JP4675854B2 - パターン評価方法と評価装置及びパターン評価プログラム - Google Patents

Description

本発明は、露光用マスクに形成されたマスクパターンを評価するためのパターン評価方法と評価装置に関する。また本発明は、マスクパターンの評価をコンピュータに実行させるためのパターン評価プログラムに関する。

大規模集積回路（ＬＳＩ）の製造においては、露光用マスクに形成されたパターンをフォトリソグラフィ技術でウェハに転写して製造する手法が一般的である。近年のパターンの微細化に伴い転写に用いる波長とパターン線幅がほとんど同じ大きさになり、所望のパターンをウェハ上に形成する難易度が急速に高まっている。これに対応するためフォトリソグラフィでは、光の位相効果を利用したり、近接パターンの影響による転写パターンへの変動を補正する近接効果補正（ＯＰＣ）などの工夫を行い、所望のパターンを得られるようにしている。

パターンの微細化や近接効果補正によるパターンの複雑化は、マスクパターンがフォトリソグラフィを経てウェハ上に形成されるパターンへ与える影響も大きくしている。例えば、マスクパターンの線幅が所望の値と異なる寸法誤差に加え、製作上の誤差から生じるマスクパターン形状の微小な差異も無視できないものになってきている。また、前述の近接効果補正によりパターンには細かな段差が多数付き単純な直線形状の部分は少なくなっているため、従来からの線幅を測定し管理することも難しくなってきている。

以上のような状況から実際に製作されたマスクパターンの画像をＳＥＭ（走査型二次電子顕微鏡）などにより取得し、その画像からパターン輪郭を抽出してリソグラフィ・シミュレーションを行い、所望のリソグラフィ裕度が得られるか否か、或いは予測されるウェハパターンが所定の範囲内の形状であるか否かでマスクパターンを評価する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題があった。即ち、マスクパターンを評価する際には、マスクパターンの画像からパターン輪郭を抽出し、該パターン輪郭からリソグラフィ・シミュレーションを行って予測ウェハパターンデータを得ると共に、設計データから所望ウェハパターンデータを得、これらの各データを比較する必要がある。このとき、予測ウェハパターンと所望ウェハパターンとの位置合わせが難しく、予測ウェハパターンと所望ウェハパターンとの正確な比較ができず、その結果として、パターン評価の精度が低下するという問題があった。

半導体デバイスを製作する上ではパターンの線幅だけではなくパターンが形成されている位置も重要である。例えば、配線層のパターンとコンタクトホール層のパターンの位置がずれていれば導通不良となってしまう。前述のマスクパターンの評価、測定においては予測ウェハパターンの位置も含めて正確に測定することが必要になるが、従来技術ではこれが実現できていないのが現状であった。
W.C. Wang et al."Mask pattern fidelity quantification method " SPIE Vol.5256(2003) p.p.266-275

このように従来のパターン評価方法においては、予測ウェハパターンと所望ウェハパターンとの位置合わせが難しく、予測ウェハパターンと所望ウェハパターンとの正確な比較ができないという問題があった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、予測ウェハパターンと所望ウェハパターンとの比較を位置も含めて正確に行うことができ、マスクパターンのより正確な評価を可能にするパターン評価方法及び評価装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、上記のパターン評価方法をコンピュータにより実行させるためのパターン評価プログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。

