(57)【要約】【課題】多重露光技術に用いられるフォトマスクのリソグラフィシミュレーション顕微鏡を用いたパターン欠陥転写特性の評価において、複数回露光で生じるエラー成分を除くことができ、より精度の高いフォトマスクの欠陥転写特性の評価方法を提供する。【解決手段】同じフォトマスクの同じパターンを異なる２つ以上の照明条件で２回以上に分けて露光し、ウェハ上に1つの転写パターンを形成する多重露光技術に用いられるフォトマスクの欠陥転写特性評価方法であって、リソグラフィシミュレーション顕微鏡を用いて前記フォトマスクの欠陥転写特性を評価するに際し、前記フォトマスクのパターンを前記異なる２つ以上の照明条件を足し合わせて1つに合成した照明条件で1回のみ露光し、前記パターンの転写画像を取得し、該転写画像の欠陥部の光強度および／またはＣＤ値で合否判定することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じフォトマスクの同じパターンを異なる２つ以上の照明条件で２回以上に分けて露光し、ウェハ上に1つの転写パターンを形成する多重露光技術に用いられるフォトマスクの欠陥転写特性評価方法であって、
リソグラフィシミュレーション顕微鏡を用いて前記フォトマスクの欠陥転写特性を評価するに際し、前記フォトマスクのパターンを前記異なる２つ以上の照明条件を足し合わせて1つに合成した照明条件で1回のみ露光し、前記パターンの転写画像を取得し、該転写画像の欠陥部の光強度および／またはＣＤ値で合否判定することを特徴とするフォトマスクの欠陥転写特性評価方法。
【請求項２】
前記１つに合成する前の照明条件が、前記フォトマスクのパターンの照明に用いられる２つ以上の瞳フィルタの光透過部の位置と形状で定義され、
前記照明条件の合成が、前記２つ以上の瞳フィルタの光透過部の位置と形状を各々足し合わせた１つの瞳フィルタとして定義され、
前記合成した後の照明条件が、前記足し合わせて得られた１つの瞳フィルタの光透過部と光非透過部で構成されることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法。
【請求項３】
請求項２に記載のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法において、前記照明条件の合成が、前記２つ以上の瞳フィルタの内の少なくとも１つの瞳フィルタを、瞳フィルタとしての効果が欠陥転写特性においては等価である別の瞳フィルタに置き換え、該置き換えた別の瞳フィルタを用いて前記２つ以上の瞳フィルタの光透過部の位置と形状を各々足し合わせた１つの瞳フィルタとして定義されることを特徴とするフォトマスクの欠陥転写特性評価方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法において、前記２つ以上の瞳フィルタを足し合わせた１つの瞳フィルタが、中心部に小シグマを有する瞳フィルタであり、該小シグマの大きさの最適化をシミュレーションで行うことを特徴とするフォトマスクの欠陥転写特性評価方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法によって品質を保証されたことを特徴とするフォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体リソグラフィの光転写技術に使用されるフォトマスクの欠陥転写特性の評価方法、および該欠陥転写特性の評価方法によりマスク品質を保証されたフォトマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子などの回路パターン形成には、一般にフォトリソグラフィ技術と呼ばれる工程が必要で、この工程には通常、フォトマスク（以後、単にマスクとも記す。）パターンを投影露光装置を用いて半導体ウェハなどの被露光基板上に転写する方法が採用されている。被露光基板上には感光性のフォトレジストが塗布されており、マスクパターンのパターン形状に応じて、フォトレジストに回路パターンが転写される。
【０００３】
フォトリソグラフィ技術においては、ウェハ上のパターンがハーフピッチ４５ｎｍへと進展する半導体素子の高集積化・超微細化を実現するために、露光装置での高解像技術として、投影レンズの開口数を高くした高ＮＡ化技術、投影レンズと露光対象の間に高屈折率媒体を介在させて露光を行なう液浸露光技術、変形照明搭載露光技術などの開発が進められている。一方、フォトリソグラフィ技術に用いられるフォトマスクにおける解像度向上策としては、光を通過させる部分と遮光する部分で構成された従来のバイナリマスクの微細化、高精度化とともに、光の干渉を利用した位相シフト効果により解像度向上を図る位相シフトマスクの開発、実用化が進行している。
