CN101685254A - 光掩模制造方法以及光掩模 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光掩模制造方法以及光掩模，该光掩模制造方法包括：准备在透明基板上形成有遮光膜的光掩模坯体的工序；对形成在所述遮光膜上的抗蚀剂膜进行构图来形成抗蚀剂图案的工序；将抗蚀剂图案作为掩模对遮光膜进行蚀刻并形成遮光膜图案的工序；以及对形成的遮光膜图案进行缺陷检查，当存在由过剩物引起的黑缺陷时对该缺陷部分进行修正的工序。对缺陷部分进行修正的工序在光掩模上再次形成抗蚀剂膜，在包含缺陷部分的规定区域中进行规定的图案描绘并显影，来形成修正用抗蚀剂图案，并将该抗蚀剂图形作为掩模实施蚀刻，去除缺陷部分的过剩物。

Description

光掩模制造方法以及光掩模
技术领域
本发明涉及半导体装置制造等中使用的光掩模的制造方法以及光掩模。
背景技术
半导体装置制造等中使用的光掩模例如是二值掩模的情况下，在透明基板上遮光膜形成图案状。这种光掩模是经过如下工序来制造的，即：准备在透明基板上形成有遮光膜的光掩模坯体的工序；对形成在所述遮光膜上的抗蚀剂膜进行构图来形成抗蚀剂图案的工序；以及将所述抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻并形成遮光膜图案的工序。
但是，对于上述光掩模，不能避免在其制造过程中在遮光膜图案上产生缺陷。另外，此处将由膜图案的过剩和异物附着引起的缺陷称为黑缺陷，由膜图案的不足引起的缺陷称为白缺陷。
对形成在光掩模上的遮光膜图案进行缺陷检查，当存在白缺陷、黑缺陷时，通常考虑例如使用激光CVD法或者聚焦离子束(FIB)法等来进行局部的膜修正。即在白缺陷的部分，可以通过局部地形成修正膜来进行适当的修正。另一方面，作为黑缺陷的修正方法，通常是利用FIB或激光例如使遮光膜成分脱落并将其去除的方法。
但是，对于以往通常的黑缺陷修正方法，虽然能够修正微小的黑缺陷区域，但在较大的黑缺陷区域的情况下，利用以往的黑缺陷修正方法进行修正非常花费时间且效率低下。另外，对于以往通常的黑缺陷修正方法，脱落的异物容易附着在缺陷周围的正常部分(透光部分)，需要再次修正。
发明内容
本发明是鉴于上述现有问题而完成的，其第一个目的在于提供一种具有即使是较大黑缺陷也能够高效且精度良好地进行修正的缺陷修正工序的光掩模制造方法以及光掩模。
本发明的第二目的在于提供一种能够定量地评价在光掩模的缺陷修正阶段中产生的对准偏差的光掩模制造方法以及光掩模。
为了解决上述课题，本发明具有如下结构。
(结构1)
一种光掩模制造方法，其包括：准备在透明基板上形成有遮光膜的光掩模坯体的工序；对形成在所述遮光膜上的抗蚀剂膜进行构图来形成抗蚀剂图案的工序；将所述抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻并形成遮光膜图案的工序；以及对形成的遮光膜图案进行缺陷检查，当存在由过剩物引起的黑缺陷时对该缺陷部分进行修正的工序，该光掩模制造方法的特征在于，对所述缺陷部分进行修正的工序包括以下工序：确定所述缺陷部分的工序；在所述光掩模上再次形成抗蚀剂膜的工序；在包含所述缺陷部分的规定区域内，进行描绘图案数据的图案描绘，在描绘后进行显影来形成修正用抗蚀剂图案的工序，其中该描绘图案数据是基于所述确定的缺陷部分的位置和形状而制作的；以及将所述修正用抗蚀剂图案作为掩模来实施蚀刻，去除所述缺陷部分的过剩物的工序；所述抗蚀剂图案包括第一标记，所述修正用抗蚀剂图案包括第二标记，并且所述光掩模制造方法还具有：在形成所述修正用抗蚀剂图案后或者在去除所述缺陷部分的过剩物的工序后的至少任意一方进行检查的工序，该进行检查的工序包括下述工序：在形成所述修正用抗蚀剂图案后进行检查的情况下，测定与所述第一标记对应的遮光膜图案的边缘和所述修正用抗蚀剂图案中的第二标记的边缘之间的距离；在去除所述缺陷部分的过剩物的工序后进行检查的情况下，测定与所述第一标记对应的遮光膜图案的边缘和与所述第二标记对应的遮光膜图案的边缘之间的距离，并检查所述距离是否在规定范围内。