即ち、本発明の一態様は、露光用マスクに形成されたマスクパターンを評価するパターン評価方法であって、前記マスクパターンの評価すべき評価位置を指定する工程と、前記露光用マスクを製作するための設計データから、前記評価位置に対応するウェハ転写パターンの所望の形状を示す所望ウェハパターンデータを生成する工程と、前記評価位置に対応するマスクパターンの画像を取得する工程と、前記取得したマスクパターンの画像からマスクパターン輪郭データを生成する工程と、前記設計データから得られる前記評価位置に対応するマスクパターンデータと前記マスクパターン輪郭データとの位置オフセットを求める工程と、前記マスクパターン輪郭データからリソグラフィ・シミュレーションを行い、前記マスクパターンがウェハ上に転写された場合のウェハ転写パターンの形状を示す予測ウェハパターンデータを生成する工程と、前記位置オフセットに基づいて、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとの間の位置誤差を補正する工程と、前記位置誤差が補正された状態で、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとを比較する工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、露光用マスクに形成されたマスクパターンを評価するパターン評価装置であって、前記マスクパターンの評価すべき位置である評価位置を入力する手段と、前記評価位置に対応するウェハ転写パターンの所望の形状を示す所望ウェハパターンデータを入力する手段と、前記評価位置に対応するマスクパターンデータを入力する手段と、前記評価位置に対応するマスクパターンの画像を取得する手段と、前記取得したマスクパターンの画像からマスクパターン輪郭データを生成する手段と、前記マスクパターンデータと前記マスクパターン輪郭データとの位置オフセットを求める手段と、前記マスクパターン輪郭データからリソグラフィ・シミュレーションを行い、前記マスクパターンがウェハ上に転写された場合のウェハ転写パターンの形状を示す予測ウェハパターンデータを生成する手段と、前記位置オフセットに基づいて、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとの間の位置誤差を補正する手段と、前記位置誤差が補正された状態で、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとを比較する手段と、を具備してなることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、露光用マスクに形成されたマスクパターンを評価する方法をコンピュータに実行させるためのパターン評価プログラムであって、前記マスクパターンの評価すべき評価位置に対応するウェハ転写パターンの所望の形状を示す所望ウェハパターンデータを生成する手順と、前記評価位置に対応するマスクパターンの画像からマスクパターン輪郭データを生成する手順と、前記評価位置に対応するマスクパターンデータと前記マスクパターン輪郭データとの位置オフセットを演算する手順と、前記マスクパターン輪郭データからリソグラフィ・シミュレーションを行い、前記マスクパターンがウェハ上に転写された場合のウェハ転写パターンの形状を示す予測ウェハパターンデータを生成する手順と、前記位置オフセットに基づいて、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとの間の位置誤差を補正する手順と、前記位置誤差が補正された状態で、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとを比較する手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、予測ウェハパターンと所望ウェハパターンとの間の位置誤差を、マスクパターンデータとマスクパターン輪郭データとで求めた位置オフセットを用いて補正することにより、予測ウェハパターンと所望ウェハパターンとの比較を位置も含めて正確に行うことができ、これによりマスクパターンの評価を精度良く行うことが可能となる。

（参考例）
発明の実施形態を説明する前に、本発明の参考例として、従来技術から推定されるパターン評価方法について、図４のフローチャート及び図５のパターン図を基に説明する。

まずは、準備段階として、ＬＳＩの設計データ１からＯＰＣ処理やマスク製作過程での変換差などの処理を得てマスクデータ２を生成し、それに基づいて露光用マスク４を製作する。また、ＬＳＩの設計データ１からリソグラフィ設計に基づく処理を経て所望のウェハパターンデータ１５を生成する。さらに、パターン評価を行う場所を選定し、測定位置データ６として準備する。

次に、測定の段階として、露光用マスク４の測定位置データ６に基づく箇所を、二次電子走査顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて検査し、ＳＥＭ画像の取得７を行う。得られた画像からパターン輪郭抽出８の処理を行ってマスクパターン輪郭データ９を生成する。そして、マスクパターン輪郭データ９を入力データとしてリソグラフィ・シミュレーション１０を行い、予測ウェハパターンデータ１１を得る。

最後に、比較・測定の工程を行うが、予測ウェハパターンデータ１１を生成する基となるマスクパターンの画像には、ＳＥＭ像取得７におけるＳＥＭ装置のステージ位置出しの誤差により、測定位置データ６の位置とはオフセットが生じている。そこで、位置オフセット測定及び位置誤差補正１９の工程により位置誤差の補正を行う。位置誤差の補正１９を行った後、予測ウェハパターンデータと所望ウェハパターンデータ１５との間の比較・差分測定１７を行い、その測定結果１８を出力する。

