(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダブルパターニング技術を用いて基板上の同一レイヤーにパターンを作成する目的で用いられる二枚のレチクルを検査するレチクル検査装置において、
測定対象のパターンの座標情報を入力する座標情報入力機能と、
得られた座標情報をもとに前記二枚のレチクルパターンの画像データを取得する画像入力機能と、
前記二枚のレチクルの前記画像データを同一座標について重ね合わせる画像重畳機能と、
前記二枚のレチクルのパターン間の位置関係を求める位置関係算出機能と、
前記位置関係に基づく前記重ね合わせ精度の指標を割り当て、前記二枚のレチクルの修正の要否を評価する評価機能と、
評価した結果を出力する評価結果出力機能とを有することを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレチクル検査装置において、前記画像データが、前記レチクルを電子顕微鏡撮影して得られたＳＥＭ画像のデータであることを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレチクル検査装置において、前記画像データが、前記レチクルを電子顕微鏡撮影して得られたＳＥＭ画像のデータをもとに基板上のパターンを予測する露光シミュレーションにより得られた画像データであることを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載のレチクル検査装置において、前記座標入力機能は、ＣＡＤデータに含まれるホットスポット座標を用いることを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項５】
請求項１に記載のレチクル検査装置において、前記位置関係算出機能は、前記二枚のレチクルパターンを重ね合わせたパターンごとの設計値からのずれ量に相当する規定値を入力することができることを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載のレチクル検査装置において、前記評価機能は、前記二枚のレチクルパターン間の位置関係が前記規定値を満足するか否か、あるいはどちらでもないかを判定することができることを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項７】
請求項１に記載のレチクル検査装置において、前記評価結果出力機能は、前記二枚のレチクルのパターン間の位置関係を求める際に用いた合成画像を出力することができることを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項８】
請求項１に記載のレチクル検査装置において、前記評価結果出力機能は、前記位置関係の評価結果をレチクルマップ上に表示できることを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項９】
請求項１に記載のレチクル検査装置において、前記評価結果出力機能は、前記評価結果を前記試料上のパターンを検査するウエハ検査装置に転送できることを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のレチクル検査装置において、前記画像重畳機能は、前記二枚のレチクルの画像データを同一座標について倍率、回転補正をして重ね合わせることを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のレチクル検査装置において、前記レチクルパターンの画像データと設計データを基に、前記二枚のレチクルのうちいずれのレチクルを修正するかを判定する修正判定手段を有することを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のレチクル検査装置において、前記レチクルの再作製用のパターン修正情報を作成するレチクル修正情報作成手段を有することを特徴とするレチクル検査装置。
【請求項１３】
ダブルパターニング技術を用いて基板上の同一レイヤーにパターンを作成する目的で用いられる二枚のレチクルを検査するレチクル検査装置を用いた検査方法において、
測定対象のパターンの測定点の座標情報を入力する工程と、
得られた座標情報をもとに前記二枚のレチクルパターンの画像データを取得する工程と、
前記二枚のレチクルの画像データを同一座標について倍率・回転補正をして重ね合わせる工程と、
前記二枚のレチクルパターン間の位置関係を求める工程と、
