JP2002229185A - フォトマスクの修正方法 - Google Patents
フォトマスクの修正方法Info
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Abstract
像を得ることが可能なフォトマスクの修正方法を提供す
る。 【解決手段】 基板上に形成されたパターン12の一部
を除去して開口部13を形成する工程と、開口部を含む
領域14にイオンビームを照射し、開口部から放出され
た2次荷電粒子を検出することで、開口部の位置を認識
する工程と、認識された開口部の位置と、パターンの修
正箇所の位置との相対的な位置関係に基づき、修正箇所
にイオンビームを照射して修正箇所の欠陥を修正する工
程とを有するフォトマスクの修正方法であって、フォト
マスクは位相シフトマスクであり、基板の上面に対して
垂直な方向から見た開口部の平面的なパターンを長方形
状パターンにするとともに、基板上に形成された位相シ
フト用パターンの長手方向と長方形状パターンの長手方
向とが平行になるように開口部を形成する。
Description
の製造に用いるフォトマスクの修正方法、特にフォトマ
スクの欠陥箇所に集束イオンビーム(FIB)を照射し
て欠陥の修復を行うフォトマスクの修正方法に関する。
の欠陥修正では、チャージアップ等によるイメージのド
リフトや、マスク或いはマスクホルダー等の熱膨張によ
るドリフトをトータルに補正するために、ワンポイント
ドリフト補正が用いられている。このワンポイントドリ
フト補正では、フォトマスクのパターン内にピンホール
を形成し、このピンホールを参照点として修正箇所にビ
ームを移動させることで、修正精度を高めている。以
下、ワンポイントドリフト補正の具体的な例について、
図6〜図8を参照して簡単に説明する。
されたパターン12の一部に集束イオンビーム22aを
照射して、参照点となるピンホール13を形成する。続
いて、このピンホール13を含むスキャン領域14にイ
オンビーム源21からイオンビーム22bを照射し、ピ
ンホール13が形成された箇所から放出される2次イオ
ン(2次荷電粒子)23を検出器24で検出すること
で、参照点を認識する。さらに、検出されたピンホール
13の位置すなわち参照点の位置と、予め認識されてい
る修正箇所との相対的な位置関係を算出し、再びピンホ
ール13の位置を確認した後、修正箇所にイオンビーム
を照射して欠陥の修復を行う。以後、参照点確認のため
のイオンビーム照射と欠陥修正のためのイオンビーム照
射とを複数回交互に行い、欠陥修正を完了させる。この
ようにして、欠陥修正処理の直前に参照点を確認するこ
とにより、ドリフトの影響を最小限にとどめることが可
能である。
を用いて欠陥修正を行う場合、従来は参照点となるピン
ホールの平面的なパターン形状は理想的には円形がよい
とされていた(例えば、特公平5−4660号公報)。
このような観点から従来は、縦方向及び横方向で等ドッ
ト数(例えば4×4ドット)となるように正方形状にイ
オンビームを照射してピンホールを形成していた。
フトマスクを用いる場合、ピンホールが形成された箇所
では適切な位相シフト作用(位相効果)を得ることがで
きないため、パターンに対して相対的にピンホールが大
きくなると転写像に悪影響を与える領域が広くなってし
まう。また、ピンホールが大きいと参照点となるピンホ
ールを検出のためのスキャン領域を広くしなければなら
ないため、ビームスキャンによるパターンへのダメージ
が広い領域に及ぶこととなり、パターンが小さくなって
くると転写像のライン寸法が減少するといった問題が生
じてくる。さらに、ピンホール跡の修正を行う場合に
も、修正用に堆積するカーボン膜は位相シフト作用を持
たないため、パターンが小さくなってくると転写像に悪
影響を与える領域が広くなってしまう。
般的にピンホール13の斜め上方に配置されるが、ピン
ホールのパターンが正方形状であると、以下のような問
題が生じる。ピンホール13から生じる2次イオン23
は、検出器24がピンホール13の斜め上方に配置され
ていることから、検出器24側の側壁(図8の向かって
左側の側壁)によってある程度遮られると考えられる。
そのため、図8に示したピンホール13のX方向の長さ
をある程度長くする必要性があるが、このときピンホー
ル13が正方形状パターンであると、ピンホール13の
Y方向の長さもX方向の長さと同等になる。X方向につ
いては、ピンホール13の向かって左側の側壁によって
2次イオンの検出器24への到達が制限されると考えら
れるため、2次イオンの収率がピンホール13の向かっ
て右側の領域に偏り、一定の位置精度は得られるが、Y
方向についてはそのような状況は起こり難いため、Y方
向におけるピンホールの位置精度(認識精度)を大きく