【０００４】
フォトリソグラフィ技術においては、投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系のレンズの開口数（ＮＡ）に反比例するため、露光光の短波長化及び投影光学系の高ＮＡ化が進んでいるものの、短波長化及び高ＮＡ化だけでこの要求を満足するには限界となっている。
【０００５】
そこで解像度を上げるために、プロセス定数ｋ1（ｋ1＝解像線幅×投影光学系の開口数／露光光の波長）の値を小さくすることによって微細化を図る超解像技術が近年提案されている。このような超解像技術として、露光光学系の特性に応じてマスクパターンに補助パターンや線幅オフセットを与えてマスクパターンを最適化する方法、あるいは変形照明法（斜入射照明法とも称する。）と呼ばれる方法などがある。変形照明法には、通常、瞳フィルタを用いた輪帯照明、二重極（ダイポール：Ｄｉｐｏｌｅとも称する。）の瞳フィルタを用いた二重極照明および四重極（クォードラポール：Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅとも称する。）の瞳フィルタを用いた四重極照明などが用いられている。
【０００６】
さらに、近年の半導体回路は、より高付加価値を求めて多種多様な複数種類のパターンを混在させる必要が生じ、１枚のフォトマスクに複数種類のパターンが形成されるようになってきた。しかし、従来のフォトリソグラフィ技術だけでは異なる複数種類の微細なパターンが混在したマスクを１回の露光で同時に解像度良く形成することができないという問題が生じていた。
【０００７】
これに対して、同じフォトマスクの同じパターンを異なる２つ以上の照明条件で２回以上に分けて１つの半導体回路を露光する多重（二重）露光技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。多重露光技術によれば、密パターンと疎パターン、あるいは規則的パターンとランダムパターンのような異なる複数の種類のパターンを１つの回路上に形成する際の製造裕度を高めることができる。たとえば、マスクパターンがパターンＡとパターンＢパターンで構成される場合、パターンＡに適した照明条件・露光量を用いた１回目の露光を行い、マスクを換えずに、次にパターンＢに適した照明条件・露光量を用いた２回目の露光を行い、という手順を照明条件の数だけ踏むことで回路パターン全域における解像度とフォーカス裕度の向上を得ることによりパターン全体の製造裕度を高めることができる。
【０００８】
上記のフォトリソグラフィ技術においては、バイナリマスクや位相シフトマスクのマスク上の外観欠陥や位相欠陥などの欠陥がウェハ上に転写された場合に許諾できる欠陥か否かの検証が重要であり、このマスク欠陥の転写性、あるいは欠陥修正後の転写性の検証のために、従来、光学シミュレーションを行ってフォトマスク欠陥転写特性を評価する方法が行われている（例えば、特許文献２参照）。評価装置としてはリソグラフィシミュレーション顕微鏡が用いられており、例えば、エアリアルイメージ測定システム（Ａｅｒｉａｌ  Ｉｍａｇｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ：カールツァイス社製、以後、ＡＩＭＳ（登録商標）と称する）などが知られている。
【０００９】
リソグラフィシミュレーション顕微鏡として代表的なＡＩＭＳを例にして説明する。図１６は、従来のマスク製造時におけるリソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳの使われ方を示す一例としての工程図である。図１７は、フォトマスクの欠陥転写特性評価方法に用いるＡＩＭＳの光学系の概略説明図であり、ＡＩＭＳは半導体用露光装置と同じ波長の光源を持ち、露光装置と等価の照明光学系を持つシミュレーション顕微鏡である。図１７に示すように、照明光学系の瞳フィルタ１７１を通過した照明光でフォトマスク１７２を照明し、投影光学系を介して焦点面に設けたＣＣＤカメラ１７４で転写画像を取得する。マスクパターンとしての転写特性の評価は、予め無欠陥パターン部にて製品として可（ＯＫ）となる所定の閾値を算出しておき、欠陥部あるいは欠陥部修正後のパターン部の転写画像を取得し、ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ；微小寸法）値や光強度を測定し、ＯＫか不可（ＮＧ）かの合否判定を行っている。ＯＫならばこの工程は終了し、マスクは出荷され、ＮＧの場合には再度修正が行われる。