前記位置関係に基づく前記重ね合わせ精度の指標を割り当て、前記二枚のレチクルの修正の要否を評価する工程と、
評価した結果を出力する工程とを含むことを特徴とするレチクル検査方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のレチクル検査方法において、前記画像データが、前記レチクルを走査電子顕微鏡撮影して得られたＳＥＭ画像のデータであることを特徴とするレチクル検査方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載のレチクル検査方法において、前記画像データが、前記レチクルを走査電子顕微鏡撮影して得られたＳＥＭ画像のデータをもとに前記基板上のパターンを予測する露光シミュレーションにより得られた画像データであることを特徴とするレチクル検査方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載のレチクル検査方法において、前記座標入力機能は、ＣＡＤデータに含まれるホットスポット座標を用いることを特徴とするレチクル検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査電子顕微鏡装置及びパターンの評価システム技術に係り、特に、ダブルパターニング技術を用いて同一レイヤーにパターンを作成する目的で用いられる二枚のレチクル上のパターンの位置関係評価を行うのに適したレチクル検査技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レチクルパターンの寸法評価については、レチクルが光の透過パターンを転写する用途で用いられることもあり、光学式の透過型顕微鏡が用いられてきたが、パターンの微細化とともに光学式では測定が困難となり、９０ｎｍより小さなパターンではより高い分解能を持つ走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いることが必須となっている。
【０００３】
近年、更なるパターンの微細化を達成するため、超解像技術と呼ばれる超微細加工技術、例えばＯＰＣ（光近接効果補正）やダブルパターニング法(二重露光、二重パターニング)、が用いられており、電子顕微鏡を用いたパターンの精度評価が必要となっている。これらの技術を用いて作製したパターンは、短絡（ショート）や断線などの転写不良の原因を生じる解像困難箇所（ホットスポット）になりやすいことが知られている。特にダブルパターニング法は、従来とは異なり二回のプロセスで同一レイヤーにパターニングするため、二枚のレチクル間の位置関係が重要となっている。しかし、電子顕微鏡を用いたレチクルパターンの寸法計測は、主に単一パターンや複数パターン間の寸法に対して行われているのが現状であり、二枚のレチクルパターン間の位置関係を評価する手法についてはまだ確立されているとは言えない。
【０００４】
複数レイヤー間のパターンの位置関係を計測する方法として、電子顕微鏡撮影したレチクルパターン画像を用いて重ね合わせ精度を評価する方法（例えば、特許文献１参照）や高速電子線の照射によってウエハ上のパターンを実測する方法（例えば、特許文献２参照）が開発されている。
【０００５】
特許文献１は、欠陥のある包含パターンをもつレチクルについて電子顕微鏡で画像取得し、これに転写シミュレーションを行うことで基板上の画像を得、同一座標にて二つのパターン画像を重ね合わせて包含距離を算出し、規定値を満足するか否かを判定する技術である。この技術を用いることで、パターン完成後に低加速電子顕微鏡で検査できない複数レイヤー間のパターンの位置関係を、レチクル作成時に評価することができるようになった。
【０００６】
特許文献２は、１００〜５００ｋＶの加速電圧をもつ電子顕微鏡を用いて複数レイヤーのパターン間の位置関係を直接測定する技術である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１２１６０７号公報
【特許文献２】特開平１１−４４６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１で開発された複数レイヤー間のパターンの位置関係を評価する方法は、パターン作成後に電子顕微鏡撮影を行い位置関係の評価を行わないため、レチクル作成時にパターン間の位置関係が規定値を満足するか否かを厳密に判定することが必要である。特許文献２で開発された方法を用いてパターン作成後に直接位置関係の評価を行っても良いが、高加速の電子線を用いるため、パターン損傷の問題が生じ、実パターンの測定には適用が困難である。また、既に下地層の加工がなされているために作り直しが困難となる。
