JP2007232964A - フォトマスクの欠陥修正方法及び欠陥修正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトマスクの欠陥修正中の薄膜の透過率を判断でき、その結果によってＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数を制御することが可能なフォトマスクの欠陥修正方法及び装置を提供する。
【解決手段】ＣＶＤ原料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクにレーザ光を照射して欠陥を修正する欠陥修正装置におけるフォトマスクの欠陥修正方法において、欠陥修正工程と同時又はその前後に、フォトマスク６０のレーザ光を照射する欠陥箇所に、フォトマスク６０を使用した露光処理時の露光波長と同一の波長を有する測定光の光スポットを形成して測定光の第１の透過光強度を測定する工程と、測定結果に基づいて、欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御するＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数等の条件を制御する工程と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フォトマスクの欠陥修正方法及び欠陥修正装置に関する。

大型ＦＰＤ（Flat Panel Display）の製造工程においては、露光工程の削減のため多段階の透過率を有する遮光膜が施されたフォトマスクが使用され始めている。従来、ある値の透過率以下の薄膜を形成すれば遮光膜の修正に十分であったフォトマスク欠陥修正装置においても、形成する薄膜及び欠陥修正箇所の透過率を多段階に調節することが必要になっている。

フォトマスクの欠陥修正方法としては、特許文献１に、２パルス以上のレーザパルス光を、矩形開口パターンが縮小投影される形でフォトマスクの欠陥箇所に集光照射することによって欠陥箇所を除去修正する方法が開示されている。

また、特許文献２が開示している技術は、白欠陥（欠損欠陥）を有するフォトマスクの基板の加工面を下向きに保持し、白欠陥の部分に下方からレーザ光を照射すると同時に加工用ガスをレーザ照射部に吹き付けてフォトマスクの白欠陥の部分に薄膜を形成し、白欠陥を修正するというものである。また、黒欠陥（残留欠陥）を有するフォトマスクの場合も同じく、フォトマスクの基板の加工面を下向きに保持し、黒欠陥の部分に下方からレーザ光を照射して不要なパターン膜を蒸発させて除去し、黒欠陥を修正するというものである。

しかしながら、修正した薄膜の透過率の測定を別の装置又は実際の露光テストによらざるを得ないため、加工条件の調整に非常に多くの時間と労力が必要になるという問題点がある。

また、加工条件の調整について、特許文献３が開示している技術は、位相シフト膜の成膜途中で成膜を中断し、測定光学装置によってその時点における位相シフト膜の光学的特性を測定し、その測定値より成膜終了時点での位相シフト膜の透過率の予測値を算出し、その予測値が許容範囲外であれば成膜条件を修正するという工程を複数回繰り返し、欠陥修正を行うというものである。

特開昭５６−１６２７４８号公報 特開２００２−１３１８８８号公報 特開平７−６４２７０号公報

しかしながら、フォトマスク欠陥修正装置においては、膜の欠陥修正中にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）原料ガス濃度及びレーザの照射強度等が長期的に変動するため、特に露光波長における透過率管理が必要な半透明膜の欠陥修正においては、形成した薄膜の透過率を絶えず確認しながら所望の透過率になるように加工条件を調整する必要がある。特許文献３が開示している技術は、欠陥修正中に欠陥修正箇所の露光波長における透過率を測定することができず、薄膜の透過率の測定を別の装置によって行う必要があり、加工条件の調整に非常に多くの時間と労力を要するという問題点がある。

欠陥修正中の欠陥修正箇所の透過率を測定する最も簡単な方法としては、観察用カメラの透過照明時の欠陥修正箇所の画像の輝度から透過率を算出する方法がある。しかしながら、透過照明の波長がフォトマスクの露光光源の波長と異なる場合は、フォトマスクの遮光膜の材質と欠陥修正装置で欠陥修正箇所に形成する薄膜の材質とが異なるため、露光時の欠陥修正箇所の透過率を算出することが難しいという問題点がある。

また、観察用カメラの透過照明がフォトマスクの露光光源の波長と近似波長を有している場合でも、一般に高倍率の透過画像においては、フォトマスクの開口部を透過する透過照明光が対物レンズ端面において反射し、フォトマスク表面で再び反射する光が含まれるため、透過画像の輝度はフォトマスクの遮光膜の反射率及び形状の影響を受け、観察用カメラの欠陥修正箇所の画像の輝度が必ずしも欠陥修正箇所の透過率に比例するものにはならない。

実際に、フォトマスクの遮光膜表面には、露光波長を有する光に対する反射防止膜が施されるのが一般的であるが、欠陥修正装置で欠陥修正箇所に形成する薄膜はクロムなどの金属を主成分とする膜であるため、この薄膜表面の反射率が高くなり易く、透過画像の輝度が実際の透過光のみによる輝度よりも高くなる傾向がある。従って、上述の方法によっても露光時の欠陥修正箇所の透過率を算出することは難しい。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、フォトマスクの欠陥修正装置内において、欠陥修正中の薄膜の透過率を判断することができ、その結果によってＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数を制御することが可能なフォトマスクの欠陥修正方法及び欠陥修正装置を提供することを目的とする。

