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JP4091271B2 - Photomask manufacturing method - Google Patents

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JP4091271B2
JP4091271B2 JP2001159380A JP2001159380A JP4091271B2 JP 4091271 B2 JP4091271 B2 JP 4091271B2 JP 2001159380 A JP2001159380 A JP 2001159380A JP 2001159380 A JP2001159380 A JP 2001159380A JP 4091271 B2 JP4091271 B2 JP 4091271B2
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修 池永
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はフォトマスクの製造方法に係わり、特に製造されたフォトマスクの合否判断に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程において、各種パターンを半導体ウェハに形成するパターン形成工程、いわゆるリソグラフィー工程があるが、このリソグラフィー工程では、フォトマスク、位相シフトマスク等のマスクが用いられている。
【0003】
近年、半導体装置の微細化に伴って、この種のフォトマスクに求められている寸法精度は急速に厳しくなり、例えばマスク面内の寸法均一性は10nm以下が必要とされている。
【0004】
従来、フォトマスクの製造方法において、マスク基材に仕様に基づいてマスクパターンを形成した後、マスクが良品か不良品かを判断している。その判断項目は多数有り、その項目の中の一つでも仕様値を満たさないものが有れば不良品とされてきた。例えば、ハーフトーン型位相シフトマスクにおいては、代表的な仕様項目と仕様値は、図32の表に示したように、11項目有り、従来は、これら項目の内、1項目でも仕様値を超えるマスクは、不良品としていた。
【0005】
そのため、マスク製造技術の高精度化も進んでいるもののマスクの歩留まりは、極めて低い。
【0006】
このように、従来のマスク製造方法では、多数有る良品か不良品かの判断項目のうち、1項目でも仕様を満たさないものが有れば不良品としているため、マスクの歩留まりが、極めて低いという事情があった。
【0007】
この事情を解消するために、本願発明者らは、従来の不良品とされたマスクについて、種々分析した結果、以下の事実を見出した。
【0008】
即ち、一般に、フォトマスクの仕様は、半導体ウェハへのパターン露光において、所望の露光裕度を得るために必要で、各項目が全て仕様値ぎりぎりの値になった場合でも、所望の露光裕度が得られるように決められているが、実際のフォトマスクでは、全ての項目が仕様値ぎりぎりの値になることは、極めて希で、殆どのフォトマスクは、ある項目は仕様値を超えても、他の項目は余裕を持って仕様値の中に収まっていることが多く、仮に、仕様値を超える項目が存在しても、他の項目が余裕を持って仕様値に収まっている場合には、仕様値を超える項目による露光裕度の減少分が、余裕を持って仕様値に収まっている項目の露光裕度の増加分を下回れば、全体としては所望の露光裕度を得ることができる。例えば、図33の表に示すように、従来不良品とされていたハーフトーン型位相シフトマスクの測定例において、例えば、出来上がったマスクのパターン寸法平均値の目標値からのズレが、13nmで仕様値の±10nmを超えていても、そのマスクのパターン寸法面内均一性が4nm(3σ)と仕様値である8nm(3σ)より余裕を持って小さい値であった場合、実際に、このマスクをウェハ露光し、デフォーカス裕度と露光量裕度とを測定すると、所望の露光裕度が得られることが確認された。これに関する本件出願人による先願として、特願2000−260285(平成12年8月30日出願)がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
この先願では、フォトマスクの場合、露光裕度を決めている主項目が、パターン寸法の平均値及び面内均一性であるとし、これらパターン寸法の平均値及び面内均一性を測定し、この測定データから露光裕度を計算し、所望の露光裕度を有するマスクを、良品として判断するようにしている。
【0010】
また、位相シフトマスク、例えばハーフトーン型位相シフトマスクの場合には、パターン寸法の平均値及び面内均一性の他に、半遮光部の透過率の平均値及び面内均一性と、この半遮光部の位相シフト量の平均値及び面内均一性とを測定し、これら測定データから露光裕度を計算し、所望の露光裕度を有するマスクを、良品として判断するようにしている。
【0011】
しかし、露光裕度を決める項目には、パターン寸法の平均値及び面内均一性の他にも存在する。この項目を新たに測定し、この測定データとパターン寸法の平均値及び面内均一性の測定データとを用いて露光裕度を求めれば、より精度の高い合否判断が可能となる。
【0012】
この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、歩留まりを向上させることができ、かつ合否判断の精度も高いフォトマスクの製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の一の態様では、フォトマスク上にパターンを形成した後、このパターンの寸法を測定し、前記パターンの描画位置を測定し、前記パターンの寸法測定結果から、前記フォトマスクを使用した場合の、寸法精度に起因する露光裕度1と、前記パターンの描画位置測定結果から、前記フォトマスクを使用した場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2とをそれぞれ求める。そして、さらに前記寸法精度に起因する露光裕度1及び前記描画位置精度に起因する露光裕度2から、前記フォトマスクを使用した場合の露光裕度を求め、この求められた露光裕度が所望の露光裕度を満たしているか否かで、前記フォトマスクの合否を判断することを特徴としている。
【0014】
また、上記目的を達成するために、この発明の他の態様では、フォトマスク上に位相シフト膜を含むパターンを形成した後、このパターンの寸法を測定し、前記パターンの描画位置を測定し、前記位相シフト膜の性質を測定し、前記パターンの寸法測定結果から、前記フォトマスクを使用した場合の、寸法精度に起因する露光裕度1と、前記パターンの描画位置測定結果から、前記フォトマスクを使用した場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2と、前記位相シフト膜の性質測定結果から、前記フォトマスクを使用した場合の、位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3とをそれぞれ求める。そして、さらに前記寸法精度に起因する露光裕度1、前記描画位置精度に起因する露光裕度2、及び前記位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3から、前記フォトマスクを使用した場合の露光裕度を求め、この求められた露光裕度が所望の露光裕度を満たしているか否かで、前記フォトマスクの合否を判断することを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【0016】
(第1実施形態)
以下、この発明の第1実施形態に係わるフォトマスクの製造方法について、図1〜図5を参照しながら説明する。
【0017】
図1はこの発明の第1実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図2A、図2BはCrマスクを示す平面図、図3A、図3Bは寸法測定方法を示す図、図4は描画位置測定方法を示す図、図5はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0018】
まず、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0019】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるCrマスクブランクスに、0.60μmのラインアンドスペースパターン(以下L/Sパターン)を描画、現像し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをエッチングマスクとしてCr膜をエッチングし、Crパターン(マスクパターン)を形成した。Crパターン形成後のCrマスクの平面図を図2Aに、この図2A中の破線枠2B内の拡大図を図2Bに示す。
【0020】
次に、マスクパターンの寸法を測定する(ST.2)。
【0021】
また、マスクパターンの描画位置を測定する(ST.3)。
【0022】
本例では、寸法測定の項目とし、Crパターン寸法の平均値と目標寸法値との差、及びCrパターン寸法の面内均一性を求めた。その結果は、平均値と目標寸法値との差が10nm、面内均一性が20nm(3σ)であった。
【0023】
寸法測定方法の具体的一例は、図3Aに示すように、寸法測定ポイント10を、Crマスクの面内にマトリクス状に設定する。そして、図3Bに示すように、例えばCrパターンのライン幅寸法を、これらポイント10毎に測定することである。このようにして、寸法測定データをポイント10毎に得て、得られた寸法測定データから、Crパターン寸法の平均値と目標寸法値との差、及びCrパターン寸法の面内均一性を求める。
【0024】
また、本例では、描画位置測定の項目とし、Crパターンの位置ずれの平均値、及び位置ずれのばらつきを求めた。その結果は、位置ずれの平均値が5nm、位置ずれのばらつきが10nm(3σ)であった。
【0025】
この描画位置測定方法の具体的一例は、図4に示すように、例えば十字形の位置測定用マーク11を、Crマスクの面内にマトリクス状に配置しておき、ターゲットとなる描画位置12と実際に描画された描画位置13とのずれ成分を、位置測定用マーク11毎に測定することである。このようにして、描画位置測定データをマーク11毎に得て、得られた描画位置測定データから、Crパターンの位置ずれの平均値、及び位置ずれのばらつきを求める。
【0026】
次に、寸法測定結果から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める(ST.4)。
【0027】
本例では、寸法精度に起因する露光裕度1とし、ターゲットからのずれが全く無い完全なマスク(以下完全マスク)の露光量裕度からの劣化度合いを計算した。
【0028】
この計算に用いた露光条件は、実際にそのマスクを使用する露光条件にし、KrFステッパ(露光波長248nm)、NA=0.68、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3とした。
【0029】
まず、完全マスクの露光裕度を計算した。この計算の結果、完全マスクの露光裕度は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度として15%得られる、であった(図5、▲1▼:露光裕度曲線(完全マスク)参照)。
【0030】
また、Crマスクの露光裕度1は、計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度は完全マスクの露光量裕度から9.4%劣化する(ΔELcd)、であった(図5、▲2▼:露光裕度1曲線参照)。
【0031】
また、描画位置測定結果から、同じくこのマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める(ST.5)。
【0032】
本例では、描画位置精度に起因する露光裕度2とし、完全マスクの露光量裕度からの劣化度合いを計算した。露光条件は、露光裕度1と場合と同じである。
【0033】
計算の結果、Crマスクの露光裕度2は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度は完全マスクの露光量裕度から2.6%劣化する(ΔELpos)、であった(図5、▲3▼:露光裕度2曲線参照)。
【0034】
次に、露光裕度1、2から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を求める(ST.6)。
【0035】
本例では、形成されたCrマスクの露光裕度とし、上記劣化度合いΔELcd及びΔELposから、トータルの劣化度合いΔELを計算した。この計算式の例は、次の通りである。
【0036】
ΔEL=√((ΔELcd)2+(ΔELpos)2
計算の結果、Crマスクの露光裕度は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度は完全マスクの露光量裕度から9.75%劣化する、であった。
【0037】
このことから、Crマスクの露光裕度は、パターン寸法変動が10%以内で、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度を5.25%得ることができる、と求められた(図5、▲4▼:露光裕度曲線参照)。
【0038】
次に、このマスクの露光裕度が、基準を満たしているか否かを判断する(ST.7)。
【0039】
基準となる所望の露光裕度は、本例の場合、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度が5%以上、であった(図5、▲5▼:露光裕度曲線(良否ライン)参照)。
【0040】
形成されたCrマスクの露光量裕度は、ST.6において求めた通り、5.25%である。このため、図5に示すように、Crマスクは基準を満たしている。よって、本Crマスクは良品である、と判断された。ちなみに、従来、このCrマスクの仕様値は、パターン寸法の面内均一性が16nm(3σ)以内である。よって、パターン寸法の面内均一性が仕様を満たさず、不良品として処分されていた。
【0041】
この実施形態によれば、次のような効果がある。
【0042】
従来では、パターン寸法の平均値及び面内均一性の仕様値が各々決められており、どちらかが仕様値を満たさない場合、不良品マスクとされていた。
【0043】
しかし、この実施形態では、寸法精度に起因した露光裕度1及び描画位置精度に起因した露光裕度2から、形成されたマスクの露光裕度を求め、この求めた露光裕度が、基準となる所望の露光裕度を満たしているか否かで合否判断をする。このため、従来、不良品とされていたマスク、例えば、平均値は余裕を持って仕様値を満たすが、面内均一性は仕様値を満たさないマスクで、基準となる所望の露光裕度を満たすマスクを、新たに良品として救済でき、マスクの歩留まりを向上させることができる。
【0044】
さらに本実施形態によれば、本件出願人による先願(特願2000−260285(平成12年8月30日出願))に比較し、マスクの露光裕度を、描画位置の測定データ、例えばCrパターンの位置ずれの平均値及び位置ずれのばらつき等を、さらに考慮して求めるようにしていることから、より精度の高い合否判断が可能となる。
【0045】
(第2実施形態)
本第2実施形態が第1実施形態と特に異なるところは、ST.6における合否判断において、完全マスクの露光量裕度に代え、形成したCrマスクから寸法精度が良好なパターン、例えば寸法平均値のずれが少ないパターンを抽出し、このパターンを実際にウェハに露光した結果から求めた露光量裕度を使用するようにしたことである。
【0046】
図6はこの発明の第2実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図7はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0047】
まず、図6に示すように、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0048】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるCrマスクブランクスに、0.60μmのL/Sパターンを描画、現像し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをエッチングマスクとしてCr膜をエッチングし、Crパターン(マスクパターン)を形成した。
【0049】
次に、マスクパターンの寸法を測定する(ST.2)。
【0050】
また、マスクパターンの描画位置を測定する(ST.3)。
【0051】
本例では、寸法測定の項目とし、Crパターン寸法の平均値と目標寸法との差、及びCrパターン寸法の面内均一性を求めた。その結果は、平均値と目標寸法との差が10nm、面内均一性が20nm(3σ)であった。
【0052】
また、本例では、描画位置測定の項目とし、Crパターンの位置ずれの平均値、及び位置ずれのばらつきを求めた。その結果は、位置ずれの平均値が5nm、位置ずれのばらつきが10nm(3σ)であった。
【0053】
次に、寸法測定結果から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める(ST.4)。
【0054】
本例では、寸法精度に起因する露光裕度1とし、完全マスクの露光量裕度からの劣化度合いを計算した。
【0055】
この計算に用いた露光条件は、実際にそのマスクを使用する露光条件にし、KrFステッパ、NA=0.68、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3とした。
【0056】
最初に完全マスクの露光裕度を計算した。この計算の結果、完全マスクの露光裕度は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度が15%得られる、であった(図7、▲1▼:露光裕度曲線(完全マスク)参照)。
【0057】
また、計算の結果、Crマスクの露光裕度1は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度は、完全マスクの露光量裕度から9.4%劣化する(ΔELcd)、であった(図7、▲2▼:露光裕度1曲線参照)。
【0058】
また、描画位置測定結果から、同じくこのマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める(ST.5)。
【0059】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、描画位置精度に起因する露光裕度2は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.6%劣化する(ΔELpos)、であった(図7、▲3▼:露光裕度2曲線参照)。
【0060】
次に、露光裕度1、2から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を求める(ST.6)。
【0061】
本例では、形成されたCrマスクの露光裕度とし、まず、劣化度合いΔELcd及びΔELposから、トータルの劣化度合いΔELを計算した。
【0062】
計算の結果、形成されたCrマスクの露光裕度は、パターン寸法変動が10%以内で、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から9.75%劣化する、であった。
【0063】
また、このCrマスク上から、Crパターン寸法の平均値と目標寸法値とのずれが少ないパターンを抽出し、このパターンを、KrFステッパ、NA=0.68、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3の条件にて、実際にウェハ上に露光した。次いで、現像、エッチングプロセスを経てウェハ上に形成されたパターンの寸法を測定した。このように実際に露光した結果から、このCrマスクの、Crパターン寸法の平均値と目標寸法値とのずれが少ないパターンの露光裕度は、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度が17%得られる、ことが分かった(図7、▲6▼:露光裕度曲線(寸法精度が良好なパターン)参照)。
【0064】
このことから、このCrマスクの露光裕度は、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度を7.25%得ることができる、と求められた(図7、▲4▼:露光裕度曲線参照)。
【0065】
次に、このマスクの露光裕度が、基準を満たしているか否かを判断する(ST.7)。
【0066】
基準となる所望の露光裕度は、本例の場合、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度が4%以上、であった(図7、▲5▼:露光裕度曲線(良否ライン)参照)。
【0067】
形成されたCrマスクの露光量裕度は、ST.6において求めた通り、7.25%である。このため、図7に示すように、本Crマスクは基準を満たしている。よって、本Crマスクは良品である、と判断された。ちなみに、従来、このCrマスクの仕様値は、パターン寸法の面内均一性が13nm(3σ)以内である。よって、パターン寸法の面内均一性が仕様を満たさず、不良品として処分されていた。
【0068】
この第2実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0069】
さらに本第2実施形態によれば、上記第1実施形態に比較して、ST.6における合否判断において、実際にウェハに露光した結果から求めた露光量裕度を使用するため、より実際の露光に即した合否判断が可能である。
【0070】
(第3実施形態)
本第3実施形態は、この発明を、位相シフトマスク、特にハーフトーン型位相シフトマスクに適用した例である。
【0071】
図8はこの発明の第3実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図9は工程ST.4を示す図、図10は工程ST.9を示す図、図11はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0072】
まず、図8に示すように、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0073】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるハーフトーン型マスクブランクスに、0.52μmのL/Sパターンと、隣接パターンとの距離が2.0μm離れている0.70μmの孤立スペースラインを描画、現像し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをエッチングマスクとしてCr膜及びハーフトーン膜をエッチングし、マスクパターンを形成した。
【0074】
次に、マスクパターンの寸法を測定する(ST.2)。
【0075】
また、マスクパターンの描画位置を測定する(ST.3)。
【0076】
さらに、位相シフト膜の性質、本例ではハーフトーン型位相シフト膜の性質を測定する(ST.8)。
【0077】
本例では、寸法測定の項目とし、形成されたマスクパターンのスペース幅を測定し、スペース幅の平均値と目標寸法値との差、及びスペース幅の面内均一性を求めた。その結果は、スペース幅の平均値と目標寸法値との差が0.52μmのL/Sパターンで−4nm、0.70μmの孤立スペースパターンで+4nm、スペース幅の面内均一性が14nm(3σ)であった。
【0078】
また、本例では、描画位置測定の項目とし、マスクパターンの位置ずれのばらつきを求めた。その結果は、位置ずれのばらつきが3nm(3σ)であった。
【0079】
また、本例では、ハーフトーン型の位相シフト膜の性質測定の項目とし、位相シフト膜の透過率の平均値と目標透過率値との差、透過率のばらつき、位相差の平均値と目標位相差値との差、及び位相差のばらつきを求めた。その結果は、透過率の平均値の目標値からのずれが0.05%、透過率のばらつきが0.1%、位相差の平均値の目標値からのずれが6°、位相差のばらつきが5°(3σ)であった。
【0080】
次に、寸法測定結果から、このハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める(ST.4)。
【0081】
本例では、図9に示すように、寸法精度のうち、スペース幅の平均値と目標寸法値との差に起因する露光裕度1Aと、スペース幅の面内均一性に起因する露光裕度1Bとを求める(ST.4A、ST.4B)。そして、露光裕度1Aとし、完全マスクの露光量裕度からの劣化度合いを計算した。この計算に用いた露光条件は、実際にそのマスクを使用する際の露光条件、例えばKrFステッパ、NA=0.68、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3である。
【0082】
計算の結果、露光裕度1Aは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から0.39%劣化する、であった。
【0083】
同じく、露光裕度1Bは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から6.5%劣化する、であった。
【0084】
また、描画位置測定結果から、同じくこのハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める(ST.5)。
【0085】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度2は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から0.8%劣化する、であった。
【0086】
さらに、ハーフトーン膜の性質測定結果から、同じくこのハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、ハーフトーン型位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3を求める(ST.9)。
【0087】
本例では、図10に示すように、位相シフト膜の性質のうち、位相シフト膜の透過率の平均値と目標透過率値との差に起因する露光裕度3Aと、透過率のばらつきに起因する露光裕度3Bと、位相差の平均値の目標位相差値との差に起因する露光裕度3Cと、位相差のばらつきに起因する露光裕度3Dとを求める(ST.9A〜ST.9D)。
【0088】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度3Aは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から0.055%劣化する、であった。
【0089】
同じく、露光裕度3Bは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から0.33%劣化する、であった。
【0090】
同じく、露光裕度3Cは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から0.017%劣化する、であった。
【0091】
同じく、露光裕度3Dは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から0.12%劣化する、であった。
【0092】
次に、露光裕度1A、1B、露光裕度2、及び露光裕度3A〜3Dから、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を求める(ST.6)。
【0093】
本例では、形成されたCrマスクの露光裕度として、露光裕度1A、1B、露光裕度2、及び露光裕度3A〜3Dから、トータルの劣化度合いを計算した。
【0094】
計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から7.24%劣化する、であった。
【0095】
また、本例では、第2実施形態と同様に、このハーフトーン型位相シフトマスク上から、Crパターン寸法の平均値と目標寸法値とのずれが少ないパターンを抽出し、このパターンを、KrFステッパ、NA=0.68、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3の条件にて、実際にウェハ上に露光し、ウェハ上に形成されたパターンの寸法を測定した。この実際に露光した結果から、このハーフトーン型位相シフトマスクのCrパターン寸法の平均値と目標寸法値とのずれが少ないパターンの露光裕度は、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として12%得られる、ことが分かった。
【0096】
このことから、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光裕度は、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として4.76%得ることができる、と求められた。
【0097】
次に、このマスクの露光裕度が、基準を満たしているか否かを判断する(ST.7)。
【0098】
基準となる所望の露光裕度は、本例の場合、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として4%以上、であった。
【0099】
形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度は、ST.6において求めた通り、4.76%であり、図11に示すように、このハーフトーン型位相シフトマスクは基準を満たす。よって、このハーフトーン型位相シフトマスクは良品である、と判断された。ちなみに、従来、このハーフトーン型位相シフトマスクの仕様値は、パターン寸法の面内均一性が13nm(3σ)以内である。よって、パターン寸法の面内均一性が仕様を満たさず、不良品として処分されていた。
【0100】
この第3実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0101】
(第4実施形態)
図12はこの発明の第4実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図13はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0102】