前述の位置オフセットの測定と位置誤差の補正について、図５を用いて更に説明する。この図はこれまでの処理の流れに併せて書いてある。図５（ａ）は、マスクパターンデータ２の測定対象パターンの例を示したものである。後述の位置誤差補正結果の説明のためＡ点の目印を付けてある。図５（ｂ）は、図５（ａ）のマスクパターンデータ２を基に実際に製作された露光用マスク上のパターンのＳＥＭ像からパターン輪郭（マスクパターン輪郭データ）９を得た結果である。少し左上に寄っているが、これはＳＥＭ装置のステージ位置誤差によるズレを示している。この図には後述の位置誤差補正結果の説明のための目印としてａ点を付けてある。また、説明の便宜上ハッチング処理を掛けているが実際の処理においては特に意味はない。

図５（ｃ）は、図５（ｂ）のマスクパターンデータ２を基にリソグラフィ・シミュレーションを行った結果として予測されたウェハ転写パターン（予測ウェハパターンデータ）１１を示している。マスクパターン輪郭データ９のａ点に対応するａ’点を付けてある。図５（ｄ）は、比較測定のもう一方の所望ウェハパターンデータ１５を示している。こちらには目印としてＡ’点を付けてある。これは、図５（ａ）のマスクパターンデータのＡ点に対応する位置である。

図５（ｅ）は、位置オフセット測定の様子を示したもので、図５（ｃ）の予測ウェハ転写パターン１１と図５（ｄ）の所望ウェハパターン１５とを単純に重ね合わせている。図５（ｂ）で説明したＳＥＭ像取得の際の位置誤差により、二つのデータの間には位置オフセットが生じている。Ａ’点とａ’点の位置の差がこれに当たる。

ここで留意しなければならないのは、二つのデータの間の形状が大きく違う点である。所望ウェハパターンデータ１５は矩形で表現された設計データから生成されているため、パターン角を丸めたりする処理を行ってもなお矩形性の高いパターンとなっている。しかし、ウェハ転写パターン１１は大きく変形し、丸まりや元のデータにある細かな段差も見出しにくい形状をしている。これは、パターンが微細化されている近年ではより顕著である。

図５（ｆ）は、位置誤差を補正した結果を示している。このような形状が異なるパターンであっても双方のパターンの重心を合わせるなど、様々な手法が提案され使用されている。しかし、形状の違いによる難度の高さから精度の向上が課題となっている。特に問題となるのは、この測定で求められている位置誤差の補正は、図５（ｂ）のＳＥＭ像取得の際の位置誤差を補正することであり、図５（ｅ）の二つのパターンの差が最小となるようにすることではない。

例えば、図５の例のように左右非対称なパターンであると、ウェハ転写パターンの右側と左側で変形量が異なる。この例のパターンでは右側の丸まりが大きく短くなるため、重心で位置誤差の補正を行った結果にはズレが生じる。図５（ｆ）のＡ’点に対しａ’点は前述の左右の変形量の違いにより右にずれていることが分かる。

半導体デバイスを製作する上ではパターンの線幅だけではなくパターンが形成されている位置も重要である。例えば、配線層のパターンとコンタクトホール層のパターンの位置がずれていれば導通不良となってしまう。前述のマスクパターンの評価、測定においては予測ウェハ転写パターンの位置も含めて正確に測定することが必要になるが、図４のパターン評価方法では実現できていない。

本発明は、このような問題を解決するために、図４のパターン評価方法を更に改良したものである。

（実施形態）
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係わるマスクパターンの評価方法を説明するためのフローチャートである。即ち、マスクパターンの画像からパターン輪郭を抽出しリソグラフィ・シミュレーションを行って予測されたウェハ転写パターンに対し、指定評価位置のパターン形状を所望のウェハパターンと比較・測定することでマスクパターンを評価しようとする場合の基本的な処理フローを示した図である。

