(57)【要約】【課題】  フォトマスクの評価を的確に行うことが可能なフォトマスクの評価方法を提供する。【解決手段】  フォトマスク上に形成されたマスクパターンの複数のパターン部分の寸法を測定する工程Ｓ１２と、複数のパターン部分それぞれについて、パターン部分とパターン部分と異なるパターンとのパターン間距離を求める工程Ｓ１３と、複数のパターン部分それぞれについて、パターン部分の測定寸法とパターン部分のターゲット寸法との寸法差を求める工程Ｓ１４と、各パターン部分で求められた寸法差を各パターン部分で求められたパターン間距離に応じて複数のグループにグループ化する工程Ｓ１５と、複数のグループそれぞれについて、各グループ内の寸法差に基づく評価値を求める工程Ｓ１６と、評価値に基づいてフォトマスクを評価する工程Ｓ１７とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスク上に形成されたマスクパターンの複数のパターン部分の寸法を測定する工程と、
前記複数のパターン部分それぞれについて、前記パターン部分と前記パターン部分と異なるパターンとのパターン間距離を求める工程と、
前記複数のパターン部分それぞれについて、前記パターン部分の測定寸法と前記パターン部分のターゲット寸法との寸法差を求める工程と、
前記各パターン部分で求められた寸法差を前記各パターン部分で求められたパターン間距離に応じて複数のグループにグループ化する工程と、
前記複数のグループそれぞれについて、各グループ内の前記寸法差に基づく評価値を求める工程と、
前記評価値に基づいて前記フォトマスクを評価する工程と、
を備えたことを特徴とするフォトマスクの評価方法。
【請求項２】
前記パターン間距離を求める工程は、前記パターン部分と前記パターン部分と隣接するパターンとのパターン間距離を求める工程である
ことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの評価方法。
【請求項３】
前記評価値は、前記各グループ内のパターンの前記寸法差のばらつきを評価するものである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトマスクの評価方法。
【請求項４】
前記評価値に基づいて前記フォトマスクを評価する工程は、
前記グループ毎に前記評価値が前記グループ毎に定められた評価基準を満たしているか否かを判断する工程を含む
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載されたフォトマスクの評価方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法によって評価されたフォトマスク上のマスクパターンを半導体基板上のフォトレジストに転写する工程を備えた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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクの評価方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高精度の半導体装置を製造するためには、高精度のフォトマスクを作製することが重要である。そのため、フォトマスクの評価方法や評価システムについての提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、マスクパターンの微細化及び複雑化に伴い、フォトマスクの評価を的確に行うことが難しくなってきている。そのため、例えば、本来は合格品であるフォトマスクが、不合格品であるとみなされてしまうような場合もある。
【特許文献１】特開２００３−２４１３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、フォトマスクの評価を的確に行うことが可能なフォトマスクの評価方法等を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の視点に係るフォトマスクの評価方法は、フォトマスク上に形成されたマスクパターンの複数のパターン部分の寸法を測定する工程と、前記複数のパターン部分それぞれについて、前記パターン部分と前記パターン部分と異なるパターンとのパターン間距離を求める工程と、前記複数のパターン部分それぞれについて、前記パターン部分の測定寸法と前記パターン部分のターゲット寸法との寸法差を求める工程と、前記各パターン部分で求められた寸法差を前記各パターン部分で求められたパターン間距離に応じて複数のグループにグループ化する工程と、前記複数のグループそれぞれについて、各グループ内の前記寸法差に基づく評価値を求める工程と、前記評価値に基づいて前記フォトマスクを評価する工程と、を備える。
【０００６】