(结构2)
结构1所述的光掩模制造方法的特征在于，关于所述第一标记和在实施对所述缺陷部分进行修正的工序时形成的所述第二标记，当将其形成在所述透明基板上时，是一个标记的外形包含在另一个标记的外形内部的形状的组合。
(结构3)
结构2所述的光掩模制造方法的特征在于，所述第一标记和所述第二标记具有在一个方向和与该方向垂直的方向上均对称的形状的图案。
(结构4)
结构2或3所述的光掩模制造方法的特征在于，所述第一标记的外形和所述第二标记的外形是相似形状。
(结构5)
结构2至4的任意一项所述的光掩模制造方法的特征在于，所述第一标记和所述第二标记均包含矩形图案。
(结构6)
结构1至5的任意一项所述的光掩模制造方法的特征在于，所述检查工序是通过对所述光掩模照射光并接收其透射光来进行的。
(结构7)
结构1至5的任意一项所述的光掩模制造方法的特征在于，所述检查工序是通过对所述光掩模照射光并接收其反射光来进行的。
(结构8)
一种在透明基板上具有遮光膜图案的光掩模，该光掩模是通过使用包含描绘工序的构图工序在形成在透明基板上的遮光膜上形成图案从而制造的，该光掩模的特征在于，该光掩模具有通过包含所述描绘工序的构图而形成在遮光膜上的第一标记，对形成在该光掩模上的遮光膜图案进行缺陷检查，当存在由过剩物引起的黑缺陷时，通过包含描绘工序的构图来对该缺陷部分进行修正，所述第一标记是这样的矩形图案：该第一标记与通过包含用于对所述缺陷部分进行修正的第二次描绘工序的构图而形成在遮光膜或抗蚀剂膜上的第二标记之间的关系是一个标记的外形包含在另一个标记的外形内部，使得能够通过测定所述第一标记与所述第二标记之间的距离并检查所述距离是否在规定范围内，来评价第二次描绘的对准偏差。
根据本发明的光掩模制造方法，对形成在光掩模上的遮光膜图案进行缺陷检查，当存在由过剩物引起的黑缺陷时，通过包含描绘工序的构图来对该缺陷部分进行修正，因此即使是较大的黑缺陷，也能够高效地进行修正。并且，在进行黑缺陷的修正时，进行两次描绘，即：用于形成遮光膜图案的描绘和用于对黑缺陷进行修正的描绘。在本发明中，由于包含定量地检查两次描绘的对准偏差的检查工序，因此能够检查在光掩模的黑缺陷修正阶段是否产生了对准偏差，并且在产生了对准偏差的情况下定量地检查对准偏差的大小。即，可以通过分别在第一次用于形成遮光膜图案的描绘时制作特定标记(第一标记)，在第二次用于对黑缺陷进行修正的描绘时制作特定标记(第二标记)，并利用这些标记的例如边缘之间的距离来评价两次描绘的对准偏差，从而定量地检查在黑缺陷修正阶段实际产生的对准偏差。并且，由于在掩模的制造过程中能够评价对准偏差，因此必要的话可以在该阶段进行可行的修正(修正过程的返工等)，即使是较大的黑缺陷，也能够高效且高精度地进行修正，对于掩模生产有很大的优点。
