JP2008058943A - ハーフトーンマスクの欠陥修正方法及び欠陥が修正されたハーフトーンマスク - Google Patents

Abstract

【課題】ハーフトーンマスクにおいて、ハーフトーンマスクの半透過膜に発生した白欠陥を修正するための修正膜を形成する。
【課題を解決するための手段】
半透過膜からなるハーフトーン部２に白欠陥を含むハーフトーンマスク１に修正膜４を付加する欠陥修正方法である。前記白欠陥の内側に半透過膜の修正膜４を堆積する。修正膜がはみ出して重複部分４ｂが形成された場合は修正膜の周縁部に露光装置の解像度限界以下の大きさを持つスリット５を設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、半透過膜を含むハーフトーン型のフォトマスク（以下、単に「ハーフトーンマスク」という。）の欠陥修正方法及びこの方法を適用したハーフトーンマスクに関するものである。

従来のフォトマスク（これを、本明細書では、「２階調フォトマスク」という。）は、透明ガラス板の表面に透過部と遮光部の２階調のパターンが設けられたもので、所望のパターンを形成するために用いられる。フォトマスクは通常、種々のパターンの２階調フォトマスクを複数枚使用し、露光も複数回行って最終的に１つのパターンを形成する。２階調フォトマスクを重ね合わせて転写されたパターンは当然のことながら白黒２値の２階調で構成される。

これに対し、近年、ハーフトーンマスクを用いて膜の透過率によって露光量を制限することで白と黒の中間（グレートーン）の階調を持つパターンを転写し、多階調（３階調以上）で構成されるパターンを得ることが行われている。

ハーフトーンマスクをこのように用いると、膜の透過率で露光量を制限できるため、１回の露光で複数のパターニングが可能であり、マスク露光工程を削減することができる。

この「ハーフトーンマスク」において問題となるパターン欠陥は、大きく分けて２種類のパターン欠陥が存在するといわれている。１つは、半透過膜があるべき所定の部位（これを、「ハーフトーン部」という。）に半透過膜が形成されず下地の透明ガラス板が露出している状態の欠陥（本明細書ではこれを「白欠陥」という。）である。

他の１つは、半透過膜があるべきハーフトーン部に遮光膜その他の異物が形成されて下地の透明ガラス板或いは半透過膜を被覆している状態の欠陥（本明細書ではこれを「黒欠陥」という。）である。但し、前記欠陥は半透過膜の下層にある場合もある。

図９（ａ）は、ハーフトーンマスク１の上に半透過膜を設けて形成したハーフトーン部２に大きさｄ１の白欠陥３が発生した様子を示す模式平面図（概念図）である。図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図を示している。半透過膜が形成されていない部分が白欠陥３となる。

ハーフトーン部に発生した白欠陥を修正する方法は、集束イオンビーム（ＦＩＢ）法など、種々の方法が提案されている。

特開平７−２９５２０４号公報 特開２００３−１２１９９２号公報 特開２００５−１８９４９２号公報 特開平８−３１４１１９号公報 特開２００２−１０７９１３号公報

２階調フォトマスクの遮光部に形成された白欠陥を修正する場合は単に白欠陥部を遮光膜で覆うだけでよいため技術的困難性が比較的小さいが、ハーフトーン部に形成された白欠陥を修正するためには、白欠陥の周囲のハーフトーン部の露光量が変わらないようにしなければならない点において技術的困難さがある。

多階調のパターン形成において重要なことは、解像度との関係で、パターン異常が発生しないようにする方が重要である。

従って、遮光膜ではなくハーフトーン部と同一の透過率の半透過膜を形成することが理想であるが、白欠陥の修正部に周囲のハーフトーン部と同一の透過率の膜を形成できたとしても、仮に修正膜の形成位置が狂い、白欠陥のないハーフトーン部に修正膜が形成された場合、その重複部においては透過率が極端に小さくなり、修正膜を形成することが却って別のパターン異常を引き起こす原因となる。このような課題に着目したものも従来知られていなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ハーフトーンマスクの半透過膜に発生した除去すべき欠陥（白欠陥及び黒欠陥の両方を含む）を修正するための修正膜を形成することを技術的課題とするものである。

本発明に係る第１のハーフトーンマスクの欠陥修正方法は、第１の半透過膜からなるハーフトーン部２に白欠陥３を含むハーフトーンマスク１に修正膜４を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜４は、前記白欠陥３の内側に第２の半透過膜を堆積することにより形成されることを特徴とする。