【００１０】
上記の多重露光技術に用いられるフォトマスクの欠陥転写特性の評価も、リソグラフィシミュレーション顕微鏡を用いて行われるようになっており、実際の半導体露光と同じように、同じフォトマスクの同じパターンを異なる２つ以上の照明条件で２回以上に分けて露光し、得られた転写画像の光強度和を取ることにより評価されていた。
【特許文献１】特開２００７−３０５９７０号公報
【特許文献２】特開２００２−１４４５９号公報
【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、上記の多重露光技術によるマスクパターンの欠陥転写特性を、ＡＩＭＳなどのリソグラフィシミュレーション顕微鏡で、実際の半導体露光と同じように、２回以上に分けて露光し評価する従来の方法では、露光１回ごとに生じるエラー成分に転写像の品質が左右され、最終的な転写像は理想形状から劣化したものになり、またプロセス裕度も縮小するという問題があった。ここで言うエラー成分とは、露光転写像間のアライメントずれ、露光１回ごとの露光量ずれ、光学系のフォーカスずれ等の各エラー成分が積算された状態を指すものである。従って、リソグラフィシミュレーション顕微鏡を用いた上記の従来の評価方法では、多重露光技術に用いられるフォトマスクのパターンの欠陥転写特性を精度よく評価するのに問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、多重露光技術に用いられるフォトマスクのリソグラフィシミュレーション顕微鏡を用いたパターン欠陥転写特性の評価において、複数回露光で生じるエラー成分を除くことができ、より精度の高いフォトマスクの欠陥転写特性の評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係るフォトマスクの欠陥転写特性評価方法は、同じフォトマスクの同じパターンを異なる２つ以上の照明条件で２回以上に分けて露光し、ウェハ上に1つの転写パターンを形成する多重露光技術に用いられるフォトマスクの欠陥転写特性評価方法であって、リソグラフィシミュレーション顕微鏡を用いて前記フォトマスクの欠陥転写特性を評価するに際し、前記フォトマスクのパターンを前記異なる２つ以上の照明条件を足し合わせて1つに合成した照明条件で1回のみ露光し、前記パターンの転写画像を取得し、該転写画像の欠陥部の光強度および／またはＣＤ値で合否判定することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２の発明に係るフォトマスクの欠陥転写特性評価方法は、請求項１に記載のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法において、前記１つに合成する前の照明条件が、前記フォトマスクのパターンの照明に用いられる２つ以上の瞳フィルタの光透過部の位置と形状で定義され、前記照明条件の合成が、前記２つ以上の瞳フィルタの光透過部の位置と形状を各々足し合わせた１つの瞳フィルタとして定義され、前記合成した後の照明条件が、前記足し合わせて得られた１つの瞳フィルタの光透過部と光非透過部で構成されることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２に記載のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法において、前記照明条件の合成が、前記２つ以上の瞳フィルタの内の少なくとも１つの瞳フィルタを、瞳フィルタとしての効果が欠陥転写特性においては等価である別の瞳フィルタに置き換え、該置き換えた別の瞳フィルタを用いて前記２つ以上の瞳フィルタの光透過部の位置と形状を各々足し合わせた１つの瞳フィルタとして定義されることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４の発明に係るフォトマスクの欠陥転写特性評価方法は、請求項２または請求項３に記載のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法において、前記２つ以上の瞳フィルタを足し合わせた１つの瞳フィルタが、中心部に小シグマを有する瞳フィルタであり、該小シグマの大きさの最適化をシミュレーションで行うことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５の発明に係るフォトマスクは、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法によって品質を保証されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のフォトマスクのパターンの欠陥転写特性評価方法によれば、同じフォトマスクの同じパターンを異なる２つ以上の照明条件で２回以上に分けて１つの半導体回路を露光する多重露光技術に用いられるフォトマスクパターンの欠陥転写特性の評価において、複数の照明条件を足し合わせた１つの照明形状で１回のみ露光することにより、複数回露光で生じるエラー成分を除くことができ、複数回露光に特有のエラー成分を排したフォトマスクのパターン欠陥転写特性評価が可能になり、フォトマスクパターン欠陥転写特性をより高い精度で評価することが可能となる。その結果、実際に半導体回路を露光する多重露光技術の信頼性を向上させることができる。
【００１９】
本発明のフォトマスクのパターンの欠陥転写特性評価方法によれば、フォトマスクのパターン欠陥転写特性を高い精度で評価することにより、高品質が保証されたフォトマスク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】
【００２０】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るフォトマスクのパターンの欠陥転写特性評価方法について説明する。以下の本明細書においては、多重露光技術のうち代表的な２回露光を行う二重露光技術について説明するが、もとより本発明のフォトマスクのパターンの欠陥転写特性評価方法は、３回以上の多重露光技術にも適用できるものである。
【００２１】
（実施形態１）
一例として、四重極照明と通常照明との二重露光を行う場合のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法について説明する。
図１（ａ）は、二重露光技術に用いる四重極の瞳フィルタの平面模式図であり、図１（ｂ）は、同じ二重露光技術に用いるコヒーレンス性のよい通常の小シグマ（σ：コヒーレンスファクター）の瞳フィルタの平面模式図である。図１では、瞳フィルタ内の白部が光透過部である（以下の各図においても同様に瞳フィルタの白部が光透過部）。本実施形態では、先ず、図１（ａ）に示すような四重極の瞳フィルタを用いてフォトマスクに１回目の照明を行い、次に、図１（ｂ）に示すような小σの瞳フィルタを用いて２回目の照明を行う二重露光技術を行う場合におけるフォトマスクの欠陥転写特性を、リソグラフィシミュレーション顕微鏡としてＡＩＭＳを用いて評価する。
【００２２】
本発明においては、上記の２つの異なる照明条件を足し合わせて1つに合成した照明条件を設定する。１つに合成する前の照明条件は、上記のフォトマスクのパターンの照明に用いられる２つの瞳フィルタＡ、瞳フィルタＢの光透過部の位置と形状で定義され、照明条件の合成は、上記の２つの瞳フィルタの光透過部の位置と形状を足し合わせた１つの瞳フィルタとして定義され、合成した後の照明条件は、足し合わせて得られた１つの瞳フィルタの光透過部と光非透過部で構成される。図２は、上記の図１（ａ）、図１（ｂ）の瞳フィルタＡ、瞳フィルタＢを合成して得られた五重極の１つの瞳フィルタＣの平面模式図であり、欠陥転写特性の評価は図２に示す五重極の瞳フィルタを用いて行う。
【００２３】
したがって、本発明のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法においては、合成前の各照明条件で用いられる露光量は反映されない。その代わり、転写シミュレーション顕微鏡であるＡＩＭＳでは、透明な石英基板部を測定することによって得られる光強度が、ある一定値をとるように露光量は常に調整されており、また、こうして測定された光強度によって最終的な光強度は規格化される。合成後の瞳フィルタＣに対してもこの調整された露光量を代表値として用いる。
【００２４】
また、本発明のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法においては、好ましい形態として、上記の２つ以上の瞳フィルタを足し合わせた１つの瞳フィルタが、中心部に小シグマを有する瞳フィルタとしたときに、この小σの大きさをシミュレーションで変化させることで、小σの大きさの最適化を行い、照明条件の強度比も考慮することが可能である。