本発明の第１発明に係るフォトマスクの欠陥修正方法は、ＣＶＤ原料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクの白欠陥箇所にレーザ光を照射して原料ガスを分解することにより薄膜を形成して白欠陥を修正する欠陥修正装置及び／又はフォトマスクの黒欠陥箇所にレーザ光を照射して黒欠陥を修正する欠陥修正装置におけるフォトマスクの欠陥修正方法において、前記欠陥の修正工程と同時又はその前後に、前記フォトマスクの前記レーザ光を照射する欠陥箇所に、前記フォトマスクを使用した露光処理時の露光波長と同一の波長を有する測定光の光スポットを形成して前記測定光の第１の透過光強度を測定する工程と、前記測定結果に基づいて、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御するＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数からなる群から選択された少なくとも１つの条件を制御する工程と、を有することを特徴とする。これにより、欠陥修正装置内において、欠陥修正中の薄膜の露光波長における透過光強度を、分光透過率特性及び対物レンズ端面の反射光による影響を受けることなく測定することができる。

本発明の第２発明に係るフォトマスクの欠陥修正方法は、ＣＶＤ原料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクの白欠陥箇所にレーザ光を照射して原料ガスを分解することにより薄膜を形成して白欠陥を修正する欠陥修正装置及び／又はフォトマスクの黒欠陥箇所にレーザ光を照射して黒欠陥を修正する欠陥修正装置におけるフォトマスクの欠陥修正方法において、前記欠陥の修正工程と同時又はその前後に、前記フォトマスクの前記レーザ光を照射する欠陥箇所に、前記フォトマスクを使用した露光処理時の露光波長と同一の波長を有する測定光の光スポットを形成して前記測定光の第１の透過光強度を測定する工程と、前記測定結果に基づいて、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御するＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数からなる群から選択された少なくとも１つの条件を制御する工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明の第２発明に係る前記第１及び第２の透過光強度を比較する工程と、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御する前記条件を制御する工程と、が並行して行われることが望ましい。

前記測定光の光スポットは、一定周波数で明滅する明滅光であってもよい。

本発明の第３発明に係るフォトマスクの欠陥修正装置は、ＣＶＤ原料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクの白欠陥箇所にレーザ光を照射して原料ガスを分解することにより薄膜を形成して白欠陥を修正する欠陥修正装置及び／又はフォトマスクの黒欠陥箇所にレーザ光を照射して黒欠陥を修正する欠陥修正装置において、前記フォトマスクの前記レーザ光を照射する欠陥箇所に、前記フォトマスクを使用した露光処理時の露光波長と同一の波長を有する測定光の光スポットを形成して前記測定光の第１の透過光強度を測定する手段と、前記測定結果に基づいて、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御するＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数からなる群から選択された少なくとも１つの条件を制御する手段と、を有することを特徴とする。

本発明の第４発明に係るフォトマスクの欠陥修正装置は、ＣＶＤ原料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクの白欠陥箇所にレーザ光を照射して原料ガスを分解することにより薄膜を形成して白欠陥を修正する欠陥修正装置及び／又はフォトマスクの黒欠陥箇所にレーザ光を照射して黒欠陥を修正する欠陥修正装置において、前記フォトマスクの前記レーザ光を照射する欠陥箇所に、前記フォトマスクを使用した露光処理時の露光波長と同一の波長を有する測定光の光スポットを形成して前記測定光の第１の透過光強度を測定する手段と、前記フォトマスクにおける前記欠陥箇所を有するパターンと同一パターンであるが欠陥箇所を有しない無欠陥パターンの前記欠陥箇所に相当する非欠陥部に前記測定光の光スポットを形成して前記非欠陥部における前記測定光の第２の透過光強度を測定する手段と、前記第１及び第２の透過光強度を比較する手段と、前記比較結果に基づいて、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御するＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数からなる群から選択された少なくとも１つの条件を制御する手段と、を有することを特徴とする。

本発明の第５発明に係るフォトマスクの欠陥修正装置は、ＣＶＤ原料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクの白欠陥箇所にレーザ光を照射して原料ガスを分解することにより薄膜を形成して白欠陥を修正する欠陥修正装置及び／又はフォトマスクの黒欠陥箇所にレーザ光を照射して黒欠陥を修正する欠陥修正装置において、前記フォトマスクを使用した露光処理時の露光波長と同一の波長を有する測定光源と、前記測定光及び前記レーザ光を同一の可変開口を透過させ前記フォトマスクの前記欠陥箇所に光スポットを形成する光学系と、前記測定光の光スポットの前記フォトマスク透過光強度を測定するための測定部と、ＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数からなる群から選択された少なくとも１つの条件を制御する制御部と、を有し、前記光学系は前記光スポットを形成し、前記測定部は、前記フォトマスクの前記欠陥箇所を透過する前記測定光の光スポットの第１の透過光強度と、前記フォトマスクにおける前記欠陥箇所を有するパターンと同一パターンであるが欠陥箇所を有しない無欠陥パターンの前記欠陥箇所に相当する非欠陥部に形成した前記測定光の光スポットの第２の透過光強度とを測定し、前記第１及び第２の透過光強度を比較し、前記制御部は、前記第１及び第２の透過光強度が等しくなるように前記少なくとも１つの条件を制御することを特徴とする。