ところで、このような修正膜を形成する場合、白欠陥がない部分に修正膜が重なってしまうことがある。例えば、透過率５０％の半透過膜に、透過率５０％の半透過膜が重なると、ハーフトーン部の半透過膜と欠陥修正用に付加した半透過膜との重複部においては殆ど光が透過しないという場合が起こりうる。

そこで、この場合に対応するため、本発明に係る第２のハーフトーンマスクの欠陥修正方法は、第１の半透過膜からなるハーフトーン部２に白欠陥３を含むハーフトーンマスク１に修正膜４を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜４は、白欠陥３の内側に第２の半透過膜を堆積し、前記第２の半透過膜に露光装置の解像度限界以下の大きさを持つスリット５を設けるように構成してもよい。

修正膜の重複部４ｂは修正膜の周縁部に形成され、透過率が極端に低下するので、その部分にスリット５を形成すれば、透過率の低下が緩和され、修正膜の重複部に起因するパターン異常が形成されにくい。

なお、スリット５は１つでも複数でもよいが、スリットの幅は、１つのスリットの幅が露光装置の解像限界以下となるように、かつ、目標とする透過率を達成するように設定することが好ましい。これは、露光した結果パターン異常が形成されないようにするためである。

第１及び第２のハーフトーンマスクの欠陥修正方法は、白欠陥に直接修正膜を形成するというものであったが、例えば、露光装置の解像度限界よりも大きい異物がハーフトーン部の表面に付着した場合（すなわち黒欠陥の場合）、その異物のみを直接除去する代わりに異物（欠陥）を含めた周囲のハーフトーン部を除去すると、除去された領域には透明基板が露出する。この露出部を「透光窓」と呼ぶことにすると、人為的に作成された透光窓は、ハーフトーン部上に形成された「白欠陥」とみなすことができる。

すなわち、本発明に係る第３のハーフトーンマスクの欠陥修正方法は、第１の半透過膜からなるハーフトーン部に欠陥（白欠陥及び黒欠陥の両方を含む）を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、前記欠陥をその周囲の前記ハーフトーン部と共に除去して透光窓１５を形成し、前記透光窓の内側に第２の半透過膜を堆積することにより形成されることを特徴とする。

第３のハーフトーンマスクの欠陥修正方法によると、白欠陥に限らず、黒欠陥を除去することが可能となる。

本発明に係る第４のハーフトーンマスクの欠陥修正方法は、半透過膜からなるハーフトーン部に白欠陥を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、遮光膜を前記白欠陥の内側に堆積し、前記遮光膜を部分的に除去して露光装置の解像度限界以下の大きさを持つスリットを設けることにより形成されることを特徴とする。

この場合、スリット６は１つでも複数でもよいが、スリット６の幅は露光装置の解像度限界よりも小さく、かつ、目標とする透過率を達成するように設定することが重要である。これは、露光した結果パターン異常が形成されないようにするためである。

なお、スリット６が白欠陥３の周囲のハーフトーン部にはみ出した場合、その重複部分において透過率が大きく低下するようにも思えるが、スリット６の幅は露光装置の解像度限界よりも小さいため、仮にはみ出し部分があったとしてもその大きさが露光装置の解像度以下である限り、パターン異常が形成されることはない。

スリット６を形成するには、まず遮光膜を白欠陥の上に形成し、形成した遮光膜に正確な位置制御を行いながら前記遮光膜を局所的に除去する。遮光膜は、例えば、クロム膜を含む遮光性材料（以下「クロム系材料」という。）などが挙げられる。その形成方法としては、既知の成膜方法、例えば蒸着法、スパッタリング法、集束イオンビーム法、各種の化学気相成長法（ＣＶＤ法）などを用いることができる。

また、前記遮光膜に対するスリット６の形成方法としては、正確な位置制御を行いながら膜を局所的に除去乃至剥離する既知の方法、例えばレーザーザッピング法、集束イオンビーム法、各種のエッチング法などを用いることができる。

本発明に係る第５のハーフトーンマスクの欠陥修正方法は、半透過膜からなるハーフトーン部に欠陥を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、前記欠陥をその周囲の前記ハーフトーン部と共に除去して透光窓を形成し、前記透光窓の内側に遮光膜を形成した後、前記遮光膜を部分的に除去して露光装置の解像度限界以下の大きさを持つスリットを設けることにより形成されることを特徴とする。