并且，根据本发明的光掩模，通过具有与形成遮光膜图案同时形成的特定标记(第一标记)，来对形成在光掩模上的遮光膜图案进行缺陷检查，当存在由过剩物引起的黑缺陷时通过包含描绘工序的构图来进行修正的情况下，能够定量地检查在黑缺陷修正阶段中实际产生的对准偏差的大小。即，所述第一标记是这样的矩形图案：该第一标记与在用于对黑缺陷进行修正的描绘时形成在遮光膜上的特定标记(第二标记)之间的关系为一个标记的外形包含在另一个标记的外形内部，能够通过评价这些标记的例如边缘之间的距离，来定量地检查在黑缺陷修正阶段实际产生的对准偏差。而且，由于在掩模的制造过程中能够评价这样的对准偏差，因此必要的话能够在该阶段进行可行的修正(修正过程的返工等)。
附图说明
图1是按照工序顺序示出本发明的光掩模制造方法的实施方式的示意性俯视图。
图2是用于说明上述实施方式的对准偏差检查方法的特定标记图案形成部分的按照工序顺序的剖视图和俯视图。
图3是用于说明上述检查方法的特定标记图案形成部分的俯视图。
具体实施方式
下面，根据附图来说明用于实施本发明的最佳方式。
图1是用于按照工序顺序来说明本发明的光掩模制造方法的实施方式的示意性俯视图。
对于使用的掩模坯体，在透明基板1上形成以铬为主成分的遮光膜2，并在该遮光膜2上涂敷抗蚀剂而形成抗蚀剂膜。首先，对抗蚀剂膜进行规定的图案描绘。描绘通常使用电子线或者光(短波长光)，在本实施方式中使用电子线。因此，在本实施方式中使用正性光致抗蚀剂作为上述抗蚀剂。并且，通过对上述抗蚀剂膜描绘规定的器件图案，并在描绘后进行显影，来形成抗蚀剂图案3(参照图1(a))。另外，在上述器件图案的描绘时，同时描绘特定的标记图案。该标记图案用于评价后来进行黑缺陷修正的情况下描绘时的对准偏差，例如描绘在基板上的形成有器件图案的区域的外侧区域中。因此，上述抗蚀剂图案含有通过上述特定标记图案的描绘、显影而形成的标记(第一标记)。第一标记的详细内容将在后面讲述。
接着，将上述抗蚀剂图案3作为蚀刻掩模对遮光膜2进行蚀刻来形成遮光膜图案(参照图1(b))。由于使用了以铬为主成分的遮光膜2，因此蚀刻方法可以是干蚀刻或湿蚀刻中的任意一种，在本实施方式中使用了湿蚀刻。
这样，得到在透明基板1上形成有规定遮光膜图案的光掩模(参照图1(c))。
对于所制造的上述光掩模，作为使用缺陷检查装置得到的缺陷检查结果，如图1(c)所示，在光掩模上的一部分上存在包含小区域缺陷和大区域缺陷在内的黑缺陷6。该黑缺陷6是由于下述情况而产生的缺陷：如上述图1(a)、(b)所示，例如附着了如覆盖抗蚀剂图案3的开口部那样的异物5，妨碍了开口部的遮光膜的蚀刻。
接着，根据由缺陷检查确定的黑缺陷6的位置信息和形状信息，来制作上述黑缺陷6或包含上述黑缺陷6的规定区域内的正常描绘图案数据。
接着，在上述光掩模上的例如整个表面上形成与上述相同的正性抗蚀剂膜，向描绘机输入含有上述制作的描绘图案数据的必要信息，在上述黑缺陷6或含有上述黑缺陷6的规定区域，进行基于上述描绘图案数据的图案描绘。然后，在描绘后进行显影来形成抗蚀剂图案4。由此，去除黑缺陷6区域上的抗蚀剂膜而露出遮光膜2(参照图1(d))。另外，该描绘工序中的位置对准使用预先设置在光掩模的角部等处的对准标记。此外，在该第二次缺陷修正用的描绘时，也同时描绘特定标记图案。该特定标记图案用于通过与上述第一标记的组合来评价该第二次描绘时的对准偏差，与上述第一标记的情况同样，例如在基板上的形成有器件图案的区域的外侧区域，以与上述第一标记成规定位置关系(距离关系)的方式进行描绘。因此，上述抗蚀剂图案4包含通过上述第二次描绘、显影而形成的标记(第二标记)。第二标记的详细内容将在后面讲述。
接着，将上述抗蚀剂图案4作为掩模来进行蚀刻。作为蚀刻方法，在铬遮光膜的情况下，例如可以使用干蚀刻或湿蚀刻的任意一种，在本实施方式中使用了能够特别进行局部蚀刻的湿蚀刻。
通过上述蚀刻，去除了黑缺陷6区域上的不需要的遮光膜2，露出了透明基板1(参照图1(e))。