前記測定光源は、出射光を一定周波数で明滅させる光変調手段を有することが望ましい。

前記測定部は、前記測定光源の明滅の周波数に同期して前記光スポットからの光を同期検出することもできる。

本発明の第３乃至第５発明に係るフォトマスクの欠陥修正装置は、前記第１及び第２の透過光強度を比較する工程と、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御する前記条件を制御する工程と、が並行して行われることができる。

本発明の第３乃至第５発明に係るフォトマスクの欠陥修正装置は、前記フォトマスクを観察照明する落射照明手段及び／又は前記フォトマスクを下方より観察照明する透過照明手段を有することが望ましい。

なお、前記フォトマスクを観察する観察手段を有することもできる。

前記測定部は、前記フォトマスクを透過する前記レーザ光を遮断し、前記フォトマスクを透過する前記測定光を透過する光フィルタを有することが望ましい。

前記測定光源は、発光ダイオードであってもよい。

露光機の光源と同一波長を有する光源による光スポットを使用して、フォトマスクの欠陥修正装置内において、欠陥修正中の薄膜の光スポットの透過光強度を測定することにより、欠陥修正中の薄膜の分光透過率特性及び対物レンズ端面の反射光による影響を受けることなく測定することができる。また、この測定結果に基づいて、ＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間、照射パルス数等を制御することによって、所望の透過率を有する薄膜の形成を安定して行うことができる。

次に、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの欠陥修正装置の模式図、図２は本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの欠陥修正方法を示すフロー図、図３は白欠陥を有するフォトマスクの平面図の一例である。

ＸＹステージ４０上にフォトマスク６０が載置され、このフォトマスク６０の上面には対物レンズ５、フォトマスク６０の表面を観察する観察光学系６、観察用照明光を出射する落射照明７が備えられている。また、このフォトマスク６０は、半透明遮光膜パターンに存在する白欠陥箇所を有している。

対物レンズ５とフォトマスク６０の間には、表面に窓板５２を有する開放型反応器５１が配置されている。開放型反応器５１には、ＣＶＤ原料ガス給排装置５０が接続されており、フォトマスク６０の表面に局所的なＣＶＤ原料ガス雰囲気を形成するとともに、周辺の排気口から吸引することによりＣＶＤ原料ガスの周囲への漏洩を防止するようになっている。

また、フォトマスク６０の表面に露光波長を有する光を照射するためのランプ光源１と、ＣＶＤ用レーザを照射するためのＣＶＤ用レーザ発振器１０と、パルスレーザを照射するためのパルスレーザ発振器１１とが、これらから出射される光が同一光軸上に位置するよう調整されて設置されている。また更に、これらの同一光軸上には可変開口４が設置され、露光波長を有する光及びレーザ光に照射された可変開口４の像が対物レンズ５に入射し、開放型反応器５１の窓板５２を通してフォトマスク６０の表面で縮小投影像を形成するよう調整されている。フォトマスク６０の表面から入射した光はフォトマスク６０の裏面から再び射出される。

ランプ光源１から出射される露光波長を有する光は、その光路内に光チョッパー２を設置することによって、その強度を変調させることが可能である。光チョッパー２は、切り換え手段３によってランプ光源１の光路内外に移動可能であり、光チョッパー２がランプ光源１の光路内にあるとき、ランプ光源１から出射される露光波長を有する光は、ＣＶＤ用レーザ発振器１０の発振周波数とは異なる一定周波数の明滅光に変調される。

光チョッパー２がランプ光源１の光路内にないとき、ランプ光源１から出射される光による可変開口４の像は対物レンズ５によってフォトマスク６０の表面に光スポット６１として結像される。この光スポット６１はＣＶＤ用レーザ発振器１０及びパルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光に照射された可変開口４の像が対物レンズ５によってフォトマスク６０の表面に結像される照射スポットと同一箇所に形成され、同一形状を有しているため、レーザ光の照射位置と照射スポットの形状とを調整するためのガイドとして使用することができる。

フォトマスク６０の下面には、コンデンサレンズ２０、観察光学系６のための観察用照明光である透過照明８及び光路切り換え機構２１が備えられている。フォトマスク６０の裏面から射出された光は、コンデンサレンズ２０を通過し集光される。光路切り換え機構２１は、コンデンサレンズ２０による集光光を検出器２３に導くか又は透過照明８をフォトマスク６０に導くかを切り換える機能を有している。つまり、フォトマスク６０の裏面から射出された光を集光させ検出器２３に集光するコンデンサレンズ２０は、透過照明８から出射される光のコンデンサレンズ２０を兼ねている。光路切り換え機構２１によって透過照明８をフォトマスク６０に導くよう切り換えられたとき、フォトマスク６０の下面に設けられた透過照明８から出射される光は、フォトマスク６０の表面を観察する観察光学系６のための観察照明光として使用される。