取ることが困難になる。実際、図9に示すように、ピン
ホールに対応する2次イオン像31はY方向に縦長なイ
メージとなる。
側の側壁によって多くの2次イオンが遮られることか
ら、ピンホール底部すなわち基板の露出面からの2次イ
オンを効率よく検出器に到達させることができないとい
う問題もあった。
ントドリフト補正を用いた従来のフォトマスクの修正方
法では、フォトマスクとして位相シフトマスクを用いた
場合に位相シフト作用(位相効果)が得られない領域が
大きくなって適正な転写像が得られないといった問題、
参照用のピンホール(開口部)の位置精度(認識精度)
を大きく取れないといった問題、ピンホールからの2次
イオン(2次荷電粒子)を効率よく検出器に入射させる
ことができないといった問題があった。
ものあり、フォトマスクとして位相シフトマスクを用い
た場合に適正な転写像を得ることが可能なフォトマスク
の修正方法を提供することを第1の目的、参照用の開口
部の認識精度を向上させることが可能なフォトマスクの
修正方法を提供することを第2の目的、参照用の開口部
からの2次荷電粒子を効率よく検出器に入射させること
が可能なフォトマスクの修正方法を提供することを第3
の目的としている。
クの修正方法は、フォトマスク用の基板上に形成された
パターンの一部を除去して参照用の開口部を形成する工
程と、前記開口部を含む領域にイオンビーム源からイオ
ンビームを照射し、前記開口部から放出された2次荷電
粒子を検出器によって検出することで、前記開口部の位
置を認識する工程と、前記2次荷電粒子を検出すること
で認識された前記開口部の位置と、前記基板上に形成さ
れたパターンの修正箇所の位置との相対的な位置関係に
基づき、前記イオンビーム源から前記修正箇所にイオン
ビームを照射して前記修正箇所の欠陥を修正する工程
と、を有するフォトマスクの修正方法であって、前記フ
ォトマスクは位相シフトマスクであり、前記基板の上面
に対して垂直な方向から見た前記開口部の平面的なパタ
ーンを長方形状パターンにするとともに、前記基板上に
形成された位相シフト用パターンの長手方向と前記長方
形状パターンの長手方向とが平行になるように前記開口
部を形成することを特徴とする。
長手方向と開口部の長方形状パターンの長手方向とが平
行であることから、長方形状パターンの短辺の幅が狭く
なっている。すなわち、位相シフト作用(位相効果)に
よって露光時(パターン転写時)に光強度分布が生じる
方向で、長方形状パターンの幅が狭くなっている。した
がって、位相効果を減少させる領域を小さくすることが
でき、参照用の開口部が転写像に与える悪影響を低減す
ることができる。また、長方形状パターンの幅が狭いこ
とから、開口部検出時におけるイオンビームの照射領域
を狭くすることができ、パターンに与えるダメージを低
減することができる他、開口部の修復によって生じ得る
位相効果への悪影響を低減することができる。このよう
に本発明では、参照用の開口部を形成したことの影響を
最小限に抑えて、効果的にワンポイントドリフト補正を
行うことが可能となる。
フォトマスク用の基板上に形成されたパターンの一部を
除去して参照用の開口部を形成する工程と、前記開口部
を含む領域にイオンビーム源からイオンビームを照射
し、前記開口部から放出された2次荷電粒子を検出器に
よって検出することで、前記開口部の位置を認識する工
程と、前記2次荷電粒子を検出することで認識された前
記開口部の位置と、前記基板上に形成されたパターンの
修正箇所の位置との相対的な位置関係に基づき、前記イ
オンビーム源から前記修正箇所にイオンビームを照射し
て前記修正箇所の欠陥を修正する工程と、を有するフォ
トマスクの修正方法であって、前記検出器の入射部は前
記開口部の斜め上方に位置しており、前記基板の上面に
対して垂直な方向から見た前記開口部の平面的なパター
ンを長方形状パターンにするとともに、前記入射部と前
記開口部とを結ぶ直線を前記基板の上面に投影した線分
と前記長方形状パターンの長手方向とが平行になるよう
にすることを特徴とする。
器の入射部と参照用の開口部とを結ぶ直線を基板上面に
投影した線分の方向(X方向とする)と、開口部の長方
形状パターンの長手方向とが平行になるようにしてい
る。すなわち、長方形状パターンの寸法が、X方向にお
いては相対的に長く、X方向と直交するY方向において
は相対的に短い。したがって、X方向においては従来と
同様、検出器に入射する2次荷電粒子をある程度以上確
保する、すなわちある程度以上の検出強度を得ることが
可能であるとともに、位置検出精度もある程度確保する
ことが可能であり、Y方向においては、パターンの寸法
の短縮化によって従来よりも位置検出精度を高めること
が可能である。このように本発明では、検出器への2次
