(57)【要約】【課題】客観性・信頼性が高く、光学系の収差やＣＣＤの受光感度エラー、ピクセル分解能などの問題が生ぜず、シミュレーションにおいてはデータ量が削減され、解析負荷が低減されたフォトマスクパターンの転写特性評価方法を提供する。【解決手段】光源より発した照明光を照明光学系を介してフォトマスクに照射し、前記フォトマスク上のパターンを投影光学系を介してウェハ上に投影露光して転写パターンを形成するときのフォトマスクパターンの転写特性評価方法であって、前記フォトマスクパターンによる回折光を解析し、前記ウェハ上のコントラストとマスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）とを算出することにより前記転写特性の評価を行うことを特徴とする。【選択図】  図９
2009092792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源より発した照明光を照明光学系を介してフォトマスクに照射し、前記フォトマスク上のパターンを投影光学系を介してウェハ上に投影露光して転写パターンを形成するときのフォトマスクパターンの転写特性評価方法であって、
前記フォトマスクパターンによる回折光を解析し、前記ウェハ上のコントラストとマスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）とを算出することにより前記転写特性の評価を行うことを特徴とするフォトマスクパターンの転写特性評価方法。
【請求項２】
前記フォトマスクパターンがラインとスペースのパターンであり、前記回折光が少なくとも０次光と１次光の２光束干渉光であって、前記投影光学系が取り込める回折光の光強度の総和をＩsum、０次光の振幅をＡ0th、１次光の振幅をＡ1st、位相差ずれをφとし、前記フォトマスクパターンのＣＤをＭＣＤ、前記ウェハ上の転写パターンのターゲットＣＤをｈｐ、ターゲットＣＤとなるときの前記ウェハ上の光強度をＩslice、マスク寸法がウェハスケールで１ｎｍ変化したときの前記回折光強度の総和の変化割合をΔＤｏｓｅとすると、前記コントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）は数式（１）、前記マスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）は数式（２）および数式（３）で算出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パターンの転写特性評価方法。
【数１】
2009092792.tif 000017
【数２】
2009092792.tif 000018
【数３】
2009092792.tif 000019
【請求項３】
前記照明光学系に二重極の瞳フィルタを用いたとき、前記０次光と前記１次光の回折角度が同じであり、前記回折光の０次光の光強度をＩ0th、１次光の光強度をＩ1stとすると、前記回折光の光強度の総和Ｉsumが数式（４）で表されることを特徴とする請求項２に記載のフォトマスクパターンの転写特性評価方法。
【数４】
2009092792.tif 000020
【請求項４】
前記照明光学系に四重極の瞳フィルタを用いたとき、前記回折光の０次光の光強度をＩ0th、１次光の光強度をＩ1st、解像に寄与しない回折光の光強度をＩYTEとすると、前記回折光の光強度の総和Ｉsumが数式（５）で表されることを特徴とする請求項２に記載のフォトマスクパターンの転写特性評価方法。
【数５】
2009092792.tif 000021
【請求項５】
前記回折光による解析をリソグラフィシミュレーション顕微鏡および／またはエリプソメータを用いて行うことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のフォトマスクパターンの転写特性評価方法。
【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パターンの転写特性評価方法に関する。
【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】
ウェハ上のハーフピッチ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、フォトリソグラフィ技術においては、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急速に進められている。
【０００４】
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。
【０００５】
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、半導体素子の微細化への要求に伴い、露光光の短波長化及び投影光学系の高ＮＡ化が進んでいるが、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。
【０００６】
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：Ｃｑｕａｄ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。