これは上述した第３のハーフトーンマスクの欠陥修正方法と同様の考え方を、遮光膜にスリットを設けた修正膜に適用したものである。第５のハーフトーンマスクの欠陥修正方法によると、白欠陥に限らず、黒欠陥を除去することが可能となる。

本発明に係る第６のハーフトーンマスクの欠陥修正方法は、半透過膜からなるハーフトーン部に欠陥を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、前記欠陥をその周囲の前記ハーフトーン部と共に除去して透光窓を形成し、前記透光窓の内側に前記透光窓よりも広い面積を持つ遮光膜を形成して前記透光窓の全てを覆い、前記透光窓の周縁部における前記半透過膜と前記遮光膜との重複部及び前記透光窓の内側における遮光膜をそれぞれ部分的に除去して露光装置の解像度限界以下の大きさを持つスリットを設けることにより形成されることを特徴とする。

本発明に係る第７のハーフトーンマスクの欠陥修正方法は、半透過膜からなるハーフトーン部に欠陥を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、前記欠陥をその周囲の前記ハーフトーン部と共に除去して透光窓を形成し、前記透光窓の内側に前記透光窓よりも広い面積を持つ遮光膜を形成して前記透光窓の全てを覆い、前記透光窓の周縁部における前記半透過膜と前記遮光膜との重複部の全部を除去し、次いで前記透光窓の内側に形成された前記遮光膜を部分的に除去して露光装置の解像度限界以下の大きさを持つスリットを設けることを特徴とする。

半透過膜と遮光膜との重複部は遮光膜の均一性が一定ではなく、遮光膜であっても透過率がゼロではなく段階的な変化を示すため、次工程で正確な透過率を設定することが困難になりやすい。そこで、本発明に係る第６及び第７のハーフトーンマスクの欠陥修正方法は、重複部の一部又は全部を除去することで、この問題を回避することに成功している。

上述した本発明に係る第１乃至第７の欠陥修正方法において付加される修正膜は前記ハーフトーン部の半透過膜と実質的に透過率が等しくなるように構成することが好ましい。「実質的に透過率が等しい」とは、露光した結果、欠陥部分に異常パターンが形成されない程度での透過率の相違を含む趣旨である。異常パターンさえ形成されなければ、透過率が若干異なっていても実際上問題がないからである。

本発明に係るいずれかの欠陥修正方法を適用することにより、修正膜が設けられたハーフトーンマスクを提供することができる。また、本発明に係るいずれかの欠陥修正方法をハーフトーンマスクの製造工程の後工程に組み込むことにより、極めて歩留まりの高いハーフトーンマスクの製造方法を提供することができる。本発明に係るハーフトーンマスクの製造方法の技術的意義は、ハーフトーン部上に除去すべき欠陥が形成されたことにより、良品として使用することができないものと評価されたハーフトーンマスクを良品として再生することができるという点にある。

本発明に係るハーフトーンマスクの欠陥修正方法によると、ハーフトーンマスクの半透過膜に発生した除去すべき欠陥を簡単にかつ低コストで修正することができる。

本発明に係るハーフトーンマスク及びハーフトーンマスクの製造方法によると、全体としての完成度を要するフォトマスクの利用効率が改善し、欠陥修正を施さなければ不良品として使用不可能として廃棄されていたフォトマスクが修正によって良品になり、製造コスト並びに生産歩留まりが大幅に向上する。

本発明は、遮光部とハーフトーン部と透光部と透光部が設けられたハーフトーンマスクのハーフトーン部に発生した除去すべき欠陥を修正する方法に関するものであり、この方法を適用した上記各発明によると、欠陥部における露光量が周囲のハーフトーン部と実質的に等しくなり、ゆえにパターン異常の形成が防止され、良品とすることができる。

（第１の実施形態）
本発明において、ハーフトーンマスクのハーフトーン部に形成された白欠陥の修正方法のうち、最も基本となる方法は、ハーフトーン部に用いられている半透過膜（これを、「第１の半透過膜」という場合がある。）と同一の透過率を持つ半透過膜（これを、「第２の半透過膜」という場合がある。）を修正膜として、白欠陥の上に形成することである。