荷電粒子の入射量を確保しつつ、開口部の位置検出精度
を向上させることができる。
ず、位相シフト作用を用いない通常のマスク(いわゆる
バイナリマスク、代表的にはクロムマスク)についても
同様に適用可能である。
フォトマスク用の基板上に形成されたパターンの一部を
除去して参照用の開口部を形成する工程と、前記開口部
を含む領域にイオンビーム源からイオンビームを照射
し、前記開口部から放出された2次荷電粒子を検出器に
よって検出することで、前記開口部の位置を認識する工
程と、前記2次荷電粒子を検出することで認識された前
記開口部の位置と、前記基板上に形成されたパターンの
修正箇所の位置との相対的な位置関係に基づき、前記イ
オンビーム源から前記修正箇所にイオンビームを照射し
て前記修正箇所の欠陥を修正する工程と、を有するフォ
トマスクの修正方法であって、前記検出器の入射部は前
記開口部の斜め上方に位置しており、前記開口部は前記
入射部が位置する側の第1の側壁部と第1の側壁部に対
向する第2の側壁部とを有し、前記第1の側壁部が下端
から上端に向かって連続的又は段階的に後退するととも
に、前記第1の側壁部の下端と上端を結ぶ平面と前記基
板の上面のなす角度が前記第2の側壁部の下端と上端を
結ぶ平面と前記基板の上面のなす角度よりも小さくなる
ように前記開口部を形成することを特徴とする。
続的又は段階的に傾斜し、その平均的な傾斜が緩くなっ
ているため、検出器側の側壁によって遮られる2次荷電
粒子の割合を低減させることが可能である。したがっ
て、開口部の底部すなわち基板の露出部を小さくしても
2次荷電粒子を効率よく検出器に入射させることが可能
となる。
ず、位相シフト作用を用いない通常のマスク(いわゆる
バイナリマスク、代表的にはクロムマスク)についても
同様に適用可能である。
ンポイントドリフト補正を用いたフォトマスクの修正方
法を図面を参照して説明する。
図、図2は図1に示したピンホール(開口部)の近傍を
示した平面図、図3は図1に示したピンホールの形成方
法を示した断面図(図2のX方向の断面図)、図4は図
1に示したピンホールの検出方法を示した図である。
位相シフトマスク或いはエンベディッド位相シフトマス
ク等の位相シフトマスクを用意し、修正装置内にセット
する。この位相シフトマスクは、クオーツ基板11上に
MoSi膜からなる位相シフト用パターン12(位相効
果を生じさせるためのパターン)が形成されたものであ
る。
ム源の出射部から集束イオンビームを基板11上に照射
し、パターン12の内側に参照点となるピンホール13
を形成する。
13の平面的なパターンが実質的にほぼ長方形状パター
ンとなり、かつ位相シフト用パターン12の長手方向
(X方向)とピンホール13のパターンの長手方向とが
実質的にほぼ平行になるようにする。例えば、X方向に
4ドットでY方向に1ドットとなるように長方形状にイ
オンビームを照射する。
(b)に示すように、2段階に分けて形成する。すなわ
ち、図3(a)に示すように、集束イオンビーム22a
によってパターン12形成用の膜を膜厚方向に半分程度
削り、その後、図3(b)に示すように、ビームの照射
領域をX方向に狭め、ピンホール13の紙面向かって右
側の領域を選択的に削り、基板11の表面を露出させ
る。その結果、ピンホール13の向かって左側の側壁部
は、側壁部の下端から上端に向かって段階的に後退した
形状となる。なお、図3に示した例では側壁部を2段階
に後退させるようにしたが、3段階以上でもよく、また
連続的に後退させるようにしてもよい。
た後、ピンホール13を含むスキャン領域14(図2参
照)内にイオンビームを照射して、参照点となるピンホ
ールの位置を検出(認識)する。すなわち、図4に示す
ように、ピンホール13の形成に用いたイオンビーム源
21の出射部からイオンビーム22bをピンホール13
の底面すなわち基板11の露出面に照射し、ピンホール
13の底面から放出された2次イオン(2次シリコンイ
オン)23を、ピンホール13の斜め上方に配置された
検出器24によって検出する。検出器24の先端は筒状
となっており、この先端部すなわち2次イオン入射部と
ピンホール13のビーム照射部とを結ぶ直線を基板11
表面に投影した線分と、ピンホール13の長方形状パタ
ーンの長手方向とが平行になるようにする。言い換える
と、そのような平行関係が得られるように、位相シフト
用パターン12が形成された基板11を装置内に予めセ
ットしておく。
31は、図5に示すように点状のものであり、この2次
イオン像31から求められるピンホール13の位置と予
め求められている修正箇所15の位置(図1参照)に基
づいて、ピンホール13と修正箇所15との相対的な位
置関係が図示しない制御装置内で算出される。例えば、
図1に示すように、ピンホール13の位置をR(0,