【０００７】
ハーフピッチ５０ｎｍ以下では、フォトマスクパターンの転写特性が半導体素子の製造に大きな影響を与えるようになっている。近年、フォトマスクの転写特性評価方法としては、露光量変動によるウェハ寸法測定を用いたプロセスウィンドウ評価、マスク寸法変動によるウェハ寸法測定を用いたマスク誤差増大因子（Ｍａｓｋ  Ｅｒｒｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆａｃｔｏｒ、以後ＭＥＥＦとも記す）評価などの方法が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
フォトマスクの転写性能を示すコントラストとＭＥＥＦは転写特性評価の重要な因子であり、従来、コントラストはウェハ上の光強度を求めて、下記の数式（８）で算出されている。図１３に示すように、ウェハ上の光強度の頂点をＩtop、光強度の底の値をＩbottomとする。コントラストが高いと（ｍａｘ．１）、露光量余裕度が広くなり、ラインのエッジ・ラフネスが良化し、フォトリソグラフィ工程の歩留まりが改善される。
【数８】
2009092792.tif 000003
【０００９】
マスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）は、従来、下記の数式（９）で算出されており、マスク寸法変化量（ΔＭａｓｋＣＤ）に対するウェハ上のパターン寸法変化量（ΔＷａｆｅｒＣＤ）の比で示される。ＣＤはマスクやウェハの重要な寸法（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を示す。数式（９）の数値４はマスクの縮小比であり、４倍マスクを用いた場合を例示している。数式（９）が示すように、ＭＥＥＦの数値は低い方（１付近）が、マスクパターンがウェハパターンにより忠実に転写されることになり、ＭＥＥＦが低くなればウェハ製造歩留りが向上し、その結果、ウェハ製造に用いるマスク製造歩留りも向上することになる。
【数９】
2009092792.tif 000004
【００１０】
また、従来、シミュレーションやリソグラフィシミュレーション顕微鏡（エアリアルイメージ測定システム、以後、ＡＩＭＳとも称する：Ａｅｒｉａｌ  Ｉｍａｇｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）では、コントラストやＭＥＥＦの評価を結像面の光強度分布を評価することにより行ってきた。
【特許文献１】特開平９−２３６９０６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、上記の従来のフォトマスクパターンの評価方法において、ウェハ上への実転写による方法は、露光装置の性能、レジスト特性、プロセス安定性、寸法測定精度などのプロセス要因に左右され、客観性・信頼性に欠けるという問題があった。また、ＡＩＭＳにより結像面の光強度分布を測定し評価する従来のフォトマスクパターンの評価方法は、光学系の収差、撮像素子ＣＣＤの受光感度エラー、ピクセル分解能やノイズリダクション効果に左右されるという問題があった。
【００１２】
ＡＩＭＳにおけるピクセル分解能とノイズリダクションに悪影響を受けた例として、ウェハ上のハーフピッチ（ｈｐ）４０ｎｍ〜７０ｎｍのコントラストの調査結果を図１４に示す。結果として、図１４に示されるように、ＡＩＭＳにより結像面の光強度分布を測定（図の矩形点）し評価する従来の評価方法は、密なラインとスペース（Ｌ＆Ｓ）のプロファイルほどシミュレーション（図の曲線）との乖離が大きくなっているという問題があった。
【００１３】
一方、シミュレーションは実際の半導体製造の先行評価方法として適しており、モデルの精度如何では高精度に予想することが可能である。しかしながら、結像面の光強度分布を算出し評価する従来のシミュレーションによるフォトマスクパターンの評価方法は、従来の電磁場解析シミュレーション出力結果に加え、転写特性評価のためのフーリエ結像シミュレーションを用いた結像面の光強度分布のデータ量が蓄積され、保存・解析されるデータ量が膨大となり、解析負荷がますます増大するという問題があった。
【００１４】
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、客観性・信頼性が高く、光学系の収差やＣＣＤの受光感度エラー、ピクセル分解能などの問題が生ぜず、シミュレーションにおいてはデータ量が削減され、解析負荷が低減されたフォトマスクパターンの転写特性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】
【００１５】