光路切り換え機構２１と検出器２３との間には、干渉フィルタ２２が設置されている。干渉フィルタ２２は、ＣＶＤ用レーザ発振器１０及びパルスレーザ発振器１１から出射される波長の光を減衰させるものであり、光路切り換え機構２１によってフォトマスク６０の裏面から射出された光のコンデンサレンズ２０による集光光が検出器２３に導かれるよう切り換えられたとき、この集光光は、干渉フィルタ２２を通過することによってＣＶＤ用レーザ発振器１０又はパルスレーザ発振器１１から出射される波長の光を減衰され、露光波長を有する光を検出する検出器２３に入射される。

検出器２３は、ロックインアンプ２４に接続されており、検出器２３によって露光波長を有する光の信号のみが検出され、ロックインアンプ２４に入力される。また、ロックインアンプ２４は光チョッパー２とも接続されており、光チョッパー２がランプ光源１の光路内にあるとき、ＣＶＤ用レーザ発振器１０の発振周波数とは異なる一定周波数の明滅光に変調されたランプ光源１から出射される露光波長を有する光はロックインアンプ２４の参照信号として入力される。

ロックインアンプ２４は、参照信号と等しい周波数成分の検出を行うものであり、検出器２３の出力信号に含まれる各種の信号のうち、光チョッパー２によってＣＶＤ用レーザ発振器１０の発振周波数とは異なる一定周波数の明滅光に変調されたランプ光源１から出射される露光波長を有する光の周波数と等しい成分のみが直流となり、その信号の大きさに比例した直流信号が出力される。この直流出力は、検出器２３の出力信号を増幅し、特定の周波数成分のみロックするため、他の成分には影響されない。よって、この直流出力値が、露光波長を有する光がフォトマスク６０を透過したときの透過光強度の測定値である。

ロックインアンプ２４は検出器２３の出力信号と光チョッパー２の明滅信号（参照信号）とから透過光強度を測定し、その測定値を出力する。制御部３０はロックインアンプ２４に接続され、ロックインアンプ２４から出力される透過光強度測定値をもとにＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数を制御する。

上述の如く構成されたフォトマスクの欠陥修正装置によって、欠陥修正中の薄膜の光スポットの透過光強度と、欠陥を有するパターンと同一パターンを有し無欠陥であるパターンの欠陥箇所に相当する非欠陥部における光スポットの透過光強度とを比較しながらＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数を制御することによって、半透明遮光膜パターンに存在する白欠陥箇所に非欠陥部の遮光膜と同等の透過率を有する薄膜を形成する方法を説明する。

ＸＹステージ４０に白欠陥９０を有するフォトマスク６０を載置し、その白欠陥９０が開放型反応器５１の直下に位置するよう調整する。開放型反応器５１は、ＣＶＤ原料ガス給排装置５０に接続されており、フォトマスク６０の白欠陥９０の周囲に局所的なＣＶＤ原料ガス雰囲気を形成するとともに、周辺の排気口から吸引することによりＣＶＤ原料ガスの周囲への漏洩を防止する。

光路切り換え機構２１は透過照明８をフォトマスク６０に導くよう切り換えられ、この透過照明８か又は上面からの落射照明７によってフォトマスク６０の表面が照明され、観察光学系６により目視又はカメラを通して観察される。

ランプ光源１は露光機の光源と同一波長か又は近似波長を有する光を出射するものである。また、対物レンズ５は、ランプ光源１から出射される光、ＣＶＤ用レーザ発振器１０及びパルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光並びに観察用照明光の波長に対して色消しされており、これらの光による可変開口４の縮小投影像はフォトマスク６０の表面の同一箇所に同一形状で形成される。

先ず、切り換え機構３によって光チョッパー２をランプ光源１の光路外に切り換え、フォトマスク６０の表面に形成された光スポット６１を観察光学系６によって観察しながら、図３に示すように光スポット６１が白欠陥９０を完全に覆う形状を有するよう、可変開口４の開口を変化させることによって調整する（ステップ１）。光スポット６１は、ＣＶＤ用レーザ発振器１０から出射されるレーザ光又はパルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光がフォトマスク６０に形成する照射スポットと同一箇所に同一形状で形成されるため、光スポット６１の位置とその形状を調整することによって照射スポットの調整を行うことができる。

次に、ＸＹステージ４０を調整し、白欠陥９０を有する半透明遮光膜パターン８０ｂと同一パターンを有し無欠陥である半透明遮光膜パターン８０ｃの、８０ｂの白欠陥９０が存在する箇所に相当する箇所（非欠陥部の透過率測定箇所６２）に光スポット６１を位置決めする。次に、観察用照明（落射照明７及び透過照明８）を消灯し、切り換え手段３によって光チョッパー２をランプ光源１の光路内に移動させ、光路切り換え機構２１をフォトマスク６０の裏面から射出された光のコンデンサレンズ２０による集光光を検出器２３に導くよう切り換える。

ランプ光源１から出射された光は、光チョッパー２によってＣＶＤ用レーザ発振器１０の発振周波数と異なる一定周波数の明滅光に変調され、可変開口４を照射し、対物レンズ５を通過することによってその縮小投影像をフォトマスク６０の表面に形成し、その入射光はフォトマスク６０の裏面から再び射出される。