まず、図12に示すように、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0103】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるCrマスクブランクスに、0.60μmのL/Sパターンを描画、現像し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをエッチングマスクとしてCr膜をエッチングし、Crパターン(マスクパターン)を形成した。
【0104】
次に、マスクパターンの寸法を測定する(ST.2)。
【0105】
また、マスクパターンの描画位置を測定する(ST.3)。
【0106】
本例では、寸法測定の項目とし、Crパターン寸法の平均値と目標寸法との差、及びCrパターン寸法の面内均一性を求めた。その結果は、平均値と目標寸法値との差が10nm、面内均一性が20nm(3σ)であった。
【0107】
また、本例では、描画位置測定の項目とし、Crパターンの位置ずれの平均値、位置ずれのばらつき、フォトマスク全体の伸縮成分、フォトマスク全体の直交ずれ成分、及びフォトマスク全体の局所位置ずれ量を求めた。その結果は、位置ずれの平均値が5nm、位置ずれのばらつきが10nm(3σ)、伸縮成分及び直交ずれ成分がともに1.5ppm、局所位置ずれ量は15nm(3σ)であった。
【0108】
次に、寸法測定結果から、このCrマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める(ST.4)。
【0109】
本例では、寸法精度のうち、Crパターン寸法の平均値と目標寸法値との差に起因する露光裕度1Aと、Crパターン寸法の面内均一性に起因する露光裕度1Bとを求めた。そして、露光裕度1Aとして、完全マスクの露光量裕度からの劣化度合いを計算した。この計算に用いた露光条件は、実際にそのマスクを使用する際の露光条、例えばKrFステッパ、NA=0.68、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3である。
【0110】
計算の結果、露光裕度1Aは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から9.4%劣化する、であった。
【0111】
同じく、計算の結果、露光裕度1Bは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から0.3%劣化する、であった。
【0112】
また、描画位置測定結果から、同じくこのマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める(ST.5)。
【0113】
露光裕度1A、1Bと同じ条件による計算の結果、描画位置精度に起因する露光裕度2は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.6%劣化する、であった。
【0114】
次に、露光裕度1A、1B、及び露光裕度2から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を求める(ST.6)。
【0115】
本例では、形成されたCrマスクの露光裕度として、露光裕度1A、1B、及び露光裕度2として求められた3つの劣化度合いから、トータルの劣化度合いを計算した。
【0116】
計算の結果、Crマスクの露光裕度は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から10%劣化する、であった。
【0117】
また、本例では、第2実施形態と同様に、このCrマスク上から、Crパターン寸法の平均値と目標寸法値とのずれが少ないパターンを抽出し、このパターンを、KrFステッパ、NA=0.68、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3の条件にて、実際にウェハ上に露光し、ウェハ上に形成されたパターンの寸法を測定した。この実際に露光した結果から、このCrマスクの、Crパターン寸法の平均値と目標寸法値とのずれが少ないパターンの露光裕度は、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度として17%得られる、ことが分かった。
【0118】
このことから、Crマスクの露光裕度は、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度として7%得ることができる、と求められた。
【0119】
次に、このマスクの露光裕度が、基準を満たしているか否かを判断する(ST.7)。
【0120】
基準となる所望の露光裕度は、本例の場合、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度として5%以上、であった。
【0121】
形成されたCrマスクの露光量裕度は、ST.6において求めた通り、7%であり、図13に示すように、このCrマスクは基準を満たす。よって、このCrマスクは良品である、と判断された。
【0122】
このような第4実施形態においても、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0123】
(第5実施形態)
図14はこの発明の第5実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図15はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0124】
まず、図14に示すように、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0125】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるハーフトーン型マスクブランクスに、0.70μmの孤立ラインパターンを描画、現像し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをエッチングマスクとしてハーフトーン膜をエッチングし、マスクパターンを形成した。
【0126】
次に、マスクパターンの寸法を測定する(ST.2)。
【0127】
また、マスクパターンの描画位置を測定する(ST.3)。
【0128】
さらに、位相シフト膜の性質、本例ではハーフトーン型の位相シフト膜の性質を測定する(ST.8)。
【0129】
本例では、寸法測定の項目とし、形成されたマスクパターン寸法の平均値と目標寸法値との差、及びマスクパターン寸法の面内均一性を求めた。その結果は、マスクパターン寸法の平均値と目標寸法値との差が10nm、面内均一性が13nm(3σ)であった。
【0130】
また、本例では、描画位置測定の項目とし、マスクパターンの位置ずれの平均値、及び位置ずれのばらつきを求めた。その結果は、位置ずれの平均値が5nm、位置ずれのばらつきが10nm(3σ)であった。
【0131】
また、本例では、ハーフトーン型の位相シフト膜の性質測定の項目とし、位相シフト膜の透過率の平均値と目標透過率値との差、透過率の面内均一性(目標透過率からのずれ量)、位相差の平均値と目標位相差値との差、及び位相差の面内均一性を求めた。その結果は、透過率の平均値の目標透過率値との差が−0.5%、透過率の面内均一性が0.7%(3σ)、位相差の平均値の目標位相差値との差が5°、位相差の面内均一性が7°であった。
【0132】
次に、寸法測定結果から、このハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める(ST.4)。
【0133】
本例では、寸法精度のうち、マスクパターン寸法の平均値と目標寸法値との差に起因する露光裕度1Aと、マスクパターン寸法の面内均一性に起因する露光裕度1Bとを求めた。そして、露光裕度1Aとし、完全マスクの露光量裕度からの劣化度合いを計算した。この計算に用いた露光条件は、実際にそのマスクを使用する際の露光条件、例えばArFステッパ、NA=0.55、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3である。
【0134】
計算の結果、露光裕度1Aは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から3.2%劣化する、であった。
【0135】
同じく、露光裕度1Bは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から3.3%劣化する、であった。
【0136】
また、描画位置測定結果から、同じくこのハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める(ST.5)。
【0137】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度2は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.6%劣化する、であった。
【0138】
さらに、位相シフト膜の性質測定結果から、同じくこのハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3を求める(ST.9)。
【0139】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度3は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.1%劣化する、であった。
【0140】
次に、露光裕度1A、1B、露光裕度2、及び露光裕度3から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を求める(ST.6)。
【0141】
本例では、形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの露光裕度として、露光裕度1A、1B、露光裕度2、及び露光裕度3から、トータルの劣化度合いを計算した。
【0142】
計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から8.1%劣化する、であった。
【0143】
また、完全マスクの露光裕度は、計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として9.6%得られる、であった
このことから、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光裕度は、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として1.5%得ることができる、と求められた。
【0144】
次に、このマスクの露光裕度が、基準を満たしているか否かを判断する(ST.7)。
【0145】
基準となる所望の露光裕度は、本例の場合、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として4%以上、であった。
【0146】
形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度は、ST.6において求めた通り、1.5%であり、図15に示すように、このハーフトーン型位相シフトマスクは基準を満たさない。よって、このハーフトーン型位相シフトマスクは不良品である、と判断された。
【0147】
(第6実施形態)
図16はこの発明の第6実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図17はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0148】
まず、図16に示すように、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0149】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるCrマスクブランクスに、0.52μmのL/Sパターンを描画、現像し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをエッチングマスクとしてCr膜をエッチングしてCrパターン(マスクパターン)を形成する。さらに隣り合うCrパターンが理想的には180°の位相差を持つように加工し、いわゆるレベンソン型位相シフトマスクを形成した。
【0150】
次に、マスクパターンの寸法を測定する(ST.2)。
【0151】
また、マスクパターンの描画位置を測定する(ST.3)。
【0152】
さらに、位相シフト膜の性質を測定する。本例では、レベンソン型位相シフト膜の性質を測定する(ST.8)。
【0153】
本例では、寸法測定の項目とし、Crパターン寸法の平均値と目標寸法との差、及びCrパターン寸法の面内均一性を求めた。その結果は、平均値と目標寸法との差が10nm、面内均一性が20nm(3σ)であった。
【0154】
また、本例では、描画位置測定の項目とし、Crパターンの位置ずれの平均値、及び位置ずれのばらつきを求めた。その結果は、位置ずれの平均値が5nm、位置ずれのばらつきが10nm(3σ)であった。
【0155】
また、本例では、レベンソン型の位相シフト膜の性質測定の項目とし、位相シフト膜の位相差の平均値と目標位相差値、及び位相差の面内均一性を求めた。その結果は、位相差の平均値の目標位相差値との差が5°、位相差の面内均一性が7°であった。
【0156】
次に、寸法測定結果から、このレベンソン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める(ST.4)。
【0157】
本例では、寸法精度のうち、Crパターンの平均値と目標寸法値との差に起因する露光裕度1Aと、Crパターンの面内均一性に起因する露光裕度1Bとを求めた。そして、露光裕度1Aとし、完全マスクの露光量裕度からの劣化度合いを計算した。この計算に用いた露光条件は、実際にそのマスクを使用する際の露光条件、例えばArFステッパ、NA=0.60、σ=0.30、輪帯遮蔽無しである。
【0158】
計算の結果、露光裕度1Aは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、レベンソン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.5%劣化する、であった。
【0159】
同じく露光裕度1Bは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、レベンソン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から3.3%劣化する、であった。
【0160】
また、描画位置測定結果から、同じくこのレベンソン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める(ST.5)。
【0161】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度2は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、レベンソン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.6%劣化する、であった。
【0162】
さらに、位相シフト膜の性質測定結果から、同じくこのレベンソン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3を求める(ST.9)。
【0163】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度3は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、レベンソン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.1%劣化する、であった。
【0164】
次に、露光裕度1A、1B、露光裕度2、及び露光裕度3から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を求める(ST.6)。
【0165】
本例では、形成されたレベンソン型位相シフトマスクの露光裕度として、露光裕度1A、1B、露光裕度2、及び露光裕度3から、トータルの劣化度合いを計算した。
【0166】
計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、レベンソン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から7.6%劣化する、であった。
【0167】
また、完全マスクの露光裕度は、計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として16%得られる、であった
このことから、レベンソン型位相シフトマスクの露光裕度は、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として8.4%得ることができる、と求められた。
【0168】
次に、このマスクの露光裕度が、基準を満たしているか否かを判断する(ST.7)。
【0169】
基準となる所望の露光裕度は、本例の場合、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として4%以上、であった。
【0170】
形成されたレベンソン型位相シフトマスクの露光量裕度は、ST.6において求めた通り、8.4%であり、図17に示すように、このレベンソン型位相シフトマスクは基準を満たす。よって、このレベンソン型位相シフトマスクは良品である、と判断された。
【0171】
このような第6実施形態においても、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0172】
(第7実施形態)
図18はこの発明の第7実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図19はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0173】
まず、図18に示すように、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0174】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるCrマスクブランクスに、0.6μmのL/Sパターンを描画、現像し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをエッチングマスクとしてCr膜をエッチングし、Crパターン(マスクパターン)を形成した。
【0175】
次に、マスクパターンの寸法を測定する(ST.2)。
【0176】
また、マスクパターンの描画位置を測定する(ST.3)。
【0177】
さらに、本例では、形成されたCrマスクの欠陥検査を行う(ST.10)
本例では、寸法測定の項目とし、Crパターン寸法の平均値と目標寸法との差、及びCrパターン寸法の面内均一性を求めた。その結果は、平均値と目標寸法との差が10nm、面内均一性が20nm(3σ)であった。
【0178】
また、本例では、描画位置測定の項目とし、Crパターンの位置ずれの平均値、及び位置ずれのばらつきを求めた。その結果は、位置ずれの平均値が5nm、位置ずれのばらつきが10nm(3σ)であった。
【0179】
また、本例では、欠陥検査において、面積が10000nm2の不透明な異物が発見された。不透明な異物とは所望マスク形状と形が違うところであり、欠陥である。
【0180】
次に、寸法測定結果から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める(ST.4)。
【0181】
本例では、寸法精度に起因する露光裕度1とし、完全マスクの露光量裕度からの劣化度合いを計算した。
【0182】
この計算に用いた露光条件は、実際にそのマスクを使用する露光条件にし、KrFステッパ、NA=0.68、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3とした。
【0183】
計算の結果、Crマスクの露光裕度1は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度は、完全マスクの露光量裕度から9.4%劣化する、であった。
【0184】
また、描画位置測定結果から、同じくこのマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める(ST.5)。
【0185】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、描画位置精度に起因する露光裕度2は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.6%劣化する、であった。
【0186】
さらに、欠陥に起因する露光裕度4を求める(ST.11)。
【0187】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、欠陥に起因する露光裕度4は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から1%劣化する、であった。
【0188】
次に、露光裕度1、露光裕度2、及び露光裕度4から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を求める(ST.6)。
【0189】
本例では、形成されたCrマスクの露光裕度として、露光裕度1、露光裕度2、及び露光裕度3として求められた3つの劣化度合いから、トータルの劣化度合いを計算した。
【0190】
計算の結果、形成されたCrマスクの露光裕度は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から10.5%劣化する、であった。
【0191】
また、完全マスクの露光裕度は、計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度として15%得られる、であった
このことから、Crマスクの露光裕度は、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度として4.3%得ることができる、と求められた。
【0192】
次に、このマスクの露光裕度が、基準を満たしているか否かを判断する(ST.7)。
【0193】
基準となる所望の露光裕度は、本例の場合、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度として5%以上、であった。
【0194】
形成されたCrマスクの露光量裕度は、ST.6において求めた通り、4.3%であり、図19に示すように、このCrマスクは基準を満たさない。よって、このCrマスクは不良品である、と判断された。
【0195】
(第8実施形態)
図20はこの発明の第8実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図21はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0196】
まず、図20に示すように、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0197】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるハーフトーン型マスクブランクスに、0.7μmの孤立ラインパターンを描画、現像し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをエッチングマスクとしてハーフトーン膜をエッチングし、マスクパターンを形成した。
【0198】
次に、マスクパターンの寸法を測定する(ST.2)。
【0199】
また、マスクパターンの描画位置を測定する(ST.3)。
【0200】
また、位相シフト膜の性質、本例ではハーフトーン型の位相シフト膜の性質を測定する(ST.8)。
【0201】
さらに、形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥検査を行う(ST.10)。
【0202】
本例では、寸法測定の項目とし、形成されたマスクパターン寸法の平均値と目標寸法値との差、及びマスクパターン寸法の面内均一性を求めた。その結果は、マスクパターン寸法の平均値と目標寸法値との差が10nm、面内均一性が5nm(3σ)であった。
【0203】
また、本例では、描画位置測定の項目とし、マスクパターンの位置ずれの平均値、及び位置ずれのばらつきを求めた。その結果は、位置ずれの平均値が5nm、位置ずれのばらつきが10nm(3σ)であった。
【0204】
また、本例では、ハーフトーン型の位相シフト膜の性質測定の項目とし、位相シフト膜の透過率の平均値と目標透過率値との差、透過率の面内均一性(目標透過率からのずれ量)、位相差の平均値と目標位相差値との差、及び位相差の面内均一性を求めた。その結果は、透過率の平均値の目標透過率値との差が−0.5%、透過率の面内均一性が0.7%(3σ)、位相差の平均値の目標位相差値との差が5°、位相差の面内均一性が7°であった。
【0205】
また、本例では、欠陥検査工程において、面積が40000nm2のピンホールが発見された。このため、欠陥修正装置にて、欠陥、本例ではピンホールを修正した(ST.12)。
【0206】
次に、修正部分の面積と透過率とを測定する(ST.13)。
【0207】
本例では、修正したピンホール部分の面積と透過率とを測定したところ、修正したピンホール部分の面積が44000nm2、透過率が0%であった。
【0208】
次に、寸法測定結果から、このハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める(ST.4)。
【0209】
本例では、寸法精度のうち、寸法の平均値と目標寸法値との差に起因する露光裕度1Aと、寸法の面内均一性に起因する露光裕度1Bとを求めた。そして、露光裕度1Aとし、完全マスクの露光量裕度からの劣化度合いを計算した。この計算に用いた露光条件は、実際にそのマスクを使用する際の露光条件、例えばArFステッパ、NA=0.60、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3である。
【0210】
計算の結果、露光裕度1Aは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から1.7%劣化する、であった。
【0211】
同じく、露光裕度1Bは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から1.1%劣化する、であった。
【0212】
また、描画位置測定結果から、同じくこのハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める(ST.5)。
【0213】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度2は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.6%劣化する、であった。
【0214】
また、位相シフト膜の性質測定結果から、同じくこのハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3を求める(ST.9)。
【0215】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度3は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.1%劣化する、であった。
【0216】
さらに、欠陥修正に起因する露光裕度5を求める(ST.14)。
【0217】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、欠陥修正に起因する露光裕度5は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から1%劣化する、であった。
【0218】
次に、露光裕度1A、1B、露光裕度2、露光裕度3、及び露光裕度5から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を求める(ST.6)。
【0219】
本例では、形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの露光裕度として、露光裕度1A、1B、露光裕度2、露光裕度3、及び露光裕度5から、トータルの劣化度合いを計算した。
【0220】
計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から5.4%劣化する、であった。
【0221】
また、完全マスクの露光裕度は、計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として11%得られる、であった
このことから、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光裕度は、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として5.6%得ることができる、と求められた。
【0222】
次に、このマスクの露光裕度が、基準を満たしているか否かを判断する(ST.7)。
【0223】
基準となる所望の露光裕度は、本例の場合、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として4%以上、であった。
【0224】
形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度は、ST.6において求めた通り、5.6%であり、図21に示すように、このハーフトーン型位相シフトマスクは基準を満たす。よって、このハーフトーン型位相シフトマスクは良品である、と判断された。
【0225】
このような第8実施形態においても、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0226】
(第9実施形態)
図22はこの発明の第9実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図23はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0227】