半透過膜は基本特性さえ分かれば、その膜厚を調整することで目的とする透過率を得ることができる。具体的には、半透過膜の透過率とその膜厚との関係は、単位膜厚Ｌ_０の時の透過率をＴ_０、透過率Ｔ_０の時の濃度をＤ_０、膜厚Ｌの時の濃度をＤとして、次のように規定される。

Ｄ_０＝−ｌｏｇ Ｔ_０ ・・・・・（１）
Ｄ ＝（Ｌ／Ｌ_０）・Ｄ_０ ・・・・・（２）

なお、この修正膜の形成方法としては、既知の成膜方法、例えば蒸着法、スパッタリング法、集束イオンビーム法、その他の化学気相成長法（光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法等）などを用いることができる。

図１（ａ）は、（図９に示すような）修正前の白欠陥３の周囲に、ハーフトーンマスクと同等の透過率を持つ半透過膜の修正膜４を形成した状態を示す模式平面図、図１（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

修正膜の位置合わせの精度が十分に高く、かつ、修正膜の周囲にスカム（残渣）も発生しない場合は、これで白欠陥の修正が完了する。

なお、第１の実施形態は、本発明に係る第１のハーフトーンマスクの欠陥修正方法の一例を説明するものである。この方法は、修正膜の形成の際に、高い位置合わせの精度が要求される。また、修正膜の大きさ及びその成膜方法によっては、修正膜の周囲にスカムが発生することもある。例えば、光ＣＶＤ法を用いて極めて微細な修正膜を堆積しようとするとガスの流れによりスカムが発生し易い。従って、白欠陥の大きさが比較的大きい場合など、この方法を適用するためには一定の条件が必要になる。

なお、白欠陥とは、本来半透過膜（ハーフトーン部）が存在すべき部分に形成された局所的な透光部であるから、欠陥（白欠陥或いは黒欠陥）を含むハーフトーン部を、その欠陥よりも大きいサイズで予め例えばレーザーザッピング法などにより除去して欠陥よりも広い面積を持つ透光部（これを本明細書では「透光窓」と定義する。）を形成すれば、この透光窓をハーフトーン部上に形成された白欠陥とみなすことができ、この透光窓に対して第１の実施形態に示す白欠陥修正方法を適用することができる（この実施態様は、本発明に係る第３のハーフトーンマスクの欠陥修正方法を具現化する方法の一例である。）。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、本発明に係る第２のハーフトーンマスクの欠陥修正方法の一例を説明するものである。
図２は、第２の実施形態を適用するための前提となる問題点を説明するための図であり、第１の実施形態において説明した修正膜が白欠陥３を含む状態、つまり、白欠陥３が完全に修正膜によって覆われて修正膜の周縁部に重複部が形成されるように、修正膜を堆積した場合を説明している。なお、図２（ａ）は、修正膜堆積直後の模式平面図、図２（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図を示している。

この場合、図２（ａ）に示すように、修正膜４は白欠陥３よりも広い面積を持つようにして白欠陥３の全てを覆うように（つまり、修正膜４が白欠陥３を含むように）形成される。ところが、このとき、ハーフトーン部２と修正膜４とが重複し合ってできた部分（これを、本明細書では「修正膜の重複部」という。）４ｂが形成される。

白欠陥３の幅をｄ１、修正膜の重複部の幅を例えばｄ２とすると、図２の例では、修正膜が（ｄ１＋ｄ２＋ｄ２）の大きさで形成されていることが分かる。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ線断面図を示している。この図から明らかなように、修正膜の重複部４ｂは、半透過膜が相対的に厚く形成されるため、その部分において局所的に透過率が低下し、パターン異常が形成される原因となりうる。

また、修正膜４の堆積時等に、修正膜の周囲にスカム（不図示）が発生した場合にも、パターン異常が形成される原因となり易い。

図３（ａ）は、図２（ａ）に示す修正膜の重複部４ｂに幅ｄ３のスリット５を形成した様子を示す模式平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ線断面図を示している。なお、スリット５の幅ｄ３は、１つのスリットの幅が露光装置の解像限界以下となるように、かつ、目標とする透過率を達成するように設定する。図３ではスリット５が１本の場合を示しているが、複数本あってもよい。

なお、スリットの幅を露光装置の解像度限界よりも小さくするのは、露光装置の解像度以上の光量を透過させるとスリットがパターンとして現れてしまうのでこれを防止するためである。従って、この条件を満たしながら、必要な幅のスリットを形成することになる。なお、「目標とする透過率を達成する」とは、修正膜の重複部やスカム部において低下した透過率を回復するために、必要な光量を確保するために面積比を計算することを意味し、「所定の光量を得る」という観点から合目的的に解釈することが必要である。