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パターンの転写特性評価方法は、光源より発した照明光を照明光学系を介してフォトマスクに照射し、前記フォトマスク上のパターンを投影光学系を介してウェハ上に投影露光して転写パターンを形成するときのフォトマスクパターンの転写特性評価方法であって、前記フォトマスクパターンによる回折光を解析し、前記ウェハ上のコントラストとマスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）とを算出することにより前記転写特性の評価を行うことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項２の発明に係るフォトマスクパターンの転写特性評価方法は、請求項１に記載のフォトマスクパターンの転写特性評価方法において、前記フォトマスクパターンがラインとスペースのパターンであり、前記回折光が少なくとも０次光と１次光の２光束干渉光であって、前記投影光学系が取り込める回折光の光強度の総和をＩsum、０次光の振幅をＡ0th、１次光の振幅をＡ1st、位相差ずれをφとし、前記フォトマスクパターンのＣＤをＭＣＤ、前記ウェハ上の転写パターンのターゲットＣＤをｈｐ、ターゲットＣＤとなるときの前記ウェハ上の光強度をＩslice、マスク寸法がウェハスケールで１ｎｍ変化したときの前記回折光強度の総和の変化割合をΔＤｏｓｅとすると、前記コントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）は数式（１）、前記マスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）は数式（２）および数式（３）で算出されることを特徴とするものである。
【数１】
2009092792.tif 000005
【数２】
2009092792.tif 000006
【数３】
2009092792.tif 000007
【００１７】
請求項３の発明に係るフォトマスクパターンの転写特性評価方法は、請求項２に記載のフォトマスクパターンの転写特性評価方法において、前記照明光学系に二重極の瞳フィルタを用いたとき、前記０次光と前記１次光の回折角度が同じであり、前記回折光の０次光の光強度をＩ0th、１次光の光強度をＩ1stとすると、前記回折光の光強度の総和Ｉsumが数式（４）で表されることを特徴とするものである。
【数４】
2009092792.tif 000008
【００１８】
請求項４の発明に係るフォトマスクパターンの転写特性評価方法は、請求項２に記載のフォトマスクパターンの転写特性評価方法において、前記照明光学系に四重極の瞳フィルタを用いたとき、前記回折光の０次光の光強度をＩ0th、１次光の光強度をＩ1st、解像に寄与しない回折光の光強度をＩYTEとすると、前記回折光の光強度の総和Ｉsumが数式（５）で表されることを特徴とするものである。
【数５】
2009092792.tif 000009
【００１９】
請求項５の発明に係るフォトマスクパターンの転写特性評価方法は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のフォトマスクパターンの転写特性評価方法において、前記回折光による解析をリソグラフィシミュレーション顕微鏡および／またはエリプソメータを用いて行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のフォトマスクパターンの転写特性評価方法によれば、従来のような結像面の光強度分布の測定・解析が不要で、回折光の解析のみでフォトマスクパターンの転写特性を評価できるため、光学系の収差、ＣＣＤの受光感度、ピクセル分解能に左右されない転写特性の結果を得ることができる。マスクパターンがないガラス部であらかじめ透過０次光を測定することで、上記の光学系の収差、ＣＣＤの受光感度エラーを打ち消すことができ、ピクセル分解能やノイズリダクションの問題は、回折光の測定という性質上、影響がないという利点がある。シミュレーションにおいては、電磁場解析シミュレーションの出力結果のみを用いることで、データ量の削減、解析負荷の低減が見込まれる。本発明のフォトマスクパターンの転写特性評価方法は、エリプソメータやＡＩＭＳなどの回折光測定時、シミュレーション時に用いることができ、転写特性を容易に評価することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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パターンの転写特性の評価方法について詳細に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
本発明のフォトマスクパターンの転写特性評価方法は、フォトマスクパターンによる回折光を解析して評価するものである。図１は、本発明の第１の実施形態として、照明光学系に二重極（Ｄｉｐｏｌｅ）の瞳フィルタを用いたときのマスクパターンにより生ずる回折光の模式図である。マスクパターンが半導体素子として一般的なラインとスペース（Ｌ＆Ｓ）のパターンであって、照明光をフォトマスクに照射したとき、フォトマスクパターンによる回折光が０次光と１次光の２光束干渉光となる場合を示す。
【００２３】
図１において、回折光の０次光の光強度をＩ0th、１次光の光強度をＩ1th、回折光の０次光の振幅をＡ0th、１次光の振幅をＡ1st、位相差ずれ（ｐｈａｓｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）をφとすると、ウェハ上のコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）は下記の数式（６）で示される。ここで、Ｉ＝Ａ２、φ＝０thｐｈａｓｅ−１stｐｈａｓｅである。上記の回折光の光強度は、受光側にＣＣＤカメラなどを設けて測定し、振幅は光強度より公知の方法で算出することができる。
