分布に強度が対応した二次電子が叩き出される。二次電子検出器２０は、この叩き出された二次電子の強度検出を行う。この際、ＸＹステージ１０を適宜移動させて、マスク基板２上をスキャンしながら二次電子の検出を行う。検出された二次電子強度は、Ａ／Ｄ変換回路２１でデジタルデータに変換された後、ＰＣ２２の画像形成部３１に取り込まれる。画像形成部３１は、取り込んだ二次電子強度に基づいて、マスク画像を形成する。これにより、マスク画像を取得することができる。なお、形成されたマスク画像は、画像出力部３２によって表示部２３に表示されると共に検査部１３に送られる。
【００４３】
一方、抽出部１２は、マスクデータＤ１に予め記憶されているメインパターンＭＰ０及びアシストパターンＡＰ０の中からメインパターンＭＰ０だけをアシストパターンＡＰ０とは区別して抽出する。
具体的に説明すると、まず、認識部３５がマスクデータＤ１から、図４に示すように、データ上複数に分割された図形の集合体として記憶されているメインパターンＭＰ０及びアシストパターンＡＰ０のデータを読み込んだ後、図５に示すように、それぞれ外形輪郭線のみで囲まれる独立した１つの図形として認識する認識工程を行う。
この認識工程により、フラクチャリング過程によってデータ上複数の図形の集合体として記憶されていたメインパターンＭＰ０が、再度繋ぎ合わされた状態となって、最初に設計された最終回路図データＤ２の状態に復元される。つまり、ＯＰＣパターンの付加によってメインパターンＭＰ０がどのような複雑な形状で設計されたとしても、上述した輪郭化によってフラクチャリング過程の影響を相殺して、設計段階の状態に復元することができる。
【００４４】
なお、アシストパターンＡＰ０に関しても最終回路図データＤ２の状態に復元されるが、上述したようにフラクチャリング過程の影響を受けない単純な形状の図形であるので、マスクデータＤ１に記憶されている図形と同じである。
【００４５】
次いで、特定部３６は、認識部３５が１つの独立した図形として認識したものに対して、図６に示すように認識番号を付ける（図６では、括弧内に認識番号を付して図示している）。これによって、以降の工程を認識番号で把握できるので、処理が容易になる。認識番号を付けた後、特定部３６は各図形のうち、少なくとも幅Ｗ及び長さＨが予め決められた所定の規定値を満たすと共に、最も近くに隣接する図形に対して予め決められた所定の間隔Ｓを満たした状態で配置されている図形をアシストパターンＡＰ０として特定する特定工程を行う。一般的にアシストパターンＡＰ０は、露光時に解像されない程度のサイズで、メインパターンＭＰ０の近傍に配置されているので、上述した条件を満たす図形をアシストパターンＡＰ０と定義することができる。  
【００４６】
例えば、図７において、矩形のパターンを紙面に対して左側から順にＰ１、Ｐ２、Ｐ３とした時に、矩形のパターン図形Ｐ２の幅Ｗが、予め決められた最小幅ＷＭｉｎ〜最大幅ＷＭａｘの範囲内、図形Ｐ２の長さＨが、予め決められた最小長さＨＭｉｎ以上、図形Ｐ２の長さの垂直方向でみて、最も近くに隣接する図形Ｐ１若しくはＰ３との間隔のうち、狭いほうの間隔Ｓが、最小間隔ＳＭｉｎ〜最大間隔ＳＭａｘの範囲内の条件を満たす図形Ｐ２を、アシストパターンＡＰ０として特定する。なお、最も近くに隣接する図形との間隔Ｓを判断条件として使用しているので、図形の両側に他の図形が存在する場合や、片側のみに図形が存在する場合のいずれにおいても、アシストパターンＡＰ０を確実に特定することができる。
そのため、図７に示す場合には、２つの図形Ｐ１及びＰ２をアシストパターンＡＰ０として特定する。
【００４７】
このような定義付けに基づいて特定部３６は、図６に示す図形のうち、認識番号「１」〜「３」番、「５」番、「７」番及び「８」番の合計６個の図形をアシストパターンＡＰ０として特定する。
次いで、メインパターン抽出部３７は、認識工程時に認識された合計８個の図形の中から、特定部３６にアシストパターンＡＰ０として特定された図形（上述した合計６個の図形）以外の図形を、メインパターンＭＰ０として特定すると共に、該メインパターンＭＰ０のみを抽出する抽出工程を行う。つまり、図８に示すように、認識番号「４」番及び「６」番の図形をメインパターンＭＰ０として抽出する。
【００４８】
上述したように抽出部１２は、認識工程、特定工程及び抽出工程を行うことで、フラクチャリング過程を経たマスクデータＤ１の中から、メインパターンＭＰ０だけを正確に抽出することができる。また、抽出されたメインパターンＭＰ０は、メモリ３８に格納される。
【００４９】
次いで、検査部１３は、抽出部１２で抽出されたメインパターンＭＰ０をメモリ３８から読み取った後、該メインパターンＭＰ０と、画像形成部３１から送られてきたマスク画像とのマッチングを行う。つまり、抽出されたメインパターンＭＰ０と、マスク画像から得られた描画後のメインパターンＭＰ１とのマッチングを行う。そして、検査部１３は、両者のパターンを比較すると共に、両者の差異から描画後のメインパターンＭＰ１に欠陥部分があるか否かを検査する検査工程を行う。その結果、欠陥部分がある場合には、欠陥部分の種類（突起や凹み等）、その位置を特定する。
【００５０】
特に、外形輪郭線の輪郭化及び一定条件によるアシストパターンの定義付けにより、フラクチャリング過程を経たマスクデータＤ１の中からアシストパターンＡＰ０とメインパターンＭＰ０とを明確に区別して、メインパターンＭＰ０のみを正確に抽出している。そのため、ダイ・ツー・データベース参照方式の比較元データの中から従来ノイズ要因となっていたアシストパターンＡＰ０を除外することができる。よって、本体修正すべきメインパターン同士のみをマッチング対象とすることができる。その結果、ダイ・ツー・データベース参照方式により、高精度の位置合わせを行うことができ、欠陥部分の検査及び位置特定を正確に行うことができる。