このように、解像限界以下の幅ｄ３のスリットを設けると、透過率が高い部分が形成された場合でも透過率に影響せず、パターン異常が形成されない。

また、スリットの形成方法としては、正確な位置制御を行いながら膜を局所的に除去乃至剥離する既知の方法、例えばレーザーザッピング法、集束イオンビーム法、各種のエッチング法などを用いることができる。

以上の方法により、修正箇所の周囲に形成された修正膜の重複部或いはスカム部に起因するパターン異常を効果的に抑えることができ、ひいては白欠陥を効果的に修正することができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、本発明に係る第４のハーフトーンマスクの欠陥修正方法の一例を説明するものである。
上述した第１の実施形態は、ハーフトーン部に用いられている半透過膜と同一の透過率を持つ半透過膜を白欠陥を修正するための修正膜とすることを前提とした上で、第２の実施形態では、必要により、第１の実施形態による欠陥修正方法による不都合な点を修正する方法を説明した。

ところが、ハーフトーン部に用いられている半透過膜と同一の透過率を持つ半透過膜を得ることが困難な場合がある。そこで、第３の実施形態では、「ハーフトーン部に用いられている半透過膜と同一の透過率を持つ半透過膜」を形成することなく、白欠陥を修正する方法について説明する。これは、本発明に係る第４のハーフトーンマスクの欠陥修正方法の一例を説明するものである。

図４（ａ）は、白欠陥が形成されたハーフトーンマスク１における白欠陥の部分３に、幅ｄ４のスリット６を形成した様子を示す模式平面図を示している。図４（ｂ）は図４（ａ）のＥ−Ｅ線断面図を示している。この場合も、スリット６は、露光装置の解像度限界よりも小さく、かつ、目標とする透過率を達成するように設定する。

なお、スリットの幅ｄ４を露光装置の解像度限界よりも小さくするのは、露光装置の解像度以上の光量を透過させるとスリットがパターンとして現れてしまうのでこれを防止するためである。従って、この条件を満たしながら、必要なスリットのパターンを形成することになる。なお、「目標とする透過率を達成する」とは、第２の実施形態とは異なる意味に解釈され、ここでは、白欠陥の周囲の半透過膜の透過率と等しくするために、必要な光量を確保するために面積比を計算することを意味し、「所定の光量に制限する」という観点から合目的的に解釈することが必要である。

スリット６を形成するには、まず遮光膜を白欠陥の上に形成し、次いで、形成した遮光膜に多数のスリット６を形成する。遮光膜の形成方法及びスリットの形成方法は、いずれも既知の方法を適用することができる。遮光膜には、遮光性材料として、例えばクロム膜などが挙げられる。その形成方法は、既知の成膜方法、例えば蒸着法、スパッタリング法、集束イオンビーム法、各種の化学気相成長法（ＣＶＤ法）などを用いることができる。

また、スリット６の形成方法としては、正確な位置制御を行いながら膜を局所的に除去乃至剥離する既知の方法、例えばレーザーザッピング法、集束イオンビーム法、各種のエッチング法などを用いることができる。

なお、本実施形態に示す方法によれば、光量の調整は膜厚ではなくスリット６のパターンで行うため、形成する遮光膜の膜厚については特に制限はない。

また、スリットは、正確な位置制御を行いながら膜を局所的に除去乃至剥離する既知の方法、例えばレーザーザッピング法、集束イオンビーム法、各種のエッチング法などを用いることができる。