【００２５】
二重露光技術に用いられるフォトマスクを、リソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳのマスクステージに設置する。リソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳとしては、図１６に示した従来と同じ顕微鏡ＡＩＭＳが用いられ、照明光学系の瞳フィルタのみが異なるものである。次に、図２に示す五重極の瞳フィルタＣを用いて五重極照明を行い、投影光学系を介して焦点面に設けたＣＣＤカメラによりフォトマスクの転写パターンを取得する。
【００２６】
欠陥部の転写パターンの評価は、図３に示す手順で行う。先ず、フォトマスクのパターンの正常部である無欠陥パターンの転写画像を取得し、正常部パターンを測定し、目標とするＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ；微小寸法）値が得られる光強度の閾値を算出する（ステップＳ１）。
【００２７】
次に、マスク欠陥部にマスクステージを移動させ、欠陥部の転写画像を取得し、欠陥部パターン転写画像を測定し、欠陥部の光強度を算出する（ステップＳ２）。
【００２８】
欠陥部のＣＤ値の光強度の閾値が目標とするＣＤ値の光強度の閾値の許容誤差範囲内（例えば、±１０％以内）に収まるか否かを調べ、良品（ＯＫ）か不良品（ＮＧ）かの判定を行うことにより評価する（ステップＳ３）。ＮＧの場合には、マスク欠陥修正装置で欠陥部を修正し、再び同じ手順で欠陥転写特性の評価を行う。
【００２９】
上記のように、本発明のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法によれば、複数回露光に特有のエラー成分を排したパターン欠陥転写特性評価が可能になり、高い精度で評価された高品質が保証されたフォトマスクを得ることができる。
【００３０】
（実施形態２）
本実施形態は、上記の照明条件の合成が、２つ以上の瞳フィルタの光透過部の位置と等価の形状を各々足し合わせた１つの瞳フィルタとして定義される形態を好ましい形態とするものである。
例えば、図４（ａ）に示すようなクェーサー型の四重極瞳フィルタ４１と、図４（ｂ）に示す通常の小σの瞳フィルタ４２とを用いた二重露光の場合について説明する。
【００３１】
図４（ａ）に示すようなクェーサー型の四重極瞳フィルタＤは、図１（ａ）に示した四重極瞳フィルタと、瞳フィルタとしての効果が欠陥転写特性においては等価であることが知られている。そこで、本実施形態では、図４（ａ）のクェーサー型瞳フィルタに置き換えて、瞳フィルタとしての効果が欠陥転写特性においては等価な図１（ａ）の瞳フィルタを用いることが可能である。図５は、上記の図４（ａ）と等価な図１（ａ）の瞳フィルタと図４（ｂ）の瞳フィルタを合成して得られた五重極の瞳フィルタＦの平面模式図であり、本実施形態においては、欠陥転写特性の評価は図５に示す五重極の瞳フィルタＦを用いて行うものである。
【００３２】
次に、二重露光技術に用いられるフォトマスクを、リソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳのマスクステージに設置し、図５に示す五重極の瞳フィルタＦを用いて五重極照明を行い、投影光学系を介して焦点面に設けたＣＣＤカメラによりフォトマスクの転写パターンを取得する。
【００３３】
以後、実施形態１と同様にして欠陥部の転写パターンの評価を行い、欠陥部のＣＤ値の光強度の閾値が目標とするＣＤ値の光強度の閾値の許容誤差範囲内（例えば、±１０％以内）に収まるか否かを調べ、良品（ＯＫ）か不良品（ＮＧ）かの判定を行うことにより評価する（ステップＳ３）。ＮＧの場合には、マスク欠陥修正装置で欠陥部を修正し、再び同じ手順で欠陥転写特性の評価を行う。本実施形態の評価方法を行うことにより、ＡＩＭＳ用の必要とされる瞳フィルタを保有していない場合であっても、瞳フィルタとして効果が等価な他の瞳フィルタを用いることにより、欠陥転写特性の評価を迅速に行うことが可能となる。
【００３４】
上記のように、本発明のフォトマスクの欠陥転写特性評価方法によれば、フォトマスクのパターン欠陥転写特性を高い精度で評価することにより、高品質が保証されたフォトマスクを提供することができる。
【実施例】
【００３５】
次に、本願発明の欠陥転写特性評価方法を従来の欠陥転写特性評価方法と比較しながら、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。
【００３６】