0)として、修正箇所15の位置D(x,y)が求めら
れる。
イオンビームの照射位置をピンホール13の位置に戻し
た後、上述したようにして求められた位置関係に基づ
き、イオンビームの照射位置を修正箇所15の位置に移
動させ、イオンビーム源21から修正箇所15にイオン
ビームを照射して、修正箇所15の欠陥修正を行う。修
正箇所15の欠陥が図1に示すようなパターン欠損であ
る場合には、欠損部分にイオンビームを照射しながらカ
ーボン膜等を堆積することで修正を行う。また、修正箇
所15の欠陥がパターン剰余である場合には、剰余部分
にイオンビームを照射してエッチングを行うことで修正
を行う。
と修正箇所15の欠陥修正処理とを交互に必要回数行う
ことで、最終的に欠陥の修正が完了する。さらに、必要
に応じてピンホール13の修復処理も行う。
長方形状のピンホールパターンの長手方向と位相シフト
用パターンの長手方向とが平行であるため、ピンホール
によって位相効果を減少させる領域を狭くすることがで
きる。そのため、位相シフト用パターンの寸法(線幅)
がある程度小さくなってもピンホール跡の修正が不要と
なり、またピンホール跡の修正を行う場合にも、修正用
に堆積するカーボン膜によって位相効果が悪影響を受け
る領域を最小限にとどめることができる。さらに、ピン
ホールの幅が狭くなるため、ピンホール検出の際のスキ
ャン領域も狭くなり、ビームスキャンによるパターンへ
のダメージを最小限にとどめることができる。
パターンの寸法がX方向で相対的に長くY方向で相対的
に短いため、検出器への2次イオンの到達量をある程度
確保しつつ、ピンホールの位置検出精度を向上させるこ
とができる。すなわち、X方向については、従来と同様
にある程度の位置検出精度及び2次イオンの到達量が得
られ、Y方向についてはピンホールの幅を狭くすること
で従来に比べて大幅に位置検出精度を向上させることが
できる。
ピンホール13の検出器24側の側壁に傾斜も持たせ
る、好ましく側壁の上端と下端を結ぶ平面の傾斜角が検
出器24の先端とピンホール13を結ぶ直線の傾斜角と
同等にすることで、2次イオンを効率よく検出器に到達
させることができる。そのため、ピンホール13の底面
すなわち基板11の露出面を小さくしても2次イオンの
収率低減を抑えることができるため、基板がダメージを
受ける領域を低減させることができる。
発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣
旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施するこ
とが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階
の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み
合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例え
ば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除
されても、所定の効果が得られるものであれば発明とし
て抽出され得る。
相シフトマスクを用いた場合に、開口部の平面的なパタ
ーン形状及び該パターン形状と位相シフト用パターンと
の関係を最適化することで、参照用の開口部を形成した
ことの影響を最小限に抑えて、適正な転写像を得ること
が可能となる。
パターン形状及び開口部と検出器の位置関係を最適化す
ることで、開口部の位置検出精度を向上させることがで
き、開口部の認識精度を向上させることが可能となる。
適化することで、開口部からの2次荷電粒子を効率よく
検出器に入射させることが可能となる。
示した平面図。
図。
面図。
図。
2次イオン像を示した図。
ルの近傍を示した平面図。
断面図。
図。
ン像を示した図。
Claims (7)
- 【請求項1】フォトマスク用の基板上に形成されたパタ
ーンの一部を除去して参照用の開口部を形成する工程
と、 前記開口部を含む領域にイオンビーム源からイオンビー
ムを照射し、前記開口部から放出された2次荷電粒子を
検出器によって検出することで、前記開口部の位置を認
識する工程と、 前記2次荷電粒子を検出することで認識された前記開口
部の位置と、前記基板上に形成されたパターンの修正箇
所の位置との相対的な位置関係に基づき、前記イオンビ
ーム源から前記修正箇所にイオンビームを照射して前記
修正箇所の欠陥を修正する工程と、 を有するフォトマスクの修正方法であって、 前記フォトマスクは位相シフトマスクであり、前記基板
の上面に対して垂直な方向から見た前記開口部の平面的
なパターンを長方形状パターンにするとともに、前記基