本発明の第２の視点に係る半導体装置の製造方法は、前記方法によって評価されたフォトマスク上のマスクパターンを半導体基板上のフォトレジストに転写する工程を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フォトマスクの評価を的確に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係るフォトマスクの評価方法を示したフローチャートである。
【００１０】
まず、マスクパターンが形成されたフォトマスクを用意する（Ｓ１１）。フォトマスク上に形成されたマスクパターンには、光近接効果補正（optical proximity correction：ＯＰＣ）やプロセス近接効果補正（process proximity correction：ＰＰＣ）が施されている。
【００１１】
次に、フォトマスク上に形成されたマスクパターンの複数のパターン部分（測定対象パターン部分）の寸法を測定する（Ｓ１２）。すなわち、フォトマスク上の複数の箇所で、マスクパターンの寸法を測定する。具体的には、図２に示すように、測定対象パターン部分１１のパターン幅Ｗを測定する。また、複数の測定対象パターン部分それぞれについて、測定対象パターン部分と測定対象パターン部分に隣接するパターンとのパターン間距離を求める（Ｓ１３）。具体的には、図２に示すように、測定対象パターン部分１１と隣接パターン２１とのパターン間距離（エッジ間距離）Ｄ１、及び測定対象パターン部分１１と隣接パターン２２とのパターン間距離（エッジ間距離）Ｄ２を測定する。そして、パターン間距離Ｄ１とパターン間距離Ｄ２の平均値Ｄ（Ｄ＝（Ｄ１＋Ｄ２）／２）を平均パターン間距離とする。以後の説明では、特に断らない限り、上記の平均パターン間距離Ｄをパターン間距離として用いる。なお、パターン幅Ｗ並びにパターン間距離Ｄ１及びＤ２は、例えば電子顕微鏡で得られた画像から求めることができる。
【００１２】
ただし、パターン間距離は、必ずしも隣接するパターン間の距離により求める必要はない。所定の測定対象パターンとその所定パターンと異なる何らかのパターンとの間の距離に基づいて定義した値を、所定パターンのパターン間距離として定義することも可能である。例えば、所定のパターンと所定パターンと異なる複数の周辺パターンとのそれぞれのパターン間距離を測定し、その測定値に基づいてパターンの密度を表した値をパターン間距離とすることもできる。
【００１３】
次に、複数の測定対象パターン部分それぞれについて、測定対象パターン部分の測定寸法（Ｓ１２のステップで得られた寸法Ｗ）と測定対象パターン部分のターゲット寸法Ｗｔとの寸法差（｜Ｗ−Ｗｔ｜）を求める（Ｓ１４）。マスクに形成すべきパターン寸法を表すターゲット寸法Ｗｔは、計算によって予め求めておく。例えば、マスクパターンの描画データに基づいて、ターゲット寸法Ｗｔを予め算出しておく。
【００１４】
次に、各測定対象パターン部分で求められた寸法差を各測定対象パターン部分で求められたパターン間距離に応じて複数のグループにグループ化する（Ｓ１５）。
【００１５】
図３は、上記のグループ化について示した図である。図３の例では、パターン間距離Ｄに応じて、グループ１〜グループ４の４グループにグループ化している。以下、具体的に説明する。
【００１６】
例えば、ある測定対象パターン部分Ｐ１でのパターン間距離Ｄが「Ｄ＜ａ１」（ａ１は予め決められた境界値）である場合、測定対象パターン部分Ｐ１での寸法差（｜Ｗ−Ｗｔ｜）はグループ１に割り当てられる。また、ある測定対象パターン部分Ｐ２でのパターン間距離Ｄが「ａ１≦Ｄ＜ａ２」（ａ１及びａ２は予め決められた境界値）である場合、測定対象パターン部分Ｐ２での寸法差（｜Ｗ−Ｗｔ｜）はグループ２に割り当てられる。同様にして、グループ３及びグループ４にもパターン間距離に応じて寸法差が割り当てられる。
【００１７】
上記のようにして、グループ１には、パターン間距離Ｄが「Ｄ＜ａ１」である測定対象パターン部分での寸法差（｜Ｗ−Ｗｔ｜、図３の例では、寸法差ｆ11、ｆ12、………としている）が入る。また、グループ２には、パターン間距離Ｄが「ａ１≦Ｄ＜ａ２」である測定対象パターン部分での寸法差（図３の例では、寸法差ｆ21、ｆ22、………）が入る。同様にして、グループ３には、パターン間距離Ｄが「ａ２≦Ｄ＜ａ３」である測定対象パターン部分での寸法差（図３の例では、寸法差ｆ31、ｆ32、………）が入る。また、グループ４には、パターン間距離Ｄが「ａ３≦Ｄ」である測定対象パターン部分での寸法差（図３の例では、寸法差ｆ41、ｆ42、………）が入る。
【００１８】
図４は、実際のマスクパターンについて、パターン間距離ＤとＣＤエラー（測定寸法とターゲット寸法との寸法差に対応）との関係をプロットした図である。この場合、例えば、「Ｄ＜０．７μｍ」で１つのグループを構成し、「０．７μｍ≦Ｄ」で他の１つのグループを構成する。