まずは、マスクパターン評価方法を行うまでの準備に当たる部分を説明する。準備段階では、三つの処理が必要となる。

一つ目は、実際に露光用マスク４を製作する部分である。これは、ＬＳＩの設計データ１からＯＰＣ処理やマスク製作過程での変換差などの処理を得てマスクパターンデータ２を生成し、それに基づいてマスク製作３を行う部分である。このマスク製作３では、例えば電子ビーム描画装置を用い、透明基板上に遮光体膜を形成したマスク基板を用い、その上にレジストを塗布した状態でマスクパターンデータ２に基づきパターンを描画する。その後、現像処理してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクに遮光膜を選択エッチングすることにより、遮光体からなるマスクパターンを有する露光用マスク４を作製する。

二つ目は、ウェハパターンデータ作成１４の処理として、ＬＳＩの設計データ１からリソグラフィ設計に基づく各種変換処理を行って、所望のウェハ転写パターンの形状を示す所望ウェハパターンデータ１５を生成する部分である。

三つ目は、パターン評価を行う測定場所の選定５を行い、測定位置データ６として準備する部分である。測定箇所の選定は従来からリソグラフィ設計を行う際に使われる手法である。例えば、パターン線幅の細いところを幾何学的処理により抽出したり、ウェハ転写結果をリソグラフィ・シミュレーションで見積もったりした結果から線幅が規定値以下の細さになる箇所を抽出するなどの方法が用いられる。

次に、測定の段階となる。まずは作製された露光用マスク４の測定位置データ６に基づく箇所のＳＥＭ像取得７の工程である。画像取得の手段は光学像など様々なものがあるが、ここでは高解像性で優位な二次電子走査顕微鏡（ＳＥＭ）を例にあげている。得られた画像からパターン輪郭抽出８の処理を行ってマスクパターン輪郭データ９を生成する。更にマスクパターン輪郭データ９を入力データとしてリソグラフィ・シミュレーション１０を行い、マスクパターンがウェハ上に転写された場合のウェハパターン形状を示す予測ウェハパターンデータ１１を得る。このとき、より正確な予測をするために実際に転写される際の照明条件、レジストなどに関するパラメータを与えることが望ましい。

ここまでの処理フローは、参考例として示した図４の例と実質的に同じである。本実施形態は、次に説明する比較・測定において位置も含めた正確な測定を実現することを実現するものであり、この後の処理が重要となる。

まず、前述のマスクパターンの画像からパターン輪郭抽出８の処理を行って得られるマスクパターン輪郭データ９と前述のマスクパターンデータ２との間で、位置オフセット測定１２を行う。ここで求められた位置オフセット値１３を記録しておく。

測定の段階となり、まず予測ウェハパターンデータ１１と所望ウェハパターンデータ１５の位置誤差の補正１６を行うが、ここでの補正は記録しておいた位置オフセット値１３を用いて行う。具体的には、所望ウェハパターンデータ及び予測ウェハパターンデータの少なくとも一方の点列の座標値にオフセットを加算する。

このとき、予測ウェハパターンデータ１１と所望ウェハパターンデータ１５との二つのデータで位置オフセットを求める必要はなく、単純にオフセットを掛けるだけでよい。これは、位置オフセット１３を求める際のマスクパターン輪郭データ９と予測ウェハパターンデータ１１との間はリソグラフィ・シミュレーションによる計算で求めたもの、所望ウェハパターンデータ１５とマスクデータ２との間は元の設計データ１からそれぞれ計算で求められたもので、どちらも位置誤差が生じないためである。

位置誤差の補正１６が行われた後、二つのデータ間の比較・測定１７が行われ、測定結果１８が出力される。比較・測定には指定箇所の線幅の差からリソグラフィ裕度の差を求めたり、所望ウェハパターンデータ１５が一定の範囲で示されている場合には、予測ウェハパターンデータ１１がその間に入っているか否かで合否を判定したりするなどがある。