（実施例１）
石英基板上にクロムで遮光膜を設けたコンタクトホールパターンを有するフォトマスクを準備した。このフォトマスクには、意図的に作製したマスク欠陥を設けた。図６は、本実施例のフォトマスクパターンと意図的に作製した擬似欠陥の一部を示す平面模式図であり、フォトマスクの孤立のコンタクトホール（図面中央の白部が光透過部）パターン６１に、遮光部分が欠けた白欠陥部６２が接して存在している場合を設定している。コンタクトホール６１のマスク上での寸法は、４倍レチクルなので、補正値を含めて３２０×３２０ｎｍ（ウェハ上では７０ｎｍが目標ＣＤ）とし、白欠陥部６２のサイズは、マスク上で０、５、１０、２０、３０、５０、１００ｎｍの場合を設定した。
【００３７】
図１に示す四重極瞳フィルタＡと小σ瞳フィルタＢとを用いて二重露光技術を行うに際し、上記の擬似欠陥を設けたフォトマスクの欠陥転写特性を、リソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳで図２に示す五重極瞳フィルタＣを用いて評価した。以下の評価においては、比較のために、従来の四重極瞳フィルタＡと小σ瞳フィルタＢとによるＡＩＭＳの評価結果を合わせて述べる。
【００３８】
一方、上記の光強度の測定と同じ光学条件で電磁場解析シミュレーションを行い、各パターン欠陥寸法における光強度のシミュレーション値を得た。マスクパターンの欠陥転写特性を見積もるためのシミュレーション・ソフトウェアとしては、Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ；ＥＭ−Ｓｕｉｔｅ（商品名：Ｐａｎｏｒａｍｉｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）を用い、マスク中の電磁場解析のシミュレーショングリッドは２ｎｍ、露光光学系のレンズのＮＡは１．２とした。計算を単純化するため、図１および図２における瞳フィルタを用いた場合の各露光強度は、露光強度Ａ＝露光強度Ｂ＝露光強度Ｃとした。
【００３９】
図７は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す２つの瞳フィルタＡ、Ｂを用いて、リソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳで、実際の半導体露光と同じように、２回に分けて露光（二重露光）し評価する従来の評価方法により得られた転写パターンのシミュレーションによる光強度を示す図である。横軸は転写パターンのｘ座標（ウェハ上に換算：μｍ）、縦軸は光強度（規格化）で、マスクパターンの無い石英基板部を予め測定して１として規格化してある。
【００４０】
図７の露光Ａは、図１（ａ）に示した四重極の瞳フィルタＡによる転写パターンの光強度であり、露光Ｂは、図１（ｂ）に示した通常の小σの瞳フィルタＢによる転写パターンの光強度であり、露光（Ａ+Ｂ）は、露光Ａと露光Ｂとを加算した光強度である。この露光（Ａ+Ｂ）は、露光Ａと露光Ｂの２回の露光においてアライメントずれがない場合を想定している。
【００４１】
図８は、図２に示す合成された１つの瞳フィルタＣを用いて、リソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳで、１回のみの露光をし評価する本発明の評価方法により得られた転写パターンのシミュレーションによる光強度を示す図である。横軸、縦軸は図７と同じである。図８の露光Ｃは、図２に示した五重極の瞳フィルタＣによる転写パターンの光強度であり、図７の二重露光による露光（Ａ+Ｂ）の光強度と一致する。すなわち、二重露光技術の２回の露光において、アライメントずれがなければ、ＡＩＭＳによる二重露光による露光（Ａ+Ｂ）と露光Ｃの光強度は同等である。したがって、本願発明の異なる２つ以上の照明条件を足し合わせて1つに合成した照明条件で1回のみの露光による評価方法は、従来技術である異なる２つ以上の照明条件で２回以上に分けて露光する評価方法と転写パターンの光強度が同じであり、さらに、従来技術のアライメントずれのような不確定要素を含まないため、評価の信頼性の高さを示しているものである。
【００４２】