【０００９】
また、特許文献１の手法では他の検査装置で欠陥と判定されたパターンについてのみ検査を行うものであり、レチクル上では欠陥と判定されなくてもウエハへの露光時に欠陥となり得る場所（ホットスポット）については検査を行わない。また、前記の理由から、パターン作成後にウエハ上で検査が不可能であることから、位置関係の評価結果をウエハ検査に反映させていない。
【００１０】
このように従来の方法では、欠陥となり得るパターンについては検証を行っておらず、また、複数レイヤーのパターン検査のため、ウエハ転写後の検査も行えないことから、レチクル用走査型電子顕微鏡（測長ＳＥＭ）には位置関係の評価結果をウエハ用走査型電子顕微鏡（測長ＳＥＭ）に転送する機能を有していなかった。
【００１１】
また、ダブルパターニング技術では、従来とは異なり二回のプロセスで同一レイヤーにパターニングするため、二枚のレチクルのパターン間の位置関係が重要となる。従来の露光プロセスでは、基板上の同一レイヤーのパターンは一枚のレチクルから作製されるため、パターンの良否は一枚のレチクル上でのみ評価されてきた。このような事情から、これまで二枚のレチクル上のパターン間の位置関係を評価する技術は確立されていなかった。
【００１２】
本発明は、上記のような新規課題を解決するためになされたものであり、同一レイヤーへのダブルパターニング技術において、ウエハ等の試料への露光時に欠陥となりうるパターンについて、パターン間の位置関係の評価を可能にするレチクル検査技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、下記に示すような特徴を有する。
【００１４】
（１）ダブルパターニング技術を用いて基板上の同一レイヤーにパターンを作成する目的で用いられる二枚のレチクルを検査するレチクル検査装置において、測定対象のパターンの座標情報を入力する座標情報入力機能と、得られた座標情報をもとに前記二枚のレチクルパターンの画像データを取得する画像入力機能と、前記二枚のレチクルの前記画像データを同一座標について重ね合わせる画像重畳機能と、前記二枚のレチクルのパターン間の位置関係を求める位置関係算出機能と、前記位置関係に基づく前記重ね合わせ精度の指標を割り当て、前記二枚のレチクルの修正の要否を評価する評価機能と、評価した結果を出力する評価結果出力機能とを有することを特徴とする。
【００１５】
このような構成であれば、同一レイヤーへのダブルパターニング技術に用いられる二枚のレチクルに対して、パターン間の位置関係の評価を容易に行うことが可能となる。
【００１６】
また、前記レチクル検査装置において、前記画像データが、前記レチクルを電子顕微鏡撮影して得られたＳＥＭ画像のデータであることを特徴とする。
【００１７】
また、前記レチクル検査装置において、前記画像データが、前記レチクルを走査電子顕微鏡撮影して得られたＳＥＭ画像のデータをもとに基板上のパターンを予測する露光シミュレーションにより得られた画像データであることを特徴とする。
【００１８】
また、前記レチクル検査装置において、前記座標入力機能は、ＣＡＤデータに含まれるホットスポット座標を用いることを特徴とする。
【００１９】
また、前記レチクル検査装置において、前記位置関係算出機能は、前記二枚のレチクルパターンを重ね合わせたパターンごとの設計値からのずれ量に相当する規定値を入力することができることを特徴とする。
【００２０】
また、前記レチクル検査装置において、前記評価機能は、前記二枚のレチクルパターン間の位置関係が前記規定値を満足するか否か、あるいはどちらでもないかを判定することができることを特徴とする。
【００２１】
また、前記レチクル検査装置において、前記評価結果出力機能は、前記判定に用いた合成画像を出力することができることを特徴とする。
【００２２】
また、前記レチクル検査装置において、前記評価結果出力機能は、前記位置関係の評価結果をレチクルマップ上に表示できることを特徴とする。
【００２３】
また、前記レチクル検査装置において、前記評価結果出力機能は、前記評価結果をウエハ検査装置に転送できることを特徴とする。
【００２４】
また、前記レチクル検査装置において、前記画像重畳機能は、前記二枚のレチクルの画像データを同一座標について倍率、回転補正をして重ね合わせることを特徴とする。
【００２５】