【数６】
2009092792.tif 000010
【００２４】
次に、図１に示す第１の実施形態において、フォトマスクパターンのＣＤをＭＣＤ、ウェハ上の転写パターンの目標とするターゲットＣＤをｈｐ（ハーフピッチ：ｈａｌｆ  ｐｉｔｃｈ）、ターゲットＣＤとなるときの回折光の光強度をＩslice、マスク寸法がウェハスケールで１ｎｍ変化したときの回折光強度の総和の変化割合をΔＤｏｓｅとすると、本実施形態において、マスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）は数式（２）および数式（３）で算出されるものである。数式（２）のＣｏｎｔｒａｓｔには数式（６）が用いられる。上記のターゲットＣＤは、ターゲットＣＤ＝ウェハ上のパターンのピッチ／２＝ｈｐである。
【数２】
2009092792.tif 000011
【数３】
2009092792.tif 000012
【００２５】
本発明においては、上記の数式（３）のΔＤｏｓｅの算出において、計算精度を上げるために、マスク寸法変化量ｄＭＣＤはより小さい数値とするのが望ましく、通常、ｄＭＣＤは１〜４ｎｍ程度の数値範囲とするのが好ましい。
【００２６】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態として、照明光学系に四重極（Ｃｑｕａｄ）の瞳フィルタを用いたときのマスクパターンにより生ずる回折光の模式図である。本実施形態においては、マスクパターンがラインとスペース（Ｌ＆Ｓ）のパターンであって、照明光をフォトマスクに照射したとき、フォトマスクパターンによる回折光が０次光と１次光の２光束干渉光と解像に寄与しない光よりなる場合を示す。図３は、ウェハの位置（ｗａｆｅｒ−ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を横軸、光強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を縦軸にとったコントラストの説明図である。
【００２７】
図３において、ウェハ上の光強度の頂点をＩtop、光強度の底の値をＩbottomとすると、従来のコントラストは、（Ｉtop−Ｉbottom）／（Ｉtop＋Ｉbottom）である。
図２において、回折光の０次光の光強度をＩ0th、１次光の光強度をＩ1th、解像に寄与しない回折光の光強度をＩYTE、回折光の０次光の振幅をＡ0th、１次光の振幅をＡ1st、位相差ずれ（ｐｈａｓｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）をφとすると、Ｉtop＋Ｉbottom＝Ｉ0th＋Ｉ1st＋ＩYTE、Ｉtop−Ｉbottom＝Ａ0thＡ1stｃｏｓ（φ）であり、ウェハ上のコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）は下記の数式（７）で示される。ここで、Ｉ＝Ａ２、φ＝０thｐｈａｓｅ−１stｐｈａｓｅである。上記の回折光の光強度は、受光側にＣＣＤカメラなどを設けて測定し、振幅は光強度より公知の方法で算出することができる。
【数７】
2009092792.tif 000013
【００２８】
次に、図２に示す第２の実施形態において、フォトマスクパターンのＣＤをＭＣＤ、ウェハ上の転写パターンの目標とするターゲットＣＤをｈｐ（ハーフピッチ：ｈａｌｆ  ｐｉｔｃｈ）、ターゲットＣＤとなるときの回折光の光強度をＩslice、マスク寸法がウェハスケールで１ｎｍ変化したときの回折光強度の総和の変化割合をΔＤｏｓｅとすると、本実施形態においてマスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）は、実施形態１と同様に上記の数式（２）および数式（３）で算出されるものである。ただし、本実施形態の場合には、数式（２）のＣｏｎｔｒａｓｔには数式（７）が用いられる。上記のターゲットＣＤは、ターゲットＣＤ＝ウェハ上のパターンのピッチ／２＝ｈｐである。
【００２９】
上記の第１および第２の実施形態のコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）を示す数式（６）および数式（７）は、回折光の光強度の総和をＩsumとしてまとめると、下記の数式（１）で表わすことができる。
【数１】
2009092792.tif 000014
【００３０】
上記数式（１）を用いたとき、投影光学系が取り込める回折光の光強度の総和Ｉsumは、照明光学系に二重極（Ｄｉｐｏｌｅ）の瞳フィルタを用いたときは下記の数式（４）で表わされ、照明光学系に四重極（Ｃｑｕａｄ）の瞳フィルタを用いたときは下記の数式（５）で表わされる。
【数４】
2009092792.tif 000015
【数５】
2009092792.tif 000016
【００３１】