【００５１】
次いで、修正部１４は、検査部１３から送られてきた情報に基づいて、走査回路部２４やガス銃１８、１９を適宜制御して、欠陥部分をエッチング加工或いはデポジション膜を堆積させるデポジション加工によりマスク修正する修正工程を行う。つまり、欠陥部分が突起である場合には、ガス銃１８からエッチング用ガスＧ１を供給しながらＦＩＢを照射する。これにより、欠陥部分をエッチング加工して修正を行うことができる。これに対して欠陥部分が凹みである場合には、ガス銃１９から原料ガスＧ２を供給しながらＦＩＢを照射する。これにより、凹み部分にデポジション膜が堆積され、欠陥部分の修正を行うことができる。このように、修正部１４は、欠陥部分の種類に応じてエッチング加工或いはデポジション加工を使い分けて修正を行わせるので、確実なマスク修正を行うことができる。
【００５２】
この修正を行う際、上述したように欠陥部分の有無が正確に検査され、また、欠陥部分の位置が正確に特定されているので、高精度なマスク修正を行うことができる。従って、アシストパターンＡＰ１を有する高品質なフォトマスク３を作製することができる。また、このように作製されたフォトマスク３を用いることで、エッジ等の揺らぎが抑えられた微細な半導体回路等を正確に作製することができる。
【００５３】
上述したように本実施形態の半導体マスク修正装置１及び半導体マスク修正方法によれば、アシストパターンＡＰ１を有するフォトマスク３を、ダイ・ツー・データベース参照方式によりマスクデータＤ１に対して高精度にパターンマッチングして位置合わせすることができると共に、正確なマスク修正を行って高品質なフォトマスク３を作製することができる。
【００５４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５５】
例えば、マスクデータに記憶されているパターンデータの中からメインパターンを抽出するために、まずアシストパターンの特定を行うが、この際、図形の幅、長さ及び隣接する図形との間隔に加え、さらに細かな条件を付加してアシストパターンの定義付けを行っても構わない。より細かな条件を付加することで、より複雑にパターン設計を行ったとしても明確にアシストパターンを特定してメインパターンの抽出を行うことができる。但し、条件を付加するにつれて抽出処理速度が低下するので、上述したように少なくとも幅、長さ及び間隔でアシストパターンを特定することが、効率が良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る半導体マスク修正装置によりマスク修正されるフォトマスクを示す図である。
【図２】本発明に係る半導体マスク修正装置の一実施形態を示す構成図である。
【図３】図２に示す半導体マスク修正装置を構成するＰＣ及び抽出部の機能ブロック図である。
【図４】フラクチャリング過程を経てマスクデータ内に記憶されているメインパターン及びアシストパターンを示す図である。
【図５】図４に示す状態から、認識部による認識工程によって輪郭化され、独立した１つの図形として認識されたメインパターン及びアシストパターンを示す図である。
【図６】図５に示す状態から、各図形に対して認識番号を付けた状態を示す図である。
【図７】アシストパターンを特定する際の定義付けを説明するために使用する図であって、２つのアシストパターンとメインパターンとが並んだ状態の図である。
【図８】図６に示す状態からアシストパターンを除き、メインパターンのみを抽出した後の状態を示す図である。
【図９】従来のダイ・ツー・データベース参照方式を説明するために使用する図であって、最終回路図データの段階で設計されたメインパターン及びアシストパターンを示す図である。
【図１０】図９に示す状態から、フラクチャリング過程を経てマスクデータにデータ変換されたメインパターン及びアシストパターンを示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
ＡＰ０    マスクデータに記憶されているアシストパターン  
ＡＰ１    描画後のアシストパターン  
ＭＰ０    マスクデータに記憶されているメインパターン
ＭＰ１    描画後のメインパターン
Ｄ１    マスクデータ
Ｐ    マスクパターン
ＦＩＢ    集束イオンビーム
１    半導体マスク修正装置
２    マスク基板
３    フォトマスク
１０    ＸＹステージ（ステージ）
１１    画像取得部
１２    抽出部
１３    検査部
１４    修正部
３５    認識部
３６    特定部
３７    メインパターン抽出部
【図１】
2007298856.tif 000003
【図２】
2007298856.tif 000004
【図３】
2007298856.tif 000005
【図４】
2007298856.tif 000006
【図５】
2007298856.tif 000007
【図６】
2007298856.tif 000008
【図７】
2007298856.tif 000009
【図８】
2007298856.tif 000010
【図９】
2007298856.tif 000011
【図１０】
2007298856.tif 000012