また、前記レチクル検査装置において、前記レチクルパターンの画像データと設計データを基に、前記二枚のレチクルのうちいずれのレチクルを再作製するかを判定する再作製判定手段を有することを特徴とする。
【００２６】
また、前記レチクル検査装置において、前記レチクルの再作製用のパターン修正情報を作成するレチクル修正情報作成手段を有することを特徴とする。
【００２７】
（２）ダブルパターニング技術を用いて基板上の同一レイヤーにパターンを作成する目的で用いられる二枚のレチクルを検査するレチクル検査装置を用いた検査方法において、測定対象のパターンの測定点の座標情報を入力する工程と、得られた座標情報をもとに前記二枚のレチクルパターンの画像データを取得する工程と、前記二枚のレチクルの画像データを同一座標について倍率・回転補正をして重ね合わせる工程と、前記二枚のレチクルパターン間の位置関係を求める工程と、前記位置関係に基づく前記重ね合わせ精度の指標を割り当て、前記二枚のレチクルの修正の要否を評価する工程と、評価した結果を出力する工程とを含むことを特徴とする。
【００２８】
また、前記レチクル検査方法において、前記画像データが、前記レチクルを走査電子顕微鏡撮影して得られたＳＥＭ画像のデータであることを特徴とする。
【００２９】
また、前記レチクル検査方法において、前記画像データが、前記レチクルを走査電子顕微鏡撮影して得られたＳＥＭ画像のデータをもとに前記基板上のパターンを予測する露光シミュレーションにより得られた画像データであることを特徴とする。
【００３０】
また、前記レチクル検査方法において、前記座標入力機能は、ＣＡＤデータに含まれるホットスポット座標を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ダブルパターニング技術を用いて同一レイヤーに微細パターンを作成する目的で用いられる二枚のレチクル上のパターンの位置関係を評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳述する。
【００３３】
図１は、レチクル検査装置の一実施例を示している。この検査装置は、装置上でダブルパターニング用のレチクルのパターン間の位置関係を評価することを可能とするものである。前記において、「位置関係」とは、本実施例ではパターン間の距離である。
【００３４】
レチクル検査装置１０１は、座標情報入力機能１０２、ＳＥＭ画像取得機能１０３、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）１０４、露光シミュレーション機能１０５、画像重畳機能１０６、位置関係算出機能１０７、評価機能１０８、評価結果出力機能１０９、データ記憶機能１１０から成る。
【００３５】
座標情報入力機能１０２では、ＣＡＤデータからホットスポットの座標情報を取得する。座標情報入力機能１０２で取得した座標において、ＳＥＭ画像取得機能１０３によりＳＥＭ画像を取得する。露光シミュレーション機能１０５では、ＳＥＭ画像取得機能１０３により得られたＳＥＭ画像において露光シミュレーションを実施し、ウエハ上での画像データを得る。二枚のレチクルのＳＥＭ画像、あるいは露光シミュレーションで得られた画像を、画像重畳機能１０６を用いて同一座標にて重ね合わせる。位置関係算出機能１０７を用いて、ぞれぞれのパターンについて位置関係を測定する。位置関係は評価機能１０８を用いて指標を割り当てられる。得られた評価結果は、評価結果出力機能１０９を用いて出力する。以上の機能を用いて作成されるデータを記憶するためにデータ記憶機能１１０を設ける。
【００３６】
これらの機能をレチクル検査装置が有することで、ホットスポット検査を容易に行うことができるようになる。
【００３７】
ダブルパターニング法のプロセスフローの一例を、図２に示す。図２（ａ）に図示されるように、基板Ｗは、ターゲットレイヤーＴＬ，ターゲットレイヤーＴＬの上部のハードマスクレイヤーＨＭ、及びハードマスクレイヤーＨＭの上部のレジストレイヤーＲＬ１を備える。
【００３８】
第一のパターニングでは、レジストレイヤーＲＬ１は、露光装置により露光パターンＥＰ１を形成し（図２（ｂ））、現像が行われる（図２（ｃ））。次に、ハードマスクレイヤーＨＭがエッチングされて、図２（ｄ）で図示されるように第一のパターンがハードマスクレイヤーＨＭに転写される。
【００３９】