板上に形成された位相シフト用パターンの長手方向と前
記長方形状パターンの長手方向とが平行になるように前
記開口部を形成することを特徴とするフォトマスクの修
正方法。 - 【請求項2】フォトマスク用の基板上に形成されたパタ
ーンの一部を除去して参照用の開口部を形成する工程
と、 前記開口部を含む領域にイオンビーム源からイオンビー
ムを照射し、前記開口部から放出された2次荷電粒子を
検出器によって検出することで、前記開口部の位置を認
識する工程と、 前記2次荷電粒子を検出することで認識された前記開口
部の位置と、前記基板上に形成されたパターンの修正箇
所の位置との相対的な位置関係に基づき、前記イオンビ
ーム源から前記修正箇所にイオンビームを照射して前記
修正箇所の欠陥を修正する工程と、 を有するフォトマスクの修正方法であって、 前記検出器の入射部は前記開口部の斜め上方に位置して
おり、前記基板の上面に対して垂直な方向から見た前記
開口部の平面的なパターンを長方形状パターンにすると
ともに、前記入射部と前記開口部とを結ぶ直線を前記基
板の上面に投影した線分と前記長方形状パターンの長手
方向とが平行になるようにすることを特徴とするフォト
マスクの修正方法。 - 【請求項3】フォトマスク用の基板上に形成されたパタ
ーンの一部を除去して参照用の開口部を形成する工程
と、 前記開口部を含む領域にイオンビーム源からイオンビー
ムを照射し、前記開口部から放出された2次荷電粒子を
検出器によって検出することで、前記開口部の位置を認
識する工程と、 前記2次荷電粒子を検出することで認識された前記開口
部の位置と、前記基板上に形成されたパターンの修正箇
所の位置との相対的な位置関係に基づき、前記イオンビ
ーム源から前記修正箇所にイオンビームを照射して前記
修正箇所の欠陥を修正する工程と、 を有するフォトマスクの修正方法であって、 前記検出器の入射部は前記開口部の斜め上方に位置して
おり、前記開口部は前記入射部が位置する側の第1の側
壁部と第1の側壁部に対向する第2の側壁部とを有し、
前記第1の側壁部が下端から上端に向かって連続的又は
段階的に後退するとともに、前記第1の側壁部の下端と
上端を結ぶ平面と前記基板の上面のなす角度が前記第2
の側壁部の下端と上端を結ぶ平面と前記基板の上面のな
す角度よりも小さくなるように前記開口部を形成するこ
とを特徴とするフォトマスクの修正方法。 - 【請求項4】前記検出器の入射部は前記開口部の斜め上
方に位置しており、前記基板の上面に対して垂直な方向
から見た前記開口部の平面的なパターンを長方形状パタ
ーンにするとともに、前記入射部と前記開口部とを結ぶ
直線を前記基板の上面に投影した線分と前記長方形状パ
ターンの長手方向とが平行になるようにすることを特徴
とする請求項1に記載のフォトマスクの修正方法。 - 【請求項5】前記検出器の入射部は前記開口部の斜め上
方に位置しており、前記開口部は前記入射部が位置する
側の第1の側壁部と第1の側壁部に対向する第2の側壁
部とを有し、前記第1の側壁部が下端から上端に向かっ
て連続的又は段階的に後退するとともに、前記第1の側
壁部の下端と上端を結ぶ平面と前記基板の上面のなす角
度が前記第2の側壁部の下端と上端を結ぶ平面と前記基
板の上面のなす角度よりも小さくなるように前記開口部
を形成することを特徴とする請求項1、2又は4のいず
れかに記載のフォトマスクの修正方法。 - 【請求項6】前記参照用の開口部は、前記イオンビーム
源から前記フォトマスク用の基板上に形成されたパター
ンの一部にイオンビームを照射することで形成されるこ
とを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のフォ
トマスクの修正方法。 - 【請求項7】前記開口部の位置を認識する工程と、前記
修正箇所の欠陥を修正する工程とを、交互に複数回行う
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のフ
ォトマスクの修正方法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001028553A JP4149676B2 (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | フォトマスクの修正方法 |
US10/061,327 US6740456B2 (en) | 2001-02-05 | 2002-02-04 | Method of correcting a photomask and method of manufacturing a semiconductor device |
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