まず、図22に示すように、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0228】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるハーフトーン型マスクブランクスに、0.7μmの孤立ラインパターンを描画、現像し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをエッチングマスクとしてハーフトーン膜をエッチングし、マスクパターンを形成した。
【0229】
次に、マスクパターンの寸法を測定する(ST.2)。
【0230】
また、マスクパターンの描画位置を測定する(ST.3)。
【0231】
また、位相シフト膜の性質、本例ではハーフトーン型の位相シフト膜の性質を測定する(ST.8)。
【0232】
さらに、形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥検査を行う(ST.10)。
【0233】
本例では、寸法測定の項目とし、形成されたマスクパターン寸法の平均値と目標寸法値との差、及びマスクパターン寸法の面内均一性を求めた。その結果は、マスクパターン寸法の平均値と目標寸法値との差が10nm、面内均一性が5nm(3σ)であった。
【0234】
また、本例では、描画位置測定の項目とし、マスクパターンの位置ずれの平均値、及び位置ずれのばらつきを求めた。その結果は、位置ずれの平均値が5nm、位置ずれのばらつきが10nm(3σ)であった。
【0235】
また、本例では、ハーフトーン型の位相シフト膜の性質測定の項目とし、位相シフト膜の透過率の平均値と目標透過率値との差、透過率の面内均一性(目標透過率からのずれ量)、位相差の平均値と目標位相差値との差、及び位相差の面内均一性を求めた。その結果は、透過率の平均値の目標透過率値との差が−0.5%、透過率の面内均一性が0.7%(3σ)、位相差の平均値の目標位相差値との差が5°、位相差の面内均一性が7°であった。
【0236】
また、本例では、欠陥検査工程において、縦が200nm、幅が200nmのピンホールが発見された。このため、欠陥修正装置にて欠陥を修正、本例ではピンホールを修正した(ST.12)。
【0237】
次に、修正部分の大きさと透過率とを測定する(ST.13)。
【0238】
本例では、修正したピンホール部分の大きさと透過率とを測定したところ、修正したピンホール部分の大きさが縦200nm、幅が220nm、透過率が0%であった。
【0239】
次に、寸法測定結果から、このハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める(ST.4)。
【0240】
本例では、寸法精度のうち、寸法の平均値と目標寸法値との差に起因する露光裕度1Aと、寸法の面内均一性に起因する露光裕度1Bとを求めた。そして、露光裕度1Aとし、完全マスクの露光量裕度からの劣化度合いを計算した。この計算に用いた露光条件は、実際にそのマスクを使用する際の露光条件、例えばArFステッパ、NA=0.60、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3である。
【0241】
計算の結果、露光裕度1Aは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から1.7%劣化する、であった。
【0242】
同じく、露光裕度1Bは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から1.1%劣化する、であった。
【0243】
また、描画位置測定結果から、同じくこのハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める(ST.5)。
【0244】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度2は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.6%劣化する、であった。
【0245】
また、位相シフト膜の性質測定結果から、同じくこのハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3を求める(ST.9)。
【0246】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度3は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.1%劣化する、であった。
【0247】
さらに、欠陥修正に起因する露光裕度5を求める(ST.14)。
【0248】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、欠陥修正に起因する露光裕度5は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から1%劣化する、であった。
【0249】
次に、露光裕度1A、1B、露光裕度2、露光裕度3、及び露光裕度5から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を求める(ST.6)。
【0250】
本例では、形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの露光裕度として、露光裕度1A、1B、露光裕度2、露光裕度3、及び露光裕度5から、トータルの劣化度合いを計算した。
【0251】
計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から5.4%劣化する、であった。
【0252】
また、完全マスクの露光裕度は、計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として11%得られる、であった
このことから、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光裕度は、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として5.6%得ることができる、と求められた。
【0253】
次に、このマスクの露光裕度が、基準を満たしているか否かを判断する(ST.7)。
【0254】
基準となる所望の露光裕度は、本例の場合、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として4%以上、であった。
【0255】
形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度は、ST.6において求めた通り、5.6%であり、図23に示すように、このハーフトーン型位相シフトマスクは基準を満たす。よって、このハーフトーン型位相シフトマスクは良品である、と判断された。
【0256】
このような第9実施形態においても、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0257】
(第10実施形態)
図24はこの発明の第10実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図25はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0258】
まず、図24に示すように、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0259】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるハーフトーン型マスクブランクスに、0.70μmの孤立ラインパターンを描画、現像し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをエッチングマスクとしてハーフトーン膜をエッチングし、マスクパターンを形成した。
【0260】
次に、マスクパターンの寸法を測定する(ST.2)。
【0261】
また、マスクパターンの描画位置を測定する(ST.3)。
【0262】
また、位相シフト膜の性質、本例ではハーフトーン型の位相シフト膜の性質を測定する(ST.8)。
【0263】
さらに、形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥検査を行う(ST.10)。
【0264】
本例では、寸法測定の項目とし、形成されたマスクパターン寸法の平均値と目標寸法値との差、及びマスクパターン寸法の面内均一性を求めた。その結果は、マスクパターン寸法の平均値と目標寸法値との差が10nm、面内均一性が5nm(3σ)であった。
【0265】
また、本例では、描画位置測定の項目とし、マスクパターンの位置ずれの平均値、及び位置ずれのばらつきを求めた。その結果は、位置ずれの平均値が5nm、位置ずれのばらつきが10nm(3σ)であった。
【0266】
また、本例では、ハーフトーン型の位相シフト膜の性質測定の項目とし、位相シフト膜の透過率の平均値と目標透過率値との差、透過率の面内均一性(目標透過率からのずれ量)、位相差の平均値と目標位相差値との差、及び位相差の面内均一性を求めた。その結果は、透過率の平均値の目標透過率値との差が−0.5%、透過率の面内均一性が0.7%(3σ)、位相差の平均値の目標位相差値との差が5°、位相差の面内均一性が7°であった。
【0267】
また、本例では、欠陥検査工程において、面積が50000nm2の不透明な異物が発見された。このため、欠陥修正装置にて欠陥、本例では不透明な異物を修正した(ST.12)。
【0268】
次に、修正部分の面積と透過率とを測定する(ST.13)。
【0269】
面積と透過率とを測定したところ、修正部分の面積が30000nm2、透過率が96%であった。
【0270】
次に、寸法測定結果から、このハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める(ST.4)。
【0271】
本例では、寸法精度のうち、寸法の平均値と目標寸法値との差に起因する露光裕度1Aと、寸法の面内均一性に起因する露光裕度1Bとを求めた。そして、露光裕度1Aとし、完全マスクの露光量裕度からの劣化度合いを計算した。この計算に用いた露光条件は、実際にそのマスクを使用する際の露光条件、例えばArFステッパ、NA=0.55、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3である。
【0272】
計算の結果、露光裕度1Aは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から3.2%劣化する、であった。
【0273】
同じく、露光裕度1Bは、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から1.3%劣化する、であった。
【0274】
また、描画位置測定結果から、同じくこのハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める(ST.5)。
【0275】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度2は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.6%劣化する、であった。
【0276】
また、位相シフト膜の性質測定結果から、同じくこのハーフトーン型位相シフトマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3を求める(ST.9)。
【0277】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、露光裕度3は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.1%劣化する、であった。
【0278】
さらに、欠陥修正に起因する露光裕度5を求める(ST.14)。
【0279】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、欠陥修正に起因する露光裕度5は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から1。5%劣化する、であった。
【0280】
次に、露光裕度1A、1B、露光裕度2、露光裕度3、及び露光裕度5から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を求める(ST.6)。
【0281】
本例では、形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの露光裕度として、露光裕度1A、1B、露光裕度2、露光裕度3、及び露光裕度5から、トータルの劣化度合いを計算した。
【0282】
計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から7.6%劣化する、であった。
【0283】
また、完全マスクの露光裕度は、計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として9.6%得られる、であった
このことから、ハーフトーン型位相シフトマスクの露光裕度は、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として2.0%得ることができる、と求められた。
【0284】
次に、このマスクの露光裕度が、基準を満たしているか否かを判断する(ST.7)。
【0285】
基準となる所望の露光裕度は、本例の場合、フォーカス裕度を0.4μm確保した場合、露光量裕度として4%以上、であった。
【0286】
形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの露光量裕度は、ST.6において求めた通り、2.0%であり、図25に示すように、このハーフトーン型位相シフトマスクは基準を満たさない。よって、このハーフトーン型位相シフトマスクは不良品である、と判断された。
【0287】
しかしながら、このハーフトーン型位相シフトマスクを用いるカスタマーが、このマスクを用いる場合の工程管理条件、例えばこのマスクからウェハにパターンを転写する工程に用いられる露光装置の露光量の管理回数等、QCの回数を2ロットに1回だったのを、1ロット毎に行うなど、厳密化することを実施する(ST.15)。
【0288】
このように露光量管理の回数等、工程管理条件を厳密化することにより、図26に示すように、必要な露光量は2%で良いことになった。
【0289】
従って、このハーフトーン型位相シフトマスクは、カスタマーの工程管理条件を厳密化することで基準を満たすようになり、良品と判断された(ST.16)。
【0290】
(第11実施形態)
図27はこの発明の第11実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図28はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0291】
まず、図27に示すように、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0292】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるCrマスクブランクスに、0.60μmのL/Sパターンを描画、現像し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをエッチングマスクとしてCr膜をエッチングし、Crパターン(マスクパターン)を形成した。
【0293】
次に、マスクパターンの寸法を測定する(ST.2)。
【0294】
また、マスクパターンの描画位置を測定する(ST.3)。
【0295】
さらに、本例では、形成されたCrマスクの欠陥検査を行う(ST.10)
本例では、寸法測定の項目とし、Crパターン寸法の平均値と目標寸法との差、及びCrパターン寸法の面内均一性を求めた。その結果は、平均値と目標寸法との差が10nm、面内均一性が25nm(3σ)であった。
【0296】
また、本例では、描画位置測定の項目とし、Crパターンの位置ずれの平均値、及び位置ずれのばらつきを求めた。その結果は、位置ずれの平均値が5nm、位置ずれのばらつきが10nm(3σ)であった。
【0297】
また、本例では、欠陥検査において、面積が100nm2の不透明な異物が発見された。
【0298】
次に、寸法測定結果から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める(ST.4)。
【0299】
本例では、寸法精度に起因する露光裕度1とし、完全マスクの露光量裕度からの劣化度合いを計算した。
【0300】
この計算に用いた露光条件は、実際にそのマスクを使用する露光条件にし、KrFステッパ、NA=0.68、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3とした。
【0301】
計算の結果、Crマスクの露光裕度1は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度は、完全マスクの露光量裕度から9.4%劣化する、であった。
【0302】
また、描画位置測定結果から、同じくこのマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める(ST.5)。
【0303】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、描画位置精度に起因する露光裕度2は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から2.6%劣化する、であった。
【0304】
さらに、欠陥に起因する露光裕度4を求める(ST.11)。
【0305】
露光裕度1と同じ条件による計算の結果、欠陥に起因する露光裕度4は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から1%劣化する、であった。
【0306】
次に、露光裕度1、露光裕度2、及び露光裕度4から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を求める(ST.6)。
【0307】
本例では、形成されたCrマスクの露光裕度として、露光裕度1、露光裕度2、及び露光裕度4として求められた3つの劣化度合いから、トータルの劣化度合いを計算した。
【0308】
計算の結果、形成されたCrマスクの露光裕度は、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、Crマスクの露光量裕度が完全マスクの露光量裕度から11.0%劣化する、であった。
【0309】
また、完全マスクの露光裕度は、計算の結果、パターン寸法変動が10%以内でフォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度として15%得られる、であった
このことから、Crマスクの露光裕度は、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度として4%得ることができる、と求められた。
【0310】
次に、このマスクの露光裕度が、基準を満たしているか否かを判断する(ST.7)。
【0311】
基準となる所望の露光裕度は、本例の場合、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度として5%以上、であった。
【0312】
形成されたCrマスクの露光量裕度は、ST.6において求めた通り、4.3%であり、図28に示すように、このCrマスクは基準を満たさない。よって、このCrマスクは不良品である、と判断された。
【0313】
しかしながら、欠陥のある部位に対応したデバイスの部分を、例えば半導体メモリの分野で利用されるリダンダンシ技術等を用いて切断するようにし、デバイス的に機能しない部分とした(ST.17)。
【0314】
これにより、このCrマスクに関しては、欠陥は問題のないものになった。
【0315】
そして、欠陥に起因する露光裕度4を除いて、寸法精度に起因する露光裕度1、及び描画位置精度に起因する露光裕度2から、このマスクを用いてウェハ上にパターンを転写する場合の露光裕度を、再度求める(ST.18)。
【0316】
この結果、Crマスクの露光裕度は、フォーカス裕度を0.5μm確保した場合、露光量裕度として5%得ることができる、と求められた。
【0317】
従って、このCrマスクは、欠陥のある部位に対応したデバイスの部分を、デバイス的に機能しない部位とすることで基準を満たすようになり、良品と判断された(ST.19)。
【0318】
(第12実施形態)
図29はこの発明の第12実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図、図31はフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図である。
【0319】
まず、図29に示すように、マスクブランクスに、マスクパターンを形成する(ST.1)。
【0320】
本例では、ポジ型化学増幅レジストが塗布してあるハーフトーン型マスクブランクスに、図30に示すようなW=520nm、L=480nm、WPitch=2080nm、LPitch=4800nmの長方形図形を描画、加工、形成した。
【0321】
次に、形成されたパターン寸法のX方向を、“L”の部分にて測定したところ、X方向の面内均一性は10nm、寸法の平均値の所望値との差は−10nmであった。同様にY方向を、“W”の部分にて測定したところ、Y方向の面内均一性は10nm、寸法の平均値の所望値との差は−10nmであった(ST.2)。
【0322】
また、位相シフト膜の透過率の面内均一性は1.5%(レンジ)、透過率の平均値の所望透過率からのずれは−0.5%、位相差の面内均一性は1.5°(レンジ)、平均値の所望位相差からのずれは3°であった(ST.8)。
【0323】
さらに、単位描画領域どうしのつなぎ誤差は、図面つなぎ誤差発生位置にて、2.5nmあることが測定された(ST.3)。
【0324】
これらデータから、該マスクをKrFステッパを用いてNA=0.68、σ=0.75、輪帯遮蔽率2/3の条件でウェハに露光する際の露光裕度を計算した。パターン寸法変動X方向ウェハ上で15nm以内、Y方向ウェハ上で15nm以内でフォーカス裕度を0.4μmを確保した場合、ターゲットからのずれが全くない完全マスクを用いた場合の露光量裕度からの劣化度合いは、面内均一性に起因するものが7.75%、平均値の所望寸法との差に起因するものが0.28%、HT位相差の平均値の所望値との差に起因するものが0.05%、位相差の均一性に起因するものが0.13%、HT透過率の平均値の所望値との差に起因するものが0.19%、透過率の均一性に起因するものが2.88%、位置精度に起因するものが0.71%、トータルとして8.83%完全マスクから劣化すことが求められた。また、完全マスクを用いた場合の所望の露光裕度は、フォーカス裕度が0.4μmを確保した場合、露光量裕度12.84%得られることが計算により求められた。これらのことから、該マスクを用いた場合の露光裕度は、フォーカス裕度が0.4μmを確保した場合の露光量裕度は4.1%である、と求められた(ST.4〜ST.6、ST.9)。
【0325】
本マスクを用いてウェハにパターンを転写する工程において、フォーカス裕度が0.4μmを確保した場合の露光量裕度は、4%必要であるため、本マスクはそれをクリアしている。従って、合格として出荷された(ST.7)。
【0326】
以上、この発明を第1〜第12実施形態により説明したが、この発明は、これら実施形態それぞれに限定されるものではなく、その実施にあたっては、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【0327】
例えば上記実施形態では、所望の露光裕度は、実施形態に示した値に限られるものではなく、デバイスの作りやすさや、レジストの特性などにより適宜変化するものである。
【0328】
また、例えば露光裕度を見積もる計算には、純粋に光学像から露光裕度を求めても構わないが、レジストの特性や、さらにその先の工程であるエッチング工程の特性なども含めた計算から露光裕度を求めることで、より正確な判断が可能となることは言うまでもない。
【0329】
また、露光裕度を求めるパターンについては、露光裕度が最も小さいと思われるパターンを見積もることが望ましい。露光裕度が最も小さいと思われるパターンであれば、デバイスのどの部分から選ばれても良い。例えば半導体メモリを例にとると、セルパターンだけではなく、コア回路部などからも露光裕度が最も小さいと思われるパターンを見積もることも、勿論良い。
【0330】
また、位相シフトマスクの場合で、位相シフト膜の位相や透過率の測定が難しいとき、露光裕度の計算には、位相や透過率の仕様値を入れて、パターン寸法の値だけを、実際のマスクの測定値を用いて計算することも可能である。
【0331】
その他、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【0332】
また、上記実施形態はそれぞれ、単独で実施することが可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。
【0333】
さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、各実施形態において開示した複数の構成要件の適宜な組み合わせにより、種々の段階の発明を抽出することも可能である。
【0334】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、歩留まりを向上させることができ、かつ合否判断の精度も高いフォトマスクの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図2】図2A、図2BはそれぞれCrマスクブランクスを示す平面図。
【図3】図3A、図3Bはそれぞれ寸法測定方法を示す図。
【図4】図4は描画位置測定方法を示す図。
【図5】図5はこの発明の第1実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図6】図6はこの発明の第2実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図7】図7はこの発明の第2実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図8】図8はこの発明の第3実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図9】図9は工程ST.4を示す図。
【図10】図10は工程ST.9を示す図。
【図11】図11はこの発明の第3実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図12】図12はこの発明の第4実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図13】図13はこの発明の第4実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図14】図14はこの発明の第5実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図15】図15はこの発明の第5実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図16】図16はこの発明の第6実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図17】図17はこの発明の第6実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図18】図18はこの発明の第7実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図19】図19はこの発明の第7実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図20】図20はこの発明の第8実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図21】図21はこの発明の第8実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図22】図22はこの発明の第9実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図23】図23はこの発明の第9実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図24】図24はこの発明の第10実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図25】図25はこの発明の第10実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図26】図26はこの発明の第10実施形態に係る工程管理条件を厳密化した後のフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図27】図27はこの発明の第11実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図28】図28はこの発明の第11実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図29】図29はこの発明の第12実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示す流れ図。
【図30】図30はHTマスクブランクスを示す平面図。
【図31】図31はこの発明の第12実施形態に係るフォーカス裕度と露光量裕度との関係を示す図。
【図32】図32はハーフトーン型位相シフトマスクの仕様値の例を示す図。
【図33】図33はハーフトーン型位相シフトマスクの測定結果の例を示す図。
【符号の説明】
10…寸法測定ポイント
11…位置測定用マーク
12…描画位置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photomask manufacturing method, and more particularly to pass / fail judgment of a manufactured photomask.