続いて第二のパターニングを行うために、レジストレイヤーＲＬ１が剥離され、図２（ｅ）で図示されるように、補助レジストレイヤーＲＬ２がハードマスクレイヤーＨＭに加えられる。第二の露光は、前記と同じ方法で実行され、対応するレチクルを用いて露光することによりレジストレイヤーＲＬ２に露光パターンＥＰ２が形成され（図２（ｆ））、現像が行われる（図２（ｇ））。第二の露光パターンの位置を第一の露光パターンの間に配置することで、解像力不足により同一レイヤーに一度の露光では作成できない微細パターンを同一レイヤーに形成することが可能となる。
【００４０】
次に、ハードマスクレイヤーＨＭは再びエッチングされて、さらにレジストレイヤーＲＬ２が剥離されると、図２（ｈ）に図示されるように、ハードマスクＨＭにターゲットパターンが形成される。
【００４１】
最終パターンの転写は、ターゲットレイヤーＴＬに第三のエッチングを行うことで達成される。
【００４２】
ダブルパターニング法におけるパターン検査は、ターゲットレイヤーＴＬにパターンを転写する前に、まず図２（ｈ）の膜構造でウエハ検査装置を用いて行われる。検査の結果、所望のパターンが規定の精度で作成されていない場合は、ターゲットレイヤーＴＬへの加工が未実施なのでハードマスクＨＭを剥離し、再び前記工程を繰り返すことでウエハの再生が可能である。一方、複数ターゲットレイヤーでのダブルパターニングでは上層ターゲットレイヤーの加工の段階で既に下層ターゲットレイヤーに加工（エッチング）が行われているため、再生が困難である。
【００４３】
以下に、本発明の一実施例に係る図１のレチクル検査装置に対し、図３のフローチャートを参照しながら検査システムを説明する。
【００４４】
まず、座標情報入力機能１０２を用いてＣＡＤデータを読み出し、測定対象のパターンの座標情報を得る（Ｓ３０１）。
【００４５】
上記で得られた座標をもとに、ＳＥＭ画像取得機能１０３により走査型電子顕微鏡１０４を用いてＳＥＭ画像データの取得を行う（Ｓ３０２）。得られたＳＥＭ画像データはデータ記憶機能１１０に保存される（Ｓ３０３）。ＳＥＭ画像データは測定点の座標情報を含み、重ね合わせ画像を作成するときに利用する。座標情報の取得は、レチクル上にあるアライメントマークを基準にＣＡＤデータと比較して得る。
【００４６】
必要な点を測定した後、レチクルＡをレチクルＢに入れ替え、ＳＥＭ画像取得機能１０３により、レチクルＡで測定したパターンに対応するレチクルＢのパターンについてＳＥＭ画像データの取得を行い（Ｓ３０４）、データ記憶機能１１０に座標情報とともに保存する（Ｓ３０５）。
【００４７】
上記の画像が得られた後、画像重畳機能１０６を用いて二枚のＳＥＭ画像を同一座標において重ね合わせ（Ｓ３０６）、位置関係算出機能１０７により二枚のレチクルのパターン間の位置関係を算出する（Ｓ３０７）。なお、位置関係の評価は、レチクルＢを測定している途中に行っても良い。
【００４８】
得られた結果はデータ記憶機能１１０に保存する。このとき、二枚の画像を重ね合わせて得られた合成画像をディスプレイ上に表示する。次に、得られた位置関係に指標を割り当てる（Ｓ３０８）。
【００４９】
重ねあわせ精度の指標の判定結果から、レチクルの修正が必要か不必要かを判定し（Ｓ３０９）、もしレチクルの修正が不必要ならば、評価結果をウエハ検査装置に転送する（Ｓ３１０）。
【００５０】
一方、レチクルの修正が必要と判断されたならば、レチクルＡ、Ｂそれぞれの形状評価を行い（Ｓ３１１）、レチクルＡ、Ｂのどちらに欠陥があるか判定し（Ｓ３１２）、レチクル再作製を行う（Ｓ３１３）。再作製を行わなかったレチクルは、ＳＥＭ画像データの取得（Ｓ３０２、Ｓ３０４）を行わなくても良い。
【００５１】
本例の座標情報取得ステップＳ３０１で取得する測定パターンの座標としては、ＣＡＤデータに含まれるホットスポット座標を用いたもので良いが、他の検査装置でホットスポットと判定した座標を利用しても良い。後者の方法では、前者よりも測定点が少ないので効率が良い。あるいは、ＣＡＤデータをもとに測定者が座標を指定しても良い。
【００５２】
本例の画像の重ね合わせステップＳ３０６で画像を重ね合わせる方法は、取得した二枚の画像をそのまま重ね合わせることでよいが、実際に露光を行う条件で画像データを補正して重ね合わせを行うことが望ましい。補正する条件は、具体的には、レチクルの検査結果から得られる露光時の倍率や回転となる。
【００５３】
本例の位置関係算出ステップＳ３０７で位置関係の算出には、露光時のアライメント誤差を含める。具体的には、横シフト誤差となる。また、位置関係の評価に用いる画像データは、Ｓ３０２とＳ３０４で得られた画像を用いるが、露光シミュレーション機能１０５を用いてウエハ上のパターンを予測し、その画像を用いてもよい。
【００５４】