【００１９】
次に、上述した複数のグループ（グループ１〜４）それぞれについて、各グループ内の寸法差に基づく評価値を求める（Ｓ１６）。この評価値には、ターゲット寸法に対する測定寸法のばらつきを表す値を用いることができる。具体的には、グループ内の複数の寸法差の平均を表す値を評価値として用いることができる。例えば、グループ内の複数の寸法差のｒｍｓ（root mean square）を評価値として用いる。図３の例で説明すると、グループ１にグループ化された寸法差の個数をｎとすると、グループ１の評価値ｅ１は、
ｅ１＝｛（ｆ112＋ｆ122＋………＋ｆ1n2）／ｎ｝1/2
となる。グループ２、３及び４についても同様にして、評価値ｅ２、ｅ３及びｅ４を求める。
【００２０】
次に、Ｓ１６のステップで求められた評価値に基づいてフォトマスクを評価する（Ｓ１７）。具体的には、グループ毎に評価値が評価基準を満たしているか否かを判断する。図３の例について説明すると、グループ１では、評価値ｅ１が予め決められた基準値ｃ１よりも小さいか否かを判断する。そして、評価値ｅ１が基準値ｃ１よりも小さい場合には、グループ１では、評価値が評価基準を満たしていると判断する。グループ２でも同様に、評価値ｅ２が基準値ｃ２よりも小さい場合には、評価値が評価基準を満たしていると判断する。グループ３及びグループ４についても同様の判断を行う。基準値（ｃ１〜ｃ４）は、パターン間距離に応じてグループごとに設定されており、パターン間距離Ｄが大きいグループほど大きくなっている。さらに、評価結果に基づいて、フォトマスクの合否を判定する。例えば、全てのグループ（グループ１〜グループ４）で評価値が評価基準を満たしていると判断された場合に、そのフォトマスクは合格であると判定される。
【００２１】
以上のように、本実施形態では、各測定対象パターン部分で求められた寸法差（測定寸法とターゲット寸法との寸法差）を各測定対象パターン部分で求められたパターン間距離に応じて複数のグループにグループ化し、グループ毎に寸法差に基づく評価値を求めている。このような方法により、本実施形態では、フォトマスクの評価を的確に行うことが可能となり、フォトマスクの合否判断を的確に行うことが可能となる。以下、説明を加える。
【００２２】
一般的に、パターン間距離Ｄが大きい箇所ではフォトリソグラフィのマージンを大きくとることができるのに対し、パターン間距離Ｄが小さい箇所ではフォトリソグラフィのマージンが小さくなることが多い。したがって、パターン間距離Ｄが大きい箇所では測定寸法とターゲット寸法との寸法差がある程度大きくてもよいが、パターン間距離Ｄが小さい箇所では測定寸法とターゲット寸法との寸法差が大きくならないようにしなければならない。言い換えると、パターン間距離Ｄが大きい箇所では、パターン間距離Ｄが小さい箇所に比べて、寸法差の評価値が相対的に大きくてもよい。したがって、パターン間距離に応じて寸法差の評価値の評価基準を変えることが合理的である。本実施形態では、パターン間距離に応じたグループ毎に寸法差の評価値を求めるため、そのような合理的な評価を行うことができ、フォトマスクの評価を的確に行うことが可能となる。
【００２３】
なお、上記実施形態で説明したフォトマスクの評価方法により評価されたマスクを用いて、半導体装置を製造することが可能である。図５は、半導体装置の製造方法の概略を示したフローチャートである。
【００２４】
まず、上述した方法を用いてフォトマスクの評価を行う（Ｓ３１）。続いて、合格であると判定されたフォトマスクを用いて、フォトマスク上のマスクパターンを半導体ウェハ上のフォトレジストに転写する（Ｓ３２）。さらに、フォトレジストを現像してフォトレジストパターンを形成する（Ｓ３３）。その後、フォトレジストパターンをマスクとしてエッチングを行い、半導体ウェハ上にパターンを形成する（Ｓ３４）。
【００２５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るフォトマスクの評価方法を示したフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係り、測定対象パターン部分について示した図である。
【図３】本発明の実施形態に係り、グループ化について示した図である。
【図４】本発明の実施形態に係り、パターン間距離とＣＤエラーとの関係を示した図である。
【図５】本発明の実施形態に係り、半導体装置の製造方法の概略を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１１…測定対象パターン部分
２１、２２…隣接パターン
【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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