図９は、シミュレーションにより、五重極１回照明の露光Ｃと二重露光によるアライメントエラーが無い場合の露光（Ａ+Ｂ）との欠陥サイズごとのウェハ上のＣＤ値を比較したものであり、横軸にマスク上の欠陥サイズ（ｎｍ）、縦軸にウェハ上のＣＤ値（ｎｍ）を示す。図９において、ＣＤ７７ｎｍがウェハ上の目標ＣＤ７０ｎｍの許容範囲（±１０％）の上限値を示し、欠陥サイズが７５ｎｍ以上ではＣＤ値が許容値に入らないことを示している。図９において、露光Ｃと露光（Ａ+Ｂ）は完全に重なっている。すなわち、露光Ｃは、露光（Ａ+Ｂ）のアライメントエラーが０の場合と同等であり、欠陥サイズに対して露光（Ａ+Ｂ）と同じＣＤ値を示しており、本発明の欠陥転写特性評価が従来の評価方法のアライメントエラーが０の理想的な状態と等価であり、本発明の欠陥転写特性評価方法は信頼性の高い評価方法であることが示され、高品質が保証されたフォトマスクが得られた。
【００４３】
上記の説明において、マスク欠陥としては、必要な遮光膜部分が欠損したバイナリマスクの白欠陥について述べたが、本発明の欠陥転写特性評価方法は、マスク上に不要な箇所が存在する黒欠陥の評価にも適用できるものであり、また、位相シフトマスクの位相シフト膜の欠陥の評価にも適用し得るものである。
【００４４】
（実施例２）
実施例１で用いたフォトマスクを使用し、図４に示すクェーサー型の四重極瞳フィルタＤと、通常の小σの瞳フィルタＥとを用いた二重露光に用いられる上記のフォトマスクの欠陥転写特性を評価した。リソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳを用いて評価するに際し、クェーサー型四重極瞳フィルタＤの扇状の光透過部は外径／内径＝０．９８／０．６５、小σの瞳フィルタはσ＝０．３とし、ＮＡ＝１．２とした。また、クェーサー型四重極フィルタＤと小σの瞳フィルタの各々が用いられる露光量の強度比を６：４とした。
【００４５】
次に、クェーサー型四重極瞳フィルタＤと瞳フィルタとしての効果が欠陥転写性においては等価である四重極瞳フィルタとして図１（ａ）に示す位置、形状の瞳フィルタＡを用い、小σ瞳フィルタＥと足し合わせて図５に示す位置、形状の１つの五重極瞳フィルタＦとした。五重極瞳フィルタＦの外周付近にある４つの円形光透過部の瞳中心からの距離は、０．９８（外側）／０．６５（内側）、瞳中心にある円形開口部の小σはσ＝０．１７とした。
【００４６】
本実施例においては、五重極瞳フィルタＦの瞳中心にある小σの大きさをコンピュータを用いてシミュレーションで変化させることで、照明条件の露光量比も考慮し、小σの大きさの最適化を行って上記の値とした。
【００４７】
図１０は、上記の五重極瞳フィルタＦを用いＡＩＭＳで1回のみ露光した際の光強度と、クェーサー型四重極瞳フィルタＤと小σの瞳フィルタを用いて２重露光した際の光強度を同一グラフに示したものである。２重露光によって得られた光強度はアライメントずれが無い場合を想定したものである。両者の曲線は重なっており、両者の光強度は等しく、小σの大きさ最適化行なった５重極瞳フィルタＦは、クェーサー型四重極瞳フィルタＤと小σの瞳フィルタを用いた２重露光のアライメントずれが無い場合に相当する転写光強度を持つことが示された。
【００４８】
一方、上記光学条件で電磁場解析シミュレーションを行い、各パターン欠陥寸法における光強度のシミュレーション値を得た。図１１に、本実施例における五重極瞳フィルタＦによる本発明のマスクの欠陥転写特性評価方法の結果と、クェーサー型の四重極瞳フィルタＤと小σの瞳フィルタＥとによる従来の欠陥転写特性評価方法の結果とを、同一グラフ上に示す。図１１は、マスク上の欠陥サイズを横軸、ウェハ上のＣＤ値を縦軸にとり、欠陥サイズのＣＤ値への影響が示されている。図１１から明らかなように、クェーサー型の四重極瞳フィルタＤと小σの瞳フィルタＥによる結果を示す曲線と、五重極瞳フィルタＦによる結果を示す曲線は重なっており、欠陥転写特性の評価においては等しいと言える。
【００４９】
上記のように、本実施例の欠陥転写特性評価が従来の評価方法のアライメントエラーが０の理想的な状態と等価であり、本発明の欠陥転写特性評価方法は信頼性の高い評価方法であることが示され、さらに、マスクパターンの欠陥転写特性を高い精度で評価することにより、高品質が保証されたフォトマスクが得られた。
【００５０】
（比較例）
上記の実施例では、本発明の評価方法が二重露光でアライメントエラーが無い場合と同等であることを述べたが、本発明が解決しようとする課題で述べたように、ＡＩＭＳを用いた従来の二重露光の評価ではアライメントエラーが０ということは有り得ない。比較のために、アライメントがずれた場合のＣＤへの影響について説明する。図１２は、１回目の露光Ａで形成された位置に対し、２回目の露光Ｂで形成された位置がｘ座標で−方向にずれた場合の光強度の変化をシミュレーションにより求めた図である。図１２が示すように、アライメントエラーが２０、４０ｎｍと大きくなるに従いパターン光透過部の光強度は低下していき、転写像の品質は劣化する。