フォトマスク６０の裏面から射出された光は、コンデンサレンズ２０によって集光され、この集光光はＣＶＤ用レーザ発振器１０及びパルスレーザ発振器１１から出射される波長の光を減衰する干渉フィルタ２２を介して検出器２３に導かれる。検出器２３は、ロックインアンプ２４に接続されており、露光波長を有する光の信号のみを検出し、ロックインアンプ２４に入力する。また、光チョッパー２によってＣＶＤ用レーザ発振器１０の発振周波数とは異なる一定周波数の明滅光に変調されたランプ光源１から出射される露光波長を有する光は、ロックインアンプ２４の参照信号として入力される。

コンデンサレンズ２０、光路切り換え機構２１及び検出器２３は、ランプ光源１から出射される光以外の光が検出器２３に入射しないように、適当な光学フィルタ又はシャッター機構を備え迷光対策を施した暗室構造（図示せず）の中に設置されることが好ましい。

ロックインアンプ２４は、参照信号と等しい周波数成分の検出を行うものであり、検出器２３の出力信号に含まれる各種の信号のうち、光チョッパー２によってＣＶＤ用レーザ発振器１０の発振周波数とは異なる一定周波数の明滅光に変調されたランプ光源１から出射される露光波長を有する光の周波数と等しい成分のみが直流となり、その信号の大きさに比例した直流信号が出力される。この直流出力は、検出器２３の出力信号を増幅し、特定の周波数成分のみロックするため、他の成分には影響されない。よって、この直流出力値が、露光波長を有する光がフォトマスク６０の非欠陥部の透過率測定箇所６２を透過したときの第２の透過光強度の測定値である。上述の方法によって、非欠陥部の透過率測定箇所６２における光スポット６１の第２の透過光強度Ｉ_０を測定する（ステップ２）。

次に、光路切り換え機構２１を透過照明８がフォトマスク６０に導かれるよう切り換え、観察用照明（落射照明７又は透過照明８）を点灯し、切り換え機構３によって光チョッパー２をランプ光源１の光路外に移動させ、光スポット６１を半透明遮光膜パターン８０ｂの白欠陥９０の位置に位置決めする（ステップ３）。

位置決めした位置にパルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光を照射して半透明遮光膜を除去し、欠陥箇所の形状が光スポット６１と同形状を有するよう整形する（ステップ４）。

光スポット６１と同形状に整形された欠陥箇所にＣＶＤ用レーザ発振器１０から出射されるレーザ光を照射し、開放型反応器５１に接続されたＣＶＤ原料ガス給排装置５０より局所的に供給されるＣＶＤ原料ガスを分解することにより遮光膜の欠損部（白欠陥）に薄膜を形成する。

次に、再び観察用照明（落射照明７及び透過照明８）を消灯し、切り換え手段３によって光チョッパー２をランプ光源１の光路内に移動させ、光路切り換え機構２１をフォトマスク６０の裏面から射出された光のコンデンサレンズ２０による集光光を検出器２３に導くよう切り換え、上述の第２の透過光強度Ｉ_０の測定方法と同様に欠陥修正箇所における光スポット６１の第１の透過光強度Ｉの測定をする（ステップ５）。

次に、欠陥修正箇所における光スポット６１の第１の透過光強度Ｉと非欠陥部の透過率測定箇所６２における光スポット６１の第２の透過光強度Ｉ_０との差が所定の許容範囲内であるかないかを判定する（判定）。所定の許容範囲内であれば欠陥修正は完了し、所定の許容範囲外であれば、制御部３０によって加工条件の微調整（ステップ６）を行う。制御部３０はロックインアンプ２４に接続され、ロックインアンプ２４から出力される透過光強度測定値に基づいて、ＣＶＤ原料ガス給排装置５０のガス条件並びにＣＶＤ用レーザ発振器１０及びパルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光の照射強度、照射時間、照射パルス数等を制御するものである。

制御部３０によって加工条件の微調整を行った後ステップ５に戻り、欠陥箇所に対してＣＶＤ用レーザ発振器１０から出射されるレーザ光の照射を行い、欠陥修正箇所における光スポット６１の第１の透過光強度Ｉの測定をする。以降、欠陥修正箇所における光スポット６１の第１の透過光強度Ｉと非欠陥部の透過率測定箇所６２における光スポット６１の第２の透過光強度Ｉ_０との差が所定の許容範囲内に入るまで、ステップ５、ステップ６及び判定を繰り返して行う。

本実施形態によって、フォトマスクの欠陥修正装置内において、白欠陥の修正中の薄膜の露光波長における透過率を判断することができ、その結果によってＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数を制御することが可能になる。従来技術で必要であった別の装置による薄膜の透過率の測定を行わないため、加工条件の調整に要する時間及び労力を大幅に減少できる。