[0002]
[Prior art]
A semiconductor device manufacturing process includes a pattern forming process for forming various patterns on a semiconductor wafer, a so-called lithography process, and a mask such as a photomask or a phase shift mask is used in this lithography process.
[0003]
In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, the dimensional accuracy required for this type of photomask is rapidly becoming strict, and for example, the dimensional uniformity within the mask surface is required to be 10 nm or less.
[0004]
Conventionally, in a photomask manufacturing method, after a mask pattern is formed on a mask substrate based on specifications, it is determined whether the mask is a good product or a defective product. There are many judgment items, and if one of the items does not satisfy the specification value, it has been regarded as a defective product. For example, in the halftone phase shift mask, there are 11 typical specification items and specification values as shown in the table of FIG. 32. Conventionally, even one of these items exceeds the specification value. The mask was defective.
[0005]
For this reason, the mask yield is extremely low, although the mask manufacturing technique has been improved in accuracy.
[0006]
In this way, in the conventional mask manufacturing method, since there are many items that do not satisfy the specifications among the determination items of whether the product is non-defective or defective, the mask yield is extremely low. There was a situation.
[0007]
In order to solve this situation, the inventors of the present invention have found the following facts as a result of various analyzes of conventional defective masks.
[0008]
That is, in general, the specifications of the photomask are necessary for obtaining a desired exposure margin in pattern exposure on a semiconductor wafer, and even if each item is almost the specification value, the desired exposure margin is achieved. However, in an actual photomask, it is extremely rare for all items to be close to the specification value, and most photomasks have certain items exceeding the specification value. , Other items are often included in the specification value with a margin, and even if there are items that exceed the specification value, other items are within the specification value with a margin. If the decrease in exposure tolerance due to an item exceeding the specified value is less than the increase in exposure tolerance of the item within the specified value with a margin, the desired exposure tolerance can be obtained as a whole. it can. For example, as shown in the table of FIG. 33, in the measurement example of the halftone type phase shift mask that has been regarded as a defective product in the past, for example, the deviation from the target value of the average pattern dimension value of the completed mask is 13 nm. Even if the value exceeds ± 10 nm, if the in-plane uniformity of the pattern dimension of the mask is 4 nm (3σ), which is smaller than the specified value of 8 nm (3σ), this mask is actually used. It was confirmed that the desired exposure latitude was obtained when the wafer was exposed and the defocus tolerance and the exposure tolerance were measured. There is Japanese Patent Application No. 2000-260285 (filed on Aug. 30, 2000) as a prior application by the applicant regarding this.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In this prior application, in the case of a photomask, the main items that determine the exposure margin are the average value of pattern dimensions and in-plane uniformity, and the average value of these pattern dimensions and in-plane uniformity are measured. An exposure margin is calculated from the measurement data, and a mask having a desired exposure margin is determined as a non-defective product.
[0010]
Further, in the case of a phase shift mask, for example, a halftone type phase shift mask, in addition to the average value of the pattern dimension and the in-plane uniformity, the average value of the transmissivity of the semi-light-shielding portion and the in-plane uniformity The average value and the in-plane uniformity of the phase shift amount of the light shielding part are measured, the exposure margin is calculated from these measurement data, and a mask having a desired exposure margin is judged as a good product.
[0011]
However, the items that determine the exposure latitude include the average value of pattern dimensions and in-plane uniformity. If this item is newly measured and the exposure margin is obtained using the measurement data, the average value of the pattern dimensions, and the measurement data of the in-plane uniformity, it becomes possible to make a pass / fail judgment with higher accuracy.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a photomask manufacturing method that can improve yield and has high accuracy of pass / fail judgment.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, after a pattern is formed on a photomask, the dimension of the pattern is measured, the drawing position of the pattern is measured, and the pattern dimension measurement result is measured. The exposure margin 1 due to dimensional accuracy when the photomask is used, and the exposure margin 2 due to the drawing position accuracy when the photomask is used from the pattern drawing position measurement result of the pattern, For each. Further, from the exposure margin 1 caused by the dimensional accuracy and the exposure margin 2 caused by the drawing position accuracy, an exposure margin when the photomask is used is obtained, and the obtained exposure margin is desired. It is characterized in that whether the photomask is acceptable or not is determined based on whether or not the exposure margin is satisfied.
[0014]
In order to achieve the above object, in another aspect of the present invention, after forming a pattern including a phase shift film on a photomask, the dimension of this pattern is measured, and the drawing position of the pattern is measured. The characteristics of the phase shift film are measured, and from the dimension measurement result of the pattern, when the photomask is used, the exposure margin 1 due to dimensional accuracy and the pattern drawing position measurement result are used to calculate the photomask. Exposure margin 2 due to the drawing position accuracy when using the photomask, and exposure margin 3 due to the property of the phase shift film when the photomask is used, based on the measurement result of the property of the phase shift film. For each. Further, when the photomask is used from the exposure margin 1 due to the dimensional accuracy, the exposure margin 2 due to the drawing position accuracy, and the exposure margin 3 due to the property of the phase shift film. An exposure margin is obtained, and whether the photomask is acceptable or not is determined based on whether or not the obtained exposure margin satisfies a desired exposure margin.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description, common parts are denoted by common reference symbols throughout the drawings.
[0016]
(First embodiment)
A photomask manufacturing method according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0017]
FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing a photomask according to the first embodiment of the present invention, FIGS. 2A and 2B are plan views showing a Cr mask, FIGS. 3A and 3B are views showing a dimension measuring method, and FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a drawing position measuring method, and FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between focus latitude and exposure tolerance.
[0018]
First, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0019]
In this example, a 0.60 μm line and space pattern (hereinafter referred to as L / S pattern) was drawn and developed on a Cr mask blank coated with a positive chemically amplified resist to form a resist pattern. Next, the Cr film was etched using this resist pattern as an etching mask to form a Cr pattern (mask pattern). FIG. 2A shows a plan view of the Cr mask after forming the Cr pattern, and FIG. 2B shows an enlarged view inside the broken line frame 2B in FIG. 2A.
[0020]
Next, the dimension of the mask pattern is measured (ST.2).
[0021]
Further, the drawing position of the mask pattern is measured (ST.3).
[0022]
In this example, as a dimension measurement item, the difference between the average value of the Cr pattern dimension and the target dimension value and the in-plane uniformity of the Cr pattern dimension were obtained. As a result, the difference between the average value and the target dimension value was 10 nm, and the in-plane uniformity was 20 nm (3σ).
[0023]
As a specific example of the dimension measuring method, as shown in FIG. 3A, the dimension measuring points 10 are set in a matrix on the surface of the Cr mask. Then, as shown in FIG. 3B, for example, the line width dimension of the Cr pattern is measured for each of these points 10. In this way, the dimension measurement data is obtained for each point 10, and the difference between the average value of the Cr pattern dimension and the target dimension value and the in-plane uniformity of the Cr pattern dimension are obtained from the obtained dimension measurement data.
[0024]
Further, in this example, the average value of the positional deviation of the Cr pattern and the variation of the positional deviation were obtained as the drawing position measurement items. As a result, the average value of misalignment was 5 nm and the variation in misalignment was 10 nm (3σ).
[0025]
As a specific example of this drawing position measuring method, as shown in FIG. 4, for example, cross-shaped position measuring marks 11 are arranged in a matrix on the surface of the Cr mask, and the drawing position 12 as a target is The deviation component from the actually drawn drawing position 13 is measured for each position measuring mark 11. In this way, drawing position measurement data is obtained for each mark 11, and the average value of the positional deviation of the Cr pattern and the deviation of the positional deviation are obtained from the obtained drawing position measurement data.
[0026]
Next, from the dimensional measurement result, an exposure margin 1 resulting from dimensional accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST. 4).
[0027]
In this example, the exposure margin resulting from the dimensional accuracy is assumed to be 1, and the degree of deterioration from the exposure amount margin of a complete mask (hereinafter referred to as a complete mask) having no deviation from the target is calculated.
[0028]
The exposure conditions used for this calculation were the exposure conditions that actually use the mask, KrF stepper (exposure wavelength 248 nm), NA = 0.68, σ = 0.75, and annular zone shielding rate 2/3.
[0029]
First, the exposure tolerance of the complete mask was calculated. As a result of this calculation, the exposure tolerance of the complete mask was 15% as the exposure tolerance when the pattern tolerance was within 10% and the focus tolerance was secured to 0.5 μm (FIG. 5, ▲). 1 ▼: Refer to exposure tolerance curve (complete mask)).
[0030]
Further, the exposure margin 1 of the Cr mask is calculated from the calculation result, when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.5 μm, the exposure tolerance of the Cr mask is calculated from the exposure tolerance of the complete mask. It was 9.4% deteriorated (ΔELcd) (see FIG. 5, (2): exposure tolerance 1 curve).
[0031]
Further, from the drawing position measurement result, an exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy when the pattern is transferred onto the wafer using the mask is obtained (ST. 5).
[0032]
In this example, the exposure margin is 2 due to the drawing position accuracy, and the degree of deterioration from the exposure tolerance of the complete mask is calculated. The exposure conditions are the same as in the case of an exposure margin of 1.
[0033]
As a result of the calculation, the exposure margin 2 of the Cr mask is calculated as follows: when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.5 μm, the exposure tolerance of the Cr mask is 2. 6% deterioration (ΔELpos) (see FIG. 5, (3): exposure margin 2 curve).
[0034]
Next, from the exposure margins 1 and 2, the exposure margin when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST. 6).
[0035]
In this example, the exposure degree of the formed Cr mask was used, and the total deterioration degree ΔEL was calculated from the deterioration degrees ΔELcd and ΔELpos. An example of this calculation formula is as follows.
[0036]
ΔEL = √ ((ΔELcd) 2 + (ΔELpos) 2 )
As a result of the calculation, the exposure tolerance of the Cr mask is 9.75% from the exposure tolerance of the complete mask when the pattern tolerance is within 10% and the focus tolerance is 0.5 μm. % Deterioration.
[0037]
From this, the exposure tolerance of the Cr mask was determined to be 5.25% in the exposure dose tolerance when the pattern dimension variation was within 10% and the focus tolerance was secured to 0.5 μm. (See FIG. 5, (4): exposure tolerance curve).
[0038]
Next, it is determined whether or not the exposure latitude of the mask satisfies the standard (ST. 7).
[0039]
In the case of this example, when the pattern dimension variation is within 10% and the focus tolerance is secured to 0.5 μm, the reference exposure margin is 5% or more (FIG. 5, FIG. 5). (5): Refer to exposure tolerance curve (good / bad line).
[0040]
The exposure tolerance of the formed Cr mask is ST. As determined in 6, it is 5.25%. For this reason, as shown in FIG. 5, the Cr mask satisfies the standard. Therefore, it was determined that the present Cr mask is a non-defective product. Incidentally, conventionally, the specification value of this Cr mask has an in-plane uniformity of pattern dimension within 16 nm (3σ). Therefore, the in-plane uniformity of the pattern dimension does not satisfy the specification, and is disposed as a defective product.
[0041]
According to this embodiment, there are the following effects.
[0042]
Conventionally, an average value of pattern dimensions and a specification value of in-plane uniformity are determined, and if either of them does not satisfy the specification value, it is regarded as a defective mask.
[0043]
However, in this embodiment, the exposure margin of the formed mask is obtained from the exposure margin 1 caused by the dimensional accuracy and the exposure margin 2 caused by the drawing position accuracy, and the obtained exposure margin is determined as the reference. A pass / fail judgment is made based on whether or not a desired exposure margin is satisfied. For this reason, masks that have been regarded as defective products, for example, the average value satisfies the specification value with a margin, but the in-plane uniformity does not satisfy the specification value. The filling mask can be newly relieved as a non-defective product, and the yield of the mask can be improved.
[0044]
Furthermore, according to the present embodiment, compared with the prior application (Japanese Patent Application No. 2000-260285 (filed on Aug. 30, 2000)) filed by the applicant of the present application, the exposure tolerance of the mask is measured based on the measurement data of the drawing position, for example, Cr. Since the average value of the positional deviation of the pattern and the deviation of the positional deviation are obtained by further taking into consideration, it is possible to make a pass / fail judgment with higher accuracy.
[0045]
(Second Embodiment)
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the ST. In the pass / fail judgment in FIG. 6, instead of the exposure tolerance of the complete mask, a pattern with good dimensional accuracy, for example, a pattern with a small deviation of the dimensional average value, was extracted from the formed Cr mask, and this pattern was actually exposed on the wafer That is, the exposure tolerance obtained from the result is used.
[0046]
FIG. 6 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the focus tolerance and the exposure tolerance.
[0047]
First, as shown in FIG. 6, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0048]
In this example, a 0.60 μm L / S pattern was drawn and developed on a Cr mask blank coated with a positive chemically amplified resist to form a resist pattern. Next, the Cr film was etched using this resist pattern as an etching mask to form a Cr pattern (mask pattern).
[0049]
Next, the dimension of the mask pattern is measured (ST.2).
[0050]
Further, the drawing position of the mask pattern is measured (ST.3).
[0051]
In this example, as a dimension measurement item, the difference between the average value of the Cr pattern dimension and the target dimension, and the in-plane uniformity of the Cr pattern dimension were obtained. As a result, the difference between the average value and the target dimension was 10 nm, and the in-plane uniformity was 20 nm (3σ).
[0052]
In this example, the average value of the positional deviation of the Cr pattern and the variation of the positional deviation were obtained as items for measuring the drawing position. As a result, the average value of misalignment was 5 nm and the variation in misalignment was 10 nm (3σ).
[0053]
Next, from the dimensional measurement result, an exposure margin 1 resulting from dimensional accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST. 4).
[0054]
In this example, the exposure margin due to the dimensional accuracy is assumed to be 1, and the degree of deterioration from the exposure margin of the complete mask is calculated.
[0055]
The exposure conditions used for this calculation are the exposure conditions that actually use the mask, KrF stepper, NA = 0.68, σ = 0.75, and annular zone shielding ratio 2/3.
[0056]
First, the exposure tolerance of the complete mask was calculated. As a result of this calculation, the exposure tolerance of the complete mask was 15% of the exposure tolerance when the pattern tolerance was within 10% and the focus tolerance was secured to 0.5 μm (FIG. 7, ▲ 1 ▼: Refer to exposure tolerance curve (complete mask)).
[0057]
As a result of the calculation, the exposure tolerance 1 of the Cr mask indicates that the exposure tolerance of the Cr mask is the exposure tolerance of the complete mask when the pattern tolerance is within 10% and the focus tolerance is 0.5 μm. 9.4% (ΔELcd) (see FIG. 7, (2): exposure tolerance 1 curve).
[0058]
Further, from the drawing position measurement result, an exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy when the pattern is transferred onto the wafer using the mask is obtained (ST. 5).
[0059]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy is the exposure tolerance of the Cr mask when the pattern margin is within 10% and the focus margin is 0.5 μm. Was deteriorated by 2.6% from the exposure tolerance of the complete mask (ΔELpos) (refer to (3) in FIG. 7, exposure tolerance 2 curve).
[0060]
Next, from the exposure margins 1 and 2, the exposure margin when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST. 6).
[0061]
In this example, the exposure tolerance of the formed Cr mask was used, and first, the total deterioration degree ΔEL was calculated from the deterioration degrees ΔELcd and ΔELpos.
[0062]
As a result of the calculation, the exposure tolerance of the formed Cr mask is that when the pattern dimension fluctuation is within 10% and the focus tolerance is secured to 0.5 μm, the exposure tolerance is 9. It was 75% deteriorated.
[0063]
Further, a pattern with a small deviation between the average value of the Cr pattern dimension and the target dimension value is extracted from the Cr mask, and this pattern is extracted as a KrF stepper, NA = 0.68, σ = 0.75, and annular zone shielding. The wafer was actually exposed under the condition of a rate of 2/3. Subsequently, the dimension of the pattern formed on the wafer through the development and etching processes was measured. As a result of the actual exposure as described above, the exposure margin of this Cr mask with a small deviation between the average value of the Cr pattern dimension and the target dimension value is obtained when the focus margin is 0.5 μm. It was found that a tolerance of 17% was obtained (see FIG. 7, (6): exposure tolerance curve (pattern with good dimensional accuracy)).