本例の評価ステップＳ３０８で割り当てる指標は、例えば設計値からのずれを基準にランク付け、あるいは順位付けして作成される。この指標情報をデータの中に埋め込むことで、ウエハ測定時に指標別に検査することができる。レチクル検査と異なりウエハ検査では高いスループットが求められる。したがって、本発明によりウエハ上で検査すべきホットスポットの絞込みや、その優先順位をつけることは、実用的なウエハ品質管理を行う上で極めて有効である。
【００５５】
指標ごとのランク付けの一例として、合格／保留／不合格に分類する方法を、図４に示す。
【００５６】
分類に際し、まず規定値の設定が必要である。ここで、規定値とは、二枚のレチクルパターンを重ね合わせたパターンごとの設計値からのずれ量に相当するものである。例えば、図４に示すように、設計値からのずれ量に基づいて規定値１乃至４が指定される。ここで、横軸は位置関係の評価値に相当し、例えば具体的に、パターン間の距離や重なり面積である。
【００５７】
規定値は、ＳＥＭ画像どうしを用いた場合は精度評価をレチクル用の規定値、露光シミュレーション画像を用いた場合はウエハ用の規定値を用いる。これらの規定値については、ＣＡＤデータに含まれる値を用いてもよいし、測定者で指定してもよい。全てのパターンで同一の値を用いても良いし、パターンごとに規定値を設定しても良い。
【００５８】
重ね合わせ精度評価において、規定値２と３の領域に評価値が含まれたとき、合格と判定される。これは、測定したパターンがそのままウエハに転写しても良いパターンであることを示している。一方、評価値が規定値１や規定値４の外側にある場合、不合格と判定される。これは、測定したパターンがレチクル上で既に規格外であることを示している。なお、評価値が規定値１と規定値２の間、または規定値３と規定値４の間に含まれる場合は、保留と判定される。これは、測定したパターンはレチクル上では許容と判断されるが、ウエハに露光したときに欠陥となる可能性があるパターンに相当する。
【００５９】
以上のように、判定結果は、合格／保留／不合格の三種類が得られ、これらの情報は特徴情報として座標情報、合成画像とともにデータ保存され、後にウエハ検査装置に転送される。ここで、特徴情報とは、パターンの種類、評価場所、評価値、評価結果を含む。
【００６０】
極微細パターンにおいて、解像力不足によるパターン欠陥の一例を、図５に示す。図５（ａ）に示すように、パターン５０１とパターン５０２からなるパターンをレチクル上に作成したとき、二つのパターンの最近接している場所５０３の評価は重要となる。このパターンについて露光を行うと、パターンが正しく作成されている場合、ウエハ上では図５（ｂ）のような形状となり、二つのパターンは５０４で分離して転写される。二つのパターン間の距離が短いパターンでは、露光機の解像力が足らず、二つのパターンがつながった図５（ｃ）に示すようなパターンが形成されることがある。これはショートと呼ばれる現象であり、レチクル起因のホットスポットの一例である。このパターンの例では、５０３、５０４、５０５がホットスポットとなる。
【００６１】
このような解像力不足による微細パターンの露光欠陥問題を解決するために、ダブルパターニング技術が用いられ、その一例を図６に示す。図６（ａ）で示すパターン６０１とパターン６０２からなるパターンにおいて、パターン間の距離６０３が露光機の解像力に較べて短い場合、これらのパターンを同一レチクル上に作成し、露光を行うと、図５（ｃ）に示すように二つのパターンが結合した状態で転写されてしまう。
【００６２】
この現象を防ぐために、図６（ｂ）と図６（ｃ）に示すように、それぞれのパターンを分割し、例えば、パターン６０４はレチクルＡ、パターン６０５はレチクルＢに作成し、二回に分けてウエハに露光することが行われる。この手法を用いることで、露光機の解像力不足を補って微細パターンを加工することが可能となる。二枚のレチクルを用いて二回露光を行った場合、二つのパターンの相対関係が重要となる。
【００６３】
一方、上記の作業とは反対に、図６（ｂ）と図６（ｃ）のレチクルパターンをレチクル検査装置で画像取得を行い、同一座標において重ね合わせを行うと、図６（ａ）の画像が得られる。このとき、パターンの位置関係はパターン間距離６０３で評価される。
【００６４】
具体的なパターンを用いて、位置関係の評価の例を示したのが、図７、図８である。
【００６５】
図７（ａ）、（ｂ）は、品質管理（ＱＣ）パターンを示している。このパターンでは、位置関係の評価を、二つのパターン間の距離ｄＡ、ｄＢを用いて行う。ｄＡ、ｄＢの算出方法は、パターン間の最短距離を算出するのでも良いし、指定した座標間の距離を算出しても良い。