【００５１】
図１３は、アライメントエラーと、正常部の無欠陥パターンで目標とするウェハ上のＣＤ値が７０ｎｍとなる光強度の閾値との関係を示す図であり、アライメントエラーが０のときに光強度の閾値が０．１５３、アライメントエラーが４０ｎｍのときに光強度の閾値が０．１５０を示す。
【００５２】
図１４および図１５は、アライメントエラーによる欠陥転写されたＣＤ値への影響を示す図であり、目標とするＣＤ値をウェハ上で７０ｎｍとし、ウェハ上の欠陥サイズを横軸、ウェハ上のＣＤ値を縦軸にとり、アライメントエラーが０、２０、４０ｎｍの場合をシミュレーションにより求めた図である。図１４は、目標とするＣＤ値７０ｎｍを得るための光強度の閾値が０．１５３、図１５は０．１５０の場合を示す。図１４、図１５が示すように、アライメントエラーが大きくなるとＣＤ値は大きくずれ、本比較例の従来の評価方法は、アライメントエラーを生じた場合には信頼性が低下することを示している。
上記の実施例、比較例から、本発明の欠陥転写特性評価方法が信頼性の高い評価方法であることが裏付けられた。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】二重露光技術に用いる四重極の瞳フィルタの平面模式図と小σの瞳フィルタの平面模式図である。
【図２】図１の四重極の瞳フィルタと小σの瞳フィルタを合成して得られた本発明の欠陥転写特性評価方法に用いる五重極の瞳フィルタの平面模式図である。
【図３】本発明の欠陥転写特性評価方法の欠陥部の転写パターンの評価手順を示す工程図である。
【図４】二重露光技術に用いるクエーサー型の四重極の瞳フィルタの平面模式図と小σの瞳フィルタの平面模式図である。
【図５】図４のクエーサー型四重極の瞳フィルタと等価の四重極の瞳フィルタと小σの瞳フィルタを合成して得られた本発明の欠陥転写特性評価方法に用いる五重極の瞳フィルタの平面模式図である。
【図６】本発明の実施例において意図的に作製したフォトマスクの擬似欠陥を有するパターンの平面模式図である。
【図７】図１に示す２つの瞳フィルタを用いて、２回に分けて露光し評価する従来の評価方法により得られた転写パターンのシミュレーションによる光強度を示す図である。
【図８】図２に示す合成された１つの瞳フィルタを用いて、１回のみの露光をし評価する本発明の評価方法により得られた転写パターンのシミュレーションによる光強度を示す図である。
【図９】五重極１回照明の露光と二重露光によるアライメントエラーが無い場合の露光との欠陥サイズごとのＣＤ値を比較したものである。
【図１０】実施例２における五重極1回照明で露光した際の光強度と、クェーサー型四重極瞳フィルタと小σ瞳フィルタを用いて２重露光した際の光強度とを示す図である。
【図１１】実施例２における五重極瞳フィルタによる本発明のマスク欠陥転写特性評価方法の結果と、クェーサー型四重極瞳フィルタと小σ瞳フィルタとによる従来の欠陥転写特性評価方法の結果とを示す図である。
【図１２】図１において、１回目の露光Ａの位置に対し、２回目の露光Ｂの位置がｘ座標で−方向にずれた場合の光強度の変化をシミュレーションにより求めた図である。
【図１３】無欠陥パターンでＣＤ値が７０ｎｍとなる光強度の閾値を示す図である。
【図１４】アライメントエラーによる欠陥転写されたＣＤ値への影響を示す図であり、光強度の閾値が０．１５３の場合である。
【図１５】アライメントエラーによる欠陥転写されたＣＤ値への影響を示す図であり、光強度の閾値が０．１５０の場合である。
【図１６】従来のマスク製造時におけるリソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳの使われ方を示す一例としての工程図である。
【図１７】フォトマスクのパターンの欠陥転写特性評価方法に用いるＡＩＭＳの光学系の概略説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ａ、Ｄ  四重極瞳フィルタ
Ｂ、Ｅ  小σ瞳フィルタ
Ｃ、Ｆ  五重極瞳フィルタ
６１  ホールパターン
６２  白欠陥部
１７１  瞳フィルタ
１７２  マスク
１７３  ＮＡアパーチャ
１７４  ＣＣＤカメラ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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