[0064]
From this, the exposure margin of this Cr mask was determined to be 7.25% when the focus margin was secured to 0.5 μm (FIG. 7, (4): (See exposure tolerance curve).
[0065]
Next, it is determined whether or not the exposure latitude of the mask satisfies the standard (ST. 7).
[0066]
In the case of this example, the reference desired exposure latitude is 4% or more when the focus tolerance is secured to 0.5 μm (FIG. 7, (5): exposure tolerance curve). (See the pass / fail line).
[0067]
The exposure tolerance of the formed Cr mask is ST. As determined in 6, it is 7.25%. For this reason, as shown in FIG. 7, the present Cr mask satisfies the criteria. Therefore, it was determined that the present Cr mask is a non-defective product. Incidentally, conventionally, the specification value of this Cr mask has an in-plane uniformity of pattern dimension within 13 nm (3σ). Therefore, the in-plane uniformity of the pattern dimension does not satisfy the specification, and is disposed as a defective product.
[0068]
According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
[0069]
Furthermore, according to the second embodiment, compared to the first embodiment, ST. In the pass / fail judgment in step 6, since the exposure tolerance obtained from the result of actual exposure on the wafer is used, it is possible to make a pass / fail judgment that is more suitable for actual exposure.
[0070]
(Third embodiment)
The third embodiment is an example in which the present invention is applied to a phase shift mask, particularly a halftone phase shift mask.
[0071]
8 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a step ST. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the focus latitude and the exposure tolerance.
[0072]
First, as shown in FIG. 8, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0073]
In this example, an isolated space line of 0.70 μm in which a distance between an L / S pattern of 0.52 μm and an adjacent pattern is 2.0 μm on a halftone mask blank coated with a positive chemically amplified resist. Was drawn and developed to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as an etching mask, the Cr film and the halftone film were etched to form a mask pattern.
[0074]
Next, the dimension of the mask pattern is measured (ST.2).
[0075]
Further, the drawing position of the mask pattern is measured (ST.3).
[0076]
Furthermore, the property of the phase shift film, in this example, the property of the halftone phase shift film is measured (ST. 8).
[0077]
In this example, as a dimension measurement item, the space width of the formed mask pattern was measured, and the difference between the average value of the space width and the target dimension value and the in-plane uniformity of the space width were obtained. As a result, the difference between the average value of the space width and the target dimension value is −4 nm for the L / S pattern of 0.52 μm, +4 nm for the isolated space pattern of 0.70 μm, and the in-plane uniformity of the space width is 14 nm (3σ )Met.
[0078]
Further, in this example, the variation of the positional deviation of the mask pattern was obtained as a drawing position measurement item. As a result, the positional deviation variation was 3 nm (3σ).
[0079]
In addition, in this example, the properties of the halftone phase shift film are measured, and the difference between the average value of the transmittance of the phase shift film and the target transmittance value, the dispersion of the transmittance, the average value of the phase difference and the target The difference from the phase difference value and the variation in the phase difference were obtained. As a result, the deviation of the average value of the transmittance from the target value is 0.05%, the dispersion of the transmittance is 0.1%, the deviation of the average value of the phase difference from the target value is 6 °, and the dispersion of the phase difference is Was 5 ° (3σ).
[0080]
Next, from the dimensional measurement results, an exposure margin 1 resulting from dimensional accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using this halftone phase shift mask is obtained (ST.4).
[0081]
In this example, as shown in FIG. 9, of the dimensional accuracy, the exposure margin 1A due to the difference between the average value of the space width and the target dimension value, and the exposure margin due to the in-plane uniformity of the space width. 1B is obtained (ST.4A, ST.4B). Then, assuming that the exposure margin was 1A, the degree of deterioration from the exposure margin of the complete mask was calculated. The exposure conditions used for this calculation are exposure conditions when the mask is actually used, for example, KrF stepper, NA = 0.68, σ = 0.75, and annular zone shielding rate 2/3.
[0082]
As a result of the calculation, the exposure margin 1A indicates that the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is 0 from the exposure tolerance of the complete mask when the pattern tolerance is within 10% and the focus margin is secured to 0.4 μm. .39% deterioration.
[0083]
Similarly, when the exposure tolerance 1B is within 10% of the pattern dimension variation and the focus margin is secured to 0.4 μm, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is 6.5 from the exposure tolerance of the complete mask. % Deterioration.
[0084]
Further, from the drawing position measurement result, an exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using the halftone phase shift mask is obtained (ST. 5).
[0085]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 2 is a complete exposure dose margin of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. The exposure amount tolerance of the mask deteriorated by 0.8%.
[0086]
Further, from the measurement results of the properties of the halftone film, an exposure margin 3 resulting from the properties of the halftone phase shift film when a pattern is transferred onto the wafer using the same halftone phase shift mask is obtained ( ST.9).
[0087]
In this example, as shown in FIG. 10, among the properties of the phase shift film, the exposure margin is 3A due to the difference between the average value of the transmittance of the phase shift film and the target transmittance value, and the variation in the transmittance. An exposure margin 3C resulting from the difference between the resulting exposure margin 3B, the target phase difference value of the average value of the phase differences, and an exposure margin 3D resulting from the variation in the phase differences are obtained (ST.9A to ST). .9D).
[0088]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 3A is a complete exposure dose margin of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. It was degraded by 0.055% from the exposure tolerance of the mask.
[0089]
Similarly, the exposure margin 3B is such that when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is 0.33 from the exposure tolerance of the complete mask. % Deterioration.
[0090]
Similarly, when the pattern margin is within 10% and the focus margin is 0.4 μm, the exposure margin 3C is 0.017 from the exposure tolerance of the complete mask when the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is secured. % Deterioration.
[0091]
Similarly, the exposure margin 3D is such that when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is 0.12 from the exposure tolerance of the complete mask. % Deterioration.
[0092]
Next, from the exposure margins 1A and 1B, the exposure margin 2 and the exposure margins 3A to 3D, the exposure margin when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST.6).
[0093]
In this example, the total deterioration degree was calculated from the exposure margins 1A and 1B, the exposure margin 2 and the exposure margins 3A to 3D as the exposure margin of the formed Cr mask.
[0094]
As a result of calculation, when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.5 μm, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is deteriorated by 7.24% from the exposure tolerance of the complete mask. Met.
[0095]
In this example, similarly to the second embodiment, a pattern with a small deviation between the average value of the Cr pattern dimension and the target dimension value is extracted from the halftone phase shift mask, and this pattern is extracted as a KrF stepper. , NA = 0.68, σ = 0.75, and annulus shielding rate 2/3, the wafer was actually exposed to light, and the dimension of the pattern formed on the wafer was measured. As a result of the actual exposure, the exposure margin of the pattern in which the deviation between the average value of the Cr pattern dimension of the halftone phase shift mask and the target dimension value is small is obtained when the focus margin is secured to 0.4 μm. It was found that 12% could be obtained as the amount tolerance.
[0096]
From this, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask was determined to be 4.76% as the exposure tolerance when the focus tolerance was secured to 0.4 μm.
[0097]
Next, it is determined whether or not the exposure latitude of the mask satisfies the standard (ST. 7).
[0098]
In the case of this example, the reference desired exposure latitude is 4% or more as the exposure tolerance when the focus tolerance is 0.4 μm.
[0099]
The exposure tolerance of the formed halftone phase shift mask is ST. As obtained in FIG. 6, it is 4.76%, and as shown in FIG. 11, this halftone phase shift mask satisfies the standard. Therefore, it was determined that this halftone phase shift mask was a non-defective product. Incidentally, conventionally, the specification value of this halftone type phase shift mask has an in-plane uniformity of pattern dimension within 13 nm (3σ). Therefore, the in-plane uniformity of the pattern dimension does not satisfy the specification, and is disposed as a defective product.
[0100]
According to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0101]
(Fourth embodiment)
FIG. 12 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a diagram showing the relationship between focus latitude and exposure tolerance.
[0102]
First, as shown in FIG. 12, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0103]
In this example, a 0.60 μm L / S pattern was drawn and developed on a Cr mask blank coated with a positive chemically amplified resist to form a resist pattern. Next, the Cr film was etched using this resist pattern as an etching mask to form a Cr pattern (mask pattern).
[0104]
Next, the dimension of the mask pattern is measured (ST.2).
[0105]
Further, the drawing position of the mask pattern is measured (ST.3).
[0106]
In this example, as a dimension measurement item, the difference between the average value of the Cr pattern dimension and the target dimension, and the in-plane uniformity of the Cr pattern dimension were obtained. As a result, the difference between the average value and the target dimension value was 10 nm, and the in-plane uniformity was 20 nm (3σ).
[0107]
Also, in this example, as the items for measuring the drawing position, the average value of the Cr pattern displacement, the variation in displacement, the expansion / contraction component of the entire photomask, the orthogonal displacement component of the entire photomask, and the local displacement of the entire photomask The amount was determined. As a result, the average value of misalignment was 5 nm, the misalignment variation was 10 nm (3σ), the expansion and contraction components and the orthogonal misalignment component were both 1.5 ppm, and the local misalignment amount was 15 nm (3σ).
[0108]
Next, from the dimensional measurement result, an exposure margin 1 resulting from dimensional accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using this Cr mask is obtained (ST. 4).
[0109]
In this example, among the dimensional accuracy, an exposure margin 1A caused by the difference between the average value of the Cr pattern size and the target dimensional value and an exposure margin 1B caused by the in-plane uniformity of the Cr pattern size were obtained. . Then, the degree of deterioration from the exposure tolerance of the complete mask was calculated as the exposure tolerance 1A. The exposure conditions used for this calculation are the exposure conditions when actually using the mask, for example, KrF stepper, NA = 0.68, σ = 0.75, and annular zone shielding rate 2/3.
[0110]
As a result of the calculation, when the pattern tolerance is 10% or less and the focus margin is 0.5 μm, the exposure tolerance of the Cr mask deteriorates by 9.4% from the exposure tolerance of the complete mask. It was.
[0111]
Similarly, as a result of the calculation, when the pattern tolerance is 10% or less and the focus tolerance is 0.5 μm, the exposure tolerance of the Cr mask is 0.3% from the exposure tolerance of the complete mask. % Deterioration.
[0112]
Further, from the drawing position measurement result, an exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy when the pattern is transferred onto the wafer using the mask is obtained (ST. 5).
[0113]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margins 1A and 1B, the exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy is the exposure amount of the Cr mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.5 μm. The tolerance deteriorated by 2.6% from the exposure tolerance of the complete mask.
[0114]
Next, from the exposure margins 1A and 1B and the exposure margin 2, the exposure margin when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST.6).
[0115]
In this example, the total deterioration degree was calculated from the three deterioration degrees obtained as the exposure margins 1A and 1B and the exposure margin 2 as the exposure margin of the formed Cr mask.
[0116]
As a result of calculation, the exposure tolerance of the Cr mask is 10% lower than the exposure tolerance of the complete mask when the pattern tolerance is within 10% and the focus tolerance is secured to 0.5 μm. It was.
[0117]
In this example, similarly to the second embodiment, a pattern with a small deviation between the average value of the Cr pattern dimensions and the target dimension value is extracted from the Cr mask, and this pattern is extracted as a KrF stepper, NA = 0. The exposure was actually performed on the wafer under the conditions of .68, σ = 0.75, and annulus shielding rate of 2/3, and the dimensions of the pattern formed on the wafer were measured. From the actual exposure result, the exposure margin of the pattern with little deviation between the average value of the Cr pattern dimension and the target dimension value of this Cr mask is the exposure margin when the focus margin is 0.5 μm. It was found that 17% was obtained.
[0118]
From this, it was determined that the exposure tolerance of the Cr mask can be obtained as 7% as the exposure tolerance when the focus tolerance is secured to 0.5 μm.
[0119]
Next, it is determined whether or not the exposure latitude of the mask satisfies the standard (ST. 7).
[0120]
In the case of this example, the reference desired exposure latitude is 5% or more as the exposure tolerance when the focus tolerance is secured to 0.5 μm.
[0121]
The exposure tolerance of the formed Cr mask is ST. As obtained in FIG. 6, it is 7%, and this Cr mask satisfies the standard as shown in FIG. Therefore, this Cr mask was determined to be a good product.
[0122]
In the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0123]
(Fifth embodiment)
FIG. 14 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the focus latitude and the exposure tolerance.
[0124]
First, as shown in FIG. 14, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0125]
In this example, a 0.70 μm isolated line pattern was drawn and developed on halftone mask blanks coated with a positive chemically amplified resist to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as an etching mask, the halftone film was etched to form a mask pattern.
[0126]
Next, the dimension of the mask pattern is measured (ST.2).
[0127]
Further, the drawing position of the mask pattern is measured (ST.3).
[0128]
Further, the properties of the phase shift film, in this example, the properties of the halftone phase shift film are measured (ST. 8).
[0129]
In this example, as a dimension measurement item, the difference between the average value of the formed mask pattern dimensions and the target dimension value, and the in-plane uniformity of the mask pattern dimensions were obtained. As a result, the difference between the average value of the mask pattern dimension and the target dimension value was 10 nm, and the in-plane uniformity was 13 nm (3σ).
[0130]
Further, in this example, the average value of the positional deviation of the mask pattern and the variation of the positional deviation were obtained as the items for measuring the drawing position. As a result, the average value of misalignment was 5 nm and the variation in misalignment was 10 nm (3σ).
[0131]
In this example, the properties of the halftone phase shift film are measured, and the difference between the average value of the transmittance of the phase shift film and the target transmittance value, the in-plane uniformity of the transmittance (from the target transmittance). Deviation), the difference between the average value of the phase difference and the target phase difference value, and the in-plane uniformity of the phase difference. As a result, the difference between the average transmittance value and the target transmittance value is −0.5%, the in-plane uniformity of the transmittance is 0.7% (3σ), and the target retardation value is the average value of the phase difference. The in-plane uniformity of the phase difference was 7 °.
[0132]
Next, from the dimensional measurement results, an exposure margin 1 resulting from dimensional accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using this halftone phase shift mask is obtained (ST.4).
[0133]
In this example, of the dimensional accuracy, the exposure margin 1A resulting from the difference between the average value of the mask pattern dimension and the target dimension value and the exposure margin 1B resulting from the in-plane uniformity of the mask pattern dimension were obtained. . Then, assuming that the exposure margin was 1A, the degree of deterioration from the exposure margin of the complete mask was calculated. The exposure conditions used for this calculation are exposure conditions when the mask is actually used, for example, ArF stepper, NA = 0.55, σ = 0.75, and annular zone shielding rate 2/3.
[0134]
As a result of the calculation, the exposure margin 1A is 3% from the exposure margin of the complete mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm, and the exposure margin of the halftone phase shift mask is 3%. .2% deterioration.
[0135]
Similarly, when the pattern tolerance is within 10% and the focus margin is 0.4 μm, the exposure margin 1B is 3.3% from the exposure amount margin of the complete mask when the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is secured. % Deterioration.
[0136]
Further, from the drawing position measurement result, an exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using the halftone phase shift mask is obtained (ST. 5).
[0137]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 2 is a complete exposure dose margin of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. It deteriorated by 2.6% from the exposure tolerance of the mask.
[0138]
Further, from the measurement results of the properties of the phase shift film, an exposure margin 3 resulting from the properties of the phase shift film when a pattern is transferred onto the wafer using the halftone phase shift mask is obtained (ST.9). ).
[0139]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 3 is a complete exposure amount margin of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. It deteriorated by 2.1% from the exposure dose tolerance of the mask.
[0140]
Next, from the exposure margins 1A, 1B, the exposure margin 2, and the exposure margin 3, the exposure margin when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST.6).
[0141]
In this example, the total deterioration degree was calculated from the exposure margins 1A and 1B, the exposure margin 2 and the exposure margin 3 as the exposure margin of the formed halftone phase shift mask.
[0142]
As a result of calculation, when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is deteriorated by 8.1% from the exposure tolerance of the complete mask. Met.
[0143]
Moreover, the exposure margin of the complete mask was 9.6% as the exposure margin when the pattern margin was within 10% and the focus margin was 0.4 μm as a result of calculation.
From this, it was determined that the exposure margin of the halftone phase shift mask can be obtained as an exposure margin of 1.5% when a focus margin of 0.4 μm is secured.
[0144]
Next, it is determined whether or not the exposure latitude of the mask satisfies the standard (ST. 7).
[0145]
In the case of this example, the reference desired exposure latitude is 4% or more as the exposure tolerance when the focus tolerance is 0.4 μm.
[0146]
The exposure tolerance of the formed halftone phase shift mask is ST. As found in FIG. 6, it is 1.5%, and as shown in FIG. 15, this halftone phase shift mask does not satisfy the standard. Therefore, this halftone phase shift mask was determined to be a defective product.
[0147]
(Sixth embodiment)
FIG. 16 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a diagram showing the relationship between focus latitude and exposure tolerance.
[0148]
First, as shown in FIG. 16, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0149]
In this example, a 0.52 μm L / S pattern was drawn and developed on a Cr mask blank coated with a positive chemically amplified resist to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as an etching mask, the Cr film is etched to form a Cr pattern (mask pattern). Further, adjacent Cr patterns were processed so as to ideally have a phase difference of 180 ° to form a so-called Levenson type phase shift mask.
[0150]
Next, the dimension of the mask pattern is measured (ST.2).
[0151]
Further, the drawing position of the mask pattern is measured (ST.3).
[0152]
Further, the properties of the phase shift film are measured. In this example, the properties of the Levenson type phase shift film are measured (ST. 8).
[0153]
In this example, as a dimension measurement item, the difference between the average value of the Cr pattern dimension and the target dimension, and the in-plane uniformity of the Cr pattern dimension were obtained. As a result, the difference between the average value and the target dimension was 10 nm, and the in-plane uniformity was 20 nm (3σ).
[0154]
Further, in this example, the average value of the positional deviation of the Cr pattern and the variation of the positional deviation were obtained as the drawing position measurement items. As a result, the average value of misalignment was 5 nm and the variation in misalignment was 10 nm (3σ).