図４は、マスクＣＤエラー（Ｍａｓｋ  ＣＤ  Ｅｒｒｏｒ：ＭＣＤ）を説明するマスクパターンの平面模式図であり、図５は、マスクＣＤエラーによるマスク透過光の強度変化を示す図である。図５が示すようにマスクＣＤエラーによる光強度変化は、回折光強度の総和の変化割合（ΔＤｏｓｅ）に置き換えることが可能である。本発明においては、ΔＤｏｓｅ〔％／ｎｍ〕は、マスクＣＤがウェハ上の寸法換算で１ｎｍ変化した時のドーズ変化量（％）を示すものであり、数式（３）で示される。図５では、マスクＣＤエラーによりドーズ量ｙ％低下に置き換えた変化（鎖線で表示）となる場合を例示している。
【００３２】
上記の数式（２）が示すように、マスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）はコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）に反比例し、ΔＤｏｓｅに比例する。数式（２）および数式（３）が示すように、本発明のフォトマスクパターンの転写特性評価方法は、回折光の解析のみでＭＥＥＦの予測が可能となる。
【００３３】
ウェハ上でハーフピッチ５０ｎｍ以下の１：１のラインとスペースのパターン形成においては、マスクの立体効果による影響により、解像性能やマスク製造エラーが転写に与える影響が急激に変化する。本発明のフォトマスクパターンの評価方法によれば、実験やシミュレーションにおいて回折光を測定し解析することで、コントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）やマスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）を求めることが可能となり、転写特性を容易に評価することができる。
【実施例】
【００３４】
（実施例）
フォトマスクとして多用されているモリブデンシリサイド系ハーフトーンマスクとクロム系バイナリマスクの２種類のマスクを用意した。次に、上記の２種類のフォトマスクの転写特性評価をリソグラフィシミュレーション顕微鏡（ＡＩＭＳ）およびシミュレーションを用いて行った。図６は、本発明の回折光の解析を行ったＡＩＭＳの光学系の模式図である。図６に示すように、照明系にモノポールの瞳フィルタによるσアパーチャ６１を用い、ＣＣＤ６５で回折光の強度を測定した。一方、マスクパターンの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、ＥＭ−Ｓｕｉｔｅ（商品名：Ｐａｎｏｒａｍｉｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）を用いた。また、フォトマスクの三次元電磁界シミュレーションにはＴＥＭＰＥＳＴｐｒ２（ＥＭ−Ｓｕｉｔｅオプション）によるＦＤＴＤ法（時間領域差分法、有限差分時間領域法とも称する。）で、Ｎｏｎ−ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔモデルを用いた。
【００３５】
図７および図８に、ＡＩＭＳおよびシミュレーションによるマスクＣＤ（ｍａｓｋＣＤ）に対する回折光強度（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の結果を示す。マスクＣＤは、ウェハにおける寸法（ｎｍ）に換算されている。図７はモリブデンシリサイド系ハーフトーンマスク、図８はクロム系バイナリマスクの結果である。回折光強度は、マスクパターンのないガラス部をあらかじめ測定して１として規格化している。そのため、光学系の収差やＣＣＤの受光感度エラーは打ち消されている。図７および図８の図中の曲線は、シミュレーションによる各回折光強度の結果であり、１次光、０次光、解像に寄与しない回折光の各々を、順にｓｉｍ  １ｓｔ、ｓｉｍ  ０ｔｈ、ｓｉｍ  ＹＴＥで示す。また、曲線に接している図中の各矩形点はＡＩＭＳ測定による結果であり、１次光、０次光、解像に寄与しない回折光の各々を、順にａｉｍｓ  １ｓｔ、ａｉｍｓ  ０ｔｈ、ａｉｍｓ  ＹＴＥで示す。図７および図８が示すように、ＡＩＭＳによる結果とシミュレーションによる結果はほぼ同じであり、ＡＩＭＳを用いたマスクパターンの回折光強度測定の信頼性が高いことが示されている。
【００３６】
次に、図７および図８に示された結果を基にして、上記の数式（１）、（２）、（３）および（５）を用いて、マスクパターンの転写特性評価項目であるウェハ上のコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）とマスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）を求めた。
【００３７】
図９は、マスクＣＤ（ｍａｓｋＣＤ）に対するコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）の結果であり、モリブデンシリサイド系ハーフトーンマスクとクロム系バイナリマスクを共に示す。図９の図中の曲線は、シミュレーションによる結果であり、ハーフトーンマスクをＨＴ−Ｍ  ｓｉｍ、バイナリマスクをＢｉ−Ｍ  ｓｉｍで示す。また、曲線にほぼ接している図中の各矩形点はＡＩＭＳ測定による結果から求めた数値であり、ハーフトーンマスクをＨＴ−Ｍ  ａｉｍｓ、バイナリマスクをＢｉ−Ｍ  ａｉｍｓで示す。ＡＩＭＳによる回折光解析から得たコントラストの結果とシミュレーションによる結果はほぼ同じであり、マスクパターンの回折光解析による方法の信頼性が高いことが示されている。