また、本実施形態においては、透過光強度測定の時定数が薄膜成長速度に比べて長く、薄膜の膜厚を少しずつ増加させる度に薄膜の透過光強度を測定する手順を説明しているが、透過光強度測定の時定数が薄膜成長速度に比べて十分短い場合、干渉フィルタ２２がＣＶＤ用レーザ発振器１０及びパルスレーザ発振器１１から出射される波長の光を減衰させ、更に検出器２３は露光波長を有する光のみを検出し、ロックインアンプ２４は、参照信号と等しい周波数成分の検出を行いロックするため、フォトマスク６０の表面の欠陥箇所にＣＶＤ用レーザ発振器１０から出射されるレーザ光を照射しながら同時に光スポット６１の第１の透過光強度Ｉの測定を行い、欠陥修正箇所における第１の透過光強度Ｉと非欠陥部における第２の透過光強度Ｉ_０との差が許容範囲内に収まった時点でＣＶＤ用レーザ発振器１０から出射されるレーザ光の照射を停止させることも可能である。この場合、加工条件の調整に要する時間及び労力が更に大幅に減少できる。

また、非欠陥部における第２の透過光強度Ｉ_０が既知である場合、上述のステップ２を省略することができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係るフォトマスクの欠陥修正方法を示すフロー図である。上述の第１実施形態は白欠陥を有するフォトマスクの欠陥修正方法であったのに対し、本実施形態においては黒欠陥を有するフォトマスクの欠陥修正方法である点が異なり、使用する装置は同様の構成を有している。第１実施形態と同様の手順においてはその詳細な説明を省略する。

本実施形態においては、半透明遮光膜パターンに存在する黒欠陥を修正し、非欠陥部の遮光膜と同等の透過率を得る方法を説明する。

ＸＹステージ４０上にフォトマスク６０が載置され、このフォトマスク６０の上面には対物レンズ５、フォトマスク６０の表面を観察する観察光学系６、観察用照明光を出射する落射照明７が備えられている。また、このフォトマスク６０は、半透明遮光膜パターンに存在する黒欠陥箇所を有している。

フォトマスク６０の表面は、上面から落射照明７によって照明され、また光路切り換え機構２１は、透過照明８をフォトマスク６０に導くよう切り換えられ、フォトマスク６０の表面は、観察光学系６により目視又はカメラを通して観察されるよう設定されている。

先ず、切り換え機構３によって光チョッパー２をランプ光源１の光路外に切り換え、ランプ光源１から出射される露光機の光源と同一波長か又は近似波長を有する光によって照射された可変開口４が対物レンズ５によってフォトマスク６０の表面に縮小投影像を結像した光スポット６１を観察光学系６によって観察しながら、光スポット６１が黒欠陥を完全に覆う形状を有するよう調整する（ステップ１）。光スポット６１は、パルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光の照射スポットと同一箇所に同一形状で結ばれるため、パルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光のガイドとして使用する。

次に、黒欠陥を有する半透明遮光膜パターンと同一パターンを有し無欠陥である半透明遮光膜パターンの、黒欠陥が存在する箇所に相当する箇所に光スポット６１を位置決めした後、観察用照明（落射照明７及び透過照明８）を消灯し、切り換え手段３によって光チョッパー２をランプ光源１の光路内に移動させ、光路切り換え機構２１をフォトマスク６０の裏面から射出された光のコンデンサレンズ２０による集光光を検出器２３に導くよう切り換え、上述の透過光強度の測定方法によって非欠陥部の透過率測定箇所における光スポット６１の第２の透過光強度Ｉ_０を測定する（ステップ２）。

非欠陥部の透過率測定箇所の第２の透過光強度Ｉ_０を測定後、光路切り換え機構２１を透過照明８がフォトマスク６０に導かれるよう切り換え、観察用照明（落射照明７及び透過照明８）を点灯し、切り換え機構３によって光チョッパー２をランプ光源１の光路外に移動させ、光スポット６１を半透明遮光膜パターンの黒欠陥の位置に位置決めする（ステップ３）。

黒欠陥にパルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光を照射し、余分な遮光膜を除去する。再び観察用照明（落射照明７及び透過照明８）を消灯し、切り換え手段３によって光チョッパー２をランプ光源１の光路内に移動させ、光路切り換え機構２１をフォトマスク６０の裏面から射出された光のコンデンサレンズ２０による集光光を検出器２３に導くよう切り換え、上述の透過光強度の測定方法によって欠陥修正箇所における光スポット６１の第２の透過光強度Ｉの測定をする（ステップ４）。

次に、欠陥修正箇所における光スポット６１の第１の透過光強度Ｉと非欠陥部の透過率測定箇所における光スポット６１の第２の透過光強度Ｉ_０との差が所定の許容範囲内であるかないかを判定する（判定）。所定の許容範囲内であれば欠陥修正は完了し、所定の許容範囲外であれば、パルスレーザ発振器１１の照射強度の微調整（ステップ６）を行い、再びステップ５に戻り、欠陥箇所に対してパルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光の照射を行い、欠陥修正箇所における光スポット６１の第１の透過光強度Ｉの測定をする。以降、欠陥修正箇所における光スポット６１の第１の透過光強度Ｉと非欠陥部の透過率測定箇所における光スポット６１の第２の透過光強度Ｉ_０との差が所定の許容範囲内に入るまで、ステップ５、ステップ６及び判定を繰り返して行う。