[0155]
Further, in this example, as an item for measuring the properties of the Levenson type phase shift film, the average value of the phase difference of the phase shift film, the target phase difference value, and the in-plane uniformity of the phase difference were obtained. As a result, the difference between the average value of the phase difference and the target phase difference value was 5 °, and the in-plane uniformity of the phase difference was 7 °.
[0156]
Next, the exposure margin 1 resulting from the dimensional accuracy when the pattern is transferred onto the wafer using the Levenson type phase shift mask is obtained from the dimensional measurement result (ST. 4).
[0157]
In this example, of the dimensional accuracy, an exposure margin 1A caused by the difference between the average value of the Cr pattern and the target dimension value and an exposure margin 1B caused by the in-plane uniformity of the Cr pattern were obtained. Then, assuming that the exposure margin was 1A, the degree of deterioration from the exposure margin of the complete mask was calculated. The exposure conditions used for this calculation are the exposure conditions when the mask is actually used, for example, ArF stepper, NA = 0.60, σ = 0.30, and no annular zone shielding.
[0158]
As a result of the calculation, the exposure margin 1A indicates that the exposure tolerance of the Levenson-type phase shift mask is 2. from the exposure tolerance of the complete mask when the pattern tolerance is 10% or less and the focus margin is 0.4 μm. It deteriorated by 5%.
[0159]
Similarly, when the pattern tolerance is 10% or less and the focus margin is 0.4 μm, the exposure margin of the Levenson-type phase shift mask deteriorates by 3.3% from the exposure margin of the complete mask. It was.
[0160]
Further, from the drawing position measurement result, the exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy when the pattern is transferred onto the wafer using the Levenson type phase shift mask is obtained (ST. 5).
[0161]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 2 is that the exposure tolerance of the Levenson-type phase shift mask is a complete mask when the pattern tolerance is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. It deteriorated by 2.6% from the exposure dose tolerance.
[0162]
Further, from the measurement results of the properties of the phase shift film, an exposure margin 3 resulting from the properties of the phase shift film when a pattern is transferred onto the wafer using the Levenson type phase shift mask is obtained (ST.9). .
[0163]
As a result of the calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 3 is that the exposure margin of the Levenson-type phase shift mask is a complete mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. It deteriorated by 2.1% from the exposure tolerance.
[0164]
Next, from the exposure margins 1A, 1B, the exposure margin 2, and the exposure margin 3, the exposure margin when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST.6).
[0165]
In this example, the total deterioration degree was calculated from the exposure margins 1A and 1B, the exposure margin 2 and the exposure margin 3 as the exposure margin of the formed Levenson type phase shift mask.
[0166]
As a result of calculation, when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm, the exposure amount margin of the Levenson type phase shift mask is deteriorated by 7.6% from the exposure amount margin of the complete mask. there were.
[0167]
Further, the exposure margin of the complete mask was calculated to be 16% as the exposure margin when the variation in pattern dimensions was within 10% and the focus margin was secured to 0.4 μm.
From this, it was determined that the exposure margin of the Levenson-type phase shift mask can be obtained as 8.4% as the exposure margin when the focus margin is secured to 0.4 μm.
[0168]
Next, it is determined whether or not the exposure latitude of the mask satisfies the standard (ST. 7).
[0169]
In the case of this example, the reference desired exposure latitude is 4% or more as the exposure tolerance when the focus tolerance is 0.4 μm.
[0170]
The exposure tolerance of the formed Levenson type phase shift mask is ST. As found in FIG. 6, it is 8.4%, and as shown in FIG. 17, this Levenson type phase shift mask satisfies the standard. Therefore, this Levenson type phase shift mask was determined to be a non-defective product.
[0171]
Also in the sixth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0172]
(Seventh embodiment)
FIG. 18 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the seventh embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the focus latitude and the exposure tolerance.
[0173]
First, as shown in FIG. 18, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0174]
In this example, a 0.6 μm L / S pattern was drawn and developed on a Cr mask blank coated with a positive chemically amplified resist to form a resist pattern. Next, the Cr film was etched using this resist pattern as an etching mask to form a Cr pattern (mask pattern).
[0175]
Next, the dimension of the mask pattern is measured (ST.2).
[0176]
Further, the drawing position of the mask pattern is measured (ST.3).
[0177]
Further, in this example, the formed Cr mask is inspected for defects (ST. 10).
In this example, as a dimension measurement item, the difference between the average value of the Cr pattern dimension and the target dimension, and the in-plane uniformity of the Cr pattern dimension were obtained. As a result, the difference between the average value and the target dimension was 10 nm, and the in-plane uniformity was 20 nm (3σ).
[0178]
Further, in this example, the average value of the positional deviation of the Cr pattern and the variation of the positional deviation were obtained as the drawing position measurement items. As a result, the average value of misalignment was 5 nm and the variation in misalignment was 10 nm (3σ).
[0179]
In this example, in the defect inspection, the area is 10,000 nm. 2 An opaque foreign object was found. An opaque foreign substance is a defect that is different from the desired mask shape and shape.
[0180]
Next, from the dimensional measurement result, an exposure margin 1 resulting from dimensional accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST. 4).
[0181]
In this example, the exposure margin due to the dimensional accuracy is assumed to be 1, and the degree of deterioration from the exposure margin of the complete mask is calculated.
[0182]
The exposure conditions used for this calculation are the exposure conditions that actually use the mask, KrF stepper, NA = 0.68, σ = 0.75, and annular zone shielding ratio 2/3.
[0183]
As a result of the calculation, the exposure tolerance 1 of the Cr mask is 9% from the exposure tolerance of the complete mask when the pattern tolerance is within 10% and the focus tolerance is 0.5 μm. .4% deterioration.
[0184]
Further, from the drawing position measurement result, an exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy when the pattern is transferred onto the wafer using the mask is obtained (ST. 5).
[0185]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy is the exposure tolerance of the Cr mask when the pattern margin is within 10% and the focus margin is 0.5 μm. Was 2.6% lower than the exposure tolerance of the complete mask.
[0186]
Further, an exposure margin 4 resulting from the defect is obtained (ST. 11).
[0187]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 4 resulting from the defect is that the exposure tolerance of the Cr mask is complete when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.5 μm. The exposure amount tolerance of the mask deteriorated by 1%.
[0188]
Next, from the exposure margin 1, the exposure margin 2, and the exposure margin 4, the exposure margin when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST. 6).
[0189]
In this example, the total deterioration degree was calculated from the three deterioration degrees obtained as the exposure margin 1, the exposure margin 2, and the exposure margin 3 as the exposure margin of the formed Cr mask.
[0190]
As a result of the calculation, the exposure tolerance of the formed Cr mask is such that when the pattern dimension variation is within 10% and the focus tolerance is 0.5 μm, the exposure tolerance of the Cr mask is determined from the exposure tolerance of the complete mask. It deteriorated by 10.5%.
[0191]
Further, as a result of calculation, the exposure tolerance of the complete mask was 15% as the exposure tolerance when the pattern tolerance was within 10% and the focus tolerance was secured to 0.5 μm.
From this, it was determined that the exposure tolerance of the Cr mask can be obtained as 4.3% as the exposure tolerance when the focus tolerance is secured to 0.5 μm.
[0192]
Next, it is determined whether or not the exposure latitude of the mask satisfies the standard (ST. 7).
[0193]
In the case of this example, the reference desired exposure latitude is 5% or more as the exposure tolerance when the focus tolerance is secured to 0.5 μm.
[0194]
The exposure tolerance of the formed Cr mask is ST. As obtained in FIG. 6, it is 4.3%, and as shown in FIG. 19, this Cr mask does not satisfy the standard. Therefore, this Cr mask was determined to be a defective product.
[0195]
(Eighth embodiment)
FIG. 20 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the eighth embodiment of the present invention, and FIG. 21 is a diagram showing the relationship between focus latitude and exposure tolerance.
[0196]
First, as shown in FIG. 20, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0197]
In this example, a 0.7 μm isolated line pattern was drawn and developed on a halftone mask blank coated with a positive chemically amplified resist to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as an etching mask, the halftone film was etched to form a mask pattern.
[0198]
Next, the dimension of the mask pattern is measured (ST.2).
[0199]
Further, the drawing position of the mask pattern is measured (ST.3).
[0200]
Further, the properties of the phase shift film, in this example, the properties of the halftone phase shift film are measured (ST. 8).
[0201]
Further, a defect inspection of the formed halftone phase shift mask is performed (ST. 10).
[0202]
In this example, as a dimension measurement item, the difference between the average value of the formed mask pattern dimensions and the target dimension value, and the in-plane uniformity of the mask pattern dimensions were obtained. As a result, the difference between the average value of the mask pattern dimension and the target dimension value was 10 nm, and the in-plane uniformity was 5 nm (3σ).
[0203]
Further, in this example, the average value of the positional deviation of the mask pattern and the variation of the positional deviation were obtained as the items for measuring the drawing position. As a result, the average value of misalignment was 5 nm and the variation in misalignment was 10 nm (3σ).
[0204]
In this example, the properties of the halftone phase shift film are measured, and the difference between the average value of the transmittance of the phase shift film and the target transmittance value, the in-plane uniformity of the transmittance (from the target transmittance). Deviation), the difference between the average value of the phase difference and the target phase difference value, and the in-plane uniformity of the phase difference. As a result, the difference between the average transmittance value and the target transmittance value is −0.5%, the in-plane uniformity of the transmittance is 0.7% (3σ), and the target retardation value is the average value of the phase difference. The in-plane uniformity of the phase difference was 7 °.
[0205]
In this example, the area is 40000 nm in the defect inspection process. 2 A pinhole was discovered. For this reason, the defect, in this example, the pinhole was corrected by the defect correcting device (ST. 12).
[0206]
Next, the area and transmittance of the corrected portion are measured (ST.13).
[0207]
In this example, when the area and transmittance of the corrected pinhole part were measured, the area of the corrected pinhole part was 44000 nm. 2 The transmittance was 0%.
[0208]
Next, from the dimensional measurement results, an exposure margin 1 resulting from dimensional accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using this halftone phase shift mask is obtained (ST.4).
[0209]
In this example, the exposure margin 1A resulting from the difference between the average value of the dimension and the target dimension value and the exposure margin 1B resulting from the in-plane uniformity of the dimension were obtained from the dimensional accuracy. Then, assuming that the exposure margin was 1A, the degree of deterioration from the exposure margin of the complete mask was calculated. The exposure conditions used for this calculation are the exposure conditions when the mask is actually used, for example, ArF stepper, NA = 0.60, σ = 0.75, and annular zone shielding rate 2/3.
[0210]
As a result of the calculation, when the pattern tolerance is 10% or less and the focus margin is 0.4 μm, the exposure margin of the halftone phase shift mask is 1 from the exposure margin of the complete mask. .7% deterioration.
[0211]
Similarly, when the exposure tolerance 1B is within 10% of the pattern dimension variation and the focus margin is 0.4 μm, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is 1.1 from the exposure tolerance of the complete mask. % Deterioration.
[0212]
Further, from the drawing position measurement result, an exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using the halftone phase shift mask is obtained (ST. 5).
[0213]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 2 is a complete exposure dose margin of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. It deteriorated by 2.6% from the exposure tolerance of the mask.
[0214]
Further, from the measurement results of the properties of the phase shift film, the exposure margin 3 resulting from the properties of the phase shift film when a pattern is transferred onto the wafer using the halftone phase shift mask is obtained (ST.9). ).
[0215]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 3 is a complete exposure amount margin of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. It deteriorated by 2.1% from the exposure dose tolerance of the mask.
[0216]
Further, an exposure margin 5 resulting from defect correction is obtained (ST.14).
[0217]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 5 resulting from defect correction is the exposure of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. The amount tolerance deteriorated by 1% from the exposure amount tolerance of the complete mask.
[0218]
Next, from the exposure margins 1A, 1B, the exposure margin 2, the exposure margin 3, and the exposure margin 5, the exposure margin when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST.6). ).
[0219]
In this example, the total deterioration degree was calculated from the exposure margins 1A and 1B, the exposure margin 2, the exposure margin 3 and the exposure margin 5 as the exposure margin of the formed halftone phase shift mask. .
[0220]
As a result of calculation, when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is secured to 0.4 μm, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is deteriorated by 5.4% from the exposure tolerance of the complete mask. Met.
[0221]
Further, as a result of calculation, the exposure tolerance of the complete mask was 11% as the exposure tolerance when the pattern dimension variation was within 10% and the focus tolerance was secured to 0.4 μm.
From this, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask was determined to be 5.6% as the exposure tolerance when the focus tolerance was secured to 0.4 μm.
[0222]
Next, it is determined whether or not the exposure latitude of the mask satisfies the standard (ST. 7).
[0223]
In the case of this example, the reference desired exposure latitude is 4% or more as the exposure tolerance when the focus tolerance is 0.4 μm.
[0224]
The exposure tolerance of the formed halftone phase shift mask is ST. As obtained in FIG. 6, it is 5.6%, and this halftone phase shift mask satisfies the standard as shown in FIG. Therefore, it was determined that this halftone phase shift mask was a non-defective product.
[0225]
In the eighth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0226]
(Ninth embodiment)
FIG. 22 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the ninth embodiment of the present invention, and FIG. 23 is a diagram showing the relationship between focus latitude and exposure tolerance.
[0227]
First, as shown in FIG. 22, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0228]
In this example, a 0.7 μm isolated line pattern was drawn and developed on a halftone mask blank coated with a positive chemically amplified resist to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as an etching mask, the halftone film was etched to form a mask pattern.
[0229]
Next, the dimension of the mask pattern is measured (ST.2).
[0230]
Further, the drawing position of the mask pattern is measured (ST.3).
[0231]
Further, the properties of the phase shift film, in this example, the properties of the halftone phase shift film are measured (ST. 8).
[0232]
Further, a defect inspection of the formed halftone phase shift mask is performed (ST. 10).
[0233]
In this example, as a dimension measurement item, the difference between the average value of the formed mask pattern dimensions and the target dimension value, and the in-plane uniformity of the mask pattern dimensions were obtained. As a result, the difference between the average value of the mask pattern dimension and the target dimension value was 10 nm, and the in-plane uniformity was 5 nm (3σ).
[0234]
Further, in this example, the average value of the positional deviation of the mask pattern and the variation of the positional deviation were obtained as the items for measuring the drawing position. As a result, the average value of misalignment was 5 nm and the variation in misalignment was 10 nm (3σ).
[0235]
In this example, the properties of the halftone phase shift film are measured, and the difference between the average value of the transmittance of the phase shift film and the target transmittance value, the in-plane uniformity of the transmittance (from the target transmittance). Deviation), the difference between the average value of the phase difference and the target phase difference value, and the in-plane uniformity of the phase difference. As a result, the difference between the average transmittance value and the target transmittance value is −0.5%, the in-plane uniformity of the transmittance is 0.7% (3σ), and the target retardation value is the average value of the phase difference. The in-plane uniformity of the phase difference was 7 °.
[0236]
In this example, a pinhole having a length of 200 nm and a width of 200 nm was found in the defect inspection process. For this reason, the defect was corrected by the defect correcting device, and in this example, the pinhole was corrected (ST. 12).
[0237]
Next, the size and transmittance of the corrected part are measured (ST.13).
[0238]
In this example, when the size and transmittance of the corrected pinhole portion were measured, the size of the corrected pinhole portion was 200 nm in length, the width was 220 nm, and the transmittance was 0%.
[0239]
Next, from the dimensional measurement results, an exposure margin 1 resulting from dimensional accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using this halftone phase shift mask is obtained (ST.4).
[0240]
In this example, the exposure margin 1A resulting from the difference between the average value of the dimension and the target dimension value and the exposure margin 1B resulting from the in-plane uniformity of the dimension were obtained from the dimensional accuracy. Then, assuming that the exposure margin was 1A, the degree of deterioration from the exposure margin of the complete mask was calculated. The exposure conditions used for this calculation are the exposure conditions when the mask is actually used, for example, ArF stepper, NA = 0.60, σ = 0.75, and annular zone shielding rate 2/3.
[0241]
As a result of the calculation, when the pattern tolerance is 10% or less and the focus margin is 0.4 μm, the exposure margin of the halftone phase shift mask is 1 from the exposure margin of the complete mask. .7% deterioration.
[0242]
Similarly, when the exposure tolerance 1B is within 10% of the pattern dimension variation and the focus margin is 0.4 μm, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is 1.1 from the exposure tolerance of the complete mask. % Deterioration.
[0243]
Further, from the drawing position measurement result, an exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using the halftone phase shift mask is obtained (ST. 5).
[0244]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 2 is a complete exposure dose margin of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. It deteriorated by 2.6% from the exposure tolerance of the mask.
[0245]
Further, from the measurement results of the properties of the phase shift film, the exposure margin 3 resulting from the properties of the phase shift film when a pattern is transferred onto the wafer using the halftone phase shift mask is obtained (ST.9). ).
[0246]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 3 is a complete exposure amount margin of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. It deteriorated by 2.1% from the exposure dose tolerance of the mask.
[0247]
Further, an exposure margin 5 resulting from defect correction is obtained (ST.14).
[0248]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 5 resulting from defect correction is the exposure of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. The amount tolerance deteriorated by 1% from the exposure amount tolerance of the complete mask.
[0249]
Next, from the exposure margins 1A, 1B, the exposure margin 2, the exposure margin 3, and the exposure margin 5, the exposure margin when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST.6). ).
[0250]
In this example, the total deterioration degree was calculated from the exposure margins 1A and 1B, the exposure margin 2, the exposure margin 3 and the exposure margin 5 as the exposure margin of the formed halftone phase shift mask. .
[0251]
As a result of calculation, when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is secured to 0.4 μm, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is deteriorated by 5.4% from the exposure tolerance of the complete mask. Met.
[0252]
Further, as a result of calculation, the exposure tolerance of the complete mask was 11% as the exposure tolerance when the pattern dimension variation was within 10% and the focus tolerance was secured to 0.4 μm.
From this, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask was determined to be 5.6% as the exposure tolerance when the focus tolerance was secured to 0.4 μm.
[0253]
Next, it is determined whether or not the exposure latitude of the mask satisfies the standard (ST. 7).
[0254]
In the case of this example, the reference desired exposure latitude is 4% or more as the exposure tolerance when the focus tolerance is 0.4 μm.
[0255]
The exposure tolerance of the formed halftone phase shift mask is ST. As found in FIG. 6, it is 5.6%, and as shown in FIG. 23, this halftone phase shift mask satisfies the standard. Therefore, it was determined that this halftone phase shift mask was a non-defective product.