以上の方法により、半透過膜を用いることなく白欠陥を修正することができる。

なお、図４では、多数のスリット６を形成した様子を示したが、本発明はスリットが１本である場合を含む。これは修正する白欠陥の大きさに依存するからである。

なお、白欠陥とは、本来半透過膜（ハーフトーン部）が存在すべき部分に形成された局所的な透光部であるから、欠陥（白欠陥或いは黒欠陥）を含むハーフトーン部を、その欠陥よりも大きいサイズで予め例えばレーザーザッピング法などにより除去して欠陥よりも広い面積を持つ透光窓を形成すれば、この透光窓をハーフトーン部上に形成された白欠陥とみなすことができ、この透光窓に対して第３の実施形態に示す白欠陥修正方法を適用することができる（この実施態様は、本発明に係る第５のハーフトーンマスクの欠陥修正方法を具現化する方法の一例である。）。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、本発明に係る第６及び第７のハーフトーンマスクの欠陥修正方法の一例を説明するものである。
第１及び第２の実施形態において説明する白欠陥の修正方法は、いずれも白欠陥又はこれを含む透光部に局所的に半透過膜を堆積する方法であった。しかし、その後の研究により、半透過膜の組成が異なると波長依存性が顕著に表れる場合があることが明らかになった。これは、透過率が濃度Ｄの関数であることから、膜厚を調整することにより、ある特定の波長において白欠陥を修正するために堆積した半透過膜と、白欠陥の周囲の半透過膜の透過率とを完全に一致させることができたとしても、他の波長においては必ずしも一致しないことを意味する。

半透過膜の組成は、半透過膜の成膜方法或いは成膜条件の違いに起因して異なるが、多階調フォトマスクの製造工程で堆積する半透過膜と、白欠陥を修正するために堆積する半透過膜とは、成膜方法が異なっていることが通常であるため、組成を完全に一致させることは実際上は困難である場合が多い。

第４の実施形態では、第３の実施形態を実際の多階調ハーフトーンマスクに適用した具体的な実施形態の一例について説明する。

図５は、少なくとも２方向が遮光部で囲まれたハーフトーン部に微小な白欠陥が発生した様子を示している。図５（ａ）は、欠陥修正前の状態を示す模式平面図を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＦ−Ｆ線断面図を示している。ハーフトーンマスク１０は、透明基板１１の上にハーフトーン部１２と遮光部１３とが設けられ、ハーフトーン部１２に欠陥１４が形成されている。欠陥１４は、白欠陥を図示しているが、実際には白欠陥及び黒欠陥のいずれでもよく、「ハーフトーン部上に形成された除去すべき欠陥」という意味に解釈される。

なお、ハーフトーンマスクには、基本構成として、透明基板上に遮光膜パターンが形成されその上に半透過膜のパターンが設けられるものと、透明基板上に半透過膜が形成されその上に遮光膜のパターンが設けられるものと、二種類あるが、本発明は透明基板上に半透過膜が設けられた部分に適用するものであるからいずれの種類にも適用することが可能である。

図６（ａ）〜図６（ｃ）及び図７（ｄ）〜図７（ｅ）は、第４の実施形態に係る欠陥修正方法の各ステップを説明するための工程図を示している。

図６（ａ）に示すような遮光部１３で少なくとも２方向を囲まれたハーフトーン部１２に欠陥１４が形成された場合、先ず、図６（ｂ）に示すように、白欠陥１４が存在した部分を含めてその周囲のハーフトーン部１２と共に局所的に除去して透光窓１５を形成する（工程Ａ）。次いで、図６（ｃ）に示すように、この透光窓１５を塞ぐ遮光膜１６を形成する（工程Ｂ）。

このとき、透光窓１５の上に形成される遮光膜１６は、透光窓１５を完全に覆うように形成される必要があるので遮光膜１６は透光窓１５の外周部を重複するように堆積される（以下、この部分を重複部（図６（ｃ）におけるＸ１，Ｘ２及びＹ１，Ｙ２部）という。）。この重複部（Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）のうち、ハーフトーン部をはみ出して遮光膜が堆積された部分（Ｘ１，Ｘ２）は、多くの場合その部分の透過率が連続的に低下するが、遮光部をはみ出して遮光膜が堆積された部分（Ｙ１，Ｙ２）はもともと透過率がゼロであるから、透過率は変化しない。

なお、遮光膜１６の堆積装置は後述するレーザーザッピング法と比べると位置精度が低く正確な位置に堆積できない場合も多いので、重複部は、成膜工程においてある程度の余裕をもたせるという意味もある。

次に、図７（ｄ）に示すように、透過率が低下した前者の重複部（Ｘ１，Ｘ２）に第１のスリット１７を形成する（工程Ｃ）。なお、光ＣＶＤ法による堆積の場合、重複部（Ｘ１，Ｘ２）は光漏れ等によって遮光膜の均一性も一定ではなく、遮光膜であっても透過率がゼロではなく段階的な変化を示すため、次工程で正確な透過率を設定することが困難になりやすい。このような理由から、図７（ｄ）では、重複部（Ｘ１，Ｘ２）の全部が除去された様子が示されているが、一方で、第１のスリットは露光装置の解像度限界よりも小さいことが必要であるので、必要であればこの点を考慮して複数のスリットから構成されてもよい。