然后，通过去除残余的抗蚀剂图案，来得到实施了上述黑缺陷修正后的光掩模(参照图1(f))。
接下来，参照图2来说明为了修正上述黑缺陷而进行第二次描绘时的对准偏差的检查方法。图2是用于说明上述实施方式的检查方法的特定标记图案形成部分的按照制造工序顺序的剖视图(左半部分)和俯视图(右半部分)。
作为用于形成上述遮光膜图案(掩模图案)的抗蚀剂图案3所包含的第一标记，在本实施方式中，使用4种图案A、B、C、D作为一组(参照图2(a))。A、B、C、D均是矩形图案，A是在中央具有较小矩形开孔(没有抗蚀剂)部分的图案，B是形成在中央的较小矩形抗蚀剂图案，C是具有规定宽度的矩形框状开孔部分的图案，D是在中央具有较大矩形开孔部分的图案。
以后的工序与上述图1的工序完全相同。即，当将这种包含第一标记的抗蚀剂图案3作为蚀刻掩模对遮光膜2进行蚀刻(参照图2(b))，并去除残余的抗蚀剂图案时，得到形成有与上述第一标记A、B、C、D相应的遮光膜图案的光掩模(参照图2(c))。
接下来，通过所得到的光掩模的图案检查而发现了需要修正的黑缺陷的情况下，在上述光掩模上再次形成抗蚀剂膜，进行基于与上述黑缺陷对应的描绘图案数据的图案描绘，描绘后进行显影来形成抗蚀剂图案4(参照图2(d))。
在本实施方式中，作为上述抗蚀剂图案4所包含的第二标记，使其分别与上述第一标记A、B、C、D对应，使用4种图案a、b、c、d作为一组(参照图2(d))。a、b、c、d均是矩形图案，a是比第一标记A大的矩形图案，b是比第一标记B大的矩形图案，c是比第一标记C小的矩形图案，d是比第一标记D小的矩形图案。
这样，在本实施方式中分别组合第一标记A和第二标记a、第一标记B和第二标记b、第一标记C和第二标记c、第一标记D和第二标记d来使用。这些第一标记和第二标记是形成在透明基板上时一个标记的外形包含在另一个标记外形内部的形状。另外，这些第一标记和第二标记具有在一个方向和与该方向垂直的方向上均对称的形状的图案。另外，这些第一标记的外形和第二标记的外形是矩形的相似形状，并且作为这些标记的图案数据，包含具有共同重心的矩形图案。
因此，本实施方式中的第一标记A、B、C、D和第二标记a、b、c、d在形成于透明基板上时，在各自的组合中，在透明基板表面的平面视图中、在一个方向上，按照第一标记边缘、第二标记边缘、第二标记边缘、第一标记边缘的顺序排列(标记C、c、D、d的情况)，或者按照第二标记边缘、第一标记边缘、第一标记边缘、第二标记边缘的顺序排列(标记A、a、B、b的情况)(参照图2(d))。
这里，在进行上述黑缺陷修正时通过第二次描绘形成的抗蚀剂图案4形成后(图2(d)的工序)进行检查的情况下，测定与第一标记相应的膜图案的边缘与上述抗蚀剂图案4的第二标记的边缘之间的距离，并检查该距离是否在规定范围内，由此评价第二次描绘时的对准偏差。即在本实施方式的情况下，如图3所示，在4种图案的任意一个中，例如在X方向上测定与第一标记A相应的遮光膜2图案的边缘与抗蚀剂图案4的第二标记a的边缘之间的距离mA和nA，用(mA-nA)/2来评价对准偏差的大小，并检查该值是否在预先设定的规定范围(允许范围)内。在第一标记B和第二标记b、第一标记C和第二标记c、第一标记D和第二标记d的每个组合中，也同样地进行检查。另外，也可以同样地对Y方向的对准偏差进行评价。在图2(d)和图3中附加ο符号的位置是本实施方式中的优选测定位置。
这样，通过用于进行黑缺陷修正的第二次描绘形成的抗蚀剂图案4形成后进行检查，当对准偏差的大小超过了允许范围时，可以通过去除上述抗蚀剂图案4并重新进行抗蚀剂膜形成、描绘(抗蚀剂构图的返工)，来进行修正。