本実施形態によって、フォトマスクの欠陥修正装置内において、黒欠陥の修正中の薄膜の露光波長における透過率を判断することができ、その結果によってレーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数を制御することが可能になる。従来技術で必要であった別の装置による薄膜の透過率の測定を行わないため、加工条件の調整に要する時間及び労力を大幅に減少できる。

パルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光の照射周期が透過光強度測定の時定数よりも十分長い場合は、第１実施形態と同様、フォトマスク６０の表面の欠陥箇所にパルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光を照射しながら同時に光スポット６１の第１の透過光強度Ｉの測定を行い、欠陥修正箇所における第１の透過光強度Ｉと非欠陥部における第２の透過光強度Ｉ_０との差が許容範囲内に収まった時点でパルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光の照射を停止させることも可能である。この場合、加工条件の調整に要する時間及び労力が更に大幅に減少できる。

また、非欠陥部における第２の透過光強度Ｉ_０が既知である場合、上述のステップ２を省略することができる。

また、予めＣＶＤ用レーザ発振器１０から出射されるレーザ光を照射して形成した薄膜にパルスレーザ発振器１１から出射されるレーザ光を照射して薄膜の透過率を調節する場合においても、図４のステップ１において光スポット６１の形状を、透過光率を調整したい薄膜の形状に一致するように調節し、図４に示すフローと同様の手順によって非欠陥部の透過光率と同等の透過光率を有する薄膜を得ることができる。

次に、本発明の変形例について説明する。図５は、本発明の変形例に係るフォトマスクの欠陥修正装置の模式図である。図５において、図１と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。上述の第１実施形態及び第２実施形態に係るフォトマスクの欠陥修正装置においては露光波長を有する光を出射する光源としてランプ光源１が設置され、光チョッパー２によって一定周波数の明滅光に変調されるのに対し、本変形例においてはランプ光源１の代わりに露光波長を有する光を出射する光源をＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源１００とし、光チョッパー２の代わりに信号発生器１０１のＯＮ／ＯＦＦ信号で明滅させる点において異なり、それ以外は第１及び第２実施形態と同様の構造を有している。本発明の変形例に係るフォトマスクの欠陥修正装置は、光チョッパー２が不要になるため、装置の信頼性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの欠陥修正装置の模式図である。 本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの欠陥修正方法を示すフロー図である。 白欠陥を有するフォトマスクの平面図の一例である。 本発明の第２実施形態に係るフォトマスクの欠陥修正方法を示すフロー図である。 本発明の変形例に係るフォトマスクの欠陥修正装置の模式図である。

符号の説明

１ ；ランプ光源
２ ；光チョッパー
３ ；切り換え手段
４ ；可変開口
５ ；対物レンズ
６ ；観察光学系
７ ；落射照明
８ ；透過照明
１０ ；ＣＶＤ用レーザ
１１ ；パルスレーザ
２０ ；コンデンサレンズ
２１ ；光路切り換え機構
２２ ；干渉フィルタ
２３ ；検出器
２４ ；ロックインアンプ
３０ ；制御部
４０ ；ＸＹステージ
５０ ；ＣＶＤ原料ガス給排装置
５１ ；開放型反応器
５２ ；窓板
６０ ；フォトマスク
６１ ；光スポット
６２ ；非欠陥部の透過率測定箇所
７０ ；遮光膜
８０ａ；半透明遮光膜パターン
８０ｂ；半透明遮光膜パターン
８０ｃ；半透明遮光膜パターン
８０ｄ；半透明遮光膜パターン
８０ｅ；半透明遮光膜パターン
８０ｆ；半透明遮光膜パターン
９０ ；白欠陥
１００ ；ＬＥＤ光源
１０１ ；信号発生器

Claims (14)