次に、図７（ｅ）に示すように、遮光膜１６を部分的に除去して第２のスリット１８ａを形成する（工程Ｄ）。第１のスリット１７と同様に第２のスリット１８ａも露光装置の解像度限界よりも小さいことが必要である。

すなわち、重複部を含めたハーフトーン部上の修正領域（Ｘ１，Ｘ２）１９（すなわち図７（ｅ）の破線部で囲まれた領域）の透過率が目標値（すなわちハーフトーン部１５の透過率）と一致するように、遮光部と第１及び第２スリット（透光部）との面積比を実現するようなパターン、換言すると、前記修正領域に残された部分（遮光部）の総面積に対する、第１及び第２のスリット（透光部）の総面積の比がハーフトーン部１５の透過率と一致するようなパターンを形成する。

この意味において、第１及び第２のスリットの形成順序は特に限定されず、かつその形状は図７（ｅ）に示されたもの限定されるものでもない。例えば、図８（ａ）に示すようなスリット１８ｂからなるパターンとしてもよい。また、本発明において「スリット」という語は「露光装置の解像度限界以下の大きさの透光部」という意味に解すべきであるから、通常よりも広義に解しうるものであり、例えば図８（ｂ）に示すような、多数の正方形スリット１８ｃからなるパターンであってもよい。

なお、「解像度限界以下のパターン」について典型例を示すと、露光装置の解像度限界が例えば２［μｍ］程度である場合、スリット幅を解像度限界の１／２の例えば１［μｍ］以下の大きさのパターンを形成すると異常パターンは全く形成されない。このような微細なスリットの形成方法としては、第３の実施形態で説明したスリットの形成方法と同様のもの、すなわち、正確な位置制御を行いながら膜を局所的に除去乃至剥離する既知の方法、例えばレーザーザッピング法、集束イオンビーム法、各種のエッチング法などを用いることができる。

なお、本発明に係る第７のハーフトーンマスクの欠陥修正方法は重複部（Ｘ１，Ｘ２）の一部を除去する場合であり、本発明に係る第６のハーフトーンマスクの欠陥修正方法は重複部Ｘ１，Ｘ２の全部を除去する態様（第４の実施形態）である。

第３及び第４の実施形態において説明する欠陥の修正方法は、欠陥部に半透過膜を用いないので、透過率の波長依存性の問題は発生しない。特に、第４の実施形態で示す白欠陥の修正方法は、重複部を考慮して修正領域の透過率を極めて精度よく調整することが可能であるため、実用的である。

本発明は、従来難しかったハーフトーンマスクの白欠陥を簡単な方法で修正することができるものであり、その産業上の利用可能性は極めて大きい。

図１は、本発明の第１の実施形態を説明するための図であり、（ａ）は、修正前の白欠陥３の周囲に、ハーフトーンマスクと同等の透過率を持つ半透過膜の修正膜４を形成した状態を示す模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 図２は、第２の実施形態を適用するための前提となる問題点を説明するための図であり、（ａ）は、修正膜堆積直後の模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 図３は、第２の実施形態を説明するための図であり、（ａ）は、図２（ａ）に示す修正膜の重複部４ｂにスリット５を形成した様子を示す模式平面図、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。 図４は、第３の実施形態を説明するための図であり、（ａ）は、白欠陥が形成されたハーフトーンマスク１における白欠陥の部分３にスリット６を形成した様子を示す模式平面図、（ｂ）は、（ａ）のＥ−Ｅ線断面図を示している。 図５は、遮光部で少なくとも２方向を囲まれたハーフトーン部に微小な白欠陥が発生した様子を示している。（ａ）は、欠陥修正前の状態を示す模式平面図を示している。（ｂ）は、（ａ）のＦ−Ｆ線断面図を示している。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、第４の実施形態に係る欠陥修正方法の各ステップを説明するための工程図を示している。 図７（ｄ）〜図７（ｅ）は、第４の実施形態に係る欠陥修正方法の各ステップを説明するための工程図を示している。 図８は、スリットパターンの変形例を示している。 図９（ａ）は、ハーフトーンマスク１のハーフトーン部２に白欠陥３が発生した様子を示す模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１ 白欠陥が形成されたハーフトーンマスク
２ ハーフトーン部（第１の半透過膜）
３ 白欠陥
４ 半透過膜の修正膜（第２の半透過膜）
５ スリット
６ スリット
１０ ハーフトーンマスク
１１ 透明基板
１２ ハーフトーン部
１３ 遮光部
１４ 白欠陥
１５ 透光窓
１６ 遮光膜
１７ 第１のスリット
１８ 第２のスリット
１９ ハーフトーン部上の修正領域