前述の位置オフセットの測定と位置誤差の補正について、図２を用いて更に説明する。この図はこれまでの処理の流れに併せて書いてある。図２（ａ）は、設計データ１から得られるマスクパターンデータ２の測定対象パターンの例を示したものである。後述の位置誤差補正結果の説明のため、Ａ点の目印を付けてある。図２（ｂ）は、図２（ａ）のマスクパターンデータ２から実際に製作された露光用マスク上のパターンのＳＥＭ像からパターン輪郭を得た結果（マスクパターン輪郭データ）９である。少し左上に寄っているが、これはＳＥＭ装置のステージ位置誤差によるズレを示している。この図には後述の位置誤差補正結果の説明のための目印としてａ点を付けてある。また、説明の便宜上ハッチング処理を掛けているが実際の処理においては特に意味はない。

図２（ｃ）は、図２（ａ）のマスクパターンデータ２と図２（ｂ）のマスクパターン輪郭データ９との位置オフセット測定の様子を示したもので、二つのパターンを単純に重ね合わせたものである。図２（ｂ）で説明したＳＥＭ像取得の際の位置誤差により二つのデータの間には位置オフセットが生じている。Ａ点とａ点の位置の差がこれに当たり二つのデータの間の位置オフセットＸ，Ｙは、ａ点のｘ座標をｘａ、Ａ点のｘ座標をｘＡ、ａ点のｙ座標をｙａ、Ａ点のｙ座標をｙＡとした時、
オフセットＸ_a-A＝ｘａ−ｘＡ
オフセットＹ_a-A＝ｙａ−ｙＡ
である。

図２（ｄ）は、図２（ｂ）のマスクパターン輪郭データ９からリソグラフィ・シミュレーションによって予測されたウェハ転写パターンの形状を示す予測ウェハパターンデータであり、マスクパターン輪郭データ９のａ点に対応するａ’点を付けてある。

図２（ｅ）は、比較・測定のもう一方の所望ウェハパターンデータ１５を示している。こちらには目印としてＡ’点を付けてある。これは、図２（ａ）のマスクパターンデータ２のＡ点に対応する位置である。

図２（ｆ）は、比較・測定において位置誤差の補正を行う前の様子を示したもので、図２（ｄ）の予測ウェハパターンデータ１１と図２（ｅ）の所望ウェハパターンデータ１５とを単純に重ね合わせたものである。図２（ｂ）で説明したＳＥＭ像取得の際の位置誤差により二つのデータの間には位置オフセットが生じている。Ａ’点とａ’点の位置の差がこれに当たり、この位置オフセットＸ，Ｙはａ’点のｘ座標をｘａ’、Ａ’点のｘ座標をｘＡ’、ａ’点のｙ座標をｙａ’、Ａ’点のy座標をｙＡ’とした時、
オフセットＸ_a’-A’ ＝ｘａ’− ｘＡ’
オフセットＹ_a’-A’ ＝ｙａ’− ｙＡ’
である。

位置オフセット（Ｘ，Ｙ）_a-A と位置オフセット（Ｘ，Ｙ）_a’-A’ の二つの位置オフセットは、前述の通り図２（ｂ）のマスクパターン輪郭データ９と図２（ｄ）の予測ウェハパターンデータ１１との間はリソグラフィ・シミュレーションによる計算で求めたもの、図２（ａ）のマスクパターンデータ２と図２（ｅ）の所望ウェハパターンデータ１５との間は元の設計データからそれぞれ計算で求められたもので、どちらも位置誤差が生じないため、同じである。

つまり、図２（ｆ）の予測ウェハパターンデータ１１と所望ウェハパターンデータ１５とを単純に重ね合わせた時に生じている位置オフセット（Ｘ，Ｙ）_a’-A’ は、図２（ｃ）で求めた位置オフセット（Ｘ，Ｙ）_a-A の値の逆数を加算することによって除去することができる。

図２（ｇ）は、位置誤差を補正した結果を示している。予測ウェハパターンデータ１１と所望ウェハパターンデータ１５は正しく重ねられ、それぞれの目印となるＡ’点とａ’点が一致していることが分かる。