【００６６】
図８は、ホットスポットの代表的な例を示している。図８（ａ）はショートとなりやすいパターン、図８（ｂ）は断線となりやすいパターンである。
【００６７】
図８（ａ）では、レチクルＡのパターンの胴体部分とレチクルＢのパターンの先端部分が非常に近いため、本来は導通してはいけないところがつながってしまう可能性がある。これを判定するために、ｄＣを算出し、規定値と比較する。
【００６８】
一方、図８（ｂ）では、本来導通する必要のあるパターンであるが、レチクルＢのパターンがレチクルＡのパターンから離れてしまうと、導通不良となってしまう。これを確認するためには、パターンの先端と導体部分の距離ｄＤを計測するとともに、二つのパターンの重なり面積Ｓを計測する。
【００６９】
以上の測定結果を規定値と比較し、作成したレチクルパターンの良否を判定する。判定を行う規定値は前記に示すように、パターンによって測定場所や測定対象が異なることがあるため、本発明では画像取得時にパターンの分類を行う機能を付随している。また、ホットスポット毎に規定値情報が分かる場合はそれぞれの規定値に従って処理することとした。
【００７０】
図９は、ダブルパターニングの評価を行う際に作成される合成画像の表示例であり、レチクル検査装置１０１のディスプレイ上に表示する。まず、パターン９０１を含む画像とパターン９０３を含む画像を同一座標において合成する。さらに、この合成画像に、パターン９０１に対応するＣＡＤデータの輪郭パターン９０２、パターン９０３に対応するＣＡＤデータの輪郭パターン９０４を重ね合わせる。なお、このＣＡＤデータの表示の有無は選択可能である。
【００７１】
また、この画像ファイルには、特徴情報を保存したファイルも付属し、同時に読み出せ、画面に表示できるようにする。
【００７２】
前記の測定により、レチクル上の危険箇所の判定結果が得られ、それを可視化して結果を容易に判断できるようにするために、図１０に示すようなレチクルマップの作成を行う。図１０（ａ）はレチクル全体を表したマップ、図１０（ｂ）はレチクル内の一チップを表したマップである。
【００７３】
図１０（ａ）では、特定の評価結果の分布を表したレチクルマップであり、レチクルのどの領域に特定の評価結果が多く出ているか可視化したものである。評価結果は、例えば合格／保留／不合格であり、各評価結果を選択して表示を行う。図の表示形式は、特定の判定結果の数で表示しても良いし、領域内の測定箇所に対する割合で表示しても良い。
【００７４】
また、図１０（ｂ）は、レチクルの一チップを拡大して表示したレチクルマップであり、危険箇所を点で表示している。ここでは、合格／保留／不合格で色付けして表示している。
【００７５】
これらはレチクル検査装置１０１の画面上で表示、操作することができ、レチクル全面を表示するのに加えて、特定の場所を拡大して確認することができる。また、危険箇所を選択するとその場所の結果を参照することができる。
【００７６】
次に、図１１を参照して、図１に示すレチクル検査装置を用いた位置関係の評価方法について説明する。まず、位置関係の評価条件の入力を行う（Ｓ１１０１）。ここで条件とは、例えば、規定値である。
【００７７】
次に、パターン画像の入力を行い（Ｓ１１０２）、画像を同一座標において重ね合わせて合成する（Ｓ１１０３）。パターン画像の入力では、レチクル検査装置１０１のデータ記憶機能１１０で保存されているレチクルＡ、ＢのＳＥＭ画像データ、あるいは露光シミュレーション機能１０５によって得られた画像を読み出す。得られた合成画像に対して、位置関係の評価を行い（Ｓ１１０４）、結果を表示（Ｓ１１０５）、保存する（Ｓ１１０６）。位置関係の評価においてレチクルの修正が必要と判断された場合、二枚のレチクルのどちらに欠陥が生じているのかを判定することが必要である。
【００７８】
二枚のレチクルのどちらを修正すべきかを判定する前に、まずそれぞれのレチクルの設計データからのずれ量を評価する必要がある。各々のレチクルについて、作成されたパターンと設計データを比較するフローチャートを、図１２に示す。この判定プロセスはそれぞれのレチクルごとに行う。
【００７９】
パターン画像の入力（Ｓ１２０１）では、レチクル検査装置１０１で測定したレチクルの画像データを、データ記憶機能１１０から読み出す。入力した画像データについて輪郭抽出処理を行い、パターン画像の輪郭線を作成する（Ｓ１２０２）。次に、同レチクルの対応する座標のＣＡＤデータをデータ記憶機能１１０から読み出し（Ｓ１２０３）、上記の輪郭データと重ね合わせる（Ｓ１２０４）。さらに、輪郭抽出した画像データとＣＡＤデータを比較し、パターンの設計値からのずれ量を算出して精度を評価し（Ｓ１２０５）。結果を保存する（Ｓ１２０６）。