【００３８】
図１０は、マスクＣＤ（ｍａｓｋＣＤ）に対するマスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）の結果であり、モリブデンシリサイド系ハーフトーンマスクとクロム系バイナリマスクを共に示す。図１０の図中の曲線は、シミュレーションによる結果であり、ハーフトーンマスクをＨＴ−Ｍ  ｓｉｍ、バイナリマスクをＢｉ−Ｍ  ｓｉｍで示す。また、曲線にほぼ接している図中の各矩形点はＡＩＭＳ測定による結果から求めた数値であり、ハーフトーンマスクをＨＴ−Ｍ  ａｉｍｓ、バイナリマスクをＢｉ−Ｍ  ａｉｍｓで示す。ＡＩＭＳによる回折光解析から得たＭＥＥＦの結果とシミュレーションによる結果はほぼ同じであり、マスクパターンの回折光解析による本発明の方法の信頼性が高いことが示されている。
【００３９】
(比較例)
比較のため、ＡＩＭＳにより結像面の光強度分布を測定し評価する従来のフォトマスクパターンの評価方法を行った。
ＡＩＭＳの光学系としては図６と類似の光学系を用いたが、結像面の光強度分布を測定するためにベルトラレンズは除いた。シミュレーションは上記と同じであるが、データとして従来の電磁場解析シミュレーション出力結果に加え、転写特性評価のためのフーリエ結像シミュレーションを用いた結像面の光強度分布のデータを蓄積し用いた。
【００４０】
ＡＩＭＳの測定結果を基に、上記の従来の数式（８）および（９）を用いて、マスクパターンの転写特性評価項目であるウェハ上のコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）とマスク誤差増大因子（ＭＥＥＦ）を求めた。コントラストの結果を図１１、ＭＥＥＦの結果を図１２に示す。図１１および図１２の図中の英字符号の意味は、上記の図９および図１０と同一である。
【００４１】
図１１および図１２から明らかなように、ＡＩＭＳの結像面の光強度分布測定に基づく従来の転写特性評価方法によるコントラスト、ＭＥＥＦの結果は、バイナリマスク、ハーフトーンマスクともに、シミュレーションの結果と乖離していることが示される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態をとしてダイポール瞳フィルタを用いたときのマスクパターンにより生ずる回折光の模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態をとしてクォードラポール瞳フィルタを用いたときのマスクパターンにより生ずる回折光の模式図である。
【図３】コントラストの説明図である。
【図４】マスクＣＤエラーを説明するマスクパターンの平面図である。
【図５】マスクＣＤエラーによるマスク透過光の強度変化を示す図である。
【図６】本発明の回折光解析に用いたリソグラフィシミュレーション顕微鏡（ＡＩＭＳ）の光学系の概略説明図である。
【図７】ＡＩＭＳおよびシミュレーションによるハーフトーンマスクのマスクＣＤに対する回折光強度を示す図である。
【図８】ＡＩＭＳおよびシミュレーションによるバイナリマスクのマスクＣＤに対する回折光強度を示す図である。
【図９】本発明のマスクパターンの転写特性評価方法によりマスクＣＤに対するコントラストを求めた図である。
【図１０】本発明のマスクパターンの転写特性評価方法によりマスクＣＤに対するＭＥＥＦを求めた図である。
【図１１】従来のマスクパターンの転写特性評価方法によりマスクＣＤに対するコントラストを求めた図である。
【図１２】従来のマスクパターンの転写特性評価方法によりマスクＣＤに対するＭＥＥＦを求めた図である。
【図１３】従来の方法によりコントラストを求めるためのウェハ上の光強度の説明図である。
【図１４】従来の方法によるウェハ上のハーフピッチ（ｈｐ）４０〜７０ｎｍのコントラスト調査結果である。
【符号の説明】
【００４３】
６１  σアパーチャ
６２  マスク
６３  ＮＡアパーチャ
６４  ベルトランレンズ
６５  ＣＣＤ
【図１】
2009092792.tif 000022
【図２】
2009092792.tif 000023
【図３】
2009092792.tif 000024
【図４】
2009092792.tif 000025
【図５】
2009092792.tif 000026
【図６】
2009092792.tif 000027
【図７】
2009092792.tif 000028
【図８】
2009092792.tif 000029
【図９】
2009092792.tif 000030
【図１０】
2009092792.tif 000031
【図１１】
2009092792.tif 000032
【図１２】
2009092792.tif 000033
【図１３】
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【図１４】
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