ここで留意しなければならないのは、図２（ｃ）のマスクパターン輪郭データ９と予測ウェハパターンデータ１１との間での位置オフセット測定と、図２（ｆ）の予測ウェハパターンデータ９と所望ウェハパターンデータ１５との間での位置オフセット測定の違いである。

図２（ｆ）の予測ウェハパターンデータ１１と所望ウェハパターンデータ１５との間での位置オフセット測定では、二つのデータの形状は大きく異なる。これは、所望ウェハパターンが矩形で表現された設計データから生成されているためパターン角を丸めたりする処理を行ってもなお矩形性の高いパターンとなっているのに対し、そのウェハ転写パターンは大きく変形し丸まりや元のデータにある細かな段差も見出しにくい形状をしている。これは、パターンの微細化や形状の複雑化が進んでいる近年ではより顕著である。

このような形状が異なるパターンであっても双方のパターンの重心を合わせるなど様々な手法が提案され使用されている。しかし、形状の違いによる難度の高さから精度の向上が課題となっている。特に問題となるのはここで求められている位置誤差の補正は図２（ｂ）のＳＥＭ像取得の際の位置誤差を補正することであり、図２（ｅ）の二つのパターンの差が最小となるようにすることではない。このマスクパターンの評価のためにはこれまでに提案されている手法では不十分である。

例えば、図２の例のように左右非対称なパターンであると、ウェハ転写パターンの右側と左側で変形量が異なる。この例のパターンでは右側の丸まりが大きく短くなるため重心で位置誤差の補正を行った結果にはズレが生じる。つまり、図２（ｆ）のＡ’点に対しａ’点は前述の左右の変形量の違いにより本来の位置より右にずれた結果となる。

一方、本実施形態で説明した図２（ｃ）のマスクパターン輪郭データ９とマスクパターンデータ２との間での位置オフセット測定では、二つのデータの形状は良く似ていることが分かる。これは、一般にマスクパターンはウェハ転写パターンの４倍ないし５倍と大きいこととマスクパターンの描画が解像性の高い電子線（ＥＢ）によって行われることによる。

二つのデータは形状が似ているだけでなく直線部も多いため、二つのデータの位置オフセットの測定は容易に精度高く実施することができる。

半導体デバイスを製作する上ではパターンの線幅だけではなくパターンが形成されている位置も重要である。例えば配線層のパターンとコンタクトホール層のパターンの位置がずれていれば導通不良となってしまう。マスクパターンの評価・測定においては予測ウェハ転写パターンの位置も含めて正確に測定することが必要になるが、本実施形態によればこれを実現することができる。

なお、図１では、マスクパターンデータ２を基に露光用マスク４を作製する工程を入れたが、既に作製されている露光用マスクに対してパターン評価を行う場合は、露光用マスクを製作するための設計データ１からマスクパターンデータ２を取り出し、これを入力すればよい。

位置オフセットによる位置誤差補正は、予測ウェハパターンデータ１１又は所望ウェハパターンデータ１５に対して行ったが、予測ウェハパターンデータ１１の生成前に行っても良い。具体的には、位置オフセット測定後にマスクパターン輪郭データ９を形成する点列の座標値に位置オフセット値１３を加算し、位置オフセット値１３が加算されたマスクパターン輪郭データからリソグラフィ・シミュレーションを行って予測ウェハパターンデータ１１を生成する。この場合、位置誤差補正は既に成されているので、所望ウェハパターンデータ１５と予測ウェハパターンデータ１１とをそのまま比較することができる。

また、図１では、パターン評価方法として説明したが、この方法を実現するパターン評価装置を構成することもできる。この場合、図３に示すように、マスクパターンの評価すべき位置である評価位置を入力する評価位置入力部３１、評価位置に対応するウェハ転写パターンの所望の形状を示す所望ウェハパターンデータを入力する所望ウェハパターンデータ入力部３２、評価位置に対応するマスクパターンデータを入力するマスクパターン入力部３３、評価位置に対応するマスクパターンの画像を取得する画像取得部３４、取得したマスクパターンの画像からマスクパターン輪郭データを生成する輪郭データ生成部３５、マスクパターンデータとマスクパターン輪郭データとの位置オフセットを求めるオフセット測定部３６、マスクパターン輪郭データからリソグラフィ・シミュレーションを行いマスクパターンがウェハ上に転写された場合のウェハパターン形状を現す予測ウェハパターンデータを生成するリソグラフィ・シミュレーション部３７、位置オフセットに基づいて、所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとの間の位置誤差を補正する位置誤差補正部３８、位置誤差が補正された状態で、所望ウェハパターンデータと予測ウェハパターンデータとを比較する比較部３９を設ければよい。