1. ＣＶＤ原料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクの白欠陥箇所にレーザ光を照射して原料ガスを分解することにより薄膜を形成して白欠陥を修正する欠陥修正装置及び／又はフォトマスクの黒欠陥箇所にレーザ光を照射して黒欠陥を修正する欠陥修正装置におけるフォトマスクの欠陥修正方法において、前記欠陥の修正工程と同時又はその前後に、前記フォトマスクの前記レーザ光を照射する欠陥箇所に、前記フォトマスクを使用した露光処理時の露光波長と同一の波長を有する測定光の光スポットを形成して前記測定光の第１の透過光強度を測定する工程と、前記測定結果に基づいて、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御するＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数からなる群から選択された少なくとも１つの条件を制御する工程と、を有することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正方法。
2. ＣＶＤ原料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクの白欠陥箇所にレーザ光を照射して原料ガスを分解することにより薄膜を形成して白欠陥を修正する欠陥修正装置及び／又はフォトマスクの黒欠陥箇所にレーザ光を照射して黒欠陥を修正する欠陥修正装置におけるフォトマスクの欠陥修正方法において、前記欠陥の修正工程と同時又はその前後に、前記フォトマスクの前記レーザ光を照射する欠陥箇所に、前記フォトマスクを使用した露光処理時の露光波長と同一の波長を有する測定光の光スポットを形成して前記測定光の第１の透過光強度を測定する工程と、前記フォトマスクにおける前記欠陥箇所を有するパターンと同一パターンであるが欠陥箇所を有しない無欠陥パターンの前記欠陥箇所に相当する非欠陥部に前記測定光の光スポットを形成して前記非欠陥部における前記測定光の第２の透過光強度を測定する工程と、前記第１の透過光強度と前記第２の透過光強度とを比較する工程と、前記比較結果に基づいて、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御するＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数からなる群から選択された少なくとも１つの条件を制御する工程と、を有することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正方法。
3. 前記第１及び第２の透過光強度を比較する工程と、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御する前記条件を制御する工程と、が並行して行わ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欠陥修正方法。
4. 前記測定光の光スポットは、一定周波数で明滅する明滅光であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
5. ＣＶＤ原料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクの白欠陥箇所にレーザ光を照射して原料ガスを分解することにより薄膜を形成して白欠陥を修正する欠陥修正装置及び／又はフォトマスクの黒欠陥箇所にレーザ光を照射して黒欠陥を修正する欠陥修正装置において、前記フォトマスクの前記レーザ光を照射する欠陥箇所に、前記フォトマスクを使用した露光処理時の露光波長と同一の波長を有する測定光の光スポットを形成して前記測定光の第１の透過光強度を測定する手段と、前記測定結果に基づいて、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御するＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数からなる群から選択された少なくとも１つの条件を制御する手段と、を有することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正装置。
6. ＣＶＤ原料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクの白欠陥箇所にレーザ光を照射して原料ガスを分解することにより薄膜を形成して白欠陥を修正する欠陥修正装置及び／又はフォトマスクの黒欠陥箇所にレーザ光を照射して黒欠陥を修正する欠陥修正装置において、前記フォトマスクの前記レーザ光を照射する欠陥箇所に、前記フォトマスクを使用した露光処理時の露光波長と同一の波長を有する測定光の光スポットを形成して前記測定光の第１の透過光強度を測定する手段と、前記フォトマスクにおける前記欠陥箇所を有するパターンと同一パターンであるが欠陥箇所を有しない無欠陥パターンの前記欠陥箇所に相当する非欠陥部に前記測定光の光スポットを形成して前記非欠陥部における前記測定光の第２の透過光強度を測定する手段と、前記第１及び第２の透過光強度を比較する手段と、前記比較結果に基づいて、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御するＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数からなる群から選択された少なくとも１つの条件を制御する手段と、を有することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正装置。
7. ＣＶＤ原料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクの白欠陥箇所にレーザ光を照射して原料ガスを分解することにより薄膜を形成して白欠陥を修正する欠陥修正装置及び／又はフォトマスクの黒欠陥箇所にレーザ光を照射して黒欠陥を修正する欠陥修正装置において、前記フォトマスクを使用した露光処理時の露光波長と同一の波長を有する測定光源と、前記測定光及び前記レーザ光を同一の可変開口を透過させ前記フォトマスクの前記欠陥箇所に光スポットを形成する光学系と、前記測定光の光スポットの前記フォトマスク透過光強度を測定するための測定部と、ＣＶＤ原料ガス供給量、レーザ照射強度、レーザ照射時間及び照射パルス数からなる群から選択された少なくとも１つの条件を制御する制御部と、を有し、前記光学系は前記欠陥箇所に前記光スポットを形成し、前記測定部は、前記フォトマスクの前記欠陥箇所を透過する前記測定光の光スポットの第１の透過光強度と、前記フォトマスクにおける前記欠陥箇所を有するパターンと同一パターンであるが欠陥箇所を有しない無欠陥パターンの前記欠陥箇所に相当する非欠陥部に形成した前記測定光の光スポットの第２の透過光強度とを測定し、前記第１及び第２の透過光強度を比較し、前記制御部は、前記第１及び第２の透過光強度が等しくなるように前記少なくとも１つの条件を制御することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正装置。
8. 前記測定光源は、出射光を一定周波数で明滅させる光変調手段を有することを特徴とする請求項７に記載のフォトマスクの欠陥修正装置。
9. 前記測定部は、前記測定光源の明滅の周波数に同期して前記光スポットからの光を同期検出することを特徴とする請求項８に記載のフォトマスクの欠陥修正装置。
10. 前記第１及び第２の透過光強度を比較する工程と、前記欠陥修正装置が欠陥修正を行う際に制御する前記条件を制御する工程と、が並行して行われることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正装置。
11. 前記フォトマスクを観察照明する落射照明手段及び／又は前記フォトマスクを下方より観察照明する透過照明手段を有することを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正装置。
12. 前記フォトマスクを観察する観察手段を有することを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正装置。
13. 前記測定部は、前記フォトマスクを透過する前記レーザ光を遮断し、前記フォトマスクを透過する前記測定光を透過する光フィルタを有することを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正装置。
14. 前記測定光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項７乃至１３のいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正装置。
    
    

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