这样，当根据需要在上述抗蚀剂图案4形成后进行检查之后，将包含上述第二标记的抗蚀剂图案4作为蚀刻掩模对遮光膜2进行蚀刻(参照图2(e))，并去除残余的抗蚀剂图案时，形成与第一标记A、B、C、D和第二标记(的组合)相应的膜图案(参照图2(f))。
在最终工序后进行对准偏差检查的情况下，如图3所示，例如在X方向上，测定与第一标记C相应的遮光膜图案的边缘和与第二标记c相应的遮光膜图案的边缘之间的距离mc和nc，利用(mc-nc)/2来评价对准偏差的大小，并检查该值是否在预先设定的规定范围(允许范围)内。另外，也可以同样地对Y方向的对准偏差进行评价。在图2(f)中附加ο符号的位置是本实施方式中的优选测定位置。另外，在该阶段，有的标记的图案可能会消失(例如第一标记A、第二标记b、第二标记d)，但也可以在上述抗蚀剂图案4形成后的阶段，通过第一标记和第二标记的组合来进行检查。
为了排除由制造过程引起的CD(Critical Dimension，临界尺寸)偏差(图案变细)的因素而仅单纯地评价对准偏差的因素，优选第一标记和第二标记具有在一个方向和与该方向垂直的方向上均对称(例如左右对称、上下对称)的形状的图案，以能够检测例如在X轴、Y轴各自方向上有无对准偏差。并且，优选第一标记和第二标记配置成下述位置关系，即通过1次测定即可精度良好地测定第一标记和第二标记的边缘之间的距离。并且，优选第一标记的外形和第二标记的外形是相似形状，以使得能够容易地测定第一标记和第二标记的边缘之间的距离。
并且，如本实施方式那样，还优选将多个图案设成组来用作检查用的标记图案。尤其是在通过第二次描绘形成抗蚀剂图案4后的阶段进行检查的情况下，由于在基板上留有抗蚀剂图案的状态下进行检查，因此也会影响抗蚀剂的透射率。此外，优选根据利用反射光和透射光中的那一种进行测定会得到更高的测定精度(通过哪一种能得到更高的对比度)，来选择在测定时容易测定的标记图案。根据情况，可以利用反射光、透射光两者来进行检查。
即，如本实施方式那样，可以在所有的产品中将多个检查用标记图案(第一标记与第二标记的组合)设为组来使用，或者也可以针对每个产品选择1种至2种左右的标记图案来使用。
另外，上述实施方式中所使用的第一标记A、B、C、D以及第二标记a、b、c、d只表示代表性的示例，当然为了取得本发明的效果，标记的形状、大小、第一标记和第二标记的组合、其位置关系等无需局限于上述的实施方式。
如通过上述实施方式说明的那样，根据本发明能够得到如下效果。
(1)对形成在光掩模上的遮光膜图案进行缺陷检查，当存在由过剩物引起的黑缺陷时，通过包含描绘工序的构图来对该缺陷部分进行修正，因此即使是较大的黑缺陷，也能够高效地进行修正。
(2)在进行黑缺陷的修正时，进行2次描绘，即：用于形成遮光膜图案的描绘和用于对黑缺陷进行修正的描绘。在本发明中，能够定量地检查在光掩模的黑缺陷修正阶段中实际产生的对准偏差的大小。即，可以通过分别在第一次用于形成遮光膜图案的描绘时制作特定标记(第一标记)，在第二次用于对黑缺陷进行修正的描绘时制作特定标记(第二标记)，并利用这些标记的例如边缘之间的距离来评价两次描绘的对准偏差，从而定量地检查在黑缺陷修正阶段实际产生的对准偏差。
(3)此外，由于能在掩模的制造过程中评价对准偏差，因此必要的话能够在该阶段进行可行的修正(修正过程的返工等)，即使是较大的黑缺陷，也能够高效且精度良好地进行修正，对于掩模生产有很大的优点。
以上，参照优选实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式。在权利要求所限定的本发明的主旨和范围内，可以对本发明进行本领域技术人员可理解的各种变更。