このように本実施形態によれば、マスクパターンの画像からパターン輪郭を抽出しリソグラフィ・シミュレーションを行って予測されたウェハ転写パターンと所望のウェハ転写パターンとを比較測定を行うことでマスクパターンを評価する方法において、予測されたウェハ転写パターンと所望のウェハ転写パターンとの間の位置誤差を、マスクパターンデータとマスクパターン輪郭データとで求めた位置オフセットを用いて補正することにより、各々のウェハ転写パターンの位置を正確に合わせることができる。このため、マスクパターンの評価を高精度に行うことが可能となる。

（変形例）
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態ではマスクパターンの画像取得にＳＥＭを上げたが、光学画像、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）像などパターンの形状が認識できれば手段を限るものではない。また、位置誤差の補正についてもマスクパターン輪郭データとマスクデータとの間で求めた位置オフセットを保持しておき予測ウェハパターンと所望ウェハパターンとの間の比較測定時に位置誤差の補正処理を行っているが、マスクパターン輪郭データを形成するポリゴンデータの頂点座標に位置オフセット値の加算を行うことで、測定位置が原点となるように予め補正を加えておき、結果として予測ウェハパターンを形成するポリゴンデータの頂点座標が測定値と一致するようにすることもできる。

また、実施形態において記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ等）、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んで適用したり、通信媒体により伝送して各種装置に適用することも可能である。本発明を実現するコンピュータは、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行するものであればよい。

また、本発明は、パターンの評価のみに限られるものではなく、他のカテゴリーに適用することも可能である。例えば、このパターン評価によって予め定められた仕様の範囲内にあるか否かで保証されたマスクに適用することも可能である。さらに、評価されたマスクを用いて製作される半導体装置に適用することも可能である。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施形態に係わるパターン評価方法の基本的な処理をフローチャートにして示す図。 図１の評価方法における位置誤差及びその補正の様子を説明するための模式図。 本発明の一実施形態に係わるパターン評価装置の概略構成を示すブロツク図。 従来技術から類推される参考例としてのマスクパターン評価方法の基本的な処理をフローチャートにして示す図。 図４の評価方法における位置誤差及びその補正の様子を説明するための図。

符号の説明

１…設計データ
２…マスクパターンデータ
３…露光用マスク製作部
４…露光用マスク
５…測定位置選定部
６…測定位置データ
７…画像取得部
８…パターン輪郭抽出部
９…マスクパターン輪郭データ
１０…リソグラフィ・シミュレーション部
１１…予測ウェハパターンデータ
１２…オフセット測定部
１３…位置オフセット値
１４…ウェハパターンデータ作成部
１５…所望ウェハパターンデータ
１６…位置誤差補正部
１７…比較・差分測定部
１８…測定結果
３１…評価位置入力部
３２…所望ウェハパターンデータ入力部
３３…マスクパターン入力部
３４…画像取得部
３５…輪郭データ生成部
３６…オフセット測定部
３７…リソグラフィ・シミュレーション部
３８…位置誤差補正部
３９…比較部

Claims (5)