Claims (10)

1. 第１の半透過膜からなるハーフトーン部に白欠陥を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、
   前記白欠陥の内側に第２の半透過膜を堆積することにより形成されることを特徴とするハーフトーンマスクの欠陥修正方法。
2. 第１の半透過膜からなるハーフトーン部に白欠陥を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、
   前記白欠陥の内側に第２の半透過膜を堆積し、前記第２の半透過膜に露光装置の解像度限界以下の大きさを持つスリットを設けることにより形成されることを特徴とするハーフトーンマスクの欠陥修正方法。
3. 第１の半透過膜からなるハーフトーン部に欠陥を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、
   前記欠陥をその周囲の前記ハーフトーン部と共に除去して透光窓を形成し、前記透光窓の内側に第２の半透過膜を堆積することにより形成されることを特徴とするハーフトーンマスクの欠陥修正方法。
4. 半透過膜からなるハーフトーン部に白欠陥を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、
   遮光膜を前記白欠陥の内側に堆積し、前記遮光膜を部分的に除去して露光装置の解像度限界以下の大きさを持つスリットを設けることにより形成されることを特徴とするハーフトーンマスクの欠陥修正方法。
5. 半透過膜からなるハーフトーン部に欠陥を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、
   前記欠陥をその周囲の前記ハーフトーン部と共に除去して透光窓を形成し、前記透光窓の内側に遮光膜を形成した後、前記遮光膜を部分的に除去して露光装置の解像度限界以下の大きさを持つスリットを設けることにより形成されることを特徴とするハーフトーンマスクの欠陥修正方法。
6. 半透過膜からなるハーフトーン部に欠陥を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、
   前記欠陥をその周囲の前記ハーフトーン部と共に除去して透光窓を形成し、前記透光窓の内側に前記透光窓よりも広い面積を持つ遮光膜を形成して前記透光窓の全てを覆い、
   前記透光窓の周縁部における前記半透過膜と前記遮光膜との重複部及び前記透光窓の内側における遮光膜をそれぞれ部分的に除去して露光装置の解像度限界以下の大きさを持つスリットを設けることにより形成されることを特徴とするハーフトーンマスクの欠陥修正方法。
7. 半透過膜からなるハーフトーン部に欠陥を含むハーフトーンマスクに修正膜を付加する欠陥修正方法であって、前記修正膜は、
   前記欠陥をその周囲の前記ハーフトーン部と共に除去して透光窓を形成し、前記透光窓の内側に前記透光窓よりも広い面積を持つ遮光膜を形成して前記透光窓の全てを覆い、
   前記透光窓の周縁部における前記半透過膜と前記遮光膜との重複部の全部を除去し、次いで前記透光窓の内側に形成された前記遮光膜を部分的に除去して露光装置の解像度限界以下の大きさを持つスリットを設けることを特徴とするハーフトーンマスクの欠陥修正方法。
8. 前記修正膜は前記ハーフトーン部の半透過膜と実質的に透過率が等しくなるようにしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のハーフトーンマスクの欠陥修正方法。
9. 透明基板上に遮光膜からなる遮光部と半透過膜からなるハーフトーン部と遮光膜及び半透過膜のいずれも存在しない透光部とが設けられたハーフトーンマスクであって、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載のハーフトーンマスクの欠陥修正方法を適用したことにより、前記ハーフトーン部上に修正膜が設けられていることを特徴とするハーフトーンマスク。
10. 透明基板上に露光光の全部を遮断する遮光部を形成する工程と露光光の一部を透過するハーフトーン部を形成する工程と、露光光の全部を透過する透光部を形成する工程と、前記ハーフトーン部に形成された除去すべき欠陥を除去すると共に前記欠陥を修正するための修正膜を形成する欠陥修正工程とを具備するハーフトーンマスクの製造方法であって、
    前記欠陥修正工程に、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のハーフトーンマスクの欠陥修正方法を適用することを特徴とするハーフトーンマスクの製造方法。

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