[0256]
In the ninth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0257]
(10th Embodiment)
FIG. 24 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the tenth embodiment of the present invention, and FIG. 25 is a diagram showing the relationship between focus latitude and exposure tolerance.
[0258]
First, as shown in FIG. 24, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0259]
In this example, a 0.70 μm isolated line pattern was drawn and developed on halftone mask blanks coated with a positive chemically amplified resist to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as an etching mask, the halftone film was etched to form a mask pattern.
[0260]
Next, the dimension of the mask pattern is measured (ST.2).
[0261]
Further, the drawing position of the mask pattern is measured (ST.3).
[0262]
Further, the properties of the phase shift film, in this example, the properties of the halftone phase shift film are measured (ST. 8).
[0263]
Further, a defect inspection of the formed halftone phase shift mask is performed (ST. 10).
[0264]
In this example, as a dimension measurement item, the difference between the average value of the formed mask pattern dimensions and the target dimension value, and the in-plane uniformity of the mask pattern dimensions were obtained. As a result, the difference between the average value of the mask pattern dimension and the target dimension value was 10 nm, and the in-plane uniformity was 5 nm (3σ).
[0265]
Further, in this example, the average value of the positional deviation of the mask pattern and the variation of the positional deviation were obtained as the items for measuring the drawing position. As a result, the average value of misalignment was 5 nm and the variation in misalignment was 10 nm (3σ).
[0266]
In this example, the properties of the halftone phase shift film are measured, and the difference between the average value of the transmittance of the phase shift film and the target transmittance value, the in-plane uniformity of the transmittance (from the target transmittance). Deviation), the difference between the average value of the phase difference and the target phase difference value, and the in-plane uniformity of the phase difference. As a result, the difference between the average transmittance value and the target transmittance value is −0.5%, the in-plane uniformity of the transmittance is 0.7% (3σ), and the target retardation value is the average value of the phase difference. The in-plane uniformity of the phase difference was 7 °.
[0267]
In this example, the area is 50000 nm in the defect inspection process. 2 An opaque foreign object was found. For this reason, the defect, in this example, the opaque foreign matter was corrected by the defect correcting device (ST. 12).
[0268]
Next, the area and transmittance of the corrected portion are measured (ST.13).
[0269]
When the area and transmittance were measured, the area of the corrected portion was 30000 nm. 2 The transmittance was 96%.
[0270]
Next, from the dimensional measurement results, an exposure margin 1 resulting from dimensional accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using this halftone phase shift mask is obtained (ST.4).
[0271]
In this example, the exposure margin 1A resulting from the difference between the average value of the dimension and the target dimension value and the exposure margin 1B resulting from the in-plane uniformity of the dimension were obtained from the dimensional accuracy. Then, assuming that the exposure margin was 1A, the degree of deterioration from the exposure margin of the complete mask was calculated. The exposure conditions used for this calculation are exposure conditions when the mask is actually used, for example, ArF stepper, NA = 0.55, σ = 0.75, and annular zone shielding rate 2/3.
[0272]
As a result of the calculation, the exposure margin 1A is 3% from the exposure margin of the complete mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm, and the exposure margin of the halftone phase shift mask is 3%. .2% deterioration.
[0273]
Similarly, when the pattern tolerance is within 10% and the focus margin is secured to 0.4 μm, the exposure margin of the halftone phase shift mask is 1.3% from the exposure margin of the complete mask. % Deterioration.
[0274]
Further, from the drawing position measurement result, an exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using the halftone phase shift mask is obtained (ST. 5).
[0275]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 2 is a complete exposure dose margin of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. It deteriorated by 2.6% from the exposure tolerance of the mask.
[0276]
Further, from the measurement results of the properties of the phase shift film, the exposure margin 3 resulting from the properties of the phase shift film when a pattern is transferred onto the wafer using the halftone phase shift mask is obtained (ST.9). ).
[0277]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 3 is a complete exposure amount margin of the halftone phase shift mask when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. It deteriorated by 2.1% from the exposure dose tolerance of the mask.
[0278]
Further, an exposure margin 5 resulting from defect correction is obtained (ST.14).
[0279]
As a result of calculation under the same conditions as exposure margin 1, exposure margin 5 resulting from defect correction is the exposure of the halftone phase shift mask when the pattern margin is within 10% and the focus margin is 0.4 μm. The amount tolerance deteriorated by 1.5% from the exposure amount tolerance of the complete mask.
[0280]
Next, from the exposure margins 1A, 1B, the exposure margin 2, the exposure margin 3, and the exposure margin 5, the exposure margin when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST.6). ).
[0281]
In this example, the total deterioration degree was calculated from the exposure margins 1A and 1B, the exposure margin 2, the exposure margin 3 and the exposure margin 5 as the exposure margin of the formed halftone phase shift mask. .
[0282]
As a result of calculation, when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.4 μm, the exposure tolerance of the halftone phase shift mask is deteriorated by 7.6% from the exposure tolerance of the complete mask. Met.
[0283]
Moreover, the exposure margin of the complete mask was 9.6% as the exposure margin when the pattern margin was within 10% and the focus margin was 0.4 μm as a result of calculation.
From this, the exposure margin of the halftone phase shift mask was determined to be 2.0% as the exposure margin when the focus margin was secured to 0.4 μm.
[0284]
Next, it is determined whether or not the exposure latitude of the mask satisfies the standard (ST. 7).
[0285]
In the case of this example, the reference desired exposure latitude is 4% or more as the exposure tolerance when the focus tolerance is 0.4 μm.
[0286]
The exposure tolerance of the formed halftone phase shift mask is ST. As found in FIG. 6, it is 2.0%, and as shown in FIG. 25, this halftone phase shift mask does not satisfy the standard. Therefore, this halftone phase shift mask was determined to be a defective product.
[0287]
However, a customer who uses this halftone type phase shift mask has a process control condition when using this mask, for example, the number of times of managing the exposure amount of the exposure apparatus used in the process of transferring the pattern from this mask to the wafer, etc. Tightening is performed such that the number of times is once every two lots, for each lot (ST.15).
[0288]
By stricting the process management conditions such as the number of times of exposure amount management as described above, the required exposure amount may be 2% as shown in FIG.
[0289]
Therefore, this halftone type phase shift mask satisfies the standard by tightening the customer's process control conditions, and was judged to be a non-defective product (ST.16).
[0290]
(Eleventh embodiment)
FIG. 27 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the eleventh embodiment of the present invention, and FIG. 28 is a diagram showing the relationship between the focus latitude and the exposure dose latitude.
[0291]
First, as shown in FIG. 27, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0292]
In this example, a 0.60 μm L / S pattern was drawn and developed on a Cr mask blank coated with a positive chemically amplified resist to form a resist pattern. Next, the Cr film was etched using this resist pattern as an etching mask to form a Cr pattern (mask pattern).
[0293]
Next, the dimension of the mask pattern is measured (ST.2).
[0294]
Further, the drawing position of the mask pattern is measured (ST.3).
[0295]
Further, in this example, the formed Cr mask is inspected for defects (ST. 10).
In this example, as a dimension measurement item, the difference between the average value of the Cr pattern dimension and the target dimension, and the in-plane uniformity of the Cr pattern dimension were obtained. As a result, the difference between the average value and the target dimension was 10 nm, and the in-plane uniformity was 25 nm (3σ).
[0296]
Further, in this example, the average value of the positional deviation of the Cr pattern and the variation of the positional deviation were obtained as the drawing position measurement items. As a result, the average value of misalignment was 5 nm and the variation in misalignment was 10 nm (3σ).
[0297]
In this example, in the defect inspection, the area is 100 nm. 2 An opaque foreign object was found.
[0298]
Next, from the dimensional measurement result, an exposure margin 1 resulting from dimensional accuracy when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST. 4).
[0299]
In this example, the exposure margin due to the dimensional accuracy is assumed to be 1, and the degree of deterioration from the exposure margin of the complete mask is calculated.
[0300]
The exposure conditions used for this calculation are the exposure conditions that actually use the mask, KrF stepper, NA = 0.68, σ = 0.75, and annular zone shielding ratio 2/3.
[0301]
As a result of the calculation, the exposure tolerance 1 of the Cr mask is 9% from the exposure tolerance of the complete mask when the pattern tolerance is within 10% and the focus tolerance is 0.5 μm. .4% deterioration.
[0302]
Further, from the drawing position measurement result, an exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy when the pattern is transferred onto the wafer using the mask is obtained (ST. 5).
[0303]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy is the exposure tolerance of the Cr mask when the pattern margin is within 10% and the focus margin is 0.5 μm. Was 2.6% lower than the exposure tolerance of the complete mask.
[0304]
Further, an exposure margin 4 resulting from the defect is obtained (ST. 11).
[0305]
As a result of calculation under the same conditions as the exposure margin 1, the exposure margin 4 resulting from the defect is that the exposure tolerance of the Cr mask is complete when the pattern dimension variation is within 10% and the focus margin is 0.5 μm. The exposure amount tolerance of the mask deteriorated by 1%.
[0306]
Next, from the exposure margin 1, the exposure margin 2, and the exposure margin 4, the exposure margin when a pattern is transferred onto the wafer using this mask is obtained (ST. 6).
[0307]
In this example, the total deterioration degree was calculated from the three deterioration degrees obtained as the exposure margin 1, the exposure margin 2, and the exposure margin 4 as the exposure margin of the formed Cr mask.
[0308]
As a result of the calculation, the exposure tolerance of the formed Cr mask is such that when the pattern dimension variation is within 10% and the focus tolerance is 0.5 μm, the exposure tolerance of the Cr mask is determined from the exposure tolerance of the complete mask. It deteriorated by 11.0%.
[0309]
Further, as a result of calculation, the exposure tolerance of the complete mask was 15% as the exposure tolerance when the pattern tolerance was within 10% and the focus tolerance was secured to 0.5 μm.
From this, it was determined that the exposure tolerance of the Cr mask can be obtained as 4% as the exposure tolerance when the focus tolerance is secured to 0.5 μm.
[0310]
Next, it is determined whether or not the exposure latitude of the mask satisfies the standard (ST. 7).
[0311]
In the case of this example, the reference desired exposure latitude is 5% or more as the exposure tolerance when the focus tolerance is secured to 0.5 μm.
[0312]
The exposure tolerance of the formed Cr mask is ST. As obtained in FIG. 6, it is 4.3%, and this Cr mask does not satisfy the standard as shown in FIG. Therefore, this Cr mask was determined to be a defective product.
[0313]
However, the part of the device corresponding to the defective part is cut by using, for example, a redundancy technique used in the field of semiconductor memory, and the part does not function as a device (ST. 17).
[0314]
As a result, the defect was not a problem with this Cr mask.
[0315]
Then, a pattern is transferred onto the wafer using this mask from the exposure margin 1 caused by dimensional accuracy and the exposure margin 2 caused by the drawing position accuracy, except for the exposure margin 4 caused by defects. Is again obtained (ST.18).
[0316]
As a result, it was determined that the exposure tolerance of the Cr mask can be obtained as an exposure tolerance of 5% when a focus tolerance of 0.5 μm is secured.
[0317]
Therefore, this Cr mask satisfies the standard by setting the part of the device corresponding to the defective part as a part that does not function as a device, and was judged to be a good product (ST. 19).
[0318]
(Twelfth embodiment)
FIG. 29 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 31 is a diagram showing the relationship between focus latitude and exposure tolerance.
[0319]
First, as shown in FIG. 29, a mask pattern is formed on a mask blank (ST. 1).
[0320]
In this example, a rectangular figure of W = 520 nm, L = 480 nm, WPitch = 2080 nm, LPitch = 4800 nm as shown in FIG. 30 is drawn and processed on a halftone mask blank coated with a positive chemically amplified resist. Formed.
[0321]
Next, when the X direction of the formed pattern dimension was measured at the “L” portion, the in-plane uniformity in the X direction was 10 nm, and the difference between the average value of the dimension and the desired value was −10 nm. . Similarly, when the Y direction was measured at the “W” portion, the in-plane uniformity in the Y direction was 10 nm, and the difference between the average value of dimensions and the desired value was −10 nm (ST. 2).
[0322]
The in-plane uniformity of the transmittance of the phase shift film is 1.5% (range), the deviation of the average transmittance from the desired transmittance is -0.5%, and the in-plane uniformity of the phase difference is 1. 0.5 ° (range), and the deviation of the average value from the desired phase difference was 3 ° (ST. 8).
[0323]
Further, it was measured that the connecting error between unit drawing areas was 2.5 nm at the drawing connecting error occurrence position (ST.3).
[0324]
From these data, an exposure margin was calculated when the mask was exposed to a wafer under the conditions of NA = 0.68, σ = 0.75, and annular zone shielding ratio 2/3 using a KrF stepper. Pattern dimension variation When the focus margin is 0.4 μm within 15 nm on the X direction wafer and within 15 nm on the Y direction wafer, the exposure tolerance when using a complete mask with no deviation from the target The degree of deterioration is 7.75% due to in-plane uniformity, 0.28% due to the difference from the average value of the desired dimension, and the difference from the desired value of the average value of the HT phase difference. Due to the difference of 0.05% due to the uniformity of the phase difference, 0.13% due to the difference between the average value of the HT transmittance and the desired value of 0.19%, the uniformity of the transmittance It was demanded that deterioration was 2.88% due to the property, 0.71% due to the positional accuracy, and 8.83% as a total from the complete mask. In addition, it was calculated by calculation that the desired exposure margin when using a complete mask is 12.84% when the focus margin is 0.4 μm. From these facts, the exposure margin when the mask is used was determined to be 4.1% when the focus margin is 0.4 μm (ST. ST.6, ST.9).
[0325]
In the process of transferring the pattern to the wafer using this mask, the exposure tolerance when the focus tolerance is 0.4 μm is required to be 4%, so this mask clears it. Therefore, it was shipped as acceptable (ST.7).
[0326]
As mentioned above, although this invention was demonstrated by 1st-12th embodiment, this invention is not limited to each of these embodiment, In the implementation, it changes variously in the range which does not deviate from the summary of invention. It is possible.
[0327]
For example, in the above-described embodiment, the desired exposure latitude is not limited to the values shown in the embodiment, but may be changed as appropriate depending on the ease of manufacturing the device and the characteristics of the resist.
[0328]
In addition, for example, in the calculation for estimating the exposure margin, the exposure margin may be obtained purely from the optical image, but from the calculation including the characteristics of the resist and the characteristics of the etching process which is the subsequent process. It goes without saying that more accurate judgment can be made by obtaining the exposure margin.
[0329]
As for the pattern for which the exposure margin is obtained, it is desirable to estimate a pattern that seems to have the smallest exposure margin. Any part of the device may be selected as long as the exposure margin is considered to be the smallest. For example, taking a semiconductor memory as an example, it is of course possible to estimate a pattern that seems to have the smallest exposure margin not only from a cell pattern but also from a core circuit portion or the like.
[0330]
Also, in the case of a phase shift mask, when it is difficult to measure the phase and transmittance of the phase shift film, the specifications of phase and transmittance are included in the calculation of exposure tolerance, and only the pattern dimension value is actually used. It is also possible to calculate using the measured value of the mask.
[0331]
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0332]
In addition, each of the above embodiments can be carried out independently, but can be carried out in combination as appropriate.
[0333]
Further, the above embodiments include inventions at various stages, and the inventions at various stages can be extracted by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments.
[0334]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a photomask that can improve the yield and has high accuracy of pass / fail judgment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are plan views showing Cr mask blanks, respectively. FIGS.
FIG. 3A and FIG. 3B are diagrams each showing a dimension measuring method.
FIG. 4 is a diagram showing a drawing position measuring method.
FIG. 5 is a view showing a relationship between a focus tolerance and an exposure tolerance according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a view showing a relationship between a focus tolerance and an exposure tolerance according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows a process ST. FIG.
FIG. 10 shows a process ST. FIG.
FIG. 11 is a view showing a relationship between a focus tolerance and an exposure tolerance according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a view showing a relationship between a focus tolerance and an exposure tolerance according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the fifth embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a view showing a relationship between a focus tolerance and an exposure tolerance according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the sixth embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a view showing a relationship between a focus latitude and an exposure latitude according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the seventh embodiment of the present invention;
FIG. 19 is a view showing the relationship between focus latitude and exposure tolerance according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the eighth embodiment of the present invention;
FIG. 21 is a view showing a relationship between a focus latitude and an exposure latitude according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the ninth embodiment of the present invention;
FIG. 23 is a view showing a relationship between a focus tolerance and an exposure tolerance according to the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the tenth embodiment of the invention.
FIG. 25 is a view showing the relationship between the focus latitude and the exposure tolerance according to the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a view showing the relationship between the focus latitude and the exposure tolerance after strict process control conditions according to the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the eleventh embodiment of the present invention;
FIG. 28 is a view showing a relationship between a focus latitude and an exposure latitude according to the eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a flowchart showing a photomask manufacturing method according to the twelfth embodiment of the present invention;
FIG. 30 is a plan view showing HT mask blanks.
FIG. 31 is a view showing the relationship between focus latitude and exposure latitude according to the twelfth embodiment of the present invention;
FIG. 32 is a diagram showing an example of specification values of a halftone phase shift mask.
FIG. 33 is a diagram showing an example of measurement results of a halftone phase shift mask.
[Explanation of symbols]
10 ... Dimension measurement point
11 ... Mark for position measurement
12: Drawing position

Claims (24)

フォトマスクの製造方法において、フォトマスク上にパターンを形成した後、このパターンの寸法を測定する工程と、
前記パターンの描画位置を測定する工程と、
前記パターンの寸法測定結果から、前記フォトマスクを使用した場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める工程と、
前記パターンの描画位置測定結果から、前記フォトマスクを使用した場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める工程と、
前記寸法精度に起因する露光裕度1及び前記描画位置精度に起因する露光裕度2から、前記フォトマスクを使用した場合の露光裕度を求める工程と、
前記求められた露光裕度が所望の露光裕度を満たしているか否かで、前記フォトマスクの合否を判断する工程と
を具備することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
In the photomask manufacturing method, after forming a pattern on the photomask, a step of measuring the dimension of the pattern;
Measuring the drawing position of the pattern;
From the dimensional measurement result of the pattern, a step of obtaining an exposure margin 1 due to dimensional accuracy when the photomask is used;
From the drawing position measurement result of the pattern, a step of obtaining an exposure margin 2 due to the drawing position accuracy when using the photomask;
Obtaining an exposure margin when the photomask is used from an exposure margin 1 resulting from the dimensional accuracy and an exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy;
And a step of judging whether or not the photomask is acceptable depending on whether or not the obtained exposure tolerance satisfies a desired exposure tolerance.