Claims (8)

1.一种光掩模制造方法，其包括：准备在透明基板上形成有遮光膜的光掩模坯体的工序；对形成在所述遮光膜上的抗蚀剂膜进行构图来形成抗蚀剂图案的工序；将所述抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻并形成遮光膜图案的工序；以及对形成的遮光膜图案进行缺陷检查，当存在由过剩物引起的黑缺陷时对该缺陷部分进行修正的工序，该光掩模制造方法的特征在于，
对所述缺陷部分进行修正的工序包括以下工序：
确定所述缺陷部分的工序；
在所述光掩模上再次形成抗蚀剂膜的工序；
在包含所述缺陷部分的规定区域中，进行基于描绘图案数据的图案描绘，在描绘后进行显影来形成修正用抗蚀剂图案的工序，其中所述描绘图案数据是根据所述确定的缺陷部分的位置和形状而制作的；以及
将所述修正用抗蚀剂图案作为掩模来实施蚀刻，去除所述缺陷部分的过剩物的工序，
所述抗蚀剂图案包括第一标记，所述修正用抗蚀剂图案包括第二标记，
所述光掩模制造方法还具有：在形成所述修正用抗蚀剂图案后或者在去除所述缺陷部分的过剩物的工序后的至少任意一方进行检查的工序，
该进行检查的工序包括下述工序：
在形成所述修正用抗蚀剂图案后进行检查的情况下，测定与所述第一标记对应的遮光膜图案的边缘和所述修正用抗蚀剂图案中的第二标记的边缘之间的距离；
在去除所述缺陷部分的过剩物的工序后进行检查的情况下，测定与所述第一标记对应的遮光膜图案的边缘和与所述第二标记对应的遮光膜图案的边缘之间的距离，并检查所述距离是否在规定范围内。
2.根据权利要求1所述的光掩模制造方法，其特征在于，
关于所述第一标记和在实施对所述缺陷部分进行修正的工序时形成的所述第二标记，当将其形成在所述透明基板上时，是一个标记的外形包含在另一个标记的外形内部的形状的组合。
3.根据权利要求2所述的光掩模制造方法，其特征在于，
所述第一标记和所述第二标记具有在一个方向和与该方向垂直的方向上均对称的形状的图案。
4.根据权利要求2或3所述的光掩模制造方法，其特征在于
所述第一标记的外形和所述第二标记的外形是相似形状。
5.根据权利要求2或3所述的光掩模制造方法，其特征在于
所述第一标记和所述第二标记均包含矩形图案。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的光掩模制造方法，其特征在于，
所述检查工序是通过对所述光掩模照射光并接收其透射光来进行的。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的光掩模制造方法，其特征在于，
所述检查工序是通过对所述光掩模照射光并接收其反射光来进行的。
8.一种在透明基板上具有遮光膜图案的光掩模，该光掩模是通过使用包含描绘工序的构图工序在形成在透明基板上的遮光膜上形成图案从而制造的，该光掩模的特征在于，
该光掩模具有通过包含所述描绘工序的构图而形成在遮光膜上的第一标记，
对形成在该光掩模上的遮光膜图案进行缺陷检查，当存在由过剩物引起的黑缺陷时，通过包含描绘工序的构图来对该缺陷部分进行修正，
所述第一标记是这样的矩形图案：该第一标记与通过包含用于对所述缺陷部分进行修正的第二次描绘工序的构图而形成在遮光膜或抗蚀剂膜上的第二标记之间的关系是一个标记的外形包含在另一个标记的外形内部，使得能够通过测定所述第一标记与所述第二标记之间的距离并检查所述距离是否在规定范围内，来评价第二次描绘的对准偏差。
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