1. 露光用マスクに形成されたマスクパターンを評価するパターン評価方法であって、
   前記マスクパターンの評価すべき評価位置を指定する工程と、
   前記露光用マスクを製作するための設計データから、前記評価位置に対応するウェハ転写パターンの所望の形状を示す所望ウェハパターンデータを生成する工程と、
   前記評価位置に対応するマスクパターンの画像を取得する工程と、
   前記取得したマスクパターンの画像からマスクパターン輪郭データを生成する工程と、
   前記設計データから得られる前記評価位置に対応するマスクパターンデータと前記マスクパターン輪郭データとの位置オフセットを求める工程と、
   前記マスクパターン輪郭データからリソグラフィ・シミュレーションを行い、前記マスクパターンがウェハ上に転写された場合のウェハ転写パターンの形状を示す予測ウェハパターンデータを生成する工程と、
   前記位置オフセットに基づいて、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとの間の位置誤差を補正する工程と、
   前記位置誤差が補正された状態で、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとを比較する工程と、
   を含むことを特徴とするパターン評価方法。
2. 露光用マスクに形成されたマスクパターンを評価するパターン評価方法であって、
   前記マスクパターンの評価すべき評価位置を指定する工程と、
   前記露光用マスクを製作するための設計データから、前記評価位置に対応するウェハ転写パターンの所望の形状を示す所望ウェハパターンデータを生成する工程と、
   前記評価位置に対応するマスクパターンの画像を取得する工程と、
   前記取得したマスクパターンの画像からマスクパターン輪郭データを生成する工程と、
   前記設計データから得られる前記評価位置に対応するマスクパターンデータと前記マスクパターン輪郭データとの位置オフセットを求める工程と、
   前記マスクパターン輪郭データを形成する点列の座標値に前記位置オフセットを加算する工程と、
   前記位置オフセットが加算されたマスクパターン輪郭データからリソグラフィ・シミュレーションを行い、前記マスクパターンがウェハ上に転写された場合のウェハ転写パターンの形状を示す予測ウェハパターンデータを生成する工程と、
   前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとを比較する工程と、
   を含むことを特徴とするパターン評価方法。
3. 前記位置誤差を補正する工程として、前記所望ウェハパターンデータ及び予測ウェハパターンデータの少なくとも一方の点列の座標値に前記位置オフセットを加算することを特徴とする請求項１記載のパターン評価方法。
4. 露光用マスクに形成されたマスクパターンを評価するパターン評価装置であって、
   前記マスクパターンの評価すべき位置である評価位置を入力する手段と、
   前記評価位置に対応するウェハ転写パターンの所望の形状を示す所望ウェハパターンデータを入力する手段と、
   前記評価位置に対応するマスクパターンデータを入力する手段と、
   前記評価位置に対応するマスクパターンの画像を取得する手段と、
   前記取得したマスクパターンの画像からマスクパターン輪郭データを生成する手段と、
   前記マスクパターンデータと前記マスクパターン輪郭データとの位置オフセットを求める手段と、
   前記マスクパターン輪郭データからリソグラフィ・シミュレーションを行い、前記マスクパターンがウェハ上に転写された場合のウェハ転写パターンの形状を示す予測ウェハパターンデータを生成する手段と、
   前記位置オフセットに基づいて、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとの間の位置誤差を補正する手段と、
   前記位置誤差が補正された状態で、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとを比較する手段と、
   を具備してなることを特徴とするパターン評価装置。
5. 露光用マスクに形成されたマスクパターンを評価する方法をコンピュータに実行させるためのパターン評価プログラムであって、
   前記マスクパターンの評価すべき評価位置に対応するウェハ転写パターンの所望の形状を示す所望ウェハパターンデータを生成する手順と、
   前記評価位置に対応するマスクパターンの画像からマスクパターン輪郭データを生成する手順と、
   前記評価位置に対応するマスクパターンデータと前記マスクパターン輪郭データとの位置オフセットを演算する手順と、
   前記マスクパターン輪郭データからリソグラフィ・シミュレーションを行い、前記マスクパターンがウェハ上に転写された場合のウェハ転写パターンの形状を示す予測ウェハパターンデータを生成する手順と、
   前記位置オフセットに基づいて、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとの間の位置誤差を補正する手順と、
   前記位置誤差が補正された状態で、前記所望ウェハパターンデータと前記予測ウェハパターンデータとを比較する手順と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とするパターン評価プログラム。

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