フォトマスクの製造方法において、フォトマスク上に位相シフト膜を含むパターンを形成した後、このパターンの寸法を測定する工程と、
前記パターンの描画位置を測定する工程と、
前記位相シフト膜の性質を測定する工程と、
前記パターンの寸法測定結果から、前記フォトマスクを使用した場合の、寸法精度に起因する露光裕度1を求める工程と、
前記パターンの描画位置測定結果から、前記フォトマスクを使用した場合の、描画位置精度に起因する露光裕度2を求める工程と、
前記位相シフト膜の性質測定結果から、前記フォトマスクを使用した場合の、位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3を求める工程と、
前記寸法精度に起因する露光裕度1、前記描画位置精度に起因する露光裕度2、及び前記位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3から、前記フォトマスクを使用した場合の露光裕度を求める工程と、
前記求められた露光裕度が所望の露光裕度を満たしているか否かで、前記フォトマスクの合否を判断する工程と
を具備することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
In the photomask manufacturing method, after forming a pattern including a phase shift film on the photomask, measuring the dimension of the pattern;
Measuring the drawing position of the pattern;
Measuring the properties of the phase shift film;
From the dimensional measurement result of the pattern, a step of obtaining an exposure margin 1 due to dimensional accuracy when the photomask is used;
From the drawing position measurement result of the pattern, a step of obtaining an exposure margin 2 due to the drawing position accuracy when using the photomask;
From the property measurement result of the phase shift film, a step of obtaining an exposure margin 3 due to the property of the phase shift film when using the photomask;
From the exposure margin 1 due to the dimensional accuracy, the exposure margin 2 due to the drawing position accuracy, and the exposure margin 3 due to the nature of the phase shift film, the exposure margin when the photomask is used. The process of seeking
And a step of judging whether or not the photomask is acceptable depending on whether or not the obtained exposure tolerance satisfies a desired exposure tolerance.
前記パターンが所望の形状に形成されているか否かを検査し、所望の形状に形成されていない部分を欠陥として検出する工程と、
前記検出された欠陥部分の大きさを測定する工程と、
前記検出された欠陥部分の透過率を測定する工程と、
前記欠陥部分の大きさ及び透過率測定結果から、前記欠陥部分を含むフォトマスクを使用した場合の、欠陥部分に起因する露光裕度4を求める工程と、をさらに具備し、
前記露光裕度は、前記寸法精度に起因する露光裕度1、前記描画位置精度に起因する露光裕度2、及び前記欠陥部分に起因する露光裕度4から求めら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製造方法。
Inspecting whether or not the pattern is formed in a desired shape, and detecting a portion that is not formed in the desired shape as a defect;
Measuring the size of the detected defect portion;
Measuring the transmittance of the detected defect portion;
A step of obtaining an exposure margin 4 resulting from the defective portion when using a photomask including the defective portion from the size and transmittance measurement result of the defective portion,
The exposure margin is obtained from an exposure margin of 1 caused by the dimensional accuracy, an exposure margin of 2 caused by the drawing position accuracy, and an exposure margin of 4 caused by the defect portion. 2. A method for producing a photomask according to 1.
前記パターンが所望の形状に形成されているか否かを検査し、所望の形状に形成されていない部分を欠陥として検出する工程と、
前記検出された欠陥部分の大きさを測定する工程と、
前記検出された欠陥部分の透過率を測定する工程と、
前記欠陥部分の大きさ及び透過率測定結果から、前記欠陥部分を含むフォトマスクを使用した場合の、欠陥部分に起因する露光裕度4を求める工程と、をさらに具備し、
前記露光裕度は、前記寸法精度に起因する露光裕度1、前記描画位置精度に起因する露光裕度2、前記位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3、及び前記欠陥部分に起因する露光裕度4から求められることを特徴とする請求項2に記載のフォトマスクの製造方法。
Inspecting whether or not the pattern is formed in a desired shape, and detecting a portion that is not formed in the desired shape as a defect;
Measuring the size of the detected defect portion;
Measuring the transmittance of the detected defect portion;
A step of obtaining an exposure margin 4 resulting from the defective portion when using a photomask including the defective portion from the size and transmittance measurement result of the defective portion,
The exposure margin is caused by the exposure margin 1 caused by the dimensional accuracy, the exposure margin 2 caused by the drawing position accuracy, the exposure margin 3 caused by the property of the phase shift film, and the defect portion. The method for producing a photomask according to claim 2, wherein the photomask is obtained from an exposure margin of 4.
前記パターンが所望の形状に形成されているか否かを検査し、所望の形状に形成されていない部分を欠陥として検出する工程と、
前記検出された欠陥部分を修正する工程と、
前記修正部分の大きさを測定する工程と、
前記修正部分の透過率を測定する工程と、
前記修正部分の大きさ及び透過率測定結果から、前記修正部分を含むフォトマスクを使用した場合の、修正部分に起因する露光裕度5を求める工程と、をさらに具備し、
前記露光裕度は、前記寸法精度に起因する露光裕度1、前記描画位置精度に起因する露光裕度2、及び前記修正部分に起因する露光裕度5から求めら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製造方法。
Inspecting whether or not the pattern is formed in a desired shape, and detecting a portion that is not formed in the desired shape as a defect;
Correcting the detected defect portion;
Measuring the size of the correction portion;
Measuring the transmittance of the modified portion;
A step of obtaining an exposure margin 5 caused by the corrected portion when using a photomask including the corrected portion from the size and transmittance measurement result of the corrected portion; and
The exposure margin is obtained from an exposure margin of 1 caused by the dimensional accuracy, an exposure margin of 2 caused by the drawing position accuracy, and an exposure margin of 5 caused by the correction portion. 2. A method for producing a photomask according to 1.
前記パターンが所望の形状に形成されているか否かを検査し、所望の形状に形成されていない部分を欠陥として検出する工程と、
前記検出された欠陥部分を修正する工程と、
前記修正部分の大きさを測定する工程と、
前記修正部分の透過率を測定する工程と、
前記修正部分の大きさ及び透過率測定結果から、前記修正部分を含むフォトマスクを使用した場合の、修正部分に起因する露光裕度5を求める工程と、をさらに具備し、
前記露光裕度は、前記寸法精度に起因する露光裕度1、前記描画位置精度に起因する露光裕度2、前記位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3、及び前記修正部分に起因する露光裕度5から求められることを特徴とする請求項2に記載のフォトマスクの製造方法。
Inspecting whether or not the pattern is formed in a desired shape, and detecting a portion that is not formed in the desired shape as a defect;
Correcting the detected defect portion;
Measuring the size of the correction portion;
Measuring the transmittance of the modified portion;
A step of obtaining an exposure margin 5 caused by the corrected portion when using a photomask including the corrected portion from the size and transmittance measurement result of the corrected portion; and
The exposure margin is caused by the exposure margin 1 due to the dimensional accuracy, the exposure margin 2 due to the drawing position accuracy, the exposure margin 3 due to the property of the phase shift film, and the correction portion. The method for producing a photomask according to claim 2, wherein the photomask is obtained from an exposure margin of 5.
前記欠陥部分の大きさは、この欠陥部分の面積で規定されることを特徴とする請求項3及び請求項4いずれかに記載のフォトマスクの製造方法。5. The method of manufacturing a photomask according to claim 3, wherein the size of the defect portion is defined by the area of the defect portion. 前記欠陥部分の大きさは、この欠陥部分のX方向の寸法と、前記X方向に直交するY方向の寸法とで規定されることを特徴とする請求項3及び請求項4いずれかに記載のフォトマスクの製造方法。5. The size of the defect portion is defined by a dimension in the X direction of the defect portion and a dimension in the Y direction orthogonal to the X direction. 6. Photomask manufacturing method. 前記修正部分の大きさは、この修正部分の面積で規定されることを特徴とする請求項5及び請求項6いずれかに記載のフォトマスクの製造方法。7. The method of manufacturing a photomask according to claim 5, wherein a size of the correction portion is defined by an area of the correction portion. 前記修正部分の大きさは、この修正部分のX方向の寸法と、前記X方向に直交するY方向の寸法とで規定されることを特徴とする請求項5及び請求項6いずれかに記載のフォトマスクの製造方法。The magnitude | size of the said correction part is prescribed | regulated by the dimension of the X direction of this correction part, and the dimension of the Y direction orthogonal to the said X direction, The Claim 5 and Claim 6 characterized by the above-mentioned. Photomask manufacturing method. 前記位相シフト膜の性質を測定する工程は、
前記位相シフト膜の位相を測定する工程を含み、
前記位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3は、前記位相から求められることを特徴とする請求項2、請求項4及び請求項6いずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。
The step of measuring the properties of the phase shift film includes:
Measuring the phase of the phase shift film,
The photomask manufacturing method according to claim 2, wherein the exposure margin 3 resulting from the properties of the phase shift film is obtained from the phase.
前記位相シフト膜の位相を測定する工程は、
前記位相の平均値を求める工程と、
前記位相のばらつきを求める工程とを含み、
前記位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3を求める工程は、
前記位相の平均値から、前記フォトマスクを使用した場合の、位相の平均値に起因する露光裕度Eを求める工程と、
前記位相のばらつきから、前記フォトマスクを使用した場合の、位相のばらつきに起因する露光裕度Fを求める工程とを含むことを特徴とする請求項11に記載のフォトマスクの製造方法。
The step of measuring the phase of the phase shift film,
Obtaining an average value of the phases;
Determining the phase variation,
The step of obtaining the exposure margin 3 resulting from the properties of the phase shift film is
A step of obtaining an exposure margin E resulting from the average value of the phase when the photomask is used from the average value of the phase;
The method of manufacturing a photomask according to claim 11, further comprising: determining an exposure margin F caused by the phase variation when the photomask is used from the phase variation.
前記位相シフト膜の性質を測定する工程は、
前記位相シフト膜の位相を測定する工程と、
前記位相シフト膜の透過率を測定する工程とを含み、
前記位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3は、前記位相差及び前記透過率から求められることを特徴とする請求項2、請求項4及び請求項6いずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。
The step of measuring the properties of the phase shift film includes:
Measuring the phase of the phase shift film;
Measuring the transmittance of the phase shift film,
The photomask according to any one of claims 2, 4, and 6, wherein an exposure margin 3 resulting from the properties of the phase shift film is obtained from the phase difference and the transmittance. Manufacturing method.
前記位相シフト膜の位相を測定する工程は、
前記位相の平均値を求める工程と、
前記位相のばらつきを求める工程とを含み、
前記位相シフト膜の透過率を測定する工程は、
前記透過率の平均値を求める工程と、
前記透過率のばらつきを求める工程とを含み、
前記位相シフト膜の性質に起因する露光裕度3を求める工程は、
前記位相の平均値から、前記フォトマスクを使用した場合の、位相の平均値に起因する露光裕度Eを求める工程と、
前記位相のばらつきから、前記フォトマスクを使用した場合の、位相のばらつきに起因する露光裕度Fを求める工程と、
前記透過率の平均値から、前記フォトマスクを使用した場合の、透過率の平均値に起因する露光裕度Gを求める工程と、
前記透過率のばらつきから、前記フォトマスクを使用した場合の、透過率のばらつきに起因する露光裕度Hを求める工程とを含むことを特徴とする請求項13に記載のフォトマスクの製造方法。
The step of measuring the phase of the phase shift film,
Obtaining an average value of the phases;
Determining the phase variation,
The step of measuring the transmittance of the phase shift film,
Obtaining an average value of the transmittance;
Obtaining a variation in the transmittance,
The step of obtaining the exposure margin 3 resulting from the properties of the phase shift film is
A step of obtaining an exposure margin E resulting from the average value of the phase when the photomask is used from the average value of the phase;
A step of obtaining an exposure margin F caused by the phase variation when the photomask is used from the phase variation;
Obtaining an exposure margin G resulting from the average value of transmittance when the photomask is used from the average value of the transmittance; and
The method of manufacturing a photomask according to claim 13 , further comprising: determining an exposure margin H resulting from the variation in transmittance when the photomask is used from the variation in transmittance.
前記パターンの寸法を測定する工程は、
前記パターンの平均寸法を求める工程と、
前記パターンの寸法の面内均一性を求める工程とを含み、
前記寸法精度に起因する露光裕度1を求める工程は、
前記平均寸法から、前記フォトマスクを使用した場合の、平均寸法に起因する露光裕度Aを求める工程と、
前記面内均一性から、前記フォトマスクを使用した場合の、面内均一性に起因する露光裕度Bを求める工程とを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。
The step of measuring the dimension of the pattern includes:
Obtaining an average dimension of the pattern;
And determining the in-plane uniformity of the dimension of the pattern,
The step of obtaining the exposure margin 1 due to the dimensional accuracy is as follows:
A step of obtaining an exposure margin A resulting from the average dimension when the photomask is used from the average dimension;
The method of claim 1, further comprising: determining an exposure margin B resulting from in-plane uniformity when the photomask is used from the in-plane uniformity. The manufacturing method of the photomask as described.
前記パターンの描画位置を測定する工程は、
前記パターンの描画位置の位置ずれの平均値を求める工程と、
前記パターンの描画位置の位置ずれのばらつきを求める工程とを含み、
前記描画位置精度に起因する露光裕度2は、前記位置ずれの平均値、及び前記ばらつきから求められることを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
The step of measuring the drawing position of the pattern includes:
Obtaining an average value of positional deviation of the drawing position of the pattern;
Obtaining a variation in displacement of the drawing position of the pattern,
The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy is obtained from an average value of the positional deviation and the variation.
前記パターンの寸法を測定する工程は、
前記パターンのX方向の平均寸法を求める工程と、
前記パターンのY方向の平均寸法を求める工程とを含み、
前記寸法精度に起因する露光裕度1を求める工程は、
前記X方向の平均寸法から、前記フォトマスクを使用した場合の、X方向の平均寸法に起因する露光裕度Cを求める工程と、
前記Y方向の平均寸法から、前記フォトマスクを使用した場合の、Y方向の平均寸法に起因する露光裕度Dを求める工程とを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。
The step of measuring the dimension of the pattern includes:
Obtaining an average dimension in the X direction of the pattern;
Obtaining an average dimension in the Y direction of the pattern,
The step of obtaining the exposure margin 1 due to the dimensional accuracy is as follows:
Obtaining an exposure margin C resulting from the average dimension in the X direction when the photomask is used from the average dimension in the X direction;
7. A step of obtaining an exposure margin D resulting from the average dimension in the Y direction when the photomask is used from the average dimension in the Y direction. The manufacturing method of the photomask of claim | item.
前記パターンの描画位置を測定する工程は、
前記パターンを形成する時に発生する単位描画領域どうしのつなぎ誤差を求める工程、前記フォトマスク全体の伸縮成分を求める工程、前記フォトマスク全体の直交ずれ成分を求める工程、前記フォトマスク全体の局所位置ずれ量を求める工程の少なくともいずれか一つの工程を含み、
前記描画位置精度に起因する露光裕度2は、前記つなぎ誤差、前記伸縮成分、前記直交ずれ成分、及び前記局所位置ずれ量の少なくともいずれか一つから求められることを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。
The step of measuring the drawing position of the pattern includes:
A step of obtaining a connecting error between unit drawing regions generated when forming the pattern, a step of obtaining an expansion / contraction component of the entire photomask, a step of obtaining an orthogonal deviation component of the entire photomask, and a local positional deviation of the entire photomask. Including at least one of the steps of determining the quantity,
The exposure margin 2 resulting from the drawing position accuracy is obtained from at least one of the splicing error, the expansion / contraction component, the orthogonal deviation component, and the local positional deviation amount. The manufacturing method of the photomask as described in any one of Claims 6.
前記露光裕度は、前記フォトマスクからウェハにパターンを転写する工程における、フォーカス裕度と露光量裕度とで規定されることを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。The said exposure tolerance is prescribed | regulated by the focus tolerance and the exposure tolerance in the process of transferring a pattern from the said photomask to a wafer, The Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Photomask manufacturing method. 前記フォトマスクの合否判断の結果、所望の露光裕度を満たしていないと判断されたフォトマスクに対し、このフォトマスクの使用者が、このフォトマスクからウェハにパターンを転写する工程の工程管理条件を含んで、フォトマスクの合否を再度判断する工程を、さらに具備することを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。As a result of the pass / fail judgment of the photomask, for the photomask that is determined not to satisfy the desired exposure tolerance, the process control condition of the process of transferring the pattern from the photomask to the wafer by the user of the photomask The method of manufacturing a photomask according to any one of claims 1 to 6, further comprising a step of determining whether the photomask is acceptable or not again. 前記工程管理条件は、前記フォトマスクからウェハにパターンを転写する工程に用いられる装置を指定する項目を含むことを特徴とする請求項20に記載のフォトマスクの製造方法。21. The method of manufacturing a photomask according to claim 20, wherein the process management condition includes an item for designating an apparatus used in a process of transferring a pattern from the photomask to a wafer. 前記工程管理条件は、前記フォトマスクからウェハにパターンを転写する工程における露光量管理の回数を増加させる項目を含むことを特徴とする請求項20に記載のフォトマスクの製造方法。21. The photomask manufacturing method according to claim 20, wherein the process management condition includes an item for increasing the number of times of exposure amount management in a process of transferring a pattern from the photomask to a wafer. 前記フォトマスクの合否判断の結果、所望の露光裕度を満たしていないと判断されたフォトマスクに対し、このフォトマスクの使用者が、デバイス各部の機能に応じてフォトマスクの合否を再度判断する工程を、さらに具備することを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。As a result of the pass / fail determination of the photomask, the user of the photomask determines again the pass / fail of the photomask according to the function of each part of the device for the photomask that is determined not to satisfy the desired exposure margin. The method of manufacturing a photomask according to claim 1, further comprising a step. 前記デバイス各部の機能に応じてフォトマスクの合否を再度判断する工程は、このフォトマスクの、所望の露光裕度を満たしていない部分が局所的であったとき、この局所的な部分に対応するデバイスの部分を、使用者がデバイスとして機能させないようにする工程を含むことを特徴とする請求項23に記載のフォトマスクの製造方法。The step of re-judging the pass / fail of the photomask according to the function of each part of the device corresponds to the local portion when the portion of the photomask that does not satisfy the desired exposure margin is local. the portion of the device, a manufacturing method of a photomask according to claim 23, the user, characterized in that it comprises a step so as not to function as a device.
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