【００８０】
前記設計データとの比較により得られた結果をもとに、修正するマスクの判定をするフローチャートを、図１３に示す。まず、前記フローチャートのパターン評価ステップＳ１２０５で得られた評価結果の読み出しを行う（Ｓ１３０１）。次に、得られた結果の一覧を表示する（Ｓ１３０２）。結果は、図９に示す合成画像、および、検査した場所、結果を含んでいる。前記の得られた結果に対し、どちらのマスクを修正するのか判定を行う（Ｓ１３０３）。判定基準は、修正するパターン数、修正の容易さ、修正するのに必要な時間や工程数、コストなどを総合的に判断して設ける。修正するレチクルを決定後、レチクルパターンの修正条件の入力を行う（Ｓ１３０４）。修正（再作製）条件は、設計データからのずれ量をそのまま用いても良いが、修正を行わないレチクルのパターンにおいても設計データからのずれがある場合、そのずれ量をオフセットとして加える。修正条件を決定後、結果を保存する（Ｓ１３０５）。
【００８１】
得られた結果については、レチクル欠陥修正装置にデータ転送され、前記工程で修正する必要があると判断されたレチクル上のパターンを修正する際に用いられる。
【００８２】
以上、詳述したように、本発明によれば、同一レイヤーへのダブルパターニングにおいて、ウエハへの露光時に欠陥となりうるパターンについて、位置関係が規定値を満足するか否か、あるいはどちらとも言えない状態かを判定するレチクル検査技術を実現できる。
【００８３】
また、本発明では、ウエハ上で最終検査を行うためのレチクル上での前検査を目的としているため、どちらとも言えない状態と判定を出しても良く、最終判断はウエハ検査装置で行う。同一レイヤーであれば一般的に用いられる測長用走査型電子顕微鏡での検査が可能であり、また、加工層はエッチングしていないので再生も容易である。
【００８４】
また、その結果、露光を行わずにダブルパターニング用のレチクルの評価を行うことができ、不良レチクルを露光前に修正や再作製し、製品の歩留まりを向上させることができるシステムを提供できる。
【００８５】
さらにまた、得られた計測結果をウエハ用の検査装置に転送することで、ホットスポットを重点的に調べることが可能となり、ウエハ計測のスループット向上を図ることができるシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施例の全体構成を示すブロック図である。
【図２】ダブルパターニング技術の一例について示した図である。
【図３】図１に示すレチクル評価システムの動作手順を説明するために示すフローチャートである。
【図４】規定値と判断結果の関係を表す図である。
【図５】解像力不足時のパターン欠陥の一例である。
【図６】ダブルパターニングにおけるレチクルパターンの分割例である。
【図７】位置関係の評価の一例を示す平面図である。
【図８】位置関係の評価の一例を示す平面図である。
【図９】合成画像の一例である。
【図１０】レチクルマップの例である。
【図１１】位置関係の評価のフローチャートである。
【図１２】レチクルパターンの設計データとの比較のフローチャートである。
【図１３】修正するマスクの判定をするフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１０１…レチクル検査装置、１０２…座標情報入力機能、１０３…ＳＥＭ画像取得機能、１０４…走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、１０５…露光シミュレーション機能、１０６…画像重畳機能、１０７…位置関係算出機能、１０８…評価機能、１０９…評価結果出力機能、１１０…データ記憶機能、５０１…レチクルパターン、５０２…レチクルパターン、５０３…ホットスポット、５０４…ホットスポット、５０５…ホットスポット、６０１…レチクルパターン、６０２…レチクルパターン、６０３…レチクルパターン間の距離、６０４…レチクルパターン、６０５…レチクルパターン、９０１…レチクルパターン、９０２…９０１に対応するＣＡＤデータ、９０３…レチクルパターン、９０４…９０３に対応するＣＡＤデータ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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